ES2198437T3

ES2198437T3 - Metodo y composiciones para mejorar la absorcion de sangre por materiales absorbentes.

Info

Publication number: ES2198437T3
Application number: ES95906822T
Authority: ES
Inventors: Micheal R. Hansen; Donald D. Halabisky
Original assignee: Weyerhaeuser Co
Current assignee: Weyerhaeuser Co
Priority date: 1994-01-12
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 2004-02-01
Anticipated expiration: 2015-01-11
Also published as: EP0739217B1; EP0739217A1; AU1527195A; ATE238818T1; WO1995019191A1; DE69530572D1; DE69530572T2

Abstract

LAS PROPIEDADES DE ABSORBENCIA DE LA SANGRE, POR EJEMPLO LA CAPACIDAD DE ABSORBENCIA DE SANGRE DE ESPONJAMIENTO LIBRE Y LA CAPACIDAD DE ABSORBENCIA DE LA SANGRE DESPUES DE LA CARGA DE MATERIALES SUPERABSORBENTES SE MEJORAN COMBINANDO LOS MATERIALES SUPERABSORBENTES CON AGENTES MEJORADORES QUE SIRVEN PARA MEJORAR LAS PROPIEDADES DE ABSORBENCIA DE LA SANGRE DE LOS MISMOS. LOS AGENTES MEJORADORES PUEDEN APLICARSE A LOS MATERIALES SUPERABSORBENTES O PUEDEN DISPONERSE SOBRE UN MATERIAL FIBROSO QUE SE COMBINARAN CON LOS MATERIALES SUPERABSORBENTES. LOS AGENTES MEJORADORES SE SELECCIONAN A PARTIR DE MATERIALES QUE INCLUYEN FUNCIONALIDADES QUE LOS PERMITEN LA UNION AL HIDROGENO DEL MATERIAL SUPERABSORBENTE CUANDO EL AGENTE MEJORADOR SE APLICA DIRECTAMENTE AL MISMO O SE COMBINA CON LOS MATERIALES A LOS QUE HAN DE APLICARSE LOS AGENTES MEJORADORES.

Description

Método y composiciones para mejorar la absorción de sangre por materiales absorbentes

Campo de la invención

La presente invención se refiere a materiales superabsorbentes y a composiciones que contienen materiales superabsorbentes que presentan mejores propiedades de absorción de sangre, y a métodos para aumentar las propiedades de absorción de sangre de tales materiales y composiciones superabsorbentes. Más específicamente, la presente invención se refiere a materiales superabsorbentes que presentan mejores propiedades de absorción de sangre para uso en productos superabsorbentes desechables tales como artículos para la higiene femenina y artículos médicos.

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

Ésta es una solicitud de continuación en parte de las siguientes solicitudes de patente de Estados Unidos, cada una de las cuales se presentó el 17 de agosto de 1992, y cada una de las cuales se incorpora en este documento como referencia: (1) Nº de Serie 07/931.059 titulada "Adhesivos poliméricos para unir partículas a fibras"; (2) Nº de serie 07/931.277, titulada "Adhesivos orgánicos no poliméricos para unir partículas a fibras"; (3) Nº de Serie 07/931.213, titulada "Fabricación de láminas de fibras de deposición en húmedo con adhesivos reactivos para unir partículas a adhesivos"; (4) Nº de Serie 07/931.278, titulada "Adhesivo reactivables para unir partículas a fibras"; (5) Nº de Serie 07/931.284, titulada "Adhesivos de partículas para fibras de alto volumen"; (6) Nº de Serie 07/931.279, titulada "Adhesivos de partículas que aumentan la densificación de fibras"; y las siguientes solicitudes de patente de Estados Unidos, cada una de las cuales se presentó el 17 de agosto de 1993: (7) Nº de Serie 08/107.469, titulada "Adhesivos de partículas"; (8) Nº de Serie 08/108.219, titulada "Unión de partículas a fibras"; (9) Nº de Serie 08/107.467, titulada "Adhesivos para unir partículas solubles en agua a fibras"; (10) Nº de Serie 08/108.217, titulada "Adhesivos de partículas"; y (11) Nº de Serie 8/108.218, titulada "Adhesivos de partículas a fibras"; y una solicitud de continuación con el Nº de Serie 07/931.284, presentada el 15 de noviembre de 1993, como Nº de Serie 08/153.819.

Antecedentes de la invención

En los últimos años se han desarrollado polímeros superabsorbentes que son capaces de absorber muchas veces su propio peso de líquido. Estos polímeros, que también se conocen como hidrogeles insolubles en agua, se han usado para aumentar la capacidad de absorción de productos sanitarios, tales como pañales y compresas sanitarias. Los polímeros superabsorbente a menudo se proporcionan en forma de polvos particulados, gránulos o fibras que se distribuyen a lo largo de productos celulósicos superabsorbentes para aumentar la capacidad de absorción del producto. Se describen partículas superabsorbentes, por ejemplo, en la Patente de Estados Unidos Nº 4.160.059; Patente de Estados Unidos Nº 4.676.784; Patente de Estados Unidos Nº 4.673.402; Patente de Estados Unidos Nº 5.002.814 y Patente de Estados Unidos Nº 5.057.166. En la Patente de Estados Unidos Nº 3.669.103 y en la Patente de Estados Unidos 3.670.731 se muestran productos tales como pañales que incorporan hidrogeles superabsorbentes.

Los superabsorbentes no han encontrado un uso generalizado en artículos sanitarios superabsorbentes, tales como compresas sanitarias, gasas quirúrgicas y otros artículos usados para absorber sangre y otros fluidos corporales serosos, porque los materiales superabsorbentes no absorben la sangre fácilmente ni tienen una alta capacidad para la sangre. La baja capacidad de absorción de sangre del material superabsorbente significa que deben incorporarse grandes cantidades del material superabsorbente en artículos absorbentes de sangre, un factor que aumenta los costes de producción y materiales para tales artículos superabsorbentes.

Las Patentes de Estados Unidos Nos. 4.190.563 y 4.435.172 describen métodos para mejorar la dispersibilidad de la sangre dentro de materiales superabsorbentes particulados. La patente 4.190.563 describe la mejora de la dispersibilidad de la sangre en materiales superabsorbentes por medio de tratamiento de la superficie del material con uno o más poliéteres de alto peso molecular. La patente 4.190.563 describe que los poliéteres pueden usarse en cantidades que varían de aproximadamente un 1% a aproximadamente un 35% en peso. La patente 4.190.563 describe que los materiales superabsorbentes recubiertos con poliéter presentaban mejor dispersibilidad de la sangre. La patente 4.435.172 describe artículos superabsorbentes en los que la velocidad de absorción de sangre se aumenta por la adición de compuestos amido y tensioactivos no iónicos a polímeros hidrófilos solubles en agua. Tales polímeros hidrófilos solubles en agua tratados suelen a ser propensos a riesgos potenciales de toxicidad del polímero y los tensioactivos durante el uso y después de la eliminación (es decir, lixiviación del polímero o tensioactivo no usado).

En la Patente de Estados Unidos Nº 4.693.713 se describe un superabsorbente para sangre y fluidos corporales serosos. La composición superabsorbente descrita incluye un componente A, que se describe como un polímero o copolímero natural o sintético hinchable en agua, y un componente B, que se describe como un compuesto inorgánico u orgánico que a temperatura normal está presente en forma de un polvo vertible y es soluble en agua. Los niveles relativamente altos de componente B descritos en la patente 4.693.713 contribuyen a los problemas de procesamiento, manipulación, uso (desde el punto vista de la toxicidad) y eliminación.

El documento EP-A-096976 describe un paño absorbente que consta de un substrato de papel, película o tejido aplicado como un recubrimiento sobre al menos una superficie con una composición reactiva que contiene de 10 a 40 partes en peso de un compuesto orgánico polihidroxílico líquido y de 90 a 60 partes en peso de un polímero absorbente particulado insoluble en agua e hinchable en agua que tiene una capacidad de gelificación de al menos 10. Se dice que el paño absorbente es capaz de absorber al menos 15 veces su peso de líquido y es una estructura fina.

Los documentos WO94/04351 y WO94/04352 se publicaron el 3 de marzo de 1994 y, por lo tanto, están incluidos dentro del estado de la técnica en virtud del artículo EPC 54(3). Describen un adhesivo que se aplica a partículas que después se combinan con fibras para unir las partículas a las fibras. Las partículas tienen sitios funcionales para formar un enlace de hidrógeno o un enlace covalente coordinado. Las fibras tienen sitios funcionales de unión a hidrógeno. El adhesivo comprende moléculas adhesivas, teniendo las moléculas adhesivas al menos un grupo funcional que es capaz de formar un enlace de hidrógeno con las fibras. Una porción substancial de las partículas que se adhieren a las fibras pueden adherirse en forma particulada por medio de enlaces de hidrógeno o enlaces covalentes coordinados al adhesivo, y el adhesivo a su vez puede adherirse a las fibras por enlaces de hidrógeno. Se dice que las fibras que contienen partículas unidas por este método se densifican fácilmente.

La Patente de Estados Unidos Nº 4.381.784 describe un artículo superabsorbente para absorber sangre que incluye un agente de gelificación de sangre soluble en agua para espesar y unir el fluido menstrual dentro del artículo superabsorbente. De acuerdo con la patente 4.381.784, el agente de gelificación de sangre reacciona con la proteína presente en la sangre o en el fluido menstrual, forma estructuras desordenadas particuladas de acuerdo con la cuarta clase de geles definida por Flory, que son esencialmente completamente solubles en agua, esencialmente completamente lineales y que, cuando se ponen en agua, no forman un gel de clase 4 sin la presencia de la proteína de la sangre. Tales agentes de gelificación solubles en agua son susceptibles a los mismos riesgos que los polímeros hidrófilos solubles en agua descritos anteriormente en relación con la patente 4.381.784.

La Patente de Estados Unidos Nº 5.241.009 describe superabsorbentes que contienen grupos policarboxílicos, y describe que la neutralización de dichos grupos carboxilo con potasio o litio proporciona una composición polimérica adaptada específicamente para absorber fluidos proteicos, tales como sangre.

Sería ventajoso proporcionar un material y una composición superabsorbentes que pudieran usarse en artículos superabsorbentes sanitarios, tales como compresas sanitarias y gasas quirúrgicas, que tuvieran una capacidad de absorción de sangre y propiedades de retención de sangre que hicieran que fueran elecciones adecuadas para mejorar la capacidad de absorción de la sangre de tales artículos. Además sería ventajoso proporcionar tales materiales superabsorbentes de una manera que fuera compatible con los métodos existentes de producción de tales materiales y su incorporación en artículos absorbentes. También sería ventajoso proporcionar materiales superabsorbentes que no sufran los inconvenientes de los materiales previos para absorber fluidos serosos, tales como sangre.

Sumario de la invención

Los materiales y composiciones superabsorbentes y los métodos para la producción de los materiales y composiciones superabsorbentes de acuerdo con la presente invención proporcionan las ventajas anteriores y otras ventajas. Los solicitantes han descubierto que ciertos de los adhesivos descritos en las solicitudes presentadas previamente mencionadas antes, cuando se combinan con los materiales superabsorbentes descritos más adelante, sorprendentemente mejoran las propiedades de absorción de sangre del material superabsorbente y de las composiciones que contienen el material superabsorbente y los agentes potenciadores. Las ventajas de la presente invención se obtienen proporcionando materiales superabsorbentes en combinación con agentes potenciadores que aumentan las propiedades de absorción de sangre, tales como la capacidad de absorción de sangre antes de la carga y después de la carga, de los materiales superabsorbentes y de las composiciones que los contienen.

De acuerdo con la invención, se proporciona un método para mejorar las propiedades de absorción de sangre de un material superabsorbente que tiene una funcionalidad de formación de enlaces de hidrógeno, que comprende las etapas de:

seleccionar un agente potenciador orgánico no polimérico normalmente líquido o una combinación de los mismos sin que éstos sean reactivos entre sí, comprendiendo el agente potenciador moléculas que tienen al menos un grupo funcional capaz de formar un enlace de hidrógeno con el material superabsorbente; y

exponer el material superabsorbente a cantidades suficientes del agente potenciador en forma líquida o de solución para mejorar las propiedades de absorción de sangre del material superabsorbente en tales condiciones que se favorezcan los enlaces de hidrógeno entre el material superabsorbente y al menos algunos de los grupos funcionales del agente potenciador con respecto a los enlaces covalentes, mientras que el material superabsorbente recubierto queda en forma particulada discreta.

De acuerdo con la invención, también se proporciona un método para mejorar las propiedades de absorción de sangre de un material superabsorbente que tiene funcionalidad de formación de enlaces de hidrógeno, que comprende las etapas de:

proporcionar un material fibroso;

seleccionar un agente potenciador orgánico no polimérico normalmente líquido o combinaciones de dichos agentes no reactivos entre sí, comprendiendo el agente potenciador moléculas que tienen al menos un grupo funcional capaz de formar un enlace de hidrógeno con el material superabsorbente;

exponer el material fibroso a una cantidad de agente potenciador en forma líquida o de solución suficiente para mejorar las propiedades de absorción de sangre del material superabsorbente; y

combinar el material fibroso expuesto con el material superabsorbente en tales condiciones que se favorezcan los enlaces de hidrógeno entre el material superabsorbente y al menos algunos de los grupos funcionales del agente potenciador con respecto a los enlaces covalentes, mientras que el material superabsorbente queda en forma particulada discreta de forma que se mejoran las propiedades de absorción de los materiales superabsorbentes.

proporcionar un material fibroso en forma de fibras de celulosa individualizadas que tienen sitios funcionales de formación de enlaces de hidrógeno, donde las fibras individualizadas se curan en presencia de un material de reticulación para producir fibras de alta masa con reticulaciones covalentes dentro de las fibras, quedando al mismo tiempo sitios funcionales de unión a hidrógeno disponibles en las fibras curadas para la unión de hidrógeno, y las fibras se fibrizan para reducir las uniones interfibrilares entre las fibras que se curan, donde la etapa de curado comprende además:

(a) el uso de cualquier material de reticulación y el curado del material de reticulación antes de aplicar un agente potenciador;

(b) el curado del material de reticulación en presencia del agente potenciador, donde el agente potenciador no es un material de reticulación; o

(c) el curado del material de reticulación en presencia del agente potenciador, donde el agente potenciador también es un material de reticulación, y las fibras contienen suficiente agua cuando empieza la etapa de curado como para retrasar el curado de forma que queden grupos funcionales del agente potenciador adecuados para mejorar las propiedades de absorción de sangre del material superabsorbente;

comprendiendo el agente potenciador moléculas que tienen al menos un grupo funcional capaz de formar un enlace de hidrógeno con el material superabsorbente; y

añadir el material superabsorbente a las fibras antes, durante o después de curar las fibras, en condiciones tales que se favorezcan los enlaces de hidrógeno entre el material superabsorbente y al menos algunos de los grupos funcionales del agente potenciador con respecto a los enlaces covalentes, mientras que el material superabsorbente queda en forma particulada discreta.

De acuerdo con la presente invención, los agentes potenciadores pueden proporcionarse con los materiales superabsorbentes de varias formas, por ejemplo, recubriendo al menos parcialmente el material superabsorbente con el agente potenciador, impregnando al menos parcialmente el material superabsorbente con el agente potenciador, o proporcionando una mezcla de material superabsorbente y un material fibroso al menos parcialmente recubierto con el agente potenciador. Los agentes potenciadores pueden ser un agente potenciador orgánico no polimérico normalmente líquido o combinaciones no reactivas de los mismos.

El agente potenciador se aplica al material superabsorbente para recubrir al menos parcialmente el material superabsorbente, y/o impregnar parcialmente el material superabsorbente con el agente potenciador, y mejorar las propiedades de absorción de sangre, tal como la capacidad de sangre antes de la carga y la capacidad de sangre después de la carga del material superabsorbente.

La capacidad de absorción de sangre antes de la carga del material superabsorbente tratado preferiblemente es al menos 1,15 veces, y más preferiblemente al menos 1,5 veces mayor que la capacidad de absorción de sangre antes de la carga del material superabsorbente no tratado. En otra realización preferida, la capacidad de absorción de sangre después de la carga del material superabsorbente tratado preferiblemente es al menos 1,15, y más preferiblemente 1,5 veces mayor que la capacidad de absorción de sangre después de la carga del material superabsorbente no tratado.

En otra realización preferida de este aspecto de la presente invención, el material superabsorbente incluye partículas superabsorbentes que pueden combinarse con un material fibroso para formar una trama o capa superabsorbente.

De acuerdo con este aspecto de la presente invención, el material superabsorbente tratado con el agente potenciador puede transportarse a puntos de distribución (por ejemplo, la instalación de un cliente) donde se procesan adicionalmente los materiales superabsorbentes que tienen el agente potenciador, por ejemplo, por combinación con un material fibroso. Como alternativa, el material superabsorbente tratado con el agente potenciador puede combinarse con un material fibroso por los fabricantes del material fibroso.

De acuerdo con este aspecto de la presente invención, el agente potenciador no polimérico tiene una volatilidad menor que la del agua, un grupo funcional que es capaz de formar un enlace de hidrógeno o un enlace covalente coordinado con el material superabsorbente, y preferiblemente donde el material superabsorbente se va a combinar y a unir con un material fibroso, siendo capaz el grupo funcional de formar un enlace de hidrógeno con el material fibroso. El agente potenciador no polimérico es un agente potenciador orgánico y preferiblemente incluye, sin limitación, un grupo funcional seleccionado entre el grupo compuesto por un carboxilo (por ejemplo, ácidos carboxílicos), un carboxilato, un carbonilo (por ejemplo, aldehídos), un ácido sulfónico, una sulfonamida, un sulfonato, un ácido fosfórico, una fosforamida, un fosfato, una amida, una amina, un hidroxilo (tal como un alcohol) y combinaciones de los mismos (por ejemplo, un aminoácido o un hidroxiácido), donde al menos hay una funcionalidad sobre la molécula seleccionada de este grupo. Los ejemplos de tales agentes potenciadores incluyen polioles, poliaminas (un agente potenciador orgánico no polimérico con más de un grupo amina), polialdehídos (un agente potenciador orgánico no polimérico con más de un aldehído), aminoalcoholes, hidroxiácidos y otros agentes potenciadores. Estos agentes potenciadores tienen grupos funcionales que son capaces de formar los enlaces especificados con el material superabsorbente y, cuando sea necesario y preferido, con el material fibroso.

Más preferiblemente, el agente potenciador orgánico no polimérico se selecciona entre el grupo compuesto por glicerina, un monoéster de glicérido, un diéster de glicerina, dipropilenglicol, ácido láctico y combinaciones de los mismos. Los agentes potenciadores preferidos son moléculas no poliméricas con una pluralidad de funcionalidades de unión de hidrógeno. Los agentes potenciadores particularmente preferidos incluyen los que pueden formar anillos de cinco o seis miembros, más preferiblemente anillos de seis miembros, con un grupo funcional sobre la superficie del material superabsorbente. En el momento actual, son agentes potenciadores particularmente preferidos la glicerina, el ácido láctico y combinaciones de los mismos.

De acuerdo con la presente invención, el material superabsorbente tratado con el agente potenciador no polimérico puede combinarse o no y/o unirse o no al material fibroso, aunque se prefiere desde el punto de vista de la retención del material superabsorbente dentro de un artículo superabsorbente. El material fibroso con el que se combina el material superabsorbente puede constar de fibras naturales, tales como fibras de celulosa o fibras sintéticas. En una realización preferida, un producto superabsorbente formado de acuerdo con la presente invención incluye una malla celulósica fibrosa que contiene partículas de hidrogel superabsorbentes en forma particulada al menos parcialmente recubiertas con agente potenciador y/o con agente potenciador al menos parcialmente impregnado en su estructura. Otros materiales superabsorbentes tales como gránulos y fibras superabsorbentes pueden beneficiarse del tratamiento de la presente invención. Las partículas superabsorbentes pueden formar enlaces de hidrógeno o enlaces covalente coordinados con el agente potenciador. La cantidad de agente potenciador presente típicamente depende de varios factores, incluyendo la naturaleza del agente potenciador y las partículas superabsorbentes. Por lo tanto, un especialista en la técnica comprenderá que el agente potenciador y la cantidad de agente potenciador adecuada y particularmente útil para una aplicación particular variarán. Sin embargo, el agente potenciador no polimérico puede estar presente convenientemente en una cantidad de aproximadamente un 0,01% a un 10% del peso total de los materiales superabsorbentes, preferiblemente de aproximadamente un 0,01% a un 3% y más preferiblemente de aproximadamente un 0,01% a un 1%. Cuando el agente potenciador no polimérico se usa de acuerdo con este aspecto de la presente invención, la capacidad de absorción de sangre antes de la carga del material superabsorbente tratado preferiblemente es al menos 1,2 veces, y más preferiblemente al menos dos veces mayor que la capacidad de absorción de sangre antes de la carga del material superabsorbente no tratado. En otra realización preferida, la capacidad de absorción de sangre después de la carga del material superabsorbente tratado con agente potenciador no polimérico es preferiblemente al menos 1,2 veces, y preferiblemente al menos dos veces mayor que la capacidad de absorción de sangre después de la carga del material superabsorbente no tratado. Si las partículas superabsorbentes de la presente invención están presentes en una estructura superabsorbente fibrosa, estarán presentes en una cantidad de aproximadamente un 0,05% a un 80% del peso total del material fibroso y las partículas, preferiblemente de 1% a un 80% o de un 3% a un 80%, o mayor que un 3% en peso. Un intervalo particularmente adecuado de partículas es del 5% al 70% en peso del material fibroso y las partículas. Un ejemplo de una partícula superabsorbente adecuada es un polímero superabsorbente, tal como una partícula de tamaño pequeño o mayor, tal como un gránulo, de hidrogel de poliacrilato con almidón injertado, que es capaz de formar enlaces de hidrógeno con el agente potenciador.

El agente potenciador puede aplicarse al material superabsorbente de varias formas, por ejemplo, pulverizando el agente o agentes potenciadores sobre los materiales superabsorbentes o suspendiéndolos o sumergiéndolos en el agente potenciador.

En un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona una composición de absorción de sangre de material fibroso y material superabsorbente, donde el material fibroso se ha recubierto al menos parcialmente con un agente potenciador, donde la combinación del material fibroso recubierto con agente potenciador con un material superabsorbente aumenta las propiedades de absorción de sangre del material superabsorbente y la mezcla, por ejemplo, la capacidad de absorción de sangre antes de la carga y la capacidad de absorción de sangre después de la carga. Como ocurre con el primer aspecto de la presente invención resumido anteriormente, el agente potenciador es de naturaleza no polimérica e incluye moléculas de agente potenciador.

El agente potenciador no polimérico útil para aplicación al material fibroso de acuerdo con este aspecto de la presente invención tiene una volatilidad menor que el agua. Las moléculas de agente potenciador no polimérico adecuado tienen al menos un grupo funcional que es capaz de formar un enlace de hidrógeno o un enlace covalente coordinado con el material superabsorbente. El agente potenciador no polimérico es un agente potenciador orgánico, e incluye los agentes potenciadores orgánicos no poliméricos resumidos anteriormente con respecto al aspecto de la presente invención en el que se aplica un agente potenciador al material superabsorbente.

Más preferiblemente, de acuerdo con este aspecto de la presente invención, el agente potenciador no polimérico orgánico se selecciona entre el grupo compuesto por glicerina, un monoéster de glicerina, un diéster de glicerina, dipropilenglicol, ácido láctico y combinaciones de los mismos. De acuerdo con este aspecto de la presente invención, los agentes potenciadores particularmente preferidos incluyen los que pueden formar anillos de cinco o seis miembros, más preferiblemente anillos de seis miembros, con un grupo funcional en o cerca de la superficie del material superabsorbente. En el momento actual, se prefieren particularmente la glicerina, el ácido láctico y combinaciones de los mismos, prefiriéndose más particularmente la glicerina.

El material fibroso útil de acuerdo con este aspecto de la presente invención puede constar de fibras naturales, tales como fibras celulósicas o sintéticas. Se ha descubierto que si el material fibroso tratado con el agente potenciador y el material superabsorbente se combinan, el material superabsorbente presenta propiedades de absorción de sangre mejores y, por consiguiente, la mezcla de material superabsorbente y material fibroso tratado presentará mejores propiedades de absorción de sangre que una mezcla de material fibroso no tratado y el material superabsorbente. Por consiguiente, se produce una composición superabsorbente superior que tiene mejores propiedades de absorción de sangre, tal como una mejor capacidad de absorción de sangre antes de la carga y una mejor capacidad de sangre después de la carga.

En una realización preferida de este aspecto de la presente invención, un producto absorbente comprende una malla celulósica fibrosa que contiene partículas de hidrogel superabsorbentes en forma particulada. Las partículas superabsorbentes pueden formar enlaces de hidrógeno o enlaces covalentes coordinados con el agente potenciador, dependiendo del agente potenciador, mientras que dependiendo de su funcionalidad, el agente potenciador puede formar enlaces de hidrógeno con los grupos hidroxilo de las fibras de celulosa. La cantidad de agente potenciador presente típicamente depende de varios factores, incluyendo la naturaleza del agente potenciador y las partículas superabsorbentes. Por lo tanto, un especialista en la técnica comprenderá que la cantidad de agente potenciador adecuada y particularmente útil para una aplicación particular variará. Sin embargo, el agente potenciador puede estar presente convenientemente en una cantidad de aproximadamente un 2% a un 30% del peso total del material fibroso y el agente potenciador. Un intervalo especialmente adecuado de agente potenciador es de aproximadamente un 2% a un 15% del peso total del material fibroso y el agente potenciador. Las partículas superabsorbentes pueden estar presente convenientemente en una cantidad de aproximadamente un 0,05% a un 80%, preferiblemente de aproximadamente un 1% a un 80% o de aproximadamente un 3% a un 80%, o mayor que aproximadamente un 3% en peso del peso total del material fibroso y las partículas. Un intervalo particularmente adecuado de partículas es de aproximadamente un 5 a un 70% del material fibroso y las partículas. Un ejemplo de una partícula adecuada es un polímero superabsorbente tal como una partícula fina o de mayor tamaño, tal como un gránulo, de hidrogel de poliacrilato injertado con almidón. En una realización preferida de este aspecto de la presente invención, la capacidad de absorción de sangre después de la carga de una mezcla de material fibroso tratado con agente potenciador y partículas superabsorbentes es al menos 1,3 veces mayor que la capacidad de absorción de sangre después de la carga de una mezcla de material fibroso no tratado y partículas superabsorbentes.

En realizaciones especialmente preferidas de este aspecto de la presente invención, las fibras son celulósicas y las partículas son partículas superabsorbentes. Las fibras también pueden ser fibras naturales o sintéticas continuas o discontinuas.

La presente invención también se refiere a productos absorbentes producidos por cualquiera de los métodos descritos en este documento, y a artículos absorbentes compuestos por tales productos absorbentes.

Breve descripción de los dibujos

Los aspectos anteriores y muchas de las ventajas asociadas de esta invención se apreciarán más fácilmente, ya que la misma se entenderá mejor haciendo referencia a la siguiente descripción detallada, considerada junto con los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una ilustración esquemática de una línea de fabricación de láminas depositadas en húmedo que ilustra la aplicación de partículas recubiertas con agente potenciador de acuerdo con la presente invención durante la fabricación de una lámina fibrosa;

la figura 2 es una ilustración esquemática de una línea de fabricación de tramas para combinar partículas recubiertas con agente potenciador y material fibroso de acuerdo con la presente invención;

la figura 3 es una representación esquemática de los componentes de un aparato de la presente invención que produce fibras de alta masa;

la figura 4 es un vista en planta desde arriba de una estructura en la que se combinan partículas con el agente potenciador aplicado con fibras, estando las fibras en forma de una capa absorbente ilustrada;

la figura 5 representa una vista en sección parcial de la capa de la figura 4;

la figura 6 ilustra una vista en planta de una venda que incorpora partículas con agente potenciador aplicado sobre las mismas y fibras de acuerdo con la presente invención;

la figura 7 es una vista en sección de la venda de la figura 6, tomada a lo largo de la línea 7-7 de la figura 6.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

De acuerdo con la presente invención, los solicitantes han descubierto que el material superabsorbente, cuando se combina con agentes potenciadores como los descritos más adelante con más detalle, mejora las propiedades de absorción de sangre, por ejemplo, la capacidad de sangre antes de la carga y la capacidad de sangre después de la carga del material superabsorbente. Los agentes potenciadores útiles de acuerdo con la presente invención preferiblemente se seleccionan entre materiales que se ha descubierto que son útiles como adhesivos para unir partículas a materiales fibrosos, como se describe en las solicitudes de patente de Estados Unidos mencionadas anteriormente. La siguiente descripción describirá primero un primer aspecto de la presente invención donde el agente potenciador se aplica a un material superabsorbente, y después describirá un segundo aspecto de la presente invención donde el agente potenciador se aplica al material fibroso, que después se combina con un material superabsorbente. La siguiente descripción se refiere a fibras de pasta de madera tales como fibras de celulosa y partículas superabsorbentes por claridad. Se entenderá que las fibras de pasta de madera y las partículas superabsorbentes son representativas de los materiales fibrosos y materiales superabsorbentes útiles de acuerdo con la presente invención.

Aunque no se pretende limitación por la siguiente teoría, se cree que la capacidad de los agentes potenciadores descritos en este documento para aumentar las propiedades de absorción de sangre de los materiales superabsorbentes pueden deberse a la unión al menos parcial del agente potenciador sobre la superficie o la impregnación al menos parcial en la superficie del material superabsorbente. Se considera que tal unión de los agentes potenciadores al material superabsorbente "deja abierta" la matriz absorbente del material superabsorbente y modifica su hidrofilia o hidrofobia, permitiendo de esta manera que el material superabsorbente absorba y retenga fácilmente fluidos corporales serosos tales como la sangre.

I. Agente potenciador sobre material superabsorbente

De acuerdo con este aspecto de la presente invención, se aplica un agente potenciador a materiales superabsorbentes para mejorar las propiedades de absorción de sangre del material superabsorbente. La aplicación del agente potenciador a los materiales absorbentes se describe con más detalle más adelante. Este aspecto de la presente invención se describe más adelante en el contexto de la fabricación de un producto que incluye un material superabsorbente tratado con un agente potenciador de acuerdo con este aspecto de la presente invención y un material fibroso. El producto usado para la siguiente descripción es una malla de fibras de celulosa combinada con el material superabsorbente tratado con un agente potenciador.

A. Procesamiento de los materiales absorbentes

En una realización preferida, el material superabsorbente añadido consta de partículas superabsorbentes, que comprenden polímeros que se hinchan tras la exposición al agua y forman un gel hidratado (hidrogel) por medio de la absorción de grandes cantidades de agua. Los superabsorbentes se definen en este documento como materiales que presentan la capacidad de absorber grandes cantidades de líquido, es decir, por encima de 10 a 15 partes de líquido por parte de dicho material. Estos materiales superabsorbentes generalmente se clasifican en tres clases, particularmente copolímeros de injerto de almidón, derivados de carboximetilcelulosa reticulada y poliacrilatos hidrófilos modificados. Son ejemplos de tales polímeros absorbentes copolímeros de injerto de almidón-acrilonitrilo hidrolizados, un copolímero de injerto de almidón-ácido acrílico neutralizado, un copolímero de éster de ácido acrílico-acetato de vinilo saponificado, un copolímero de acrilonitrilo o copolímero de acrilamida hidrolizado, un poli(alcohol vinílico) reticulado modificado, un ácido poliacrílico de auto-reticulación neutralizado, una sal de poliacrilato reticulado, celulosa carboxilada, y un copolímero de anhídrido isobutilenmaleico reticulado neutralizado. Una vez polimerizado, ya sea por polimerización en solución o polimerización de fase inversa, estos materiales típicamente se secan y se trituran. En este momento, los materiales pueden tratarse con el agente potenciador en una diversidad de dispositivos de mezcla disponibles en el mercado.

B. Procesamiento de las fibras

La figura 1 ilustra una línea de fabricación de láminas de deposición en húmedo tal como una línea 10 de fabricación de láminas de pasta. En esta línea de fabricación, se suministra una suspensión 12 de pasta desde una caja 14 de cabeza a través de una ranura 16 y sobre una cinta 18 sin fin de tela metálica. La suspensión 12 de pasta típicamente incluye fibras de celulosa tales como fibras de pasta de madera y también puede incluir fibras sintéticas u otras fibras no celulósicas como parte de la suspensión. Se extrae agua de la pasta depositada en la cinta 18 por un sistema de vacío convencional, no mostrado, dejando una lámina 20 de pasta depositada que se lleva a través de una estación 22 de deshidratación, ilustrada en este caso como dos series de cilindros 24, 26 de calandrado, definiendo cada uno un estrechamiento respectivo a través del cual pasa la malla 20 o lámina de pasta. Desde la estación de deshidratación, la lámina 20 de pasta entra en una sección 30 de secado de la línea de fabricación de pasta. En una línea de fabricación de láminas de pasta convencional, la sección 30 de secado puede incluir múltiples secadores de lata, siguiendo la malla 20 de pasta la trayectoria de un serpentín alrededor de los secadores de lata respectivos y saliendo como una malla 32 o lámina seca por la salida de la sección 30 de secado. En la fase 30 de secado se pueden incluir otros mecanismos de secado alternativos, solos o además de los secadores de lata. La lámina 32 de pasta seca tiene un contenido de humedad máximo de acuerdo con las especificaciones del fabricante. Típicamente, el contenido máximo de humedad no es mayor que el 10% en peso de la fibras, y más preferiblemente no es mayor que aproximadamente un 6-8% en peso. De lo contrario, las fibras tenderían a estar demasiado húmedas. A menos que las fibras demasiado húmedas se usen inmediatamente, estas fibras son propensas a la degradación, por ejemplo, por mohos o similares. La lámina 32 seca se recoge en un cilindro 40 para el transporte a una localización remota, es decir, una localización separada de la línea de fabricación de las láminas de pasta, tal como la planta de un usuario para uso en la fabricación de productos. Como alternativa, la lámina 32 seca se recoge en un aparato 42 de embalaje en el que se obtienen balas de la pasta 44 para el transporte a una localización remota.

Un agente potenciador del tipo explicado con detalle más adelante se aplica a partículas superabsorbentes, como se describe más adelante, tales como partículas superabsorbentes, y después las partículas tratadas con el agente potenciador se aplican a la lámina de pasta desde uno o más dispositivos de aplicación de partículas, uno de los cuales se indica en 50 en la figura 1. Para aplicar el agente potenciador a las partículas superabsorbentes, puede usarse cualquier dispositivo de aplicación de agentes potenciadores, tales como pulverizadores, aplicadores de inmersión o similares. Los pulverizadores típicamente son más fáciles de utilizar y de incorporar en una línea de fabricación de láminas de pasta. El agente potenciador se aplica a las partículas y después las partículas se depositan sobre la lámina de pasta. El agente potenciador también puede pulverizarse o aplicarse de otra forma a las partículas según caen o se depositan de otra forma sobre la lámina. Como se indica por las flechas 52, 54 y 56, las partículas tratadas con el agente potenciador pueden aplicarse en diversas localizaciones o en múltiples localizaciones en la línea de fabricación de láminas de pasta, tales como delante de la fase 30 de secado (indicada por la línea 52), en una posición intermedia en la fase 30 de secado (como se indica por la línea 54) o después de la fase 30 de secado (como se indica por la línea 56).

Lo más preferible es que las partículas superabsorbentes con un agente potenciador no acuoso tal como glicerina, se añadan después de la fase de secado en la localización 56 o durante la fase de secado como se indica por la localización 54. Sin embargo, también pueden añadirse partículas con agentes potenciadores no acuosos líquidos en una localización, tal como la localización 52, antes de la fase de secado. En esta última localización, el agua presente en la trama húmeda en este punto puede tender a atraer a estos agentes potenciadores al interior de la malla o la lámina, ya que muchos de los agentes potenciadores tienden a ser hidroscópicos. Como los agentes potenciadores no acuosos típicamente no aumentan la degradación del producto debido a la adición de humedad a la lámina, las partículas con tales agentes potenciadores pueden aplicarse después de la fase de secado sin que el contenido de humedad de la lámina supere el nivel máximo deseado.

De nuevo, los materiales superabsorbentes tratados con agente potenciador, seleccionados como se explica más adelante, pueden añadirse a la lámina en la línea de fabricación de la pasta. Otro aplicador de material absorbente adecuado se indica en 60 y puede comprender un dispositivo de dosificación de masa o volumétrico. Estos materiales superabsorbentes pueden rociarse, verterse o añadirse de otra forma a la lámina.

Aunque la estrategia anterior es ventajosa debido a que las partículas superabsorbentes se incorporan en las fibras en un solo sitio de procesamiento, durante el transporte de los cilindros o balas de estas fibras es posible que las partículas se desprendan por el impacto mecánico durante el transporte. Además, esta estrategia interfiere con la adaptación de la aplicación de las fibras en la localización del usuario. Por ejemplo, un usuario puede querer la capacidad de seleccionar tipos o marcas particulares de partículas superabsorbentes para la combinación con las fibras en los productos del usuario, sin que esta selección se haya hecho por un fabricante de láminas de pasta que incorpora las partículas en la lámina de pasta durante su fabricación. Además, ciertas partículas pueden degradarse a lo largo del tiempo, haciendo que sea ventajoso añadir tales partículas inmediatamente antes de la incorporación en los productos. Por ejemplo, algunas partículas superabsorbentes son susceptibles de absorber humedad de la atmósfera durante el transporte. Por lo tanto, también es ventajoso proporcionar un producto fibroso en el que el usuario final del producto pueda incorporar las partículas superabsorbentes deseadas tratadas con agentes potenciadores de acuerdo con este aspecto de la presente invención en el momento en el que las fibras se convierten en productos.

Por lo tanto, de acuerdo con esta última estrategia preferida, como se ilustra en la figura 2, los cilindros 40 o balas 44 respectivos de fibras, sin partículas, se transportan a una localización remota para el uso por un usuario. Estos cilindros o balas (o fibras transportadas de otra forma, por ejemplo, en bolsas, en recipientes o en otras formas a granel), después se refibrizan por un aparato de fibrización 70. Aunque puede usarse cualquier fibrizador, un aparato de fibrización 70 típico es una trituradora de martillo que puede usarse sola o junto con otros dispositivos tales como cilindros de sujeción o similares para romper la lámina 32 o las balas 42 en fibras individuales.

Un mecanismo 72 de adición de material particulado (por ejemplo, como el mecanismo 60), suministra los materiales particulados tratado con el agente potenciador deseado a las fibras en la localización deseada en el proceso del usuario. De nuevo, el dispositivo 72 típicamente comprende un mecanismo de dosificación, aunque puede usarse cualquier dispositivo adecuado para añadir particulados a los materiales fibrosos. Por ejemplo, los particulados pueden suministrarse como se indica por la línea 74 al aparato 70 de fibrización. El agente potenciador también puede combinarse con las partículas según se añaden las partículas a la lámina de fibras. Como otra alternativa, las fibras fibrizadas se suministran a un dispositivo 90 de deposición por aire y se transforman en un producto deseado tal como una trama indicada en 92. Además, las partículas tratadas con agente potenciador pueden aplicarse a localizaciones definidas específicamente en la trama 92, tal como en zonas diana de un núcleo absorbente de un producto, minimizando de esta manera el desperdicio del material superabsorbente. Un ejemplo específico de una zona diana es la región central de una compresa femenina en la que la compresa recibiría la mayor cantidad de líquido. La aplicación de partículas superabsorbentes en tal zona pone a estas partículas en una localización en la que son más útiles para absorber líquidos, por ejemplo, sangre. La trama 92, con o sin otros componentes del producto del usuario final, después se procesa para dar el producto del usuario, tal como incluyéndose dentro de un producto higiénico femenino 100.

De nuevo, con esta estrategia, el usuario final de las fibras puede seleccionar fácilmente partículas superabsorbentes tratadas con agente potenciador a aplicar en su producto. Además, el usuario tiene flexibilidad en la deposición por aire de las fibras con partículas tratadas con agente potenciador o en la combinación de otra forma de las partículas tratadas con agente potenciador en un producto terminado con las partículas deseadas. Por consiguiente, el fabricante de la lámina de pasta evita la manipulación y el transporte de los productos que contienen partículas, lo que significa que las partículas no están sometidas a fuerzas mecánicas entre la localización de fabricación de las fibras y la localización en la que se añaden los materiales superabsorbentes tratados con agentes potenciadores.

C. Características de la fibra

La presente invención incluye un método para mejorar las propiedades de absorción de sangre de materiales absorbentes tales como partículas superabsorbentes, y del producto, incluyendo productos finales absorbentes, que se producen por tal método. En realizaciones particularmente preferidas, el producto es un material fibroso tal como fibras celulósicas o sintéticas combinadas con un material superabsorbente, tal como partículas de polímero de hidrogel superabsorbentes tratadas con un agente potenciador, y productos absorbentes obtenidos a partir de las mismas. Las fibras adecuadas incluyen fibras voluminosas en forma cilíndrica que tienen un peso basal de al menos 350 gramos por metro cuadrado (g/m^{2}) o en forma de bala. Las fibras voluminosas pueden tener una densidad de al menos aproximadamente 400 kg/m^{3}. Las fibras voluminosas preferidas son fibras de pasta de madera o fibras de pasta de madera blanda. Las fibras de pasta pueden ser químicas o termomecánicas, quimiotermomecánicas o combinaciones de las mismas. La fibra de pasta preferida es química. Las fibras adecuadas incluyen fibras de pasta de madera, que pueden obtenerse a partir de procesos químicos bien conocidos tales como los procesos kraft y de sulfito. En estos procesos, el mejor material de partida se prepara a partir de especies de madera de coníferas de fibras largas tales como pino, pino de Oregón, abeto y cicuta. Las fibras de pasta de madera también pueden obtenerse por procesos mecánicos, tales como la trituración de madera, procesos mecánicos, termomecánicos, quimiomecánicos y quimiotermomecánicos. Las fibras preferiblemente son alargadas, por ejemplo, con una relación entre la longitud y la anchura de aproximadamente 100:1 a 5:1.

Las fibras de la presente invención también incluyen fibras que se pretratan antes de la combinación con el material superabsorbente tratado con el agente potenciador. Este pretratamiento puede incluir el tratamiento físico, tal como el sometimiento de las fibras a vapor, o un tratamiento químico, tal como la reticulación de las fibras. Aunque no debe considerarse como una limitación, los ejemplos del pretratamiento de las fibras incluyen la aplicación de quelantes, desodorantes o hemostáticos a las fibras, tal como por pulverización de las fibras con agentes químicos hemostáticos. Los agentes químicos hemostáticos específicos, incluyen, a modo de ejemplo, cefalina, etamsilato, clorhidrato de hidrastanina, etc. Además, las fibras pueden pretratarse con tensioactivos u otros líquidos, tales como agua o disolventes, que modifican la superficie de las fibras. Otros pretratamientos incluyen la exposición a agentes antimicrobianos o pigmentos.

Las fibras también pueden pretratarse de una manera que aumente su humectabilidad. Las fibras también pueden pretratarse con materiales de reticulación convencionales y pueden retorcerse o plegarse cuando se desee. También puede realizarse el pretratamiento de fibras de celulosa con agentes químicos que producen superficies de fibras ricas en lignina o celulosa de una manera convencional.

También pueden usarse procesos de blanqueamiento, tales como el blanqueamiento con cloro u ozono/oxígeno en el pretratamiento de las fibras. Además, las fibras pueden pretratarse por medio de la suspensión de las fibras en baños que contienen diversas soluciones. Por ejemplo, soluciones antimicrobianas (tales como soluciones de partículas antimicrobianas como las indicadas más adelante), así como soluciones de fragancias y aromas, para la liberación a lo largo del tiempo durante la vida de las fibras. También pueden usarse fibras pretratadas con otros agentes químicos, tales como resinas termoplásticas y termoestables. También pueden emplearse combinaciones de pretratamientos, combinándose después las fibras pretratadas resultantes con los materiales absorbentes tratados con agente potenciador como se ha explicado anteriormente.

Pueden usarse fibras de madera trituradas, fibras de pasta de madera reciclada o secundaria y fibras de pasta de madera blanqueada o no blanqueada. Los especialistas en la técnica conocerán bien los detalles de la producción de fibras de pasta de madera. Estas fibras están disponibles en el mercado en varias compañías, incluyendo Weyerhaeuser Company, el cesionario de la presente invención. Las fibras también pueden ser otras fibras naturales o sintéticas. Esto no impide la mezcla de más de un tipo de fibras.

En ciertas realizaciones, de acuerdo con este aspecto de la presente invención, como se describe más adelante con más detalle, pueden ser deseables fibras con funcionalidad de formación de enlaces de hidrógeno para unir las partículas superabsorbentes tratadas a las fibras. Un enlace de hidrógeno es una fuerza intermolecular que existe entre átomos de hidrógeno que están unidos covalentemente a elementos muy electronegativos pequeños (tales como nitrógeno y oxígeno) y pares de electrones no unidos presentes en otro de tales elementos electronegativos. Una funcionalidad de formación de enlaces de hidrógeno es un grupo funcional que contiene un átomo de oxígeno o nitrógeno, por ejemplo, hidroxilos, carboxilos, ácidos sulfónicos, sulfonamidas, éteres, ésteres, epóxidos, carbonilos, aminas, uretanos y otros, que es capaz de formar un enlace de hidrógeno. Los orbitales de los pares de electrones no unidos en el oxígeno o nitrógeno solapan con el orbital 1s relativamente vacío del hidrógeno unido covalentemente a otro átomo de nitrógeno u oxígeno. El orbital 1s del hidrógeno está relativamente vacío debido a la distribución desigual de los electrones en el enlace covalente entre éste y el átomo electronegativo pequeño (oxígeno o nitrógeno) al que está unido.

Los ejemplos específicos de fibras naturales que contienen una funcionalidad de formación de enlaces de hidrógeno incluyen fibras de seda cortadas, fibras de pasta de madera, bagasse, cáñamo, yute, arroz, trigo, bambú, maíz, sisal, algodón, lino, Hibiscus cannabinus, musgo de turba y mezclas de los mismos. Las fibras sintéticas adecuadas con funcionalidades de formación de enlaces de hidrógeno incluyen fibras acrílicas, poliéster, poliolefinas carboxiladas, rayón y nylon. La funcionalidad de formación de enlaces de hidrógeno está en un éster en las fibras acrílicas y en un ácido carboxílico en las fibras de poliolefina carboxilada, en un éster en el poliéster, en una amida en el nylon, y en un hidroxilo en el rayón.

Por conveniencia, y sin considerarse una limitación, la siguiente descripción procede haciendo referencia a fibras de pasta de madera químicas individuales. Las fibras se individualizan, por ejemplo, por desfibrización en una trituradora de martillo. Tales fibras individualizadas convenientemente se transforman en una malla, y están disponibles en el mercado, por ejemplo, como fibras NB416 de la Weyerhaeuser Company. Otra malla celulósica adecuada incluiría Rayfloc JLD de ITT Rayonier. Las fibras de celulosa pueden estar en forma de una trama celulósica o fibras de celulosas sueltas.

Las partículas con agentes potenciadores de la presente invención pueden usarse en combinación con fibras que tienen reticulaciones covalentes substanciales en su interior (tales como HBA disponible en Weyerhaeuser) o fibras que carecen substancialmente de reticulación covalente en su interior. En las Solicitudes de Patente Europea 440 472 Al y 427 317 A2 se ven ejemplos de fibras con reticulaciones dentro de la fibra individualizadas, que producen productos que las publicaciones describen como substancialmente exentos de enlaces entre las fibras. Las fibras de la presente invención no necesitan procesarse como en estas solicitudes europeas para eliminar los enlaces entre las fibras. Por lo tanto, pueden usarse partículas recubiertas al menos parcialmente con agentes potenciadores de la presente invención con fibras naturales que tengan una formación de enlaces de hidrógeno substancial, que se definen como fibras que no se han procesado como en las Solicitudes Europeas 440 472 A1 y 427 317 A2 para eliminar substancialmente los enlaces entre las fibras. Las fibras de celulosa que no se han procesado de esta manera carecen substancialmente de enlaces dentro de las fibras.

El producto fibroso del presente método (con o sin reticulaciones dentro de las fibras) puede densificarse adicionalmente por medio de la aplicación externa de presión. El producto densificado es compacto y se transporta fácilmente. El producto fibroso resultante con materiales superabsorbentes incorporados tiene propiedades de absorción de sangre superiores en comparación con los productos no tratados. Los inventores han descubierto que los agentes potenciadores de la presente invención producen un producto que presenta mejores propiedades absorbentes de sangre, tales como una mejor capacidad de sangre antes de la carga y una mejor capacidad de sangre después de la carga.

D. Características del material superabsorbente

De acuerdo con la presente invención, pueden añadirse materiales superabsorbentes a las fibras para proporcionar las propiedades estructurales resultantes deseadas, tales como, sólo a modo de ejemplo, una mayor absorción. El material superabsorbente puede ser cualquier material, tal como partículas, gránulos o fibras y similares, que tenga la propiedad deseada y que sea capaz de formar enlaces de hidrógeno o enlaces covalentes coordinados con el agente potenciador. Un material superabsorbente preferido incluye partículas superabsorbentes como las descritas más adelante con más detalle. En la siguiente descripción, las características del material superabsorbente se describen en el contexto de las partículas superabsorbentes ilustrativas.

Pueden formarse enlaces de hidrógeno, como se ha descrito anteriormente, en partículas superabsorbentes que contienen ciertos grupos funcionales, particularmente las que tienen átomos de oxígeno o de nitrógeno. Por el contrario, se forman enlaces covalentes coordinados por donación de un par no compartido de electrones en un átomo a un orbital vacío de otro átomo. Los enlaces covalentes coordinados difieren de los enlaces covalentes en que los enlaces covalentes se forman por un par de electrones donde uno de los electrones procede de cada uno de los átomos que participan en el enlace. Las partículas pueden formar enlaces covalentes coordinados si tienen un orbital p, d o f vacío que sea capaz de aceptar un par de electrones de un átomo de oxígeno o nitrógeno en la estructura del agente potenciador.

Se forma un enlace covalente coordinado entre un átomo donador que tiene un par no compartido de electrones para donar al enlace, y un átomo aceptor que tiene un orbital vacío para aceptar el par de electrones no compartido del donador. De acuerdo con los principios de Aufbau y Pauli, los electrones ocupan los lóbulos de los orbitales atómicos uno cada vez con un máximo de dos electrones (con espines opuestos) por lóbulo. El orbital más básico es el orbital s, que está disponible para la unión en los elementos de la primera fila de la tabla periódica. En la segunda fila de la tabla periódica, los electrones rellenan primero el orbital 2s del litio y el berilio. Sin embargo, los metales en períodos menores que tres no tienen suficiente afinidad por los electrones como para participar en la unión covalente coordinada. Empezando con el Grupo IIIB (boro), los tres orbitales p pueden participar en la unión covalente coordinada y los lóbulos de los orbitales p empiezan a rellenarse. El boro tiene un electrón en uno de los orbitales 2p dejando de esta manera los otros orbitales 2p vacíos y disponibles para la unión covalente coordinada. Un ejemplo de una partícula que contiene boro unido covalentemente coordinado es el ácido bórico. Como se muestra a continuación, el átomo de boro del ácido bórico actúa como aceptor para un solo par de electrones donado por un átomo de oxígeno de polipropilenglicol (PPG), formando de esta manera un enlace covalente coordinado entre una partícula de ácido bórico y PPG. Esto no es representativo de la química típica del boro y se incluye sólo con fines ilustrativos.

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El siguiente elemento, el carbono, normalmente hibrida para tener un electrón en el orbital 2s y los tres electrones restantes se colocan individualmente en los tres orbitales p. Esto no deja lóbulos vacíos para la unión covalente coordinada y las adiciones de electrones que proceden adicionalmente a lo largo de esta fila de la tabla periódica tampoco dejan lóbulos vacíos. Por lo tanto, el boro es el único elemento de la segunda fila de la tabla periódica que es capaz de formar enlaces covalentes coordinados.

A continuación empieza a rellenarse la tercera fila, siendo los dos electrones 3s los primeros que rellenan en el sodio y en magnesio, de forma que estos metales tienen orbitales d disponibles para formar enlaces covalentes coordinados como se ha descrito anteriormente. Después el aluminio, al igual que el boro, pone un electrón en uno de los lóbulos 3p, y los otros dos lóbulos 3p están vacíos y disponibles para la unión covalente coordinada. La misma tendencia continúa a través de la tercera fila, pero los elementos de la tercera fila también tienen disponibles cinco lóbulos 3d, de forma que en la tercera fila existe posibilidad de unión de coordinación aunque los orbitales 3p estén ocupados. Por lo tanto, el aluminio, el fósforo, el azufre y el cloro son capaces de aceptar un par de electrones de un donador de pares de electrones para formar un enlace covalente coordinado. Se encuentra un ejemplo de esto en los enlaces presentes en el hidróxido de aluminio o el pentasulfuro de fósforo. Un ejemplo de un compuesto de aluminio con enlaces covalentes coordinados es el hidróxido de aluminio, que puede participar en un enlace covalente coordinado con un polímero de polipropilenglicol. En este ejemplo, el átomo de aluminio del hidróxido de aluminio actúa como un aceptor electrónico para un par de electrones donado por un átomo de oxígeno del propilenglicol. Esto no es representativo de la química típica del aluminio se incluye sólo con fines ilustrativos.

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En la siguiente fila, primero se rellena el orbital 4s, después los lóbulos 3d empiezan a rellenarse con un electrón por lóbulo hasta que todos hayan recibido un único electrón y después un segundo electrón en cada lóbulo, hasta que se rellenan todos los lóbulos. Sin embargo, también se dispone de orbitales 4p y 4f, por lo tanto, muchos de los elementos de transición pueden formar enlaces covalentes coordinados.

Los elementos que tienen orbitales vacíos que participan en la unión covalente coordinada incluyen todos excepto los metales (excluyendo el hidrógeno) en los períodos uno y dos, y el carbono, nitrógeno, oxígeno, flúor, nitrógeno y helio. Los metales alcalinos no tienen suficiente afinidad por los electrones como para participar en la unión covalente coordinada.

E. Partículas superabsorbentes

En la realización preferida, el material superabsorbente tratado consta de partículas superabsorbentes, que comprenden polímeros que se hinchan tras la exposición al agua para formar un gel hidratado (hidrogel) por la absorción de grandes cantidades de agua. Los superabsorbentes se definen en este documento como materiales que presentan la capacidad de absorber grandes cantidades de líquido, es decir, superiores a 10-15 partes de líquido por parte del material superabsorbente. Estos materiales superabsorbentes generalmente se clasifican en tres clases, particularmente copolímeros de injerto de almidón, derivados de carboximetilcelulosa reticulada y poliacrilatos hidrófilos modificados. Son ejemplos de tales polímeros absorbentes copolímeros de injerto de almidón-acrilonitrilo hidrolizados, un copolímero de injerto de almidón-ácido acrílico neutralizado, un copolímero de éster de ácido acrílico-acetato de vinilo saponificado, un copolímero de acrilonitrilo o un copolímero de acrilamida hidrolizado, un poli(alcohol vinílico) reticulado modificado, un ácido poliacrílico de auto-reticulación neutralizado, una sal de poliacrilato reticulado, celulosa carboxilada, y un copolímero de anhídrido isobutilenmaleico reticulado neutralizado.

En el mercado están disponibles partículas superabsorbentes, por ejemplo, finos de hidrogel de poliacrilato con injertos de almidón (IM 1000F) de Hoechst-Celanese of Portsmouth, VA, o partículas mayores tales como gránulos. Otras partículas superabsorbentes se comercializan con los nombres comerciales SANWET (suministrado por Sanyo Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha), SUMIKA GEL (suministrado por Sumitomo Kagaku Kabushiki Kaisha y que se polimeriza en emulsión y es esférico a diferencia de las partículas trituradas polimerizadas en solución), FAVOR (suministrado por Stockhausen of Greensboro, North Carolina), y NORSOCRYL (suministrado por Atochem). Las partículas superabsorbentes tienen una diversidad de tamaños y morfologías, por ejemplo, IM 1000 e IM 1000F. Las partículas IM 1000F son más finas y pasarán a través de un tamiz de malla 200, mientras que las partículas IM 1000 tienen algunas partículas que no pasan a través de un tamiz de malla 60. Otro tipo de partículas superabsorbentes es IM 3600 (finos aglomerados). También se describen con detalle polímeros hidrófilos particulados superabsorbentes en la Patente de Estados Unidos Nº 4.102.340. Esta patente describe materiales absorbentes hidrocoloidales tales como poliacrilamidas reticuladas.

Si estas partículas se combinan con la fibra para formar una estructura superabsorbente, la cantidad de partículas superabsorbentes añadida a las fibras puede variar ampliamente, por ejemplo, de aproximadamente un 0,05% a un 80% del peso total del material fibroso y las partículas. Las partículas superabsorbentes preferiblemente se añaden en una cantidad de aproximadamente un 1% a un 80%, más preferiblemente de aproximadamente un 5% a un 70% y, de una forma especialmente preferida, de un 20% a un 60% en peso de los materiales fibrosos y las partículas.

G. Características del agente potenciador no polimérico

Las propiedades de absorción de sangre de las partículas superabsorbentes pueden mejorarse combinando las partículas con un agente potenciador orgánico no polimérico seleccionado entre un grupo predeterminado de agentes potenciadores que tienen una volatilidad menor que el agua. La presión de vapor del agente potenciador puede ser, por ejemplo, menor que 10 mmHg a 25ºC, y más preferiblemente menor que 1 mmHg a 25ºC. Los agentes potenciadores no poliméricos útiles en este aspecto de la presente invención comprenden moléculas de agente potenciador no polimérico donde las moléculas de agente potenciador no polimérico tienen al menos un grupo funcional que forma enlaces de hidrógeno o enlaces covalentes coordinados con las partículas superabsorbentes. Los agentes potenciadores no poliméricos que se describen expresamente más adelante son orgánicos y generalmente incluyen al menos una funcionalidad que forma enlaces de hidrógeno. Otros agentes potenciadores no poliméricos no orgánicos o inorgánicos también pueden mejorar las propiedades de absorción de sangre de las partículas superabsorbentes de acuerdo con la presente invención y generalmente formar en laces de hidrógeno o enlaces covalentes coordinados con las partículas superabsorbentes. De acuerdo con la presente invención, el grupo predeterminado de agentes potenciadores no poliméricos puede incluir un grupo funcional seleccionado entre, sin limitación, el grupo compuesto por un carboxilo, un carboxilato, un carbonilo, un ácido sulfónico, una sulfonamida, un sulfonato, un fosfato, un ácido fosfórico, una fosforamida, un hidroxilo, una amida, una amina y combinaciones de los mismos (tales como un aminoácido o un hidroxiácido), donde cada agente potenciador preferiblemente incluye al menos dos de tales funcionalidades, y las dos funcionalidades son iguales o diferentes. Como se usa en este documento, la expresión "no polimérico" se refiere a un monómero, dímero, trímero, tetrámero, y oligómeros, aunque algunos agentes potenciadores no poliméricos particulares son monoméricos y diméricos, preferiblemente monoméricos.

Los agentes potenciadores orgánicos no poliméricos adecuados pueden formar anillos de cinco o seis miembros con un grupo funcional en o cerca de la superficie de la partícula superabsorbente. Un ejemplo de tal agente potenciador es una amina o aminoácido (por ejemplo, una amina primaria o un aminoácido tal como glicina) que forma anillos de seis miembros por medio de la formación de enlaces de hidrógeno:

3

o

30

También se forma un anillo de seis miembros por los grupos hidroxilo de ácidos carboxílicos, alcoholes y aminoácidos, por ejemplo:

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Puede formarse un anillo de cinco miembros por el agente potenciador y la funcionalidad en o cerca de la superficie de la partícula, por ejemplo:

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donde la partícula es una partícula superabsorbente insoluble en agua y el agente potenciador es un alcohol, tal como un poliol con grupos hidroxilo en carbonos adyacentes, por ejemplo, 2,3-butanodiol.

También pueden usarse otros alcoholes que no forman un anillo de cinco miembros, por ejemplo, alcoholes que no tienen grupos hidroxilo en carbonos adyacentes. Los ejemplos de alcoholes adecuados incluyen alcoholes primarios, secundarios o terciarios.

Los agentes potenciadores de aminoalcohol son alcoholes que contienen un grupo amina (-NR_{2}), e incluyen agentes potenciadores tales como etanolamina (2-aminoetanol) y diglicolamina (2-(2-aminoetoxi)etanol). Los ácidos policarboxílicos no poliméricos contienen más de un grupo funcional de ácido carboxílico. Un poliol es un alcohol que contiene una pluralidad de grupos hidroxilo, e incluye dioles tales como los glicoles (alcoholes dihidroxílicos), etilenglicol, propilenglicol y trimetilenglicol; trioles tales como glicerina (1,2,3-propanotriol). También pueden usarse ésteres de agentes potenciadores que contienen hidroxilo y compuestos polihidroxílicos o de ácido policarboxílico, siendo ejemplos mono- y di-ésteres de glicerina:

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Los agentes potenciadores de hidroxiácido son ácidos que contienen un grupo hidroxilo, e incluyen ácido hidroxiacético (CH_{2}OHCOOH) y ácido láctico. Los agentes potenciadores de aminoácidos incluyen cualquier aminoácido.

Los agentes potenciadores de ácido sulfónico y los sulfonatos son compuestos que contienen un grupo de ácido sulfónico (-SO_{3}H) o un sulfonato (-SO_{3}-). También pueden usarse ácidos aminosulfónicos.

Los agentes potenciadores no poliméricos de poliamida son moléculas pequeñas (por ejemplo, monómeros o dímeros) que tienen más de un grupo amida. De forma similar, un agente potenciador no polimérico de poliamina es una molécula no polimérica que tiene más de un grupo amina, tal como etilendiamina o EDTA.

Aunque otros agentes potenciadores orgánicos no poliméricos son adecuados de acuerdo con la discusión anterior, el agente potenciador orgánico no polimérico preferiblemente se selecciona entre el grupo compuesto por glicerina, ácido láctico, dipropilenglicol y combinaciones de los mismos. Más preferiblemente, el agente potenciador no polimérico se selecciona entre el grupo compuesto por ácido láctico, un oligómero de poliglicerina y combinaciones de los mismos. Como se usa en este documento, un oligómero se refiere a un producto de condensación de polioles, donde el producto de condensación contiene menos de 10 unidades monoméricas. Un oligómero de poliglicerina como se menciona en este documento significa un producto de condensación de dos o más moléculas de glicerina. Un oligómero de propilenglicol como se menciona en este documento significa un producto de condensación de dos o más moléculas de propilenglicol. Los agentes potenciadores no poliméricos preferiblemente también incluyen funcionalidades seleccionadas, sin limitación, entre el grupo compuesto por un carboxilo, un carboxilato, un carbonilo, un ácido sulfónico, una sulfoamida, un sulfonato, un fosfato, un ácido fosfórico, una fosforamida, un hidroxilo, una amina, una amida y combinaciones de los mismos (tales como aminoácidos e hidroxiácidos). Los agentes potenciadores no poliméricos pueden tener dos funcionalidades de tal grupo, y los grupos pueden ser iguales o diferentes.

Cada uno de los agentes potenciadores no poliméricos descritos anteriormente es capaz de formar enlaces de hidrógeno porque tiene un grupo funcional que contiene átomos electronegativos, particularmente oxígenos o nitrógenos, o tiene grupos electronegativos, particularmente grupos que contienen oxígenos o nitrógenos, que también pueden incluir un hidrógeno. Un aminoalcohol, aminoácido, ácido carboxílico, alcohol o hidroxiácido tendrá un grupo hidroxilo en el que un hidrógeno está unido a un oxígeno electronegativo, creando un dipolo que deja el hidrógeno con una carga parcialmente positiva. El aminoalcohol, aminoácido, amida y amina tendrán un grupo -NR- en el que un hidrógeno puede unirse a un nitrógeno electronegativo que también deja el hidrógeno con una carga parcialmente positiva. En los dos casos, el hidrógeno con la carga parcialmente positiva después puede interaccionar con un elemento electronegativo, tal como oxígeno o nitrógeno, en la partícula superabsorbente para ayudar a adherir el agente potenciador a la partícula. El ácido policarboxílico, hidroxiácido, aminoácido y amida también tienen un grupo carboxilo con un oxígeno electronegativo que pueden interaccionar con átomos de hidrógeno presentes en las partículas o en moléculas intermedias entre el agente potenciador y las partículas. De forma similar, los átomos electronegativos (tales como oxígeno o nitrógeno) de la partícula pueden interaccionar con átomos de hidrógeno presentes en el agente potenciador que tienen dipolos positivos, y los átomos de hidrógeno parcialmente positivos de la partícula pueden interaccionar con átomos electronegativos presentes en el agente potenciador.

Como alternativa, un átomo del superabsorbente puede tener un par de electrones no unidos, tal como un par de electrones no compartidos de un átomo de oxígeno o de nitrógeno, que puede donarse a un orbital vacío de un átomo aceptor del agente potenciador para formar un enlace covalente coordinado. El par libre de electrones en el oxígeno o nitrógeno puede donarse al orbital p, d, o f vacío de un agente potenciador para formar un enlace covalente coordinado que adhiere la partícula al agente potenciador. Las fibras de celulosa, por sí mismas, normalmente no contienen grupos funcionales que puedan actuar como aceptores de electrones en la formación de enlaces covalentes coordinados con los agentes potenciadores, pero contienen funcionalidades que pueden ser donadores de electrones en la formación de un enlace covalente coordinado. Las fibras celulósicas y sintéticas, por ejemplo, contienen grupos hidroxilo, carboxilo y éster que formarán enlaces de hidrógeno con los grupos hidroxilo, ácido carboxílico, amida, amina u otros grupos del agente potenciador. También pueden usarse fibras no celulósicas o no sintéticas que tengan estas funcionalidades, por ejemplo, seda o lana, que tienen un enlace amida. Cuando se desea unir las partículas superabsorbentes mejoradas a la fibra, el agente potenciador puede adherirse a la partícula superabsorbente y a una fibra con un enlace covalente coordinado o un enlace de hidrógeno.

Como se ha descrito anteriormente, los agentes potenciadores no poliméricos tienen grupos funcionales que pueden seleccionarse independientemente o en combinación, sin limitación, entre el grupo compuesto por un grupo carboxilo, un carboxilato, un carbonilo, un hidroxilo, un ácido sulfónico, un sulfonato, un ácido fosfórico, un fosfato, una fosforamida, una sulfonamida, una amida, una amina y combinaciones de los mismos. Estos grupos funcionales podrían proporcionarse por los siguientes compuestos químicos ilustrativos: un grupo carboxilo podría proporcionarse por ácidos carboxílicos; un carboxilato, que es un ácido carboxílico ionizado; un grupo carbonilo puede proporcionarse por un aldehído o cetona; un hidroxilo puede proporcionarse por un alcohol o poliol, tal como glicerol, o un mono- o diglicérido, que son ésteres de glicerol; una amida; y una amina, que puede proporcionarse por una alquilamina tal como etanolamina, donde el agente potenciador tiene dos de estos grupos funcionales, y los grupos funcionales pueden ser iguales (por ejemplo, un poliol, polialdehído, ácido policarboxílico, poliamina o poliamida) o diferentes (por ejemplo, un aminoalcohol, hidroxiácido, hidroxiamida, carboxiamida o aminoácido). Los grupos funcionales también pueden seleccionarse independientemente o en combinación, sin limitación, entre el grupo compuesto por carboxilo, un alcohol, una amida y una amina. Opcionalmente, un aldehído puede ser un miembro de cada uno de estos grupos, particularmente si se oxida a un ácido carboxílico.

También pueden usarse combinaciones de agentes potenciadores no poliméricos, con o sin otros agentes potenciadores, siempre que no sean reactivos. Es decir, siempre que los agentes potenciadores no reaccionen de una manera que impida que los agentes potenciadores mejoren las propiedades de absorción en sangre de los materiales superabsorbentes de acuerdo con la presente invención.

En los ejemplos proporcionados más adelante se describe la mejora de las propiedades de absorción de sangre de las partículas superabsorbentes IM 3900, IM 1000, FAVOR 800, J 44 y Aridal 1440 cuando se tratan con cantidades variables de agentes potenciadores no poliméricos.

H. Ventajas del proceso

Los agentes potenciadores de la presente invención también proporcionan numerosas ventajas de proceso. Por ejemplo, puede aplicarse un agente potenciador líquido (que incluiría una solución de un agente potenciador líquido, o un agente potenciador que tiene un punto de fusión por debajo de la temperatura ambiente) a las partículas y el agente potenciador puede dejarse secar al aire, por ejemplo, hasta que las partículas alcancen un contenido de humedad en equilibrio con la humedad del aire ambiental. Las partículas con el agente potenciador después pueden añadirse una malla de fibras. Como alternativa, las partículas y el agente potenciador pueden añadirse a una malla antes o simultáneamente con el recubrimiento de las partículas por el agente potenciador.

Los agentes potenciadores pueden ser líquidos a temperatura ambiente (tales como glicerina). En forma líquida, los agentes potenciadores pueden aplicarse y recubrir al menos parcialmente o impregnar por sí mismos las partículas superabsorbentes en ausencia de fluidos corporales serosos. Por medio de la aplicación de los agentes potenciadores directamente a las partículas superabsorbentes, se puede controlar y seguir fácilmente la cantidad de agente potenciador aplicada al material superabsorbente.

El agente potenciador no polimérico adecuado está presente en una cantidad de al menos aproximadamente un 0,01% y no mayor que aproximadamente un 10% en peso de las partículas superabsorbentes. En realizaciones preferidas, el agente potenciador no polimérico está presente en una cantidad de aproximadamente un 0,01% aproximadamente un 8%, más preferiblemente de aproximadamente un 0,01% a aproximadamente un 3%, e incluso más preferiblemente de aproximadamente un 0,01% a aproximadamente un 1% en peso de las partículas superabsorbentes. En realizaciones particularmente preferidas, donde el agente potenciador no polimérico es glicerina, la cantidad usada es de aproximadamente un 0,05% a aproximadamente un 0,1% en peso de las partículas superabsorbentes. Cuando el agente potenciador no polimérico se usa en las cantidades anteriores, la capacidad de absorción de sangre antes de la carga de las partículas superabsorbentes tratadas preferiblemente es al menos aproximadamente 1,2 veces mayor, y más preferiblemente al menos dos veces mayor que la capacidad de absorción de sangre antes de la carga de las partículas superabsorbentes no tratadas. En otro aspecto preferido, cuando el agente potenciador no polimérico se usa en las cantidades anteriores, la capacidad de absorción de sangre después de la carga de las partículas superabsorbentes tratadas preferiblemente es al menos aproximadamente 1,2 veces mayor, y más preferiblemente al menos dos veces mayor que la capacidad de absorción de sangre después de la carga de las partículas superabsorbentes no tratadas. Usando cantidades excesivas de agente potenciador se puede aumentar el coste del proceso innecesariamente. Los altos porcentajes de agente potenciador también pueden producir problemas de procesamiento debido a las transferencias del material de agente potenciador a las superficies del equipo. Por lo tanto, a menudo se prefiere no usar más agente potenciador que el necesario para mejorar las propiedades de absorción de sangre de las partículas superabsorbentes.

De acuerdo con este aspecto de la presente invención, como se ha descrito brevemente antes, los agentes potenciadores pueden aplicarse a las partículas superabsorbentes antes o simultáneamente con la adición de las partículas superabsorbentes a las fibras. Una estrategia preferida es simplemente pulverizar, tal como por medio de un vapor o niebla, el agente potenciador sobre las partículas según se suministran las partículas a las fibras. La adición simultánea puede realizarse por dos corrientes separadas de partículas y agente potenciador que se dirigen simultáneamente a un substrato fibroso, o, como alternativa, que se mezclan inmediatamente o algún tiempo antes de impactar contra el substrato. Parte del agente potenciador puede alcanzar las fibras sin impactar con las partículas, pero la mayor parte de las partículas se recubrirán al menos parcialmente con el agente potenciador o tendrán el agente potenciador al menos parcialmente impregnado en su superficie.

II. Agentes potenciadores sobre el material fibroso

En un segundo aspecto de la presente invención, pueden usarse los agentes potenciadores descritos más adelante con más detalle para mejorar las propiedades de absorción de sangre de un material superabsorbente, tal como partículas superabsorbentes. De acuerdo con este aspecto de la presente invención, las mejores propiedades de absorción de sangre se consiguen proporcionando el agente potenciador sobre un material fibroso en lugar de sobre el material superabsorbente como se ha descrito anteriormente con respecto a la sección I. El material fibroso recubierto puede combinarse con el material superabsorbente para formar una composición absorbente. La siguiente descripción de una realización preferida de este aspecto de la presente invención se refiere a partículas superabsorbentes y fibras de celulosa. Debe entenderse que también pueden usarse como material fibroso otros tipos de fibras, tanto naturales como sintéticas, como se describe más adelante con más detalle. Además de las partículas superabsorbentes, también son igualmente útiles de acuerdo con la presente invención materiales superabsorbentes en otras formas.

A. Procesamiento de fibras

Haciendo referencia a la figura 1, se ha descrito anteriormente una línea de fabricación de láminas de deposición en húmedo para producir una realización de una composición absorbente de acuerdo con este aspecto de la presente invención.

Un agente potenciador del tipo explicado con detalle más adelante se aplica a la lámina de pasta desde uno o más dispositivos de aplicación de agentes potenciadores, uno de los cuales se indica 50 en la figura 1. Puede usarse cualquier dispositivo de aplicación de agentes potenciadores, tales como pulverizadores, recubridores de rodillos, aplicadores de inmersión o similares. Los pulverizadores son típicamente más fáciles de utilizar e incorporar en la línea de fabricación de láminas de pasta. Como se indica por las flechas 52, 54 y 56, el agente potenciador puede aplicarse en diversas localizaciones o en múltiples localizaciones en la línea de fabricación de láminas de pasta, tales como delante de la fase 30 de secado (indicada por la línea 52), a lo largo de la fase 30 de secado (como se indica por la línea 54) o después de la fase 30 de secado (como se indica por la línea 56).

Lo más preferible es añadir un agente potenciador no acuoso, tal como glicerina, después de la fase de secado en la localización 56 o durante la fase de secado como se indica por la localización 54. Sin embargo, también puede añadirse un agente potenciador líquido no acuoso en una localización, tal como la localización 52, previa a la fase de secado. En esta localización posterior, el agua presente en la trama húmeda en este punto puede tender a atraer estos agentes potenciadores hacia el interior de la malla o la lámina, ya que los agentes potenciadores tienden a ser hidroscópicos. Como los agentes potenciadores no acuosos típicamente no aumentan la degradación del producto debido a la adición de humedad a la lámina, pueden aplicarse después de la fase de secado sin que el contenido de humedad de la lámina supere el nivel máximo deseado.

Los materiales superabsorbentes, seleccionados como se explica más adelante, pueden añadirse a la lámina en la línea de fabricación de pasta, como se indica por el aplicador de partículas 60, que puede comprender un dispositivo de dosificación volumétrico o de masa. Estas partículas pueden rociarse, verterse o añadirse de otra manera a la lámina.

Como se ha descrito anteriormente, durante el transporte de los cilindros o balas de estas fibras, es posible que las partículas se desprendan por el impacto mecánico durante el transporte. Además, esta estrategia interfiere con la adaptación de la aplicación de las fibras en la localización del usuario. Por ejemplo, un usuario puede querer la capacidad de seleccionar tipos o marcas particulares de partículas superabsorbentes para uso con las fibras en los productos del usuario, sin que esta selección se haya hecho por un fabricante de láminas de pasta que incorpora las partículas en la lámina de pasta durante su fabricación. Además, las partículas superabsorbentes son susceptibles de absorber humedad de la atmósfera durante el transporte. Por lo tanto, también es ventajoso proporcionar un producto fibroso en el que el usuario final del producto pueda incorporar las partículas superabsorbentes deseadas en el momento en el que las fibras se convierten en productos.

Por lo tanto, de acuerdo con esta última estrategia preferida, como se ilustra en la fig. 2, pueden producirse cilindros 40 o balas 44 respectivos de fibras que contienen agente potenciador, sin partículas, y después transportarse a una localización remota para el uso por un usuario, como se ha descrito anteriormente haciendo referencia a las partículas tratadas con el agente potenciador.

Con esta estrategia, el usuario final de las fibras puede seleccionar fácilmente partículas superabsorbentes para combinarlas con las fibras tratadas. Además, el usuario tiene flexibilidad en la combinación, por deposición por aire o de otra forma, de las fibras que contienen el agente potenciador en un producto terminado con el superabsorbente deseado. Cuando los agentes potenciadores son solubles en agua, las fibras que contienen agente potenciador preferiblemente no se depositan en húmedo porque la deposición en húmedo retiraría al menos parte del agente potenciador. En la estrategia anterior, no sólo se evita la manipulación y el transporte de los productos que contienen el superabsorbente por el fabricante de la lámina de pasta, sino que además las partículas no se someten a fuerzas mecánicas entre la localización de la fabricación de las fibras y la localización en la que se añaden los materiales particulados.

B. Características de las fibras

El material fibroso que puede tratarse con el agente potenciador de acuerdo con este aspecto de la presente invención se ha descrito anteriormente en general en la sección IB.

C. Características del material superabsorbente y de las partículas

De acuerdo con este aspecto de la presente invención, el material fibroso tratado con el agente potenciador se combina con un material superabsorbente, que puede estar en forma de partículas o fibras, para mejorar las propiedades de absorción de sangre del material superabsorbente y proporcionar una composición absorbente que tenga mejores propiedades de absorción de sangre. Los materiales superabsorbentes que son útiles en ese aspecto de la presente invención se han descrito en general anteriormente en las secciones IC y ID. De acuerdo con este aspecto de la presente invención en el que el agente potenciador se aplica al material fibroso, se prefiere que los materiales superabsorbentes incluyan una funcionalidad capaz de formar enlaces de hidrógeno o enlaces covalentes coordinados con el agente potenciador.

E. Características del agente potenciador no polimérico

De acuerdo con este aspecto de la presente invención, las propiedades de absorción de sangre de la composición absorbente de material superabsorbente y material fibroso pueden mejorarse por un agente potenciador orgánico no polimérico seleccionado entre un grupo predeterminado de agentes potenciadores que tienen, cada uno, una volatilidad menor que el agua. Los agentes potenciadores no poliméricos útiles de acuerdo con este aspecto de la presente invención se han descrito en general anteriormente en la sección IG. La presión de vapor del agente potenciador no polimérico puede ser, por ejemplo, menor que 10 mmHg a 25ºC, y más preferiblemente menor que 1 mmHg a 25ºC. Los agentes potenciadores no poliméricos comprenden moléculas de agente potenciador no polimérico donde las moléculas tienen al menos un grupo funcional que forma enlaces de hidrógeno con el material superabsorbente. De acuerdo con este aspecto de la presente invención, como ocurre con los agentes potenciadores poliméricos, los agentes potenciadores no poliméricos descritos expresamente más adelante son orgánicos y generalmente forman enlaces de hidrógeno con el material superabsorbente. Los agentes potenciadores no poliméricos no orgánicos o inorgánicos aplicados a un material fibroso a combinar con un material superabsorbente también pueden mejorar las propiedades de absorción de sangre del material superabsorbente. Tales agentes potenciadores inorgánicos generalmente formarán un enlace de hidrógeno o un enlace covalente coordinado con el material superabsorbente.

Los agentes potenciadores no poliméricos pueden o pueden no formar enlaces con el material fibroso. Si se forman tales enlaces, generalmente son del tipo de hidrógeno o del tipo covalente coordinado. Por consiguiente, como no se requiere que el agente potenciador se una al material fibroso, también son útiles de acuerdo con la presente invención materiales fibrosos que no incluyen funcionalidad de formación de enlaces de hidrógeno o de enlaces covalentes coordinados. Si el agente potenciador se va a unir al agente potenciador no polimérico fibroso, preferiblemente tiene al menos un grupo funcional que forma enlaces de hidrógeno o enlaces covalentes coordinados con las fibras. De acuerdo con este aspecto de la presente invención, el grupo predeterminado de agentes potenciadores no poliméricos puede incluir, sin limitación, un grupo funcional seleccionado entre el grupo compuesto por un carboxilo, un carboxilato, un carbonilo, un ácido sulfónico, un sulfonato, un fosfato, un ácido fosfórico, un hidroxilo, una amida, una amina y combinaciones de los mismos (tales como un aminoácido o un hidroxiácido) donde cada agente potenciador preferiblemente incluye al menos una de tales funcionalidades.

Como se usa en este documento, la expresión "no polimérico" se refiere a un monómero, dímero, trímero, tetrámero y a oligómeros, aunque algunos agentes potenciadores no poliméricos particulares son monoméricos y diméricos, preferiblemente monoméricos.

En la sección IG anterior se han descrito agentes potenciadores orgánicos no poliméricos adecuados capaces de formar anillos de cinco o seis miembros con un grupo funcional en la superficie del material superabsorbente. En la sección IG anterior, se han descrito alcoholes que no forman un anillo de cinco miembros, agentes potenciadores de aminoalcohol, agentes potenciadores de ácido de policarboxilato no poliméricos, agentes potenciadores poliólicos, agentes potenciadores que contienen ésteres de hidroxilo, agentes potenciadores de hidroxiácido, agentes potenciadores de aminoácido, agentes potenciadores de ácido sulfónico, agentes potenciadores de ácido aminosulfónico, agentes potenciadores de poliamida no poliméricos, y agentes potenciadores de poliamina no poliméricos.

Aunque, de acuerdo con la discusión anterior, son adecuados otros agentes potenciadores orgánicos no poliméricos, el agente potenciador orgánico no polimérico preferiblemente se selecciona entre el grupo compuesto por glicerina, ácido láctico, glicina, dipropilenglicol y combinaciones de los mismos. El agente potenciador no polimérico también se selecciona más preferiblemente entre el grupo compuesto por glicerina, ácido láctico y combinaciones de los mismos. Los agentes potenciadores no poliméricos también incluyen preferiblemente funcionalidades seleccionadas entre el grupo compuesto por, sin limitación, un carboxilo, un carboxilato, un carbonilo, un ácido sulfónico, un sulfonato, un fosfato, un ácido fosfórico, un hidroxilo, una amina, una amida y combinaciones de los mismos (tales como un aminoácido o hidroxiácido). Los agentes potenciadores no poliméricos preferiblemente tienen al menos una funcionalidad de tal grupo.

Cada uno de los agentes potenciadores no poliméricos descritos anteriormente es capaz de formar enlaces de hidrógeno, porque tiene un grupo funcional que contiene átomos electronegativos, particularmente oxígenos o nitrógenos, o tiene grupos electronegativos, particularmente grupos que contienen oxígenos o nitrógenos, y que también incluyen un hidrógeno. El aminoalcohol, aminoácido, ácido carboxílico, alcohol e hidroxiácido tendrán un grupo hidroxilo en el que un hidrógeno está unido a un oxígeno electronegativo, creando un dipolo que deja al hidrógeno con carga parcialmente positiva. El aminoalcohol, aminoácido, amida y amina tendrán un grupo -NR- en el que un hidrógeno puede estar unido a un nitrógeno electronegativo que también deja al hidrógeno con carga parcialmente positiva. En ambos casos, el hidrógeno con carga parcialmente positiva después puede interaccionar con un elemento electronegativo, tal como oxígeno o nitrógeno, preferiblemente en el material superabsorbente y posiblemente en la fibra. El ácido policarboxílico, hidroxiácido, aminoácido y amida también tienen un grupo carboxilo con un oxígeno electronegativo que puede interaccionar con átomos de hidrógeno, preferiblemente en el material superabsorbente y posiblemente en las fibras, o en moléculas intermedias entre el agente potenciador y el substrato. De forma similar, los átomos electronegativos (tales como oxígeno o nitrógeno) en el material superabsorbente o en la fibra pueden interaccionar con átomos de hidrógeno en el agente potenciador que tienen dipolos positivos, y los átomos de hidrógeno parcialmente positivos en el material superabsorbente o en la fibra pueden interaccionar con átomos electronegativos en el agente potenciador.

A continuación se muestran varias interacciones de enlaces de hidrógeno propuestas de dos de los agentes potenciadores (glicina y 1,3-propanodiol) con celulosa:

7

Las interacciones de enlaces de hidrógeno se muestran como líneas de trazos. Se muestra una de tales interacciones entre el nitrógeno de la glicina y un hidrógeno de un -OH en la celulosa. También se muestra un enlace de hidrógeno con glicina entre un oxígeno del -OH de la glicina y el hidrógeno de hidroxi de una cadena lateral de alcohol de la celulosa. Las interacciones de enlace de hidrógeno del 1,3-propanodiol se muestran en líneas de trazos entre un oxígeno de un grupo -OH del agente potenciador y un hidrógeno de un grupo -OH de la molécula de celulosa. También se muestra otro enlace de hidrógeno entre un hidrógeno de un grupo -OH del agente potenciador de glicol y un oxígeno de una cadena lateral de alcohol de la celulosa.

También es posible interponer moléculas de agua u otras moléculas de formación de enlaces de hidrógeno entre la fibra y el agente potenciador, de tal forma que la fibra y el agente potenciador se unan por medio de enlaces de hidrógeno a la molécula de agua.

Como alternativa, en una realización en la que el agente potenciador se une a las fibras, un átomo del agente potenciador no polimérico puede tener un par de electrones no unidos, tal como un par suelto de electrones procedente de un átomo de oxígeno o de nitrógeno, que puede donarse a un orbital vacío de un átomo aceptor de la partícula para formar un enlace covalente coordinado. El par libre de electrones del oxígeno o nitrógeno puede donarse al orbital p, d o f vacío de una partícula para formar un enlace covalente coordinado que adhiera la partícula al agente potenciador no polimérico. La unión covalente coordinada se ha descrito anteriormente con más detalle. Las propias fibras normalmente no contienen grupos funcionales que pueden actuar como aceptores de electrones en la formación de enlaces covalentes coordinados con los agentes potenciadores no poliméricos, pero las interacciones de enlaces de hidrógeno permiten que el agente potenciador se adhiera a la fibra. Las fibras celulósicas y sintéticas, por ejemplo, contienen grupos hidroxilo, carboxilo y éster que formarán enlaces de hidrógeno con los grupos hidroxilo, ácido carboxílico, amida, amina u otros grupos del agente potenciador no polimérico. También pueden usarse fibras no celulósicas o no sintéticas que tengan estas funcionalidades, por ejemplo, seda, que tiene un enlace amida.

En algunas realizaciones, el agente potenciador no polimérico puede unirse tanto a las fibras como a la partícula por enlaces de hidrógeno. Los grupos hidroxilo en un agente potenciador poliólico participan en las interacciones de enlaces de hidrógeno con los grupos hidroxilo de fibras de celulosa y los grupos carboxilo de un hidrogel de poliacrilato.

Los agentes potenciadores no poliméricos tienen grupos funcionales que pueden seleccionarse, sin limitación, independientemente o en combinación, entre el grupo compuesto por un carboxilo, un carboxilato, un carbonilo, un hidroxilo, un ácido sulfónico, un sulfonato, un ácido fosfórico un fosfato, una amida, una amina y combinaciones de los mismos. Estos grupos funcionales podrían proporcionarse por los siguientes compuestos químicos ilustrativos: un grupo carboxilo podría proporcionarse por ácidos carboxílicos; un carboxilato, que es un ácido carboxílico ionizado; un grupo carbonilo puede proporcionarse por un aldehído, tal como una cetona; un hidroxilo, tal como un alcohol o un poliol, tal como glicerol, o un mono- o diglicérido, que son ésteres de glicerol; una amida, tal como un péptido; y una amina, que puede proporcionarse por una alquilamina, tal como etilenimina, teniendo preferiblemente el agente potenciador al menos uno de estos grupos funcionales. Los grupos funcionales también pueden seleccionarse independientemente o en combinación entre el grupo compuesto por carboxilo, un alcohol, una amida y una amina. Un aldehído puede ser opcionalmente un miembro de cada uno de estos grupos, particularmente si se oxida a un ácido carboxílico.

Pueden usarse combinaciones de agentes potenciadores no poliméricos, siempre que no sean reactivos. Es decir, siempre que los gentes potenciadores no reaccionen de una manera que impida el aumento de las propiedades de absorción de sangre de la composición absorbente, de acuerdo con este aspecto de la presente invención.

Cuando el agente potenciador es capaz de unirse al material fibroso, aunque tal unión es permisible, no debe inhibir la mejora por parte del agente potenciador de las propiedades de absorción de sangre del material superabsorbente. Por consiguiente, cuando el agente potenciador es capaz de unirse al material fibroso, se prefiere que esté disponible una cantidad del agente potenciador eficaz para mejorar las propiedades de absorción de sangre del material superabsorbente, para unirse a los materiales superabsorbentes como se ha descrito anteriormente.

F. Ventajas del proceso

Los agentes potenciadores de la presente invención también proporcionan numerosas ventajas de proceso. Por ejemplo, puede aplicarse un agente potenciador líquido (que incluiría una solución de un agente potenciador líquido o un agente potenciador que tiene un punto de fusión o un punto de reblandecimiento por debajo de la temperatura ambiente) a una malla de celulosa y el agente potenciador puede dejarse secar, por ejemplo, hasta que el producto de fibra alcance un contenido de humedad en equilibrio con la humedad del aire ambiental. Las fibras recubiertas después pueden combinarse con materiales superabsorbentes tales como partículas o fibras. Algunos de los agentes potenciadores (especialmente los agentes potenciadores líquidos) se difunden a través de las fibras para alcanzar una distribución de equilibrio del agente potenciador. Como alternativa, las partículas pueden añadirse a la malla antes o simultáneamente con el recubrimiento de las fibras con el agente potenciador.

Los agentes potenciadores pueden ser líquidos a temperatura ambiente (tales como glicerina). Por medio de la aplicación del agente potenciador al material fibroso, se puede conseguir fácilmente una dispersión uniforme del agente potenciador a lo largo de toda la matriz de la composición absorbente.

El recubrimiento de fibras de la presente invención puede realizarse a través de un amplio intervalo de pH sin requerir un catalizador. Un intervalo de pH adecuado sin un catalizador es 1-14, pero son intervalos preferidos 5-8 o 6-8, porque tales intervalos de pH neutro producirán productos fibrosos (tales como productos de celulosa) que son menos propensos a dañarse por hidrólisis ácida.

El contenido de humedad de las fibras durante la etapa de recubrimiento es del 0,5 al 50%, convenientemente del 5 al 40% o preferiblemente del 5 al 20% de agua con respecto al peso de las fibras, agente potenciador y partículas. Las partículas pueden añadirse a las fibras de manera que éstas se distribuyan a lo largo de todo el producto fibroso sin limitarse a la superficie del producto. Las partículas pueden distribuirse por toda la profundidad del producto de fibra, tal como una malla o trama.

El agente potenciador convenientemente está presente en las fibras tratadas en una cantidad de aproximadamente un 2% a un 30% del peso total de las fibras y el agente potenciador, más preferiblemente de aproximadamente un 2% a un 15%. Cuando el agente potenciador se usa en las cantidades anteriores de acuerdo con este aspecto de la presente invención, la capacidad de absorción de sangre después de la carga de la mezcla de fibras tratadas y partículas superabsorbentes preferiblemente es al menos 1,3 veces mayor que la capacidad de absorción de sangre después de la carga para la mezcla de fibras no tratadas y partículas superabsorbentes. El uso de cantidades excesivas de agente potenciador puede introducir gastos innecesarios en el proceso de recubrimiento. Los altos porcentajes de agente potenciador también pueden producir problemas de procesamiento debido a las transferencias de material de agente potenciador a las superficies del equipo. Por lo tanto, a menudo se prefiere no usar más agente potenciador que el necesario para mejorar las propiedades de absorción de sangre de la composición absorbente.

De acuerdo con esta invención, los agentes potenciadores pueden aplicarse a las fibras antes, después o simultáneamente con la adición de las partículas superabsorbentes. La adición simultánea puede realizarse por dos corrientes separadas de partículas y agente potenciador que se dirigen simultáneamente a un substrato fibroso o, como alternativa, que se combinan inmediatamente o algún tiempo antes de impactar contra el substrato.

La combinación de partículas superabsorbentes con fibras recubiertas con agente potenciador se realiza en condiciones que favorecen la formación de enlaces de hidrógeno o enlaces covalentes coordinados y obstaculizan la formación de enlaces covalentes. Las condiciones que favorecen los enlaces covalentes son las descritas en la Patente de Estados Unidos Nº 4.412.036 y en la Patente de Estados Unidos Nº 4.467.012. También se muestran condiciones que favorecen la formación de enlaces covalentes en las Solicitudes de Patente Europea 440 472 A1; 427 317 A2; 427 316 A2; y 429 112 A2.

Las fibras que tienen una alta masa por reticulaciones covalentes dentro de las fibras se preparan individualizando las fibras (por ejemplo, en un fibrizador) y curándolas a una temperatura elevada (por encima de 150ºC). La aplicación inicial del agente potenciador en tales fibras de alta masa preferiblemente se realiza después de la etapa de curado, particularmente si el agente potenciador es capaz de funcionar como material de reticulación. Los tipos específicos de agentes potenciadores descritos en este documento que también pueden reticular son polioles, polialdehídos, ácidos policarboxílicos y poliaminas (agentes potenciadores no poliméricos con más de un grupo amina). Si tales agentes potenciadores están presentes durante el curado, el agente potenciador se consumirá durante la etapa de curado para formar enlaces reticulados covalentemente. Cuando esto ocurre, el agente potenciador ya no está disponible para la formación de enlaces de hidrógeno o de enlaces covalentes coordinados con los materiales superabsorbentes y para mejorar las propiedades de absorción de sangre de la composición superabsorbente.

Los procesos de formación de enlaces covalentes dentro de las fibras descritos en las publicaciones europeas anteriores requieren la formación de un intermedio que después reacciona con un grupo hidroxi presente en la celulosa para formar un enlace éster covalente. Se cree que la presencia de más de aproximadamente un 20% en peso de agua en las fibras interfiere con la formación del intermedio e inhibe la formación de enlaces covalentes. Por lo tanto, en procesos que usan ácidos policarboxílicos, polioles y poliaminas (aminas no poliméricas que tienen más de un grupo amina) como agentes potenciadores en la presente invención, las fibras deben contener al menos un 20% en peso de agua (o un 20-50% en peso de agua) si las partículas y el agente potenciador están presentes en las fibras cuando se produce el curado. El agua inhibe la formación de enlaces covalentes e impide que todo el agente potenciador se use para formar reticulaciones intrafibrilares covalentes. Por lo tanto, parte del agente potenciador sigue estando disponible para mejorar las propiedades absorbentes de sangre de la composición superabsorbente.

Los agentes potenciadores de la presente invención pueden añadirse a las fibras de cualquier forma conveniente. Uno de tales procedimientos es pulverizar el agente potenciador o los agentes potenciadores sobre una trama de las fibras que se hace pasar por delante de un pulverizador en una cinta transportadora. Como alternativa, puede dejarse que las fibras sueltas caigan por delante de un pulverizador, o las fibras sueltas pueden desplazarse en una cinta transportadora por delante de un pulverizador. Las fibras sueltas también pueden suspenderse o sumergirse en agente potenciador. También es preferible utilizar un recubrimiento con cilindros para aplicar los agentes potenciadores sobre la trama, particularmente si el agente potenciador es viscoso. Las fibras también pueden pulverizarse sumergirse en el agente potenciador. Estas fibras, aunque aún estén húmedas, pueden combinarse con las partículas superabsorbentes.

En la Patente de Estados Unidos Nº 5.064.689 se muestra un método para recubrir de forma uniforme las fibras con un agente potenciador y añadir las partículas. Sin embargo, la invención no se limita a ningún mecanismo específico para combinar la fibra, el agente potenciador y las partículas.

III. Producción de fibras de alta masa

Para proporcionar una descripción detallada, se proporciona la siguiente descripción de la producción de fibras de alta masa útiles de acuerdo con la presente invención. En la técnica se conoce la producción de fibras de alta masa con reticulaciones intrafibrilares. Se describen procesos para fabricar tales fibras en los documentos EP 440 472 Al; EP 427 317 A2; EP 427 316 A2 y EP 429 112 A2, así como en la Solicitud de Patente de Estados Unidos con el Nº de Serie 07/607.268 presentada el 31 de octubre de 1990, y su publicación europea homóloga. Estas fibras de alta masa pueden usarse en la presente invención. Como se conocen métodos para fabricar fibras de alta masa, a continuación sólo se proporciona una breve descripción de uno de tales procesos.

A. Sistema general

Haciendo referencia a la figura 3, el aparato 110 comprende un dispositivo 112 de transporte para transportar una malla 114 de fibras de celulosa o de otras fibras a través de una zona 116 de tratamiento de fibras; un aplicador 118 para aplicar una substancia de tratamiento tal como una substancia de reticulación desde una fuente 119 de la misma a la malla 114 en la zona 116 de tratamiento de las fibras; un fibrizador 120 para separar completamente las fibras de celulosa individuales que constituyen la malla 114 para producir fibras compuestas de fibras de celulosa substancialmente intactas, substancialmente sin nudos ni protuberancias; y un secador 122 acoplado al fibrizador para evaporar de forma inmediata la humedad residual de las fibras producidas y para curar la substancia de reticulación, formado de esta manera fibras de celulosa seca y curadas.

La malla 114 de fibras de celulosa preferiblemente está en forma de una lámina extendida almacenada en forma de un cilindro 124 hasta el uso. Normalmente, no es necesario que las fibras de celulosa que constituyen la malla 114 estén completamente secas. Como la celulosa es una substancia hidrófila, sus moléculas típicamente tendrán un cierto nivel de humedad residual, incluso después del secado. El nivel de humedad residual generalmente es del 10% p/p o menor, que no es detectable como "humedad". La figura 3 también demuestra que, usando la presente invención, puede procesarse simultáneamente más de un suministro, tal como múltiples cilindros 124, de la malla 114 de fibras celulósicas.

En la zona 116 de tratamiento de las fibras, los pulverizadores u otros aplicadores 118 aplican agentes químicos tales como agentes de reticulación a la malla. Los agentes químicos típicamente se aplican de forma uniforme a los dos lados de la malla. La malla humedecida pasa entre un par de cilindros 128 que ayudan a distribuir los agentes químicos uniformemente a través de la malla. Por supuesto, también pueden usarse otros aplicadores.

La substancia de reticulación es una solución líquida de cualquiera de una diversidad de solutos de reticulación conocidos en la técnica. Si se requiere, la substancia de reticulación puede incluir un catalizador para acelerar las reacciones de unión entre moléculas de la substancia de reticulación y moléculas de celulosa. Sin embargo, muchos, si no la mayoría de las substancias de reticulación, no requieren un catalizador.

Los tipos preferidos de substancias de reticulación se seleccionan entre un grupo compuesto por derivados de urea tales como urea metilolada, ureas cíclicas metiloladas, ureas cíclicas substituidas con alquilo inferior metiloladas, ureas cíclicas dihidroxílicas metiloladas, y mezclas de las mismas. Una substancia de reticulación específicamente preferida sería dimetiloldihidroxietilenurea (DMDHEU). Además, las substancias de reticulación pueden ser ácidos policarboxílicos, tales como ácido cítrico. En la técnica se conocen materiales de reticulación, tales como los descritos en la Patente de Estados Unidos Nº 3.440.135 de Chung, Patente de Estados Unidos Nº 4.935.022 de Lash, et al., Patente de Estados Unidos Nº 4.889.595 de Herron et al., Patente de Estados Unidos Nº 3.819.470 de Shaw et al., Patente de Estados Unidos Nº 3.658.613 de Steijer, et al., Patente de Estados Unidos Nº 4.822.453 de Dean, et al., y Patente de Estados Unidos Nº 4.853.086 de Graef, et al.

Los catalizadores adecuados incluyen sales ácidas que pueden ser útiles cuando se usan substancias de reticulación basadas en urea. Tales sales incluyen cloruro amónico, sulfato amónico, cloruro de aluminio, cloruro de magnesio o mezclas de estos u otros compuestos similares. También pueden usarse sales de metales alcalinos de ácidos que contienen fósforo.

En la figura 3, la substancia de reticulación aplicada a la malla 114 se obtiene desde un suministro 119 de la misma, tal como un depósito o un recipiente análogo.

Las fibras de celulosa reticuladas son fibras individuales que constan, cada una, de múltiples moléculas de celulosa en las que al menos una porción de los grupos hidroxilo presentes en las moléculas de celulosa se han unido covalentemente a grupos hidroxilo presentes en moléculas de celulosa vecinas de la misma fibra a través de reacciones de reticulación con reactivos químicos añadidos de forma exógena denominados "substancias de reticulación" o "agentes de reticulación". Los agentes de reticulación adecuados generalmente son de tipo bifuncional que crean "puentes" unidos covalentemente entre dichos grupos hidroxilo vecinos.

B. Dispositivo de transporte

Haciendo referencia adicionalmente a la figura 3, cada malla 114 de fibras de celulosa se transporta por un dispositivo 112 de transporte, que lleva las mallas a través de la zona 116 de tratamiento de fibras. La figura 3 también muestra una porción adicional de un tipo de dispositivo de transporte compuesto de un primer par de cilindros 126 y segundo par de cilindros 128 para cada malla 114. El primer y el segundo par de cilindros 126, 128 son particularmente eficaces para hacer salir a la malla correspondiente a una velocidad substancialmente constante y controlada.

C. Zona de tratamiento de fibras

Cada malla 114 se hace salir por el primer y el segundo par de cilindros 126, 128 a través de la zona 116 de tratamiento de fibras donde la malla 114 se impregna con una substancia de reticulación líquida. La substancia de reticulación preferiblemente se aplica a una o a las dos superficies de la malla usando cualquiera de una diversidad de métodos conocidos en la técnica útiles para tal fin, tales como pulverización, laminado, inmersión o un método análogo. También pueden emplearse combinaciones de aplicadores de pulverización y de laminado.

La substancia de reticulación típicamente se aplica en una cantidad que varía de aproximadamente 2 kg a aproximadamente 200 kg de agente químico por tonelada de fibra de celulosa y, preferiblemente, de aproximadamente 20 kg a aproximadamente 100 kg de agente químico por tonelada de fibra de celulosa.

D. Fibrizador

El siguiente subsistema que sigue a la zona de tratamiento de fibras en un fibrizador 120 que sirve para triturar una o más mallas 130 impregnadas con la substancia de reticulación para proporcionar fibras de celulosa individuales substancialmente intactas que constituyen una producción de fibras.

Haciendo referencia adicionalmente a la figura 3, puede utilizarse un primer ventilador 260 de transportador de diseño convencional para propulsar las fibras desde la salida 162 del dispositivo 132 de rozamiento a través de un conducto 262.

Un componente opcional del fibrizador 120 es un primer ciclón 264 o aparato similar conocido en la técnica, utilizado de una manera convencional para concentrar las fibras que pasan por la salida 162 del dispositivo 132 de rozamiento. El primer ciclón 264 recibe las fibras a través del conducto 262 acoplado al mismo.

El exceso de aire puede recuperarse en la parte superior 266 del primer ciclón 264 y reciclarse cuando sea necesario a través de un conducto 268 hasta una localización previa al primer ventilador 260 del transportador (si se usa). Tal aire adicional puede ser beneficioso para facilitar la transferencia de las fibras a través del primer ventilador 260 del transportador.

Un refinador 268 de discos es otro componente opcional del fibrizador 120 que puede emplearse para realizar una separación adicional de las fibras (eliminación de nudos) si se requiere. El refinador 268 de discos es de un tipo conocido en la técnica y comprende una entrada 270 del refinador de discos y una salida 272 del refinador de discos. Un refinador 268 de discos representativo es el tipo DM36 fabricado por Sprout-Bauer, Incorporated of Muncie, Pennsylvania. Si se usa el refinador 268 de discos, su entrada 270 se acopla a través de un conducto 274 a una salida 276 del primer ciclón 264.

Opcionalmente, puede utilizarse un segundo ventilador 278 de transportador para impulsar la propagación de la fibras a través de un conducto 180 corriente abajo del refinador 268 de discos. El exceso de aire puede recuperarse desde la parte superior 266 del primer ciclón 264 y dirigirse a través de un conducto 281 a un tubo 282 de conexión triple justo corriente arriba del segundo ventilador 278 de transportador.

Otro componente opcional del fibrizador 120 es un generador 290 de pelusa que recibe las fibras del segundo ventilador 278 de transportador opcional a través de un conducto 284. El generador de pelusa se describe con detalle más adelante y en la Solicitud de Patente de Estados Unidos en trámite junto con la presente, con el Nº de Serie 07/607.157.

E. Secador

Haciendo referencia adicionalmente a la figura 3, una realización preferida del presente aparato 110 incluye un secador 122 que se utiliza para realizar dos funciones secuenciales: retirar la humedad residual de las fibras y curar el agente de reticulación. Preferiblemente, el secador 122 comprende una zona de secado 373 para recibir las fibras, por ejemplo, desde la salida 304 del generador de pelusa, y para retirar la humedad residual de las fibras a través de un método de "secado rápido", y una segunda zona 360, 362 de secado para curar el agente de reticulación. En la figura 3, el curado empieza en la zona 360 y continua a lo largo de la zona 362.

La realización de la figura 3 demuestra que la zona 363 se acopla a la salida del generador de pelusa por un conducto 372 y a una fuente 374 de aire caliente, producido típicamente por combustión de un suministro de gas natural 376 y aire libre 378. La temperatura del aire caliente se regula para mantener la temperatura de la zona 273 de secado dentro de un intervalo de aproximadamente 200ºC a aproximadamente 315ºC. Según pasa la producción de fibras al interior de la zona 373 de secado, las fibras húmedas que constituyen la producción de fibras se exponen de una forma substancialmente instantánea a la alta temperatura de esta zona. Tal rápida exposición a una alta temperatura imparte un efecto de "secado rápido" a las fibras, produciéndose de esta manera un secado rápido y completo y la separación de las fibras. El tiempo de paso a través de la zona 373 de secado preferiblemente es menor que un segundo.

La realización de la figura 3 demuestra que la primera zona 360 comprende una primera torre 364 compuesta por una porción 366 de cuerpo, una entrada 368 y una salida 370 de la primera torre. La zona 373 de secado se acopla a través de un conducto 372 a la salida del generador 290 de pelusa.

En la figura 3, se muestra la primera torre 364 preferiblemente acoplada a través de un conducto 380 a un tubo 382 descendente, que se acopla a través de un conducto 384 a un tercer ventilador 386 de transportador localizado en la entrada 388 de una segunda torre 390. El tercer ventilador 386 de transportador transporta las fibras a través del secador, pasando de esta manera al interior de la segunda torre 390. Cuando las fibras se hacen pasar en alto a través de la segunda torre 390, también se exponen a una temperatura de curado dentro del intervalo de aproximadamente 140ºC a aproximadamente 180ºC, que es suficiente para efectuar el curado del agente de reticulación sin quemar las fibras secas. El paso en alto mantiene a las fibras separadas hasta que se completa la reacción de reticulación. La temperatura de curado depende del tipo de material de reticulación usado para tratar las fibras y también se fija a un nivel tal que las fibras no se quemen durante el curado. Debe tenerse en cuenta que también pueden usarse secadores de una sola etapa.

Las fibras secas y curadas que salen por la salida del secador de la torre 390 tienen un nivel extremadamente bajo de protuberancias y prácticamente ningún nudo. Además, no se decoloran por el quemado y similares, y tienen una longitud media de la fibra substancialmente igual a la longitud media de las fibras que constituyen la malla 14.

La figura 3 también muestra un segundo ciclón 400 de diseño convencional acoplado a través de un conducto 402 a la salida de la torre 390, que sirve para concentrar las fibras que pasan a su través para proporcionar una preparación para la recolección. Las fibras concentradas resultantes pueden recogerse usando cualquiera de varios dispositivos 408 de recolección conocidos en la técnica, tales como dispositivos de ensacado de fibras.

IV. Productos absorbentes compuestos

De acuerdo con la presente invención, pueden obtenerse estructuras o artículos absorbentes a partir de las fibras tratadas y las partículas superabsorbentes tratadas. Estos artículos pueden ser estructuras compuestas (por ejemplo, constituidas por varios materiales). Por ejemplo, los artículos pueden tener un núcleo de varios tipos de fibras, o capas de fibras, con o sin materiales de cobertura. Estos productos pueden absorber cantidades significativas de sangre y de otros fluidos, tales como agua, orina y otros fluidos corporales. Tales productos incluyen, pero sin limitación, compresas sanitarias, toallas quirúrgicas, vendas y similares.

Las figuras 4 y 5 ilustran una estructura de capa absorbente que puede formarse a partir de fibras o partículas tratadas con el agente potenciador de acuerdo con la presente invención, tanto mezcladas como no mezcladas con otras fibras o partículas. Las figuras 4 y 5 representan una capa 410 absorbente que tiene una plantilla 412 estampada por calor. También pueden usarse capas que no tengan ninguna plantilla. Puede formarse una capa que tiene una lámina 414 de cubierta y una lámina 416 de soporte, por ejemplo, poniendo una pieza de fibras cuadrada cortada a partir de la lámina sobre una lámina de soporte precortada correspondiente. Se pone una lámina de cubierta precortada correspondiente sobre las fibras 418 en la lámina de soporte. Este conjunto después puede unirse de forma adhesiva alrededor de un margen 420 continuo. La capa 410 también puede adoptar muchas formas diferentes dependiendo de su uso final.

Haciendo referencia a las figuras 6 y 7, se muestra una estructura superabsorbente en la forma de una venda. Se muestra una venda 430 para la aplicación en una herida para absorber sangre y otros fluidos corporales. Se monta de forma segura una capa 440 absorbente a una superficie 434 exterior o de montaje de la capa de una tira 436 de soporte. La capa 440 contiene fibras 441 recubiertas y partículas superabsorbentes o partículas superabsorbentes tratadas y fibras. Puede usarse cualquier medio de montaje o fijación adecuado para fijar la capa 440 a la superficie 434 de la tira 436. Sin embargo, es preferible que la superficie 434 esté recubierta con un adhesivo de forma que la capa 440 pueda montarse de forma adhesiva en su sitio. Un adhesivo ilustrativo es el adhesivo etileno-acetato de vinilo. También es deseable que la superficie 438 total de la tira 436 de soporte esté recubierta con un adhesivo convencional. La superficie 438 es la superficie que se fija al área de la piel que rodea a la herida. Pueden usarse aletas "de desprendimiento" convencionales para proteger el recubrimiento adhesivo y la capa 440 hasta que se aplique la venda. Este tipo de tira de soporte es bien conocido en la técnica.

La tira 436 de soporte puede ser de cualquier material flexible conocido adecuado para la aplicación a la piel. Es preferible que la tira 416 sea de un material impermeable al paso de líquidos, de forma que el fluido de una herida quede contenido por la venda. Sin embargo, la tira 436 puede tener orificios o puede ser transpirable de otra forma para permitir que el aire alcance la herida y promover el proceso de curación. Un ejemplo específico de una tira 436 de soporte adecuada es una película de polietileno.

La capa absorbente de la venda 430 también puede incluir una lámina de cubierta que típicamente está hecha de cualquier material adecuado que permite el paso fácil de líquido a través de la lámina de cubierta hasta las fibras 441, tal como tramas de fibras no tejidas, de fibras tales, por ejemplo, rayón, nylon, poliéster, propileno y mezclas de los mismos. Un material de lámina de cubierta específicamente preferido es una mezcla de un 70 por ciento de rayón/30 por ciento de poliéster que tiene un peso basal de 18 g/m^{2} de Scott Paper Company.

Usando las fibras tratadas con agente potenciador o las partículas superabsorbentes tratadas con agente potenciador de acuerdo con la presente invención, pueden formarse otros artículos absorbentes tales como productos para la higiene femenina, gasas quirúrgicas y similares, que típicamente se usan para absorber sangre u otros fluidos corporales serosos.

Los siguientes ejemplos se proporcionan para describir adicionalmente la presente invención e ilustrar las mejores propiedades de absorción de sangre conseguidas por las fibras y las partículas de la presente invención.

V. Ejemplos A. Agente potenciador sobre el material superabsorbente Ejemplo 1

El siguiente ejemplo ilustra la mejora de las propiedades de absorción de sangre, por ejemplo, la capacidad de absorción de sangre antes de la carga y la capacidad de absorción de sangre después de la carga de una partícula superabsorbente tratada con un agente potenciador de acuerdo con la presente invención.

Una alícuota de cinco gramos de un superabsorbente de hidrogel de poliacrilato con almidón injertado disponible en Hoechst-Celanese of Portsmouth, Virginia, como producto con el nombre IM 3900, se suspendió en un mezclador Waring de mezcla rápida. Se añadieron gotas de glicerina a la suspensión en cantidades suficientes para producir niveles de adición del 0,1%, 0,5% y 2,0% del peso total del material superabsorbente y la glicerina añadida. La mezcla se continuó durante 15 segundos antes de detener el mezclador y de retirar el contenido. Los materiales resultantes después se ensayaron con respecto a la capacidad de absorción de sangre antes de la carga y la capacidad de absorción de sangre después de la carga como se describe más adelante.

Se tomó una muestra de aproximadamente 0,2 gramos (determinada hasta el cuarto sitio decimal en una balanza analítica) de cada mezcla y se cerró herméticamente en un sobre no tejido permeable a los líquidos, sellable por calor, en forma de una bolsa de té, disponible en Dexter of Windsor Locks, Connecticut. Las muestras después se sumergieron, una cada vez, en sangre ovina desfibrinada reciente(disponible en Becton Dickinson of Hunt Valley, Maryland) y se empaparon durante 30 minutos. Después de empaparse, las muestras se suspendieron para drenar toda la sangre no unida durante 10 minutos, y después se pesaron. Las muestras después se pusieron en un embudo Büchner conectado a vacío, se puso una chapa de goma sobre las muestras, y se aplico suficiente succión como para poner una carga de 1,0 psi (6,89 Pa) sobre las muestras durante 5 minutos. La carga se retiró y las muestras se volvieron a pesar. Después se calculó la capacidad de absorción de sangre antes de la carga, en gramos de sangre absorbida por gramo de material superabsorbente usado, para los materiales por la siguiente fórmula:

gramos/gramos de capacidad absorbente de sangre antes de la carga =

\small\dotable{\tabskip\tabcolsep\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
  (masa de muestra húmeda - masa de la bolsa de té húmeda - masa
absorbente  seca) \+\cr  masa seca de material absorbente
usado\+\cr}

g/g de capacidad de sangre después de la carga =

\small\dotable{\tabskip\tabcolsep\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
  (masa de la muestra húmeda después de la carga - masa de la
bolsa de té  húmeda después de la carga - masa absorbente 
seca) \+\cr  masa seca del material absorbente
usado\+\cr}

La masa de la bolsa de té húmeda y la masa de la bolsa de té húmeda después de la carga se determinaron pesando una muestra de bolsa de té sin superabsorbente tratada como se ha descrito anteriormente para las bolsas de té que contienen una muestra superabsorbente.

Con fines comparativos, se mezcló un compuesto de un superabsorbente de hidrogel de poliacrilato con almidón injertado disponible en Hoecht-Celanese con la denominación IM 1000 con una pelusa de fibras de celulosa al menos parcialmente recubiertas con glicerina de acuerdo con el ejemplo 5. Se usó un 30% en peso de partículas superabsorbentes con respecto al peso combinado de las partículas superabsorbentes y el material fibroso. Esta muestra se denominó 30% de IM 1000/pelusa RP. Se prepararon otras muestras comparativas usando el material de núcleo de productos catameniales disponibles en el mercado vendidos bajo una marca. También se evaluó otro agente comparativo que comprendía un producto de pasta de madera disponible en Weyerhaeuser Company con el nombre NB 416 con respecto a la absorción de sangre como se ha descrito anteriormente. También se evaluó una muestra comparativa de partículas superabsorbentes IM 3900 no tratadas. Los resultados se muestran en la tabla I.

TABLA I

Muestra	Capacidad de absorción de	Capacidad de absorción de
	sangre antes de la carga (g/g)	sangre después de la carga
	(sin carga)	(g/g) [6,9 kPa (1,0 psi) de carga]

100% de IM 3900	8,48	7,76

99,9% de IM 3900	31,67	24,19
0,1% de glicerina
99,5% de IM 3900	24,63	19,72
0,5% de glicerina
98% de IM 3900	20,16	15,61
2,0% de glicerina

30% de IM 1000/pelusa RP	29,96	12,77
Núcleo Always	15,70	5,91
NB 416 (sin SAP)	25,57	9,47

Los resultados indican que un agente potenciador de glicerina aplicado a partículas superabsorbentes IM 3900 aumenta la capacidad de absorción de sangre antes de la carga de las partículas superabsorbente al menos dos veces y hasta 3,7 veces, y la capacidad de absorción de sangre después de la carga al menos dos veces y hasta 3,1 veces, en comparación con las mismas propiedades para las partículas IM 3900 no tratadas. Sorprendentemente, los resultados indican que la mejora más pronunciada de las propiedades de absorción de sangre de las partículas superabsorbentes ensayadas se produce a niveles muy bajos de glicerina, y tiende a disminuir al aumentar la cantidad de glicerina.

Debe tenerse en cuenta que, en esta solicitud, la comparación entre diversos ejemplos no es apropiada porque los solicitantes han descubierto que las propiedades de absorción de sangre de las muestras de ensayo varían en gran medida con la muestra de sangre que se use en el procedimiento de ensayo. Para cada uno de los ejemplos descritos, se usó una sola muestra de sangre para ensayar las muestras para un ejemplo dado, aunque se usaron diferentes muestras de sangre en los diferentes ejemplos.

Ejemplo 2

El siguiente ejemplo ilustra cómo ciertos agentes potenciadores distintos de glicerina, con múltiples funcionalidades de formación de enlaces de hidrógeno, también pueden mejorar la capacidad de absorción de sangre de una partícula superabsorbente IM 3900.

Se prepararon muestras de acuerdo con el ejemplo 1 con la excepción de que el agente potenciador particular usado era diferente. Se disolvieron agentes potenciadores que eran sólidos en una solución acuosa de 90% de etanol/10% de agua y la solución se añadió a la suspensión de aire en el mezclador Waring en cantidades suficientes para proporcionar los niveles de adición deseados. Después de la mezcla de acuerdo con el ejemplo 1, el contenido se retiró y se dejó secar al aire durante una hora, después de lo cual se ensayó como se ha descrito en el ejemplo 1 con la excepción de que los tamaños de muestra se redujeron hasta aproximadamente 0,1 gramos para evitar que los volúmenes de las bolsas de té se convirtieran en un factor limitante. De nuevo, con fines comparativos, se ensayaron muestras comparativas del producto catamenial disponible en el mercado Always; un 100% de partículas superabsorbentes IM 3900, y una mezcla de un 30% en peso de IM 1000 y la pelusa de fibras de celulosa recubiertas con glicerina del ejemplo 5. Los resultados se indican en la Tabla 2.

TABLA II

Muestra	Capacidad de absorción de	Capacidad de absorción de
	sangre antes de la carga (g/g)	sangre después de la carga
	(sin carga)	(g/g) [6,9 kPa (1,0 psi) de carga]

100% de IM 3900	21,58	16,74

99,5% de IM 3900	29,94	22,56
0,5% de dipropilenglicol

Always	18,11	9,08
30% de IM 1000/pelusa RP	25,29	17,42

Los resultados de la tabla 2 indican que otros agentes químicos con múltiples funcionalidades de formación de enlaces de hidrógeno también mejoran la capacidad de absorción de sangre de partículas superabsorbentes IM 3900, cuando se aplican de la forma descrita anteriormente. De nuevo, la mejora se consigue a niveles de tratamiento sorprendentemente bajos. El aumento observado en la capacidad de absorción de sangre antes de la carga es tan alto como de 1,39 veces la capacidad de absorción de sangre antes de la carga de las partículas superabsorbentes no tratadas y tan bajo como de 1,21 veces la capacidad de absorción de sangre antes de la carga de las muestras no tratadas. Se observa que la capacidad de absorción de sangre después de la carga aumenta hasta 1,35 veces y tan poco como 1,26 veces la capacidad de absorción de sangre después de la carga para las partículas superabsorbentes no tratadas.

Ejemplo 3

Se combinaron muestras de una partícula superabsorbente de hidrogel de poliacrilato con almidón injertado disponible en Hoecht-Celanese con el nombre IM 1000 con agente potenciador de glicerina al 0,5% como se describe en el ejemplo 1, y se dejaron envejecer durante dos meses en condiciones ambientales. Se preparó otra serie de muestras del mismo IM 1000 y del agente potenciador de glicerina al 0,5% y se dejó envejecer durante 2 meses en un desecador. Se prepararon muestras similares recientes de IM 1000 y agente potenciador de glicerina al 0,5% y se ensayaron con respecto a las propiedades de absorción de sangre al mismo tiempo que las muestras envejecidas, para determinar el efecto del tiempo sobre la capacidad de los materiales tratados. Además, se ensayaron muestras de una serie mayor de partículas superabsorbentes para evaluar si se podían conseguir mejoras de la capacidad de absorción de sangre con otras partículas absorbentes. Las partículas superabsorbentes ensayadas en este ejemplo fueron las siguientes:

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
  Partícula superabsorbente  \+  \hskip3cm  
 Fuente \cr  IM 1000 \+  \hskip3cm  
Hoechst  -  Celanese\cr  IM 1000F \+
 \hskip3cm   Hoechst  -  Celanese\cr  FAVOR 800
\+  \hskip3cm   Stockhausen\cr  Aqualic \+
 \hskip3cm   BASF\cr  J440 \+  \hskip3cm  
Sumitomo Seika\cr  Aridal 1440 \+  \hskip3cm  
Chemdal\cr}

Además, se ensayaron muestras comparativas del producto catamenial Always disponible en el mercado y el compuesto de 30% de IM 1000/Pelusa RP. Los resultados se muestran en la tabla 3.

TABLA III

Muestra	Capacidad de absorción de	Capacidad de absorción de
	sangre antes de la carga (g/g)	sangre después de la carga
	(sin carga)	(g/g) [6,9 kPa (1,0 psi) de carga]

IM 1000 + Ambiente Reciente	37,39	27,26
IM 1000 + Ambiente Envejecido	31,44	23,67

IM 1000 + Desecador Reciente	30,01	25,97
IM 1000 + Desecador Envejecido	32,80	20,82

100% de IM 1000	12,07	12,81
99,5% de IM 1000	14,85	13,96
0,5% de glicerina

100% de IM 1000	19,64	16,28
99,5% de IM 1000	13,82	12,40
0,5% de glicerina
100% de Favor 800	21,37	17,40
99,5% de Favor 800	22,45	18,65
0,5% de glicerina

100% de Aqualic	15,61	12,42
99,5% de Aqualic	13,88	11,49
0,5% de glicerina

TABLA III (continuación)

Muestra	Capacidad de absorción de	Capacidad de absorción de
	sangre antes de la carga (g/g)	sangre después de la carga
	(sin carga)	(g/g) [6,9 kPa (1,0 psi) de carga]

100% de J440	12,78	12,73
99,5% de J440	19,67	16,44
0,5% de glicerina

100% de Aridal 1440	25,89	18,85
99,5% de Aridal 1440	29,45	23,54
0,5% de glicerina

Always	13,19	9,40
30% de IM 1000/Pelusa RP	30,55	19,29

Los resultados indican que la manipulación y el almacenamiento de las partículas superabsorbentes tratadas con agente potenciador en presencia de algo de humedad producen mejores propiedades de absorción de sangre en comparación con el mantenimiento en sequedad total. Las capacidades de absorción de sangre de las partículas superabsorbentes tratadas tienden a reducirse a lo largo del tiempo, aunque no hasta los niveles de las partículas superabsorbentes no tratadas. Además, aunque el tratamiento con el agente potenciador de glicerina no mejoró la capacidad de absorción de sangre para todas las partículas superabsorbentes, el efecto se detecta en una amplia serie de partículas superabsorbentes que están disponibles actualmente en el mercado. El aumento observado de la capacidad de absorción de sangre antes de la carga de ciertas muestras es de hasta 1,54 veces la capacidad de absorción de sangre antes de la carga de la partícula superabsorbente no tratada. Los resultados demuestran que la capacidad de absorción después de la carga para algunas de las muestras aumenta hasta 1,29 veces la capacidad de absorción de sangre después de la carga de la partícula superabsorbente no tratada.

Ejemplo 4

El siguiente ejemplo se realizó para identificar un nivel óptimo de adición de agente potenciador de glicerina a partículas superabsorbentes IM 3900 y para identificar otros agentes potenciadores que también mejoren la capacidad de absorción de sangre de las partículas superabsorbentes. Cuando el agente potenciador era un sólido, las muestras se prepararon de acuerdo con el ejemplo 3. Se consiguieron bajos niveles del agente potenciador diluyendo el agente potenciador con etanol y añadiendo una cantidad suficiente de la solución para obtener los niveles de adición deseados, seguido de secado al aire durante una hora. También se prepararon muestras comparativas del núcleo Always y de 30% de IM 1000/pelusa RP. Todas las muestras se ensayaron como se describe en el ejemplo 1 y los resultados se muestran en la tabla 4.

TABLA IV

Muestra	Capacidad de absorción de	Capacidad de absorción de
	sangre antes de la carga (g/g)	sangre después de la carga
	(sin carga)	(g/g) [6,9 kPa (1,0 psi) de carga]

100% de IM 3900	29,80	21,16
99,97% de IM 3900	30,66	23,28
0,03% de glicerina

TABLA IV (continuación)

Muestra	Capacidad de absorción de	Capacidad de absorción de
	sangre antes de la carga (g/g)	sangre después de la carga
	(sin carga)	(g/g) [6,9 kPa (1,0 psi) de carga]
99,93% de IM 3900	32,63	24,32
0,07% de glicerina
99,90% de IM 3900	27,46	20,02
0,1% de glicerina

Núcleo Always	16,29	11,40
30% de IM 1000/pelusa RP	29,10	14,18

Las diferencias en la capacidad de absorción sangre antes de la carga y en la capacidad de absorción de sangre después de la carga para las muestras que comprenden un 100% de partículas superabsorbentes IM 3900 en los ejemplos 1, 2 y 4 ilustran el efecto que tiene la sangre sobre la capacidad superabsorbente de las partículas superabsorbentes. El agente potenciador usado en este ejemplo es glicerina.

Los resultados indican que el intervalo óptimo para mejorar la capacidad de absorción de sangre de la partícula superabsorbente IM 3900 por tratamiento con agente potenciador de glicerina está en el intervalo de menos que el 0,1%. El nivel óptimo de agente potenciador para maximizar las propiedades de absorción de sangre de una partícula superabsorbente depende de varios factores que incluyen la partícula superabsorbente particular a tratar así como el agente potenciador.

B. Agentes potenciadores sobre el material fibroso Ejemplo 5

El siguiente ejemplo ilustra los resultados conseguidos cuando se aplica agente potenciador a una fibra de celulosa que después se combina con partículas superabsorbentes. Se pasó una muestra de lámina de pelusa kraft blanqueada a través de un dispositivo extensor de pegamento de tipo recubridor de cilindros para aplicar glicerina en una cantidad del 9% en peso, con respecto al peso total de la fibra y la glicerina. La pelusa después se sometió a fibrización en una trituradora de martillo Fitz equipada con un tamiz con agujeros de 645 mm^{2} (1 pulgada^{2}), se recogió y se almacenó en una bolsa de plástico. La pelusa tratada se denominó pelusa RP. Se mezclaron tres muestras de 2,23 gramos de varias partículas superabsorbentes disponibles en el mercado indicadas más adelante con tres muestras de 5,2 gramos de la pelusa RP preparada como se ha descrito anteriormente y se depositaron por aire en capas de 400 gramos por metro cuadrado en un formador de capas de laboratorio. Las partículas superabsorbentes disponibles en el mercado fueron:

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
  Partícula Superabsorbente 
\+ \hskip3cm  Fuente \cr  IM 1000 \+
 \hskip3cm  Hoechst  -  Celanese\cr  J440 \+
 \hskip3cm  Sumitomo Seika\cr  IM 1000F \+
 \hskip3cm  Hoechst  -  Celanese\cr  B65S \+
 \hskip3cm 
Atochem\cr}

Con fines comparativos, se depositaron por aire de forma similar, en un formador de capas de laboratorio, tres muestras de 7,4 gramos de NB 416, una lámina de pasta disponible en Weyerhaeuser Company of Tacoma, Washington, y tres muestras de 7,4 gramos de la pelusa RP preparada como se ha indicado anteriormente. Se tomó una muestra de aproximadamente 0,2 gramos (determinada hasta el cuarto sitio decimal en una balanza analítica) de cada capa y se cerró herméticamente en un sobre no tejido, permeable a los líquidos, sellable por calor (bolsa de té disponible en Dexter, Winsor Locks, Connecticut). Con fines comparativos, se cerraron herméticamente tres muestras de aproximadamente 0,2 gramos de las partículas superabsorbentes sin pelusa en sobres similares. También con fines comparativos, se separaron varios productos catameniales disponibles en el mercado (por ejemplo, ALWAYS, KOTEX y WHISPER disponible en Proctor & Gamble) en sus componentes respectivos y se sellaron muestras de aproximadamente 0,2 gramos de su material de núcleo superabsorbente en sobres similares. Las muestras después se ensayaron como se describe en el ejemplo 1.

\newpage

Los resultados se muestran en la tabla 5.

TABLA V

Muestra	Capacidad de absorción de	Capacidad de absorción de
	sangre antes de la carga (g/g)	sangre después de la carga
	(sin carga)	(g/g) [6,9 kPa (1,0 psi) de carga]

100% de IM 1000	8,98	7,37
30% de IM 1000/pelusa RP	28,11	20,89
100% de J440	8,16	8,56
30% de J440/pelusa RP	25,11	18,31
100% de IM 1000F	13,38	9,99
30% de IM 1000F/pelusa RP	27,07	13,84
100% de B65S	8,86	8,61
30% de B65S/pelusa RP	26,34	15,40
NB 416 (sin SAP)	24,85	10,86
pelusa RP (sin SAP)	21,83	8,68

Núcleo Always (30% de SAP)	11,84	9,02
Núcleo Kotex	9,13	5,78
Núcleo Whisper	12,40	9,38

Los datos mostrados en la tabla 5 indican que compuestos de la pelusa RP al menos parcialmente recubierta con el agente potenciador de glicerina y partículas superabsorbentes tienen capacidades de absorción de sangre superiores en comparación con las partículas superabsorbentes solas, la pelusa de RP tratada con agente potenciador sola, las fibras de pasta no tratadas solas o el material de núcleo absorbente de los dispositivos catameniales disponibles en el mercado ensayados. Aunque las capacidades de absorción de sangre antes de la carga de la combinación de las partículas superabsorbentes y las fibras de celulosa recubiertas con el agente potenciador son similares a las capacidades de las fibras de celulosa recubiertas con el agente potenciador solo (en el caso de antes de la carga), los aumentos de la capacidad de absorción de sangre de la mezcla son notables cuando las muestras se exponen a condiciones de carga como las que se pueden encontrar las estructuras hechas con tales materiales durante el uso real (es decir, capacidad después de la carga).

Ejemplo 6

Se trituraron con martillos muestras de una lámina de pasta NB 416 disponible en Weyerhaeuser Company y fibras recubiertas con agente potenciador de glicerina (pelusa RP) como se describe en el ejemplo 5 en una trituradora de martillo Fitz equipada con un tamiz de agujeros redondos de 3/8 pulgadas de diámetro, mientras que se añadían simultáneamente partículas superabsorbentes IM 1000 disponibles en Hoechst-Celanese en una cantidad suficiente para producir un 30% y un 45% en peso del peso combinado de las fibras y las partículas superabsorbentes. Cuando se produjo cada material, se desvió a una máquina de deposición por aire M&J (disponible en M&J Horstens, Dinamarca) y se depositó por aire en una trama de 400 gramos por metro cuadrado. Se ensayaron muestras de cada uno, así como un núcleo del producto catamenial disponible en el mercado Always, como se describe en el ejemplo 1. Los resultados se muestran en la tabla 6.

TABLA VI

Muestra	Capacidad de absorción de	Capacidad de absorción de
	sangre antes de la carga (g/g)	sangre después de la carga
	(sin carga)	(g/g) [6,9 kPa (1,0 psi) de carga]

30% de IM 1000/NB 416	28,78	12,56
30% de IM 1000/pelusa RP	29,26	16,88

45% de IM 1000/NB 416	29,02	15,51
45% de IM 1000/RP	32,19	19,43

Núcleo Always	15,10	11,78

Los resultados de la tabla 6 no confirman ni desmienten la posibilidad de que cualquier compuesto de partículas superabsorbentes y fibras no tratadas pueda tener una capacidad superabsorbente de sangre similar a la de los compuestos de fibras tratadas con agente potenciador y partículas superabsorbentes. Los resultados mostrados en la tabla 6 muestran un aumento marginal en la capacidad para los compuestos de fibra con agente potenciador/superabsorbente en el caso sin carga (capacidad de absorción de sangre antes de la carga), y un aumento más notable después de la carga (capacidad de absorción de sangre después de la carga).

Claims

1. Un método para mejorar las propiedades de absorción de sangre de un material superabsorbente que tiene una funcionalidad de formación de enlaces de hidrógeno que comprende las etapas de:

exponer el material superabsorbente a cantidades suficientes del agente potenciador en forma líquida o de solución para mejorar las propiedades de absorción de sangre del material superabsorbente, en tales condiciones que se favorezcan los enlaces de hidrógeno entre el material superabsorbente y al menos algunos de los grupos funcionales del agente potenciador con respecto a los enlaces covalentes, mientras que el material superabsorbente recubierto queda en forma particulada discreta.

2. El método de la reivindicación 1, donde el agente potenciador está presente en una cantidad que varía de un 0,01 a 10 por ciento del peso del material superabsorbente.

3. El método de reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde la capacidad de absorción de sangre antes de la carga para el material superabsorbente mejorado es al menos 1,15 veces mayor que la capacidad de absorción de sangre antes de la carga para el material superabsorbente no tratado.

4. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la capacidad de absorción de sangre después de la carga para el material superabsorbente mejorado es al menos 1,15 veces mayor que la capacidad de absorción de sangre después de la carga para el material superabsorbente no tratado.

5. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además la etapa de combinar el material superabsorbente con un material fibroso.

6. El método de la reivindicación 5, donde la etapa de exponer las partículas superabsorbentes al agente potenciador orgánico no polimérico comprende la etapa de exponer el material superabsorbente al agente potenciador cuando el material superabsorbente se combina con el material fibroso.

7. El método de la reivindicación 5, donde la etapa de exponer los materiales superabsorbentes al agente potenciador, comprende proporcionar el agente potenciador sobre el material superabsorbente en ausencia del material fibroso, y después combinar el material superabsorbente mejorado con el material fibroso.

8. El método de la reivindicación 5, que comprende además las etapas de:

proporcionar un material fibroso en forma de fibras de celulosa individualizadas que tienen sitios funcionales de formación de enlaces de hidrógeno, donde las fibras individualizadas se curan en presencia de un material de reticulación para producir fibras de alta masa con reticulaciones covalentes dentro de las fibras, y las fibras se fibrizan para reducir las uniones interfibrilares entre las fibras curadas; y

donde la etapa de combinar el material superabsorbente mejorado con el material fibroso comprende la etapa de añadir el material superabsorbente mejorado a las fibras, antes, durante o después de curar las fibras.

9. El método de la reivindicación 8, donde la etapa de curado comprende usar cualquier material de reticulación y curar el material de reticulación antes de combinar el material superabsorbente mejorado y las fibras de celulosa curadas.

10. Un método para mejorar las propiedades de absorción de sangre de un material superabsorbente que tiene funcionalidad de formación de enlaces de hidrógeno, que comprende las etapas de:

proporcionar un material fibroso;

11. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el agente potenciador orgánico no polimérico tiene un volatilidad menor que el agua.

12. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el agente potenciador orgánico no polimérico tiene grupos funcionales que se seleccionan entre el grupo compuesto por un carboxilo, un carboxilato, un carbonilo, un ácido sulfónico, una sulfonamida, un sulfonato, un hidroxilo, un ácido fosfórico, una fosforamida, un fosfato, una amida, una amina y combinaciones de los mismos.

13. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el agente potenciador orgánico no polimérico se selecciona entre el grupo compuesto por glicerina, un monoéster de glicerina, un diéster de glicerina, dipropilenglicol, ácido láctico y combinaciones de los mismos, o el grupo compuesto por glicerina, un monoéster de glicerina, una diéster de glicerina y combinaciones de los mismos.

14. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, donde el agente potenciador orgánico no polimérico es propilenglicol.

15. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, donde el agente potenciador orgánico no polimérico es etilenglicol.

16. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, donde el agente potenciador orgánico no polimérico es trimetilenglicol.

17. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, donde el agente potenciador orgánico no polimérico es ácido láctico.

18. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, donde el agente potenciador orgánico no polimérico es 2,3-butanodiol.

19. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el material superabsorbente se selecciona entre el grupo compuesto por fibras, partículas y combinaciones de las mismas.

20. El método de la reivindicación 10, donde el agente potenciador está presente en una cantidad que varía de un 2 a un 30 por ciento del peso del material fibroso y el agente potenciador, y el material superabsorbente está presente en una cantidad que varía del 0,05 al 80 por ciento del peso del material fibroso y el material superabsorbente.

21. El método de la reivindicación 10, donde la capacidad de absorción de sangre después de la carga del material fibroso expuesto y el material superabsorbente combinados es al menos 1,3 veces mayor que la capacidad de absorción de sangre después de la carga para el material fibroso no expuesto y el material superabsorbente.

22. El método de la reivindicación 10, donde la etapa de exponer el material fibroso al agente potenciador comprende proporcionar el agente potenciador sobre el material fibroso en ausencia del material superabsorbente, y después combinar el material fibroso expuesto con el material superabsorbente.

23. Un método para mejorar las propiedades de absorción de sangre de un material superabsorbente que tiene funcionalidad de formación de enlaces de hidrógeno, que comprende las etapas de:

24. Un artículo superabsorbente que se puede obtener por el método de la reivindicación 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 19 ó 23, que es un material superabsorbente en forma particulada discreta recubierto con un agente potenciador orgánico no polimérico normalmente líquido o una combinación de los mismos no reactivos entre sí, donde el material superabsorbente tiene una funcionalidad de formación de enlaces de hidrógeno y el agente potenciador comprende moléculas que tienen al menos un grupo funcional capaz de formar un enlace de hidrógeno con el material superabsorbente, y donde se han formado enlaces de hidrógeno entre el material superabsorbente y al menos algunos de los grupos funcionales del agente potenciador.