PT100369B

PT100369B - Estruturas absorventes contendo distribuicoes especificas de tamanhos de particulas de materiais superabsorventes formadores de hidrogel

Info

Publication number: PT100369B
Application number: PT100369A
Authority: PT
Inventors: Donald Carroll Roe; Jerry Layne Dragoo; Gary Bernard Gilkeson
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 1991-04-12
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 1999-07-30
Also published as: RU2122391C1; HU9302872D0; TW272937B; NO933604L; FI934466A0; BR9205888A; FI934466A; SG76468A1; NZ242316A; HUT66733A; IE921163A1; CZ281761B6; ATE183399T1; CN1071131C; MY111433A; HU216626B; EP0579764A1; SK108393A3; NO933604D0; NO305224B1

Description

Campo da Invenção

A presente invenção re-fere-se a estruturas absorventes que contêm materiais de partículas superabsor— ventes -formadores de hidrogel. As estruturas absorventes da presente invenção são particularmente úteis em artigos absorventes descartáveis tais como pensos higiénicos, •fraldas para adultos incontinentes, e semelhantes. Mais preferivelmente, esta invenção refere-se a estruturas absorventes que têm distribuições específicas de tamanho de partícula de materiais superabsorventes formadores de hidrogel misturados com pós inorgânicos.

Antecedentes da Invenção □ termo materiais superabsorventes formadores de hidrogel, tal como é aqui usado refere-se a composições poliméricas, absorventes, substancial mente insolúveis em água que são capazes de absorver grandes quantidades de fluídos tais como água e exsudatos corporais em relação ao seu peso e dessa formando hidrogeis. Tais materiais são geral mente capazes também de reterem tais fluídos absorvidas sob pressões moderadas. Os materiais superabsorventes formadores de hidrogel podem também ser referidos por outros nomes como materiais súperabsorventes, hidrocoloidee, ou materiais absorventes gelificantes.

As características de absorção de tais materiais superabsorventes formadores de hidrogel, e custas de tais materiais, tornam-se especialmente úteis na incor3

poração de artigos absorventes, particularmente em artigos absorventes descartáveis, tais como -fraldas descartáveis. Alguns exemplos do uso dos materiais superabsorventes •formadores de hidrogel em artigos absorventes são descritos nas Patentes Americana 3 699 103 concedida a Harper e outros em 13 cie Junho de 1972 e Fatente Americana 3 670 731 concedida a Harmon em 20 de Junho de 1972.

Mod. 71 -20.000 ex.- 90(08

Mo caso de alguns artigos absorventes descartáveis, deseja-se produzir um produto mais -fino. Os produtos mais -finos podem proporcionar conforto na utilização e vantagens de precepção. Uma -forma de produzir produtos mais finos enquanto se mantêm a capacidade total de armazenagem do fluído do produto é reduzir o conteúdo do peso da fibra no núcleo absorvente do produto enquanto que ao mesmo tempo se aumenta a quantidade de material superabsorvente de partícula formador de hidrogel no núcleo.

Contudo, em execuções históricas de artigos absorventes que contêm materiais superabsorventes (especial mente aqueles que têm altas concentrações de materiais superabsorventes, isto é, maior ou igual a cerca de 257» em peso), têm sido inevitáveis os desencontros entre a incorJ poração de materiais superabsorventes nos artigos absorventes e a absorção do fluído e as taxas de distribuição dos artigos absorventes» Os produtos absorventes descartáveis que contêm distribuições de tamanho de partícula de grandeza padrão dos materiais de partículas superabsorventes formadores de hidrogel (particularmente se esses materiais estão presentes em elevadas concentrações) têm a limitação da sua taxa de absorção de fluído poder ser inferior das teias de fibra celulósica convencional. O termo taxa de absorção de fluído refere-se à taxa à qual os fluídos são tomados nos artigos absorventes numa direcção que está no plano do artigo absorvente (isto é, na direcção-Z)» Isto é particularmente verdade no caso de materiais de partículas superabsorventes formadores de hidrogel que têm um tamanho/médio de partícula reiativamente grande»

I

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

A taxa de absorção do fluído de tais artigos absorventes pode ser substancial mente aumentada reduzindo o tamanho médio das partículas do material súperabsorvente no produto» Contudo, quando partículas muito pequenas (ou finas) aumentam de volume em contacto com líquidos, as partículas, quando incorporadas numa teia de fibra, impedem de ser forçadas facilmente dentro dos capilares interfibras da teia. As partículas finas dilatadas ou parcialmente dilatadas podem também formar uma masssa de gel coagulado juntas pelas forças de tensão da superfície do fluída, formando dessa forma uma barreira de gel. Em ambos os casos, a resistência para os fluídos através da estrutura é aumentada à medida que os canais de fluxo do fluído são bloqueados no interior da teia de fibra ou pela massa de geleia, resultando numa diminuição marcada da permeabi1 idade. Este fenómeno que interfere em primeira lugar com o transporte dos fluídos no plano da estrutura absorvente (no plano X-Y) são referidos vulgarmente como bloqueio de gel» Ainda, porque estes artigos absorventes não são capazes de processar o fluído (isto é, receber, distribuir, e armazenar fluídas) rapida e eficazmente, poderá haver uma probalidade aumentada do produto falhar»

Fizeram-se muitos esforços dirigidos para resolução de problemas associados com os materiais superabsorventes incorporados em artigos absorventes. Por exemplo, a Publicação do Pedido de Patente Europeia número 0 339 461 publicado em 10 de Novembro ds 1985, em nome ds Kellenberger, descreve um esforço dirigido para escolher um tamanha de material superabsorvente que tem uma relação específica em relação ao tamanho dos poros de um produto absorvente. A Patente Americana 4 699 823 concedida em 13 de Outubro de 1987, em nome de Kellenberger e outros é dirigida para a distribuição de material superabsorvente num grau de concentração positivo através de pelo menos uma porção da espessura de uma camada absorvente. Outros esforços são dirigidos para o tamanho de partícula, por exempla a Paten35

te Americana 4 105 033, Chatterjee e outros. Muitos outros tamanhos de partículas mencionados em vários

340, Mesek

Patente Americana 4 604 313, McFarland

Americana 4 666 975, Yamasaki e outros.

t is m sido dirigidos partículas de material superabsorvente do material superabsorvente

Alguns exemplos de esforças são descritos na Patente Americana 3

322 concedida a

Duchene?

Patente Americana 4 055 184

Patente

Americana 4 286 082 concedida a Tsubakimoto e e Patente Americana 4 500 670 concedida a McKinley e outros.

Mod. 71 - 20.0« ex. - 90/03

Contudo, nenhuma das anteriores parece ter compreendi do associados planos x-y problsmas melhoradas de Forma âi taxa de resolver os acima proporcionando estruturas absorventes e artigos absorventes contendo material superabsorvente formador de hidrogel em partículas,

Resumo da Invenção om taxas de

A presente invenção proporciona estruturas absorventes de elevado rendimento contendo distribuições de tamanho de partículas específicas, relativamente estreitas de, materiais superabsorventes Formadores de gel em com pós inorgânicos.

As estruturas absorventes da presente invenção são parti cudescartável

Ds artigos absorventes da presente invenção

rior impermeável a líquidos ligada à folha superior, e um núcleo absorvente colocado entre a folha superior e a folha inferior. 0 núcleo absorvente compreende pelo menos parcialmente uma estrutura absorvente da presente invenção. A estrutura absorvente compreende uma estrutura primária e uma composição de material particulado» A composição do material particulado compreende material de polímero absorvente formador de hidrogel e substancial mente insolúvel em água formado através de métodos de polimerização da solução intermisturada com um pó inorgânico. As partículas do material de polímero são de um tamanho tal que pelo menos cerca de 707* das partículas, em pesa, passarão através de um crivo de malha de Padrão Americano 50 com aberturas de 297 micron e serão retidas num crivo de malha de Padrão

Mod. 71 - 20.000 ex.-90(08

Americano 170 com aberturas de 88 micron quabdo as partículas de material de polímero são testadas de acordo com o Ensaio Sieving aqui descrito» 0 pó inorgânico é de preferência de sílica amorfa fina. O pó inorgânico é misturado com as partículas de material de polímero numa quantidade de entre cerca de 0,17* a cerca de 57* em peso das partículas de material de polímero»

Numa forma de realização preferida, as partículas de material de polímero são distribuídas numa concentração de entre cerca de 257* a cerca de 907* em peso das partículas de material de polímero numa porção de pelo menos 25 centímetros quadrados do núcleo absorvente seleccionado de acordo com a Análise de Percentagem de Peso aqui descrita»

A presente invenção é acreditada como vencendo muitas das limitações do processamento ds fluídos das estruturas absorventes que contêm materiais superabsorventes formadores de hidrogel»

Evitando estar ligado a qualquer teoria específica, crê-se que a falta de qualidade das partículas grandes do material súperabsorvente para proporcionar taxas de absorção de fluído adequadas é devida à característica

I

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

J de pequena área de superfície em relação à massa das partículas grandes de material superabsorvente»

A área de superfície em relação à massa, e par essa razão a taxa de absorção de fluído, pode ser substancial mente aumentada, diminuindo o tamanho médio das partículas no volume da composição de material superabsorvente» Forque as fracções do tamanho da partícula estreita realizadas nas estruturas absorventes da presente invenção não contêm partículas grandes, as estruturas absorventes da presente invenção são capazes de reter rapidamente e de armazenar fluídos. Adicionalmente, desde que a quantidade de partículas de material superabsorvente muito finas é reduzida, as taxas de distribuição de fluídos são significativamente melhoradas contra as distribuições do volume do tamanho de partícula»

Evitando estar ligado a qualquer teoria específica, crê-se que a adição de pó inorgânico às partículas de material superabsorvente aumenta ainda as taxas de processamento de fluído por um ou mais mecanismos» D pó inorgânico pode aumentar a força do gel eficaz das partículas de material superabsorvente» D pó inorgânico pode, alternativamente, ou adicionalmente, actuar coma um agente tsnsio-activo que promove a distribuição do fluído aumentado. A área da alta superfície específica (área de superfície/unidade de massa) do pó inorgânico fino pode também proporcionar forças de condução maiores para transportar fluído através da estrutura absorvente. Outros mecanismos são também possíveis»

Descrição Breve dos Desenhos

Enquanto que a memória descritiva conclui com reivindicações apontando particularmente e reivindicando distintamente a presente invenção, crê-se que a presente invenção será melhor entendida a partir da seguinte descri35 ção em conjunto com os desenhos nos quais;

)

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

J

Figura 1 é uma vista da secção transversal alargada, -fragmentada da estrutura absorvente em camadas da presente invenção;

Figura 2 é uma vista em plana de uma -forma de realização da -fralda descartável da presente invenção em que a maior parte da -folha superior -foi cortada para mostrar melhor o núcleo absorvente subjacente (uma -forma de realização d® uma estrutura absorvente da presente invenção) da fralda;

Figura 3 é uma vista da secção longitudinal só do núcleo absorvente da fralda descartável tirada ao longo da linha da secção 3-3 da Figura 2;

Figura 4 á uma vista da secção transversal só do núcleo absorvente da fralda descartável tirada ao longo da linha da secção 4-4 da Figura 2;

Figura 5 é uma vista em perspectiva de uma estrutura absorvente da presente invenção usada como um núcleo absorvente na fralda descartável mostrada na Figura o.

J- >1

Figura & é uma vista em perspectiva de uma forma de realização alternativa de um núcleo absorvente de camada dupla da presente invenção;

Figura 7 é uma vista da secção do núcleo absorvente da camada dupla da Figura 6 tirada ao longo da linha da secção 7-7 da Figura

Figura 8 έ uma vista em plano ainda de uma forma de realização alternativa de um núcleo absorvente da presente invenção;

Figura 9 é uma vista em perspectiva de outra forma de realização alternativa de um núcleo absorvente da presente invenção;

Figura 10 é uma vista de um corte em perspectiva de uma fralda descartável da presente invenção contendo o núcleo absorvente mostrado na Figura 9;

Figura 11 é uma vista superior de uma porção de um núcleo absorvente de acordo com a presente invenção

mostrando uma -forma de realização de uma -forma para a zona

Mod. 71 -20.000 ex.-90/03 de absorção;

Figuras 12 e 13 são vistas esquemáticas de um aparelho usado mo Método de Teste de Ordem de Absorvênci a;

Figuras 14A e B são representações esquemáticas alargadas dos diferentes aspectos do processamento do fluído que são de interesse na presente invenção;

Figura 15 é uma representação gráfica que representa as características de processamento do fluído das várias distribuições do tamanho de partícula dos materiais superabsorventes em estruturas de 50% de material superabsorvente/50% em peso de fibra de celulose.

Figura 16 representa os dados para os Exemplos 1-3 e Exemplos Comparativos C^l-C³ no Quadro 4 na forma gráfica»

Descrição Detalhada da Invenção

A	presente	invenção	proporciona estruturas
absorventes que descartáveis»	podem ser	usadas em	produtos absorventes

As estruturas absorventes da presente invenção contêm tanto partículas de material superabsorvente como composição de material particulado» A composição de material particulado compreende partículas de material superabsorvente formador de hidrogel intermisturadas com pequenas quantidades de um pó inorgânico. D material superabsorvente usado nas estruturas absorventes da presente invenção tem uma distribuição do tamanho de partícula específica e relativamente estrita.

As estruturas absorventes da presente invenção têm taxas de distribuição e absorção de fluído mais altas do que as estruturas absorventes com as distribuições do tamanho de partículas do volume padrão do material superabsorvente particulado» As estruturas absorventes da

presente invenção tâm também taxas de distribuição e absorção de fluído mais altas do que as estruturas absorventes que conttm só o material absorvente (na mesma distribuição do tamanho de partícula). O termo distribuição do tamanho de partícula de volume padrão, tal como é aqui usado, refere-se àqueles tamanhos de partícula na gama tipicamente recebida dos fornecedores do material superabsorvente comerei al.

1. A composição de Material Particulado e as

Estruturas Absorventes da Presente

Invenção

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

J

A» A Composição de Material Parti culado

A composição de material particulado compreende partículas de material superabsorvente formadores de hidrogel intermisturadas com pequenas quantidades de um pó inorgânico..

Os materiais superabsorventes -formadores de hidrogel usados na presente invenção são materiais de polímera substancialmente insolúveis em água» absorventes que são capazes de absorver grandes quantidades de -fluídos tais como água e exsudatos corporais em relação ao seu peso e -formando hidrogel no processo. Tais materiais são geralmente também capazes de reter tais -fluídos absorvidas sob pressães moderadas» Os materiais superabsorventes -formadores ds hidrogel podem ser referidos por outros nomes como simplesmente materiais superabsorventes, materiais de polímero, hidrocoloides ou materiais gelificantes absorventes. Os tipos de materiais de polímero superabsorventes -formadores ds hidrogel úteis na presente invenção podem variar largamente.

Os materiais superabsorventes -formadores de hidrogel que são preferidos na utilização da presente invenção tê‘m uma Capacidade de Absorção (como medida pelo teste aqui referida) de pela menos cerca de 18-20 gramas, e

mais preferivelmente pelo menos cerca de 25 gramas de Urina Sintética por grama do material superabsorvente (no seu estado seco). Tipicamente, os materiais superabsorventes formadores de hidrogel usados na presente invenção terão uma Capacidade de Absorção de desde cerca de 30 até cerca de 45 gramas de Urina Sintética por grama de material superabsorvente. Os materiais superabsorventes formadores de hidrogel tendo Capacidade de Absorção nesta gama são )

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 especial mente úteis em estruturas absorventes e artigos absorventes desde que possam suportar elevadas quantidades de exsudados corporais descarregados tais como urina sob pressões moderadas limitadas que imitem em condições de uti1i zação.

Alguns tipos gerais de materiais de polimero superabsorventes formadores de hidrogel particulados adequados, a métodos para fazer o mesmo, úteis na presente invenção (embora não limitados pelas distribuições do tamanho de partículas específicas aqui descritas) são descritos em maior detalhe na Patente Americana Re. 32.Ó49 cujo título é Composições de Polímero Formadoras de Hidra gel para reconcedida a

Brandt e outros em 19 de Abril de

1988

Da tipos gerais de parti cuias adequadas para o uso na presente invenção podem ser os das são referidos como partículas precursoras nos seguintes entitulada Composições Poliméricas Particuladas que t@m Agregados Reticulados de Interpartícuias de Percursoras Finas depositada em nome de Donald Carrol Roe e outros; Série Número 07/503.393 entitulada Macroestruturas Poliméricas e Método para Fabrico das mesmas depositada em nome de Donald Carrol Roe e outros; Série Número 07/503.499 entitulado Método para a Produção de Composições Poliméricas que contam Agregados Reticulados de Interpartícuias dépositado no nome de Frank Henry Lahrman e outros Série Número 07/503.500 entitulada Elementos Absorventes que

□

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 contêm Agregadas Reticuladas de Interpartículas depositado em nome de Charles 3ohn Berg e outros; Número de Série 07./503,501 entitulada Agregados Reticuladas de Interpartícuias contidos em Artigos Absorventes depositado nos nomes de Frank Henry Lahrman, e outros; Número de Série 07/503,506 entitulados Composições Poliméricas, Absorventes, Particuladas contendo AGregados Reticulados de Interpartículas depositado nos nomes de Charles John Berg e outros, todos depositados em 2 de Abril de 1990» Estes pedidos de patentes pendentes podem ser referidos como os pedidas de patente Agregados Reticulados de Inter-Partícuias » As descobertas de Brandt e outros no que se refere a patente e outros pedidas pendentes são aqui incorporadas como referência.

As partículas de material formador de hidrogel superabsorvente podem ser facultativamente tratadas superficialmente como descrita nos Pedidos de Patente acima mencionados como Agregado Reticulado de Intei—Partícula, Assim, as partículas de material superabsorvente podem ser tratadas superficialmente como descrito na Patente Americana 4 824 901 concedida a Alexander e outros em 25 de Abril de 1989, descoberta da qual está aqui incorporada como referência. Ge tratada superficialmente, as partículas de material superabsorvente são reticuladas de preferência superficialmente como descrito na Patente Americana

666 983 entitulada Artigo Absorvente, concedida a Tsubakimoto e outras em 19 de Maio de 1987; e Patente Americana 4 734 478 entitulada Agente Absorvente de Ãgua concedida e Tsubakimoto e outros em 29 de Março de 1988, descobertas das quais são aqui incorporadas coma referência, Tal coma descrita na Patente de Tsubakimoto e outros '983, as partículas de material superabsorvente podem ser reticuladas à superfície aplicando um agente de reticulação à superfície para as partículas e reagindo o agente de reticulação à superfície com o material do polímero sobre a superfície das partículas.

)

Mod. 71 -20.000 ex. -90/08

Os materiais -formadores de hidrogel superabsorventes podem também ter o nível do material de polímero que se pode extrair Especificado na Patente já mencionada concedida a Brandt e outros»

Os materiais poliméricos preferidos para o uso como partículas de material formadoras e hidrogel súperabsorventes possui em um grupo carboxilo. estes polímeros incluem copolímeros de enxertos de amido-acrilonitrilo hidralizada, copolímeros de enxertas de amido acrilonitrila parcialmente neutralizado, copolímeros de enxertos de ácido de amido acrílico, copolímeros de enxertos de ácido de amido-acrílico parcialmente neutralizado, copolímeros de éster de vinilo acetato-acrílico saponi-fiçado, copolímeros de acrilamida ou acri1onitri1 o hidrolizado, produtos reticulados ligeiramente em forma de rede de quaisquer copolímeros anteriores, ácido poliacrílico parcialmente neutralizado, e produtos reticulados ligeiramente em forma de rede de ácido poliacrílico parcialmente neutralizados» Estes polímeros podem ser usados quer independentemente quer na forma de uma mistura de dois ou mais monómeros, compostos, ou semelhantes» Exemplos destes materiais poliméricos são descritos na Patente Americana 3 661 S75§ Patente Americana 4 076 663? Patente Americana 4 093 776 § Patente Americana 4 666 983; e Patente Americana 4 734 498, descobertas das quais são aqui incorporadas como referência»

Ds materiais poliméricos mais preferidos para utilização como partículas de· material formador de hidrogel superabsorvente são produtos reticulados ligeiramente em forma de rede de ácidos poliacri1icos parcialmente neutralizados e seus derivadas de amido» Mais preferivelmente, as partículas compreendem de cerca de 50 a cerca de 95%, preferivelmente cerca de 75%, ácido poliacrílico reticulado ligeiramente em forma de rede, neutralizado (por exemplo, pali (acrilato de sódio/ácido acrílico).

As partículas individuais do material polimérico podem ser formadas de qualquer forma convencional»

Processos típicos e preferidos para a produção de partículas são descritos ems Patente Reconcedida Americana em nome de Brandt e outros em 19 de Abril de 1988 N2. 32.649;

Patente Americana 4 666 983 entitulada Artigo Absorvente concedida a Tsuneo Tsubakimoto, Tadao Shimomura e Yoshio Irie em 19 de Maio de 1987 e Patente Americana 4 625 001 entitulada Método para a Produção Contínua de Polímero

Reticulado concedida a Tsuneo Tsubakimoto, Tadao Shimomura e Yoshio Irie em 25 de Novembro de 1986. As descobertas

J

Mod. 7] - 20.000 ex. - 90/08

J destas Patentes são aqui incorporadas como referência.

Os métodos preferidos para a formação de partículas ds polímero são as que envolvem solução aquosa ou outros métodos de polimerização de solução como opostos para anular a polimerização da fase (a última sendo também conhecida como polimerização de fase inversa ou polimerização de emulsão. Tal como descrito na Patente Americana acima referenciada 32.649, a polimerização da solução aquosa envolve a utilização de uma mistura de reacção aquosa para levar a cabo a polimerização de forma a formar as partículas.

□s materiais formadores de hidrogel superabsorventes incorporados dentro das estruturas absorventes do presente invento estão em forma de partículas. 0 termo particulado é aqui usado para significar que os materiais formadores de hidrogel superabsorvente estão na forma de unidades discretas denominadas partículas. As partículas podem compreender grânulos, pulvéreos, esferas, agregados ou aglomerados. Contudo, tipicamente, as partículas aqui descritas serão largamente não-agregadas. As partículas podem ter qualquer forma desejável tal cornos cúbica, poliédrica, esférica, redonda, angular, irregular ou formas de tamanhos irregulares (por exemplo, produtos pulverulentos ou um passo de polimento ou pulverização).

A distribuição de tamanho das partículas do material formador de hidrogel superabsorvente é de impor— tãncia crítica para o desempenho das estruturas absorven15

J

Mod. 71 - 23.000 ex. - 90/08

J tes. Isto έ· particular/nente verdade no caso das estruturas absorventes- que cont‘ê'm concentrações real ti vamente elevadas de material formador de hidrogel superabsorvente particulado. □ impacta das partículas de material formador de hidrogel superabsorvente na absorção do fluído total e distribuição da estrutura absorvente é aumentado significativamente sm concentrações mais elevadas porque há menos fibras para compensar quaisquer efeitos adversos na absorção de fluídos e taxas de distribuição e capacidade de armazenamento causadas pelo material superabsorvente.

Partículas grandes dos materiais formadores de hidrogel superabsorventes dilatam muito devagar e diminuem significativamente a taxa de absorção ds fluído potencial (isto é, a taxa à qual o fluído é levado para a estrutura absorvente na direcção Z)« Partículas muito pequenas (ou finas) tendem a dilatar rapidamente, mas são facilmente forçadas em espaços capilares, diminuindo a permeabilidade da estrutura e diminuindo a taxa da distribuição de fluídos em toda a estrutura particularmente na plano x-y. Também elevadas concentrações de partículas finas podem muitas vezes coagular numa massa de geleia que actua como uma barreira para a distribuição de fluído.. Estes são os fenómenos associados com as partículas finas que são referidas acima como bloqueia de gel.

Utilizando um tamanho de partícula relativamente estreita, específica nas estruturas absorventes contendo material formador de hidrogel superabsorvente, as limitações no processamento do fluída acima mencionado de ambas as partículas grande e pequena podem ser significativamente reduzidas ou eliminadas. Não querendo estar ligado a qualquer teoria particular, cr^-se que o tamanho médio ds partícula determina grandemente a taxa de absorção do fluído potencial de um artigo absorvente. Isto é verdade porque a taxa de absorção de fluído está dependente na área da superfície total par unidade de massa da material formador de hidrogel superabsorvente. A gama de tamanhos de

partícula (ou largura da distribuição do tamanho de partícula) reduz tanto a taxa de absorção potencial como a taxa ed distribuição da estrutura. Idealmente, a largura da distribuição do tamanho de partícula deveria ser muito pequeno„

Este invento refere-se ao uso das distribuiMod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 ções do tamanho de partícula centrado numa gama de cerca de 100-300 microns, com um tamanha preferida de partícula médio de cerca de 125-250 microns. A largura deveria ser tal que pela menas cerca de 95% das partículas estejam dentro de 100 microns de tamanho médio de partícula, (mas com 50 microns de tamanho médio de partícula na extremidade mais baixa das gamas acima). A execução mais preferida envolveria pelo menos cerca de 95% em peso de material formador de hidrogel superabsorvente sendo com 75 microns de tamanho médio de partícula (e com 50 microns na extremidade mais baixa das gamas acima).

A distribuição do tamanha específico do material formador de hidrogel superabsorvente utilizada nopresente invento pode ser expressa utilizando as dimensões reais das partículas. Um método adequado para determinar as dimensões reais das partículas inicia em maior detalhe em vários pedidos de patente do Agregada Reticulado de Interpartícuias descobertas, das quais foram aqui incorporadas como referência. Contudo, determinar as reais dimensões de partícula pode ser um processo relativamente complicado devido à forma diferente e dimensões que tais partículas podem ter. Por conseguinte, para simplificar, os tamanhos de partícula nas estruturas absorventes do presente invento são expressos de outra forma.

Para os fins do presente inventa, o termo tamanha de partícula é definido como a dimensão de uma partícula que é determinada por uma análise de tamanho de crivo de acordo com o Teste de Crivagem descrito aqui com maior detalhe. Uma amostra de partículas é crivada cama descrita, e as resultados são gravados. Dever-se-á entender

J

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 >

que para partículas que não sejam esféricas, α teste de crivagem pode determinar o tamanho só de certas dimensões de uma partícula específica. Os resultadas de uma tal análise de tamanho de crivo, contudo, definem suficientemente o tamanho de partículas para os fins do presente invento. Os resultadas da análise do criva podem ser expressos por duas convenções equivalentes em termos de características das crivos usados.

Uma forma de expressar o tamanho das partículas é, em termos do tamanho das aberturas nos crivos. Por exemplo, principalmente, uma partícula que é retida nu m criva com 149 microns de aberturas é considerada como tendo um tamanho de partículas maior ou igual a 149 microns para os fins do presente invento. Uma partícula que passes através de um crivo com 297 microns de abertura e é retida num crivo com 14? microns de abertura é considerada como tendo um tamanho de partícula entre 149 e 297 microns. Uma partícula que passa através de um crivo com 149 microns é considerada como tendo umtamanho de partícula inferior a 149 microns.

A outra forma de expressar o tamanho das partículas cm termos de resultados de uma análise de crivagem, é em termos de designação usada para os crivos. Por exemplo, uma partícula que passa através de um crivo Padrão Americana # 50 e έ retirada num crivo Padrão # 100 é considerada com o sendo de um tamanho de malha 50/100. Em formas de realização preferidas desta invento, as distribuições de tamanho de partícula específicas empregues incluem, mas não são limitadas pelo seguinte:

malha	35/120,	malha	40/100,
mal ha	40/170,	malha	50/170,
malha	50/100,	malha	45/120,
malha	45/100,	mal ha	60/100,
mal ha.	60/80,	e malha	70/100.

das, malha 50/100, malha 50/E

50/170, malha 45/120, malha

malha	35/170,	malha	35/140,
mal ha	40/120,	malha	40/140,
mal ha	50/140, :	malha	50/120,
malha	45/140,	malha	45/170,
malha	60/120,	malha	50/70,
Em realizações	mai s \|	preferi-
:0, malha 50/140	, malha

45/140, malha 60/100, malha

60/120, malha 50/70 e malha 60/80 de distribuições do tamanho de partícula são usadas.

□s resultados acima descritos em ambas as formas podem ser facilmente descritos de outras formas referindo a tabela do tamanha de crivo e localizado os vaiares correspondentes. Uma tal tabela de tamanho de crivo á encontrada na tabela 21-6 de

Perry' Chamical Enqineers'

J

Haridbook, Si;·;th Edition, (McGraw-Hill Book Company, 1984) nas páginas 21-15, cuja publicação é aqui incorporada com orefer®ncia. Assim, os tamanhos de- partícula preferidos referidas para expressar em termos de aberturas de tamanho de crivo podem ser resumidos na tabela seguinte. (Dever-se-á compreendeer, contudo, que os números mais baixas em cada uma das designações de malha na coluna do lado esquerdo da seguinte tabela correspondente aos tamanhos de partí15

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 cula maiores nas gamas listadas na coluna do lado direito da tabela).

TABELA 1

GAMAS DE TAMANHOS DE PARTÍCULA EXPRESSOS EM TERMOS DE

TAMANHO DE CRIVO

Tamanho de Partícula

Expresso em termos de séries de Crivo Americanas

Tamanho de Partículas

Expresso em termos de

Tamanho de Abertura do

Crivo (mi crons)

35/170	malha	88-500
35/140	mal h a	105-500
35/120	mal ha	125-500
40/170	malha	88-420
40/140	mal h a	105-420
40/120	malha	125-420
40/100	mal ha	149-420
45/170	malha	88-354

Mod. 71 -20.000 ex.-90/08

J

45/140	malha	105-354
45/120	malha	125-354
45/100	malha	149-354
50/170	malha	88-297
50/140	mal ha	105-297
50/120	malha	125-297
50/100	malha	149-297
50/70	malha	210-297
60/120	malha	125-250
60/100	mal ha	149-250
60/80	malha	177-250
70/100	mal ha	149-210

É bem sabido que na maior parte das análises de cri vagem, certas partículas podem passar através ou serem retidas num crivo, num teste, e não noutro teste idêntico. Isto pode resultar da -Forma da partícula e da orientação diferente relativamente às aberturas do crivo e que a partícula pode assumir em cada teste» F'or isto mesmo, os resultados dos testes são geral mente expressos em termos ds percentagem de partículas, em peso, que passarão vulgar— mente através do crivo de uma dimensão e ser retido num crivo de segunda dimensão» De preferencia, no presente inventa, não mais do que cerca de 20%, mais preferivelmente não mais do que cerca de 10%, e mais preferivelmente nãi mais do que cerca de 5% em peso das partículas deverão ser maiores do que um crivo de malha 50 ou mais pequenos que um crivo ds malha 170«

As distribuições do tamanho de partícula específico acima descritas podem ser preparadas por qualquer método adequado. As distribuições do tamanho de partícula específico podem ser preparadas, pelo menos em quantidades relativamente pequenas por uma operação de crivagem.

As partículas de material súperabsorvente em qualquer das distribuições do tamanho de partícula especí20

J

Mod. 71 -20.000 ex.-90/08

J ficas descritas acima podem então ser intermisturadas com um pó inorgânico e fino. As partículas de pó inorgânico •fino podem aderir tipicamente à superfície das partículas do polímero para formar partículas absorventes compósitas, ou serem associadas livremente· com as partículas do polímero numa mistura física.

□ pó inorgânico fino, ou simplesmente o pó in orgânico pode compreender qualquer pó inorgânico. Pós inorgânicos adequados incluem, mas não são limitados ρστ sílica, dióxido de silício, sílica amorfa, alumina, dióxido de titânio, argilas tais como caulino e montmori1onite quaisquer materiais inorgânicos descritos na Patente Americana acima mencionada nr. 4 286 082 concedida a Tsubakimoto em 25 de Agosto de 1981, ou na Patente Americana 4 500 670 concedida a McKinley e outros em 19 de Fevereiro 1985, descobertas das quais são aqui incorporadas como referência, ou qualquer combinações de materiais inorgânicos anterior, (é expressamente não admitido, contudo, que as patentes já mencionadas descrevam as estruturas absorventes da presente invenção). Preferivelmente, o pó inorgânica usado aqui compreende sílica amorfa fina, tal como aquela na forma de um produto referido para AEROSIL 200, fabricado por Mippon Aerosil do Japão.

tamanho das partículas do pó inorgânico é preferivelmente inferior a cerca de 1 micron, mais preferivelmente inferior a cerca de- 0,1 microns. O tamanho de partículas do pó in orgânico pode ser medido por quaisquer meios exactos e seguros. (Dever-se-á entender, contudo, que o tamanho das partículas do pó inorgânico não é geralmsnte medido de acordo com o Teste de Crivagem descrito aqui que as partículas de material inorgânica sãa demasiado pequenas) .

pó inorgânico é misturado de preferência com as partículas de material superabsorvente numa quantidade de entre cerca de 0,1% a cerca de 57* (isto é, entre cerca de 0,1 a cerca de 5 partes de pó inorgânico por cem partes) em peso de partículas de material superabsorvente.

>

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

J pó inorgânico pode ser misturado com as partículas de material superabsorvente num estado substancial mente seco, ou com adição de água, em quantidades até cerca de 10 partes em peso de água até cerca de 100 partes em peso de partículas de polímero superabsorvente» □ pó inorgânico e as partículas de material superabsorvente podem ser intermisturados de qualquer forma adequada. F^rormas adequadas incluem, mas não são limitadas por, 1ntermisturas físicas e os métodos descritos na patente Americana acima mencionada n£L 4 286 082 concedida a Tsubakimoto e patente Americana n2» 4 500 670 concedida a McKinley e outros.

A mistura das partículas de material superabsorvente e o pó inorgânico são aqui referidos como a composição de material particulado. Se as partículas de pó inorgânico aderirem à superfície das partículas do polímero, elas podem formar agregados ou aglomerados. 0 termo composição de material particulado quer significar que inclui todos os arranjas nos quais as partículas de polímero e o pó inorgânico podem ser misturados, incluindo tais agregações. No cada das agregações, as partículas na composição do material particulado podem ser referidas como partículas absorventes compósitas.

A composição de material particulado proporciona artigos absorventes com certas propriedades benéficas em comparação com os artigos absorventes que contém materiais superabsorventes que não são misturados com o p 'o inorgânico acima descrito. As propriedades benéficas são as mais aparentes quando a composição de material particulado é incorporada dentro das estruturas absorventes.

As distribuições do tamanho de partículas específicas aqui descritas proporcionam estruturas absorventes com taxas de processamento de aumento de fluído. A adição do pó inorgânico nas partículas que fê’m as distribuições de tamanho de partícula estreita específicas pro22

Mod. 71 -20.000 ex.-90/08

poreionam aumentos adicionais incrementais às taxas de processamento de fluído de tais estruturas absorventes. As propriedades benéficas referidas em cima são aparentes quando comparadas com as estruturas absorventes que contém distribuições de volume de tamanho de partícula só dos materiais superabsorventes (isto é, sem a adição de pó inorgânico). As propriedades benéficas são aparentes quando comparadas com as estruturas absorventes que contém materiais superabsorventes (nas distribuições de tamanho de partícula específicas aqui descritas) isolados.

uso do pó inorgânico permite também uma proporção mais alargada dos tamanhos de partícula a serem usados nas estruturas absorventes enquanto que se encontram resultados semelhantes aos encontrados pelas estruturas absorventes que contém distribuições de tamanho de partícula mais estreita das partículas de material superabsorvente não misturadas com um pó inorgânico»

As vantagens proporeionadas pelas estruturas absorventes compósitas são encontradas nas estruturas absorventes tendo diferentes concentrações de material superabsorvente. Contudo, as vantagens são especial mente aparentes nas estruturas absorventes que contém elevadas concentrações de partículas de material superabsorvente (por exemplo, se alguma porção do artigo absorvente tem uma concentração de material superabsorvente de maior ou igual a cerca de 25% em peso). Ainda aparecem vantagens aumentadas nas estruturas absorventes que têm cada vez maiores concentrações (por exemplo, 50% em peso) de partículas de material superabsorvente.

B. As Estruturas Absorventes da Presente

Invenção.

material superabsorvente ou a composição de material particulado descritos em cima podem ser empregues em combinação com outros materiais para formar estru23

)

Mod. 71 - 20.000 ex. -90/08 turas absorventes melhoradas, como as mostradas nas Figs.

1-11« As estruturas absorventes da presente invenção serão descritas aqui em relação com a sua utilização nas artigos absorventes; contudo, dever-se-á entender que a aplicação potencial das estruturas absorventes não deverá ser limitada aos artigos absorventes específicos aqui descritos.

As estruturas absorventes da presente invenção são artigos que são capazes de absorver e reter líquidos» Estes líquidos podem ser, mas não são limitados à água e certos exsudados corporais. De preferência, quando usadas em artigos absorventes do tipo descrito na Secção Ξ abaixo, as estruturas absorventes são geral mente compressivas, confotáveis, e não irritantes à pele.

□s materiais usados para formar estruturas absorventes da presente invenção podem estar em qualquer forma estruturas, de forma a que & estrutura seja capaz de transportar líquidos entre os seus elementos estruturais. D termo elementos estruturais, tal com o aqui usado, refere-se a fibras individuais, fios, cordães, partículas perdidas, e semelhantes que podem compreender uma tal estrutura.

Tipicamente, as estruturas absorventes da presente invenção compreendem pelo menos parcial mente alguns tipos de estrutura primária. 0 termo estrutura primária, tal como é aqui usado, é a estrutura ou matrix que tanto o material superabsorvente com o a composição de material particulado podem estar localizados ou dispersos em, ou sobre, quando estão incorporados dentro de uma estrutura absorvente.

A estrutura primária definirá tipicamente as dimensães da estrutura absorvente da presente invenção. Por essa razão, quando tanto o material superabsorvente como a composição de material particulado á aqui descrita como sendo distribuída numa forma relativa à estrutura absorvente,s erá geralmente distribuída de uma forma relativamente semelhante á estrutura primária»

)

Mod. 71 -20.000 ex.-90f08

As estruturas absorventes da presente invenção compreendem de preferência uma estrutura primária, tal como uma teia, feltro, ou outra mistura de material de fibra com composição de material particulado emaranhadas de fibras (por outras palavras, materiais fibrosos ou de fibra), dever-se-á compreender, contudo, que para os fins desta invenção uma estrutura absorvente não necessariamente limitada a uma teia ou semelhantes na forma de uma camada simples ou folha de material» Assim, uma estrutura absorvente pode realmente compreender lâminas, teias ou combinações de várias folhas ou teias de tipos de materiais como a seguir de descreve» Assim, tal como é aqui usado otermo estrutura inclui o termo estruturas e os termos camadas ou em camadas.

Vários tipos de material de fibra podem ser usados em estruturas absorventes da presente invenção» Qualquer tipo de material de fibra que seja adequado para o uso em produtos absorventes convencionais é também adequado para o uso em estruturas absorventes aqui descritas. Exemplos específicas de tais materiais de fibras incluem fibras de celulose, fibras de celulose modificadas, seda vegetal, polipropileno, e fibras de polisster tais com o teraftalato de polietileno (DACROM), nilon hidrofílico (HYDROFIL), e semelhantes. Outros materiais de fibras incluem acetato de celulose, fluoreto de polivinil, cloreto de polivinilideno, acrílicos, acetato de polivinilo, poliamidas (tais como nilon), fibras bicomponentes, fibras tricomponentes, suas misturas, e semelhantes

Materiais de fibra hidrofílica, são contudo preferidos.

D termo tal como é aqui usado, descreve fibras ou superfícies de fibras que são humedecidas quando os sobre as fibras. (Isto é, a fibra ou a sua superfície é considerada como sendo hidrofílica se água ou líquidos corporais aquo sos se espalham rapidamente sobre ou acima da superfície da fibra sem ter em atenção se a fibra embebe ou não realmen25

J

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 te o -fluído ou -forma uma geleia). 0 estado da técnica respeitante á humidade dos materiais define a hidrofilia ( e humidade) em termos de ãngu.los de contacto e tensão de superfície dos líquidos e sólidos envolvidos. Isto é discutido em detalhe na Publicação da Sociedade Guímica Americana entitulada Angulo de Contacto, Humedecimento e Adesão, editada por Robert F. Gould e reeditado em 1964, cuja publicação é aqui incorporada como referência.

Exemplos de materiais de fibra hidrofílica adequados, em adição e alguns já mencionados, são fibras hidrofóbicas hidrofi1izadas. Estas incluem agente tensioactivo tratado ou fibras termoplásticas de sílica tratada, por exemplo, de poliolefinas tais como polietileno ou polipropileno, poliaacrílicos, poliamidas, poliestirenos, poliuretanos e semelhantes» De facto, fibras hidrofóbicas hidrofilizadas que são em e delas não muito absorvente e que, por isso, não proporcionam teias de capacidade absorvente suficiente para serem úteis em produtos absorventes convencionais, podem ser adequadas para o uso em estruturas absorventes da presente invenção devido às suas propriedades de bom embebimento. Isto porque a tendência de embebimento das fibras é importante, se não mais importante do que a capacidade de absorvãncia do próprio material da fibra. Isto é devido è. elevada taxa de absorção de fluídas e à falta de propriedades de bloqueio de gel dos materiais formadores de hidrogel superabsorventes particulados usados em estruturas absorventes da presente invenção. Fibras sintéticas hidrofóbicas podem também ser usadas, mas são menos preferidas.

Por razões de utilidade e custo, as fibras de celulose são geral mente preferidas para o uso coma material de fibra hidrofílica das estruturas absorventes aqui descritas. As mais preferidas são as fibras de- polpa de madeira que são referidas como feltro.

Outros materiais de fibra celulósica que podem ser úteis nalgumas estruturas absorventes aqui des26 )

zritas são fibras celulósicas endurecidas quimicamente» ibras celulósicas endurecidas quimicamente preferidas são as fibras celulósicas enroladas, torcidas e endurecidas que □ odem ser produzidas por fibras de celulose reticuladas internamente com agentes de reticulação. Os tipos de fibras celulósicas enroladas, torcidas e endurecidas úteis como o material de fibra hidrofílica das estruturas absorventes

Mod. 71 -20.000 ex.-90/08 que são aqui descritas, em maior detalhe nsa seguintes □atentes: Patente Americana 4 B22 453 entitulada Fibras Reticuladas Individualizadas contendo Estrutura Absorvente, concedida a Dean e outros em 1B de Abril de 19B9, 'atente Americana 4 888 093 entitulada Fibras Reticuladas Individualizadas e Processos para a Fabricação das Referidas Fibras, concedida a Dean e outros em 19 de dezembro de 1989; Patente Americana 4 889 595 entitulada Processo para a Fabricação de Fibras Reticuladas Individualizadas que· têm Resíduos Reduzidos e Fibras Respectivas, concedida a Herron s outros em 26 de Dezembro de 19B9; Patente Americana 4 889 596 entitulada Processo para a Fabricação de Fibras Reticuladas Individualizadas e Fibras Respectivas, concedida a Schoggen e outros em 26 de Dezembro de 1989;

Patente Americana 4 889 597 entitulada Processo para a Fabricação de Estruturas Humedecidas Contendo Fibras Endurecidas Individualizadas concedida a Bourbon e outros em 26 de Dezembro de 1989; Patente Americana 4 Β9Θ 642 entitulada Fibras Celulósicas Endurecidas Quimicamente s Torcidas e estruturas Absorventes Feitas Através Delas concedida a Moore a outros em 6 de Fevereiro de 1990. A descoberta de cada uma destas patentes é aqui incorporada como referência.

As quantidades relativas de fibra (ou outro tipo adequado de) material e material superabsorvente ou composição de material particulado nas estruturas absorventes pode ser mais convenientemente expresso em termos de percentagem de peso dos vários componentes da estrutura 35 absorvente»

J

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

Para simplicidade e facilidade de medida, as percentagens de peso aqui usadas são expressas em termos de peso de partículas de polímero só, mais do que em termos de peso da composição de material particulado. Esta convenção é também usada porque as pequenas quantidade de pó inorgânico qadicionadas ao peso tão pequeno que o peso das partículas de polímero aproxima-se do peso das partículas na c omp os-i ção de material particulado.

As estruturas absorventes podem de preferência conter d® cerca de 5% a cerca de 98¾ preferivelmente de cerca de 10% a cerca de 98%, em peso de estrutura absorvente, d® partículas de polímero (ou material superabsorvente ) . Esta concentração das partículas de polímero podem ser expressas em termos de taxa de peso da fibra (ou outro material) às partículas de polímero» Esta taxa pode variar entre 90:10 a cerca de 2:98. Para as estruturas mais absorventes, a taxa de peso óptima global da fibra para as partículas é na gama de cerca de 90:10 a cerca de 15:85.

material superabsorvente ou a composição ds material particulado pode ser dispersa uniformemente e substancial mente (dispersa completamente) e completamente a estrutura absorvente inteira como descrita pelos materiais superabsorvente convencionais na Patente Americana 4 610 67B entitulada Estruturas Absorventes de Alta Densidade, concedida a Paul T. Weisman e Stephen A. Goldman em 9 de Setembro de 1986, descoberta da qual é aqui incorporada como rsferência.

Noutras estruturas absorventes, o material superabsorvente ou composição de material particulado pode ser disperso em várias taxas de peso por todas as regiães diferentes e por todas as espessuras da estrutura absorvente. Por exemplo, a mistura do material ds fibra e material superabsorvente ou composição de ,material particulado podem ser dispostos só em certas porçtfes da estrutura absorvente.

material superabsorvente ou a composição

cie material particulado podem ser distribuídos alternativamente em regiões ou zonas que têm concentrações mais elevadas de partículas do que outras regiões ou zonas» Por exemplo, a Publicação do Pedido de Patente Europeia número 0 198 683, publicado em 22 de Outubro de 1986 em nome de Duenk e outros e Patente Americana 4 699 823 concedida a Kellenberger e outros em 13 de Outubro de 1987, descrevem estruturas absorventes que têm material superabsorvente distribuído numa graduação positiva através de pelo menos uma porção da espessura da estrutura absorvente. Uma tal distribuição podia ser usada nas estruturas absorventes da presente invenção. As descobertass de ambas as acima mencionadas publicações de patente são aqui incorporadas como referência»

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

J

Sem olhar à homogeneidade do material superabsorvente ou da composição de material particulado no desenho do produto específico, a percentagem do peso do material de polímero edsejado nesta invenção é entre cerca de 5 e cerca de 98%, preferivelmente entre cerca de 10 e cerca ds 98% e mais preferivelmente entre· cerca de 25% s cerca de 887» em peei o menos parte da porção da estrutura absorvente. A percentagem de peso do material ds polímero pode cair dentro de qualquer proporção mais limitada que fique dentro da propoção acima. Tais proporções mais limitadas incluem, mas não limitadas pelas porproções de: entre cerca de 5%, 10%, 15% ou 25% e cerca ou de 70%, 75%, 80% S5 ou 90%. Algumas percentagens específicas de material de polímero úteis na presente invenção que caiem dentro das proporções acima, incluem, mas não são limitadas às percentagens dos pesos de 35%, 50% e 70%.

Para estes fins da presente invenção, será considerada uma estrutura absorvente para ter a percentagem de peso especificada nas rei vindicações anexas se essa percentagem ds peso poder ser encontrada em pelo menos uma porção de 25 centímetros quadrados da estrutura absorvente. A porção de 25 centímetros quadrados é seleccionada de )

acordo com o teste para determinar a percentagem de peso do material superabsorvente proporcionado abaixo.

Teste da Percentagem de Peso

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 )

A percentagem de peso é medida extraindo uma porção representativa da estrutura· absorvente da forma a obter uma amostra» 0 termo porção representativa, tal como é aqui usado refere-se a uma porção da estrutura que contém material superabsarvente e é caracteristico da porção da estrutura absorvente que contém a concentração mais elevada do material de polímero superabsorvente»

A porção representativa é cortada com um cunho capaz de cortar uma amostra de Ξ5 centímetros quadrados de área. 0 cunho pode ser de qualquer forma desde que nenhuma dimensão da área cortada pelo cunho exceda 8,5 cm.

A porção representativa da estrutura absorvente pode ser colocada em várias localizações diferentes numa dada estrutura absorvente. Como forma de exemplo, se a estrutura absorvente está no núcleo (ou outro componente absorvente) de uma fralda ououtro artigo absorvente, a porção representativa será tipicamente encontrada numa área do núcleo que pode ser definida dentro dos limites de um área de forma rectangular que está centrada à volta da mediana longitudinal do artigo absorvente e tem dimensões de cerca de 6,4 cm x cerca de 25 cm (cerca de 2,5 polegadas x 10 polegadas).

Esta área de forma rectangular está colocada de maneira a que os lados mais compridos da área de forma rectangular corra na mesma direcção que a mediana longitudinal do artigo absorvente. Uma das arestas mais pequena da área de forma rectangular (a partir daqui referida com o aresta superio) será adjacente à aresta terminal frontal do núcleo. A aresta terminal frontal do núcleo é a aresta transversal do núcelo que está para a frente do utilizador quando o artigo está a ser usado. A aresta superior da área * »

J de form,a rectangular deverá ser separada a uma distância de cerca de 2,54 cm (cerca de 1 polegada) da aresta terminal frontal do núcleo. Contudo, dever-se-á entender que a localização da porção representativa de uma fralda ou outro artigo absorvente rião é limitada a esta área de forma rectangular.

A secção da estrutura absorvente da qual a amostra de 25 centímetros quadrados é tirada pode ser completamente cortada afim de se obter a amostra. Contudo, se a estrutura absorvente compreender mais do que uma camada discreta ou zona (tal como, e só como forma de exemplo, no caso da forma de realização da presente inven15

Mod. 71 -20.000 ex.-90/08 ção mostrada na Fig. 7 que tem uma camada de absorção colocada por cima da camada de armazenagem), amostras separadas deverão ser obtidas nessas camadas ou zonas.

Se uma amostra obtida a partir ds qualquer uma de tais camadas ou zonas contiver material de polímerro superabsorvente que está dentro da percentagem de peso especificada, então a estrutura absorvente será considerada como tendo uma porção que se encontra dentro de tal percentagem de peso. Isto é o caso a não ser considerada se outras camadas ou zonas contiverem a percentagem de peso especificado. D método acima tenciona-se que seja aplicado de forma razoável para obter uma amostra representativa verdadeira da estrutura absorvente na conclusão sem qualquer tentativa deliberada de excluir porções de uma dada estrutura absorvente que possa de outra forma cair dentro do âmbito das reivindicações anexas.

A densidade das estruturas absorventes descritas aqui podem também ser importantes em vários aspectos. Pode ser importante na determinação das propriedades absorventes das estruturas absorventes por elas próprias e as propriedades absorventes dos artigos nos quais tais estruturas absorventes podems er empregues. A densidade das estruturas absorventes aqui descritas estão geralmente na gama de cerca de 0,06 g/cm³ a cerca de

J

0,5 g/cm³ , @ mais preferivelmente dentro da gama de 0,08 g/cm⁵ a cerca de 0,35 g/cn?. Valores de para estas estruturas são calculadas a partir do de cerca densidade base e calibre. 0 calibre é medido sob ai carga de uma larva de 10 gramas/cm². 0 peso é medido extraindo uma amostra de certo tamanho e pesando a amostra numa escala padrão. O peso e área da amostra determina o peso base. Os valores da densidade e peso base incluem o peso da composição de material particulado.

As estruturas absorventes da presente invenção podem obter uma variedade de materiais facultativos em adição aos materiais da fibra (ou outro adequada) e à

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

J composição de material particulado. Tais materiais facultativos podem incluir, por exemplo, ajudas de distribuição ds fluídos, antimicrobianos, agentes de control de pH, agentes de control de cheiro, perfumes, etc. Se presentes, estes componentes facultativos deverão geral mente compreender não mais do que 307. em peso das estruturas absorventes»

As estruturas absorventes fibrosas preferidas aqui descritas podem ser preparadas por qualquer processo ou técnica que proporcione uma teia que compreende uma combinação de fibras e o material superabsorvente ou de composição ds material particulado. Estas estruturas absorventes são formadas de preferência pelo acolchoamento de uma mistura substancial mente seca de fibras e material superabsorvente ou a composição de material particulado e, se desejado ou necessário, a densificação da teia resultante. Tal procedimento (para partículas de material superabsorvente sem a adição de um pó inorgânico) é descrita mais completamente na Fatente Americana 4 610 678, descrição essa que foi previamente incorporada aqui com oreferência. Como indicado na Fatente Americana 4 610 678, as teias acolchoadas formadas por este processo compreenderão de preferência fibras substancial mente não ligadas» Estas fibras têm preferivelmente um conteúdo de mistura de 10% ou menos»

J

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/03

Numa forma ds realização alternativa da presente invenção, a estrutura absorvente pode compreender um laminado (uma estrutura absorvente em camadas) que contenha pelo menos um, e facultativamente duas ou mais camadas de material superabsorvente disperso ou composição de material particulado. Um tal laminado compreende camadas ou teias de materiais fibrosos.

termo teia ds material fibroso, tal como é aqui usado, é uma folha de material fino e substancialmente contíguo tendo duas superfícies substancial mente paralelas. Embora uma teia de material fibroso não necessite de ser plana e macia, teoricamente, é ou pode ser exposto num arranjo bi-dimensional, substancialmente planar de comprimento indefinido e largura indefinida projectando nas duas dimensões. Exemplos de teias de materiais fibrosos usados nas estruturas absorventes em camadas da presente invenção incluem muitos papeis e materiais não tecidos. As teias de materiais fibrosos usados na presente invenção são preferivelmente teias de materiais absorventes, mais preferivelmente teias de papeis absorventes, mais preferivelmente toalhete absorvente. As teias de material fibroso podem todas ser do mesmo material fibroso ou podem ser de diferentes materiais fibrosas.

Vários tipos ds estruturas absorventes em camadas são mais completamente descritas na Patente Americana 4 578 068 entitulada Estrutura Laminada Absorvente concedida a Timothy A. Kramer, Gerald A. Young e Ronald W. Kock em 25 de Março de 1986, a descoberta da qual é aqui incorporada como referencia. Métodos e aparelhos para fabricar tais laminadas sãa descritas na Patente Americana 4 551 191 entitulada Método para Distribuir Uniformemente Partículas Discretas numa Teia Porosa em Movimento, concedida a Ronald W. Kock e John A. Deposito em 5 de Novembro de 19S5, descoberta da qual s aqui incorporada como refeΓ c Π u í ci o

Preferivelmente, se a estrutura absorvente

)

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

J da presente invenção compreender um laminado, o material súper absorvente ou composição de- material parti culado é distribuída em peslo menos uma porção e uma tal estrutura absorvente numa concentração de pelo menos cerca de 35% em peso de material de polímero só ou na composição de material particulado por peso da estrutura absorvente, mais preferivelmente, em pelo menos cerca de 40% em peso da sstrutura absorvente.

A figura 1 mostra uma forma de realização exemplar de um laminado da presente invenção, estrutura absorvente em camadas 70. A estrutura absorvente em camadas 70 da presente invenção tem uma superfície superior 71 e uma superfície inferior 72« A estrutura absorvente em camadas preferida 70 mostrada da Fig. 1 compreende quatro teias de material fibroso; teia mais elevada 81, teia mais baixa 84, e a teia intermédia 82 e 83. A estrutura absorvente em camadas 70 tem interfaces 86, 87 e 88 entre teias adjacentes com as partículas do material superabsorvente ou composição de material particulado 75 formando uma camada descontínua sm cada uma das interfaces 86, 87 e 88« Como é mostrado na Figura 1, a estrutura absorvente em camadas 70 tem ainda de preferência saliências cónicas 90 na superfície superior 71 e correspondentes concavidades cónicas 91 na superfície inferior 72.

As teias de material fibroso são ligadas de preferência de forma frágil umas às outras nas estruturas absorventes em camadas 70 da presente invenção (isto é, as ligações são relativamente fáceis de partir). A ligação pode ser substancialmente inteira através do embaraça da fibra entre as superfícies de contacto das teias adjacentes nas interfaces onde as partículas 75 estão presentes.

As partículas do material superabsorvente ou composição de material particulado 75 pode ser posta no lugar ds diferentes maneiras» Par exemplo, as partículas 75 podem ser imobilizadas nas interfaces 86, 87 e 88 por um laço de —ibra. Alternativamente, as partículas 75 podem ser

ligadas de várias e diferentes maneiras a uma ou mais das teias. Preferivelmente, seja qual fôr o caminho das partículas 75 que seja posto no lugar, elas deverão ser capazes de se dilatarem livremente. Isto permitirá que a maior quantidade da capacidade de material superabsorvente a ser usado, Um processo exemplar para produzir tais estruturas absorventes em camadas é descrita na Patente Americana 4 )

578 068 previamente aqui incorporada como referência.

Outra forma de realização alternativa das estruturas absorventes em camadas da presente invenção é uma bolsa que contém material superabsorvente ou composi15

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 ção de material particulado. A bolsa pode ser uma estrutura absorvente em camadas como descrito acima na qual α número de teias de fibra é igual a dois. As teias de fibra estão ligadas umas às outras à volta da sua periferia para formar uma algibeira grande no meio da bolsa. As partículas do material superabsorvente ou composição de material parti culado 75 são revestidas entre as teias fibrosas na algibeira. A bolsa é, então, semelhante a um saco de chá no qual as partículas de material superabsorvente estão livres de se dilatarem e absorverem o interior da bolsa. As teias

J fibrosas da bolsa compreendem de preferência qualquer material não tecido conhecido na técnica. As teias não tecidas podem ser seladas a calor à volta da sua periferia, embora quaisquer outros meios de selagem das teias umas às outras conhecidas na técnica, tais como ligaduras adesivas ou ultrasónicas, possam ser usados.

Uso de estruturas Absorventes em Artigos

Absorvente

A. Em geral.

As estruturas absorventes da presnete invenção, tais como estrutura absorvente 70, são especialmente adequadas para serem usadas ambas como núcleos absorventes em artigos absorventes, especialmente artigos absorventes

)

Mod. 71 -20.000 ex.-90/08 descartáveis.

□ termo artigo absorvente, tal como é aqui usado refere-se a artigos que absorvem e contém exsudatos corporais e outros fluídos. Mais especialmente, o termo artigo absorvente, tal como é aqui usado, refere-se geralmente a artigos que são colocados contra ou na extremidade do corpo do utilizador para absorver e conter os vários exsudatos descarregados do corpo. 0 termo artigos absorventes descartáveis, tal como é aqui usado, são aqueles artigos absorventes que se destinam a serem desfeitos depois de uma só utilização (isto é, o artigo absorvente original no seu conjunto não serve para ser lavado ou por outro lado restaurado ou recusado como artigo absorvente, embora certos materiais ou todos do artigo absorvente possam ser reciclados, recusados ou compostos).

Uma forma de realização preferida de um artigo absorvente fralda 20 é mostrada na Figura 2. Tal como é aqui usado, o termo fralda refere-se a uma peça de vestuário gsralmsnte usado por crianças e pessoas incontinentes à volta do baixo ventre do utilizador. Dever-se-á entender, contudo, que a presente invenção é também aplicável a outros artigos absorventes tais como calções para incontinentes, resguardos para incontinentes, calças de treino, reforços para fraldas, pensos higiénicos, toalhetes faciais, toalhas de papel, e semelhantes.

A Figura 2 é uma vista em plano da fralda 20 da presnete invenção no seu estado não contraído e plano (isto é, com toda a sua contração elástica induzida removida). Porções da fralda têm sido cortadas para melhor mostrar a construção da fralda 20. A superfície do corpo 20a da fralda 20 (a porção da fralda 20 que contacta com o utilizador) virada para o observador na Figura 2» A fralda 20 é mostrada na Figura 2 como tendo uma região do cós da frente 22, uma região do cós de trás 24, uma região entre pernas 26 e uma periferia 2B. A periferia 2B é definida pelas arestas exteriores da fralda 20. As arestas longitu35

dinais da fralda 20 são designadas 30 e nais são designadas 32« A fralda 20 tem as arestas termi adicianal mente uma mediana transversal que é designada 34 e t-.’· uma mediana longitudinal que é designada

A fralda compreende preferivelmente uma folha superior permeável a impermeável a líquidas 40 ligada núcleo absorvente 42 (do qual uma ou mais estruturas absorventss 70 podem formar pel o menos uma parte) colocada entre a folha superior 33 e elementos elásticos 44 podem ser unidos numa variedade de conf 1 gurações bem conhecidas

Uma configuração da fralda preferida, contuMod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 )

do, é descrita geral mente na entitulada cartável,

Janeiro de

Patente Americana 3 860 003

Contraíveis para Fralda Des que foi concedida

1975. Configurações para fraldas descartáveis aqui nas patente seguintess Patente

Kenneth B« Buel1 em 14 de preferidas alternativamente contempladas são descritas

Americana 4 88808 178 enti tulada Artigo Absorvente Descartável 0ue Tem Abas Elásti cas Providas de Porções Resistentes de Ligação concedida a

Mohammed I. Aziz e Ted L. Blaney em 28 de Fevereiro de

1939, Patente Americana 4 695 273 entitulada Artigo Absor vente que tem Punho

Duplo concedida a Michael L Lawsan em de Setembro de

1987; e Patente Americana 4 816 025

Artigo

Absorvente que tem uma Algibeira de

Contenção concedida a John H. Foreman em 23 de Março de estas patentes são aqui incorporadas como referência.

A Figura mostra uma forma de realização na qual a -Folha superior 38 e a co-extensíveis e têm dimensões de do que aquelas do comprimento e largura geralmente maiores núcleo absorvente 42« A folha superior 38 está associada

com e sobreposta à folha inferior 40 formando dessa forma a periferia 728 da fralda 20.

As regi&es do cós anterior e posterior 22 s 24, respectivamente da fralda 20, estendem—se das arestas terminais 32 da periferia da fralda 28 sm direcção à mediana transversal 34 da fralda 20» As regiães do cós anterior e posterior 22 e 24 entendem-se de preferência a uma dis10 )

tância de cerca de 5% do comprimento da fralda 20. As regi&es da cós compreendem as porçães superiores da fralda 20, que, quando usada, envolvem a cintura do utilizador. A região entre pernas 26 é a porção da fralda 20 entre as regiôfes do cós 22 e 24. A região entre pernas 26 compreende a porção da fralda 20 que, quando usada, está colocada entre as pernas do utilizador e cobre o torso inferior do utilizador» A região entre pernas 26, define assim a área

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 da deposição líquida típica para uma fralda 20 ou outro artigo absorvente descartável„

A folha superior 38 é ajustável, macia ao toque e não irritante à pele do utilizador. Ainda, a folha superior 38 é permeável a líquidos permitindo que os líqui20 dos penetrem rapidamente através da sua espessura» Uma folha superior adequada 38 pode ser fabricada de uma gama vasta de materiais tais como espumas porosas, espumas reticuladas, películas plásticas com aberturas, fibras naturais (por exemplo, fibras de madeira e algodão), fibras sintéticas (por leno) ou de uma exemplo, fibras de políester ou polipropicombinação de fibras naturais e sintéticas.

a folha superior 38 é feita de material hidrofóbico para isolar no núcleo absorvente 42.

Uma folha uperiar particularmente preferida compreende fibras de polipropileno de comprimento estabelecido tendo um denier de cerca de 1,5 tal como a do tipo Hercules 151 de polipropileno marcada pela Hercules, Inc. de Wilmington, Delaware. Tal como é aqui usado o termo fibras de comprimento estabelecido referem-se àquelas

fibras que têm um comprimento de pelo menos cerca de 15,9 mm (0,&2 polegadas).

Existe um número de técnica de -fabricação que podem ser usadas para -Fabricar a -Folha superior 3B. Por exemplo, a folha superior 38 pode ser tecida, não tecida, tecida por enrolamento, cardada, ou semelhantes. A folha superior preferida é cardada e ligada termicamente por meio bem conhecidos dos técnicos na arte de tecidos. Preferivel10

J

Mod. 71 -20.000 ex. - 90/08 mente, a folha superior 38 tem um peso de cerca de 18 a cerca de 25 gramas por metro quadrado, uma força têxtil seca mínima de pelo menos cerca de 400 gramas por centímetro na direcção da máquina, e uma força têxtil húmida de pelo menos cerca de 55 gramas por centímetro na direcção transversal da máquina.

A folha inferior 40 é impermeável a líquidos e é de preferência fabricada de uma película plástica fina, embora outros materiais impermeáveis a líquidos flexíveis possam ser usados. Tal como é aqui usado o termo flexível refere-se a materiais que são ajustáveis e que se conformarão à forma geral e contorno do corpo do utilizador. A folha inferior 40 evita que os exsudados absorvidos e contidos no núcleo absorvente 42 dos artigos húmidos que contactam com a fralda 20 tais como lençóis de cama e

J roupas interiores» De preferência, uma película ds polietileno que tem a folha umai espessura de cerca de 0,012 mm ¢0,5 mil) a cerca de 0,051 centímetros ¢2,0 mi 1s) „ e comercializada

Uma película de polietileno adequda é fabricada pela Monsanto Chemical Corporation como Película No. 8020. A folha inferior é preferível mente gravada em relevo e/ou emoldurada para proporcionar uma melhor aparência se escapem vapores do núcleo absorven evita ainda que os exsudatos passem através da sua espessura □ tamanho da folha inferior 40 é ditado pelo

tamanho do núcleo absorvente 42 e o desenho da fralda

Numa forma de realização preferida, a folha inferior 40 tem uma forma de ampulheta extendendo-se por detrás do núcleo absorvente a uma distância de pelo menos cerca de 1,3 centímetros de 2,5 centímetros de 0,5 à volta da periferia da fralda folha superior 38 e folha inferior 40 estão ligadas de qualquer forma. Tal como é aqui usado, o )

termo ligadas rior 38 está directamente ligada à folha inferior 40 fixan inclui configurações em que a folha supe

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 >

do a folha superior 38 directamente à folha inferior 40, e configurações em que a folha superior 38 está ligada indirectamente á folha inferior 40 fixando a folha superior 38 às estruturas intermédias que à volta estão fixas à folha inferior 40. Numa forma de realização preferida, a folha superior 38 e a folha inferior 40 estão fixas uma à outra na periferia da fralda 28 por meio de fixação tais como um adesivo ou outros meios de fixação como cnhecidos na técnica. Exemplos de tais meios de fixação podem incluir uma camada contínua uniforme de adesivo, uma camada a imitar um adesivo, ou uma fita d e linhas separadas ou regiões ds adesivo.

Ds fechos de tiras de fita 46 são aplicadas tipicamente à região do cós posterior 24 da fralda 20 para proporei onar um meio de fixação para segurar a fralda 20 no

na figura 2«

5o um dos fechos das tirass de fita é mostrada □s fechos de tiras de fita 46 podem ser quais· quer conhecidos na técnica, tais como as tiras de fecho descritas na Patente Americama 3 848 594 concedida a Ken neth B. Buell em 19 de Novembro de 1974, descoberta da qual é aqui incorporada com oreferência. Estes fechos de tiras de fita 46 ou outras meio de fecho das fraldas são tipicamente aplicados perto dos cantos da fralda 20»

Os elementos elásticos 44 estão dispostos de forma adjacente à periferia 28 da fralda 20, de preferência

I ao longo elementos contra

de cada aresta longitudinal 30, de -Forma elásticos 44 tenderão a puxar e segurar a as pernas do utilizador •Fralda 20 para proporcionar um rência a) que os f ralda

Alternativamenta, o as arestas tef minais ώ2 da cós assim como (ou de prefeé descrito na Patente Americana 4 515 595 entitulada FralMod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 das Descartáveis com Cós Contrácteis Elasticamente que •Foi concedida a David J. Kievit e Thomas F» Osterhage em 7 dde Maio de 1985, descoberta da qual é aqui incorporada como referência. Um método e aparelho adequados para o fabrico de uma fralda dscartável que tem elementos elásticos contrácteis elasticamente é descrita na Patente Americana 4 081 301 entitulada Método e Aparelha para Ligar Continuamente os Fios Elásticos Esticadas s Distintos a Porções Isoladas Préedterminadas de Produtos Absorventes Descartáveis que foi concedida a Kenneth B. Buell em 28 de Março de 1978, descoberta da qual é aqui incorporada como rsfarSncia.

J

Os elementos elásticos 44 são seguros à fralda 20 numa condição contráctil elasticamente de forma que numa configuração normalmente não reprimida, os elementos eláticos 44 se contraiam eficazmente ou reúnam a fralda 20. Os elementos elásticos 44 podem ser seguros numa condição contráctil elasticamente em pelo menos duas formas. Por exemplo, os elementos elásticos 44 podem ser esticados e seguros enquanto a fralda 20 está numa condição não contrácil. Alternativamente, a fralda 20 pode ser contraída, por plissamento, e os elementos elásticos 44 podem ser seguros e ligados à fralda 20 enquanto os elementos elásticas 44 estão na sua forma relaxada ou não esticada.

Na forma de realização ilustrada na Figura 2, os elementos elásticos estendem-se essencj.almente a todo o comprimento da região entre pernas 26 da fralda 20. Os elementos elásticos 44 podem, alternativamente, estenderemr. -i )

/ se a todo o comprimento da -Fralda 20, ou a outro comprimento adequado para proporcionar uma linha contráctil elasticamente. 0 comprimento dos elementos elásticos 44 é ditado pelo desenho da -fralda»

Mod. 71 20.000 ex. - 90/08 □s elementos elásticos 44 podem tomar uma multiplicidade de con-figurações. A largura dos elementos elásticos 44 podem, por exemplo, ser variada entre 0,25 milímetros (0,01 polegadas) a cerca de 25 milímetros (1,0 polegada) ou mais» Os elementos elásticos 44 podem compreender um fio único de material elástico ou podem compreender vários fios paralelos ou não paralelos de material elástico» Os elementos elásticos 44 podem ser rectangulares ou curvilíneos. Ainda mais, os elementos elásticos 44 podem estar fixos à fralda de diversas formas que são conhecidas na técnica. Por exemplo, os elementos elásticos 44 podem ser ligados ultrasonicamente, colados a quente e sob pressão na fralda 20 usando uma variedade de padrões de ligação, ou simplesmente serem colados á fralda 20»

D núcleo absorvente 42 da fralda 20 está colocado entre a folha superior 3S e a folha inferior 40» O núcleo absorvente 42 pode ser fabricada numa grande variedade de tamanhos e formas (Por exemplo, rectangular, de ampulheta, etc) e de uma grande variedade de

I mater i ais»

A capacidade de absorção total do núcleo

contudo, ser compatível com a carga líquida prevista para o uso pretendido do artigo absorvente ou fralda. Além disso, □ tamanho e capacidade de absorção do núcleo absorvente 42 pode variar para acomodar os utilizadores que vão e crianças a adultos» 0 núcleo absorvente 42 compreende de prefrência pelo menos parcialmente uma certa forma de realização da estrutura absorvente da presente invenção (tal como estrutura absorvente 70) que compreende uma mistura de material ed fibra e material superabsorvente da composição de material particulado aqui descritos.»

Uma forma de realização preferida da fralda

Mod. 71 -20.000 ex.-90/03

J tem um núcleo absorvente modificado em forma de ampulheta 42« 0 núcleo absorvente 42 é preferivelmente uma estrutura absorvente 70 compreendendo uma teia ou tecido acolchoado, fibras de polpa de madeira, e material superabsorvente ou a composição de material particulado aqui disposta»

Noutra CA, lternativas, o núcleo absorvente 42 pode compreender somente o material superabsorvente ou a composição de material particulado aqui descritos; uma combinação de camadas incluindo material superabsorvente ou a composição de material particulado (incluindo laminados como aqui descrito); ou, quaisquer outras configuraçães de núcleo absorvente como conhecidas na técnica se o material superabsorvente ou a composição de material particulado aqui descritos é incorporada na mesma, exemplas de tais configuraç&es de núcleo absorvente são descritos na Patente Americana 3 670 731 concedida a Harmon em 20 de Junho de 1972; Patente Americana 3 669 114 concedida a Morane em 15 de Junho de 1972; Patente Americana 3 888 257 concedida a Cook e outros em 10 de Junho de 1975; Patente Americana 3 901 236 concedida a Assarson e outros em 26 de Agosto de 1975; Patente Americana 4 102 340 concedida a Mesek e outros em 25 de Julho de 1978 e Patente Americana 4 500 315 concedida a Pisnialí e outros em 19 de Fevereiro de 1985. As descobertas de todas estas patentes são aqui incorporads com o referencia.

Uma forma de realização exemplar de um núcleo absorvente 42 que poderia ser proporeionado com material superabsorvente ou composição de material particulado acima descrito é uma estrutura absorvente descrita na Patente Americana 4 610 678 entitulada Estrutura Absorvente de Alta Densidade que foi concedida a Paul T« Weisman e Stephen A. Gildman em 9 de Setembro de 1986. (Embora a patente de Weisman e outros, tal como as patentes seguintes, não sejam para a invenção específica aqui descrita). Uma forma de realização alternativa de um núcleo absorvente

pudesse ser o núcleo absorvente de camada dupla tendo uma camada superior de forma assimétrica e uma camada inferior tal como é geral mente descrito na Patente Americana 4 673 402 entitulada Artigo Absorvente com Núcleos de Camadas Duplas que foi concedida a Paul T. Weisman, Dawn I. Houghton, e Dale A. Gellert em 16 de Junho de 1987. As descobertas de todas estas patentes são aqui descritas como referência»

I

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

Uma forma de realização particularmente preferida do núcleo absorvente 42 útil na presente invenção é mostrado na Figura 5. esta forma de realização, e os n'umsros de referência mostrados ria Figura 5, são descritos na Patente Americana 4 834 735 entitulada Elementos Absot— ventes de Alta Densidade que tem Zonas de Absorção de Densidade Baixa e peso Base Baixo concedida a Miguel Alemany e Charles J. Berg em 30 de Maio de 1989. A Patente de Alemany e outros descreve estruturas absorventes que têm zona de armazenagem e zona ds absorção. A zona de absorção tem uma densidade média inferior e um peso base médio inferior por área de unidade à zona de armazenagem de forma que a zona de absorção possa efectiva e eficazmente absorver rapidamente os líquidos descarregados. A descoberta desta patente é também aqui incorporada como referência.

) núcleo absorvente 42 mostrado é feito d® preferência adicionando o material na Figura 5 uperabsor30 fibras transportadas para afectar a distribuição uniforme do material superabsorvente ou da composição de material particulado. A corrente de fibras transportadas pelo ar é asente pneumáticamente num perfil de espessura do núcleo absorvente préformado. D perfil da espessura do núcleo absorvente tem inicial mente áreas de peso base mais eleva das que definem a zona de armazenagem 58 e de peso mais baixo que define a zona de absorção 56» O núcleo absorvente préformado é de preferência de calandragem até pelo menos uma espessura na região de depósito num rolo de calandra de

J, )

espeçamento fixo para efectivar a densificação do núcleo absorvente 42. Isto causa uma densidade média e um peso base médio inferior por área de unidade da zona de absorção 56 relativamente à zona de armazenagem 58»

B. Algumas Formas ds Realização Alternativa

Mod. 71 -20.000 ex.-90/08

As Figuras 6 e 7 mostram uma forma de realização preferida de um núcleo absorvente 642 da presente invenção» Na forma de realização mostrada nas Figuras 6 e 7, uma camada absorvente de absorção 674 está colocada por cima da estrutura absorvente 670 para formar um núcleo absorvente de camada dupla 642. A estrutura absorvente 670 está na forma do núcleo absorvente 42 descrito em cima com referência nas Figs» 2-5 (embora numa configuração diferente). Um exemplo de um núcleo absorvente de camada dupla (embora não realcionado com a invenção aqui descrita) é discutida em maior detalhe na já referenciada PatenteAmericana 4 673 402, descoberta da qual é aqui incorporada como referência.

A figura 8 mostra ainda uma forma de realização alternativa de um núcleo absorvente 842 compreendendo uma estrutura absorvente 870 da presente invenção. D núcleo absorvente 842 tem u ma forma de ampulheta modificada que é assimétrica perto da sua mediana transversal. D núcleo absorvente 842 pode ser dividido em regiões que correspondem geral mente às do núcleo absorvente 42 mostrado nas figuras 2-5. (Estas regiões são descritas em maior detalhe na Patente Americana 4 834 735 acima mencionada, descoberta da qual foi aqui incorporada como referência. Na forma de realização mostrada na Figura 8, contudo, a densidade e o peso base da região da orelha 860 e 862 ea secção posterior 848 são diferentes das da zona de armazenagem 858 que está colocada na região central 864.

Nesta forma de realização, o custo do núcleo

I

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 )

absorvente 842 é mais baixo porque o material extra omitido das regiões da orelha s da secção posterior proporcionam vantagens não significativas de melhoria na protecção de derrame» (Dever-se-à entender que toda ou porções da secção posterior 848 e regiões da orelha 860 e 962 podem ser calandradas alternativamente para uma espessura menor da que a região central 864 de forma a que elas tenham uma densidade média igual ou superior à da zona de armazenagem 858)» Assim, embora mostrada na Figura 8, a secção posterior 848 contenha de preferência orelhas, não é necessária a sua existeência.

A Figura 9 mostra ainda u ma forma de realização alternativa da presente invenção na qual o núcleo absorvente 942 compreende uma estrutura absorvente 970 que compreende uma matrix estratificada do material de fibra e uma mistura de um material de fibra e um material superabsorvente ou as partículas da composição de material particulado 75» D núcleo absorvente 942 compreende uma zona de armazenagem 958, e uma camada de absorção/distribuição na forma de uma camada com pó 902 como a descrita na Patente Americana 4 888 231 entitulada Núcleo Absorvente Tendo uma Camada Com Pó concedida a John Angstadt em 19 de Dezembro de 1989 (descoberta da qual é aqui incorporada como referência). Mesta forma de realização, a área maior das inclinações capilares existe entre a zona de armazenagem 958 e outras porções do núcleo absorvente 942 de forma que a zona de armazenagem 958 e, mais particularmente, as partículas do material superabsorvente sejam usadas mais efi cazmente.

A Figura 10 mostra uma vista em perspectiva de uma forma de realização de uma fralda alternativa da presente invenção na qual o núcleo absorvente 942 da Figura 9 está encaixada entre uma folha superior 1002 e uma folha inferior 1004 para formar uma fralda descartável 1000. D núcleo absorvente 942 está colocado de preferência de tal forma que a camada com pó 902 está colocado adjacente à

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

J •folha inferior 1004 de forma a que o núcleo absorvente 942 possa funcionar como descrita na Patente Americana

888 231.

A Figura 11 representa uma outra forma de realização alternativa da presente invenção, em que a zona de absorção 1156 (representa dentro de linha ponteadas) é em forma de cabeça de raposa. (Assim chamada porque se assemelha ao perfil frontal de uma cabeça de raposa). A zona de absorção em forma de cabeça de raposa melhora a distribuição ds fluído para os utilizadores do sexo feminino.

Noutras alternativas das formas de realização acima descritas, o tamanho dos poros das fibras nos núcleo absorventes pode ser variado, sem /necessariamente se variar a densidade das fibras, para formar uma zona de absorção e uma zona de armazenamento, por exempla, fibras de dimensães finas de polpa de madeira duras podem ser vantajosamnete utilizadas para substituir, pelo menos cerca de 50% e preferivelmente cerca de 80% a 100%, de fibras de palpai d® madeira macias com aproximadamente a mesma densidade que a densidade inferior das fibras de polpa de madeira macias da zona de armazenamento. Isso pode fazer-se porque a polpa de madeira dura tem um tamanho de poros menor do que o metarial de polpa de madeira macia. Em resultado disso, obter-se-á ainda uma diferença de capilaridade no âmbito da invenção, mesmo ss a densidade de cada uma das zonas fôr a mesma. Assim, por exemplo, pode obterse um núcleo absorvente por meio da utilização predominante de uma polpa de madeira macia com uma estrutura porosa fina para definir a zona de absorção e uma polpa predomi-nantemente de polpa ds madeira dura para definir a zona sd armazen amen t o.

Em utilização, a fralda 20 é aplicada noutilizador por meio do posicionamento da região posterior do cós 24 sob as costas do indivíduo a vestir s arrastamento do resto da fralda 20 por entre as pernas do envergador, de

modo que a região anterior do cós 22 fique posicionada atravessada na frente do utilizador» Ds fechos de tira de fita 46 são então fixados, de preferência a áreas da fralda 20 viradas para o exterior»

Métodos de Ensaio

Os processos seguintes são levados a efeito sob condições laboratoriais normalizadas, a 232C- (73SF> e 50% de humidade relativa.

A» Capacidade de Absorção

Mod. 71 - 20.000 ex. -90/08

A Capacidade de Absorção do material formador de hidrogel superabsorvente é determinada colocando-se c material formador de hidrogel superabsorvente dentro de um saco de chá, imergindo o saco de chá num excesso de Urina Sintética durante um período especificado de tempo e depois ceritrifugando-se o saco de chá durante um período de tempo específico, após os que é removido da Urina Sintética. A proporção entre o peso final do material farmador superabsorvente após centrifugação, menos o (ganho de liquido bruto) e o peso inicial, )

determina a Capacidade de material

Absroção.

é cortado por meio cortante com 6 cm x 12 cm, dbrado longitudinal mente em dois e colocado ao longo ds dois lados por meio de uma barra em T de colante, para produzir um saco de chá quadrada com 6 cm x 6 cm. □ material utilizado para o saco de chá é um material colável a quente do grau 1234, que se pode obter de C.H» Dexter, Divisão da Dexter Corp. Windsor Locks, Connecticut. U.S.A., ou equivalente. Se f3r necessário reterem-se partículas mais finas deverá ser utilizado material para o saco de chá de uma porosidade inferior, depois de ter sido construído o saco de chá, 0,200 gramas, mais ou menos 0,005 gramas de material forma35

dor de hidrogel superabsorvente são pesados num pesagem e transferidos para o interior do saco de papel de chá e o topo (extremidade aberta) do saco de chá é fechado» Um saco de chá vazio é fechada no topa utilizado como prova

Aproximadamente 300 mililitros de

Urina

Sintética despejados numa proveta de 1.000 mi 1 i 1 itroe

A Urina Sintética específica uti1izada nos métodos de ensaio da presente invenção, é aqui referida como Urina Sintética. A Urina

Sintética

J conhecida por Jayco SynUrine

Pharmaceuticals Company de Camp fórmula da Urina Sintética és 2,0 pode g/1 obter—se de Jayco , Pennsylvania. A

Ma^zSU*; 0,85 g/1 de (NH*)HPO*; 0,15 g/1 de CaCl²; e são do grau

0,23 g/1 reagente de MgC12. Todos os agentes químicas pH da

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/03 gama dos 6,0 que contem a □ saco

Urina Sintética há de amostra) é buir uniformemente de hidrogel mantida horizontal mente para se districhá.

saco de chá de amostra é então colocado à superfície da

Urina Sintética» Deixa-se que o saco de chá de amostra se

J molhe, durante um período de não mais do que um minuto e depois é completamente submersa e encharcado durante 60 minutos»

Aproximadamente dois minutos depois da primeira amostra ter sido submersa, um segundo conjunto de sacos de chá, preparado de forma idêntica à do primeira conjunto de sacos de chá vazios e de amostra, é submerso © encharcado durante 60 minutos da mesma maneira que o primeiro conjunto. Após o tempo de encharcamento prescrito ter decorrido para cada um dos conjuntos de amostras de sacos de chá, os sacos de chá são imediatamente retirados (utilizando-se pinças) de dentro da Urina Sintética» As amostras são então centrifugadas conforme descrita abaixo»

J

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/03

A centrifugadora u.sada é uma Centrifugadora Delux Dynac 11= Modelo Fisher N2. 05-100-26, fornecida por Fisher Scientrific Co. de Pittsburgh, PA, ou equivalente. A centrifugadora deverá estar equipada cora um tecómatro de leitura directa e um travão eléctrico. A centrifugadora está também equipada com um cesto cilíndrico encaixável com aproximadamente 6,35 cm ¢2,5 polegadas) de altura de parede exterior com um diâmetro exterior de 21,425 cm (5,435 polegad 0,155 cm (7,935 polegadas) de diâmetro interior e nove filas, cada uma com aproximadamente 106 orifícios circulares com um diâmetro de 0,238 cm das), espaçadas de forma uniforme parede exterior e com um circulares de drenagem de f undo

Π /.“FR *=· ij diâmetro, igual mente distribuídas a todo o de cm (1/4 todo (3/32 polsga· perímetro da com orifícios polegadas) operímetro de do fundo do cesto, a uma distância de da superfície da parede interior da parede exterior ao centro dos orifícios de drenagem, ou equivalente. 0 cesto é montado na centrifugadora de forma a rodar, bem como a parar, em unissonocom a centrifugadora.

Os sacos de chá de amostra são colocados no cesto da centrifugadora com uma extremidade dobrada do saco de chá virada na direcção da rotação da centrifugadora para absorver a força inicial» os sacos de chá vazios são colocados de cada um dos lados dos sacos de amostra correspondentes. 0 saco de chá de amostra do segundo conjunto, deve ser colocado em oposição aa saco de chá de amostra do primeiro conjunto; e o saco de chá vazio do segundo conjunto em oposição ao saco de chá vazio do primeiro conjunto, para equilibrar a centrifugadora. A centrifugadora é accionada e deixada aumentar rapidamente até uma velocidade estável de 1=500 r»p=m= Uma vez a centrifugadora estabilizada a 1=500 r=p=m=, ajusta-se um cronómetro para 3 minutos. Passados 3 minutos a cantrifugadora é desligada e aplica-se o travão.

O primeiro saco de chá de amostra e o pri50

J meiro saco de chá vazio são removidos e pesados separadamente. O processo é repetido para o segundo saco de chá de amostra e para o segundo saco de chá vazio.

A capacidade de absorção (ca) para cada uma das amostras é calculada como segue: ca = (peso do saco de chá de amostra após centrifugação menos peso do saco de chá vazio após centrifugação menos peso do material formador de hidrogel superabsorvente) dividido por (peso em seco do material formador da hidrogel superabsorvente). D valor da Capacidade de Absorção para utilização aqui é a capacidade média de absorção das duas amostras.

B. Determinação do Tamanho das Partículas por Análise de Peneiraqão (o Ensaio dde Penei ração¹¹)

Mod. 71 -20.000 ex.-90J08

J tamanho de partícula do material formador de hidrogel superabsorvente usado nas estruturas absorventes da presente invenção, é determinado por meio da separação de uma amostra representativa de partículas do material superabsorvente, passando depois a amostra através de um conjunto de peneiras com tamanhos de abertura de rede sucessivamcnte mais pequenos.

processo de ensaio é como se segue. Cem gramas de uma amostra representativa do material formador de hidrogel superabsorvente é separada em entre quatro e oito fracções aproximadamente iguais.

Uma das fracções é então transferida para uma pilha de peneiras. As peneiras usadas no ensaio são todas peneiras ds acorda com as normas Norte-Americanas. A pilha deverá conter tamanhos de peneira que interessem para a experiência. Para a análise da distribuição do tamanho de partículas total nos seguintes Exemplos Comparativos, a pilha de peneiras contem, a partir de cima, uma peneira tipo #20 (aberturas de 841 microns), uma peneira tipo #30 (595 microns), uma peneira tipo #50 (297 microns), uma

J

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 >

peneira tipo #100 /149 microns), uma peneira tipo #325 (44 microns) e uma panela para peneiras.

Para análise das partículas específicas, de distribuição ed tamanhos mais pequenos dos Exemplos seguintes (bem como a distribuição de tamanhos de partículas apresentadas nas Reivindicações juntas), a pilha de peneiras contem, a partir de cima, uma peneira tipo #50 (297 microns) uma peneira tipo #70 (210 microns), uma peneira tipo #100 (149 microns), uma peneira tipo #105 microns), uma peneira tipo #170 (88 microns) e uma panela para peneiA fracção separada do material superabsorvente é peneirada com uma Peneira Vibradora de Ensaio R0TAP Modelo 5S-5, de acordo com as instruções do construtor» Na Fig» 21-17 da publicação de referência Perry's Chemical Enqineers* Handbook, 6^a Edição, (McBraw-Hi11 Book Company, 1984) aqui anteriormente incorporada como referência, encontra-se ilustrado um vibrador de· peneiras RP-TAP» 0 vibrador de peneiras RD-ΤΑΡ sustenta uma série de peneiras e faz rodar e bate a série de peneiras com um movimento mecânico semelhante ao usado na peneiração manual. 0 movimento de bater á aplicado por um componente semelhante a um martelo numa rolha existente no centro da tampa que cobre a pilha de peneiras» vibrador de peneiras, todas as peneiras e a panela das paneiras, podem ser obtidos da VWR Scientífic de Chicago, II. A fracção separada é vibrada durante 10 minutos nas seguintes condições. 0 vibrador das peneiras deverá proporcionar entre cerca de 140-160 batidas/minuto. 0 vibrador de peneiras deverá oscilar a um ritmo de aproximadamente 270-300 revoluções por minuto. A rolha do centro da tampa do vibrador das peneiras deverá sobressair exactamente 0,48 cm (3/16 polegada) no início do ensaio, 0 material superabsorvente retido em cada uma das peneiras e na panela das peneiras, depois deste processo, é pesado e registado.

C. Método de Ensaio de Absorção Forçada

Este método consiste numa versão de um

J

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 ensaio de humidificação -forçada normal. Para referência, os ensaias de absorção forçada normais encontram-se descritos em Chatterjee, P.K. CED) Absorbency. Chapter II, pp»60»62, Elsevier Science Publisher Amsterdam, Holanda (19B5).

aparelho usado para levar a efeito este tipo de ensaio encontra-se esquematicamente represnetado nas Figs. 12 e 13. 0 aparelho 100 é constituído por um cesto de amostras quadrado 102, suspenso de um quadro 104» As dimensfres interiores do cesto são de 10,2 cm x 10,2 cm (4 x 4). A altura do cesto 102 é ajustável por meio de um mecanismo de engrenagens 106. Um reservatório de líquido 108 encontra-se colocado numa balança electrónica 1Í0, directamente debaixo do cesto de amostras 102» A balança 110 encontra-se ligada a um computador 112.

ρόΓ H amostras que podem ser utilizados, dependendo da versão do ensaio a ser executado. As duas

J versão de direcção Z e a versção de plano x—y. As diferenuma amostra vente, pode da amostra ou outra estrutura absorabsorver os líquidos que se movimentam em diferentes direcçbes, a direcção direcçbes do plano x-y □ termo direcção Z, conforme do,é uma orientação relativamente da presente invenção, se o artigo cado num sistema de coordenadas no aqui uti 1 iza·

OL bsorvente estiver colo da fig.2, de forma que a suprefície virada para o vestuário

20b do artigo absorvente 20 fique no plano formado pelos (isto ê, hodrizontal). As linhas ceentrais

1ongstudinal s transversal (por exemplo, 36 e 34) do artigo absorvente assentam no plano x-y. A direcção Z é a direcção que é perpendicular ao plano de qualquer das superfí53

cies do artigo absorvente 20 quando se encontra nessa configuração plana e aberta» )

ensaio de direcção Z está representado esquematicamente na Fig. 14A. No teste de direcção Z, todo o fundo de 10,2 cm x 10,2 cm do cesto 102, consiste numa rede de arame grosso 114. A amostra 116, contacta, por isso, com o líquido, F, conforme representado na Figura 12. Neste ensaio, a amostra 116 apenas é necessária para transportar o líquido através da espessura da amostra na direcção vertical ou direcção Z. Esta versão do ensaio proporciona uma medida do ritmo potencial de absorção ds líquidos da amostra» y está representado de forma esquemática na rede 114 apenas está

Fig. 14B. No presente numa ensaio do plano x y, a

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 cm (1

4) US,

ÔO longo de uma cesto de amostras cesto de amostras contacto com at amostra são impermeáveis aos ensaio da direcção este snsaio requer de amostras, é impermeável que estão em também feitos de plaxiglass (no ensaio do plano x-y

Z). Conforme representado na figura que a amostra 116 exija o líquido s no

14B, priJ meiramente na direcção Z e depois transportá-lo por um máximo de 7,62 cm (3 polegadas) no plano horizontal (x-y). Os resultados do ensaio do plano x-y fornece uma medida da capacidade da amostra para distribuir o líquido sob condi ções potenciais d® utilização. Tanto o ensaio de direcção Z como o do plano x-y são executados com a amostra da estrutura absorvente 116 confinada sob uma carga de 1380 Pa (0,2 psi) aplicada uniformemente à superfície superior da amostra 116« processo de ensaio é como segue. Em primeiro lugar, corta-se uma amostra de 10,2 x 10,2 cm (4 x 4) de uma estrutura absorvente. O reservatório líquido 108 é cheio com cerca de 6800 ml de Urina Sintética s colocado

numa balança elsctrónica 110, sob o aparelho ds ensaio 100. Depois o cesto com a amostra 102 é baixado até que o nível do líquido esteja exscta/nsnte ao nível próximo do topo da rede de arame 114. Uma peça de toaihetes de papel duplos comereializados sob a marca BOUNTY 124 é colocada na rede de arame 114 do -Fundo do cesto 102. 0 toalhete BOUNTY 124 assegura que a consistência do contacto do líquido com a parte inferior da amostra de núcleo 116 seja mantida duran10 >

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

J te toda a duração do ensaio.

peso apliçado 126 encontra-se ligado a uma placa metálica quadrada 128 com dimensões ligsiramente menores do que as dimensões internas do cesto das amsotras 102. Então o lado superior da amostra de núcleo 116 é ligado ao fundo da placa acima referida 128, por intermédio da fita de dupla face 130 ou cola pulverizada» No momento zero, a amostra 116 é colocada na cesto das amostras 102 e α programa de aquisição de dados do computador é activado. Passados 30 minutos, o ensaio é interrompido e os dados são analisados e traçados.

Uma medição importante na análise dos dados é a Capacidade de Urina Sintética aos 30 minutos» fí capacidade da amostra aos 30 minutos é expressa em gramas de Urina Sintética absorvidas pela amostra após 30 minutos, por grama de material superabsorvente existente na amostra.

A quantidade de Urina Sintética absorvida pela amostra após minutos é determinada pela subtraeção do peso de Urina

Sintética no reservatório aios 30 minutos, do peso de Urina

Sintética existente no reservatório no início do ensaio.

Outras propriedades importantes da amostra são as suas proporções de absorção e distribuição de líquidos. 0 tempo que a amostra leva a alcançar 90% da sua capacidade aos 30 minutos fornece uma medida simples do rácio médio de forçaência de líquido da estrutura absorvente que está a ser ensaiada. Isso é referido como o tempo t?O e tem unidades de segundos. Um tempo t90 pode ser medida usando-ste canjuntamente o ensaia de direcção Z, para

determinar a proporção de absorção de líquido para a amostra, e o ensaio do plano x-y para determinar a taxa de distribuição para a amostra.

EXEMPLOS

Os exemplos que se seguem mostram as diferenças entre tempos t90 para ensaios da direcção Z e do plano x-y de estruturas absorventes que entram em três categorias gerai ss (1) estruturas absorventes que c o n t âm volumes de distribuições de tamanho de partículas de material superabsorvente sem nenhum pó inorgânico; (Ξ) estruturas absorventes que contâm distribuições de tamanhos de partícula precisas dos materiais súperabsorventes, sem pó inorgânico; e , (3) estruturas absorventes que contâm

Mod. 71 - 20.000 ex. -90/08 distribuições especificas de tamanhos ds partícula dos materiais superabsorventes tendo adicionado um pó inorgânico às partículas do material superabsorvente.

As estruturas absorventes para as fornecidos abaixo são produzidas utilizando-se

J exemplos polpa de celulose triturada, hidrogel em partículas de vários fornecedores, e sílica amorfa AREOSIL 200. As estruturas absorventes podem, em geral, ser produzidas pelo método e com o dispositivo descrito na Patente Norte-Americana 4 610 67Θ, publicada a favor de Weisman e al., cuja descrição é aqui incorporada como referância.

Para cada um dos exemplos descritos abaixo, as partículas .de material absorvente, em distribuições de tamanho de partícula representadas no Quadro 3 abaixo, são misturadas ou com 1,0% em peso de sílica amorfa AEROSIL 200 (ou não misturadas com sílica amorfa, conforme indicado no

Buadro 3) num estado substancial mente seco. As partículas de material superabsorvente (com a sílica se tal for indicada) e as fibras de celulose nas percentagens de peso desejadas, são misturadas homogeneamente numa corrente de ar e pneumaticamente assentes sobre uma correi a transporta56

I

Mod. 71 -20.000 ex. - 90/08

dera para formar Lima estrutura absorvente com o desejado peso de base. As estruturas absorventes são então comprimidas até à desejada densidade entre rolos de aperto motorizados. As densidades especificada nos exemplos são medidas sob uma pressão aplicada de 0,1 psi (cerca de 7 g/cm² ) .

A distribuição dos tamanhos de partícula do material superabsorvente em cada um dos exemplos é importante» Alguns Exemplos Comparativos são feitos utilizandose distribuições totais do tamanho de partículas do material superabsorvente sem sílica e distribuições específicas de tamanhos de partículas sem sílica. 0 material superabsorvente utilizado nas estruturas absorventes descritas nos exemplos, é obtida de três fornecedores comerciais de material superabsorvente (Amostras 1, 2 e 3). 0 material superabsorvente fornecido tem os níveis de material polimérico extractável especificado na Patente Morte-Americana Re 32.649, publicada a favor de Brandt e al., em 19 de Abril de 1988.

A distribuição total do tamanho de partículas (determinadas a partir de análises feitas por meio de peneiras) para cada uma das amostras ensaiadas encontra-se listada abaixo.

QUADRO 2

DISTRIBUIÇÕES TOTAIS DE TAMANHOS DE PARTÍCULA

Amostr CX #1

Amostra #2

Amostra #3 *A sobra 20 malha (841 mi crons) % sobre 30 malha (595 mi crons) % sobre 50 malha (297 microns)

0.1

19.4

0« 02

% sobre 100 malha (149 microns) % sobre 325 malha (44 mi crons) % através 325 malha

I

1.6

16.0 10.0

7.3 1.4

0.7 0.02

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

A distribuição de tamanhos de partículas estreitas dos materiais superabsorventes é produzida por meio da peneiração do material total comparativo. 0 material com as distribuições específicas de tamanho de partícula usado nas estruturas absorventes, é aquele que passar através da primeira peneira especificada no Quadro 32 e que é retido na segunda peneira especificada.

As Capacidade de Absorção de algumas amostras escolhidas tanto da distribuição geral de tamanhos de partícula como de algumas distribuições específicas preferidas de tamanho de partícula, são apresentadas no Quadra seguinte (Quadro 2A?.

QUADRO 2A

CAPACIDADE DE ABSORÇÃO

J

Amostra

Capacidade de Absorção (q/q)

Volume de Amostra	#1	41.9
Amostra #1 50/100	malha	4-1.6
Volume de Amostra	#2	-¥,es o
Amostra #2 50/100	malha	40.0
Volume de Amostra	#3	41.1
Amostra #3 50/100		42. 1

Outras condições específicas para cada exemplo e exemplos comparativos estão descritas detalhadamente no Quadro 3» Os resultados da direção-z s plano x-y exigem textss de absorção conduzidos em cada texte de absorção estruturada e estão indicados no Quadro 4» (No Quadro 3 e 4 o exemplo designado por um número apenas compreende a estrutura absorvente da presente invenção (uma estrutura absorvente contendo partículas de material de

I

Mod. 71 -20.000 ex.-90/08

J composição). Estes estão referidos como Exemplos. 0 Exemplo designado pela letra C é referido como um Exemplo Comparativo. Os Exemplos Comparativos na generalidade são aqueles cujas estruturas absorventes não compreendem sílica. Os Exemplos comparativos, podem, deste modo, contêr partículas de tamanho volumoso distribuídas de material polimérico ou partículas de tamanho específico distribuídas de material polimérico mostrado no Quadro 3).

rs •o o

cd o •rl i—I M W &?

O co

Φ P<

Φ xl cd Xl CO Ή Ê ra o d

Φ bO Ω

co	pqxi <	rH Φ
o	o	bo
P³	< cd	o
P	Pá p	P
<	© cu	XI
H—> 1—'	EH
©	E> Pá ,	cd
	Η 1
	co P	rd
	BH	rH
	<1 o QXJ	E cd
	ω o O?cd	Xl
	Ω θ’	O
	< o	XI
	« d	d
	p	cd
	Pr	E

ϊ—ι Φ bO O p

XI Ή Λ

Ο Ph •Η Η

Ο γ-I

Λ

Ε

Φ kl κ

o o	o
• rH	• rH	• rH	o o o o o o	o o o

Ln

Lf>

rH

ΟΊ

;—1

en

cO

r*H

©

00

Γ'

O>

00

CM

rH

CM

rH

CM

CO

CM

ΐ—1

r-l

rH

t—1

O

o

O

©

o

O

©

o

©

CM

σ'

CM

σ'

co

r-.

Ln

kD

m

CO

co

<r

CM

<r

CM

co

CM

o

©

o

O

©

o

©

1Λ ΙΛ M

O O O

1Λ ΙΛ ΙΛ

o	o	o	O
o	<r		O
ϊ—1	Γ—i	ΐ—1	1—I
o	o	O	O
LO1	m	in	in

Φ
O	O	E P rH O >		O r~<
<r	r-		o	rH
r—1	rH	*
		xl		O
O	O	cd	O	o
m	Ln	P.	m	rH

O > O o * rH Xl co · o P< LO o CM

Φ s p rH o

>	O o	O (N
*	rH	rH
xi	-—.
cn	O	O
P<	Ln	m

rH

CM

co

CO

8fe

8te

=8=

8fc

=fc

8te

=8=

8fc

8h

8te

=8=

cd

Cd

cd

d

cd

Cd

cd

P

40

+J

40

•u

40

ra

co

ra

02

cd

co

cd

co

CD

o

O

o

O

E

<n

<1

<

<1

<n

<1

<

<n

<1

<

<1

			O rH CM
	r-4 CM CO <T UO <D	r- oo σ>	ΐ—1 ΐ—1 ΐ—1
t—1 CM CO	u ω u ω © u	u u ω	u ο ο

psd é a distribuição do tamanho de partícula.

ΟΟ

!η I	φ φ Ο TJ
X	4-> Φ β τ3
ο	Ρ ·Η
β	•Η Ο
Φ ι—1	g φ Ρη
Hl	Ο Φ
	03 υ

03		03		Ο	03	00	U3	C0	ιη	Ο	00	γΗ	Μ3	σ'
<Γ	ιη	Ϊ“1	ιη	C0	r-Ι	03	<Γ	m	<Γ	οη	03	03	οη	03
03	03	03	03	03	03	03	03	03	03	03	C3	03	ο3	03

ts •Ο ο

ο ηϋ Μ β Η Ω

Φ

Ο
	<	?Φ θ'¹Μ β •Η Ρ3 4-> Φ	Z—s φ Ο Ώ ο β σ β +J &£ φ
	Η	•Η	φ
	Ο	Ω
<Τ	& > Pá Ο ΡΌ
Ο	ΡΑ <!		b£
Pá η	Ω	ζ-χ	Μ
	Ω	03
Ω ο*	Ο	Ο	Φ Φ Ο Τ)
	Ω	2Φ	-Ι-> Φ
	Η	ϋ>	β τ3
	Ω	υ	β ·Η
	Κ	φ	Ω Ο
	Ω	Μ	Ε «
	Ο	•Η Ω	Ρ- Ο Φ
	Ω	Χ_ζ	03 Ο

ω ο

Ω Ο <! -d Ω Ή β Ω Ω

Φ nj ra ο ο ?φ & β

ιη

C3

ο

m

\D

Ο

ο

ιη

ο

Ο

ιη

r-

03

<σ

ιη

Ο

00

F-I

C0

ο

Ο

<Ν

σ>

<Γ

ιη

03

Ω

0Ί

03

σ\

χ-

CO

ιη

<τ

cn

ο	θ’	<σ	'ί	σ>		Γ-1	03	03	03	03	03		03	03
03	03	ό	Ό	03	Ο	03	<·	ι—1	<σ	C0	03	Ο	τ—1	Ο
03	03	03	03	03	03	03	03	03	γΗ	τ~1	03	03	03	03

Ρ

6

Ο

ιη

ο

ιη

xr

ιη

ο

Ο

ο

Ο

ιη

Φ

Ο

Μ

Ο

00

<0

Ω

ιη

00

h-

σ»

C0

χ-

03

Ο

03

σ»

Ο

ισ

Φ

03

Γ-ί

τ—

03

(Ν

γΗ

ιη

03

χ-

03

Ω

03

04

Ω

4-)

φ

<!

ο Ω & s φ χ κ

Ω 03 03

	ο	Ω 03
Ω 03 03	«ί ιη ω	χ co η	Ω	t-4	rH
ο ο ο	ω ο ο	υ ο ο	ω	ω	ω

J

Ds resultados dos ensaios de direcção plano x-y para os Exemplas Comparativas 50% em peso de fibra de celulose e 50% em superabsorveute) como Fig, 15, mostra os dados z e de· (que contêm todos de material apresentado misturas a peso podem ser resumidos no gráfica (Deverá entender—se que a Fig. fornecidos na Quadra 4 para as

50%, como também dados associados às estruturas com diversas outras distribuições de tamanha de partículas em misturas a 50% para fins de discusão,) eixo x do gráfico representa segundos que leva a amostra ensaiada a atingir ensaio de capacidade de direcção z. □ eixo y do senta o tempo em segundos que a amostr do seu ensaio de capacidade de plano x-y.

As distribuições de tamanhos de partícula no canto superior direito do gráfico representam os de distribuições de tamanhos de partículas relativamente largas, que geral mente contêm partículas tipicamente são recebidas dos fabricantes que teias contendo essas vamente longo a alcançar z como a sua capacidade tamanho de partícula no representam as de partículas real tivamente Finas, D gráfico mostra que enquanto as teias que contêm partículas finas absorvem rapidamente os líquidos na direcção z, são relativamente lentas o tempo

90% do seu em eixo reprea leva a alcançar 90%

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/03

J ralativamente grandes, que gráfico mostra partículas levam um tempo relatitanto a sua capacidade na direcção no plano x-y. As distribuições de canto superior esquerdo do gráfico em do alcançar a capacidade no plano x-y. Isto problema do bloqueio da cadeia anteriormente descrito.

As

São as teias que , rapidamente atingem no plano x-y. Estas são representativas distribuições ideais de tamanhos de do canto inferior esquerdo do gráfico, contêm tamanhos de partícula que mais i 90% da sua capacidade na direcção z e distribuições de tamanhos de partícula das distribuições específicas de particu1 as estreitas de materiais formadores de hidragel su perabsorvente usados na presente invenção.

As estruturas absorventes da presente inven ção são aquelas em que pelo menos uma porção, tem, típica mente, tempos (ou segundos, quando taxas) de absorção pedidas t?0 na diracinferiores ou iguais ά cerca de 500 a estrutura absorvente é ensaiada de cornos critérios adiantados na Análise Percentual de Absorde acordo excepto por o tamanho da a amostra

10,2 cm (4 κ 4, em vez de uma porção com 25

Preferivslrasnts, as estruturas absorventes

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

500 segundos, preferivelmente menores que ou iguais a cerca d® 400 segundos, ou igual damente mais preferivelmente inferiores ou iguais ,'e 300 segundos e mais preferivelmente i aproxima material superabsorvente usadas nas estruturas

For as estruturas absorventes com três

400, segundos) têm geralmente concentrações ds no Quadro 4 sob forma gráfica. Essa figura mostra claramsntE que a inclusão de pó inorgânico caso, AEROSIL 200 nos Exemplos 1-3) melhora ρ 1 an o derivado do uso ds tamanhos específicos ds· partículas d

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 )

material superabsorvente é incorporado num artigo absorvente em elevadas concentrações.

A presente invenção proporciona assim estruturas absorventes capazes de absorverem, distribuírem e armazenarem líquidos. Crê-se que os problemas encontrados em muitas estruturas absorventes anteriores são substancial mente reduzidas ou eliminados nas estruturas absorventes da presente invenção. As estruturas absorventes contêm quantidades reduzidas das partículas relativamente grandes de material superabsorvente que absorvem os líquidos de forma realtivamente lenta, bem como quantidades reduzidas de partículas realtivamente finas que têm tendência para bloquear a geleia a abrandar a transmissão dos líquidos no plano x-y. O pó inorgânico que ê misturado com as partículas de material superabsorvente aumenta ainda as taxas de processamento do líquido, particularmente quando elevadas concentrações de materiais superabsorventes são incorporadas na estrutura absorvente.

As estruturas absorventes da presente invenção são consideradas como tendo um desempenho melhorado de contenção <e, assim, reduzida tendência para verter) porque são capazes de processar rapidamente líquidos que são depositados sobre elas.

Embora tenham sido descritas e ilustradas formas particulares de realização, será óbvio para os técnicos que várias outras mudanças e modificações podem ser feitas sem afastamento do espirito e do âmbito da invenção. Pretende-se portanto cobrir, nas reivindicações juntas, todas essas modificações e mudanças que caem no âmbito da invenção.

Listoa, ₁₂ji_L1992

Mod. 71 -20.000 ex. - 90/08 )

»A5GO MARQUES LtfW

A§e>ie Chcial da Prcp-.Êdscl·:- Indusi^al

Q*rlório - Arc· aa Conceição, 3, l.*-UK3

Claims

-reivindicaçOes- lã. - Estrutura absorvente constituída por uma estrutura primária e uma pluralidade de partículas de material polimérico, formador d® hidrogel, praticamsnt® insolúvel na água na referida estrutura primária, sendo as referidas partículas de material polimérico formadas por melo ds métodos ds polimerização por solução, sendo a referida estrutura absorvente caracterizada por as referidas partículas serem de dimsnsães tais que pelo menos 80%,

Mod. 71 - 20.000 ex. -90/08 de preferência, pelo menos, cerca de 85%, de preferência, pelo menos, cerca de 90% e ainda de preferência, pelo menos, cerca de 95% das referidas partículas, em peso, passam através de uma peneira com uma rede 50 do Padrão U.S., com aberturas de 297 microns e são retidas numa peneira com rede 140 do Padrão U.S., com aberturas de 105 microns, quando tais partículas são ensaiadas de acordo com o Ensaio de Penei ração.

2ã. - Artigo absorvente constituído por uma folha superior permeável aos líquidos, uma folha inferior impermeável aos líquidos unido à referida um núcleo absorvente posicionado referidas folha

J uma estrutura primári

Cl cr uma pluralide materi al poli méri co na referida formador de hidrogel, absorvente, partículas de material polimérico formadas por métodos de polimerização por solução, sendo o referido artigo absorvente caracterizada por as referidas partículas serem dedimensães tais que pelo menos cerca de 85%, de preferência, pelo menos, cerca de 90%, de preferência, pelo menos cerca de 95% das referidas partículas, em peso, passam através de uma peneira com uma rede 50 do Padrão U.S. com aberturas de 297 microns e são retidas numa peneira com rede 120 do £ £

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

J padrão U.S. com aberturas de 125 microns, quando as referidas partículas são ensaiadas de acordo com o Ensaio de Penei ração.

3ã. - Artigo absorvente constituído por uma folha superior permeável aos líquidos, uma folha inferior impermeável aos líquidos unida á referida folha superior, um núcleo absorvente posicionada entre a referida falha superior e a referida folha inferior, sendo o referido núcleo absorvente constituído por uma estrutura primária e uma pluralidade de· partículas de material polimérico, na referida estrutura primária, formador de hidrogel, absot— vente, substancial mente insolúvel na água, sendo as referidas partículas de material polimérico Formadas por meio de métodos de polimerização por solução, sendo o referido artigo absorvente caracterizado por as referidas partículas serem de tais dimensões que pelo menos cerca de 85%, de preferência, pelo menos, cerca de 90%, de preferência, pelo menos, cerca de 95% das referidas partículas, em peso, passam através de uma peneira com rede 50 do Padrão U.S. com aberturas com Ξ97 microns e são detidas numa peneira de rede 100 do Padrão U.S. com aberturas de 149 microns, quando as referidas partículas são ensaiadas de acordo com o Ensaio de Penei ração.

4â„ - Estrutura absorvente de acordo com a reivindicação 1, ou artigo absorvente de acordo com as reivindicações 2 ou 3, caracterizado por as referidas partículas que, respectivamente, passam através ou são retidas pelas peneiras, estarem distribuídas numa concentração de entre cerca de 25% e cerca de 90%, de preferência entre cerca de 35% e cerca de 90% e ainda de preferência entre cerca de 50% e cerca de 90%, e ainda de preferência entre cerca de 70% e cerca de 90% em peso, em pelo menos uma porção de 25 centímetros quadrados da referida sstrutu ra absorvente, ou do referido núcleo absorvente dos ref e· ridos artigos absorventes, quando medida de acordo com a

Análise Percentual de Peso.

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 )

5=L - Estrutura absorvente ou artigo absof— vente de acordo com qual quer uma das rei vindicações anteriores, caracterisado por as referidas partículas que, respectivamente, passam através e são retidas nas referidas peneiras, serem misturas com um pó inorgânico para formarem uma composição de material em partículas e o rferido pó inorgânico ser seleccionado do grupo constituído por sílica, dióxido de sílica, dióxido de titânio, alumina ou argilas tais como caulino ou montmorilonite, ou quaisquer combinações dos materiais inorgânicos anteriormente indicados s ser de? preferência sílica amorfa.

feâ. - Estrutura absorvente ou artigo absorvente de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a referida estrutura primária compreender pelo menos parcialmente um material fibroso e o referido material polimérico ser ou (a) misturado com o referido material fibroso, ou (b) a referida estrutura primária compreender duas ou mais teias de material fibroso não tecido e as referidas partículas estarem dispostas entre ass referidas teias fibrosas não tecidas.

7ã. - Estrutura absorvente ou artigo absorvente ds acordo com qualquer uma das rei vindicações anteriores, caracterizado por as referidas estruturas absorventes respsctivas, ou os referidos núcleos absorventes dos referidos artigos absorventes, terem uma proporção geral em peso ds composição fibta/material polimérico de entre cerca de 95:5 e cerca de 2s98, ou de preferência entre cerca de 75:25 e cerca de 2:98.

Sã. - Estrutura absorvente ou artigo absorvente de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o referido material polimérico ser escolhido de entre o grupo constituído por: ácido poliacrílico parcialmente neutralizado, copolímeros de enxerto de amido-acrilonitrilo hidrolisado, copolímeos de enxerto de amido-acri1onitri1 o parcialmente hidrolisado, enxerto de amido-ácido acrílico parcialmente neutralizado, copolímeros de enxerto de ácido-amido-acrílico, copolímeros de enxerto de ácido-amido-acrílico parcialmente neutralizado, copolímeros de acetato de vinilo-éster acrílico sapanificado, acrilonitrilo hisrolisado ou copolímeros de acrilamida e produtos ligeiramente reticulados de qualquer dos copolímeros anteriormente indicados.

- Estrutura absorvente ou artigo absorvente edd acorda com a reivindicação 8, caracterizado par

10 ) pela menos algumas das referidas partículas de material polimérico serem reticuladas à superfície.

lOâ. - Artigo absorvente de acorda com as rei vi nd i cações
2 qu 3, caracterizado par cionalmente, pelo menos: (1) uma zona de armazenamento» rodeando a namento lateralmente, de forma zona de referida parei al, cempreender adiaquisição e uma zona de armazeo perímetro da

Mod. 71 - 20.000 ex. -90/08 de líquidos com pelo menos sição uma densidade média

J d forma a ficar em comunicação uma porção da área lateral da tendo a referida zona de aqui de armazenamento; (2) uma camada de aquisição absorvente justaposta ao núcleo absorvente; (3) uma camada de aquisição absorvente constituída, pelo menos, parcialmente, por fibras celulósicas quimicamente endurecidas justapostas ao núcleo absorvente; (4) uma camada coberta de pó essencialmente constituídas por material fibroso hidrófilo, posicionado subjacente ao núcleo (5) uma zona de menos parcialmente por fibras que o referida núcleo absorven te tem uma face virada para o corpo e uma face virada para _Q vestuário e a referida zona de aquisição no referido lado virada para o corpo do referida núcleo absorvente.