MXPA05000210A - Tampon absorbente comprimido. - Google Patents

Abstract

Un procedimiento novedoso para formar un tampon comprimido incluye los pasos de formar una estructura abierta que comprende por lo menos alrededor de 5% en peso de materiales celulosicos; calentar la estructura abierta a una temperatura de por lo menos alrededor de 40°C; comprimir la estructura abierta calentada para formar el tampon comprimido; y liberar el tampon fibroso comprimido de su compresion; sorprendentemente se reducen significativamente tanto la fuerza requerida para la compresion como el grado de sobrecompresion cuando la banda fibrosa se calienta previo a la compresion; lo que se encontro claramente es que calentar la banda fibrosa previo a la compresion a la forma de tampon proporciona un producto mas consistente y controlado en cuanto a dimension; tambien requiere menores fuerzas de compresion para lograr un producto estable en cuanto a dimension con menor dano a la fibra.

Description

TAMPON ABSORBENTE COMPRIMIDO REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta invención se refiere a la siguiente solicitud copendiente: E.U.A. No. de serie 10/179,430, presentada el 25 de junio del 2002, titulada "Compressed Absorbent Web" (número del apoderado PPC-842).

CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un procedimiento y un aparato para formar una estructura densificada utilizando fuerzas de compresión relativamente bajas. El procedimiento incluye calentar una estructura abierta antes de la compresión, y el aparato incluye elementos para este calentamiento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Las estructuras absorbentes se fabrican bajo compresión para proporcionar la suficiente capacidad absorbente para un uso determinado en un producto convenientemente dimensionado. Las estructuras absorbentes pueden incluir curaciones para heridas, pañales, toallas sanitarias, tampones y dispositivos interlabiales.

Muchas estructuras absorbentes, como los tampones, logran su estabilidad de forma sobrecomprimiendo ligeramente la estructura y dejando que ésta se recupere o se expanda a las dimensiones deseadas. También esta estructura puede ser fraguada con calor. Un ejemplo de esto se describe en la patente de E. U. A. No. 4,081 ,884 de Johst et al. Esta patente describe la compresión radial de una preforma de tampón que comprende fibras celulósicas, introduciendo la preforma de tampón radialmente comprimida a una cámara calentadora, y comprimiendo axialmente el tampón al mismo tiempo que se le calienta durante por lo menos aproximadamente cinco segundos. Este procedimiento requiere de una cantidad significativa de tiempo para fraguar el tampón. Otro ejemplo se describe en la patente de E. U. A. No. 4,326,527 de Wollangk et al., que pretende describir un procedimiento para fraguar con calor de manera rápida y uniforme un tampón radialmente comprimido. El procedimiento incluye los pasos de comprimir un tampón prehumidificado y someter el tampón comprimido a un calentamiento con microondas, al mismo tiempo que el tampón se encuentra dentro de un tubo de extremos abiertos que tiene aberturas alrededor del eje longitudinal del mismo, para fraguar con calor el tampón. Este procedimiento requiere de una cantidad significativa de energía para fraguar el tampón y la prehumidificación puede promover el crecimiento de microorganismos no deseables durante la fabricación del tampón.

Aunque no se discute con mayor detalle la cantidad de energía de compresión que se requiere en estas referencias, según nuestra experiencia es muy grande la energía que se requiere para comprimir radialmente un tampón comercial, si se mide por la fuerza de compresión. Esto resulta particularmente evidente para las mezclas de fibras no convencionales, tales como las que contienen materiales no celulósicos. Este requerimiento de energía también puede limitar la capacidad de producir comercialmente tampones que tengan una densidad incrementada. Las altas fuerzas de compresión pueden dañar el equipo y pueden afectar negativamente el desempeño del tampón al dañar las fibras que se encuentran dentro de la estructura del tampón. Este daño de la fibra puede llevar a una mala expansión y una mala capacidad absorbente del producto. Por lo tanto existe la necesidad de un procedimiento para formar un tampón comprimido que emplee una fuerza de compresión inferior para reducir el riesgo de dañar la red y el equipo.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Un objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento que pueda producir una red de tampón comprimido absorbente utilizando una fuerza de compresión inferior de la que se requeriría para reducir el riesgo de que se dañe la red y el equipo. Esto puede producir un tampón que tenga una baja relajación de densidad (como se define en los ejemplos). Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un tampón que tenga una baja relajación de densidad y que tenga un grado bajo de daño de la fibra a pesar de que sea lo suficientemente comprimida para formar un tampón que tenga una densidad apropiada. De acuerdo con la presente invención, se proporciona un procedimiento novedoso para formar un tampón comprimido. El procedimiento incluye los pasos de formar una estructura abierta que comprende por lo menos aproximadamente 5% en peso de materiales celulósicos; calentar la estructura abierta a una temperatura de por lo menos aproximadamente 40°C; comprimir la estructura abierta calentada para formar el tampón comprimido; y liberar de la compresión al tampón fibroso comprimido. Sorprendentemente tanto la fuerza que se requiere para la compresión como el grado de sobrecompresión se reducen de manera significativa cuando la red fibrosa se calienta antes de la compresión. Realmente lo que se encontró es que el calentamiento de la red fibrosa antes de la compresión para hacer la forma de tampón, proporciona un producto más consistente y dimensionalmente controlado. También se requiere de fuerzas de compresión inferiores para lograr un producto estable en lo referente a la dimensión con un daño reducido en la fibra.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista en perspectiva de un tampón de la presente invención. La figura 2 es una vista esquemática de un aparato para producir un tampón de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 2A es una sección transversal de un portador que tiene un portador sustancialmente cilindrico para usarlo en una modificación del aparato de la figura 2. La figura 3 es una vista esquemática de un aparato para producir un tampón de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Como se utiliza en la especificación y en las reivindicaciones, el término "estructura abierta" y las variaciones de este término se refieren a estructuras comprimibles antes de la compresión sustancial para formar los productos absorbentes comprimidos, como tampones. Por ejemplo, estas estructuras abiertas se pueden formar por cardado, por deposición con aire, u otros procedimientos y pueden incluir algún calandrado menor para mantener la densidad a menos de aproximadamente 0.1 g/cm3. Como se utiliza en la especificación y en las reivindicaciones, el término "comprimibles" y las variaciones de este término se refieren a estructuras que pueden ser comprimidas para mantener una forma generalmente comprimida y que también se pueden expandir a un estado relativamente descomprimido con la exposición a una humedad o líquido suficientes. Como se utiliza en la especificación y en las reivindicaciones, el término "radialmente expandible" y las variaciones de este término se refieren a la expansión de los tampones alargados. Estos tampones se expanden principalmente en una dirección perpendicular al eje central del tampón. De preferencia, los tampones se expanden en por lo menos una dirección perpendicular al eje central, más preferiblemente, por lo menos en dos direcciones. Más preferiblemente, los tampones se expanden sustancialmente en forma uniforme en todas las direcciones perpendiculares al eje central. Como se utiliza en la especificación y en las reivindicaciones, el término "axialmente expandibles" y las variaciones de este término se refieren a la expansión de otra clase particular de tampones alargados. Estos tampones se expanden principalmente en una dirección a lo largo del eje central del tampón. Sin embargo, los tampones también se pueden expandir en por lo menos otra dirección. Los tampones absorbentes de la presente invención son masas alargadas de materiales comprimidos, de preferencia masas sustancialmente cilindricas de materiales comprimidos que tienen un eje central y un radio que define la superficie circunferencial exterior del tampón. Con frecuencia los tampones se forman obteniendo primero una masa configurada de materiales a los cuales se les llama preforma de tampón. Esta preforma puede estar en forma de un rodillo de una red no tejida. Una masa de un material orientado aleatoriamente o en forma sustancialmente uniforme, y similares. La preforma de tampón es una estructura abierta que está relativamente sin comprimir y tiene una densidad relativamente baja. Después se comprime para formar un producto que tiene dimensiones más pequeñas y una densidad más alta que la de la preforma de tampón. Después de que el tampón es liberado de la compresión, éste se relaja (o se expande) ligeramente a sus dimensiones finales. Los tampones comprimidos tienen una densidad generalmente uniforme a través del tampón, o pueden tener regiones con densidades diferentes según se describe en las patentes asignadas comúnmente a Friese et al., Pat. EUA No. 6,310,269, y Leutwyler et al., EUA No. 5,911 ,712, cuyas descripciones se incorporan en la presente como referencia. Como se puede ver en la figura 1 , los tampones 10 también incluyen usualmente una cubierta 12 o algún otro tratamiento de superficie y una cadena de retiro 14 u otro mecanismo de remoción. El tampón 10 puede tener un núcleo relativamente denso rodeando sustancialmente su eje central y un anillo menos denso rodeando el núcleo y formando la superficie circunferencial exterior. Esta densidad diferencial se puede proporcionar con una distribución de material absorbente relativamente uniforme, aunque distinta, dentro del núcleo y del anillo, o se puede proporcionar mediante una pluralidad de costillas 16 que se extienden radialmente desde el núcleo.

Los materiales que se pueden utilizar en el tampón incluyen fibras, espumas y partículas de otros materiales discretos. El tampón incluye fibras celulósicas. Una lista útil y no limitante de fibras celulósicas útiles incluye fibras naturales como algodón, pulpa de madera, yute, cáñamo, esfagno, y similares; y materiales procesados que incluyen derivados de celulosa tales como celulosa regenerada (incluyendo rayón y lyocell), nitrato de celulosa, carboximetilcelulosa, y similares. Los tampones también pueden incluir otros materiales que incluyen, sin limitación, poliéster, alcohol polivinílico, poliolefina, poliamina, poliamida, poliacrilonitrilo, y similares. De preferencia los tampones se forman predominantemente con fibras. Las fibras pueden ser de cualquiera de los materiales enumerados anteriormente, y pueden tener cualquier sección transversal útil, incluyendo ramificadas y no ramificadas. Las fibras celulósicas regeneradas que son ramificadas se han estado utilizando comercialmente desde hace muchos años. Se sabe que estas fibras poseen una absorbencia específica incrementada sobre las fibras no ramificadas. Ejemplos comerciales de estas fibras son las fibras trilobulares de rayón viscoso Danufil VY que están disponibles con Acordis Ltd., Spondon, Inglaterra. Estas fibras se describen al detalle en el documento Wilkes et al., Pat de EUA No. 5,458,835 cuya descripción se incorpora en la presente como referencia. De preferencia, el tampón incluye por lo menos 5% en peso de los materiales celulósicos. Estos materiales son sensibles a la humedad, y proporcionan una unión a hidrógeno cuando se comprimen bajo condiciones de humedad, más preferiblemente el tampón incluye de aproximadamente 35 a aproximadamente 100% en peso de materiales celulósicos, y más preferiblemente de aproximadamente 50 a aproximadamente 75% en peso de materiales celulósicos. Antes del calentamiento, la estructura abierta tiene un contenido de humedad de por lo menos aproximadamente 4% en peso, de preferencia de aproximadamente 8 a aproximadamente 13% en peso. Después del calentamiento la estructura abierta retiene un contenido suficiente de humedad para promover los suficientes aglutamientos entre las fibras para mantener las dimensiones del tampón comprimido. De preferencia, la estructura abierta tiene un contenido de humedad de aproximadamente 2 a aproximadamente 3% en peso después del calentamiento. De preferencia, la preforma de tampón se cierra sustancialmente por una cubierta permeable a los fluidos. De este modo la cubierta encierra a la mayor parte de la superficie exterior del tampón. Esto se puede lograr como se describe en el documento Friese, U.S. Patent No. 4,816,100, cuya descripción se incorpora en la presente como referencia. Además cualquiera de los dos extremo de tampón puede estar encerrado por la cubierta. Por supuesto, por razones de procedimiento o por otras razones, algunas de las porciones de la superficie del tampón pueden estar libres de cubierta. Por ejemplo, pueden estar expuestos el extremo de inserción de tampón y una porción de la superficie cilindrica que es adyacente a este extremo, sin la cubierta para permitir que el tampón acepte de manera más directa los fluidos.

La cubierta puede facilitar la inserción del tampón en la cavidad corporal y puede reducir la posibilidad de que las fibras se separen del tampón. Los expertos en la técnica reconocerán las cubiertas que son útiles junto con los tampones de la presente invención. Éstas se pueden seleccionar de una capa exterior de fibras fundidas entre sí (por ejemplo por termofraguado), una tela no tejida, una película con aberturas, o similares. Generalmente los tampones están categorizados en dos clases: los tampones con aplicador y los tampones digitales, y es útil cierta cantidad de estabilidad dimensional para cada tipo de tampón. Los tampones con aplicador utilizan un dispositivo relativamente rígido para contener y para proteger el tampón antes de su uso. Para insertar el tampón dentro de la cavidad corporal, se inserta parcialmente el aplicador dentro de la cavidad corporal, y el tampón puede ser expulsado del mismo, en contraste, los tampones digitales no tienen un aplicador para ayudar a guiarlos dentro de la cavidad corporal y requieren de una resistencia al pandeo suficiente para permitir la inserción sin utilizar un aplicador. Esta resistencia se puede determinar asegurando un extremo del tampón a la placa fija de un Instron Universal Testing Machine, disponible con Instron Corporation, Cantón, Massachusetts, E.U.A. La placa móvil entra en contacto con el extremo opuesto del tampón y después se ajusta para comprimir el tampón a una velocidad de aproximadamente 5 cm/minuto. La fuerza ejercida sobre el tampón se mide continuamente, y el punto en el cual esta fuerza empieza a decaer en vez de elevarse es el punto en el cual el tampón se pandea. La fuerza máxima que se logra es la estabilidad del tampón. De preferencia, los tampones digital de la presente invención tienen una significativa estabilidad, a por lo menos aproximadamente 10 N. Más preferiblemente, los tampones digitales tienen una estabilidad de por lo menos aproximadamente 20 N, y más preferiblemente tiene una estabilidad de aproximadamente 30 N a aproximadamente 85 N. Los tampones que tienen una estabilidad que es demasiado baja no tienen la suficiente estabilidad dimensional para mantener su estructura básica durante la inserción como un tampón digital; los tampones que tienen una estabilidad que es demasiado alta pueden ser percibidos como demasiado rígidos o duros para poderse insertar de manera confortable como un tampón digital. Mientras que el tampón con aplicador está protegido por el dispositivo aplicador rígido y el tampón con aplicador no necesita tener un alto grado de resistencia al pandeo como un tampón digital, los tampones con aplicador si requieren una estabilidad dimensional (especialmente radial) para hacer aceptables para su uso. Esta estabilidad dimensional proporciona una seguridad, por ejemplo, de que el tampón no crecerá prematurámente y romperá su material de empaque o que se atasque en el aplicador del tampón. El procedimiento de la presente invención empieza con una estructura abierta. La estructura abierta puede ser una red no tejida, una masa de materiales orientados de manera aleatoria o en forma sustancialmente uniforme, tales como fibras, espumas, o partículas, y similares. Está masa se manipula después para formar una preforma de tampón. Una red no tejida útil para la presente invención se puede formar de cualquier manera deseada por un experto en la técnica. Por ejemplo las fibras se pueden abrir y/o mezclar midiéndolas continuamente en un abridor de dientes de sierra. Las fibras mezcladas se pueden transportar, por ejemplo, por aire a través de un conducto hacia una estación de cardado para formar una red fibrosa. Alternativamente, se puede formar una masa de fibras orientadas en forma sustancialmente aleatoria abriéndola y/o mezclándolas, transportándolas como se describo antes, a una estación para formar, por ejemplo, una preforma de tampón de tipo bolsa de té. Otros procedimientos pueden emplear fibras orientadas en un remolque fibroso. La preforma de tampón puede procesarse adicionalmente para formar un tampón. En un procedimiento para la formación de tampones, se puede formar una red en un torzal estrecho y fibroso y enrollarla en espiral para formar una preforma de tampón. Además, se puede cubrir con un material de cubierta permeable a los líquidos la preforma de tampón para contener sustancialmente la porción fibrosa y absorbente del tampón. Ejemplos de otros procesamientos para las redes se describen en los documentos Friese et al., Pat de EUA. No. 4,816,100 y Schwankhardt, Pat de EUA. No. 5,909,884 (cuyas descripciones se incorporan en la presente como referencia). Sin embargo, estos procesos tienen que ser modificados de acuerdo con la presente invención.

La estructura abierta se puede calentar antes de su formación en una preforma de tampón. La estructura abierta también se puede calentar después de su formación en una preforma de tampón, o incluso antes y después. Después la preforma de tampón precalentada resultante se puede comprimir a una presión significativamente reducida para formar un tampón dimensionalmente estable. En el procedimiento de Friese et al., se proporciona continuamente una red fibrosa 100, que tiene un ancho que corresponde a lo longitud de tampón 10, y se debilita transversalmente en su dirección longitudinal. Este debilitamiento se puede lograr perforando y estirando la red para reducir su sección transversal en una zona debilitada. Una tira de cubierta suministrada continuamente se rompe para formar una sección de cubierta 102, cuya longitud excede la circunferencia de la preforma de tampón 104, como se muestra en la estación de enrollamiento 106. La sección de cubierta 102 se sella por aglutinación (por ejemplo térmicamente) a la parte exterior de una región de la red 100 en un extremo de la sección de la red que es adyacente a la zona debilitada. La sección de cubierta 102 se dispone en la red 100 de tal manera que un extremo libre 102a de la sección de cubierta 102 se extiende más allá de la zona debilitada. La red 100 puede cortarse entonces en la zona debilitada para formar un espacio 108 entre las secciones 1 10 de la red. La red 100 se puede calentar por medio de calentadores 12, los cuales, por ejemplo, se pueden colocar antes de cortar las secciones adyacentes de la red 1 10. Después se puede enrollar una sección calentada de la red 110 alrededor de sí misma, alrededor de un eje que se extiende en forma transversal a su dirección longitudinal por medio de un mandril de devanado 1 14. Esto forma una preforma de tampón 104. La preforma de tampón enrollada 104 puede retener de manera eficiente el calor aplicado debido a un efecto aislante de las capas exteriores de la red. Esto puede mejorar encerrando el equipo de procesamiento que se encuentra alrededor de la preforma de tampón caliente y/o la secciones calentadas de la red. Alternativamente, se puede forzar aire caliente a través de la preforma de tampón 104 enrollada en una forma relativamente holgada, para precalentar la preforma antes de la compresión, como se puede ver en la figura 2A. El calor se puede aplicar a la masa fibrosa o la red por medio de conducción, convención, radiación, combinaciones de éstas y similares. Dichos procedimientos incluyen sin limitación, la circulación de aire o de una corriente caliente, la transmisión electromagnética de energía (por ejemplo, sin limitación, energía de radio frecuencia, energía infrarroja, energía de microondas, y similares), la inserción de agujas calientes en la red para proporcionar la transferencia de calor conductivo, energía ultrasónica, y similares. La estructura abierta se calienta a una temperatura de por lo menos aproximadamente 40°C. Más preferiblemente, la estructura abierta se calienta a por lo menos aproximadamente 45°C, y más preferiblemente la estructura abierta se calienta ha por lo menos aproximadamente 60°C. Para evitar el sobre-calentamiento de algunas fibras termoplásticas o el secado excesivo de la estructura, también podría resulta benéfico limitar la temperatura de la estructura abierta a menos de aproximadamente 100°C o incluso 85°C. , Después del devanado, la sección de cubierta 102 rodea completamente la circunferencia de la preforma de tampón 104 sobre el ancho deseado, y el extremo libre 102a puede aglutinarse térmicamente a una porción sobrepuesta de sí mismo en el exterior de la preforma de tampón 104. Se puede colocar una cadena de retiro alrededor de la sección de red 110 antes del devanado y, si es apropiado, se puede anular en sus extremos libres. Entonces la preforma de tampón terminada 104 puede enviarse a una prensa para tampones, como se describe en el documento Leutwyler et al., Pat de EUA. No. 5,911 ,712. Como se puede ver en la figura 3, coincidiendo con el procedimiento de Schwankhardt, una red fibrosa 100 puede calentarse con un calentador 200 antes de entrar a la estación de plegado A en la cual una serie de placas plegadoras 202 y mamparas 204 doblan secuencialmente la red para formar una cuerda fibrosa 206 plegada o enrollada esencialmente a medida que sale de la estación de plegado. La cuerda fibrosa 206 se puede envolver en un material de cubierta 208 (una banda envolvente de acuerdo con Schwankhardt) en una estación de envoltura B, se comprime hasta formar una tira comprimida 2 0 en la prensa 212 de una estación de prensa C, y se corta y se le da la forma de tampones individuales 10 en una estación de corte D, y después se empaqueta. El calentamiento de preferencia se realiza antes de la primera placa de plegado 202 y la mampara 204 para permitir un calentamiento sustancialmente uniforme a través del espesor de la red 100. Sin embargo, el calentamiento se puede realizar o se puede suplementar adicionalmente en la estación de plegado, de preferencia antes de que se hayan plegado demasiadas capas de la red. Además de los procedimientos que se describieron antes, el procedimiento de fabricación de tampones que se describe en Haas, Pat de EUA. No. 1 ,926,900, Voss, Pat de EUA. No. 2,076,389, y Dostal, Pat de EUA. No. 3,811 ,445 (cuyas descripciones se incorporan en la presente como referencia), se pueden modificar en formas similares a las que se describieron antes para sacar ventaja de los conceptos inventivos que se describen en la presente. Como se describió antes, los tampones generalmente son sobre-comprimidos para restringir mecánicamente la expansión espontanea de la estructura, evitando así que el tampón se expanda mucho antes de su uso. Sin embargo, esta sobrecompresión no siempre es uniforme, y su efectividad varía. En particular, cuando se comprimen grandes masas de fibra, se pueden someter volúmenes localizados a fuerzas de compresión más grandes que para los otros volúmenes. Esto puede resultar benéfico en las descripciones de Friese y Leutwyñer, que se describieron antes. Desafortunadamente esto también puede dar como resultado que la compresión se concentre en las regiones exteriores del tampón y a su vez da como resultado un menor control en la estabilidad de la dimensión del tampón.

Sorpresivamente, tanto la fuerza que se requiere para la compresión y el grado de sobrecompresión se reducen significativamente cuando la red fibrosa se calienta antes de la compresión. Esto también se refleja en una menor relajación de la densidad. Basándose en estos hallazgos, se espera que el calentamiento de la red fibrosa antes de comprimirla en forma de tampón, proporcione un producto más consistente y más controlado a en lo que se refiere a la dimensión. También se requieren de menos fuerzas de compresión para lograr un producto estable en la dimensión. Una manera de ilustrar la consistencia y el control dimensional del tampón es una revisión de la relajación de la densidad (como se define a continuación en los ejemplos) del tampón. De preferencia los tampones de la presente invención tienen una relajación de densidad de menos de aproximadamente 20%, más preferiblemente de menos de aproximadamente de 10%, y más preferiblemente de menos de aproximadamente 5%. Otra manera de ilustrar las ventajas de la presente invención es el daño reducido de la fibra en el tampón. El daño de la fibra, que incluye la deformación permanente de la fibra y el empaque, ocurre durante la compresión del tampón. Se puede determinar el daño de la fibra examinando las fibras del tampón que se han roto. Por ejemplo, los tampones que están formados de fibras con longitud cortada (de aproximadamente 25 a aproximadamente 40 mm) se pueden inspeccionar para determinar el número o el porcentaje de fibras que tienen una longitud de menos de aproximadamente 18 mm. Alternativamente estos tampones se pueden analizar para determinar el porcentaje de finas (fibras que tienen una longitud de menos de aproximadamente 7 mm). Un porcentaje significativo de fibras cortas o finas puede indicar el daño de la fibra en un producto. Después del calentamiento, la estructura abierta y/o la preforma de tampón retiene beneficiosamente su calor debido a las propiedades aislantes inherentes de una masa de fibras constituida holgadamente y el aire caliente atrapado en las capilaridades de la misma. Las capilaridades más flojas de la red más abierta permiten una conducción de calor más pareja al centro de la red. Además, cuando se calienta la red sin devanar hay menos masa térmica entre la fuente de calor y el centro de la red, de lo que hay cuando se proporciona el calor al tampón comprimido. Por supuesto, el calor aplicado puede disiparse en la atmósfera si la compresión no sigue al calentamiento en un tiempo razonable. Aunque hemos encontrado que el procedimiento anterior puede proporcionar la suficiente estabilidad dimensional sin ningún calentamiento adicional posterior a la compresión, podría ser preferible un poco de compresión posterior al calentamiento para optimizar el procedimiento de fabricación. Sin embargo, cualquier calentamiento post-compresión que se requiera se reduce mucho en comparación a los procedimientos de la técnica anterior, que no emplean ningún calentamiento anterior a la compresión. También se cree que el presente procedimiento permite velocidades incrementadas en la línea de fabricación y una procesabilidad mejorada. Por ejemplo, se encontró que el calentamiento temprano de la fibra disminuye la cantidad de materiales, como fibras que se pierden desde la estructura abierta durante el manejo en la precompresión. Esto produce una corriente de material más consistente que entra a las estaciones posteriores de procedimiento.

EJEMPLOS La presente invención se entenderá mejor haciendo referencia a los siguientes ejemplos específicos que son ilustrativos de la composición, forma y método para producir el dispositivo de la presente invención, también deberá entenderse que muchas variaciones de la composición, de la forma y el método para producir el dispositivo, serán evidentes para los expertos en la técnica. Los siguientes ejemplos, en los cuales las partes y los porcentajes son en peso, a menos que se indique otra cosa, solamente son ilustrativos.

EJEMPLO 1 Una mezcla de fibras trilobulares de rayón viscoso 3 denier Danufil® 75% en peso 3 denier y fibras de rayón viscoso Danufil® V 25% en peso 3 denier ambas disponibles con Acordis Ltd., Spondon, Inglaterra, se abrieron por medio de un equipo estándar de abertura de fibras y de cardado. Una cantidad fija de la mezcla de fibras, (teniendo una masa W, de aproximadamente 2 g) se introdujo en un molde de acero inoxidable con una cavidad cilindrica (un área de sección transversal, A, de aproximadamente 5 cm2). Se utilizó un émbolo cilindrico con un tamaño igual al de la cavidad cilindrica, para comprimir la masa de fibras utilizando una prensa estándar de laboratorio. Para calentar las muestras, se calentaron juntos el émbolo y el molde en un conjunto de horno a una temperatura objetivo. Después de un tiempo suficiente para permitir que el molde y el émbolo alcanzarán la temperatura del horno se colocaron las fibras en la cavidad, y el molde, el émbolo y las fibras fueron calentados durante 3 minutos adicionales para que permitir que las fibras alcanzaran la temperatura del horno. El ensamble calentado fue removido del horno y se coloco entre las placas de una prensa de laboratorio. Se aplicó presión para comprimir la masa de fibra en la cavidad hasta una presión pico predeterminada y se liberó, después de lo cual el tapón fibroso comprimido fue removido para permitir una medición inmediata del espesor inicial To. El tapón fibroso comprimido tenía un volumen inicial (V0=A*T0) y una densidad inicial (po=W/Vo), pero el tapón se expandió después de que se liberó la presión, alcanzando el equilibrio después de aproximadamente de 15 a 20 minutos (a temperatura ambiente, de aproximadamente 20°C). Aunque las condiciones de humedad de la prueba generalmente no son importantes, al llevar a cabo la prueba a una alta humedad se ven afectados de manera adversa los resultados de la prueba. El espesor de equilibrio, Te, se midió entonces para proporcionar la densidad de equilibrio (pe=W/(A*Te)). A partir de estos valores se puede calcular una "relajación de densidad" igual a (po-pe)/po.

También se preparó un control empleando molde, émbolo y fibras a temperatura ambiente, de aproximadamente 20°C. Los resultados de las mediciones a cada temperatura y presión aparecen en el cuadro 1.

CUADRO 1 Temperatura Presión pico Densidad Densidad de % de inicial equilibrio relajación de la densidad 40°C 1200 0.31 0.30 3% 1800 0.43 0.40 7% 2400 0.50 0.47 6% 3000 0.58 0.56 3% 4300 0.69 0.66 4% AMBIENTE 1200 0.23 0.17 26% 2400 0.33 0.25 24% 3600 0.50 0.38 24% 4900 0.60 0.46 23% 6200 0.64 0.51 20% Estos datos demuestran que el precalentamiento de las fibras a una temperatura de por lo menos aproximadamente 40°C y el mantenimiento del calor durante la compresión, proporcionan una estabilidad dimensional significativamente mayor que cuando se comprimen las mismas fibras a temperatura ambiente. También ilustran que se pueden lograr densidades sustancialmente mayores del tapón de fibras a presiones de compresión inferiores cuando las fibras son precalentadas. Esto se ve más pronunciado a temperaturas de más de aproximadamente 60°C.

EJEMPLO 2 Se repitió el procedimiento del ejemplo 1 con una mezcla de fibras de rayón viscoso Danuifi® V 75% en peso 3 denier, disponibles con Acordis Ltd. (Spondon, Inglaterra), y fibras de poliéster T-224 25% en peso 3 denier, disponibles con KoSa, (Houston, Texas, E. U. A.). Otra vez, resultados de las mediciones a cada temperatura y presión aparecen en cuadro 2.

CUADRO 2 Temperatura Presión pico Densidad Densidad de % de inicial equilibrio relajación de la densidad 100°C 610 0.33 0.34 >2% 1200 0.47 0.48 <2% 7400 0.62 0.63 <2% 3000 0.65 0.65 <2% 85°C 910 0.36 0.35 3% 1200 0.39 0.39 <2% 2400 0.53 0.53 <2% 3600 0.66 0.66 <2% 4900 0.80 0.79 <2% 6100 0.79 0.78 <2% 75°C 910 0.33 0.32 3% 1200 0.37 0.37 <2% 2400 0.52 0.50 4% 3600 0.65 0.64 <2% 4900 0.71 0.70 <2% 6100 0.79 080 <2% 60°C 610 0.25 0.24 4% 1200 0.38 0.37 3% 2400 0.50 0.50 <2% 3600 0.62 0.60 3% 6100 0.77 0.75 3% Temperatura Presión pico Densidad Densidad de % de inicial equilibrio relajación de la densidad 45°C 910 0.30 0.29 3% 1200 0.34 0.34 <2% 2400 0.44 0.43 2% 3600 0.59 0.59 <2% 4900 0.71 0.69 3% 6100 0.77 0.76 <2% AMBIENTE 2400 0.41 0.33 20% 3600 0.51 0.40 22% 3800 0.55 0.40 27% 3800 0.52 0.40 23% 4900 0.61 0.52 15% Estos datos demuestran que el precalentamiento de las fibras a una temperatura de por lo menos aproximadamente 45°C y el mantenimiento del calor durante la compresión, proporcionan una estabilidad de dimensión significativamente mayor que la compresión de las mismas fibras a temperatura ambiente. También ilustran que se pueden lograr densidades sustancialmente mayores del tapón de fibra a presiones de compresión inferiores cuando se precalientan las fibras. Esto es más evidente a temperaturas de más de aproximadamente 60°C. Sin embargo, con las fibras termoplásticas, como las fibras de poliéster, este precalentamiento se puede limitar para no exceder su límite elástico, lo cual causaría la deformación permanente de las fibras, incluyendo la fusión de las fibras.

EJEMPLO 3 Se repitió el procedimiento del ejemplo 1 con diferentes mezclas de fibras de rayón viscoso Danufil® V 3 denier, disponibles con Acordis Ltd. (Spodon, Inglaterra), y fibras de poliéster T-224 3 denier, disponibles con KoSa, (Houston, Texas, E.U.A). Pero en esta serie la temperatura se mantuvo a 75°C, mientras que varió la proporción de fibras. Los resultados de las mediciones para cada mezcla y presión aparecen el cuadro 3.

CUADRO 3 Presión pico Densidad Densidad de % de relajación inicial equilibrio de densidad 25% PET 910 0.33 0.32 3% 1200 0.37 0.37 <2% 2400 0.52 0.50 4% 3600 0.65 0.64 <2% 4900 0.71 0.70 <2% 6100 0.79 0.80 <2% 33% PET 610 0.24 0.23 4% 910 0.31 0.30 3% 1200 0.39 0.38 3% 2400 0.49 0.47 4% 50% PET 910 0.28 0.28 <2% 1200 0.32 0.31 3% 2400 0.49 0.47 4% 3600 0.59 0.57 3% 4900 0.68 0.67 <2% 6100 0.75 0.75 <2% 67% PET 1200 0.31 0.30 3% 2400 0.41 0.41 <2% 3600 0.63 0.62 <2% 6100 0.70 0.69 <2% Estos datos demuestran que el precalentamiento de las fibras a una temperatura de aproximadamente 75°C y el mantenimiento del calor durante la compresión, proporcionan una estabilidad dimensional significativa, incluso con grandes proporciones de fibras relativamente resilentes, como poliéster. En la presente se describieron una especificación y modalidades que se presentan para ayudar al entendimiento completo y no limitante de la invención. Como se pueden hacer muchas variaciones y modalidades de la invención sin apartarse de su espíritu y alcance, la invención reside en las reivindicaciones que se anexan a continuación.

Claims (32)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Un procedimiento para formar un tampón comprimido, que comprende los pasos de: formar una estructura abierta que comprende por lo menos aproximadamente 5% en peso de materiales celulósicos; calentar la estructura abierta a una temperatura de por lo menos aproximadamente 40°C, al mismo tiempo que se mantiene sustancialmente la humedad presente en la estructura abierta, para formar una estructura abierta calentada; comprimir la estructura abierta calentada para formar el tampón comprimido; y liberar el tampón comprimido de la compresión.

2. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la estructura abierta comprende por lo menos aproximadamente 15% en peso de materiales celulósicos.

3. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la estructura abierta también comprende por lo menos aproximadamente 5% en peso de materiales poliméricos no celulósicos.

4.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende calentar ia estructura abierta a una temperatura de por lo menos aproximadamente 45°C.

5. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque comprende calentar la estructura abierta a una temperatura de por lo menos aproximadamente 60°C.

6. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el paso de calentar la estructura abierta comprende mantener una humedad de por lo menos aproximadamente 2% en peso en la estructura abierta.

7. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque también comprende el paso de darle a la estructura abierta una forma alargada.

8. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque la estructura abierta se calienta antes de formar la estructura abierta en una forma alargada.

9. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque la estructura abierta se forma en una forma alargada antes de calentarla.

10. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque la estructura abierta es una red fibrosa, y el paso de formar la estructura abierta en una forma alargada comprende enrollar la red fibrosa para hacer una forma sustancialmente cilindrica.

11. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende el paso de comprimir la estructura abierta calentada para formar el tampón comprimido con una densidad de más de aproximadamente 0.3 g/cm3.

12. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque comprende el paso de comprimir la estructura abierta calentada para formar el tampón comprimido con una densidad de más de aproximadamente 0.4 g/cm3.

13. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los materiales celulósicos comprenden fibras celulósicas.

14.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque los materiales poliméricos no celulósicos comprenden fibras.

15. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el paso de calentar la estructura abierta comprende mover aire caliente a través de la estructura abierta.

16. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el aire caliente está humidificado.

17. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el paso de calentar la estructura abierta comprende aplicar energía electromagnética a la estructura abierta.

18. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque la energía electromagnética se selecciona del grupo que consiste en radiación infrarroja, energía ultrasónica, y energía de microondas.

19. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque también comprende el paso de encerrar el tampón comprimido en un material de empaque.

20. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el tampón comprimido tiene una relajación de densidad de menos de aproximadamente 20%.

21. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado además porque el tampón comprimido tiene una relajación de densidad de menos de aproximadamente 10%.

22. - Un procedimiento para formar un tampón fibroso comprimido, que comprende los pasos de: formar una red fibrosa abierta que comprende por lo menos aproximadamente 25% en peso de fibras celulósicas; calentar la red fibrosa abierta a una temperatura de por lo menos aproximadamente de 45°C, mientras se mantiene sustancialmente la humedad presente en la red fibrosa abierta, para formar una red fibrosa abierta calentada; formar y comprimir la red fibrosa abierta calentada para formar un tampón fibroso alargado; liberar el tampón fibroso de la compresión.

23.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque la red fibrosa abierta también comprende por lo menos aproximadamente 5% en peso de materiales poliméricos no celulósicos.

24. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque comprende calentar la red fibrosa abierta a una temperatura de por lo menos aproximadamente 60°C.

25. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque el paso de calentar la red fibrosa abierta comprende mantener sustancialmente la humedad presente en la estructura abierta.

26. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque el paso de calentar la red fibrosa abierta comprende mantener por lo menos aproximadamente 2% en peso de humedad en la estructura abierta.

27. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque el paso de calentar la red fibrosa abierta comprende mover aire caliente a través de la red fibrosa.

28.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque el paso de calentar la red fibrosa abierta comprende transmitir energía electromagnética a la red fibrosa abierta.

29. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque comprende el paso de comprimir la red fibrosa abierta calentada para formar el tampón fibroso alargado a una densidad de más de aproximadamente 0.3 g/cm3.

30. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado además porque comprende el paso de comprimir la red fibrosa abierta calentada para formar el tampón fibroso alargado a una densidad de más de aproximadamente 0.4 g/cm3.

31. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque el tampón alargado tiene una relajación de densidad de menos de aproximadamente 20%.

32. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 31 , caracterizado además porque el tampón alargado tiene una relajación de densidad de menos de aproximadamente 10%.