BRPI0513820B1

BRPI0513820B1 - Process for producing absorbent core structures

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Publication number: BRPI0513820B1
Application number: BRPI0513820-5A
Authority: BR
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2017-09-19
Also published as: ES2351793T3; WO2006015138A1; MX2007001002A; JP4995082B2; EP1621166B1; BRPI0513820A; PL1621166T5; US7744713B2; US20060021695A1; AU2005269401B2; ZA200700388B; CN101018521B; KR20070029270A; EP2286776B1; PL1621166T3; BRPI0513820B8; CA2575467C; CA2575467A1; AR050687A1; JP2008507384A

Description

"PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE ESTRUTURAS DE NÚCLEO ABSORVENTE” CAMPO DA IHVENÇÃO

[0001] A presente invenção é um processo para formação de uma estrutura em sanduíche tendo um padrão de material particulado envolto entre um material carreador e um material de cobertura. Em uma modalidade especifica, o material particulado é um material superabsorvente, e a estrutura em sanduíche é uma estrutura absorvente de líquidos, para uso em produtos absorventes descartáveis .

FUMDAMEMTOS

[0002] As estruturas compósitas compreendendo material particulado em um padrão especifico são bem conhecidas na técnica; vide, por exemplo, EP-A-1.447Q66 (Busam et al.; P&G) , que apresenta um núcleo absorvente para um artigo absorvente, o qual tem um material absorvente particulado que se imobiliza quando molhado. O núcleo absorvente compreende uma camada de substrato com um material absorvente, como um material polimérico absorvente.

[0003] Em U.S 4 381 783 (Elias) é apresentado um artigo absorvente com um núcleo compreendendo bolsos de material hidrocolóide absorvente. Esses bolsos se destinam a confinar o movimento do material polimérico absorvente, em particular quando o artigo está total ou parcialmente carregado de urina. Os bolsos fazem parte de uma camada absorvente e são, tipicamente, formados a partir de material celulósico. Consequentemente, para obter-se uma boa imobilizaçâo do material polimérico absorvente de acordo com os ensinamentos dessa patente, é necessária uma quantidade relativamente alta de material celulósico. Além disso, o posicionamento desses bolsos pode prejudicar a livre distribuição de líquidos para as áreas mais absorventes do núcleo como, por exemplo, as áreas de materiais poliméricos absorventes.

[0004] Conseqüentemente, são bem conhecidos, também, os processos para produzir um artigo absorvente tendo uma distribuição não-homogênea de materiais absorventes, como material polimérico absorvente particulado, freqüentemente denominados "material absorvente formador de gel" ou "superabsorvente". Em WO 03/101622A2 (Tombült et al., P&G), é apresentado um processo de pulsação para criar uma distribuição descontínua de particulados, e uma estrutura similar pode ser produzida, de acordo com U.S 5213817 (Pelley; McNeill PPC).

[0005] Processos destinados a depositar um padrão de material absorvente particulado sobre uma manta são descritos em U.S 4800102 (Takada; Nordson), mediante o emprego de uma máscara rotativa, ou em WO 92/019198A (Perneborn / Mplnlycke) mostrando uma máscara que se move linearmente. Em FR-A-2583377 (Piron; Colgate Palmolive) é apresentado um tambor de medição para dentro do qual é alimentado um pó absorvente vindo de um depósito alimentador, para a criação de um padrão descontínuo sobre um carreador em uma esteira transportadora. O tambor é operado em um movimento gradual.

[0006] Em US-5494622 (Heath et al.; K-C), o objetivo é a produção de bolsos de partículas em um padrão desejado, sobre uma manta movendo-se em alta velocidade. Uma câmara de padrão é suprida com partículas de material de alta absorvência, sendo uma manta permeável a gases transportada através da mesma, sobre uma superfície que tem um padrão de aberturas através das quais um vácuo é criado por sucção, de modo a fazer com que as partículas se depositem sobre a manta no padrão das aberturas presentes na superfície. A manta carregando as partículas é coberta por uma camada de material permeável a líquidos, ou a tensão aplicada à manta permeável é submetida a variações, para variar a porosidade da dita manta. As partículas são mantidas na manta no padrão desejado de bolsos, enquanto as partículas em excesso presentes entre os bolsos são removidas. Os bolsos, assim formados, geram "ilhas", isto é, estão completamente circundados por regiões consolidadas.

[0007] Embora esses documentos descrevam diversas abordagens à deposição de material particulado sobre uma superfície ou um substrato em movimento, ainda existe uma necessidade por um método para produção de sanduíches de particulados conformados, com padrões bem definidos e altas velocidades de produção.

SUMÁRIO

[0008] A presente invenção refere-se a um processo de criação de uma estrutura em sanduíche compreendendo material particulado disposto entre materiais de manta, em um padrão bem definido.

[0009] O método compreende a etapa de obter um material carreador essencialmente plano e um material de cobertura essencialmente plano para formar as camadas externas do sanduíche, que pode ser unitário para a formação de ambas as camadas externas do sanduíche ou pode consistir em materiais diferentes para a formação das camadas externas do sanduíche. Outras etapas proporcionam um meio de suporte, essencialmente, sem fim para o material carreador, tendo um padrão de suporte e um meio para preensão do material carreador. O material carreador é posicionado sobre o meio de suporte a uma velocidade do carreador, em relação a uma armação fixa, na qual o meio carreador entra em contato com o padrão de suporte em sua superfície de suporte, e na qual a velocidade relativa entre o material carreador e a superfície de contato do meio para suporte do carreador é essencialmente igual a zero. Um material particulado é obtido e pré-medido. 0 material de cobertura e o material carreador são combinados e fixados por um meio de fixação, com o material particulado posicionado entre os mesmos. 0 material carreador é suportado somente na região do padrão de suporte do meio de suporte e é deformado por um meio de preensão do carreador, de modo que as indentações são formadas nas regiões não-suportadas. 0 material particulado é transferido para o material carreador e para dentro das indentações, formando assim um padrão primário de material particulado.

[00010] Em realizações preferenciais, o material carreador é um material não-tecido, de preferência do tipo SMS ou SMMS, e pode ter uma extensibilidade em DT e uma extensibilidade em DM de mais de 20 %, de preferência mais de 100 %, porém, não mais de 200 %. A razão entre a extensibilidade em DM e a extensibilidade em DT é, sob uma determinada carga, não mais que entre um ou dois. Além disso, o material de cobertura pode ser um material não-tecido, opcionalmente sendo o mesmo material que o material carreador.

[00011] O material particulado pode ser um material a granel, de preferência um superabsorvente, com mais preferência um material de poliacrilato parcialmente reticulado.

[00012] Em uma realização preferencial, o meio para suporte do carreador é um tambor giratório, de preferência tendo uma carcaça cilíndrica externa. É preferencial, ainda, que o meio de preensão do carreador seja uma sucção de ar por vácuo.

[00013] O padrão do suporte do carreador pode compreender pinos de suporte, os quais podem estar a uma distância de mais que 5 mm e de não mais que 30 mm de cada pino de suporte vizinho. Os pinos de suporte têm, de preferência, uma superfície que se estende para fora de pelo menos 0,8 mm2, de preferência pelo menos 4 mm2, porém, não mais de 170 mm2 e, de preferência, não mais de 80 mm2.

[00014] Os meios para fixação do sanduíche são, de preferência, consolidação térmica ou consolidação por colagem, com mais preferência um adesivo aplicado por aspersão. A região de consolidação é de ao menos 2 %, de preferência ao menos 7 %, porém com mais preferência não mais de 50 % da área do padrão. De preferência, a região de consolidação não compreende essencialmente nenhum material particulado, conforme avaliado pelo método para determinação da ausência de partículas na área de união.

[00015] O meio de preensão do carreador estende o dito material carreador, de modo que o mesmo se deforme em relação ao estado plano original, formando uma indentação. De preferência, as indentações têm um volume de mais de 30 mm3, de preferência mais de 100 mm3, porém menos que cerca de 1.000 mm3. De preferência, o material particulado preenche mais de 5 % e, de preferência, não mais de 150 % do volume das indentações.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[00016] A Figura 1 é uma vista em planta superior de uma fralda descartável, com as camadas superiores parcialmente recortadas.

[00017] A Figura 2 mostra uma vista em seção transversal da fralda descartável da Figura 1.

[00018] A Figura 3A mostra uma vista superior de uma estrutura de núcleo absorvente em sanduíche.

[00019] A Figura 3B é uma vista em seção transversal do padrão de sanduíche da Figura 3A.

[00020] A Figura 4A é um diagrama de processo esquemático para formação de uma estrutura em sanduíche.

[00021] A Figura 4B é uma vista em corte esquemática ampliada de uma parte do equipamento para o processo, conforme mostrado na Figura 4A.

[00022] A Figura 5A é uma apresentação em perspectiva esquemática da carcaça de um meio para suporte do carreador.

[00023] A Figura 5B é um vista esquemática em seção transversal da carcaça da Figura 5A.

[00024] A Figura 5C é uma vista superior esquemática de uma parte da carcaça das Figuras 5A e B.

[00025] As Figuras 6A, C, E e G mostram diversas modalidades de um meio para suporte do carreador, e as Figuras 6B, D, F e H mostram as vistas em seção transversal correspondentes.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00026] A presente invenção tem por objetivo a produção de uma estrutura em sanduíche conformada, que contém material particulado disposto entre um material carreador em quantidade e padrão bem definidos. Essas estruturas são particularmente úteis para artigos absorventes descartáveis. Os requisitos para esses artigos variam muito quanto à absorvência desejada, dependendo do uso pretendido.

[00027] Para uso na presente invenção, as expressões abaixo têm os seguintes significados: [00028] "Artigo absorvente" refere-se aos dispositivos que absorvem e retêm líquidos e, de forma mais específica, refere-se aos dispositivos que são colocados em contato com ou próximos do corpo do usuário para absorver e reter os diversos exsudatos liberados pelo corpo. Os artigos absorventes incluem, mas não se limitam a, fraldas, cuecas para incontinência em adultos, "training pants" (roupa íntima infantil com um forro grosso especial entre as pernas usada na fase de treinamento de uso do vaso sanitário) , suportes e forros para fraldas, absorventes higiênicos e similares.

[00029] O termo "fralda" refere-se a um artigo absorvente geralmente usado por bebês e por pessoas com incontinência, na parte inferior do torso.

[00030] O termo "descartável" é aqui usado para descrever artigos que, geralmente, não se destinam a ser lavados nem recuperados ou reutilizados (isto é, devem ser descartados após um único uso e, de preferência, ser reciclados, compostados ou então descartados de maneira ambientalmente compatível).

[00031] Os termos "compreendem", "compreendendo" e "que compreende" são termos abertos que especificam a presença do item que se segue, por exemplo, um componente, mas não são obstáculos à presença de outros recursos, elementos, etapas ou componentes conhecidos no estado da técnica ou apresentados na presente invenção.

[00032] O termo "material de manta" refere-se a um material essencialmente sem fim em uma direção, isto é, a extensão longitudinal, o comprimento ou a direção "x" em coordenadas cartesianas em relação ao material de manta. Está incluída neste termo uma seqüência essencialmente ilimitada de pedaços cortados ou, de outro modo, separados de um material essencialmente sem fim. Freqüentemente, embora não necessariamente, os materiais de manta terão uma dimensão da espessura (isto é, a direção "z") que é significativamente menor que a extensão longitudinal (isto é, a direção "x"). Tipicamente, a largura dos materiais de manta (a direção "y") será significativamente maior que a espessura, porém menor que o comprimento. Freqüentemente, embora não necessariamente, a espessura e a largura desses materiais são essencialmente constantes ao longo do comprimento da manta. Sem qualquer limitação, esses materiais de manta podem ser materiais de fibra celulósica, papéis sanitários, materiais tecidos ou não-tecidos e similares. Tipicamente, embora não necessariamente, os materiais de manta são supridos sob a forma de rolo, ou em bobinas, ou em um estado dobrado dentro de caixas . Os lotes individuais podem, então, ser misturados uns aos outros para formar a estrutura essencialmente sem fim. Um material de manta pode ser composto de vários materiais de manta, como não-tecido multicamadas, papéis sanitários revestidos e laminados de não-tecidos/películas. Os materiais de manta podem compreender outros materiais, como materiais de ligação adicionais, partículas, agentes hidrofilizantes e similares.

[00033] Os termos "superabsorvente", "material superabsorvente" ou "MSA", "material absorvente formador de gel" ou "MGA", e "material polimérico absorvente" são usados na presente invenção de modo intercambiável, e se referem a materiais poliméricos parcialmente reticulados, que podem absorver água enquanto estão se expandindo para formar um gel.

[00034] Todas as patentes e todos os pedidos de patente (inclusive quaisquer patentes concedidas a partir destes) atribuídos à Procter & Gamble Company e mencionados neste documento estão aqui incorporadas, a título de referência, naquilo em que forem com ele consistentes.

[00035] Um exemplo de estrutura absorvente é representado nas Figuras 1 e 2 . A Figura 1 é uma vista em planta de uma fralda 2 0 como uma modalidade preferencial de um artigo absorvente de acordo com a presente invenção. A fralda é mostrada em seu estado plano, não-contraído (isto é, sem contração induzida por elástico). Porções da estrutura estão recortadas para mostrar mais claramente a estrutura subjacente da fralda 20. A porção da fralda 20 que entra em contato com o usuário está voltada para o observador. O chassi 22 da fralda 20, na Figura 1, compreende o corpo principal da fralda 20. O chassi 22 compreende um revestimento externo, incluindo uma camada superior permeável a líquidos 24 e/ou uma camada inferior impermeável a líquidos 26. O chassi pode incluir uma porção de um núcleo absorvente 28 disposto entre a camada superior 24 e a camada inferior 26. O chassi pode, também, incluir todo ou quase todo o núcleo absorvente 28 disposto entre a camada superior 24 e a camada inferior 26. 0 chassi inclui ainda, de preferência, painéis laterais 30, braçadeiras elásticas para as pernas 32 e detalhe elástico da cintura 34, sendo que cada uma das braçadeiras para as pernas 32 e o detalhe elástico da cintura compreendem, tipicamente, elementos elásticos 33. Uma porção de extremidade 36 da fralda 20 é configurada como uma primeira região da cintura da dita fralda 20. A porção de extremidade oposta 38 é configurada como uma segunda região da cintura da fralda 20. Uma porção intermediária 37 da fralda 20 é configurada como uma região do gancho, que se estende longitudinalmente entre a primeira e a segunda regiões da cintura 36 e 38. As regiões da cintura 36 e 38 podem ter elementos elásticos que circundam a cintura do usuário, conferindo melhor ajuste e melhor contenção (detalhe elástico da cintura 34). A região do gancho 37 é a porção da fralda 2 0 que, durante o uso, fica geralmente posicionada entre as pernas do usuário. A fralda 20 é representada com seu eixo longitudinal 100 e seu eixo transversal 110. A periferia da fralda 20 é definida pelas bordas externas da mesma, em que as bordas longitudinais 44 se estendem com orientação genericamente paralela ao eixo longitudinal 100 da fralda 20, e as bordas de extremidade 46 se estendem entre as bordas longitudinais 44 com orientação genericamente paralela ao eixo transversal 110 da fralda 20. O chassi compreende, também, um sistema de fixação que pode incluir ao menos um membro de fixação 40 e ao menos uma zona de contato 42.

[00036] Para artigos absorventes unitários, o chassi 22 constitui a estrutura principal da fralda, com outros recursos adicionados para formar a estrutura composta da fralda. Embora a camada superior 24, a camada inferior 26 e o núcleo absorvente 28 possam ser montados em diversas configurações bem conhecidas, as configurações preferenciais da fralda são descritas de modo geral nas Patentes U.S. N° 5.554.145 intitulada "Absorbent Article With Multiple Zone Structural Elastic-Like Film Web Extensible Waist Feature", concedida a Roe et al. em 10 de setembro de 1996, U.S. N° 5.569.234 intitulada "Disposable Pull-On Pant", concedida a Buell et al. em 29 de outubro de 1996, e U.S. N° 6.004.306 intitulada "Absorbent Article With Multi-Directional Extensible Side Paneis", concedida a Robles et al. em 21 de dezembro de 1999.

[00037] A camada superior 24 nas Figuras 1 e 2 pode ser total ou parcialmente elástica, ou pode ter seu tamanho reduzido para proporcionar um espaço vazio entre a camada superior 24 e o núcleo absorvente 28. As estruturas exemplares incluindo camadas superiores elásticas ou franzidas são descritas com mais detalhes na Patente U.S. N° 5.037.416, intitulada "Disposable Absorbent Article Having Elastically Extensible Topsheet" e concedida a Allen et al. em 6 de agosto de 1991, e na Patente U.S. N° 5.269.775, intitulada "Trisection Topsheets for Disposable Absorbent Articles and Disposable Absorbent Articles Having Such Trisection Topsheets" e concedida a Freeland et al. em 14 de dezembro de 1993.

[00038] O núcleo absorvente 28, na Figura 1, fica geralmente disposto entre a camada superior 24 e a camada inferior 26. Em adição à estrutura absorvente em sanduíche, conforme descrito mais adiante neste documento, o núcleo absorvente 28 pode compreender qualquer material absorvente que seja genericamente compressível, moldável, não-irritante à pele do usuário e capaz de absorver e reter líquidos como urina e certos outros exsudatos corpóreos. 0 núcleo absorvente 28 pode incluir uma ampla variedade de materiais absorventes comumente utilizados em fraldas descartáveis e em outros artigos absorventes, como polpa de madeira triturada, geralmente denominada "feltro aerado" (airfelt). Alguns exemplos de outros materiais absorventes adequados incluem chumaços encrespados de celulose, polímeros produzidos via sopro (melt blown), inclusive coforma, fibras celulósicas quimicamente endurecidas, modificadas ou reticuladas, papel sanitário, inclusive envoltórios e laminados, espumas absorventes, esponjas absorventes, polímeros superabsorventes, materiais de gel absorvente ou qualquer outro material absorvente conhecido, bem como combinações desses materiais. 0 núcleo absorvente 28 pode compreender uma região de armazenamento de líquidos 60 e outros elementos para manuseio de líquidos 50, como camadas de captura 52 e/ou camadas de distribuição 54. O núcleo absorvente 28 pode conter, ainda, pequenas quantidades (tipicamente menos que 10 %) de materiais incapazes de absorver líquidos, como adesivos, ceras, óleos e similares.

[00039] Exemplos de estruturas absorventes para uso como conjuntos absorventes são descritos nas patentes U.S. N° 4.610.678 (Weisman et al.), U.S. N° 4.834.735 (Alemany et al.), U.S. N° 4.888.231 (Angstadt), U.S. N° 5.260.345 (DesMarais et al.), U.S. N° 5.387.207 (Dyer et al.), U.S. N° 5.397.316 (LaVon etal.) eU.S. N° 5.625.222 (DesMarais et al.) .

[00040] A camada inferior 26 pode estar unida à camada superior 24. A camada inferior 26 evita que os exsudatos absorvidos pelo núcleo absorvente 28 e confinados no interior do artigo 20 venham a sujar outros artigos externos que possam entrar em contato com a fralda 20, como lençóis de cama e roupas intimas. Em modalidades preferenciais, a camada inferior 26 é impermeável a líquidos (por exemplo, urina) e inclui um laminado de não-tecido e uma película plástica fina, como uma película termoplástica, com espessura de cerca de 0, 012 mm a cerca de 0, 051 mm. As películas adequadas para a camada inferior incluem aquelas produzidas pela Tredegar Industries Inc., de Terre Haute, IN, EUA, e vendidas sob os nomes comerciais X15306, X10962 e X10964. Outros materiais de camada inferior adequados podem incluir materiais respiráveis, que permitem o escape de vapores da fralda 20, ao mesmo tempo em que ainda impedem que os exsudatos passem através da camada inferior 26. Exemplos de materiais respiráveis podem incluir materiais como mantas de tecido e mantas de não-tecido, materiais compósitos como mantas de não-tecido revestidas com película, e películas microporosas como aquelas produzidas pela Mitsui Toatsu Co., do Japão, sob a designação ESPOIR NO, e pela EXXON Chemical Co., de Bay City, TX, EUA, sob a designação EXXAIRE. Materiais compósitos respiráveis adequados contendo misturas de polímeros estão disponíveis junto à Clopay Corporation, Cincinnati, OH, EUA, sob o nome HYTREL blend P18-3097. Esses materiais compósitos respiráveis são descritos com mais detalhes no Pedido PCT N° WO 95/16746, publicado em 22 de junho de 1995, sob o nome de E. I. DuPont. Outras camadas inferiores respiráveis incluindo mantas de não-tecido e películas formadas dotadas de aberturas são descritas na patente U.S. N° 5.571.096, concedida a Dobrin et al. em 5 de novembro de 1996.

[00041] A fralda 20 pode, também, incluir outros recursos, conforme é conhecido na técnica, inclusive painéis em asa anteriores e posteriores, arremates na cintura, elásticos e similares, de modo a proporcionar melhores características de ajuste, confinamento e estética. Esses recursos adicionais são bem conhecidos na técnica, e são descritos, por exemplo, nas patentes U.S. N° 3.860.003 e U.S. N° 5.151.092.

[00042] Para manter a fralda 20 posicionada em redor do usuário, de preferência ao menos uma porção da primeira região da cintura 36 está ligada, pelo membro de fixação 42, a ao menos uma porção da segunda região da cintura 38, de preferência para formar aberturas para as pernas e uma cintura do artigo. Quando fechado, o sistema de fixação mantém uma carga de tração em redor da cintura do artigo. 0 sistema de fixação é projetado de modo a permitir que o usuário do artigo segure um elemento do sistema de fixação, como o membro de fixação 42, e conecte a primeira região da cintura 36 à segunda região da cintura 38 em ao menos dois pontos. Isto se obtém por meio da manipulação das intensidades de ligação entre os elementos do dispositivo de fixação. As fraldas 20 de acordo com a presente invenção podem ser dotadas de um sistema de fixação refechável ou podem ser, alternativamente, fornecidas sob a forma de fraldas do tipo calça higiênica.

[00043] As modalidades de estruturas absorventes, de acordo com a presente invenção, compreendem uma estrutura laminada, geralmente também mencionada como uma estrutura em "sanduíche".

[00044] Isto se refere a um desenho com duas camadas externas essencialmente planas, que são materiais de manta ou pedaços cortados desses materiais de manta, como podem ser materiais de manta para núcleo, como papéis sanitários, materiais tecidos ou não-tecidos feitos de materiais poliméricos hidrofilizados e similares.

[00045] Um material preferencial é o chamado material SMS, que consiste em uma camada em spunbond (não-tecido de fiação contínua), uma camada em meltblown (não-tecido produzido por extrusão em blocos com passagem de ar quente em alta velocidade), e uma outra camada em spunbond. São altamente preferenciais os não-tecidos permanentemente hidrofílicos e, em particular, os não-tecidos com revestimentos permanentemente hidrofílicos. Um material preferencial alternativo consiste em uma estrutura SMMS (spunbond, meltblown, meltblown, spunbond).

[00046] A camada superior 56 e a camada inferior 58 podem ser obtidas de duas ou mais camadas separadas de materiais ou podem ser, alternativamente, obtidas de uma folha unitária de material. Esta folha unitária de material pode ser enrolada em redor da camada de armazenamento 60 como, por exemplo, em uma dobra em C.

[00047] Os materiais não-tecidos preferenciais são obtidos de fibras sintéticas, como PE, PET e, com a máxima preferência, PP. Como os polímeros usados para a produção de não-tecidos são inerentemente hidrofóbicos, estes são, de preferência, tratados com revestimentos hidrofílicos. Um modo preferencial de produzir não-tecidos com revestimentos permanentemente hidrofilicos é a aplicação de um monômero hidrofilico e de um iniciador de polimerização de radical sobre o não-tecido e a realização de uma polimerização ativada via luz UV, resultando em um monômero quimicamente ligado à superfície do não-tecido, conforme descrito no pedido co-pendente de Patente Européia EP-A-1403419 [00048] A camada de armazenamento 60 está posicionada entre as duas camadas de material de manta e compreende um material particulado, especificamente os materiais superabsorventes acima mencionados. Tipicamente, estes consistem em grânulos de formato irregular ou esférico, que podem se expandir ao contato com líquidos, como urina. Embora esse material possa estar em diversos formatos, como grânulos, esferas, flocos ou fibras, o mesmo freqüentemente consistirá em partículas com formato irregular, tendo um tamanho médio de partícula de 10 pm a 1.000 pm, de preferência com menos que 5 %, em peso, tendo um tamanho de partícula de 5 pm, e de preferência com menos que 5 %, em peso, tendo um tamanho de partícula superior a 1.200 pm.

[00049] Descobriu-se ser benéfico o uso de um material polimérico absorvente particulado para os núcleos absorventes produzidos na presente invenção. Sem se ater à teoria, acredita-se que esse material, mesmo em seu estado expandido, isto é, quando líquidos já foram absorvidos, não obstrui substancialmente o fluxo de líquidos através do material, especialmente quando a permeabilidade, conforme expressa pela condutividade para fluxo de solução salina do material polimérico absorvente, é superior a 10, 20, 30 ou 40 unidades SFC, sendo que 1 unidade SFC equivale a 1 x 10 "7 (cm3 x s)/q. A condutividade para fluxo de solução salina é um parâmetro bem reconhecido na técnica, que precisa ser medida de acordo com o teste apresentado em EP 752 892 B (Goldman et al} P&G).

[00050] Ao empregar essas estruturas em sanduíche, há um certo número de requisitos parcialmente contraditórios, que essas estruturas precisam satisfazer para apresentar um desempenho aceitável.

[00051] Portanto, o material particulado é, de preferência, imobilizado. Isso refere-se a manter a disposição dessas partículas na estrutura, tanto durante a produção como durante o uso. Em artigos modernos, os requisitos de absorvência em diferentes partes do artigo podem ser muito diferentes, de modo que, por exemplo, mais absorvência e, conseqüentemente, mais material absorvente podem ser necessários nas proximidades do ponto de carga do que mais distante do mesmo. Uma vez que os critérios de projeto do produto tenham definido o perfil de distribuição da absorvência, este precisa ser produzido e mantido durante todo o ciclo do artigo e, em particular, durante o uso.

[00052] Além disso, o material particulado precisa estar habilitado a expandir-se de maneira irrestrita. Mesmo os materiais absorventes modernos, como anteriormente descritos neste documento, exibem propriedades de absorvência que dependem até um certo ponto da pressão exercida sobre os mesmos. Essa pode ser uma pressão de uso regular, como quando o bebê, como usuário, senta-se sobre o artigo. No entanto, esse tipo de pressão pode ser criado, em estruturas em sanduíche, quando, por exemplo, as camadas externas de material de manta 56 e 58 estão firmemente unidas uma à outra, de um modo que não permite expansão, reduzindo assim as propriedades de absorvência da estrutura.

[00053] Um outro requisito importante refere-se à distribuição de líquido por toda a estrutura, tanto longitudinalmente (no sentido longitudinal ou na direção "x") como lateralmente (no sentido transversal ou na direção "y") , e também ao longo da espessura ou calibre (ou na direção "z") da estrutura.

[00054] Conforme discutido na seção Fundamentos da Invenção, é conhecida a técnica de dispor partículas em um laminado absorvente ou estrutura em sanduíche, com o material absorvente particulado sendo disposto em padrões específicos. A presente invenção tem por objetivo a produção de um padrão específico sob condições favoráveis de produção.

[00055] Descobriu-se que, especificamente, para estruturas em sanduíche destinadas a propósitos de manuseio de líquidos, como para o uso em estruturas absorventes, podem ser obtidas vantagens em termos de propriedades de manuseio de líquidos quando a estrutura é projetada de modo tal que um agrupamento de material particulado não esteja completamente separado de um agrupamento vizinho por uma linha ou região de consolidação. Uma estrutura exemplar é exibida na Figura 3, mostrando uma estrutura em sanduíche 300 compreendendo um material particulado 310 disposto entre um material carreador 320 e um material de cobertura 330. Além disso, são representados os agrupamentos de partículas 350, bem como as regiões de ponto de união 360 e as regiões de canal 370 entre agrupamentos vizinhos.

[00056] Foi descoberto, também, que é particularmente benéfico que entre agrupamentos adjacentes há uma zona de consolidação, que é essencialmente isenta de quaisquer partículas, permitindo assim uma boa ligação entre as camadas de suporte, seja mediante colagem ou outros meios.

[00057] Ainda assim, a estrutura precisa permitir uma boa imobilização das partículas absorventes, em particular quando as mesmas estão molhadas. Especificamente, as estruturas absorventes ou o artigo absorvente compreendendo essas estruturas, precisam apresentar um resultado de mais de 50 %, de preferência mais de 60 %, com mais preferência ainda mais de 80 % e, com a máxima preferência, mais de 90 %, quando submetidos ao Teste de Imobilização a Úmido, conforme descrito em EP1447066 (Busam et al.; P&G).

[00058] Um padrão de material particulado é considerado como compreendendo uma pluralidade de agrupamentos de partículas 350, cada qual compreendendo uma pluralidade de partículas 310.

[00059] Esse agrupamento de partículas (consultar a Figura 3) pode compreender tão poucas quanto cerca de 10 partículas, mas pode, também, conter até algumas centenas ou mesmo alguns milhares de partículas. As partículas podem estar dispostas essencialmente em uma estrutura em sanduíche "de camada única" ou em estruturas multicamada de espessura essencialmente constante ou, ainda, com espessura variável. Essa espessura pode ser expressa em termos de número de camadas de partícula sobrepostas ou por um peso base local ou médio, referindo-se ao peso das partículas para uma determinada unidade de área. 0 versado na técnica compreenderá prontamente que mesmo um peso base "local" necessitará um certo cálculo de médias. No entanto, quando o peso base em uma determinada região é propositadamente inconstante nessa região, como pode ocorrer com um aumento em direção ao centro da dita região, no caso de um monte ou uma pilha de material granular, a distribuição do peso base pode ser aproximada por uma curva suavizada, quando seguida de uma vista em seção transversal através da dita pilha. Alternativamente, o peso base de uma região pode ser projetado de modo a ser constante por toda a região, de modo que um peso base médio para essa região possa ser determinado, opcionalmente junto com uma certa variabilidade do mesmo. 0 peso base das regiões vizinhas pode ser o mesmo, mas não necessita ser assim. Os pesos base típicos, conforme uma média calculada para um agrupamento de partículas situam-se na faixa de 10 g/m2 ou menos até 500 g/m2, ou mesmo 1.000 g/ m2. Os pesos base típicos conforme uma média calculada para um padrão (isto é, incluindo tanto os agrupamentos de partículas como as regiões entre os ditos agrupamentos, que podem ser essencialmente isentas de partículas) situam-se na faixa de 1 g/m2 a mais de 400 g/m2, ou mesmo mais de 800 g/m2.

[00060] Um agrupamento 350 pode ter diversos formatos, como oval ou elíptico, ou pode ter um formato irregular. Em uma modalidade preferencial, esses agrupamentos são essencialmente circulares. Um agrupamento pode ter um diâmetro 353 maior que 2 mm, de preferência maior que 4 mm, porém, menor que 20 mm e, de preferência, menor que 8 mm. A distância 355 entre dois agrupamentos vizinhos em um padrão 380 pode ser maior que 2 mm, de preferência maior que 5 mm, porém, menor que 30 mm, de preferência, menor que 15 mm e, com mais preferência ainda, menor que 7 mm.

[00061] Uma pluralidade de agrupamentos está formando um padrão primário em que os mesmos estão espaçados entre si, em qualquer modo geométrico. Esse tipo de padrão pode compreender tão poucos quanto dois agrupamentos, mas tipicamente compreenderá mais de dez agrupamentos. Freqüentemente, compreenderá menos que 1.000 agrupamentos. Qualquer pluralidade de agrupamentos pode formar sub-padrões regulares ou irregulares do padrão primário. Os agrupamentos podem ser regiões distintas ou desconectadas, de modo que cada uma destas regiões esteja essencialmente circundada por uma região que é essencialmente isenta de partículas. Estas regiões isentas de partículas não precisam ser idênticas às regiões de consolidação.

[00062] Tipicamente, as partículas estão dispostas de modo a estar em contato direto umas com as outras, isto é, cada partícula estará em contato com ao menos uma outra partícula. Pode também ser o caso, no entanto, que não haja contato entre as mesmas. Nesses casos, no entanto, a distância entre as partículas vizinhas dentro de um agrupamento será geralmente menor que a distância entre agrupamentos de partículas vizinhos dentro do padrão primário ou do sub-padrão.

[00063] Embora os padrões sejam formados em uma disposição essencialmente contínua, haverá uma determinada repetição do padrão, que permitirá que o mesmo padrão se repita em artigos subseqüentes. Portanto, o termo "macro-padrão" refere-se a esse tipo de padrão repetitivo, cada um dos quais pode formar um elemento desse artigo.

[00064] Qualquer dessas regiões distintas pode estar disposta em um macropadrão, como aquele formado por ao menos duas regiões distintas formando um padrão repetitivo com regiões contínuas variáveis, e geralmente maiores, entre as mesmas.

[00065] Um padrão pode ser descrito por um eixo característico, como aquele indicado pelo eixo 383 na Figura 3. De preferência, esse eixo está angularmente deslocado em relação ao eixo longitudinal 100 da fralda 20 ou do núcleo absorvente, respectivamente.

[00066] As regiões de consolidação 360 entre os agrupamentos são, de preferência, regiões distintas em vez de regiões continuas, o que podería impedir a formação de regiões de canal 370 entre os agrupamentos. Os pontos de união podem ter formatos e dimensões variados. Em uma modalidade preferencial, as regiões de consolidação 360 têm um formato circular de diâmetro 363 não inferior a cerca de 1 mm, de preferência não inferior a 2 mm, ou mesmo não inferior a cerca de 5 mm. Além disso, o diâmetro da região do ponto de união é, de preferência, menor que cerca de 20 mm, de preferência menor que cerca de 10 mm. A distância 365 entre pontos de união adjacentes é principalmente definida pelo padrão de agrupamentos, podendo ser não inferior a cerca de 5 mm, de preferência não inferior a cerca de 10 mm, porém, menor que cerca de 20 mm, de preferência menor que cerca de 15 mm.

[00067] Um padrão pode ser unitário ou pode consistir em sub-padrões, cada um dos quais pode ter diferentes dimensões ou distâncias, respectivamente. A transição entre sub-padrões pode, também, ser gradual. Um padrão precisa ser repetivel para estruturas absorventes subseqüentes destinadas a, por exemplo, uma fralda.

[00068] Em adição às regiões de consolidação 360, pode haver uma consolidação periférica 387, de modo a lacrar a estrutura em sanduíche nas bordas longitudinais ou de extremidade.

Processo para produção de estruturas em sanduíche conformadas [00069] Em um aspecto específico, a presente invenção refere-se a um método para a produção de uma estrutura em sanduíche, tendo um padrão de material particulado envolto em um material carreador.

[00070] Esse processo precisa permitir uma produção muito precisa e repetivel do padrão, a velocidades de produção altas ou muito altas, isto é, de preferência a velocidade geral de produção não limita as etapas no processo geral de produção, que pode ser de até 0,5 m/s, mas freqüentemente é de 10 m/s ou mesmo mais alta. Além disso, o processo precisa permitir projetos de equipamento robustos e de baixo custo.

[00071] Portanto, a presente invenção refere-se a uma deposição de material particulado em um padrão predeterminado, realizada de maneira essencialmente contínua sobre uma superfície que se move a uma velocidade de superfície predefinida. O padrão consiste, geralmente, de regiões compreendendo material particulado e regiões essencialmente isentas de material particulado.

[00072] Uma representação esquemática do processo pode ser vista na Figura 4, mostrando um suprimento de material particulado 410, suprimentos 420 e 430 de material carreador 320 e de material de cobertura 330, respectivamente, um meio para suporte do carreador 470, e o elemento opcional de um dispositivo para transferência de partículas 440. É mostrada, também, a estrutura em sanduíche 300 resultante com o material particulado 310 entre o material carreador 320 e o material de cobertura 330.

[00073] O material particulado é geralmente alimentado ao processo a partir de um sistema de armazenamento de partículas e, geralmente, será fornecido em um formato a granel. O formato a granel refere-se ao fato de que um grande número de partículas pode ser descrito pelas propriedades e parâmetros referentes a uma partícula individual, como composição, tamanho, formato, densidade da partícula e assim por diante, mas também propriedades e parâmetros referentes a um grande número dessas partículas, como densidade aparente, distribuição de tamanho de partícula ou propriedades de fluxo de volume.

[00074] O material particulado é depositado sobre uma superfície em movimento de um material de manta. Desse modo, o processo pode ser descrito, exemplarmente, como posicionamento de partículas a partir de um sistema de armazenamento a granel, em um padrão regular, sobre um material de manta.

[00075] Esses processos requerem não somente um posicionamento adequado do material particulado, mas precisam ser compatíveis com velocidades de "conversão" altas ou mesmo muito altas que correspondem, no atual contexto, geralmente à velocidade da superfície em movimento.

[00076] Muitos dos atuais sistemas de deposição de partículas, conforme descrito na seção de Fundamentos da Invenção, anteriormente neste documento, são geralmente muito dependentes de velocidade e, ou criam perdas inaceitáveis, ou geram variabilidade em relação ao posicionamento e aos pesos aplicados a essas velocidades.

[00077] O Pedido de Patente co-pendente EP (referência da Súmula do Advogado CM2877FQ) , que está aqui incorporada a título de referência, apresenta uma solução para as dificuldades anteriormente mencionadas ao apresentar um método para aplicação indireta de grânulos de material absorvente formador de gel sobre uma camada de suporte para uso em um artigo absorvente, particularmente uma fralda, em que os grânulos particulados são levados por um dispositivo de transferência a partir de um armazenamento a granel. Com referência à Figura 4, o dispositivo de transferência 440 tem reentrâncias 452 sobre a superfície, em que o número, tamanho e posição das mesmas determina a quantidade e o padrão das partículas superabsorventes 310 levadas pelo dispositivo de transferência 440. O dispositivo de transferência 440 pode ser movido de uma posição de carga 442 adjacente ao armazenamento a granel 410 para uma posição de descarga 448 na qual a camada de suporte 320 fica adjacente ao dispositivo de transferência. O dispositivo de transferência tem, ainda, um meio 444 para retenção das partículas superabsorventes no interior de suas reentrâncias durante o movimento do dispositivo de transferência 440 para a posição de descarga 448, e um meio 446 para expelir as partículas sobre a camada de suporte no encontro com a posição de descarga 448. De preferência, esses meios são, respectivamente, vácuo e sopro de ar.

[00078] A presente invenção apresenta um método para a criação de um padrão de material particulado disposto entre um material carreador, mediante a deposição de uma quantidade pré-medida do dito material particulado 310 sobre uma rede carreadora 320, a qual forma um padrão específico de indentações 328, isto é, que é deformada em relação a um plano. Isto é obtido mediante a colocação do material carreador 320 sobre uma estrutura de suporte do carreador 470, formando um padrão específico. Entre os elementos estruturais 475 formando esse padrão, há espaço essencialmente livre que permite que a rede carreadora se expanda para dentro desse do mesmo, mediante a aplicação de forças de sucção, como pode ser realizado por meio de sucção a vácuo 4 72 gerando um fluxo de gás (ar) através do material carreador 320 permeável a fluidos ou ar. O material particulado 310 é, então, posicionado nessas indentações de modo a formar um agrupamento 350, podendo preencher as ditas indentações parcialmente, completamente ou com excesso, de modo a formar um "monte". Em qualquer desses casos, ao menos uma parte do material carreador é essencialmente isenta de material particulado. Essa área é denominada região de consolidação 360, que pode corresponder à área de suporte do carreador 322, o que pode ser maior ou menor que a mesma.

[00079] A formação da estrutura em sanduíche se completa mediante a cobertura do material particulado conformado presente nas indentações 350 com um material de cobertura 330, e a fixação dos dois materiais de manta um ao outro, como mediante a aplicação de material adesivo 495 ao menos à região de consolidação do material carreador, ou à área correspondente do material de cobertura.

[00080] De acordo com a presente invenção, o material carreador 320 está posicionado sobre um meio para suporte do carreador 470. O meio para suporte do carreador 470 compreende uma superfície, que pode ser colocada em contato com o material carreador a uma velocidade igualada. Essa igualdade é obtida se a superfície se move a uma velocidade que corresponde à velocidade geral do processo.

[00081] O meio para suporte do carreador pode ter formato cilíndrico, estando posicionado de modo giratório em redor de seu eixo longitudinal. A superfície cilíndrica externa, como a carcaça 450 de um tambor giratório, forma então a região de suporte para o material carreador. O meio para suporte do carreador pode, também, compreender uma esteira móvel essencialmente sem fim acionada por um sistema de cilindros transportadores.

[00082] O material carreador 320 é posicionado sobre a superfície "externo" do meio para suporte do carreador, referindo-se à superfície externa de um tambor, ou à superfície oposta àquela de uma esteira móvel que está em contato com a maior parte dos cilindros de suporte da esteira.

[00083] A rede carreadora é posicionada sobre a área de suporte do carreador 477. Essa sub-região do meio para suporte do carreador é a área que está em contato com a rede carreadora, quando esta é posicionada em um estado essencialmente não submetido a tensão sobre o carreador. Portanto, se o meio para suporte do carreador for um tambor contínuo (sem aberturas) , a área de suporte do carreador será a superfície cilíndrica. Se o meio para suporte do carreador for um tambor dotado de aberturas, a área de suporte do carreador será a área da superfície cilíndrica menos a área das ditas aberturas. Se o meio para suporte do carreador for uma grade quadrada colocada em um formato cilíndrico, a área de suporte do carreador consistirá nas áreas voltadas para fora das nervuras da dita grade.

[00084] Em uma modalidade preferencial, a área de suporte do carreador não é uma região contínua, isto é, a área de suporte do carreador pode ser representada por "ilhas", como pode ser criada por pinos 475 projetando-se a partir da carcaça cilíndrica 450 (Figura 5) . A superfície mais externa cobrindo os pontos extremos externos dos pinos 475 corresponde à área de suporte do carreador 477. Os pinos de suporte podem ter uma seção transversal retangular. Em uma modalidade preferencial, os pinos de suporte têm um formato cilíndrico, com um diâmetro 37 6 de preferência maior que 1,5 mm, com mais preferência maior que 5 mm, porém não maior que 15 mm, e com mais preferência não maior que 10 mm. Se a superfície mais externa dos pinos não for uma superfície plana (vide Figuras 6A, B), mas, por exemplo, tiver um formato de seção transversal arredondado, oval ou circular (vide Figuras 6C, D) , a área a que se refere é a projeção da área como seria coberta pelo material de suporte da rede carreadora em um estado essencialmente não submetido a tensão. A área de suporte do carreador pode, também, ser formada por cristas, as quais podem ser retas ou curvas, ou sob a forma de uma cruz (vide Figuras 6E, F) . A área de suporte do carreador pode ser formada por estruturas "híbridas", como pinos projetando-se para fora de uma grade ou cruz, ou uma grade com alturas variáveis de modo que, por exemplo, seus pontos de intersecção formem as áreas mais orientadas para fora (vide Figura 6G, H).

[00085] Portanto, a rede carreadora destina-se a se apoiar na área de suporte do carreador orientada mais para fora, mas pode expandir-se ou deformar-se radialmente para dentro em áreas diferentes da área de suporte do carreador, mediante mecanismos conforme descrito mais adiante neste documento.

[00086] No entanto, para determinados projetos, pode ser adequado apoiar o material carreador não somente na superfície envolvente externa, como também em uma área de suporte secundária. Essa área pode ser comparada a "ilhas de baixo nível", as quais não fazem contato com o material carreador caso sejam aplicadas sem forças deformadoras, mas que entram em contato com o mesmo, e o apoiam, mediante uma determinada deformação da manta (dilatação para dentro). Por exemplo, pode haver um conjunto de pinos de suporte do carreador com uma determinada altura, de modo a formar a área de suporte principal do carreador, e um segundo conjunto de pinos de menor altura, de modo a formar a área de suporte secundária (Vide, também, Figuras 6G, H).

[00087] A área de suporte do carreador formará um padrão específico e predefinido. Esse padrão corresponde ao padrão desejado para o material particulado na estrutura em sanduíche. De preferência, há um macropadrão geralmente ao longo da direção x da manta passando sobre o meio de suporte da rede carreadora, porém disposto a um ângulo predefinido (vide Figura 5C) . Isto pode ser repetitivo, e tipicamente refletirá o padrão da estrutura absorvente conformada em sanduíche.

[00088] As dimensões da área de suporte do carreador precisam, ainda, ser adaptadas às propriedades gerais do material carreador. Por exemplo, ao usar pinos de suporte, a área de suporte de um pino individual não deve estar abaixo de uma área critica, sob a qual a tensão local na manta possa causar uma deformação destrutiva, ou uma penetração do pino através dos poros da manta.

[00089] Esses pinos podem estar posicionados a uma distância de 5 mm dos pinos vizinhos, ou essa distância pode ser de 20 mm ou mais. Esses pinos podem ter um formato cilíndrico. Para evitar danos ao material de manta suportado, cada pino individual precisa ter uma superfície essencialmente voltada para fora de ao menos 3,5 mm2, de preferência 10 mm2, porém não mais de 40 mm2. Os pinos podem, também, ter um formato não-cilíndrico na ponta voltada para fora, que está em contato com a manta. A área de contato será, então, considerada como sendo a projeção da parte da ponta que se encontra em contato com o material carreador mediante a deformação a um plano formado pelo material carreador em um estado não submetido a tensão. Alternativamente, ou em adição, o padrão de suporte do carreador pode, também, estar sob a forma de um outro padrão geométrico, como pinos alongados, ou nervuras ou cristas, as quais podem ser retas ou curvas. De preferência, estas não formam um padrão contínuo, porém duas ou mais nervuras podem estar conectadas, por exemplo, formando uma área de suporte em formato de cruz. O material carreador precisa atender aos requisitos para a estrutura resultante final, como propriedades de manuseio de líquidos no caso de aplicações para manuseio de fluidos.

[00090] Além disso, o material carreador precisa ter capacidade para deformar-se sob a atuação de forças como aquelas aplicadas durante o processo. Embora essas forças possam ser de diversos tipos, é da máxima preferência a força de arrasto resultante da aplicação de um fluxo de fluido através de um material carreador permeável a fluidos. Em uma modalidade particularmente preferencial, o material carreador é permeável a ar, como um material de película dotado de aberturas ou mesmo, com mais preferência, uma manta fibrosa.

[00091] A permeabilidade ao ar está relacionada ao tamanho de poro e à espessura do material e, conseqüentemente - no caso de materiais fibrosos - à densidade intrínseca do material fibroso e do diâmetro da fibra, em relação à distribuição de diâmetros no caso de fibras com diâmetro variável. Além disso, o material carreador precisa ter a capacidade de reter partículas, conforme estas são depositadas sobre o mesmo.

[00092] Isto pode estar relacionado à permeabilidade do material carreador, já que o tamanho de poro acima mencionado pode permitir a passagem de partículas pequenas. Embora isto não seja desejado em princípio, pode ser aceitável a passagem de uma determinada quantidade de "sólidos finos". Estes podem, então, ser recuperados a jusante.

[00093] São importantes para a presente invenção as propriedades de deformação do material carreador. A deformação refere-se à capacidade para deformar-se elasticamente (isto é, de modo essencialmente recuperável) ou plasticamente mediante a aplicação de forças como aquelas exercidas pelos meios de deformação e de fixação da rede carreadora.

[00094] A maioria dos materiais carreadores para a presente invenção consistirá essencialmente em mantas bidimensionais com uma extensão na direção da máquina, longitudinal ou na direção x, e uma extensão na direção transversal à máquina, transversal, ou na direção y, perpendicular à primeiro.

[00095] Mediante a aplicação de uma força em qualquer direção, o material se esticará ao longo dessa direção. Desse modo, o material tenderá a compensar esse alongamento mediante a redução de sua dimensão plana perpendicularmente à direção da força, bem como de sua espessura ao longo da direção z. Tipicamente, os materiais de manta são descritos por suas propriedades medidas ao longo da direção da máquina (DM) bem como na direção transversal (DT), mediante a criação de perfis de tensão/alongamento, e/ou mediante a definição de determinados pontos característicos desses perfis. Tipicamente, essas propriedades são determinadas mediante a fixação de uma tira de material entre garras, seguida da aplicação de forças de estiramento às ditas garras. O material carreador pode, ainda, ser caracterizado por suas propriedades mecânicas, especificamente sua extensibilidade em DT e DM sob determinadas cargas, como pode ser determinado mediante medições convencionais de tensão/alongamento usando garras em linha, a uma velocidade de cruzeta de 0,127 m/min. De preferência, a razão entre alongamento em DT e DM é maior que de 1 a 0,2, porém de preferência não é maior que de 1 a 2.

[00096] Conforme será descrito mais adiante neste documento, os materiais carreadores úteis serão submetidos a uma força que pode ser gerada por um fluxo de fluidos através dos ditos materiais, de modo que uma força na direção z seja aplicada. No entanto, como o material carreador está apoiado pela área de suporte do carreador, como pelos pinos de suporte do carreador, a deformação nesse caso será determinada pelas propriedades de deformação em DT e DM. Portanto, essas propriedades precisam ser ajustadas para o padrão da área de suporte.

[00097] O material carreador será temporariamente fixado ao meio para suporte do carreador, sendo deformado de sua disposição plana pelo meio de preensão do material. Embora vários princípios físicos possam ser usados, como forças magnéticas no caso de materiais que respondem magneticamente, uma modalidade particularmente preferencial se baseia no uso de fluxo de fluidos através da manta.

[00098] Para tanto, o meio para suporte do carreador pode compreender um meio de sucção a vácuo 472, disposto de modo que um gás - especificamente ar - seja passado através de um material de manta. Com base na resistência ao fluxo, devida à porosidade da manta, o fluxo induzirá uma força na direção "z" e, portanto, deformará as partes não-suportadas da manta.

[00099] Conseqüentemente, a manta formará uma indentação 328 (vide Figura 4B) , cujos pontos altos serão definidos pela área de suporte (por exemplo, os pinos de suporte) , e cujo "fundo de vale" será definido pela razão entre a força de sucção a vácuo, a permeabilidade e as propriedades de tensão/alongamento do material carreador. Portanto, se um material essencialmente homogêneo tiver as mesmas propriedades nas direções DM e DT e, por exemplo, a estrutura de suporte da manta consistir em pinos de suporte organizados em uma disposição quadrática, a indentação formará um rebaixo que tem seus pontos mais profundos no centro do dito quadrado.

[000100] A definição de uma curva no espaço para conectar dois pontos dos pinos de suporte dispostos em quadrado, de modo a seguir a deformação do material de manta resultará, geralmente, em comprimentos de curva mais longos que a distância linear desses pinos de suporte, e se a curva conectar dois pontos diagonalmente opostos, a curva no espaço terá o comprimento mais longo, geralmente seguindo um formato que pode ser aproximado por uma curva hiperbólica.

[000101] A definição, de maneira similar, de uma superfície externa mediante a conexão da área de suporte - isto é, no presente caso o quadrado conectando os quatro pontos angulares dos pinos de suporte e, portanto, a área que a manta cobre antes da aplicação de forças de sucção - pode ser comparada à real área de superfície do material deformado que forma a indentação.

[000102] De maneira similar, um volume pode ser definido para a indentação formada pelo material carreador deformado, a qual é circundada pelo material de manta deformado e a superfície conforme coberta pelo material de manta antes da deformação causada pelos meios de deformação. De preferência, esse volume é de ao menos 30 mm3, de preferência ao menos 100 mm3, porém menor que 1.000 mm3.

[000103] Esse "volume da indentação" pode ser comparado ao volume das partículas que serão posicionadas dentro da mesma. Dependendo do alvo do projeto, o volume das partículas de um aqrupamento pode preencher mais de 5 %, ou mais de 50 % do volume da indentação. No caso de "preenchimento com excesso" (ou formação de um monte) , as indentações tipicamente não serão preenchidas em mais de 150 % de seu volume.

[000104] Depois de o material carreador 320 ter sido deformado para formar as indentações 328, e de o material particulado 310 ter sido posicionado dentro ou sobre essas indentações, a estrutura é coberta por um material de cobertura, tipicamente um material de manta, também. Esse material de cobertura é basicamente definido pelos requisitos da aplicação final. Pode ser o mesmo material que o material carreador, e pode ser unitário com o mesmo, como quando o material particulado é depositado em uma região, como a região da faixa central, de um material de manta e orientado lateralmente para fora, sendo que uma ou mais partes do material são, então, dobradas como ao longo de uma linha de dobra longitudinal, de modo a cobrir o material particulado.

[000105] Pode, também, ser o mesmo tipo de material, porém fornecido separadamente, ou pode, também, ser um material diferente, o qual é adequado para a aplicação pretendida, bem como para ser unido ao material carreador.

[000106] O material carreador e o material de cobertura são conectados uns aos outros, como permanentemente consolidados, de modo a formar a estrutura compósita em sanduíche, com o padrão de partículas disposto entre os mesmos. Essa consolidação pode ser obtida por meios convencionais, como adesivos, consolidação térmica ou similares.

[000107] Descobriu-se que é importante que a consolidação não seja impedida por partículas posicionadas entre as mantas nas regiões de consolidação. As regiões de consolidação são essenciais para assegurar uma união permanente. Portanto, no exemplo acima descrito de pinos de suporte formando a área de suporte, a região de consolidação geralmente coincidirá com essa área, mas pode ser um pouco menor ou maior que a área de suporte.

[000108] Por exemplo, ao aplicar adesivos por aspersão, pode ser preferencial ter uma área de união maior que 2 %, de preferência, maior que 7 %, porém, menor que 50 % da área total do padrão. A área de união pode ser maior que a área de suporte, o que será tipicamente o caso quando as indentações não forem completamente preenchidas por material particulado. Caso seja aplicada uma união por fusão aos pinos de suporte, a área de união pode ser tão pequena quanto 50 % da área de suporte.

[000109] Portanto, a região de consolidação é, de preferência, essencialmente isenta de material particulado. O termo "essencialmente isenta" refere-se ao fato de que quaisquer partículas presentes nessa área não devem levar a uma decomposição da consolidação sob condições normais de uso.

[000110] No entanto, se o material particulado exibir um amplo perfil de distribuição de tamanho de partícula, ou se um esfacelamento de partículas for criado durante o processo, uma certa quantidade de "poeira" é aceitável nessas regiões. Um método para avaliar a quantidade de "carga de partículas na região de consolidação" é descrito mais adiante neste documento para a aplicação de materiais absorventes.

[000111] Após ter descrito os elementos necessários à realização da presente invenção, o texto a seguir descreverá as etapas individuais do processo.

[000112] Em geral, presume-se a produção de uma estrutura em sanduíche compreendendo material particulado em um padrão predefinido. O processo é essencialmente contínuo, tendo início a partir de materiais de manta essencialmente sem fim, e combinando os mesmos a materiais particulados obtidos sob a forma de um suprimento a granel. O compósito em forma de sanduíche continuo resultante pode ser separado, como mediante recorte, em pedaços individuais, cada qual compreendendo ao menos um macro-padrão do sanduíche de material particulado.

[000113] As etapas individuais do processo são, agora, explicadas detalhadamente. A ordem não reflete, necessariamente, uma ordem cronológica para essas etapas. a - Um material de manta essencialmente plano é obtido para servir como material carreador e/ou como material de cobertura, formando as camadas externas do sanduíche. Desse modo, o material de manta pode ser unitário, formando ambas as camadas externas do sanduíche, como mediante uma dobragem longitudinal. Podem ser usados, também, dois materiais de manta diferentes, um formando o material carreador e o outro formando o material de cobertura. Em uma realização preferencial, os materiais de manta são separados, mas são do mesmo tipo. As propriedades dos materiais de manta precisam ser compatíveis com o uso pretendido. Além disso, em uma modalidade preferencial o material carreador é permeável a gases, como ar, mas não a partículas. Em uma modalidade preferencial, os materiais de manta são materiais não-tecidos e, com mais preferência, uma combinação de uma camada de fiação contínua (S, de "spunbond") com uma camada produzida por extrusão em blocos com passagem de ar quente em alta velocidade (meltblown) , de modo a formar uma manta de tipo SMS ou, com mais preferência, de tipo SMMS. b - É utilizado um meio de suporte essencialmente sem fim para o carreador, com um padrão de suporte, de preferência um tambor giratório com o padrão de suporte estando no cilindro externo ou na superfície da carcaça do dito tambor. De preferência, o padrão de suporte do carreador é formado por pinos de suporte do carreador. Esses pinos se estendem em direção à superfície externa do meio para suporte do carreador, o qual pode então ser geralmente descrito como envolvendo as áreas desses pinos voltadas para fora. c - Para primeiro prender o material carreador e, então, formar indentações no mesmo, é acionado um meio para preensão do material carreador. Sendo que em uma modalidade preferencial o meio carreador é um tambor giratório, respectivamente uma carcaça giratória de um tambor, e o material carreador é um material permeável a ar que está posicionado sobre a dita carcaça, o meio para preensão do material carreador pode ser uma sucção a vácuo no interior do tambor. Isso pode ser obtido mediante caixas de vácuo não-giratórias sob a superfície do tambor. Desse modo, o ar é sugado através do material carreador nessa seção, exercendo forças sobre a manta, mantendo-a, assim, presa sobre a superfície do tambor e deformando-a nas regiões não-suportadas. A quantidade de sucção, isto é, o grau de vácuo criado, depende das propriedades de permeabilidade da manta, da área não-suportada, e da deformação desejada (isto é, o tamanho das indentações). d - O material carreador é guiado em direção à superfície externa do suporte da rede carreadora e ao meio de deformação a uma velocidade igualada, por exemplo o material carreador se move a uma velocidade de carreamento de mais de 0,5 m/s, com mais preferência mais de 5 m/s, igualando a velocidade radial da superfície externa do tambor de suporte do carreador. e - Como uma outra etapa do processo, é obtido um material particulado, como partículas superabsorventes convencionais. De preferência, esse material é obtido em um formato a granel, como por meio de um depósito alimentador. f - Esse material é medido e dosado de acordo com os requisitos do produto resultante. Essa dosagem pode ser constante ao longo do tempo, ou variável. Em uma modalidade preferencial, a dosagem já pré-forma um agrupamento de partículas em um padrão especifico, como pode ser desejável para o produto resultante. g - O material particulado é, então, transferido para a superfície voltada para fora do material carreador, ou a superfície de recepção do material carreador, enquanto esta é suportada pelas áreas de suporte no meio de suporte da manta, e deformada em indentações nas regiões não-suportadas. h - Além disso, os meios para fixação do sanduíche são acionados para prender o material carreador e o material de cobertura, enquanto o padrão de partículas é mantido. Em uma modalidade preferencial, o meio de fixação é a aplicação de cola mediante aspersão, antes e/ou depois de as partículas terem sido transferidas para o material carreador. Caso as mantas de carreamento e de cobertura tenham propriedades de fusão similares, o meio de ligação pode ser, também, união por fusão a quente, como por ultra-som. As mantas de carreamento e de cobertura são fixada uma à outra na área de união. A área de união pode ser descrita como cobrindo ao menos a área de suporte da manta mas, tipicamente, se estenderá longitudinalmente e lateralmente para fora dessa região, cobrindo assim uma área maior que 2 %, de preferência maior que 7 %, porém menor que 50 % da região de suporte. De preferência, a área de união é essencialmente isenta de partículas. Esse requisito pode ser avaliado mediante o uso do método para determinação de partículas na área de união, conforme descrito na seção de métodos, mais adiante neste documento. Opcionalmente, o meio de ligação pode, também, ser aplicado às partículas. i - Depois de as partículas estarem posicionadas sobre o material carreador, o material de cobertura é aplicado e consolidado ao dito material carreador, fechando assim a estrutura em sanduíche. Esta é uma etapa preferencial, porém opcional. De acordo com a presente invenção, uma estrutura em sanduíche compreendendo um material carreador mas desprovida de material de cobertura pode ser utilizada, já que os meios para fixação do sanduíche podem proporcionar suficiente integridade à estrutura e torná-la uma estrutura semelhante a sanduíche, de modo que se torna desnecessário o uso de um material de cobertura.

[000114] Durante esse processo, é importante, que a rede carreadora esteja suportada somente na região do padrão de suporte do meio de suporte da manta, e que o material carreador seja deformado pelo meio de preensão do carreador de modo que sejam formadas indentações nas regiões não-suportadas. Isto forma um padrão primário, opcionalmente compreendendo sub-padrões. O material particulado pré-medido é, de preferência, depositado de modo essencialmente exclusivo nessas indentações, de preferência preenchendo, assim, ao menos 5 % e, de preferência, não mais de 150 % do volume da indentação. Método para determinação da ausência de partículas em uma área de união [000115] O teste tem o propósito de avaliar as áreas de união em relação à contaminação por material particulado, especificamente por material superabsorvente.

[000116] Uma solução de teste é preparada mediante a diluição de 1,5 g de indicador de bromocresol púrpura (CAS número 115-40-2) em 10 1 de água desionizada, seguida da adição de 4 ml de ácido clorídrico a 1 mol/1 (1 N HC1) . A amostra para teste é umedecida pela solução de teste, por exemplo, mediante o uso de uma pipeta ponteaguda para adicionar a solução por gote jamento, ou mediante o uso de uma garrafa para aspersão fina. A quantidade de líquido de teste adicionado dependerá do tamanho da amostra e da quantidade de material superabsorvente. É preciso que seja uma quantidade suficiente para molhar todas as partículas na região considerada, de modo a facilitar a contagem visual que é, então, realizada nas regiões respectivas. A determinação pode, também, ser suportada mediante o emprego de uma lupa ou de um microscópio com ampliação adequada. Não são contadas as partículas muito finas, também denominadas poeiras, e geralmente tendo um tamanho correspondente ao tamanho de poro do material carreador e/ou de cobertura. Uma região é classificada como "isenta de partículas superabsorventes" se menos que duas partículas forem detectáveis. Uma região é classificada como "essencialmente isenta de partículas superabsorventes" se as partículas presentes na área de união cobrirem mais que cerca de 50 % dessa área.

[000117] Todos os documentos citados na Descrição Detalhada da Invenção são, em sua parte, relevantes, aqui incorporados por referência, e a citação de qualquer documento não deve ser interpretada como admissão de que este represente técnica anterior em relação à presente invenção.

[000118] Embora modalidades particulares da presente invenção tenham sido ilustradas e descritas, deve ficar evidente aos versados na técnica que várias outras alterações e modificações podem ser feitas sem que se desvie do caráter e âmbito da invenção.

[000119] Cada parâmetro para o qual um valor é definido aqui é um parâmetro técnico que, no contexto da presente invenção, não deve ser compreendido de modo literal. Conseqüentemente, todas as modalidades tendo parâmetros funcionalmente equivalentes àqueles aqui mencionados destinam-se a estar cobertos pelo escopo da invenção, por exemplo, um comprimento de "10 mm" precisa ser compreendido como significando "cerca de 10 mm".

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para a produção de uma estrutura em sanduíche {300) que compreende um padrão de material particulado {310), o método compreendendo as etapas de: obter um material carreador (320) e/ou de cobertura {330), cada um incluindo um material de manta plano; - obter um meio de suporte (470) sem fim para o material carreador {320), tendo um padrão de suporte; obter um meio para de fixação do material carreador (472) ; “ posicionar o material carreador (320) sobre o meio de suporte {470), onde o material carreador (320) entra em contato somente com o padrão de suporte com sua superfície de suporte, e onde a velocidade relativa entre o material carreador e a superfície de contato do meio para suporte do carreador é igual a zero; - obter um material particulado (310); - pré-medir a quantidade do material particulado (310), - transferir o material particulado (310) para o material carreador (320) e obter meios para fixação do sanduíche (495), em que os meios para fixação do sanduíche (495) incluem a aplicação de cola ao material carreador antes de transferir o material particulado para o material carreador, - combinar o material de cobertura (330) com o material carreador (320), e o material particulado (310) sendo disposto entre os mesmos; caracterizado pelo fato do método compreender adicionalmente as etapas de: - suportar o material carreador (320) somente na região do padrão de suporte do meio de suporte; - deformar o material carreador (320) pelo meio de fixação do material carreador (472), de modo que sejam formadas indentações (328) nas regiões não-suportadas do material carreador; e - transferir o material particulado (310) para dentro das indentações (328) do material carreador (320) formando assim um padrão primário de material particulado.

2. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (300) , de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material carreador é um material não-tecido selecionado a partir do grupo que consiste dos tipos SMS ou SMMS.

3. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material carreador (320) tem uma extensibilidade CD ou uma extensibilidade MD de mais de 20 %.

4. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material carreador (320) tem uma razão entre extensibilidade MD e extensibilidade CD, sob uma carga não mais de um a dois.

5. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de cobertura (330) é um material não-tecido.

6. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material particulado (310) é um material a qranel.

7. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio para suporte do carreador (470) é um tambor giratório, de preferência tendo uma carcaça cilíndrica externa (450).

8. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (470), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o padrão de suporte do carreador compreende pinos de suporte (475) .

9. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (300), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que os pinos de suporte do carreador (475) estão a uma distância (355) de mais de 5 mm de cada pino de suporte vizinho.

10. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (300), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os pinos de suporte do carreador (475) estão a uma distância (355) de não mais de 30 mm de cada pino de suporte vizinho.

11. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (300), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que os pinos de suporte (475) têm uma superfície que se estende para fora ao menos 0,8 mm .

12. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material carreador (320) tem uma região de suporte e uma região de consolidação (360) que é ao menos 2 % da região de suporte.

13. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (360), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a região de consolidação (360) é não mais do que 50% da área da região de suporte da área padrão.

14. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (360), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a região de consolidação (360) não compreende material particulado.

15. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de fixação do material carreador (472) se estende ao material carreador (320) de modo que o material carreador se deforma fora do estado original plano formando uma indentação (328).

16. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (300) , de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que as indentações (328) tem um volume de mais que 30 mm3.

17. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (300), de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o material particulado preenche mais de 5 % do volume das indentações (328).

18. Método para produção de uma estrutura em sanduíche (300), de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o material particulado preenche não mais de 150 % do volume das indentações (328).