ES2215085T3

ES2215085T3 - Articulo superabsorbente en base de un agente neutralizante de alcalis.

Info

Publication number: ES2215085T3
Application number: ES00980099T
Authority: ES
Inventors: Arie Besemer; Anne-Mieke Verwilligen; Jeffrey Thornton
Original assignee: SCA Hygiene Products Zeist BV
Current assignee: Essity Nederlands BV
Priority date: 1999-11-03
Filing date: 2000-11-03
Publication date: 2004-10-01
Anticipated expiration: 2020-11-03
Also published as: US7491862B1; PL354608A1; PL199851B1; KR20020059661A; CO5200756A1; JP2003512894A; DK1225926T3; CA2388353A1; AU1740001A; KR100744200B1; MY136782A; WO2001032226A1; ATE259665T1; SK5882002A3; DE60008407T2; DE60008407D1; AU773589B2; BR0015210A; EP1225926A1; RU2258536C2

Abstract

Artículo superabsorbente que posee mayores controles de olor y de microbios, y que consta de una capa inferior impermeable a los líquidos, de una capa intermedia absorbente de líquido que contiene polímero hidrófilo ácido en una superficie reticulada parcialmente neutralizada, y de una capa superior no absorbente y permeable a los líquidos, caracterizado porque un agente neutralizante de álcalis se encuentra distribuido uniformemente por dicha capa absorbente intermedia, y en que dicha capa absorbente, tras humedecerse con agua neutra, tiene un pH de 5, 6 o menos.

Description

Artículo superabsorbente en base de un agente neutralizante de álcalis.

La presente invención se refiere a un artículo superabsorbente que posee un mayor control del olor e impide el desarrollo de bacterias, y al método para producir dicho artículo.

Ya existen en el mercado diversos tipos de material superabsorbente que se usan en pañales para bebé, productos de higiene femenina y pañales de incontinencia, y que contienen normalmente un polímero reticulado fuertemente hidrófilo de tipo poliacrilato parcialmente neutralizado. No obstante, dichas partículas hidrófilas presentan un inconveniente, y es que los polímeros granulares tienen tendencia a hacerse una masa compacta, a "amazacotarse", lo que reduce la porosidad entre las partículas y limita el grado de hinchado. Por consiguiente, muchos materiales superabsorbentes son actualmente de tipo avanzado, es decir, con superficie de reticulado adicional que proporciona una mayor capacidad de dispersión y un grado de absorción más alto. El reticulado de la superficie se puede efectuar, por ejemplo, mediante compuestos de diglicidilo o carbonatos de alquileno a alta temperatura, que proporcionan a la superficie propiedades parecidas a las membranas, lo que origina un mejor transporte de agua (comportamiento de hinchado) y mejores propiedades mecánicas (absorción más alta bajo carga). (Consúltese por ejemplo Buchholz y Graham, Modern Supersabsorbent Polymer Technology, Wiley -VCH, 1998, concretamente los capítulos 3: Commercial processes for the manufacture of superabsorbent polymers, y 5: The structure and properties of superabsorbent polyacrylates, con las referencias incluidas en dichos textos).

Un problema en relación con el uso de materiales superabsorbentes es el olor causado por los componentes de la orina, especialmente el amoniaco y otros compuestos alcalinos que contienen nitrógeno. Estos componentes hacen que los materiales superabsorbentes se hagan más largos de lo debido antes de usarse su capacidad máxima de absorción. Así mismo, el desarrollo de bacterias puede originar productos malolientes y/o irritantes para la piel. Por consiguiente, hacen falta materiales superabsorbentes que posean control de olor y escaso desarrollo de bacterias cuando entren en contacto con fluidos corporales, y que al mismo tiempo conserven la absorción y capacidad de dispersión tan eficaces de los polímeros supersabsorbentes "modernos".

Se ha propuesto incorporar a los pañales agentes de control de pH o agentes absorbentes de amoniaco a fin de reducir el olor, el desarrollo de bacterias y la irritación de la piel (la "erupción de pañal"). La patente EP-A-202, 127 da a conocer artículos absorbentes de primera generación (sin superficie reticular) sobre la base de poliacrilato con partículas altamente neutralizado (>50%, y mejor >65%), en el que aproximadamente el 10% del peso de agentes poliméricos de control de pH, tales como ácido poliacrílico no neutralizado o fosfato de celulosa, están distribuidos de manera no uniforme en zonas discretas del artículo absorbente. También se proponen agentes de control de pH no poliméricos, tales como el ácido cítrico, pero no se los cita en la patente EP-202,127. Distribución no uniforme significa que ciertas zonas deben tener una alta proporción ácido/absorbente, como mínimo 10/l, mientras que otras zonas deben tener una baja proporción ácido/absorbente, no superior a 1/10. Se afirma que la distribución no uniforme que es necesaria como combinación sencilla de los agentes de control de pH con el polímero superabsorbente en la misma estructura no puede lograrse sin dificultad, esto es, sólo con gran pérdida de capacidad de absorción.

La patente EP-A-311,344 da a conocer artículos para absorción de incontinencia que reducen la erupción de pañal. Estos artículos contienen un agente microbicida y otro agente neutralizante de pH que juntos mantienen el pH de la orina absorbida con contenido de bicarbonato, contaminada de Proteus vulgaris, en un índice inferior al 7,5. El agente neutralizante es acrilato parcialmente neutralizado u otro ácido.

Se descubrió entonces con sorpresa que se puede conseguir un control eficaz del olor distribuyendo uniformemente por el artículo absorbente un compuesto de bajo peso molecular neutralizante de los álcalis (controlador del pH), conservando al mismo tiempo al alto poder de absorción de los polímeros absorbentes no ácidos, incluidos los de tipo superficie reticular. Así pues, la invención se refiere a un artículo superabsorbente que posee mayor control del olor y también de los microbios, consistente en una capa inferior impermeable a los líquidos, una capa intermedia absorbente de líquidos que contiene un polímero hidrófilo ácido parcialmente neutralizado y una capa superior no absorbente permeable a los líquidos, además de un agente neutralizante de álcalis, en donde este agente neutralizante de álcalis está diferenciado del polímero hidrófilo ácido parcialmente neutralizado y se encuentra distribuido uniformemente por dicha capa intermedia absorbente.

El polímero superabsorbente puede ser cualquier tipo de polímero hidrófilo, generalmente sobre la base de polímeros sintéticos de ácidos carboxílicos no saturados, como el poliacrilato y/o el polimaleato. Conviene que el polímero superabsorbente tenga superficie reticular, esto es, del tipo que tiene partículas con capas exteriores relativamente rígidas y bien diferenciadas y cuerpos internos de gel relativamente débiles y de gran capacidad de hinchado. Conviene también que el polímero superabsorbente no sea ácido en sí mismo, esto es, que esté altamente neutralizado en el caso de los polímeros ácidos y -sin el agente neutralizante de álcalis- tenga un pH superior a de 5, concretamente más de 5,5, y más concretamente aún más de 5,8, al empaparse, para que tenga suficiente capacidad de absorción. Por consiguiente, el polímero ácido tendrá un grado de neutralización de al menos el 50%, y mejor aún de 60 a 80%.

Los agentes neutralizantes de álcalis (acidificantes) más apropiados constan de ácidos policarboxílicos, como el ácido maleico, fumárico, oxálico, malónico, succínico y similares, y especialmente hidroxiácidos como el ácido cítrico, glucónico, ascórbico, glicólico, glicérico, láctico, málico, tartárico, salicílico y similares, así como los ácidos benzoico y fosfórico y otros ácidos inorgánicos. Estos ácidos pueden usarse en combinación con sus sales parcialmente neutralizadas (por ej., citrato monosódico o fosfato monopotásico) para proporcionar capacidad de neutralización. Así mismo, se puede incorporar materiales neutros ("ácidos ocultos"), especialmente ésteres internos y anhídridos de los ácidos, a fin de reducir el pH. Entre estos se hallan los ácidos láctidos (lactida, glicolida), anhídridos como el anhídrido maleico, el anhídrido succínico, y los lactones \gamma y \delta, como el gluconolactón. Estos láctidos, anhídridos y lactones pueden actuar de dos formas: hidrolizando para producir un ácido neutralizante o reaccionando con una amina para producir una amida; cualquiera de las dos formas da como resultado la eliminación de las aminas y demás componentes no deseados. El tipo y la cantidad de los agentes neutralizantes de álcalis debe ser tal que el pH de la capa absorbente, al empaparse, sea 5,6 o menos, hasta por ejemplo 3,5, preferiblemente de 5,0 a
4,0.

Los agentes neutralizantes de álcalis también pueden estar presentes en forma de dispensación lenta, como cápsulas, gránulos o pequeñas pastillas con una capa de disolución retardada de, por ejemplo, dextrinas lineales u otro material de disolución lenta. Dichas cápsulas, gránulos o pequeñas pastillas pueden tener un tamaño de por ej. 50 a 250 \mum y se distribuyen uniformemente por el material absorbente.

La capacidad de absorción se puede expresar como capacidad libre de hinchado (FSC) y capacidad centrífuga de retención (CRC), y con la absorción bajo carga (AUL), o con otros parámetros adecuados, usando una orina sintética modificada (SU) como líquido de prueba. La composición de esta orina sintética, que se parece a la verdadera orina en que también está neutralizada, es la siguiente: 300 mM de urea, 60 mM de KCl, 130 mM de NaCl, 2,0 mM de CaSO_{4}, 3,5 mM de MgSO_{4}, 29 mM de KH_{2}PO_{4}, 5,3 mM de Na_{2}HPO_{4} y 1 mg/l de Triton X-100 en agua desioni-
zada.

Los artículos superabsorbentes de la invención pueden usarse para absorber líquidos, en particular fluidos corporales con contenido en sales y sustancias no iónicas, junto con componentes alcalinos y/o malolientes. Estos artículos son especialmente adecuados en forma de artículos higiénicos absorbentes, tales como pañales, toallitas sanitarias, pañales de incontinencia y similares. Dichos artículos pueden producirse únicamente sobre la base de los polímeros superabsorbentes simples, como poliacrilatos y polimaleatos, pero también pueden contener una mezcla de materiales absorbentes, como poliacrilatos varios, derivados de celulosa y otros polisacáridos.

Conviene que el artículo absorbente sea un producto en capas, en el que el polímero superabsorbente constituya al menos una de ellas. La capa absorbente puede situarse entre una capa superior permeable a los líquidos y una capa inferior impermeable a los mismos. Una posibilidad es que el producto tenga cuatro capas. La primera de ellas puede ser una capa fina, no tejida, de fibras de poliéster o de otras fibras. La segunda puede ser un forro que se usa para tomar y esparcir el fluido absorbido, como la orina. La tercera puede consistir en pulpa aterciopelada en la que va esparcido el polímero superabsorbente en partículas finas, preferiblemente de 50 a 800 \mum. La última capa puede ser una lámina fuerte de material resistente al agua, como el polietileno, que impide que el producto laminar de absorción tenga fugas. El producto puede también constar de sólo tres capas, en las que se combinen la capa aterciopelada y la absorbente. En cualquiera de estas dos formas, el compuesto neutralizante se distribuye uniformemente a través de la capa aterciopelada mediante el polímero superabsorbente.

Ejemplo 1

Se fabricaron toallitas con núcleo superior e inferior, con un tamaño de 10 * 28 cm. El núcleo superior contenía pulpa MS CTMP (350 g/m^{2}) y suponía un 15% del peso del polímero superabsorbente (SAP); el núcleo inferior contenía pulpa KEA (310 g/m^{2}) y suponía un 21% del SAP. Así pues, el peso total de los núcleos era de (0,10 * 0,28 * 350 * 1,15) + (0,10 * 0,28 * 310 * 1,21) g = 21,8 g. El volumen bruto era de 8 cm^{3}/g. El SAP era poliacrilato altamente neutralizado (IM7100) o poliacrilato ácido (neutralizado al 30%) (IM7110). El IM7100 tiene más poder neutralizante que el IM7110. Al SAP se le añadió un ácido en la proporción que se indica más adelante. Se añadió ácido glucónico en una solución al 50% de peso y se añadió ácido cítrico en polvo o en pastilla desmenuzada. La toallita se puso en contacto con orina sintética modificada (SU, véase más arriba). La capacidad de absorción (AC) se midió en gramos de líquido absorbido por la toallita por gramos del producto (polímero superabsorbente más pulpa). La toallita se colocó sobre una placa de pruebas Perspex inclinada, estando los 2 ó 3 cm de la parte inferior inmersos en el líquido de pruebas (SU). El tiempo de toma (AT) se midió como tiempo necesario para que cada toallita absorbiese 50 ml del líquido de pruebas y se midió tres veces consecutivas. Los resultados fueron los siguientes:

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Claims

1. Artículo superabsorbente que posee mayores controles de olor y de microbios, y que consta de una capa inferior impermeable a los líquidos, de una capa intermedia absorbente de líquido que contiene polímero hidrófilo ácido en una superficie reticulada parcialmente neutralizada, y de una capa superior no absorbente y permeable a los líquidos, caracterizado porque un agente neutralizante de álcalis se encuentra distribuido uniformemente por dicha capa absorbente intermedia, y en que dicha capa absorbente, tras humedecerse con agua neutra, tiene un pH de 5,6 o menos.

2. Artículo superabsorbente según la reivindicación 1, en el que el agente neutralizante de álcalis es un ácido orgánico seleccionado de entre los ácidos maleico, fumárico, oxálico, malónico, succínico, cítrico, glucónico, ascórbico, glicólico, glicérico, láctico, málico, tartárico y salicílico, especialmente los ácidos cítrico, málico o láctico.

3. Artículo superabsorbente según la reivindicación 1, en el que el agente neutralizante de álcalis se selecciona de entre anhídridos, láctidos y lactones, especialmente diláctido, glicólido, butirolactón, valerolactón, gluconolactón y anhídrido maleico.

4. Artículo superabsorbente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el agente neutralizante de álcalis se halla presente en una proporción de 0,2 a 1 del peso del polímero hidrófilo.

5. Artículo superabsorbente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el artículo contiene un material de soporte celuloso en una proporción de 2 a 10 del peso del polímero hidrófilo.

6. Artículo superabsorbente según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el polímero hidrófilo consta de poliacrilato.

7. Artículo superabsorbente según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el polímero ácido posee un grado de neutralización de al menos el 50%, preferiblemente de 60 a 80%.

8. Artículo superabsorbente según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa absorbente, tras humedecerse con agua neutra, tiene un pH de 3,5 a 5,0.

9. Artículo superabsorbente según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que contiene de 2,5 a 10 g de polímero hidrófilo.

10. Proceso para producir un artículo superabsorbente con mayor control de olor y de microbios, que se obtiene mezclando un agente neutralizante de álcalis con un polímero hidrófilo ácido de superficie reticulada parcialmente neutralizada, distribuyendo la mezcla en un material de soporte fibroso, convirtiendo este material de soporte en una capa absorbente de líquidos y cubriendo la capa del material de soporte con una capa impermeable a los líquidos por una cara y con una capa no absorbente, permeable a los líquidos, por la otra cara, usándose el agente neutralizante de álcalis en cantidad suficiente para producir un pH en la capa absorbente de 5,6 o menos.