BRPI0719372B1 - Artigo absorvente contendo uma camada de material respirável - Google Patents
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Description
(54) Título: ARTIGO ABSORVENTE CONTENDO UMA CAMADA DE MATERIAL RESPIRÁVEL (51) Int.CI.: A61F 13/514; A61F 13/15; A61L 15/42 (30) Prioridade Unionista: 08/12/2006 SE PCT/SE2006/001405 (73) Titular(es): SCA HYGIENE PRODUCTS AB (72) Inventor(es): MARIA FERNKVIST; INGRID GUSTAFSON; CHARLOTTA HANSSON
1/20
ARTIGO ABSORVENTE CONTENDO UMA CAMADA DE MATERIAL
RESPIRÁVEL
Campo Técnico
A presente invenção se refere a um artigo absorvente para absorção de exudatos corporais, tais como, tais como, fraldas, toalhas higiênicas, protetores de incontinência, calças absorventes, forros de calças, etc., dito artigo tendo uma estrutura absorvente e um material de folha de forro respirável subjacente à dita estrutura absorvente.
Antecedentes da Invenção
Os materiais respiráveis são materiais que proporcionam permeabilidade ao vapor úmido e, preferivelmente, constituem barreiras para os líquidos. Esse materiais, normalmente, são usados em artigos absorventes, tais como, fraldas, toalhas higiênicas, protetores de incontinência, calças absorventes, forros de calças, etc. Exemplos de materiais respiráveis tipo barreira de líquido são os filmes microporosos, filmes formados com orifícios e materiais não-tecidos fibrosos, compreendendo uma camada barreira de fibras finas, normalmente, as chamadas fibras sopradas em estado fundido.
Esses materiais não-tecidos podem se apresentar na forma de um chamado laminado SMS (ligado por fiação/soprado em estado fundido/ligado por fiação), compreendendo uma camada barreira interna produzida por sopro em estado fundido e camadas externas ligadas por fiação. Os materiais respiráveis tipo barreira de líquido podem, também, se apresentar na forma de laminados entre os filmes e os materiais não-tecidos fibrosos. A incorporação de materiais de folha de forro respirável permite a transferência de ar
2/20 úmido do artigo, o que aumenta o conforto e reduz o risco de irritações na pele.
principal inconveniente associado aos materiais de folha de forro respirável em artigos absorventes é o efeito negativo sobre o nível de proteção contra vazamento na forma de líquido umedecido através da folha de forro respirável e a formação de manchas de sujeira na roupa de baixo do usuário. Mesmo que esses materiais sejam idealizados de somente permitir a passagem de gases pelos mesmos, alguma porção de líquido pode também passar, devido aos mecanismos físicos, como, por exemplo, difusão e ação de capilaridade. 0 vazamento de líquido através de um material de folha de forro respirável pode se tornar mais freqüente quando o artigo é fortemente carregado com o líquido corpóreo descarregado e quando o artigo é usado durante exercícios físicos. Mesmo que o líquido não penetre realmente através do material de folha de forro, pode resultar uma alta permeabilidade devido à condensação no lado exterior do material de folha de forro, o que proporciona uma sensação de umidade.
Esse probleitia foi reconhecido no estado da técnica e foram sugeridas diferentes soluções para diminuir o problema de vazamento de líquido através de um material de folha de forro respirável. Isso foi proposto nos documentos de patentes US 4.341.216, EP 710 471 e EP 710 472, com relação ao uso de folhas de forro respiráveis compreendendo pelo menos duas camadas de material respirável.
O documento de patente WO 99/04739 sugere outra solução, a saber, que o material de folha de forro respirável apresenta pelo menos uma região revestida com um material expansível líquido, insolúvel. Após contato com a descarga de líquido, o material irá se expandir e fechar os orifícios presentes, dessa forma, reduzindo a
3/20 permeabilidade ao ar e evitando a passagem de líquido através da camada.
A Patente U.S. No. 5.447.788 divulga um material não-tecido fibroso, no qual uma determinada proporção de fibras é preparada a partir de um polímero expansível em água. Na presença de líquido, essas fibras irão se expandir, de modo a, substancialmente, bloquear a passagem de líquido através do tecido. 0 tecido pode ser usado como um material de folha de forro respirável.
A Patente U.S. No. 5.955.187 divulga um filme microporoso, o qual inclui uma pluralidade de partículas de carga finas e expansíveis em água nos seus poros, as quais irão se expandir após contato com líquido.
A Patente U.S. No. 6.435.508 divulga um material de folha de forro respirável na forma de um filme com orifícios ou de uma camada fibrosa revestida com um material expansível líquido, por exemplo, álcool polivinílico.
A expansão de líquido, entretanto, é um processo lento, baseado na propriedade de difusão, o que significa que o vazamento pode ocorrer através da camada de material, antes que a expansão tenha ocorrido.
Objetivos e Características mais Importantes da Invenção
A presente invenção tem por objetivo proporcionar uma solução alternativa para o problema de reduzir o risco de vazamento de líquidos através de uma camada de material de folha de forro respirável. Isso, de acordo com a presente invenção, foi proporcionado pelo fato de que pelo menos parte do dito material de folha de forro respirável compreende um material polimérico que exibe uma mudança descontínua no volume livre, em resposta a quaisquer das seguintes condições ou variáveis: contato com um líquido, presença de determinados íons, temperatura e/ou pH.
4/20
Uma vantagem da presente invenção é que essa mudança descontínua no volume livre é um processo rápido, consideravelmente mais rápido que a expansão de líquido, o qual é um processo contínuo. Além disso, a camada pode manter pelo menos um grau de permeabilidade ao vapor úmido, também, após a mudança descontínua no volume livre.
A camada de material é selecionada de filmes com orifícios, filmes microporosos, filmes macroporosos, filmes nanoporosos, filmes monolíticos, materiais não-tecidos fibrosos e laminados dos mesmos.
De acordo com uma modalidade, o material polimérico que exibe uma mudança descontínua no volume livre é aplicado na forma de um revestimento, a pelo menos uma superfície ou região da dita camada de material.
Em um aspecto da invenção, as áreas adjacentes e/ou dentro dos orifícios/poros da camada de material são revestidas com o material polimérico que exibe uma mudança descontínua no volume livre.
De acordo com uma modalidade, o material polimérico que modifica a topologia não-expansível é um polímero cristalino líquido contendo uma cadeia lateral, que é capaz de se submeter a uma fase de transição entre uma fase isotrópica e uma fase nemática, em temperaturas selecionadas.
De acordo com outra modalidade, pelo menos uma parte do material de folha de forro é um filme nanoporoso ou monolítico, compreendendo um material de polímero cristalino líquido contendo uma cadeia lateral.
De acordo ainda com outra modalidade, o dito material de folha de forro respirável apresenta um grau mais baixo de capacidade de respiração após uma mudança descontínua no volume livre causada por umedecimento com fluido do corpo. Essa redução deve ser, pelo menos, uma redução de 10% em relação à Velocidade de Transmissão de
5/20
Vapor d'Água (WVTR) em g/m2, durante 24 horas, de acordo com a Norma ASTM D 6701-01, sob temperatura de 23 °C.
Preferivelmente, a redução é pelo menos de 30%, mais preferivelmente, de pelo menos de 70%.
Em um aspecto da invenção, a mudança descontínua no volume livre é acionada por uma mudança na temperatura, a qual é causada por contato com um líquido do corpo, tal como, urina ou fluido menstruai.
Descrição do Desenho
A figura 1 ilustra, esquematicamente, a mudança no volume livre em um material polimérico, após mudança de temperatura ou pH.
Definições Respirável
O termo respirável se refere a materiais permeáveis ao ar e ao vapor d'água. Preferivelmente, os materiais são resistentes à penetração de líquidos ou apresentam propriedades de barreira de líquido.
Expansão
O termo expansão se refere ao aumento de volume de um material, causado pela absorção de um líquido. A expansão é um processo contínuo que, normalmente, ocorre de forma isotrópica, na direção xyz.
Volume Livre
O termo volume livre de um material se refere à diferença v--v0, isto é, entre o volume total de um material e o volume real v0, ocupado por átomos e moléculas.
O volume livre de um material polimérico pode ser medido mediante uso de espectroscopia do tempo de vida por aniquilação de pósitron (PALS) . Mediante uso de PALS com filmes finos, um feixe eletrostaticamente focado de diversas pósitrons keV gerados em um sistema de alto vácuo
6/20 é implantado mo material. Os pósitrons se deslocam lentamente de modo descendente através de colisões no material, a partir de sua energia inicial de feixe (diversos keV) para diversos eV. A energia reduzida devido às colisões pode ser correlacionada com o dimensíonamento anulado e forma a base dessa técnica.
Mudança Descontínua no volume livre
A mudança no volume livre referida é uma mudança repentina, acionada por quaisquer das seguintes condições ou variáveis: contato com um líquido, presença de determinados íons, temperatura e/ou pH. Essa mudança no volume livre não depende da expansão causada pela absorção de líquido. Pelo menos em alguns casos, a mudança no volume livre ocorre substancialmente de forma anisotrópica na direção xy.
Descrição de Modalidades Preferidas
Os materiais respiráveis de acordo com a presente invenção podem se apresentar na forma de um filme com orifícios, um filme microporoso, um filme macroporoso, um filme nanoporoso, um filme monolítico, um material nãotecido fibroso e laminados dos mesmos. Os orifícios ou poros podem ser de variáveis dimensões, mas, tipicamente, os orifícios para os filmes microporosos e macroporosos são de um diâmetro médio de 5 pm a 600 pm. Por exemplo, filmes microporosos planos de duas dimensões para uso como uma camada respirável de acordo com a invenção, podem apresentar orifícios tendo diâmetros variando de 5 pm a 200 pm e adequados filmes macroporosos de duas dimensões possuem um diâmetro médio variando de 9 0 pm a 600 pm. Os orifícios, preferivelmente, são uniformemente distribuídos ao longo de toda a superfície da camada, mas, também, podem ser distribuídos em determinadas regiões da camada. Adequados filmes microporosos e macroporosos podem ser
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Os filmes deformação produzidos por meio de quaisquer métodos conhecidos na técnica, por exemplo, conforme divulgado no documento de patente EP 293 482.
Filmes formados com orifícios incluem os filmes tendo discretas aberturas que se estendem além do plano horizontal da camada, formando, assim, protuberâncias, que podem ser de um formato de funil, tais como, aqueles divulgados na Patente U.S. No. 3.929.135. Outros exemplos de adequados filmes expandidos macroscopicamente são 10 descritos nas Patentes U.S. Nos. 4.637.819 e 4.591.523.
Os filmes nanoporosos são filmes que apresentam poros tendo um diâmetro médio menor que 1 pm.
nanoporosos podem ser produzidos por micromecânica, mediante técnicas similares àquelas para os 15 filmes microporosos e macroporosos, por exemplo, por meio de esticamento do polímero introduzido, em que o dito agente de carga se apresenta na forma de partículas inorgânicas incluídas mo polímero. Ao invés de partículas inorgânicas, um polímero imiscível pode ser introduzido na 20 matriz polimérica.
Os filmes monolíticos oferecem uma construção geralmente uniforme, a qual é isenta de poros. Os filmes monolíticos respiráveis são capazes de permitir a transferência de determinados gases e vapores úmidos através do filme devido ao volume livre entre as cadeias do polímero. Uma alta velocidade de transmissão de umidade é fornecida pela concentração e pressão relativamente altas do vapor sobre um lado do filme.
Os filmes monolíticos convencionais exigem uma mudança na espessura do filme, a fim de modificar o desempenho da velocidade de transmissão de vapor d'água (WVTR), em que os filmes mais finos proporcionam valores de WVTR mais altos.
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Exemplos de materiais não-tecidos que apresentam propriedades de barreira de líquido são os tecidos feitos de fibras sopradas em estado fundido, tendo uma finura de diâmetro médio, geralmente, inferior a 10 mícrons e, também, os laminados de tecidos soprados em estado fundido e outros tecidos, por exemplo, os tecidos ligados por fiação.
Adequados materiais respiráveis podem também se apresentar na forma de laminados entre os filmes que contêm orifícios, filmes micropororsos, filmes macroporosos, filmes nanopororsos ou filmes monolíticos e os materiais de tecidos do tipo não-tecido.
O material respirável deve apresentar uma transmissão de vapor d'água quando no estado seco de pelo menos 500 g/m2, durante 24 horas, quando medido de acordo com a Norma ASTM D 6701-01, sob temperatura de 23SC.
De acordo com a presente invenção, o material respirável compreende um material polimérico que exibe uma repentina mudança descontínua no volume livre, em resposta a quaisquer das seguintes condições: contato com um líquido, e/ou a presença de determinados íons e/ou quando ultrapassa determinados valores limites para temperatura e/ou pH. Essa mudança descontínua no volume livre é diferente em um processo de expansão, onde o líquido é absorvido dentro de uma estrutura que causa uma mudança contínua de volume do material.
O termo líquido, conforme aqui usado, se refere a qualquer fluido contendo pelo menos 7 5% em peso de água, como, por exemplo, os fluidos corpóreos, incluindo a urina, fluido menstruai, fezes e outros.
De acordo com uma modalidade da invenção, é possível que o material polimérico possa exibir uma mudança descontínua no volume livre e nas propriedades de expansão causadas pela absorção de líquido.
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Todo o material polimérico ou somente uma parte do mesmo pode ser composto do dito material polimérico que exibe uma mudança descontínua no volume livre.
O material polimérico que exibe uma mudança descontínua no volume livre pode ainda ser aplicado como um revestimento, sobre, pelo menos, determinadas regiões do material respirável. Por exemplo, pode ser aplicado sobre somente uma superfície lateral do referido material ou somente nas áreas em volta e/ou dentro dos orifícios do material respirável.
Quando o material respirável é um material de tecido do tipo não-tecido fibroso, todas as fibras ou uma determinada proporção das mesmas podem ser do material polimérico que exibe uma mudança descontínua no volume livre. O dito material polimérico pode, alternativamente, ser aplicado como um revestimento sobre fibras individuais ou sobre todas as regiões ou determinadas porções do material de tecido tipo não-tecido.
volume livre em um material polimérico é definido como o volume no material polimérico que não é ocupado pelas moléculas de polímero e que é medido pelo procedimento de espectroscopia do tempo de vida por aniquilação de pósitrons (PALS), conforme descrito acima. A mudança descontínua no volume livre é um processo muito rápido e repentino, que ocorre muito mais rapidamente do que, por exemplo, a expansão causada pela absorção de líquido, que é um processo contínuo que ocorre durante um período de tempo de diversos segundos ou minutos. Exemplos de polímeros adequados podem ser encontrados nos seguintes grupos de polímeros:
- Polímeros Cristalinos Líquidos contendo Cadeia Lateral.
Os ditos polímeros cristalinos líquidos contendo cadeia lateral adequados para a finalidade da presente invenção são polímeros que são capazes de se submeter a uma
10/20 transição de fase induzida por temperatura, que modifica as propriedades de permeabilidade do polímero. A transição de fase ocorre entre uma fase isotrópica e uma fase nemática sob temperaturas selecionadas. Na sua fase nemática, as cadeias laterais tendem a se tornar paralelas a um eixo comum, enquanto na sua fase isotrópica, as cadeias laterais são aleatoriamente orientadas em todas as direções, o que significa uma configuração que exige um maior espaço. Isso significa que o volume livre que não é ocupado pelas moléculas do polímero é maior na fase isotrópica do que na fase nemática e, dessa forma, as propriedades de permeabilidade do polímero irão se modificar quando o material mudar de fase.
Exemplos de polímeros cristalinos líquidos contendo cadeia lateral são os derivados de: (i) pelo menos um acrilato ou metacrilato de n-alquila, em que o grupo nalquila contém, pelo menos, 12 átomos de carbono; e (ii) um ou mais comonômeros selecionados dentre ácido acrílico, ácido metacrílico e ésteres de ácidos metacrílicos ou acrílicos. Exemplos específicos são os copolímeros obtidos mediante copolimerização radical em acetato de butila, de 5 0% em mol de um monômero de acrilato contendo uma longa cadeia lateral de perfluoro (C2H4-C8F17) e 50% em mol de um monômero de metacrilato contendo uma longa cadeia de alquila, por exemplo, Ci7H35. Esses polímeros são capazes de se submeter a uma transição de fase de uma fase nemática para uma fase isotrópica, a uma temperatura de cerca de 352C, dessa forma, próximo à temperatura do corpo. Essa transição de fase ocorre rapidamente quando o limite de temperatura é ultrapassado. A referida transição de fase, normalmente, é reversível.
Outros exemplos de polímeros cristalinos líquidos contendo cadeia lateral responsivos à temperatura que podem
11/20 ser usados são disponíveis da Landec Corporation, sob o nome comercial Intelimer®.
A mudança de temperatura pode, por exemplo, ser ocasionada por uma mudança de temperatura causada pelo contato com o líquido do corpo. Essa mudança pode ser causada pela temperatura do próprio líquido ou causada por um efeito de evaporação. Quando o líquido se evapora, um efeito de resfriamento é obtido, de modo que a temperatura na área onde o polímero está em contato com o líquido de evaporação será abaixada. Quando atingir sua temperatura de transição de fase, o polímero irá se submeter a uma repentina mudança descontínua no volume livre e se modifica para uma fase nemática (cristalina), na qual o volume livre entre as cadeias do polímero é menor. A transição de fase é obtida nesse caso por meio de uma mudança de temperatura causada por contato de líquido.
Polímeros ou Géis Possuindo Baixa Temperatura de Solução Crítica (LCST) em Soluções Aquosas.
A definição de Baixa Temperatura de Solução
Crítica (LCST) é descrita como a temperatura para o polímero abaixo da qual um polímero linear é miscível com o solvente e acima da qual o polímero é imiscível, isto é, o polímero se precipita.
A temperatura, por exemplo, do polímero poli(N25 isopropilacrilamida) (poliNIPA), provoca um efeito sobre a sua química. 0 poliNIPA possui dois grupos funcionais, um grupo isopropílico e um grupo amida. Abaixo da LCST, a ligação de hidrogênio entre o grupo amida e a água permite ao poliNIPA se solubilizar na água e se tornar hidrofílico.
Acima da LCST, ocorrem interações hidrofóbicas no grupo isopropila, que fazem com que o polímero se torne hidrofóbico e se rompa por si próprio. Para manter o polímero nessa formação, a temperatura crítica deve ser mantida. Uma reversão para uma temperatura mais baixa
12/20 resultaria na mistura do polímero com o solvente na solução, até a temperatura crítica ser novamente alcançada.
Esse fenômeno para os géis quimicamente reticulados é manifestado como sendo abaixo da LCST, onde o gel é inteiramente hidratado e expandido. Acima da LCST o gel se precipita e se encolhe. Isso é ilustrado na figura 1. A ultrapassagem da LCST é descontínua e provoca um tremendo impacto sobre o volume livre do gel.
O poliNIPA quimicamente reticulado é um exemplo.
O gel de poliNIPA tendo uma LCST de cerca de 3 4 2C pode ser sintetizado da seguinte maneira: preparar uma solução com 10-2 5% em peso de n-NIPA em água destilada, usando um frasco Erlenmayer de 250 mL. Adicionar um agente de reticulação na forma de 1-5% em mol de MBA à solução dissolvida de NIPA. Transferir a solução para um frasco de vidro de 50 mL e borbulhar gás nitrogênio durante 1 minuto através da solução. Adicionar um agente iniciador, K2S2O8, à solução e borbulhar gás nitrogênio durante 1 minuto. Fechar o frasco de vidro e agitar o mesmo a uma temperatura de
302C durante 12 horas. Colocar o gel dentro da água destilada durante a noite e extrair o mesmo em acetona. Secar o polímero à temperatura ambiente ou sob vácuo a uma temperatura de 302C.
Polímeros Sensíveis à Temperatura e pH.
Determinados copolímeros contendo grupos sensíveis à temperatura e pH podem ser preparados, de modo que o fenômeno de LCST do componente sensível à temperatura seja mais ou menos eliminado quando o pH for elevado acima do valor de pK do componente sensível ao pH. Foi demonstrado (Allan S. Hoffman, Controlled Drug Delivery, Capítulo 24: Intelligent polymers, 1997, American
Chemical Society), que apenas uma pequena quantidade, por exemplo, 10% em mol de um monômero sensível ao pH pode ser suficiente para eliminar o fenômeno da LCST do principal
13/20 componente sensível à temperatura, quando o pH é elevado acima do valor de pK do componente sensível ao pH. Exemplos de tais polímeros são os copolímeros aleatórios de Nisopropil-acrilamida (NIPAAm) e ácido acrílico (AAc), onde a NIPAAm é o componente sensível à temperatura e o AAc é o componente sensível ao pH. Exemplos preferidos são os copolímeros aleatórios de 80-98% em peso, preferivelmente, de 85-95% em peso de NIPAAm e 2-20% em peso, preferivelmente, 5-15% em peso de AAc. Esses copolímeros apresentam uma LCST ligeiramente abaixo da temperatura do corpo, em um pH de 4,0 e uma LCST em uma temperatura consideravelmente mais alta, acima de 60-C, em um pH de 7,4. A LCST do polímero pode ser ajustada através do ajuste da quantidade do componente sensível ao pH no polímero. Tal polímero pode ser adequado para uso em condições ácidas, por exemplo, em artigos absorventes contendo componentes ácidos, como, por exemplo, um material superabsorvente. Polímeros Sensíveis a íons
São conhecidos polímeros que se submetem a uma mudança dimensional em contato com determinados íons. Um exemplo é o metacrilato de polimetila tratado com dodecilamina e dodeciltriamina, produzindo um polímero quimiomecânico, que se submete a grandes movimentos macroscópicos após contato com determinados íons em uma solução aquosa. Os íons podem ser íons de Na' e Cl, os quais estão presentes na urina. Esses polímeros são descritos na publicação de: H.J. Schneider, L. Tianjun e N. Lomadze: Eur. J. Org. Chem., 2006, páginas 677-692:
Dimension Changes in a Chemomechanical Polymer Contaíning
Ethylenediamine and Alkyl Functions as Selective Recognition Units . Este polímero é sensível ao pH. Outros exemplos de polímeros sensíveis a íons e/ou ao pH são determinadas proteínas, como as proteínas de colágeno. Exemplos de Materiais Respiráveis
14/20
O material respirável de acordo com a invenção pode ser conseguido de diferentes maneiras, conforme explicado acima, por exemplo, na forma de filmes com orifícios, filmes microporosos, filmes irtacroporosos, filmes nanoporosos, filmes monolíticos, materiais não-tecidos fibrosos e laminados dos mesmos. Um exemplo de um material respirável de utilidade como material de folha de forro em um artigo absorvente é um filme nanoporoso ou um filme monolítico de polímero Intelimer®, disponível da Landec
Corporation. O filme pode ser integralmente do dito polímero ou ser misturado com outros polímeros.
O polímero de Intelimer® irá se submeter a uma mudança descontínua de volume livre sob uma temperatura que é selecionada para ser ligeiramente superior à temperatura úmida do líquido do corpo, tal como, urina ou sangue, isto é, numa faixa de temperatura de 5-502C, dependendo da temperatura ambiente. Acima dessa temperatura, o polímero irá apresentar uma estrutura isotrópica (amorfa), na qual o volume livre entre as cadeias do polímero é suficientemente grande para permitir a passagem do ar e vapor d'água pelo mesmo. Quando o artigo absorvente é umedecido pelo líquido do corpo e o líquido alcança o material de folha de forro, um processo de evaporação irá se iniciar, na medida em que o líquido do corpo começa a se evaporar e os vapores a escapar através da folha de forro. Isso irá resultar em um efeito de resfriamento, de modo que a temperatura na área em que a folha de forro se encontra em contato com o líquido do corpo em evaporação será abaixada para a temperatura úmida dos fluidos do corpo, como urina e sangue. Quando alcançar essa temperatura, o polímero irá se submeter a uma repentina mudança descontínua no volume livre e mudar para uma fase nemática (cristalina), na qual o volume livre entre as cadeias do polímero é menor e, dessa forma, a permeabilidade do filme é diminuída. Isso
15/20 irá ocasionar um rápido e efetivo efeito de vedação, reduzindo o risco de vazamento de líquido através da folha de forro. A permeabilidade ao ar e vapores, logicamente,
| será também reduzida, | mas, | poderá ser π | lantida | em um | ||
| 5 determinado grau | • | |||||
| Outro | exemplo | de | um | material | respirável de | |
| utilidade como | material | de | folha | de forro | em um | artigo |
| absorvente é | um filme | com | orifícios | ou | poroso, |
especialmente, um filme microporoso ou macroporoso, no qual somente os orifícios ou poros são revestidos com um polímero cristalino líquido contendo cadeia lateral, por exemplo, um polímero Intelimer®, o qual é capaz de se submeter a uma mudança descontínua de volume livre sob uma temperatura ligeiramente abaixo da temperatura do corpo, isto é, numa faixa de temperatura de 2 0-40aC, preferivelmente, de 25-352C. Quando o dito polímero está em seu estado nemático (cristalino), ele irá tomar uma menor região da área de abertura dos orifícios ou poros, o que significa que a permeabilidade ao ar e ao vapor dzágua, ou seja a capacidade de respiração, é alta. Entretanto, quando o líquido do corpo descarregado, sob uma temperatura próxima à temperatura do corpo, entra em contato com o filme e o polímero cristalino líquido contendo cadeia lateral, o dito polímero irá imediatamente se modificar para sua estrutura isotrópica (amorfa) , na qual o volume livre entre as cadeias do polímero é maior e, portanto, o polímero irá preencher uma parte relativamente maior da área de abertura dos orifícios ou poros. Isso irá acarretar uma efetiva vedação contra o vazamento de líquido através do filme. A permeabilidade ao ar e aos vapores, logicamente, será reduzida, porém, poderá ser mantida em um determinado grau.
Em ainda outro exemplo de um material de folha de forro respirável de acordo com a invenção, o poliNIPA é
16/20 aplicado, por exemplo, na forma de um filme fino sobre um material não-tecido. Ele é aplicado e solidificado a partir de seu estado que exige mais espaço, dessa forma, proporcionando um material não-tecido que é rapidamente respirável. Quando umedecido com fluidos do corpo, o filme de poliNIPA irá ultrapassar sua LCST e se modificar para o seu estado mais concentrado, dessa forma, trazendo as fibras no material não-tecido mais próximas e reduzindo o tamanho médio dos poros no material não-tecido. O poliNIPA pode ser usado na forma de poliNIPA linear ou na forma de gel. No lugar do poliNIPA, um polímero sensível ao pH e/ou sensível a íons, como, por exemplo, colágeno, pode ser usado.
Materiais de Folha de Forro Respirável em Artigos
Absorventes
O material respirável de acordo com a invenção é usado como uma folha de forro respirável em artigos absorventes, tais como, fraldas, toalhas higiênicas, protetores de incontinência, calças absorventes, forros de calças, etc. Tal artigo absorvente, tipicamente, compreende um material de folha superior permeável a líquido, um material de folha de forro impermeável a líquido e um núcleo absorvente incluído entre os referidos materiais. O uso de materiais respiráveis como folha de forro em artigos absorventes permite a passagem de gases, por exemplo, vapor d'água ou ar, através dos mesmos. Assim, antes do uso e enquanto a folha de forro permanece seca, o artigo absorvente é permeável ao vapor d'água e ar. Após contato com o líquido do corpo, o material polimérico que exibe uma mudança descontínua no volume livre irá rapidamente se modificar entre uma estrutura que exige um menor e maior volume e espaço, tendo um maior volume livre e vice-versa, em quaisquer das maneiras descritas acima e, assim, tendendo a reduzir o tamanho dos orifícios no material e,
17/20 conseqüentemente, a permeabilidade do material respirável. A permeabilidade ao ar, vapor dzágua e/ou líquido será reduzida. Uma vez que a mudança no volume livre irá ocorrer apenas naquelas áreas de material que se encontram em contato com os fluidos do corpo, a permeabilidade ao vapor úmido será mantida nas outras áreas do material, de modo que o material irá manter pelo menos um grau de permeabilidade ao vapor úmido, também, depois da mudança de volume livre.
Devido à incorporação dos materiais poliméricos que exibem uma mudança descontínua no volume livre em materiais de folha de forro respirável, a permeabilidade e, assim, a capacidade de respiração do material, pode ser permitida de ser maior que nos materiais de folha de forro respirável convencionais, sem vazamento ou condensação, uma vez que tão logo o material é submetido à descarga do fluido do corpo, os orifícios situados somente naquelas partes do material que é umedecida pelo fluido, serão reduzidos de tamanho e, assim, irão impedir o vazamento de líquido pelos mesmos, isso sendo ocasionado pelo contato do líquido como tal ou devido à mudança de temperatura causada pelo contato com o fluido do corpo ou uma combinação de ambas as causas. Portanto, uma maior porosidade pode ser permitida em um material de acordo com a invenção do que em materiais de folha de forro respirável convencionais, além do que, ainda se evita o vazamento de fluidos. Isso significa um maior conforto para o usuário devido à aperfeiçoada capacidade de respiração e a uma maior segurança contra vazamento de fluidos do corpo através da folha de forro respirável.
A mudança descontínua no volume livre pode ser também provocada pela presença de íons no fluido do corpo e/ou uma mudança de pH.
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O material polimérico que exibe uma mudança descontínua no volume livre pode ser aplicado somente em regiões selecionadas da folha de forro respirável. Por exemplo, pode ser aplicado somente sobre uma superfície lateral da folha de forro, preferivelmente, sobre a superfície lateral idealizada de ser localizada na direção do núcleo absorvente do artigo. Isso garante que o material polimérico contata o fluido do corpo tão logo ele tenha passado através do núcleo absorvente e pode imediatamente mudar seu volume livre, dessa forma, impedindo o umedecimento através do fluido do corpo. Além disso, pode também ser aplicado nas áreas em volta e/ou dentro dos orifícios da folha de forro respirável. Adicionais camadas de folha de forro podem ser posicionadas no lado que se defronta ao usuário ou no lado que se defronta à vestimenta de material de folha de forro respirável, ditas camadas adicionais, logicamente, devendo ser também respiráveis, porém, não necessariamente, precisando conter qualquer material polimérico que mostre uma mudança descontínua no volume livre.
Teste de Laboratório
Um teste de laboratório dos materiais porosos tratados com o polímero de etilhidroxietilcelulose (EHEC) responsivo à temperatura foi feito para examinar o efeito da temperatura (abaixo e acima da LCST do EHEC) sobre a permeabilidade a líquido dos materiais porosos.
Solução de Teste
Dissolver EHEC (etilhidroxietilcelulose) a 2% em peso, DVT 96002 (LCST ~34,52C) em água.
Amostras de Teste
Papel de filtro No. de Lote 4042169, da Hollingsworth & Vose e material não-tecido - T2 (NW-T2) 50gsm, da Libeltex.
Tratamento
19/20
As amostras são imersas na solução de teste durante 10 minutos. Em seguida foram secas à temperatura ambiente.
Instrumento Usado
Termômetro, modelo Microtherma 2, da HotplateLabotech, EM3300T, cronômetro, e pipetas finas de 0,5μ1, 10μ1, 20μ1 e 200μ1.
Montagem do Teste
Duas diferentes temperaturas de superfície foram testadas. Em um caso, a temperatura de superfície foi abaixo da LCST do EHEC e no outro caso, foi acima. A superfície fria apresentou uma temperatura de 23 aC e a superfície aquecida apresentou uma temperatura de cerca de 38 2C. Uma gota de solução de NaCl 0,9% em duas diferentes temperaturas, 37aC ou 232C, foi colocada na superfície tratada e o tempo para a gota ser absorvida/evaporada foi medido. Diferentes tamanhos de gotas foram testados, entre 5μ1 - 50 μΐ. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
A absorção de uma gota fria sobre uma superfície fria aconteceu depois de 150 segundos. No caso das gotas quentes colocadas sobre uma superfície quente, com uma temperatura acima da LCST do polímero, não ocorreu nenhuma absorção. Uma gota em um volume de 5μ1 foi evaporada depois de 1450-1500 segundos. A demora ou desaparecimento da absorção, quando do processamento acima da LCST do EHEC, está correlacionada a uma diminuição no volume livre do polímero, uma vez que quando o volume livre diminui, a gota quente não é absorvida. Quando o processamento ocorre abaixo da LCST (gota e superfície frias), a absorção ocorre depois de 150 segundos. Quando do processamento acima da LCST (gota e superfície quentes) a gota não é absorvida, mas, evaporada depois de 1450 segundos.
20/20
Tabela 1
| Papel de filtro tratado, temperatura de superfície 38°C, temperatura da gota 37°C. | |
| Uma gota de 5 pL, temperatura de 37°C, solução de NaCI 0,9%, é colocada no papel de filtro tratado, com uma temperatura de superfície de 38°C. | Evaporada depois de 1800 segundos. |
| Uma gota de 50 pL, temperatura de 37°C, solução de NaCI 0,9%, é colocada no papel de filtro tratado, com uma temperatura de superfície de 38°C. | A gota permanece na superfície até evaporar; nenhum tempo foi medido. |
| Papel de filtro tratado, temperatura de superfície 23°C, temperatura da gota 23°C. | |
| Uma gota de 50 pL, temperatura de 23°C, solução de | Absorvida depois de 160 segundos. |
| NaCI 0,9%, é colocada no papel de filtro tratado, com uma temperatura de superfície de 23°C. | |
| NW tratado, temperatura de superfície 38°C, | |
| temperatura da gota 37°C. | |
| Uma gota de 5 pL, temperatura de 37°C, solução de NaCI | Evaporada depois de 1500 |
| 0,9%, é colocada em NW-T2 tratado, com uma | segundos; evaporada depois de |
| temperatura de superfície de 38°C. | 1550 segundos. |
| Uma gota de 10 pL, temperatura de 37°C, solução de | Evaporada depois de 1440 |
| NaCI 0,9%, é colocada em NW-T2 tratado, com uma | segundos. |
| temperatura de superfície de 38°C. | |
| Uma gota de 20 pL, temperatura de 37°C, solução de | Evaporada depois de 1500 |
| NaCI 0,9%, é colocada em NW-T2 tratado, com uma | segundos. |
| temperatura de superfície de 38°C. | |
| Uma gota de 50 pL, temperatura de 37°C, solução de | A gota permanece na superfície até |
| NaCI 0,9%, é colocada em NW-T2 tratado, com uma | evaporar; nenhum tempo foi |
| temperatura de superfície de 38°C. | medido. |
| NW tratado, temperatura de superfície 23°C, temperatura da gota 23°C. | |
| Uma gota de 5 pL, temperatura de 23°C, solução de NaCI | Absorvida depois de 140 segundos. |
| 0,9%, é colocada em NW-T2 tratado, com uma | |
| temperatura de superfície de 23°C. |
1/2
Claims (7)
1/1
Τ
X cá ο δε: Ο
43 cxu13 g ex
Η ο <Λ *5 εΛ
Ο
Ο
CU ο
X?
?Λ si * «Η ο
•ο cd
CJ
1. Artigo absorvente para absorção de exudatos corporais, tais como, fraldas, toalhas higiênicas,
2/2 adjacentes e/ou dentro dos orifícios/poros do filme e/ou do material não-tecido são revestidas com o dito material polimérico que exibe uma mudança descontínua em volume livre.
3. Artigo absorvente, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dito material polimérico que exibe uma mudança descontínua em volume livre é aplicado na forma de um revestimento a
25 pelo menos uma superfície ou regiões da dita camada de material de folha de forro.
4. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as regiões
5 5. Artigo absorvente, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito material polimérico que exibe uma mudança descontínua em volume livre é um polímero cristalino líquido tendo uma cadeia lateral, o qual é capaz de se submeter a uma
10 transição de fase entre uma fase isotrópica e uma fase nemática em temperaturas selecionadas.
5 protetores de incontinência, calças absorventes, forros de calças, etc., dito artigo tendo uma estrutura absorvente e um material de folha de forro respirável subjacente à dita estrutura absorvente, caracterizado pelo fato de que pelo menos as partes do dito material de folha de forro
10 respirável compreendem um material polimérico que exibe uma mudança descontínua em volume livre, em resposta a quaisquer das seguintes condições ou variáveis: contato com um líquido, presença de determinados íons, temperatura e/ou pH.
15 2. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito material de folha de forro é selecionado de filmes com orifícios, filmes microporosos, filmes macroporosos, filmes nanoporosos, filmes monolíticos, materiais não-tecidos
20 fibrosos e laminados dos mesmos.
6. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que pelo menos parte do material de folha de forro é um filme nanoporoso
15 ou monolítico, compreendendo um material de polímero cristalino líquido tendo uma cadeia lateral.
7. Artigo absorvente, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito material de folha de forro respirável apresenta um
20 menor grau de capacidade de respiração após uma mudança descontínua em volume livre, causado por umedecimento com um fluido do corpo.
8. Artigo absorvente, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a
25 mudança descontínua em volume livre é acionada por uma mudança de temperatura provocada por contato com um líquido do corpo, tal como, urina ou fluido menstruai.
7¾. 1
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