MXPA02005020A

MXPA02005020A - Nucleos absorbentes con gradiente de densidad y.

Info

Publication number: MXPA02005020A
Application number: MXPA02005020A
Authority: MX
Inventors: Kalmon Michael
Original assignee: Bki Holding Corp
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2003-05-23
Also published as: WO2001035886A1; TW567061B; AR026549A1; WO2001035886A8; PE20010655A1; CO5200786A1; CA2391528A1; EP1242017A1; AU1619201A

Abstract

Se describen estructuras absorbentes que tienen un perfil y- direccional en densidad y contenido de particulas de polimero superabsorbente. Las estructuras incluyen zonas que tienen mayor densidad y mayor contenido de particulas de polimero superabsorbente y zonas que tienen menor densidad y menor contenido de particulas de polimero superabsorbente. Tambien se describen metodos para preparar estructuras absorbentes que tienen perfil y-direccional en densidad y contenido de polimero superabsorbente.

Description

NÚCLEOS ABSORBENTES CON GRADI ENTE DE DENSI DAD Y Solicitudes relacionadas Esta solicitud reclama el beneficio de la sol icitud de patente estadoun idense provisional no. 60/1 66,489 presentada el 1 9 de noviembre de 1 999; la solicitud de patente estadounidense provisional no. 60/21 1 ,090 presentada el 1 2 de jun io de 2000 y la solicitud de patente estadounidense provisional no. 60/21 1 , 091 presentada el 1 2 de j unio de 2000, todas incorporadas en la presente por referencia.

Campo de la invención Esta invención se dirige al cam po de estructuras absorbentes unitarias para usarse en artículos absorbentes, en los cuales uno o más estratos de la estructura absorbente están perfilados en la dirección-y, en una o más de las propiedades de peso base, contenido de partículas funcionales, o densidad , y procesos para la producción de la estructura.

Antecedentes de la invención Las estructuras absorbentes se usan en un amplio rango de artículos absorbentes desechables, incluyendo pañales para bebés , productos de incontinencia para adultos, toallas sanitarias y similares. Estos y otros artícu los absorbentes son provistos de manera general con una estructura absorbente, la cual está dispuesta como un núcleo, para recibir y retener l íquidos corporales. El núcleo absorbente usualmente está i ntercalado entre una hoja superior permeable a líquidos, cuya función es para permitir el paso de fluido al núcleo y una hoja posterior impermeable a líquidos, cuya función es contener el fluido y prevenir q ue pase a través del artículo absorbente a la prenda del usuario del artícu lo absorbente . Una estructura absorbente, la cual es usada como un núcleo para pañales y cojincillos de incontinencia para adulto, frecuentemente incluye bloques o tramas fibrosos construidos de fibras celulósicas, hidrofílicas, esponjadas, sueltas, desfibrizadas. El núcleo tam bién puede incluir partículas funcionales, tales como partículas de polímero superabsorbente ("SAP") , g ranulos, hojuelas o fibras (colectivamente "partículas") . En años recientes, ha aumentado la demanda en el mercado por un artículo absorbente crecientemente más delgado y más confortable. Tal artículo puede ser obtenido al dismi nuir el espesor de la estructura usada como el núcleo de pañal , al incrementar la cantidad de partículas funcionales, y al calandrar o presionar el núcleo para reducir el calibre y de ah í , aumentar la densidad . Sin embargo, los artículos de mayor densidad usados como núcleos no absorben líquido tan rápidamente como n úcleos de menor densidad , debido a que la densificación del n úcleo resulta en un tamaño de poro efectivo más peq ueño. De acuerdo con esto, para mantener la absorción de l íq uidos adecuada , es necesario proporcionar u n estrato de baja densidad teniendo un tamaño de poro más grande por arriba del núcleo absorbente de alta densidad para incrementar la velocidad de captación de l íquido descargado sobre el artículo absorbente. El pliego de baja densidad es referida normalmente como un estrato de adquisición.

Diseños de núcleo absorbente de estratos múltiples invol ucra un proceso de fabricación más complicado. La porción de pliego de almacenamiento de un pañal desechable, por ejemplo, generalmente se forma en su lugar, durante el proceso de conversión , a partir de celu losa esponjada , suelta. Tal material de celulosa generalmente no está dispon ible en forma de hoja preformada debido a que exhibe fuerza de trama insuficiente, debido a su carencia de unión o enmarañado entre fibras, para ser desembobinado o desfestoneado directamente sobre y manejado en equipo para hacer cojinci llos absorbentes. Algunos artículos absorbentes, tales como toallas femeninas ultra-delgadas, generalmente son producidos de material no tej ido con base en productos enrollados. Tal rodil lo de material de núcleo absorbente preformado es desembobinado directamente como alimentación en el equipo convertidor de artícu los absorbentes sin el paso de desfibrización req ueridos normalmente para productos basados en lanilla, tales como pañales y coj incillos de incontinencia. La trama no tejida normalmente está unida o consolidada en una manera que le da suficiente fuerza para ser manejado durante el proceso convertidor. Las estructuras absorbentes hechas de tales tramas no tejidas también pueden contener partículas de SAP. Sin embargo, estas estructuras absorbentes son frecuentemente ineficientes en casos donde una demanda es para la adquisición y absorción de grandes cantidades o una oleada de fluidos corporales. En estos casos, un material absorbente de pliego simple frecuentemente no es suficiente para servir como el núcleo absorbente, debido a que el l íquido no es distribuido en la estructura a lo largo de la longitud del núcleo absorbente. Como resultado, regiones del núcleo absorbente permanecen sin usar. El mecanismo de consolidación de trama usado en la aproximación de productos enrol lados para hacer núcleos preformados, proporciona fuerza y estabilidad dimensional a la trama. Tales mecanismos incluyen unión de látex, unión con fibras termoplásticas o bicom ponentes o polvos termoplásticos, hidroenmarañado, punción con agujas, cardado o similares. Sin embargo, tales materiales unidos proporcionan u n núcleo relativamente rígido, el cual frecuentemente no se conforma bien a la forma del cuerpo humano, especialmente en aquéllas situaciones donde existe una demanda para q ue el producto se ajuste para adquirir y contener grandes volúmenes de fluidos corporales. La flexibilidad y suavidad del núcleo absorbente son necesarios para asegurar q ue el n úcleo absorbente puede conformarse fácilmente a sí mismo a la forma del cuerpo humano o a la forma de un com ponente, por ejem plo, otro estrato absorbente, del artículo absorbente adyacente a él. Esto evita, a su vez, la formación de aberturas y canales entre el artículo absorbente y el cuerpo humano o entre varias partes del artículo absorbente, el cual pudiera provocar de otra manera fugas indeseables en el artículo absorbente. La integridad de la estructura absorbente usada como un núcleo es necesaria para aseg urar que el núcleo absorbente no se deforme y exhiba discontinu idades durante su uso por un consum idor. Tales deformaciones y d iscontinuidades pueden conducir a una disminución en la absorbencia y capacidad global y un incremento en una fuga indeseable. Las estructuras absorbentes anteriores han sido deficientes en una o más de flexibilidad , integridad , absorbencia perfilada y capacidad . Por ejemplo, un núcleo de pulpa de lani lla convencional tiene buena conformabilidad debido a su alta flexibilidad y suavidad , pero al mismo tiempo puede desintegrarse fácilmente durante el uso, debido a su pobre integridad. Como otro ejemplo, ciertos núcleos unidos, tales como núcleos suspend idos en aire hechos de pul pa de lanil la de celulosa densificada a una densidad mayor que 0.35 g/cc tienen integ ridad en seco, pero no tienen integridad en húmedo y poca conformabilidad . Las estructuras absorbentes que tienen suavidad y flexibilidad mejorada han sido descritas en la solicitud de patente internacional WO 00/41 882, publicada el 20 de jul io de 2000. Si n em bargo, todavía existe la necesidad de intensificar aún más la capacidad de tales estructuras al incorporar grandes cantidades de partículas SAP y, al mismo tiempo, mantener una eficiencia de adq uisición de fluido alta de tales estructuras. Las estructuras absorbentes hechas de tramas no tejidas pueden contener partículas SAP para obtener suficiente capacidad absorbente. Sin embargo, existen l ím ites prácticos para aumentar la proporción de partículas SAP en una estructura absorbente comercial actualmente disponible. Si la concentración de partículas SAP en una estructura absorbente usada como un n úcleo es demasiado alta, puede resultar un bloq ueo de gel y la velocidad para adquirir y red istribuir el l íq uido dentro del núcleo se volverá demasiado lenta para un desempeño satisfactorio del núcleo absorbente. Conforme las partículas SAP adyacentes se hinchan, forman una barrera a líq uido libre no absorbido inmediatamente por las partículas SAP. Como resultado, el acceso por el líquido a partículas SAP no expuestas puede bloq uearse por las partículas SAP hinchadas, gelificadas. Cuando ocurre el bloqueo de gel , tiene lugar un depósito de l íquido, opuesto a la absorción, en el núcleo. Como resultado, grandes porciones del núcleo permanecen sin usar y puede ocurrir una falla (fuga) del n úcleo absorbente. El bloqueo de gel provocado por altas concentraciones de partículas SAP resulta en una permeabilidad de núcleo reducida, o flujo de fluido, particularmente bajo presiones encontradas durante el uso del prod ucto absorbente. Una manera para m in imizar el bloque de gel y mantener la permeabi lidad de núcleo para captación y redistribución de fluido eficientes, es lim itar la proporción de partículas SAP a fibras de matriz en la estructura absorbente usada como el núcleo. En esta manera, existe suficiente separación entre partícu las, de manera que aún después de que las partículas se han h inchado por la exposición a l íquido, no contactan partículas adyacentes y l íq uido libre puede m ig rar a partícu las SAP no expuestas. Desafortunadamente, lim itar la concentración de partículas SAP en el núcleo absorbente también l imita el g rado al cual el núcleo puede hacerse más delgado y más confortable. Para evitar el bloqueo de gel , núcleos absorbentes comerciales están actualmente l imitados a concentraciones de partículas SAP de 20 por ciento a 50 por ciento en peso del núcleo. Sin embargo, aún con este l ímite de concentración de partículas SAP, estos núcleos absorbentes tienen velocidades de adq uisición de fluido pobres. Las estructuras absorbentes usadas como núcleos en artículos absorbentes, desechables, comerciales, actuales , son construidas al com binar varios pliegos de material en la l ínea convertidora. Normalmente, estos n úcleos absorbentes de m últiples pl iegos contienen uno o más pliegos de ancho variante, en donde al menos u n pliego en el núcleo absorbente es más angosto que el ancho completo del núcleo. El pliego angosto está presente en estos núcleos absorbentes comerciales para mejorar el desempeño y reducir los costos de materia prima al enfocar material absorbente donde es más necesario, y remover material donde no es necesario. La técnica existente para la fabricación de núcleos absorbentes, los cuales son perfilados en peso base involucra combi nar varios pliegos o estructuras de material absorbente en la l ínea convertidora para fabricar núcleos absorbentes en capas. U n idades formadoras suspendidas en aire normales para la fabricación de estructuras absorbentes a ser usadas como núcleos, contienen eq uipo mecánico en un lado del alam bre formador de ancho com pleto diseñado para aceptar material absorbente suspendido en aire y distribu ir uniformemente el material absorbente sobre el alambre formador. Normalmente, ubicada en el otro lado del alambre formador, y trabajando en conjunto con el equipo distribuidor, se encuentra un sistema de vacío que está presente para recolectar el material absorbente suspendido en aire sobre el alambre formador.

Breve descripción de la invención Sería altamente deseable proporcionar una estructura absorbente a ser usada como un núcleo, el cual es capaz de soportar una concentración de partículas SAP de aproximadamente 1 0 por ciento a 80 por ciento en peso , de preferencia aproximadamente 30 por ciento a 80 por ciento en peso, mientras que se mantiene una velocidad de adquisición de fluido rápida y estabilidad del núcleo. También sería deseable proporcionar un núcleo absorbente estable a la humedad, el cual exhiba una adq u isición y eficiencia de almacenamiento mejoradas para una concentración de SAP dada. La presente invención proporciona un incremento en eficiencias de conversión al usar estructuras absorbentes unitarias com prendiendo varios estratos de material absorbente. Los sol icitantes han descubierto ahora un método para simplificar la fabricación de productos absorbentes conten iendo n úcleos absorbentes perfilados. En una primera modalidad , un núcleo perfilado puede obtenerse mediante el uso de una su perficie formadora, la cual puede ser bloqueada físicamente con una máscara para preven ir que material absorbente se deposite en zonas específicas, resulta ndo en la formación de una estructura absorbente con estratos perfilados. En una modal idad alternativa , una estructura perfilada puede obtenerse al controlar el sistema de vacío mediante el uso de un bloque para el sistema de vacío. El bloque puede ser colocado en la operación de unidad formadora suspendida en aire entre el sistema de vacío y el alambre formador. Un objetivo de la invención es proporcionar un núcleo absorbente unitario com prendiendo uno o más estratos de material absorbente, en el cual una o más de las propiedades de peso base, conten ido de partículas funcionales, o densidad de al menos uno de los estratos es perfilada en la dirección-y.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un proceso para fabricar núcleos absorbentes un itarios comprend iendo uno o más estratos, en los cuales uno o más del peso base, contenido de partículas funcionales, o densidad de al menos uno de los estratos es perfilado en la dirección-y. Un objetivo adicional de la invención es incrementar eficiencias de conversión al producir núcleos absorbentes u nitarios vía el proceso de suspensión en aire versus producir n úcleos absorbentes de múltiples pliegos en la línea convertidora al fundir varios materiales absorbentes. Otro objetivo de la invención es introducir g radientes de densidad en la di rección-y en núcleos absorbentes unitarios. Un objetivo adicional de la invención es proporcionar mayor control sobre los atri butos de núcleos absorbentes un itarios , proporcionando as í desarrol ladores de producto con mayor flexibilidad . Objetivos adicionales de la invención son mejorar el desempeño del producto al colocar material absorbente en núcleos absorbentes unitarios donde es más efectivo, o remover material absorbente en núcleos absorbentes u nitarios donde no es efectivo. Otro objetivo de la invención es formar núcleos absorbentes teniendo adquisición de fluido y contención mejorados, así como potencial de fuga reducido. Un objetivo adicional de la invención es simpl ificar los procesos convertidores de prod ucto final al reducir el número de pl iegos en la estructura absorbente.

En una primera modalidad , la presente invención es dirigida a estructuras absorbentes que tienen un perfil y-di reccional , que comprende un estrato o una plural idad de estratos, al menos un estrato de los cuales es producido por una serie continua de operaciones unitarias, y el cual contiene partículas funcionales y tiene un perfil y-direccional . El estrato producido por una serie continua de operaciones unitarias comprende primera y segunda zonas d ispuestas en contacto una con otra, en donde la primera zona tiene uno o más de una densidad mayor, un contenido mayor de partícu las funcionales y un peso base mayor q ue la segunda zona. En una segunda modalidad , la presente invención es dirigida a estructuras absorbentes que comprenden partículas funcionales y que tienen una eficiencia de adquisición y almacenam iento de fluido (FASE), como se define en la presente, de más de aproximadamente 50. En esta modal idad , la estructura tiene un perfil y-direccional , y com prende un estrato o una pluralidad de estratos, en donde al menos u n estrato com prende primera y seg unda zonas dispuestas en contacto una con otra, en donde la primera zona tiene uno o más de una densidad mayor un conten ido mayor de partículas funcionales y un peso base mayor que la segunda zona . En modalidades adicionales de la primera y segunda modalidades, la invención se dirige a estructuras q ue tienen una primera zona q ue tiene una mayor densidad y un mayor peso base que la segunda zona , o estructuras que tienen una mayor densidad y contenido de partículas funcionales que la segunda zona. En ciertas modal idades, la primera zona está dispuesta en el borde lateral de la estructura absorbente. En modalidades adicionales, las estructuras com prenden tercera y cuarta zonas, en donde la tercera zona tiene una mayor densidad y mayor contenido de partículas funcionales que la segunda y la cuarta zonas. En modal idades particulares de las estructuras descritas antes, la estructura comprende una pluralidad de estratos, en donde al menos un estrato tiene un área de superficie mayor, la cual es menor q ue 80 por ciento del área de superficie de una superficie mayor correspondiente de otro estrato. En ciertas modalidades, el perfil y-direccional de las estructuras de la invención puede ser el resultado de un solo estrato que tiene un perfil y-direccional , o el perfil y-direccional puede ser el resultado de una plural idad de estratos teniendo un perfil y-direccional. Además, al menos uno de los estratos puede ser de densidad o peso base substancialmente uniforme . En modalidades particulares, la estructura también puede tener un perfil z-d ireccional . En las modalidades descritas antes, las estructuras pueden comprender fibras, tanto fibras naturales y/o sintéticos. Las fibras adecuadas incluyen fibras que tienen un valor de retención de agua de al menos 80 por ciento, y fibras que tienen un rizo de al menos 25 por ciento. En las modal idades descritos antes , las estructuras pueden com prender un ligante, incluyendo un ligante l íq uido (tal como, un ligante de látex), polvos termoplásticos, fibras termoplásticas, fibras bicomponentes y mezclas de los m ismos. El ligante puede, por ejemplo, estar presente en la cantidad de aproximadamente 0 1 por ciento a aproximadamente 10 por ciento de la estructura La invención también se d irige a las modalidades anteriores, comprendiendo además un estrato de adquisición en comunicación de fluido con la primera zona, la segunda zona o tanto con la primera zona y la segunda zona El estrato de adquisición puede comprender fibras de matriz si ntética un idas con un ligante, en donde las fibras de matriz pueden tener una longitud desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 1 5 mm En cualquiera de las modalidades anteriores, el peso base de la primera zona es desde aproximadamente 50 gsm hasta aproximadamente 1 000 gsm El peso base de la seg unda zona puede ser desde aproximadamente 0 1 gsm hasta aproximadamente 800 gsm En ciertos aspectos de la invención, la densidad de la primera zona puede ser desde aproximadamente 0 1 5 g/cm3 hasta aproximadamente 0 25 g/cm3 Adicionalmente, en ciertos aspectos de la invención , el contenido de partículas funcionales puede ser aproximadamente 1 0 por ciento hasta aproximadamente 90 por ciento en peso, y/o el contenido de partículas funcionales en la segunda zona puede ser aproximadamente 0 por ciento hasta aproximadamente 70 por ciento en peso En modalidades particulares de las estructuras descritas antes, el valor de FASE es mayor que aproximadamente 80 La estructura también puede tener una integridad en húmedo mayor que aproximadamente 4 0 mN/g m , una suavidad mayor que aproximadamente 8.0/J , o una flexibilidad mayor q ue aproximadamente 70/N . En modalidades particulares de las estructuras descritas antes , la estructura es producida por una serie continua de operaciones unitarias, en donde cada estrato es formado en una operación un itaria a partir de uno o más materiales seleccionados de fibras, partículas funcionales, ligantes, tisú portador y aditivos. La presente i nvención también se dirige a artículos absorbentes desechables, comprendiendo: (A) una hoja superior permeable a l íquidos, (B) una hoja posterior im permeable a líq uidos, (C) entre la hoja superior y la hoja posterior y en com unicación de fluido con la hoja superior una estructura absorbente como se describe antes, comprendiendo la estructura un estrato o plural idad de estratos, conteniendo al menos un estrato partículas funcionales, teniendo la estructura absorbente un perfil y-direccional que comprende primera y segunda zonas dispuestas en contacto una con otra, en donde la primera zona tiene uno o más de una densidad mayor, un contenido mayor de partículas funcionales y un peso base mayor que la seg unda zona, y opcionalmente, (D) entre (C) y (B) y en com u nicación de fluido con (C) , un estrato de almacenam iento q ue com prende fibras y partículas funcionales donde una superficie mayor de (C) en comunicación de fluido con una superficie mayor de (D) tiene un área de superficie, la cual es menor que 80 por ciento del área de superficie de una superficie mayor correspond iente de (D) . En modalidades particulares, la estructura absorbente (C) puede comprender (1 ) un estrato de adq uisición perfilado y-direccionalmente; y (2) un estrato de adquisición y almacenam iento perfilado y-direccionalmente que tiene un mayor contenido de partículas funcionales que aquél del estrato de adquisición . Los artículos descritos antes pueden ser pañales para niños, calzoncillos entrenadores, dispositivos de incontinencia para adultos o toallas femeni nas. En modalidades particulares, los artículos de la invención pueden tener una FASE de 50 o más, de preferencia 80 o más, más preferiblemente 1 00 o más. En ciertos aspectos, las estructuras de la presente invención puede fabricarse al suspender material absorbente en un fluido y depositar el material en una superficie formadora porosa o alam bre formador. El fluido de suspensión para el material absorbente puede ser agua o aire, pero preferiblemente es aire. Colocar varias operaciones unitarias formadoras en serie proporciona la formación de estructuras absorbentes unitarias com prendiendo varios estratos de material absorbente. Las operaciones un itarias formadoras suspendidas en aire normales contienen equipo mecánico en un lado del alam bre formador diseñado para aceptar material absorbente suspend ido en aire y distribuir uniformemente el material absorbente en el alambre formador. Normalmente ubicado en el otro lado del alambre formador, trabajando en conjunto con el equipo distribuidor, se encuentra un sistema de vacío que está presente para recolectar el material absorbente suspendido en aire sobre el alambre formador. La presente invención proporciona una reducción del vacío en zonas específicas en la dirección-y, de manera que una o más de las propiedades de peso base, densidad o conten ido de SAP del material absorbente recolectado en el alambre formador se perfilen . En una modalidad preferida de la invención , el vacío usado para recolectar material absorbente suspendido en aire es bloqueado, reduciendo esencialmente el vacío a cero en zonas específicas en la CD. Cuando el vacío es bloqueado en zonas específicas, pueden formarse los estratos rayados de la presente invención . En otra modalidad preferida de la invención , la distribución de material absorbente suspendido en aire es bloqueada físicamente en ciertas áreas, con el fin de provocar deposición en el alam bre formador, el cual es perfilado en la dirección transversal de la máq ui na y pueden formarse los estratos rayados de la presente invención. Esta invención proporciona un proceso para la prod ucción de una estructura absorbente comprendiendo una pluralidad de estratos, al menos un estrato de los cuales es producido med iante una serie de operaciones unitarias y el cual contiene partículas funcionales y tiene un perfil y-direccional com prend iendo primera y segunda zonas d ispuestas en contacto u na con otra, en donde la primera zona tiene uno o más de una densidad mayor, contenido mayor de partículas funcionales o peso base mayor que la seg unda zona, comprendiendo el proceso: (1 ) formar un primer estrato A que comprende fibras y, opcionalmente partículas funcionales; (2a) formar un segundo estrato B comprendiendo fibras y partículas funcionales, de manera que u na superficie mayor de B está en contacto de comunicación de fluido con una superficie mayor de A y la longitud y-direccional de B es mejor que la long itud y-direccional de A; o (2b) formar un segundo estrato B comprendiendo fibras y partículas funcionales, de manera que se forman la primera y segunda zonas dispuestas en contacto una con otra, en donde la primera zona tiene una densidad mayor y un conten ido mayor de partículas funcionales que la segunda zona. En modal idades particulares del proceso descrito antes, los estratos se forman en un alambre formador de un proceso suspendido en aire de fibras y partículas funcionales distribuidas desde un cabezal formador y la primera y segunda zonas de estrato B se forman al bloquear parcialmente la d istribución en la segunda zona pero no en la primera zona . En una modalidad alternativa del proceso de la invención , se forman estratos en un alambre formador de un proceso suspendido en aire a partir de fi bras y partículas funcionales distribuidas a partir de un cabezal formador y la primera y seg unda zonas de estrato B se forman al bloquear parcialmente la distribución en la segunda zona pero no en la primera zona . La invención tam bién se dirige a estructuras absorbentes hechas media nte el proceso descrito antes.

Breve descripción de los d i bujos La Fig . 1 m uestra una estructura absorbente unitaria en un alambre formador y muestra la dirección-x, la dirección-y, y la dirección-z en relación a la estructura; La Fig . 2a muestra una estructura absorbente unitaria ; La Fig . 2b muestra una estructura absorbente unitaria de la invención ; La Fig . 2c muestra una estructura absorbente unitaria de la invención; La Fig . 3 m uestra una estructura absorbente de la invención teniendo un perfil estructural y-d ireccional de densidad y contenido de SAP; Las Figs. 4a-4i muestran estructuras absorbentes unitarias de la invención con tres estratos, incluyendo estratos rayados; Las Figs. 5a-5d muestran modalidades adicionales de estructuras absorbentes u nitarias de la invención; La Fig . 6 m uestra una estructura absorbente de la invención compuesta por dos estratos, en donde el estrato superior tiene perfil estructural y-direccional de densidad y conten ido de SAP; La Fig . 7 muestra una estructura absorbente de la invención compuesta por dos estratos, en donde el estrato i nferior tiene un perfil estructural y-direccional de densidad y conten ido de SAP; La Fig . 8 muestra un proceso para hacer una estructura absorbente de acuerdo con la presente i nvención ; La Fig . 9 m uestra un acercamiento del alambre formador de la Fig . 8; La Fig 1 0 es una vista a lo largo de la dirección A a B del alambre formador de la Fig 9, Las Figs 1 1 A y 1 1 B muestran un probador usado para probar propiedades de absorbencia de estructuras absorbentes de la presente invención , La Fig 12 muestra un probador de rigidez de Gurley usado para med ir la flexibil idad de las estructuras absorbentes de la invención , Las Figs 1 3A y 1 3B m uestran una abrazadera usada para medir la flexibil idad de las estructuras absorbentes de la invención , Las Figs 14A-14C muestran perfiles de peso base de las muestras A a C, La Fig 1 5 muestra perfiles de peso base de dirección-y para las muestras A a C, La Fig 1 6 muestra perfiles de densidad de d irección-y para las m uestras A a C, Las Figs 1 7A y 1 7B muestran di bujos esquemáticos para las muestras D y E , Las Figs 18A y 1 8B muestran dibujos esq uemáticos para las muestras F y G, y La Fig 1 9 gráfica las propiedades de rehumectación como una función del peso base y ancho de estrato inferior para las m uestras H y J Descripción detallada de la invención Todas las patentes y solicitudes de patentes citadas en esta especificación son incorporadas en la presente por referencia en esta especificación . En caso de conflicto en term inolog ía , la presente descripción tiene el control.

Defin iciones Como se usa en la presente, el término "estrato" y en el plural "estratos", significa la producción de una operación unitaria diseñada para colocar material absorbente en la superficie formadora, que puede emplear un tisú portador, o alam bre de un proceso formador. El proceso puede ser de suspensión en humedad o suspensión en aire, pero de preferencia es de suspensión en aire. Los materiales depositados en la superfice formadora por la operación unitaria incluyen fibras, polvos incluyendo aditivos y partículas funcionales, tales como SAP y l igantes . La totalidad de material depositados en la superficie formadora puede referirse como una "trama", la cual crece durante el proceso formador conforme operaciones unitarias sucesivas se añaden a la trama . Como se usa en la presente, el término "estrato perfi lado" significa un estrato, en el cual uno o más del peso base, densidad o conten ido de partículas funcionales (tales como, partículas de polímero super absorbente) del estrato varía (es perfilado) en la dirección-y y/o la dirección-z. Como se usa en la presente, el término "estrato rayado" significa un caso especial de un estrato perfilado en el cual uno o más del peso base, densidad o contenido de partículas funcionales de material absorbente en el estrato caen a niveles muy bajos o cero para una longitud finita en la dirección-y. Esta longitud finita de peso base, densidad o contenido de partículas funcionales cero puede ser continua o puede dividirse en seg mentos discontinuos. Los segmentos divid idos pueden ser d istribuidos en un patrón un iforme en la dirección-y o puede no haber un patrón uniforme. La longitud finita de niveles muy bajos o cero de peso base, densidad o contenido de partícu las funcionales, puede distribuirse simétricamente alrededor del eje longitudinal de la estructura o puede distribuirse asimétricamente alrededor del eje longitudinal de la estructura. Como se usa en la presente, el término "pliego" se refiere a un material fibroso que puede usarse como un componente en un artículo absorbente. Un núcleo absorbente u nitario es un ejem plo de un pliego. Otros pliegos ejem plares incluyen una capa de almacenamiento y adq u isición , una hoja superior permeable a l íqu idos y una hoja posterior impermeable a líquidos. U na serie de pl iegos puede ensamblarse en un artícu lo absorbente en un proceso convertidor, en el cual se unen pliegos mediante pegamento u otro adhesivo, med iante unión térm ica o al presionar o densificar los pliegos para producir enmarañado . Como se usa en la presente, el térm ino "contenido" significa porcentaje en peso. De esta manera, el conten ido de partículas funcionales en un estrato dado es el porcentaje en peso de partículas funcionales en ese estrato. Como se usa en la presente, el térm ino "dirección-x" se refiere a la dirección a lo largo de la longitud del artícu lo absorbente 1 , como se il ustra en la Figura 1 . Cuando se forma la trama de manera que el artículo absorbente está dispuesto en u n alam bre formador horizontal o plano 2, la dirección-x es la dirección de la máquina (MD) .

Como se usa en la presente , el término "dirección-y" se refiere a la dirección a lo largo del ancho del articulo absorbente (ver la Figura 1 ) .

Haciendo referencia a la Figura 1 , cuando se forma la trama, de manera que el material fibroso es dispuesto en un alambre formador horizontal o plano 5, la dirección-y es la dirección transversal de la máquina (CD) . Como se usa en la presente, el término "dirección-z" se refiere a la dirección en el plano del artículo absorbente (ver la Fig ura 1 ) . Como se usa en la presente, el término "ancho" de un estrato es la distancia desde un lado del estrato al otro, medida en la di rección-y normal al eje longitudinal de la estructura . Como se usa en la presente, el término "peso base" es el peso de una trama por unidad de área . Usualmente se expresa como g ramos por metro cuadrado (g/m2 o gsm). El peso base es una propiedad intensiva de una trama , ya que es dependiente de la cantidad de trama que esté presente. Como se usa en la presente , el término "densidad" es expresado en gramos por centímetro cúbico (g/cc) y es definido de acuerdo con la siguiente ecuación: Densidad (g/cc) = peso base (g/m2)/[ 1 0 , 000 cm /m2 x espesor (cm)] Como se usa en la presente, el término "estructura absorbente unitaria" o "estructura absorbente" significa una estructura o núcleo de la invención que contiene uno o más estratos. Cuando el núcleo absorbente unitario contiene una pluralidad de estratos, no existe interfase entre los estratos, es decir, una vez que los estratos están dispuestos unos con otros no pueden separarse. Las estructuras absorbentes unitarias, las cuales se forman a partir de más de un estrato, se forman sin pegamento u otro adhesivo entre las capas. Una estructura unitaria puede formarse, por ejem plo, en una sola l ínea de fabricación , por ejemplo, en una l ínea suspendida en aire simple. Normalmente, los núcleos absorbentes suspendidos en aire contienen una combinación de fibras celulósicas, mezcladas con varias fibras sintéticas funcionales, partículas funcionales o granulados y ad itivos.

Estructuras absorbentes La presente i nvención incluye una estructura absorbente, la cual puede ser usada como u n núcleo, teniendo un perfil de peso base, densidad o contenido de SAP en su dirección-y, la d irección perpendicular al eje long itudi nal de u n producto acabado . En modalidades particulares, la estructura puede ser perfilada en am bas d irecciones y y z. Los núcleos absorbentes de la técnica anterior normalmente com prenden estratos q ue corren el ancho completo del núcleo. Como se muestra en la Figura 2a , en la técnica existente, todos los estratos son del mismo ancho. La presente invención puede usarse para mejorar en la técnica existente al proporcionar un método para colocar selectivamente material absorbente, donde puede usarse de manera más eficiente. Por ejem plo, como se m uestra en la Fig ura 2b, la presente invención contempla la colocación de material absorbente en una manea selectiva en el centro del núcleo absorbente un itario, en el punto de ataq ue de fluido, en l ugar de distribu ir uniformemente el material absorbente a través del ancho completo del coj incillo. Mientras que 2b ilustra el uso de estratos teniendo anchos diferentes, de hecho la estructura de la invención aparecerá como la Figura 2c, en la cual los estratos teniendo mayor ancho encontrará en el área donde el estrato tiene menor ancho está ausente. La estructura resultante es perfilada en las d irecciones y y z para formar una zona conten iendo peso base, densidad o contenido de partículas funcionales mayor. Análogo a colocar material absorbente en un núcleo absorbente unitario donde puede usarse de manera más eficiente, la presente invención contempla la remoción de material del núcleo absorbente unitario donde no está siendo usado de manera eficiente. El perfilado de estratos puede usarse para reducir costos de materia prima al remover material absorbente del núcleo absorbente unitario donde no es efectivo. Con referencia a la Figura 3, en donde la dirección-y y la dirección-z son indicadas por flechas, la estructura de la invención comprende al menos una zona A, ten iendo uno o más de mayor peso base , densidad o contenido de partículas funcionales (tales como, SAP) , y de preferencia al menos dos de tales zonas A, teniendo uno o más de mayor peso base, densidad o contenido de partícu las funcionales (tales como SAP) , así como al menos una zona B teniendo menor peso base, densidad o contenido de partículas funcionales o sin partículas funcionales. En una de las modalidades preferidas, las zonas A tienen mayor peso base que las zonas B. uno, y m pas preferiblemente, dos de las zonas A, pueden ubicarse en los bordes en los lados de la estructura absorbente. Por ejemplo, puede lograrse un perfil y-direccional y/o z-direccional al colocar mayor cantidad de partículas SAP junto con fibras naturales o sintéticas en campos estrechos creando zonas A a lo largo de la estructura absorbente. Tales zonas son separadas entonces por cam pos de menor densidad de fibras naturales o sintéticas con menor cantidad de SAP o sin SAP, creando así zonas B. Tal colocación controlada de partícu las SAP perm ite una mejor contención de las partícu las dentro de la estructura absorbente y permite un flujo más fácil y torcido del fluido a lo largo de la longitud del núcleo (dirección-x). La flexibilidad de tal material también puede mejorarse de esta manera, en particular a través del ancho del núcleo. Además, las estructuras de la invención pueden tener velocidad una velocidad de adq uisición de fluido inesperadamente alta , esto es a un conten ido de SAP mayor de 30 por ciento. Las estructuras absorbentes conocidas hasta ahora no pudieron alcanzar tales velocidades de adquisición altas a un alto conten ido de SAP debido a la pérdida drástica en la permeabilidad de estas estructuras cuando se saturaban . Este efecto está asociado con el así llamado bloq ueo de gel de SAP conforme las partículas SAP se hinchan y cierran los poros en el núcleo absorbente. Sin ligarse a una teoría, se cree que las altas velocidades de adq uisición de las estructuras de la invención , conteniendo una alta cantidad de SAP, se deben a la capacidad de estas estructuras para mantener su alto volumen de vacío y adq uieren más l íquido en las zonas B (teniendo uno o más de menor peso base , densidad o contenido de SAP) aún a un alto grado de saturación de la estructura absorbente. También se cree q ue el alto volumen hueco en las zonas B puede mantenerse debido a que el líquido es retirado de ellas mediante fuerzas capilares a zonas más densas A, donde es reten ido por partículas SAP en mayor concentración . Como una consecuencia de esto, las estructuras de la invención tienen al mismo tiempo, una eficiencia de almacenam iento y adquisición de fluido excepcionalmente alta. Esto permite a su vez, un desempeño mejorado del producto absorbente term inado, por ejemplo, un producto de higiene personal, al reducir la fuga durante su uso y para una mejor utilización del núcleo absorbente. Una cantidad incrementada de SAP en el núcleo absorbente también permite a los fabricantes producir artículos absorbentes más delgados, más absorbentes y más confortables. Una medición usada para evaluar las propiedades absorbentes de una estructura es la eficiencia de adq uisición y almacenamiento de fluido ("FASE") . FASE es un número adimensional , el cual es obtenido al multi pl icar la velocidad de adquisición de fluido y el contenido de partículas SAP en una estructura absorbente. Mientras mayor sea la velocidad de adquisición de fluido y mayor sea el conten ido de partículas SAP, mayor será la FASE. Sin em bargo, hasta ahora , ha sido difícil alcanzar tanto una velocidad de adquisición alta como un conten ido de partículas SAP alto al mismo tiempo, debido a que cualquier incremento en el contenido de partícu las SAP conducía en general a más bloqueo de gel, menos permeabilidad y, en consecuencia, una menor velocidad de adquisición de fluido. Deseablemente, las estructuras absorbentes de esta invención tienen una FASE de 50 o más, más deseablemente 80 o mayor, de preferencia 1 00 o mayor y más preferiblemente 1 80 o mayor. Haciendo referencia a la Fig ura 3, la velocidad de adquisición de fluido puede ser intensificada aún más si la estructura de la invención com prende un estrato superior poroso C sin tener esencialmente propiedades de torcido x, y y capaz de mantener una seq uedad substancial de la superficie. Tal estrato puede hacerse, por ejemplo, con u na matriz de fibras sintéticas un idas con un ligante. En algunas modal idades de la invención , el estrato C es un estrato de adquisición de baja densidad incluyendo desde entre 50 hasta 99 por ciento en peso de fibras sintéticas humectable, de preferencia desde 75 hasta 90 por ciento de fibras sintéticas, siendo el resto del estrato material ligante. Debido a su densidad relativamente baja , tamaño de poro grande y menor humectabi lidad que del otro estrato más abajo, el estrato C no tiene esencialmente capacidad de torcido líq u ido acuoso x, y. El flu ido es torcido fáci lmente desde él hacia abajo al estrato más humectable y de poro más pequeño, de mayor densidad más abajo. En el caso preferido, el estrato C i nclu iría fibras sintéticas teniendo u n espesor desde 2 hasta 35 dtex, de preferencia desde 6 hasta 1 7 dtex. En esta moda lidad , las fibras sintéticas tienen u na longitud desde 2 hasta 1 5 m m , de preferencia desde 4 hasta 12 mm . Opcionalmente, las fibras pueden encresparse y pueden tener una variedad de formas de sección transversal . Ejem plos de fibras de matriz sintética adecuadas incluyen polietileno, polipropileno, poliéster, incluyendo tereftalato de poliéster (PET) , poliam ida , poliacetatos, acetato de celulosa y fibras de rayón. Ciertas fibras sintéticas hidrofóbicas, tales como las poliolefinas , deberían ser tratadas en superficie con surfactante para mejorar la humectabil idad . Las modal idades preferidas de las estructuras absorbentes unitarias de \a invención contienen al menos un estrato rayado. U n estrato rayado es un estrato en el cual uno o más del peso base, densidad o conten ido de partículas funcionales (tales como SAP), cae a niveles muy bajos o cero para u na long itud finita en la dirección-y. Esta longitud finita de n iveles muy bajos o cero de peso base, densidad o contenido de partículas funcionales puede ser continua o puede dividirse en segmentos discontinuos. Los segmentos divididos pueden ser distribuidos en un patrón uniforme en la dirección-y o pueden no estar en u n patrón uniforme. La longitud fin ita de niveles muy bajos o cero de peso base puede distribuirse simétricamente alrededor del eje longitudinal de la estructura, o puede distribuirse asimétricamente alrededor del eje longitudinal de la estructura. Las Figuras 4a-4i muestran diseños de estructuras absorbentes de tres estratos, representativos, conteniendo al menos un estrato rayado. Las Figuras 4c, 4e, 4f y 4g muestran estructuras absorbentes con más de un estrato rayado. Como se m uestra por la Figura 4g , los estratos rayados no tienen necesariamente el mismo ancho. Como se muestra por la Figura 4 , la i nvención contempla estructuras absorbentes con más de una raya por estrato. Como se muestra por la Figura 4i, la invención también contem pla estratos rayados que no son centrados con respecto al eje longitudinal de la estructura. Las Figuras 4a-i m uestran las estructuras absorbentes en una manera teórica . De hecho, como se explica en la discusión de las Figuras 2b y 2c, los estratos que tienen mayor ancho se encontrarán en el área donde el estrato o estratos que tienen menor ancho están ausentes.

Las Figuras 5a-5d muestran todavía modalidades adicionales de las estructuras absorbentes de la presente invención . Las Figuras 5a-5d dem uestran cómo las estructuras pueden constru irse estrato-por estrato. De hecho , en las estructuras de las Fig uras 5a-5d , los estratos q ue tienen mayor ancho se encontrarán en el área donde el estrato o estratos que tienen menor ancho están ausentes. Estas modalidades adicionales pueden ser producidas mediante seg mentación de vacío, es decir, al segmentar el sistema de vacío bajo el alambre formador del proceso de suspensión en aire. El sistema de vacío puede ser segmentado en regiones de vacío relativamente alto y regiones de vacío relativamente bajo. De acuerdo con un método de la i nvención, el vacío puede ser bloqueado físicamente en ciertas zonas , con el fin de alcanzar zonas de uno o más de mayor peso base, densidad o contenido de partícu las funcionales (tales como SAP) . En métodos alternos de la invención , puede usarse un bloque o máscara para proteger el vacío en las zonas deseadas, con el fin de alcanzar zonas de u no o más de mayor peso base, densidad o contenido de partículas funcionales (tales como SAP) . En un método ad icional de la invención , la distribución de material absorbente unido con aire es bloqueado físicamente en ciertas áreas, con el fin de evitar la deposición en el alambre formador. De esta manera, un divisor de flujo u otro bloque puede estar dispuesto entre la salida del cabezal formador o apl icador de partículas y el alam bre formador, para bloq uear la deposición de partículas o fibras. Esto resulta en una estructura absorbente, la cual es perfilada en la dirección-y.

La Figura 5a es un ejem plo de u na estructura absorbente teniendo más de un estrato, en los cuales el estrato inferior es formado al bloquear la deposición de partículas o fibras en los bordes del alambre formador, o al segmentar el sistema de vacío en una región de vacío relativamente alto en el centro del alambre formador y regiones de vacío relativmente bajo en los bordes del alambre formador. De esta manera, se forman regiones de peso base alto med iante vacío relativamente alto y se forman regiones de peso base bajo mediante vacío relativamente bajo o al bloquear la deposición de fibras o partículas. La Figura 5b muestra u na modalidad de la invención que contiene reg iones múltiples de peso base relativamente alto y relativamente bajo en la dirección-y. La Figura 5c muestra una modal idad de la invención en la cual el centro de masa de la estructura absorbente unitaria no necesita corresponder al eje longitudinal. Las Figuras 4 y 5 muestran ejemplos de cómo las estructuras absorbentes u nitarias de la presente invención pueden construirse, estrato por estrato en una l ínea suspend ida en aire normal mod ificada como se describe por la presente invención . U na vez que se han formado los estratos, la presente invención proporciona compactación o densificación uniforme del material absorbente. La compactación también puede proporcionar estructuras absorbentes unitarias a ser usadas como núcleos, teniendo una variación de densidad en la CD. La estructura absorbente también puede usarse como n úcleos en artículos absorbentes. En una modalidad de un artículo absorbente de la invención , mostrada en la Figura 6, la estructura de la invención comprende dos estructuras absorbentes separadas (o pliegos) , en donde las estructuras están en comunicación de fluido u nas con otras. La estructura incluye una estructura más corta , superior 3, y una estructura absorbente más larga, inferior 4. En general , el área de superficie de la superficie inferior de la estructura su perior 3 es menor que el 80 por ciento del área de superficie de la superficie i nferior de la estructura inferior 4. Este arreglo tiene una ventaja sobre las estructuras de un solo estrato, al perm itir una mejor contención y uso del material absorbente durante el uso del artículo absorbente por el usuario. En la Figura 6, la estructura superior de esta modalidad es una estructura absorbente y-perfilada com prendiendo las zonas A y B (en donde las zonas A tienen yno o más de mayor peso base, densidad o contenido de partículas funcionales que las zonas B) , del tipo ejempl ificado en la Fig ura 3. En otra modalidad de u n artículo absorbente, mostrado en la Fig ura 7 , la estructura i nferior 5 del sistema de dos estructuras es una estructura absorbente perfilada de la invención que com prende zonas A y B. El área de superficie de la superficie inferior de estructura superior 6 es menor que 80 por ciento del área de superficie de la su perficie superior de la estructura inferior 5. Todavía otro ejemplo de la modalidad de dos estratos es un sistema, en el cual tanto el estrato superior como el estrato inferior son estructuras y-perfiladas de la invención que comprende zonas A y B . Haciendo referencia a la Figura 6, la ventaja obtenida al proporcionar un sistema de dos estructuras como se describe antes, es que la descarga de fluido del cuerpo humano ocurre principalmente sobre la reg ión frontal 7 y la reg ión central 8 del núcleo absorbente. Esta modalidad coloca más de la capacidad absorbente en la reg ión donde la descarga líq uida ataca el núcleo.

Fibras Las estructuras de esta invención pueden incluir fibras naturales, fibras sintéticas o mezclas tanto de fibras naturales como sintéticas. Ejem plos de los ti pos de fibras naturales, las cuales pueden usarse en la presente invención , incluyen fibras de celu losa esponjadas preparadas a partir de algodón , pulpas de maderas blandas y/o maderas duras, paja, fibras de keaf, fibras de cel ulosa modificadas med iante tratam ientos químicos, mecánicos y/o térmicos, fibras de queratina, tales como fibras obtenidas de plumas, bagazo, cáñamo y lino, así como fibras de hebras hechas por el hom bre hechas con pol ímeros naturales , tales como celulosa, quitina y q ueratina. Las fibras celulósicas incluyen celulosa modificada qu ímicamente, tales como fibras cel ulósicas q uím icamente endu recidas por agentes reticulantes, fibras tratadas con agentes mercerizantes y acetato de celulosa . Ejemplos de fibras de matriz sintética adecuadas incluyen polietileno, polipropileno, poliéster, incluyendo tereftalato de poliéster (PET), poliam ida, pol iacetatos, acetato de celulosa y fibras de rayón . Ciertas fibras sintéticas hidrofóbicas, tales como poliolefinas, deberían ser tratadas en la superficie con surfactante para mejorar la humectabilidad . La pureza final de la fibra de celulosa preferida de la presente invención puede variar desde al menos 80 por ciento alfa a 98 por ciento de alfa celulosa, aunque la pureza de más de 95 por ciento es preferida y la pureza de 96.5 por ciento de alfa celulosa es muy preferida . Como se usa en la presente, el térm ino "pureza" es medido por el porcentaje de alfa cel ulosa presente. Esta es una medición convencional en la ind ustria para disolver pulpa. Los métodos para la producción de fibra de cel u losa de varias purezas normalmente usada en la industria de pu lpa y papel son conocidos en la técnica. Las fibras preferidas usadas en zonas teniendo mayores niveles de peso base, densidad o contenido de partícu las funcionales (tales como Zonas B en la Figura 3) son aq uéllas que tienen un menor valor de retención de agua (WRV) . El valor de retención de agua (WRV) de fibras cel ulósicas es una indicación de una capacidad de la fibra para retener ag ua bajo una cantidad de presión dada . Las fibras de celulosa que son remojadas en agua se h inchan moderadamente, y físicamente retienen ag ua en las aredes hinchadas de la fibra . Cuando se centrifuga una pasta acuosa de fibras, la mayoría del agua es removida de las fibras. Sin embargo, una cantidad de agua es retenida por la fibra incluso después de la centrifugación y esta cantidad de agua es expresada como un porcentaje basado en el peso seco de la fibra. Las fibras que tienen menor valor de WRV son , en general , más ríg idas que las fibras de lanilla convencionales y de esta manera , contribuyen a una permeabi lidad de estructura mejorada . El valor de retención de agua preferido (WRV) de las fibras de celu losa de la presente invención es menor que 85 por ciento, más preferiblemente entre 30 por ciento y 80 por ciento, muy preferiblemente 40 por ciento. El WRV se refiere a la cantidad de agua calculada en una base de fibra seca, q ue permanece absorbida por una muestra de fibras que ha sido remojada y entonces centrifugada para remover agua entre las fibras. La cantidad de agua que una fibra puede absorber es dependiente de su capacidad para hincharse en la saturación . U n menor número indica que ha tenido lugar una reticulación interna. La patente estadounidense no. 5, 190, 563 describe un método para medir WRV. Las fibras preferidas usadas en zonas que tienen niveles más bajos de peso base, densidad o contenido de partículas funcionales (tales como zonas B en la Figura 3), son aquéllas que tienen un mayor rizo. El rizo es definido como un acortamiento fraccional de la fibra debido a ulo, vuelta y/o mezclas en la fibra . El porcentaje de rizo de las fibras de celulosa de la presente invención es, de preferencia , desde 25 por ciento hasta 80 por ciento, y es más preferiblemente desde 40 por ciento hasta 75 por ciento. Para el propósito de esta descripción , el rizo de la fibra puede medirse en términos de un campo bid imensional . El rizo es definido como un acortam iento fraccional de la fibra debido a los rulos, vueltas y/o mezclas en la fibra. El porcentaje de rizo de las fibras de celulosa de la presente i nvención es de preferencia , 25 por ciento a 80 por ciento, más preferiblemente es 75 por ciento. Para el propósito de la descripción, el rizo de la fibra puede medirse en térmi nos de un campo bidimensional. El rizo de la fibra es determinado al observar la fibra en un plano bidimensional , midiendo la long itud proyectada de la fibra como la dimensión más larga de un rectáng ulo q ue abarca la fibra , L (rectángulo), y la longitud real de la fibra L (real), y entonces calcular el factor de rizo de fibra a partir de la siguiente ecuación: Factor de rizo = L (real) / L (rectángulo) - 1 Un método de análisis de imágenes de índice de rizo de fibra es usado para hacer esta medición y se describe en la patente estadounidense no. 5,190,563. El rizo de la fibra puede ser impartido por mercerizado. Los métodos para el mercerizado de celulosa normalmente usados en la industria de pulpa y papel son conocidos en la técnica. Otra fuente de fibras celulósicoas para uso en la presente invención, especialmente para usarse en zonas que tienen menor peso base, densidad o contenido de partículas funcionales (zonas B), es la de fibras de celulosa endurecidas químicamente. Como se usa en la presente, el término "fibras de celulosa endurecidas químicamente"significa fibras de celulos que han sido tratadas para incrementar la rigidez de las fibras tanto bajo condiciones acuosas húmedas como secas. En las fibras endurecidas más referidas, el procesamiento químico incluye reticulación intrafibras con agentes reticulantes, mientras que tales fibras están en una condición relativamente deshidratada, desfibrada (es decir, individualizada), torcida y rizada. Se reporta que estas fibras tienen valores de rizo mayores a 70 por ciento y valores de WRV menores a 60 or ciento. Las fibras endurecidas por enlaces de reticulación en forma individualizada se describen, por ejemplo, en la patente estadounidense no. 5,217,445 emitida el 8 de junio de 1993, y la patente estadounidense no.3,224,946 emitida el 21 de diciembre de 1965.

Otra fuente de fibras celulósicas para usarse en la presente invención , especialmente para us en zonas que tienen menor peso base, densidad o contenido de partículas funcionales, se encuentras fibras obten idas de pulpa de alto rendim iento, que es pulpa de celulosa conteniendo lignina. Ejemplos normales de tales fibras son pulpa termo-mecánica química (CTMP) o pulma termo-mecánica química blanqueada (BCTM) . Estas fibras son más rígidas tanto en estado seco como húmedo, que fibras de celulosa con un bajo contenido de o sin lignina .

Partículas funcionales Las partículas funcionales para usarse en los núcleos absorbentes de la invención incl uyen partículas, hojuelas, polvos, granulos o sim ilares, los cuales sirven como absorbentes, agentes de control de olores, por ejem plo, zeolitas o carbonatos de calcio, fragancias, detergentes, agentes antim icrobianos y sim ilares. Las partícu las pueden i nclu ir cualquier polvo funcional u otra partícula teniendo un diámetro de partícula de hasta 3,000 µ (m ieras). En modalidades preferidas, las partícu las son partículas de pol ímeros superabsorbentes ("SAP") . Las patentes estadounidenses nos. 5, 147, 343; 5, 378, 528; 5, 795,439; 5, 807, 916; y 5, 849, 21 1 , las cuales describen varios polímeros superabsorbentes y métodos de fabricación , son incorporados en la presente por referencia. Ejem plos de los tipos de partículas SAP que pueden ser usados en esta invención, incluyen polímeros superabsorbentes en su forma particulada , tales como granulos irregulares, partículas esféricas, fibras de hebras y otras partículas alargadas. El término "polímero superabsorbente" o "SAP" se refiere a un polímero normlamente soluble en agua, el cual ha sido reticulado. Existen métodos conocidos para hacer polímeros solubles en agua, tales como polielectrolitos carboxílicos para crear materiales formadores de hidrogel, ahora comúnmente referidos como superabsorbentes o SAPs, y es bien sabido usar tales materiales para intensificar la absorbencia de artículos absorbentes desechables. También existen métodos conocidos de polielectrolitos carboxilatos reticulantes para obtener polímeros superabsorbentes. Partículas SAP útiles en la práctica de esta invención están comercialmente disponibles de un número de fabricantes, incluyendo Dow Chemical (Midland, Michigan), Stockhausen (Greensboro, Carolina del Norte) y Chemdal (Arlington Heights, Illinois). Un polímero superabsorbente granular convencioal se basa en ácido poliacrílico, el cual ha sido reticulado durante la polimerización cualquiera de una variedad de agentes reticulantes de co-monómero multi-funconales, como es bien sabido en la técnica. Ejemplos de agentes reticulantes multifuncionales se exponen en las patentes estadounidenses nos. 2,929,154; 3,224,986; 3,332,909; y 4,076,673. Otros polímeros de polielectrolitos solubles en agua son conocidos por ser útiles para la preparación de superabsorbentes por reticulación, estos polímeros incluyen carboximetil almidón, carboximetil celulosa, sales de quitosán, sales de gleatina, etc. Sin embargo, no son usados comúnmente en una escala comercial para intensificar la absorbencia de artículos absorbentes desechables, principalmente debido a su menor eficiencia absorbente o mayor costo.

Los polímeros superabsorbentes son bien conocidos y están comercialmente disponibles. Los polímeros particulados superabsorbentes también son descritos con detalle en las patentes estadounidenses 4,102,340 y Re 32,649. Las SAPs adecuadas producen altos volúmenes de gel y alta fuerza de gel según se mide mediante el módulo de corte del hidrogel. Tales SAPs preferidas contienen niveles relativamente bajos de materiales poliméricos que pueden ser extraídos por contacto con orina sintética (así llamados "extraíbles"). Las SAPs son bien conocidas y están comercialmente disponibles a partir de varias fuentes. Un ejemplo es un hidrogel de poliacrilato de injerto de almidón comercializado bajo el nombre comercial IM1000 (Hoechst-Celanese; Portsmouth, VA). Otros superabsorbedores comercialmente disponibles son comercializados bajo la marca comercial SANWET (Sanyo Kasei Kogyo; Kabushiki, Japón), SUMIKA GEL (Sumitomo Kagaku Kabushiki; Haishi, Japón), FAVOR (Stockhausen; Garyville, LA) y la serie ASAP (Chemdal; Aberdeen, MS). Son muy preferidas para usarse con la presente invención las SAPs basadas en poliacrilato. Como se usa en la presente invención, pueden emplearse las partículas SAP de cualquier tamaño o forma adecuadas para usarse en el núcleo absorbente.

Ligantes Si se prefiere el uso de ligantes, ejemplos de ligantes útiles en la estructura absorbente de la presente invención incluyen ligantes poliméricos en una forma sólida o líquida. El término "ligante polimérico" se refiere a cualq uier com puesto capaz de crear en laces interfibras entre fibras de matriz para incrementar la integridad del estrato. Al mismo tiempo, el ligante puede unir opcionalmente fibras y partículas SAP unas con otras. Por ejemplo, una dispersión de látex elastomérico natural o sintético puede usarse como un ligante. Las fibras o polvos termoplásticos, q ue son bien conocidos en la técnica, tam bién son com únmente usados para proporcionar la unión sobre calentam iento de la estructura absorbente al punto de fusión de la fibra o polvo termoplástico. Otros ligantes, los cuales pueden usarse para estabil izar la estructura absorbente de la presente invención , incluyen agentes de unión usados para unir fibras de celulosa. Estos agentes incluyen pol ímeros dispersados en agua, los cua les son curados después de la aplicación a la trama fibrosa y crean enlaces entre fibras o entre fibras y partículas SAP. Ejem plos de tales agentes incl uyen varios derivados de almidón catión ico y polímeros catiónicos sintéticos conteniendo g rupos funcionales reticulables, tales como aductos de poliamida-poliamina epiclorohidrina, almidón catiónico, almidón de dialdehído y similares. Cualquier combi nación de los ligantes poliméricos antes descritos puedeusarse para estabilizar la estructura de la presente invención . Ligantes adecuados para usarse en las estructuras de la i nvención incluyen ligantes en forma l íq uida o teniendo u n portador l íq uido, incluyendo ligantes de látex. Los ligantes de látex úti les incluyen copol ímeros de acetato de vinilo y ésster acrílico, copol ímeros de etileno acetato de vinilo, copol ímeros de estireno butadieno carboxilato , y poliacrilonitrilos, y ven iddos , por ejem plo, bajo los nombres comerciales de Airbond , Airflex y Vinac de Air Products, I nc. , Hycar y Geon de Goodrich Chem ical Co. , y Fulatex de H . B. Fuller Company. De manera alternativa, el ligante puede ser un ligante no de látex, tales como agentes ligantes apl icados en soluciones acuosas (por ejem plo, cimeno, almidón de dialdeh ído, q uitosán o PVA) o epiclorohidrina y sim ilares. Para unir las fibras de manera específica, y para u na integridad estructural de la estructura absorbente unitaria generalmente, pueden usarse ligantes de látex basados en ag ua. De manera alternativa, o en com bi nación con un l igane de látex, puede usarse material de unión termoplástica (fibras o polvos) . Tal material de unión termoplástica incluye fibras termoplásticas, tales como fibras termoplásticas bicom ponentes ("bico") . Las fibras de unión termoplástica preferida proporcionan adhesión intensificada para un am pl io rango de materiales, incluyendo fibras sintéticas y naturales, partículas y hojas portadoras sintéticas y naturales. Una fibra bico termoplástica ejemplar' es fibra Celbond tipo 255 Bico de Hoechst Celanese. Otras fibras termoplásticas adecuadas incluyen poli propilenos, poliésteres , nylons y otras olefinas , o mod ificaciones de los m ismos. Una fibra termoplástica preferida es fibra FiberVisions tipo AL-Adhesion-C Bicomponent, la cual contiene un núcleo de polipropileno y una funda de copoliolefina activada. En ciertas modalidades, el ligante en la invención es una fibra de unión , la cual comprende menos de aproxi madamente 1 0 por ciento en peso de las partículas SAP. En otras modalidades de la invención , las fibras ligantes comprenden menos de aproximadamente 7 por ciento en peso de la estructura absorbente.

Fabricación suspendida en ai re de una estructura de la i nvención Una estructura absorbente teniendo una contención de partículas mejorada puede ser entregada en forma de productos enrollados, o en I otros formatos de empaque, tal como festoneados, y es particularmente útil como un núcleo absorbente para artículos absorbentes desechables, tales i como pañales, cojincillos de incontinencia para adulto, y calzoncillos muy i cortos y toallas sanitarias femeninas. I De preferencia, la estructura dé la presente invención es preparada I como una trama suspend ida en aire. La trama suspendida en aire normlamente es preparada al desinteg rar o desfibrizar u na hoja u hojas de pulpa de cel losa, normalmente med iante molino de martil los, para proporcionar fibras individualizadas . • Las fibras individ ualizadas son mezcladas opcionalmente con partículas funcionales, y entonces son transportadas con aire a uno o más cabezales formadores en la máquina i formadora de trama suspendida en aire. El cabezal formador depone ¡ entonces un estrato en el alambre formador. U n estrato puede contener, por ejem plo, fibras decelu losa , SAP y otras partículas funcionales, y fibras bicomponentes. ; En algunas modalidades, las estructuras de la invención contienen un tisú portador. E l uso de un rodillo de com pactación antes de la introducción de las áreas de partículas el im ina la necesidad del tisú.

A través del uso de divisores de flujo o bloq ues de vacío, cada uno de los cabezales formadores es adaptado para proporcionar un estrato teniendo zonas de uno o más de mayor peso base, densidad o contenido de partículas funcionales, por ejemplo, SAP. Las operaciones unitarias ivolucran el uso de cabezales formadores múltiples, por ejemplo, hasta cuatro, cinco, seis o siete cabezales formadores pueden usarse para proporcionar estratos adicionales a la trama . Cualq uiera de uno o más de los estratos puede com prender zonas de uno o más de mayor peso base, densidad o conten ido de partículas funcionales, por ejemplo SAP. De acuerdo con el método de la invención , las zonas pueden ser obten idas mediante bloqueo físico con una máscara , previniendo que el material absorbente sea depositado en zonas específicas, resu ltando con el lo en un producto absorbente con estratos perfilados. De manera alternativa , las zonas pueden ser obtenidas mediante seg mentación de vacío, controlando las propiedades de vacío, después de depósito del estrato del cabezal formador. La segmentación de vacío puede ser usada para controlar el ancho del estrato. Por ejemplo, la seg mentación de vacío puede lograrse mediante el uso de una pantalla formadora. Varios fabricantes hacen máquinas formadoras de trama suspendida en aire, incluyendo M&J Fibretech de Dinamarca y Dan-Web, también de Di namarca. Los cabezales formadores i ncluyen tambores rotatorios, agitadores generalmente en una configuración de carrera , los cuales sirven para mantener la separación de fibra hasta q ue las fibras son jaladas por vacío sobre un tambor condensador foram inoso o transportador formador foraminoso, o alam bre formador. Por ejem plo, en máquinas fabricadas por M&J Fi bretech, el cabezal formador incluye un agitador rotatorio arriba de una pantalla Otras fibras, tales como una fibra termoplástica sintética, también puede ser introducida al cabezal formador a través de un sistema de dosificación de fibra, el cual incl uye un abridor de fibra, una unidad de dosificación y un tranposrtador de aire La trama suspendida en aire es transferida del alam bre formador a una calandria u otra etapa de densificación para densificar la trama, aumentar su fuerza y controlar el espesor de la trama Las fibras de la trama pueden , de manera alternativa o adicional, unirse mediante aplicación de un ligante o sistema de adición de espuma, seguido por secado o curado Como resultado, se forman sel los con calor entre el material termoplástico y las fibras de los diversos estratos La trama terminada es enrol lada entonces para uso futuro La Figura 8 muestra un proceso para hacer una trama fibrosa de acuerdo con la presente invención Opcionalmente, un tisú portador 20 puede ser desembobinado desde el rodillo de suministro 21 El tisú 20 es enrollado encima al alambre formador 1 8 El tisú puede ser usado de manera alternativa como un portador o como el estrato inferior de la estructura absorbente Como se contempla por la presente invención , un cabezal formador 24 de la máq uina formadora de trama suspendida en aire distribuye la fibra deseada para formar el estrato inferior 23 de la estructura absorbente Los estratos pueden com prender fibras adicionales, tales como fibra celulósica, fibras termoplásticas y partículas funcionales Como se contempla por la presente invención , u no o más cabezales formadores de la máquina formadora de trama suspendida en aire distribuyen la fibra deseada para los d iversos estratos del núcleo o estructura absorbente. Por ejemplo, un primer cabezal formador puede usarse para proporcioanr unprimer estrato fibroso, por ejemplo, un estrato q ue com prende una fibra de cel ulosa, fibra bicom ponente y opcionalmente un tisú portador. El primer estrato puede ser un estrato de torcido. Las partículas funcionales pueden ser aplicadas de manera opcional (o ad icional) al estrato inferior mediante el aplicador de partículas 28. De esta manera , las partícu las SAP u otras partículas funcionales son apl icadas de esta manera al estrato 23 depositado por el cabezal formador 24. La deposición de fibras y partículas en cada estrato es controlada con el fin de crear zonas de uno o más de mayor peso base, densidad o conten ido de partículas funcionales. Como se describe adicionalmente en la Fig ura 9, el alam bre formador 40 tiene divisores de flujo arriba o bloques 41 , los cuales están dispuestos sobre el alam bre formador y por debajo de la salida del cabezal formador. Por ejemplo, los divisores de flujo 41 pueden un irse a un carro u otro dispositivo, el cual esté ubicado por arriba del alambre formador. Las fibras o partículas que son depositadas del cabezal formador son bloqueadas del alam bre formador. Como resultado, el estrato contiene zonas de uno o más de mayor peso base, densidad o contenido de partículas funcionales. Las zonas pueden variarse mediante man ipulación de la ubicación o tamaño de los divisores de flujo o por variación de los tipos y cantidades de fibras y partículas funcionales en cada estrato. La Figura 1 0 m uestra los divisores de flujo 41 ubicados arriba del alam bre formador 40, a lo largo de la dirección A ? B de la Fig ura 9. En modalidades preferidas, los d ivisores de flujo son ahusados , de manera que las fibras o partículas no se acumulan en la parte superior del divisor. Tam bién se muestran en la Figura 1 0 bloq ues de vacío 42, los cuales pueden estar ubicados más abajo del alambre formador con el fin de bloquear el vacío. Regresando a la Figura 8, opcionalmente, los estratos son compactados o densificados en un pellizco formado por un par de rod illos de calandria 26. Las fibras pueden comprimirse al espesor y densidad deseados. El estrato inferior 23 puede compactarse en este punto en el proceso de fabricación para cerrar los poros de la trama si las partícu las son finas , y para prevenir derramamiento sobre el alambre formador. Los estrados adicionales 27 y 28 pueden formarse entonces en la parte superior del estrato inferior 23 en la m isma manera que se forma el primer estrato, mediante el uso de cabezales formadores 30 y 31 , opcionalmente aplicadores de partículas 33 y 34, y opcionalmente pellizcos formados por rodil los de calandria a 35 y 36. La trama suspendida en aire es transferida del alambre formador 18 y es compactada o densificada, por ejemplo, mediante el uso de una calandria 37 o para incrementar su fuerza y espesor de trama de control . Los rangos preferidos de densificación son desde aproximadamente 0.035 hasta aproximadamente 0.50 g/cc, más preferiblemente aproximadamente 0.050 hasta aproximadamente 0.50 g/cc, aún más preferiblemente aproximadamente 0.20 g/cc. La trama es sometida entonces a tratam iento adicional incluyendo presión , calor y/o la apl icación de u n ligante. Por ejemplo, un ligante (tal como un ligante de atomizador o espuma) , puede aplicarse en apl icadores de ¡gante, los cuales pueden estar dispuestos después de la calandria 37. Tam bién puede usarse u na serie de hornos en procesos de la invención, después de la aplicación del logante, para secado, curado o unión térm ica. La estructura suspendida en aire puede ser calentada a una temperatura en el rango desde 1 25 hasta 1 80°C. Un ligante g lobal ad icional puede ser aplicado entonces a la estructura. Este ligante puede ser aplicado por atom ización, espuma o n iebla, y es aplicado para reducir el empolvado en la superficie de la estructura . La estructura suspendida en aire puede calentarse en hornos adicionales a una temperatura en el rango desde 1 25 a 1 80°C. La estructura suspendida en aire puede tratarse a una presión en el rango de 0.7 kPa hasta 70 kPa, de preferencia 1 0 kPa . La trama terminada es enrollada entonces en el rod illo 50 para uso futuro. Esta banda continua de trama fibrosa puede partirse o cortarse para formar artículos absorbentes i ndividuales en una unidad de corte, la cual no se ha mostrado en esta fig ura. Opcionalmente, la trama terminada puede partirse o perforarse en el sel lo con calor para producir material de núcleo partido angosto teniendo un sello con calor a lo largo de am bos bordes. Los sellos con calor a ser partidos deben ser de ancho suficiente para proporcionar dos sellos efectivos después del partido.

En otras modalidades, otros diversos estratos conteniendo otros tipos y cantidades de fibras pueden aplicarse arriba o debajo de los estratos superior e inferior de la estructura de la presente invención . Por ejemplo , el artículo absorbente también puede contener una hoja superior permeable a fluidos y una hoja posterior impermeable a fluidos. Artículos absorbentes ejemplares que pueden formarse a partir de los núcleos absorbentes de la invención incluyen pañales, toal las sanitarias y productos de incontinencia para ad ulto.

Métodos de prueba 1 . Tiem po y velocidad de adquisición de fl uido El tiempo de adquisición, el tiempo para que un volumen dado de solución salina a ser absorbido por una estructura absobente (hasta que cualquier l íq u ido libre desaparezca de la superficie del absorbente) , fue medido . Se usó el siguiente método para med ir el tiempo de adq uisición : 1 . Acondicionar la m uestra en laboratorio a 21 °C y 50 por ciento de humedad relativa durante 2 horas antes de la prueba. 2. Preparar sol ución salina estándar (0.9 por ciento de NaCI en agua deion izada en peso) . Añadir colorante si se desea. 3. Determinar el volumen de ataque y carga a ser usados. Muestras de capacidad media (la mayoría de los pañales de tamaño mediano (tamaño #3)) usan 3 x 75 ml de ataques y 2.7 kPa de carga . 4. Si la muestra es formada en laboratorio o en una máquina pi loto (de suspensión en aire) , cortar a 1 0 cm x 35.6 cm para muestras hechas en el primer cojincillo de laboratorio, 10 cm x 40.6 cm para muestras hechas en la máquina piloto. Si la muestra es un paña l comercial , simplemente cortar las bandas elásticas de las pieras, de manera que el pañal esté plano. Tomar mediciones de peso/espesor de cada muestra. 5. Preparar m uestras suspendidas en aire al colocar en una hoja posterior de plástico, pel ícula de polietileno Exxon EM B-685, y adicionar material de cubierta , 1 5 g/m2 de polipropileno unido de h ilado Avgol. Asegurar que los bordes de material de hoja posterior de plástico se doblen hacia la parte superior de la muestra para proteger contra fuga mientras se prueba. 6. Colocar la muestra en el aparto de adquisición al colocar la muestra en la placa inferior, posiconar una pieza de espuma en la parte superior de la muestra , colocar un anillo de ataque en el orificio en la espuma y entonces posicionar placas superiores pesadas sobre la pieza de espuma. 7. Fijar el contador por 20 minutos y colocar a un lado del aparato de prueba. 8. Con el cronómetro en u na mano y el ci lindro graduado conten iendo el volumen de ataque en otra mano, prepararse para atacar la muestra . Vaciar el fluido en el an illo de ataq ue. I niciar el cronómetro en el momento en que el fluido golpea la muestra. Vaciar el fluido del cilindro tan rápidamente como sea posible. Detener el cronómetro cuando el fluido es absorbido por la muestra. 9. Anotar el tiem po tomado por la muestra para absorber el fluido. Iniciar el contador de 20 minutos tan pronto como el fluido es absorbido por la m uestra . 1 0. Después de 20 minutos, repetir los pasos 7-9. 1 1 . Después de otros 20 minutos, repetir los pasos 7-9. Nota: si no se van a hacer otras pruebas después de la prueba de adquisición , puede omitirse el intervalo de 20 minutos que sigue al tercer ataque. Sin em bargo, si se va a hacer otra prueba siguiendo la prueba de adquisición (rehumectación y retención o distribución) , el intervalo de 20 minutos debe usarse y entonces puede iniciarse otra prueba. La siguiente fórmula es usada para calcular la velocidad de adq uisición : Velocidad de adquisición (ml/s) = volumen de ataque (m l) Tiempo de adquisición (s) 2. Reh umectación y retención La prueba de rehumectación y retención es diseñada para ser realizada inmed iatamente después de la prueba de adquisición. El proced imiento de la prueba de adquisición debe seguirse antes de iniciar esta prueba . Si no se necesita la información de adquisición , los tiempos de adquisición no tienen que ser registrados, sin embargo el patrón de 3 ataques separados por intervalos de 20 minutos debe seguirse. Es im perativo que haya transcurrido el intervalo de 20 m in utos antes de iniciar esta prueba. La preparación de muestra/solución es la misma que en la prueba de adquisición de fluido. 1 . Se asume ahora que la muestra ha pasado a través de la prueba de adquisición y se deja sin alterar durante el intervalo de 20 minutos final. Fijar un contador por 5 minutos y colocar a un lado del aparato de prueba . 2. Pesar una pila de 1 0 papeles secantes Buckeye S-22 cortados a la misma dimensión que la muestra. 3. Remover el peso de la muestra, pieza de espuma y anillo de ataque . 4. Colocar la pila de papeles sobre la muestra. 5. Reemplazar la pieza de espuma y pesos sobre la muestra. I niciar el contador de 5 m inutos. 6. Al final de los 5 minutos, remover el peso y la pila de papeles. Anotar las diferencias de pesos entre los papeles h úmedos y secos.

La rehumectación es calculada de acuerdo con la fórm ula: Rehumectación (g) = peso de los papeles húmedos (g) - peso de los papeles secos (g) La sig u iente fórm ula es usada para calcular la rehumectación retención después del tercer ataque: % de rehum. reten, = vol. de todos los ataques (ml)-(rehumectación (q) x 1 ml/g) x 100 Volumen de todos los ataques (ml) 3. Eficiencia de almacenamiento y adquisición de fluido La eficiencia de almacenamiento y adquisición de fluido, FASE, es entendida en la presente, como u na propiedad de una estructura absorbente que combina su desempeño de adquisición de fluido con su función de almacenam iento de fluido, siendo determinada esta última por el conten ido de partícu las SAP. La eficiencia de almacenamiento y adquisición de fluido es definida en la presente mediante la siguiente fórm ula : FAS E = (tercera velocidad de adquisición, m l/s) x (porcentaje SAP) donde la tercera velocidad de adquisición es la velocidad de adquisición del tercer ataque med ido de acuerdo con el método descrito en la sección "Medición de tiempo y velocidad de adquisición de fluido" y porcentaje de SAP es el contenido en por ciento en peso de partículas SAP en una estructura absorbente o en un componente de adquisición de una estructura absorbente. La eficiencia de adq uisición de fluido es presentada como un número adimensional aunq ue es el producto de la multiplicación de la velocidad de adquisición expresada en mililitros por segundo y del conten ido de SAP expresado en por ciento en peso. De acuerdo con esta definición , una estructura q ue exhibe una alta velocidad de adquisición de fluido pero que no contiene partículas SAP tendrá una eficiencia de adquisición y almacenamiento de fluido ¡gual a cero. Las estructuras de esta invención tienen FASE mayor a 80, de preferencia mayor a 120 y m uy preferiblemente mayor a 160. 4. Capacidad absorbente Este método es usado para probar estructuras de pañales y de incontinencia para ad ulto que normalmente consisten de un núcleo absorbente conteniendo polímero superabsorbente (SAP) . Todas las m uestras deberían ser acondicionadas a 21 °C y 50 por ciento de humedad relativa antes de la prueba. Esta prueba es usada para evaluar una capacidad de estructura absorbente para absorber y retener fluido después de ser sumergida en un depósito de solución salina. Se realiza bajo carga con el fin de simular el uso real del producto. Desde un punto de vista de desempeño, es importante que una estructura sea capaz de absorber tanto fluido como sea posible. Aún de manera más importante, la estructura debería ser capaz de retener el fluido. De otra manera, el usuario tendrá una sensación húmeda y el producto puede tener fugas. La absorbencia y capacidad de retención son reportadas ambas en unidades de gramos por g ramo. Se usa el siguiente procedimiento para medir la capacidad absorbente: A. Para m uestras de productos term inados, comerciales: 1 . Remover los dobleces de las piernas, bandas de cintura, etc, antes de cortar. 2. Medir la long itud del núcleo a ser evaluado. 3. Si la long itud del núcleo es < 35.6 cm , por ejemplo, todos los pañales de recién nacido, usar el aparato de prueba de 1 0 cm x 35.6 cm . 4. Si la longitud del núcleo es > 35.6 cm , usar el aparato de prueba de 1 0 cm x 40.6 cm . 5. La mayoría de las veces, el núcleo no puede cortarse para medir exactamente 35.6 cm o 40.6 en longitud . Cuando este es el caso, es necesario "formar" la long itud más peq ueña para asegurar que la carga deseada es aplicada al núcleo. Por lo tanto, cortar una sección fuera de otro núcleo con el fin de hacer la longitud de muestra total ya sea 35.6 cm o 40.6 cm. (Esta pieza debería ser de 10 cm de ancho y tomada ya sea de la sección frontal o trasera del núcleo.) Envolver esta sección del pañal en plástico con el fin de prevenir que cualquier fluido de ataque se tuerza o se absorba sobre esta. Algunos productos de incontinencia para adulto son más grandes que 40.6 cm. Si este el es caso, no cortar el producto, en su lugar, doblar para formar una muestra de 10 cm x 40.6 cm. 6. Determinar el peso y espesor de la muestra solamente. (Registrar como "peso seco"). Antes de pesar la muestra, remover la hoja posterior y la cubierta. Usualmente es difícil remover la cubierta sin rasgarla en pedazos. Sin embargo, es importante remover la cubierta lo mejor posible. En lugar de obtener el peso real de la cubierta, asumir que pesa 18 gramos y restar esta cantidad del peso de la muestra.

B. Para muestras anteriores de cojincillo o hechas a máquina (piloto o planta): 1. Usando un tablero de corte, cortar muestras a las dimensiones requeridas: 10 cm x 35.6 cm para muestras hechas en el primer cojincillo o 10 cm x 40.6 cm para muestras hechas ya sea en líneas piloto o de planta. 2. Determinar el peso y espesor de la muestra. (Registrar como "peso seco"). Para todas las muestras: 3. Acondicionar la muestra en el laboratorio a 21°C y 50 por ciento de humedad relativa durante 2 horas antes de la prueba. Las muestras que ya han sido probadas no necesitan tiempo de acondicionamiento adicional , ya que ya fueron probadas en un espacio de laboratorio acondicionado. 4. Preparar solución salina al 0.9 por ciento. Para mejor visibilidad, adicionar colorante grado alimenticio, si se desea. 5. Determinar qué carga (vía placas de peso) será usada para evaluación . Elegir la carga dependiendo del tipo del producto acabado, por ejemplo, para pañales de tamaño peq ueño - 0.7 kPa (baja capacidad) ; pañales de tamaño mediano - 2.7 kPa (capacidad mediana) ; productos de capacidad alta, de incontinencia para adulto - 2.7 kPa o 6.8 kPa (capacidad grande) . 6. Colocar la muestra en la pantal la del probador de absorbencia (Fig ura 1 1 A) Colocar la espuma en la parte superior de la m uestra, seguida por el número requerido de placas de peso. Para núcleos comerciales, la hoja de cubierta debería estar en contacto con la pantalla, mientras que la hoja posterior debería mirar hacia arriba . Lo mismo aplica a los núcleos de primer cojincillo y hechos a máq uina: el lado de la m uestra que estará más cerca del usuario deberá m irar a la pantalla mientras que la parte inferior del núcleo deberá mirar hacia arriba. 7. Fijar el contador para 20 min utos. 8. Abrir la válvula para permitir que el fluido (solución de NaCI al 0.9 por ciento, en peso, en agua deionizada) fluya desde la botella aspiradora de cabezal cero. Esto ayudará a mantener el nivel de fluido constante. 9. Iniciar el contador tan pronto como la muestra es sumergida en el recipiente de solución salina. 1 0. Al menos 2 minutos antes de que expire el periodo de 20 minutos, cerrar la válvula aspiradora y abrir la válvula de bomba aspiardora de eyector de aire con el fin de permitir que un vacío jale fluido desde la base de la pantalla. Además, abrir la llave del agua con el fin de proporcionar vacío máximo. Todo el líquido no necesita ser removido; sin em bargo, no deberá haber fluido en la pantalla del aparato B (Fig ura 1 1 B) . 1 1 . Cuando ha transcurrido el tiempo apropiado, cerrar la llave de agua . 1 2. Remover el cesto q ue contiene la muestra y placas de peso fuera del recipiente y drenar en un tablero de lástico plano que ha sido cubierto con papel secante. 1 3. Drenar durante 5 minutos. 14. Remover las placas de peso, espuma y pesar la muestra húmeda . Registrar el peso como "peso húmedo post-drenaje". 1 5. Colocar una hoja de papel secante en una superficie plana .

Colocar la muestra en la parte superior del papel secante . Adicionar la espuma y placas de peso. 16. Permitir que la muestra se asiente durante 5 minutos. 1 7. Pesar la muestra únicamente. Registrar el paso como "peso húmedo post papel secante". La siguiente fórmula es usada para calcular la capacidad absorbente: Capacidad absorbente (g) = peso húmedo post papel secante (g) - peso seco (g) El aparato usado para medir absorbencia y retención es mostrado en las Figuras 1 1 A y 1 1 B. El probador de absorbencia consiste de dos partes. La parte A (Figura 11A) es un recipiente para sostener la solución salina. Una boquilla de drenaje, la cual está ubicada en la parte inferior del recipiente, debería ser de aproximadamente 2.5 cm de largo y aproximadamente 1 cm de diámetro. Un cilindro de soporte con 1 cm de abertura es usado para soportar la boquilla de drenaje. La parte B (Figura 11 B) tiene una pantalla fina (por ejemplo, lecho de pantalla de malla 200 (abertura de tamiz nominal de 0.07 mm y diámetro de alambre interno de 0.05 mm)). La pantalla es diseñada para sostener un paso de hasta 11.35 kg. La muestra y placas de peso son colocadas en la parte superior de esta pantalla. La parte B es colocada dentro de la parte A. La espuma es usada durante la prueba para colocar entre el núcleo absorbente y las placas de peso. Esta espuma es cubierta con película plástica (al menos de 4 mm de espesor) y sellada en cualquier manera apropiada (sello con calor, cinta de sello, etc.), de manera que se crea una barrera a prueba de agua alrededor de la espuma. 5. Integridad en húmedo Como se usa en la presente, "integridad" es una medida de la resistencia a la tensión de una hoja fibrosa, normalizada para unidad de peso base y es expresada en unidades (miliNewtons, mN) de fuerza x-direccional requerida para romper una muestra de 2.5 cm de ancho de la hoja por peso base normalizado de 1 gsm. Con el fin de medir la integridad en húmedo (resistencia a la tensión en húmedo) de un núcleo absorbente o un producto absorbente comercial, se usa el siguiente procedimiento: 1 . Se preparan muestras de 2.5 cm x 1 0 cm . 2. Remover cualquier hoja posterior, cubierta o material de adquisición sintético de plástico removible, dejando solo el núcleo. 3. Pesar la m uestra . Aplicar solución salina al 0.9 por ciento, en una cantidad ig ual a dos veces el peso de la m uestra, al centro de la muestra usando una pipeta o botella de atomización (Ejemplo: la muestra pesa 1 .00g , apl icar 2.00 g de solución salina para u n total de 3.00 g) . 4. I nsertar la muestra en un probador de tensión (por ejemplo, un probador de materiales universal Thwing-Albert LT-150, ajustes de programa de cóm puto de omisión usados para prueba) al colocar en abrazaderas presurizadas. 5. Iniciar la pureba. 6. Cuando se termina la prueba, registrar los resultados exhibidos. Estos resu ltados incluyen Fuerza en el pico, Alargam iento en el pico, Alargamiento máximo, Energ ía en pico y Energ ía en el máximo. La integridad en húmedo como se usa en la presente, es definida como la fuerza en pico según es medida al usar el procedimiento anterior. La integridad en húmedo de las estructuras absorbentes de la presente invención son mayores que 4.0 mN/g/m2, y preferiblemente mayor q ue 6.0 mN/g/m2. 6. Suavidad La suavidad de la estructura absorbente es un factor importante que contribuye a la conformabilidad global de la estructura . Como se usa en la presente, "suavidad" es el inverso de la cantidad de energ ía necesaria para comprimir una hoja, en este caso, siendo la hoja la estructura absorbente. Mientras mayor es la cantidad de energía necesaria para comprimir una hoja, menos suave es. Para medir la suavidad del núcleo, se usa el siguiente procedimiento (una prueba de compresión modificada): 1. Preparar las muestras al cortar tres piezas de 10 cm x 20 cm (si la muestra es un pañal, cortar de la sección más gruesa del pañal (si el espesor no es uniforme)). Para muestras con dirección de máquina y dirección transversal obvias, cortar una dimensión de 20 cm en dirección de la máquina. 2. Permitir que la hoja posterior de plástico y material de cubierta permanezcan en la muestra (aplica a las muestras de pañales comerciales). Si se prueban muestras de núcleo de prototipo, aplicar la hoja posterior de plástico, película de polietileno Exxon EMB-685, al fondo de la muestra y la cubierta, 15 gsm de polipropileno de unión hilada Avgol, a la parte superior de la muestra (mismo tamaño que la muestra, adherido con una pequeña cantidad de adhesivo en atomizador). 3. Programar la pureba de compresión modificada (por ejemplo, un probador de materiales universal Thwing-Albert LT-150): La prueba de compresión usando los siguientes ajustes de no omisión: método de detección de ruptura = % caída/desplazamiento, valor de ruptura = % caída = 50, trampas de distancia = 0.8 cm/1.3cm/1.8 cm, unidades: distancia/desplazamiento = cm; fuerza = gramos, velocidad de prueba = 2.5 cm/min. Todos los demás ajustes se dejan por omisión. 4. Insertar una muestra en el probador de tensión usando las abrazaderas acostumbradas como se muestra en la Figura 12. La abrazadera puede formarse de aluminio de 0.16 cm de espesor y es de 2.5 cm de ancho x 20 cm de largo. La forma en U simula la forma que un pañal tomará cuando se coloca en un bebé. La función de la abrazadera es doble. Primero, facilita la prueba de un núcleo de ancho completo. Segundo, mantiene la forma en U durante la prueba de suavidad, simulando la fuerza requerida por el bebé para comprimir el pañal entre sus piernas, conformando así el pañal a su cuerpo. La muestra es insertada en su borde, de manera que se comprimirá en la dirección-y (dirección de 10 cm), teniendo 2.5 cm de ambos bordes dentro de las abrazaderas acostumbradas, dejando así una abertura de 5 cm. 5. Iniciar la prueba. 6. Cuando la desviación excede 1.8 cm, empujar hacia abajo en la abrazadera presurizada superior para simular una ruptura de la muestra y parar la prueba (no afecta los resultados de la prueba). Registrar los resultados exhibidos. Estos resultados incluyen fuerza en pico, desviación en pico, desviación máxima, energía en pico y energía en desviación máxima y fuera en trampas de distancia. El valor, el cual es usado para calcular la suavidad, es energía en desviación máxima, la cual es expresada en Joules. Energía de desviación máxima, Ed max, es calculada de acuerdo con la siguiente fórmula: d max Ed max = 5 F dd cf min donde Ed max es energía en desviación máxima, F es fuerza en desviación dada, d, y d min y d max son las desviaciones en el inicio de la prueba y al final de la prueba, respectivamente. La suavidad, S, es definida aquí de acuerdo con la siguiente fórmula: S = 1 / (Energía en desviación máxima) El resultado, S, es expresado aquí en 1 por Joul, 1/J. En general, la suavidad de la estructura absorbente global de la presente invención debería ser mayor que 8.0/J, de preferencia mayor que 15.0/J. 7. Flexibilidad La flexibilidad de la estructura absorbente también es un factor importante que contribuye a la conformabilidad global de la prueba. Como se usa en la presente, "flexibilidad" es el inverso de la cantidad de fuerza necesaria para mezclar una hoja, en este caso siendo la hoja la estructura absorbente de la invención. Mientras mayor sea la fuerza necesaria para doblar la hoja, menos felxible es la hoja. Puede medirse la flexibilidad mediante el siguiente procedimiento, usando un probador de Gurley (modelo 4171, Gurley Precisión Instruments, Trey, NY). Un probador de rigidez de Gurley de muestra es mostrado en la Figura 12. 1. Cortar la muestra a 2.5 cm x 8.3 cm tan precisamente como sea posible. Si existe una dirección de máquina y dirección transversal definidas, cortar una muestra en cada dirección y probar cada una. 2. Aj ustar la abrazadera acostubmrada como se muestra en la Fig . 1 2 , sobre la abrazadera original provisa con el probador de Gurley y apretar los tornillos de mariposa superiores, más pequeños, para aseg urado (ver la Figura 1 2 que i lustra la abrazadera acostumbrada hojas elevadas de peso base mayor) . La abrazadera acostumbrada se diseñó en tal manera que no cam bia el espesor del material probado, donde el material es insertado en la abrazadera. Si el espesor es cam biado como un resultado de las abrazaderas, entnces las propiedades de la estructura se cam bian y los resultados obtenidos al usar el probador de Gurley son afectados. En el presente método, la abrazadera de la Fig ura 1 2 es usada para elim inar tales efectos no deseados. 3. El propósito para esta abrazadera acostumbrada es perm itir la prueba de muestras que son demasiado gruesas para ser probadas usando la abrazadera de Gurley existente sin ser com prim idas . La abrazadera de Gurley existente perm ite la prueba de muestras q ue tienen un espesor máximo de aproximadamente 0.63 cm . Ejemplos de estructuras probadas usando la abrazadera acostumbrada son pañales comerciales y prototipo y núcleos de pañales, y estructuras de incontinencia para adulto comerciales y prototipo. Esta abrazadera acostumbrada permite que la m uestra sea probada sin ninguna compresión estructural z-direccional, tal como estaría presente si se usaran las abrazaderas existentes. Por lo tanto, esto remueve la densificación durante la emisión de prueba , la cual puede tener un efecto adverso sig nificativo en los resultados de la prueba. 4. Abrir la placa ajustable de abrazadera acostumbrada al aflojar los tornillos de mariposa más largos, inferiores . Colocar la m uestra en la abrazadera al deslizar la muestra hasta que j usto contacta la abrazadera original . Debería haber 5 cm de muestra contenidos en la abrazadera acostum brada. 5. Ajustar la altura de la abrazadera acostumbrada al aflojar el tornillo de ajuste de altura en la abrazadera original . Ajustar la altura de manera que una abertura de 2.5 cm existe entre el punto donde la muestra contactará el brazo de palanca. 6. Aseg urar q ue los 0.6 cm restantes de la muestra se extiendan por debajo de la parte superior del brazo de la palanca. Asegurar q ue el brazo de la palanca no se esté moviendo. Presionar el botón del motor para mover la muestra hacia el brazo de palanca . Continuar presionando el botón de motor hasta que la muestra libra el brazo de palanca . M ientras se está haciendo esto, observar y notar el n úmero más alto alcanzado en la escala . Repetir esto en la dirección opuesta. 7. Promediar los dos valores obtenidos. En el diag rama de conversión del aparato, encontrar el factor para una m uestra de 2.5 cm de ancho x 3.8 cm de largo, dependiendo del peso usado y la distancia en que el paso fue colocado del centro en el brazo de palanca. Una muestra de 2.5 cm x 8.3 cm probada usando la abrazadera acostum brada corresponde a una muestra de 2.5 cm x 8.3 cm probada sin usar la abrazadera acostumbrada. Sin la abrazadera acostumbrada, 0.6 cm de la muestra está en la abrazadera orig inal , 0.6 cm se extiende por debajo de la parte superior del brazo de palanca y 2.5 cm es la abertura entre ellas . Usando la abrazadera acostumbrada, se usan los mismos 0.6 cm en la abrazadera acostumbrada; los otros 4.4 cm en la abrazadera acostumbrada aseguran la muestra más gruesa en su lugar. Los mismos 0.6 cm se extienden por debajo de la parte superior del brazo de palanca y la misma abertura de 2.5 cm está entre ellos. 8. Multiplicar la lectura promedio en la escala por el factor de cnversión apropiado encontrado en el diagrama. El resultado es la rig idez, la cual es expresada en m i l igramos fuerza, mg . La flexibil idad , P, es definida aqu í de acuerdo con la sig uiente fórmula : P 1 06/9.81 *Rigidez. El resultado, P, es expresado aquí en 1 por Newton, 1 /N . En general, la flexibil idad de la estructura absorbente completa de la presente invención es mayor que 60/N , de preferencia mayor que 80/N . En la presente invención , pueden alcanzarse altos niveles de suavidad , flexibi lidad e integ ridad en húmedo al aplicar una o una com binación de las sig uientes características en la preparación de una estructura absorbente: al usar fibras suaves, fibras rizadas o encrespadas, al aplicar sistemas ligantes suaves, tales como, por ejemplo, fibras de unión finas o encrespadas, ligantes de látex elásticos o agentes de unión sol ubles en agua, al m inimizar las cantidades de ligante, apl icar presión relativamente baja durante la compactación antes del curado, y usar presión relativamente baja durante el calandreado de la hoja después de que se ha curado. En general, la densidad de la hoja después de la com pactación y/o calandreado en las estructuras absorbentes de la invención debería ser menor que 0.35 g/cc, y de preferencia menor que 0.3 g/cc. 8. Espesor El espesor es medido usando un calibre de espesor análogo (B.C.

Ames Co.; Waltham, MA). El calibre tiene un pie de 4.1 cm de diámetro y es equipado con unpeso de 150 gramos, de manera que la presión aplicada a la muestra es 11.4 g/cm2. El espesor es medido en pulgadas y es convertido a centímetros según se necesita para los cálculos. 9. Prueba de combinación de adquisición y rehumectación El equipo involucrado en esta prueba incluye los siguientes materiales: Balanza electrónica (± 0.01 g de precisión) Probador de captación de fluido (FIT, diseño Buckeye "B144-97") Papel secante grado S22, 10.16 cm x 24.13 cm Peso, 8408.5 g, 10.16 cm x 24.13 cm Espuma de látex, 10.16 cm x 24.13 cm x 3.81 cm Fluido menstrual sintético Hoja superior, polipropileno unido por hilado, 22 g/m2, 25.4 cm x 10.16 cm La espuma de látex puede ser obtenida de Scott Fabrics; Memphis, TN. El papel secante puede obtenerse de Buckeye Tecnologies; Memphis, TN. El material de hoja superior puede ser obtenido de Avgol Nonwoven Industries; Holon, Israel. El probador de captación de fluido (FIT), de diseño Buckeye, consiste de una placa superior y una placa inferior. La placa superior es una placa de 29.7 cm x 19.0 cm x 1.3 cm de plástico de policarbonato. La placa tiene un orificio cortado de su centro y un cilindro de captación hueco es montado en el orificio. El diámetro interno del cilindro de captación es 2.5 cm y la placa superior completa pesa 872 gramos. La placa inferior del FIT es esencialmente una placa monolítica de 29.7 cm x 19.0 cm x 1.3 cm de plástico de policarbonato. El fluido menstrual sintético usado en la prueba de combinación de adquisición rehumectación contiene los siguientes ingredientes en las cantidades designadas: Agua deionizada 903.3 g Cloruro de sodio 9.0 g Polivinilpirrolidona 122.0 g Escarlata de biebrich 4.0 g Volumen de solución total 1 litro El escarlata de Biebrich (colorante rojo) puede ser obtenido de Sigma Chemical Co.; St. Louis, MO. La polivinilpirrolidona (PVP, peso molecular promedio de peso de aproximadamente 55,000) puede obtenerse de Aldrich; Milwaukee, Wl. El cloruro de sodio (grado ACS) puede ser obtenido de J.T. Baker; Phillipsburg, NJ. Los ingredientes secos se mezclan en agua durante al menos dos horas para asegurar una disolución completa. La temperatura de solución es ajustada a 22°C exactamente. 26 ml de solución son pipeteados hacia la cámara de adaptador UL de un viscosímetro de Brookfield modelo DV-II+ (Brookfield Engineering Laboratories, Inc., Stoughton, MA). El huso UL es colocado en la cámara y la viscosidad de viscosímetro es ajustado a 30 rpm. La viscosidad objetivo está entre 9 y 10 centipoises (32 y 36 kg/m hora). La viscosidad puede ajustarse con agua adicional o PVP.

La muestra es cortada a 7 cm x 20 cm con la dimensión más larga en la d irección de la máquina. El peso y espesor de la m uestra se m iden y registra . Se coloca una "X" en el centro de la parte superior de la muestra con un marcador. La muestra es centrada en la placa inferior de FIT. La hoja superior es centrada en la muestra y la placa superior de FIT es bajada en la parte superior de la hoja superior. La placa superior es centrada en la muestra , de manera q ue el ci lindro de captación es centrado en la "X" marcada en la muestra. U n ataque de 1 0 ml del fluido menstrual sintético es vaciado en el cilindro de captación y la cantidad de tiem po tomado para q ue la muestra adq uiera el fluido es medida y registrada. Este tiempo, reportado en segundos (s) , es el tiempo de adq uisición para la m uestra. Simultáneo con el final del tiempo de adquisición , comienza un periodo de espera de 20 min utos. Al final del periodo de espera, la rehumectación es medida al remover la placa superior de FIT, colocar entonces una pila pre-pesada de ocho papeles secantes S22 en la hoja superior de la muestra . La espuma es colocada en el papel y el peso es colocado en la parte superior de la espuma (la espuma y el papel constituyen una presión de 3.4 kPa en la muestra) durante dos minutos. La rehumectación , reportada en g ramos (g) , es calculada al substraer el peso inicial de la pila de papeles del peso final de la pila de papeles. Esta prueba de combinación es realizada usualmente por triplicado y los resu ltados son promediados. Las estructuras de la presente invención q ue tienen un perfil y-direccional en peso base, densidad y contenido de SAP, pueden emplearse en cualquier artículo absorbente desechable pretendido para absorber y contener exudados corporales, y los cuales generalmente son colocados o retenidos en proximidad con el cuerpo del usuario. Los artículos absorbentes desechables incluyen pañales infantiles, productos de incontinencia para adulto, calzoncillos entrenadores, toallas sanitarias y otros productos de higiene femenina.

Modalidades ejemplares de la invención La invención es ilustrada aquí al realizar una serie de experimentos en los cuales se producen y prueban estructuras absorbentes unitarias.

Ejemplo 1 (Muestras A a C) Las muestras A a C son núcleos absorbentes unitarios, de tres estratos, que fueron fabricados en una línea piloto de suspensión en aire conteniendo tres cabezales formadores. Para este grupo de muestras, el segundo cabezal formador de la línea piloto fue modificado para formar los estratos rayados de la presente invención. En las muestras A a C, el primer estrato torcido o inferior comprendió 70 g/m2 de pulpa grado ND-416 (Weyerhaeuser Co.; Tacoma WA), 7 gsm de fibra de ligante de bicomponente (grado AL-Adhesion-C, 1.7 dtex x 4 mm, FiberVisions; Covington, GA) y tisú portador (envoltura de núcleo absorbente, 18 g/m2, Cellu Tissue Corporation; East Hartford, CT). En las muestras A a C, el tercer estrato de adquisición o superior comprendió 35 gsm de fibra de hebra de poliéster 817 dtex x 6 mm, grado 376X2, Wellman, Inc., Johnsonville, SC) al cual se aplicó un ligante de emulsión (6 g/m2, Airflex 192, Aire Products Polymers; Allentown, PA).

La muestra A sirve como el control para este grupo debido a que no fue producido al practicar la presente invención. En la muestra A, el estrato de almacenamiento medio comprendió 50 g/m2 de pulpa grado HPF (Buckeye Technologies, Memphis, TN), 50 g/m2 de polvo superabsorbente Favor SXM 70 (Stockhausen, Inc.; Greensboro, NC) y 7 g/m2 de fibra ligante bicomponente grado AL-Adhesion-C (1.7 dtex x 4 mm). La presente invención se usó para construir el segundo estrato de almacenamiento medio para las muestras B y C. El objetivo fue mantener el peso del segundo estrato igual que el encontrado en la muestra A, pero incrementar el peso base del segundo estrato al concentrar el material absorbente en una zona ubicada en el centro de muestras B y C. Esto se hizo al reducir el ancho del segundo estrato y, de manera concomitante, fijar la cantidad total de material absorbente presente en el estrato. Reducir el área sobre la cual se distribuyó el material absorbente, incrementó el peso base del estrato. La pisada de producto estándar para estos ejemplos fue 70 mm por 200 mm. Mientras que se mantiene el peso gobal del estrato constante, el ancho del estrato medio fue reducido desde 70 mm (ancho completo, muestra A) a 55 mm (muestra B) a 40 mm (muestra C). Para la muestra A (control), el peso base objetivo fue 243 g/m2 y el calibre objetivo fue 2.85 mm, resultando en una densidad objetivo de 0.085 g/cc. Las muestras B y C también fueron compactadas uniformemente a un calibre objetivo de 2.85 mm. La Figura 14 es un dibujo esquemático que indica cómo se formaron las muestras A a C, estrato por estrato. La Figura 14 indica que el peso base y la densidad de la muestra A deberían ser constantes a través de su ancho. Sin embargo, la Figura 14 también indica q ue, comparado con la muestra A, las muestras B y C deberían tener regiones de mayor peso base y densidad en sus centros y reg iones de menor peso base y densidad en sus bordes. La Figura 1 5 m uestra los perfi les de peso base de la dirección-y q ue se mid ieron para las muestras A a C . El peso base para la muestra A es uniforme. El peso base de los bordes para las muestras B y C es el m ismo , indicando la ausencia de una contribución al peso base global del seg undo estrato de almacenamiento o medio. Como se i nd ica por los dibujos esquemáticos de la Figura 14, el peso base es el centro de los núcleos absrobentes unitarios incrementado de la muestra A a la muestra B a la muestra C. Las m uestras A a C fueron compactadas al m ismo espesor en la l ínea pi loto de suspensión en aire. La Fig ura 1 6 muestra los perfiles de densidad en la dirección-y para las m uestras A a C. La Fig ura 1 4 muestra el incremento en la densidad en el centro conforme el peso base se incrementó en el centro a espesor fijo. La Fig ura 1 6 m uestra la dism inución en la densidad en los bordes conforme el peso base disminuyó en los bordes a espesor fijo.

Ejemplo 2 (muestras D a G) Las m uestras D a g muestran cómo puede usarse la presente invención para mejorar el desempeño del producto sobre la tecnolog ía convencional.

Las muestras D y E son núcleos absorbentes unitarios de tres estratos, que fueron fabricados en una línea piloto de suspensión en aire conteniendo tres cabezales formadores. El primer estrato torcido o inferior para estas muestras comprendió 101.8 g/m2 de pulpa grado ND-416 (Weyerhaeuser Co; Tacoma WA), 8.9 g/m2 de fibra ligante bicomponente (grado AL-Adhesion-C, 1.7 dtex x 4 mm, FiberVisions; Covington, GA) y tisú portador (envoltura de núcleo absorbente, 18 gsm, Cellu tissue Corporation; East Hartford, CT). El segundo estrato de almacenamiento o medio comprendió 50 g/m2 de pulpa grado HPF (Buckeye Technologies; Memphis, TN), 50 g/m2 de polvo superabsorbente Favor SXM 70 (Stockhausen, Inc.; Greensboro, NC) y 7 g/m2 de fibra ligante bicomponente grado AL-Adhesion-C (1.7 dtex x 4 mm). El tercer estrato de adquisión o superior comprendió 35 gsm de fibra de hebra de poliéster (17 dtex x 6 mm, grado 376X2, Wellman, Inc.; Johnsonville, SC) al cual se aplicó un ligante de emulsión (6 g/m2, Airlfex 192, Air Products Polymers; Allentown, PA). Para la muestra D, el primer cabezal formador de la línea piloto fue modificado para formar el estrato rayado de la presente invención. La pisada de produto estándar es 70 mm por 200 mm. Para la muestra D, el primer estrato fue formado en dos rayas de 22.3-mm con una abertura de 25.4 mm entre las rayas. La muestra E fue construida en la manera convencional para servir como un control. Notar que el peso base y la densidad en el centro de la muestra D fueron menores que el peso base y la densidad de la muestra E. Ambas muestras fueron compactadas a un espesor de 2.97 mm.

La Fig ura 1 7A es un dibujo esquemático que indica cómo se formó la muestra , estrato por estrato, la Figura 17B es un dibujo esquemático que indica cómo se formó la m uestra E, estrato por estrato. En las Figuras 1 7A y 1 7B, el eje longitud inal del producto es normal al plano del dibujo. Las Figuras 1 7A y 1 7B no ind ican los perfiles de vista final de los productos term inados reales después de que fueron compactados un iformemente al espesor objetivo. La Tabla 1 muestra datos de adqu isición y rehumectación para las muestras D y E. La adq uisición fue más rápida y la rehumectación fue menor para la muestra D comparada con el control , muestra E. Es bien sabido para aquéllos expertos en la técnica que el tiempo de adquisición puede ser una fuerte función de densidad de núcleo absorbente. La densidad menor en la porción central de la muestra D responde por su tiem po de adquisición más corto.

Tabla 1 . Datos de adquisición y rehumectación para m uestras D y E Las muestras F y G son núcleos absorbentes unitarios de dos estratos, que fueron fabricados usando un primer cojincillo de laboratorio de diseño Buckeye (Buckeye Technolog ies; Mem phis , TN) . Para estas muestras, la pantalla formadora del primer cojinci llo de laboratorio se modificó para formar los estratos rayados de la presente invención Estos núcleos fueron formados de cabeza en el primer cojincillo de laboratorio (los estratos superiores de los núcleos se formaron primero y los estratos inferiores de los núcleos se formaron después) La m uestra G sirve como el control para este par de m uestras Un estrato superior se formó en un material de hoja superior que también funcionó como un portador (un ión de hilado de pol ipropileno con acabado hidrof i hco durable, 22 g/m2, Avgol Nonwoven I ndustries, Holon, Israel) Este estrato comprendió 92 g/m2 de pulpa de lanilla (Foley Fluffs, Buckeye Technologies, Memphis, TN) y 1 0 g/m2 de fibra l igante bicomponente (Grado Al-Adhesion-C, 1 7 dtex x 4 mm , FiberVisions, Covington, GA) La presente invención se usó para constru ir el estrato superior para la puestra F El objetivo fue mantener el peso de estrato superior igual al encontrado en la m uestra G, pero aumentar el peso base del estrato superior al concentrar el material absorbente en el centro de F Esto se hizo al reducir el ancho del estrato superior y, de manera concomitante, fijar la cantidad total de material absorbente presente en el estrato Reducir el área sobre la cual el material absorbente fue distribuido incrementó el peso base de estrato La pisada de producto estándar para estas muestras fue 70 mm por 200 mm Mientras q ue se mantenía constante el peso g lobal del estrato, el ancho del estrato superior fue reducido de 70 mm (ancho com pleto, m uestra G) a 44 m m (muestra F) En las m uestras F y G , el estrato i nferior comprendió 59 g/m2 de pul pa de lanilla (Foley Fl uffs, Buckeye Technologies, Mem ph is, TN), 7 g/m2 de fibra ligante bicomponente (g rado AL-Adhesion-C, 1 7 dtex x 4 mm , FiberVisions; Covington, GA), 50 g/m2 de polvo superabsorbente Favor SXM 70 (Stockhauses, Inc.; Greensboro, NC). Para la muestra G (control), el peso base objetivo fue 240 g/m2 y el calibre objetivo fue 2.67 mm, resultando en una densidad objetivo de 0.090 g/cc. La muestra F también fue compactada uniformemente a un calibre objetivo de 2.67 mm. La Figura 18 es un dibujo esquemático indicando cómo se formaron las muestras F y G, estrato por estrato. Las muestras F y G se formaron de cabeza en el laboratorio anterior, pero sus perfiles se muestran derechos en las Figuras 18A y 18B, respectivamente. En la Figura 18, el eje longitudinal del producto es normal al plano del dibujo. La Tabla 2 muestra datos de adquisición y rehumectación para las muestras F y G. La sequedad de producto, como se mide por la prueba de rehumectación, fue mejor para la muestra F sobre el control (Muestra G). El material absorbente se concentró en la porción central de la muestra F, resultando en rehumectación mejorada sobre el control. La adquisición fue menor en la muestra F comparada con el control, muestra G. Es bien conocido para aquellos expertos en la técnica que el tiempo de adquisición puede ser una función fuerte de densidad de núcleo absorbente. La densidad mayor en la porción central de la muestra F responde por el tiempo de adquisición más largo.

Tabla 2. Datos de adquisición y rehumectación para las muestras F y G Ejemplo 3 (muestras H y J): Las siguientes muestras enseñan cómo puede usarse la presente invención para mantener el desempeño mientras que se reducen los costos de materia prima. Las muestras H y J son núcleos absorbentes unitarios de tres estratos que fueron fabricados en una línea piloto suspendida en aire conteniendo tres cabezales formadores. El primer estrato torcido o inferior para estas muestras comprendía cantidades específicas de pulpa grado ND-416 (Weyerhaeuser Co.; Tacoma WA). El primer estrato para las muestras H y J contenía 60 gsm de pulpa ND-416. Ver la Tabla 4. El primer estrato para estos ejemplos también contenía 7 gsm de fibra ligante bicomponente (Grado AL-Adhesión-C, 1.7 dtex x 4 mm, FiberVisions, Covington; GA) y tisú portador (envoltura de núcleo absorbente, 18 g/m2, Cellu Tissue Corporation; East Hartford, CT).

Tabla 3. Parámetros de producto y datos de rehumectación para muestras H a K El segundo estrato de almacenamiento o medio comprendió 50 g/m2 de pulpa grado HPF (Buckeye Technologies; Memphis, TN), 50 g/m2 de polvo superabsorbente Favor SXM 70 (Stockhausen, Inc.; Grreensboro, NC) y 7 g/m2 de fibra ligante bicomponente grado AL-Adhesion-C (1.7 dtex x 4 mm). El tercer estrato de adquisición o superior comprendió 35 g/m2 de fibra de hebra de poliéster (17 dtex pf x 6 mm, grado 376X2, Wellman, Inc.; Johnsonville, SC) al cual se aplicó un ligante de emulsión (6 g/m2, Airflex 192, Air Products Polymers; Allentown, PA). Para este grupo de muestras, se modificó el primer cabezal formador de la línea piloto para formar los estratos rayados de la presente invención, la pisada de producto estándar es 70 mm por 200 mm. Para la muestra H, el primer estrato se formó en una raya de 55 mm de ancho centrada alrededor del eje longitidunal del producto. Para la muestra J, el primer estrato fue formado en una raya de 40 mm de ancho centrada alrededor del eje longitudinal del producto. La Tabla 3 muestra los pesos base y anchos para los estratos inferiores para las muestras H y J.

Las muestras H y J fueron compactadas uniformemente a una densidad objetivo de 0.085 g/cc. El peso base objetivo en las porciones centrales de las muestras H y J fue 233 g/m2. La Figura 1 9 m uestra datos de rehumectación para las m uestras H y J como una función del peso base y ancho del estrato torcido inferior. La Figura 1 9 muestra que la rehumectación es esencialmente plana con respecto al ancho del estrato. Asum iendo q ue el desempeño de rehumectación mostrado aqu í es aeptable, los ejem plos con el ancho más angosto serían favorecidos con base en los costos de materia prima.

Ejemplo 4 Se probaron siete productos de pañal de marca comercialmente dispon ibles (productos 1 -7) por conten ido en % de SAP en el núcleo absorbente, absorbencia, retención de rehumectación y tercer tiempo de adq uisición . Los resutados se resumen en la Tabla 4.

Tabla 4 La comparación de los datos en la Tabla 4 con los datos en las Tablas 5 y 6 revela q ue los sistemas absorbentes com prendiendo estructuras absorbentes perfiladas de manera y-direccional tienen valores de FASE considerablemente mayores que cualquiera de los artículos absorbentes comerciales probados.

Ejemplo 5 Las m uestras absorbentes probadas en el Ejemplo 4 se usaron para referencia para comparar el desempeño de sistemas sin estructuras perfiladas de manera y-dirección (Ejemplo 4) con los sistemas conteniendo estructuras perfiladas de manera y-direccional (Ejem plos 5 y 6) .

Las siguientes materias primas se usaron como componentes estructurales de las muestras descritas en los Ejemplos 5 y 6: a) Foley Fluff (FF) - fibras de kraft de madera blanda sureña blanqueada (BSSK) de Buckeye Technologies; Memphis, Tennessee; b) pulpa comprimible ND416 disponible de Weyerhaeuser Company; Tacoma, Washington; c) fibras químicamente reticuladas (CS), tales como las descritas en la patente estadounidense no. 5,190,563 al tratar la pulpla de kraft de madera suave sureña con ácido cítrico e hipofosfito de sodio. Las fibras tuvieron WRV de aproximadamente 40% y factor de rizo de aproximadamente 0.5; d) fibras de tereftalato de polietileno (PET) que tienen el nombre de Fillwell 093MR, Wellman PET 376X2, teniendo espesor de 16.7 dtex por fibra (dtexpf) y longitud de 6 mm, disponible de Wellman International Limited; Mullagh, Kells, County Meath, Irlanda; e) polímeros superabsorbentes: - FAVORMR SXM 3950, obtenido de Stockhausen GmbH & CoKG.; Krefeld, Alemania. - FAVORmr SXM 9100, obtenido de Stockhausen GmbH & CoKG.; Krefeld, Alemania - K-SAM R MG-2600, obtenido de Kolon Chemical Co., LTD.; Kwacheon-City Kyunggi-Do, Corea; - K-SAMMR MG-3500, obtenido de Kolon Chemical Co., LTD.; Kwacheon-City Kyunggi-Do, Corea; f) estrato de adquisición no tejido LicontrolMR que tiene peso base de 48 g/m2, número de referencia 381002-0000 de Jacob Holm Industries; Alsacia, Francia SAS; g) emulsión de látex AirFlexMR disponible de Air Products Polymers, L.P.; Allentown, Pennsylvania; h) fibra ligante encrespada, bicomponente T255MR teniendo espesor de 2.3 dtexpf y longitud de 6 mm disponible de Kosa; Houston, Texas; i) fibra ligante bicomponente de FiberVision teniendo un espesor de 1.7 dtexpf y longitud de 6 mm, disponible de FiberVisions; Varde, Dinamarca. Las muestras absorbentes usadas en el Ejemplo 5 consistieron cada uno de un estrato superior y un estrato inferior, teniendo ambos estratos una forma rectangular. Cada estrato superior fue 10 cm de ancho y 20 cm de largo, mientras que cada estroto inferior fue 10 cm de ancho y 40.6 cm de largo. Para probar el tiempo de adquisición y rehumectación de cada muestra absorbente, el estrato superior se colocó en la parte superior del estrato inferior, de manera que los bordes frontales de ambos pliegos estaban en la misma línea. Para la muestra absorbente "L" y "M", se usó el mismo material de pliego inferior X612. La muestra "N" consistió de pliegos superior (DX119) e inferior (DX122) de peso base mayor descritos en este Ejemplo. El material de estrato inferior, X612, peso base de 330 g/m2, y usado en el Ejemplo 6, fue producido en una máquina de suspensión de aire comercial M&J al formar un absorbente en Cellutissue 3024, un tisú portador de 18 g/m2. El absorbente se formó en cuatro pasos. Primero un estrato homogéneo comprendido por 37 g/m2 de fibras de pulpa ND416, 92.3 g/m2 de FavorMR S M 3950, y 4.0 g/m2 de fibra de hebra bicomponente T-255MR (2.3dtexpf). Un segundo estrato homogéneo comprendido por 37 g/m2 de¡ fibras de pulpa ND416, 92.3 g/m2 de FavorMR SXM 3950 y 4.0 gsm de fibra de hebra T-255 (2.3dtexpf). Un tercer estrato homogéneo comprendido por 38.5 g/m2 de fibras de pulpa ND416 y 6.9 g/m2 de fibra de hebra T-255 (2.3dtexpf). El agua en una cantidad de 49.1 i g/m2 se atomizó en la parte superior del tercer estrato antes de la etapa de secado y curado. La muestra L se hizo usando un material de estrato superior producido en una máquina ¡piloto de suspensión de aire Danweb en la siguiente manera: se usaror 48 g/m2 el estrato de adquisición no tejido I tipo LicontrolMR como una hdja de formación. La estructura absorbente se I ¡ formó en el lado unido por hilado de los dos estratos o tejidos. Las i materias primas fueron mezclas de manera homogénea consistiendo de 144 g/m2 de fibras de pulpa FF, 150 g/m2 de FavorMR SXM 9100 y 6.0 g/m2 de FiberVision (1.7 dtex). Eljpeso base total fue 348 g/m2. La muestra M se hizo usando un material de estrato superior producido en una máquina ¡piloto de suspensión en aire Danweb. Se usaron 48 g/m2 de estrato d¡e adquisición no tejido tipo LicontrolMR como i una hoja de formación. La estructura absorbente se formó en el lado unido ! por hilado de los dos estratos o tejidos. Las materias primas fueron mezcladas de manera homogénea consistiendo de 144 g/m2 de fibras de pulpa CS, 150 g/m2 de Favo|rMR SXM 9100 y 6.0 g/m2 de FiberVision (1.7 dtex). El peso base total fue¡348 g/m La muestra N consistió de material DX119 como un pliego superior y material DX122 como un pliego inferior. El material DX119 fue hecho en la siguiente manera: Un tisú basado en celulosa, Cellutissue 3024 18 g/m2, se aplicó primero y se usó como un medio de transferencia/portador para el material subsecuente. El siguiente estrato consistió de una mezcla uniforme de 130 g/m2 de fibras de pulpa de madera blanda sureña (Foley Fluff), 103.5 g/m2 de superabsorbente Kolon MG 2600 y 7.5 g/m2 de fibra bicomponente de auto adhesión con un núcleo de polipropileno y funda de polietileno (Fiber Visions 1.7 dtexpf/4 mm de corte). El siguiente estrato consistió de una mezcla uniforme de 130 g/m2 de Foley Fluff, 103.5 g/m2 de Kolon MG 2600 y 7.5 g/m2 de fibra bicomponente FiberVision, 1.7 dtexpf/4 mm de corte. El último estrato o superior fue de 42 g/m2 de fibras de tereftalato de polietileno WellmanMR PET 376 x 2, 16.7 dtexpf y 8 g/m2 de ligante de látex Air Products AF 124 usado a 10 por ciento de sólidos. La trama fue densificada a 0.07 g/cc antes del curado. El peso de base total del material fue 547 g/m2. Se hizo material DX122 en la siguiente manera: Un tisú basado en celulosa, Cellutissue 3024 18 g/m2, se aplicó primero y se usó como un medio de transferencia/portador para el material subsecuente. El siguiente estrato consistió de una mezcla uniforme de 117 g/m2 de fibras de pulpa ablandada altamente comprimible (ND416), 85 g/m2 de superabsorbente alto permeable (Kolon MG 2600) y 11 g/m2 de fibra bicomponente de auto adhesión con un núcleo de polipropileno y funda de polietileno (Fiber Visions 1.7 dtexpf/4 mm de corte). El siguiente estrato consistió de una mezcla uniforme de 1 17 g/m2 de N D41 6, 201 g/m2 de Kolon MG 2600 y 4 g/m2 de fibra bicomponente FiberVision , 1 .7 dtexpf/4 m m de corte. El último estrato o superior fue de 5 g/m2 de ligante adicionado en el ligante de látex Air Products AF 1 24 usado a 14 por ciento de sól idos. La trama fue densificada a 0. 1 5 g/cc antes del curado. El peso de base total del material fue 550 g/m2.

Tabla 5. Propiedades de las m uestras L a N Los datos en los Tablas 4, 5, 7 y 1 0 dem uestran claramente la superioridad de sistemas bsorbentes comprend iendo estructuras perfiladas de manera y-d ireccional sobre los sistemas absorbentes sin tales estructuras perfiladas.

Ejemplo 6 Las m uestras absorbentes probadas en el Ejemplo 6 consistió cada una de un estrato superior y un estrato inferior, teniendo ambos estratos forma rectangular. Cada estrato superior tiene un perfil y-direccional descrito en la Tabla 5 y fue 10 cm de ancho y 20 cm de largo, mientras que cada uno del pliego inferior fue de 10 cm de ancho y 40.6 cm de largo. Para probar el tiempo de adquisición y rehumectación de cada muestra, el pliego superior se colocó en la parte superior del pliego inferior, de manera que los bordes forntales de ambos pliegos estaban en la misma línea. El material de estrato inferior, llamado X612, fue el mismo como se describe en el Ejemplo 5. La muestra O se hizo usando un material de estrato superior produjo en una máquina piloto de suspensión en aire Danweb en la siguiente manera: se usó el estrato de adquisición no tejido LicontrolMR como una hoja de formación. El primer estrato se formó en el lado unido por hilado de los dos estratos no tejidos. El primer estrato formado fue la región de zona A de alta densidad como 5.1 cm, separada 5.1 cm de rayas que corren en la dirección MD. Las rayas estaban compuestas por 175 gsm de fibras de pulpa ND416, 281 g/m2 de FavorMR SXM 9100 y 14.0 g/m2 de fibras de hebra bico FiberVision (1.7 dtexpf). Estos materiales fueron mezclados de manera homogénea. El segundo estrato llenó la zona B. Consistió de 62 g/m2 de fibras de pulpa FF, 66 g/m2 de FavorMR SXM 9100 y 4.0 g/m2 de fibras de hebra bico FiberVision (1.7 dtexpf). Estos materiales fueron meclados homogéneamente llenando las áreas entre la región de zona A de alta densidad. El peso base total fue 348 g/m2. La muestra P se hizo usando un material de estrato superior producido en una máquina piloto de suspensión en aire Danweb en la siguiente manera: se usó el estrato de adquisición no tejido LicontrolMR como una hoja de formación. El primer estrato se formó en el lado unido con hilado de los dos estratos no tejidos. El primer estrato formado fue la región de zona A de alta densidad como 5.1 cm, separado 5.1 cm de rayas corriendo en la dirección MD. Las rayas estaban compuestas por 175 gsm de fibras de pulpa ND416, 281 g/m2 de FavorMR SXM 9100 y 14.0 g/m2 de fibras de hebra bico FiberVision (1.7 dtexpf). Estos materiales fueron mezclados de manera homogénea. El segundo estrato llenó la zona B. consistió de 62 g/m2 de fibras de pulpa CS, 66 g/m2 de FavorMR SXM 9100 y 4.0 g/m2 de fibras de hebra bico FiberVision (1.7 dtexpf). Estos materiales fueron mezclados homogéneamente llenando las áreas entre la región de zona A de alta densidad. El peso base total fue 348 g/m2. La muestra Q se hizo usando un material de estrato superior producido en una máquina piloto de suspensión en aire Danweb en la siguiente manera: se usó el estrato de adquisición no tejido LicontrolMR como una hoja de formación. El primer estrato se formó en el lado unido con hilado de los dos estratos no tejidos. El primer estrato formado fue la región de zona A de alta densidad como 5.1 cm, separado 5.1 cm de rayas corriendo en la dirección MD. Las rayas estaban compuestas por 175 gsm de fibras de pulpa ND416, 281 g/m2 de FavorMR SXM 9100 y 14.0 g/m2 de fibras de hebra bico FiberVision (1.7 dtexpf). Estos materiales fueron mezclados de manera homogénea. El segundo estrato llenó la zona B. Consistió de 62 g/m2 de fibras de hebra sintéticas de 6 mm Fillwell 093MR Wellman PET 376X2 16.7 dtexpf, 66 g/m2 de FavorMR SXM 9100 y 4.0 g/m2 de fibras de hebra bico FiberVision (1.7 dtexpf). Estos materiales fueron meclados homogéneamente llenando las áreas entre la región de zona A de alta densidad . El peso base total fue 348 g/m2.

Tabla 6 Las zonas A y B, pesos bases y densidades para cada zona fueron valores calcu lados a partir de mediciones de peso y volumen totales.

Tabla 7 Los análisis de los datos en las Tablas 4, 5, 6 y 7 revelan que las muestras absorbentes comprendiendo estructuras absorbentes perfiladas de manera y-d ireccional tienen valores de FASE considerablemente mayores q ue cualquiera de los artículos absorbentes comercialmente dispon ibles y probados, así como m uestras absorbentes sin perfil y-direccional . Los valores FASE más alto fueron obten idos con las estructuras y-perfiladas, en las cuales las zonas B comprendieron ya sea fibras de celulosa reticulada (CS) o fibras de PET (WellmanM R PET 376X2 1 6.7 dtexpf) . Los componentes de pliego superior y-perfilado de las muestras P y Q fueron probadas para integridad en húmedo, suavidad y flexibilidad . Los resultados se m uestran en la Tabla 8.

Tabla 8 Ejem plo 7 Las muestras absorbentes probadas en el Ejem plo 7 consistieron cada una de un estrato superior y un estrato inferior, teniendo ambos pliegos una forma rectangular. El estrato superior fue material U nicore 8902, el cual es comercialmente disponible de Buckeye Technologies I nc. Fue de 9 cm de ancho y 20 cm de largo. El pliego inferior fue 10 cm de ancho y 35.6 de largo. Para probar el tiempo de adq uisición y rehumectación de cada sistema absorbente, el estrato superior se colocó en la parte del estrato inferior, de manera que los bordes frontales de am bos estratos estaban en la m isma l ínea. La m uestra R contenía un estrato inferior hecho en un primer cojincillo de laboratorio en la siguiente manera : 1 . U n tisú portador (Cellutissue 3024, un tisó celulósico de 1 8 g/m2) se tendió. 2. Se depositó el primer conjunto de campos de materiales. Esto se logró usando una reji lla variante. La rejilla variante consistió de campos abiertos 1 0 m m y bloq ueados 1 0 mm alternantes. El primer conjunto de campos de material depositado consistió de fibra de Aracruz Eucalyptus en un peso de 86 g/m2 y fibra bicomponente FiberVisions 1 .7dtexpf/4 m m a un peso de 1 2 g/m2. Estos pesos representan pesos de material en los primeros campos de 1 0 mm de ancho solamente. El gsm promedio global para el cojincillo es, por lo tanto, la m itad de estos g/m2's en campo solamente. 3. La rejilla variante fue desplazada entonces 1 0 mm en la dirección transversal , de manera que las áreas abiertas de la rej illa fueron entonces sobre los campos vacíos del cojincillo. El seg undo conjunto de campos de material fueron depositados entonces. El material depositado consistió de fibra Weyerhauser N D41 6 a un peso de 86 g/m2, fibra bicom ponente FiberVisions 1 .7 dtexpf/4mm a un peso de 1 2 g/m2, y polímero supera bsorbente Stockhausen SXM70 a un peso de 368 g/m2. El g/m2 promedio global para el cojincillo es, por lo tanto, la mitad de estos g/m2's en cam po solamente. 4. La estructura resultante fue densificada entonces usando una prensa de rodillos de laboratorio. La densidad resultante para el primer conj unto de cam pos de material fue 0.06 g/cc. La densidad resultante para el seg undo conjunto de campos de material fue 0.28 g/cc. 5. Entonces se aplicó un atom izador de látex a la estructura por arriba del estrato 2. El látex usdo fue Air Products Airflex 1 24. El atom izador de látex fue una mezcla de 1 0 por ciento de sólidos. Esta mezcla también conten ía surfactante Aerosol OT (75 por ciento) adicionado a un nivel de 0.1 por ciento. La mezcla atomizada resultó en un látex de 2 g/m2 de sólidos añadidos a la muestra. 6. La muestra fue secada/curada entonces en un horno (Lindberg/Blue M) durante 25 minutos a 150°C.

Tabla 9 Tabla 10 La muestra S contenía un estrato inferior hecho en un primer cojincillo de laboratorio en la siguiente manera: 1. Un tisú portador se tendió. Este material fue Cellutissue 3024, un tisú celulósico de 18 g/m2. 2 Se depositó el estrato 1 Este estrato consistió de una mezcla uniforme de fibra Weyerhauser ND41 6 a un peso de 86 g/m2, fibra bicomponente FiberVisions 1 55 dpf/4 mm a un peso de 1 2 g/m2, y pol ímero superabsorbente Stockhausen SXM70 a un peso de 1 84 g/m2 3 La estructura resultante se densificó entonces usando u na prensa de rod illos de laboratorio La densidad reusltante para la estructura fue entonces 0 23 g/cc 4 Entonces se aplicó un atomizador de látex a la estructura por arriba del estrato 1 El látex usado fue Air Products Airlfex 1 24 El atom izador de látex fue una mezcla de 1 0 por ciento de sólidos Esta mezcla tam bién conten ía surfactante Aerosol OT (75 por ciento) adicionado a un n ivel de 0 1 por ciento La mezcla atom izada resultó en un látex de 2 g/m2 de sólidos ad icionados a la muestra 5 La muestra se secó/curó entonces en un horno (Lmdberg/Blue M) durante 25 m in utos a 1 50°C Como se ve a partir de los datos en la Tabla 9, la m uestra R con pliego inferior perfilado de manera y-d ireccional tiene un valor de FASE significativamente mayor que la muestra de control "S" Aunque se ha descrito la invención con detalle con referencia específica a las modalidades preferidas de la m isma , la invención es capaz de otras modalidades y de modalidades diferentes, y sus detalles son capaces de modificaciones en varios aspectos obvios Como será fácil mente evidente para los expertos en la técnica , pueden efectuarse variaciones y modificaciones m ientras q ue permanecen dentro del espíritu y alca nce de la invención De acuerdo con esto, la divulgación, descripción y figuras anteriores son para fines ilustrativos solamente, y no limitan en manera alguna la invención, la cual es definida solamente por las reivindicaciones.

Claims

REIVIN DICACIONES

1 . Una estructura absorbente unitaria con un perfi l y-direccional que comprende una plural idad de estratos producidos med iante una serie continua de operaciones unitarias de uno o más materiales seleccionados de fibras, partículas funcionales, ligantes, tisú portador y aditivos, y en donde al menos un estrato contiene partícu las funcionales , y en donde la estructura tiene u n perfil y-d ireccional q ue comprende al menos primera y segunda zonas dispuestas en contacto unas con otras, en donde la primera zona tiene uno o más de una densidad mayor, un contenido de partículas funcionales mayor y un peso base mayor que la segunda zona.

2. Una estructura absorbente unitaria con un perfil y-direccional q ue comprende un estrato o una pluralidad de estratos, y que contiene partículas funcionales y tiene un perfil y-direccional que comprende primera y segunda zonas dispuestas en contacto una con otra , en donde la primera zona tiene uno o más de una densidad mayor, un conten ido de partículas funcionales mayor y un peso base mayor q ue la segunda zona, teniendo la estructura una FASE mayor q ue aproximadamente 50.

3. La estructura de las reivindicaciones 1 o 2, en donde la primera zona tiene una densidad mayor y un peso base mayor que la segunda zona.

4. La estructura de una de las reividnicaciones 1 -3, en donde la primera zona tiene una densidad mayor y un contenido de partículas funcionales mayor q ue la seg unda zona.

5. La estructura de una de las reivind icaciones 1 -4, en donde la primera zona está dispuesta en el borde lateral de la estructura absorbente.

6. La estructura de una de las reivindicaciones 1-5, que comprende además una tercera zona y una cuarta zona, en donde la tercera zona tiene una densidad mayor y un contenido de partículas funcionales mayor que la segunda y la cuarta zonas.

7. La estructura de una de las reivindicaciones 1-6, en donde al menos un estrato tiene una superficie mayor con un área de superficie, la cual es menor que 80 por ciento del área de superficie de una superficie mayor correspondiente de otro estrato.

8. La estructura de una de las reivindicaciones 1-7, en donde el perfil y-direccional de la estructura es un resultado de un estrato solo con un peril y-direccional.

9. La estructura de una de las reivindicaciones 1-8, en donde el perfil y-direccional de la estructura es un resultado de dos o más estratos con perfiles y-direccionales.

10. La estructura de una de las reivindicaciones 1-9, en donde al menos un estrato es de densidad y peso base substancialmente uniformes.

11. La estructura de una de las reivindicaciones 1-10, en donde la estructura tiene un perfil z-direccional.

12. La estructura de una de las reivindicaciones previas, comprendiendo además fibras.

13. La estructura de la reivindicación 12, en donde las fibras tienen un valor de retención de humedad de al menos 80 por ciento.

14. La estructura de una de las reivindicaciones 12 y 13, en donde las fibras tienen un rizo de al menos 25 por ciento.

15. La estructura de una de las reivindicaciones 12-14, en donde las fibra comprenden fibras tanto naturales como sintéticas.

16. La estructura de una de las reivindicaciones previas, comprendiendo además un ligante.

17. La estructura de la reivindicación 16, en donde el ligante es seleccionado del grupo que consiste de ligantes líquidos, incluyendo ligantes de látex, polvos termoplásticos, fibras termoplásticas, fibras bicomponentes y mezclas de las mismas.

18. La estructura de una de las reivindicaciones 16 y 17, en donde el ligante está presente en una cantidad que está entre aproximadamente 0.1 por ciento y aproximadamente 10 por ciento en peso de la estructura.

19. La estructura de una de las reivindicaciones previas teniendo un estrato de adquisición en comunicación de fluido con la primera zona, la segunda zona o tanto con la primera zona como la segunda zona.

20. La estructura de la reivindicación 19, en donde el estrato de adquisición comprende fibras de matriz sintéticas unidas con un ligante, las fibras de matriz teniendo una longitud desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 15 mm.

21. La estructura de una de las reivindicaciones previas, en donde el peso base de la primera zona es desde 50 g/m2 hasta aproximadamente 100 g/m2.

22. La estructura de una de las reivindicaciones previas, en donde la densidad de la primera zona es desde aproximadamente 0.15 g/m3 hasta aproximadamente 0.25 g/m3.

23. La estructura de una de las reivindicaciones previas, en donde el contenido de partículas funcionales de la primera zona es desde aproximadamente 1 0 por ciento hasta aproximadamente 90 por ciento en peso de un material superabsorbente.

24. La estructura de una de las reivindicaciones previas, en donde el peso base de la segunda zona es desde aproximadamente 0. 1 g/m2 hasta aproximadamente 800 g/m2.

25. La estructura de una de las reivindicaciones previas, en donde el contenido de partículas funcionales en la segunda zona es desde aproximadamente 0 por ciento hasta aproximadamente 70 por ciento.

26. La estructura de una de las reivindicaciones 1 y 3-25 ten iendo una FAS E mayor q ue aproximadamente 80.

27. La estructura de una de las reivindicaciones previas teniendo integridad en húmedo mayor que aproximadamente 4.0 m N/g/m2.

28. La estructura de una de las reivindicaciones previas ten iendo suavidad mayor que aproximadamente 8.0/J .

29. La estructura de una de las reivindicaciones previas teniendo una flexibilidad mayor que aproximadamente 70/N .

30. La estructura de una de las reivindicaciones previas, en donde la estructura ha sido prod ucida mediante una serie continua de operaciones unitarias , donde cada estrato es formado en una operación un itaria a partir de uno o más materiales seleccionados de fibras, partícu las funcionales, ligantes, tisú portador y aditivos.

31 . Un artícu lo absorbente desechable comprend iendo: (A) una hoja superior permeable a l íquidos, (B) una hoja posterior impermeable a l íquidos, (C) entre la hoja su perior y la hoja posterior y en comunicación de fluido con la hoja superior una estructura absorbente de una de las reivindicaciones 1 -29, y, opcionalmente, (D) entre (C) y (B) y en comunicación de fluido con (C) un estrato de almacenam iento comprend iendo fibras y partículas funciona les, donde una superficie mayor de (C) en comun icación de fluido con u na superficie mayor de (D) tiene un área de superficie, la cua l es menor q ue 80 por ciento del área de superficie de una superficie mayor correspondiente de (D) .

32. El artículo de la reivindicación 29, en donde (C) comprende: ( 1 ) un estrato de adquisición perfilado de manera y-direccional ; y (2) un estrato de adq uisición y almacenam iento perfilado de manera y-direccional que tiene un mayor contenido de partículas funcionales que aquél del estrato de adqu isición .

33. El artícu lo de la reivindicación 29 o 30, en donde el artículo es un pañal i nfantil , un calzoncillo de entrenamiento, un dispositivo de incontinencia para adulto, o una toalla sanitaria.

34. El artículo de una de las reivindicaciones 29-31 ten iendo una FASE de 50 o mayor.

35. El artículo de la reivindicación 32 teniendo una FASE de 80 o mayor.

36. El artículo de la reivindicación 33 teniendo u na FASE de 1 00 o mayor.

37. El artículo de la reivindicación 34 teniendo una FASE de 1 80 o mayor.

38. U n proceso para la producción de una estructura absorbente unitaria con un perfil y-direccional que comprende una pl uralidad de estratos producidos por u na serie contin ua de operaciones unitarias y la cual contiene partículas funcionales y tiene u n perfil y-direccional que comprende primera y segunda zonas dispuestas en contacto una con otra, en donde la primera zona tiene uno o más de una densidad mayor, un conten ido de partículas funcionales mayor y un peso base mayor que la segunda zona, comprendiendo el proceso: ( 1 ) formar un primer estrato A comprendiendo fibras y, de manera opcional , partículas funcionales, y (2) formar un segundo estrato B comprendiendo fibras y partículas funcionales, de manera que una superficie mayor de B está en contacto de com un icación de fluido con una superficie mayor de A y la longitud y-direccional de B es menor que la longitud y-direccional de A.

39. Un proceso para la prod ucción de una estructura absorbente unitaria con un perfil y-d ireccional q ue comprende una pluralidad de estratos producidos por una serie contin ua de operaciones un itarias, y la cual contiene partículas funcionales y tiene un perfil y-direccional comprendiendo primera y segunda zonas dispuestas en contacto una con otra , en donde la primera zona tiene uno o más de una densidad mayor, un contenido de partículas funcionales mayor y un peso base mayor que la seg unda zona , com prendiendo el proceso: ( 1 ) formar un primer estrato A com prendiendo fibras y, de manera opcional, partículas funcionales, y (2) formar un segundo estrato B comprendiendo fibras y partículas funcionales, de manera q ue se forman la primera y segunda zonas dispuestas en contacto una con otra, en donde la primera zona tiene una densidad mayor y un contenido de partículas funcionales mayor q ue la segunda zona.

40. El proceso de una de las reivindicaciones 38 o 39, en donde los estratos se forman en un alambre formador de un proceso de suspensión en aire y la primera y seg unda zonas de estrato B se forman mediante manipulación de un vacío bajo el alambre formador, de manera que existe una mayor presión diferencial bajo la primera zona que bajo la segunda zona , con la deposición consecuente de una mayor cantidad de fibra y partículas funcionales en la primera zona que en la seg unda zona .

41 . El proceso de la reivindicación 38 o 39, en donde los estratos se forman en un alambre formador de un proceso de suspensión en aire de fibras y partículas funcionales distri bu idas desde un cabezal formador y la primera y seg unda zonas de estrato B se forman al bloquear parcialmente la d istribución en la seg unda zona pero no la primera zona . RESU MEN Se describen estructuras absorbentes q ue tienen un perfil y-direccional en densidad y conten ido de partículas de pol ímero superabsorbente. Las estructuras incluyen zonas que tienen mayor densidad y mayor conten ido de partículas de polímero superabsorbente y zonas que tienen menor densidad y menor contenido de partículas de pol ímero superabsorbente. También se describen métodos para preparar estructuras absorbentes que tienen perfil y-direccional en densidad y conten ido de pol ímero superabsorbente.