ITTO931028A1 - Struttura assorbente stratificata, articolo assorbente comprendente tale struttura e metodo per la sua realizzazione. - Google Patents

Struttura assorbente stratificata, articolo assorbente comprendente tale struttura e metodo per la sua realizzazione. Download PDF

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ITTO931028A1
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absorbent
absorbent structure
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fibrous
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Giovanni Carlucci
Gianfranco Palumbo
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Ct Ricerche Fater P & G S P A
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Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:
"Struttura assorbente stratificata, articolo assorbente comprendente tale struttura e metodo per la sua realizzazione".
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce a strutture assorbenti sottili Stratificate costituite da strati fibrosi con interposta particelle di materiale assorbente idrogelificante.
Dette strutture possono essere utilizzate come elementi assorbenti in articoli assorbenti monouso quali articoli assorbenti per adulti incontinenti, pannolini per bambini, assorbenti igienici, bendaggi e simili.
Gli articoli assorbenti monouso sono ben noti e sono tutti provvisti di un elemento assorbente destinato ad assorbire e ritenere i fluidi corporali; tale elemento assorbente deve essere in grado di acquisire rapidamente il liquido e di distribuirlo all'interno in modo da evitare perdite, inoltre deve possedere buona capacit? di ritenere tali fluidi quando sottoposto alle normali pressioni d'uso. Gli elementi assorbenti costituiti principalmente da materiale Tlbroso idrorno, come ad esempio materassini di fibre di cellulosa, fogli di ovatta o altro, presentano in generale soddisfacenti caratteristiche di velocit? di assorbimento del liquido e sono In grado di distribuire il liquido al loro Interno in modo efficiente, ma sono molto meno efficienti dal punto di vista della ritenzione quando sottoposti alle normali pressioni d'uso.
E' noto l'uso di materiali assorbenti idrogelificanti in combinazione con le fibre idrofile per aumentare le capacit? di assorbimento e ritenzione degli elementi assorbenti.
I materiali assorbenti idrogelificanti, comunemente detti superassorbenti, sono polimeri in grado di assorbire gonfiandosi una grande quantit? di liquido, acqua in particolare, o. in misura minore, anche fluidi corporali.
Essi inoltre presentano la particolare propriet? di ritenere tali fluidi anche sotto moderata pressione; per tali loro caratteristiche ne ? stato da tempo proposto l'uso negli elementi assorbenti destinati agli articoli assorbenti monouso.
L'alta capacit? di assorbimento dei superassorbenti non ? per? combinata ad un?altrettanto alta velocit? di assorbimento e questo pu? influenzare negativamente le prestazioni di articoli assorbenti incorporanti tali sostanze.
I superassorbenti possono infatti dare luogo ad un fenomeno definito dall'arte precedente come "gel blocking": quando una particella di superassorbente viene in contatto con il liquido la sua superficie esterna inizia ad assorbirlo e si gonfia ostacolando la trasmissione del liquido all'interno della particella stessa; il liquido pu? penetrare ulteriormente nel nucleo della particella ancora asciutto solo per mezzo di un meccanismo di diffusione molto lento.
Questo fenomeno pu? impedire di sfruttare appieno le grandi capacit? di assorbimento delle sostanze superassorbenti.
Prescindendo dal tipo di materiale superassorbente e dalie forme e dimensioni delle particelle, ('insorgere del "gel blocking" viene generalmente favorito dalla formazione di agglomerati di particelle d? superassorbente all'Interno della struttura assorbente, eventualit? che pu? verificarsi sia prima dell'uso, quando le particelle sono ancora asciutte, sia durante l'uso, quando dette particelle iniziano ad assorbire il liquido rigonfiandosi.
L'uso dei materiali assorbenti idrogelificanti consente in ogni caso di realizzare elementi assorbenti contenenti una minore quantit? di fibre idrofile, a parit? di capacit? di assorbimento, e di conseguenza caratterizzati da dimensioni e sopratutto spessore ridotti rispetto ai tradizionali elementi assorbenti costituiti da sole fibre.
Sono stato realizzata strutturo nello quali le fibre e le particelle di materiale assorbente idrogelificante sono disposte in strati distinti tra loro e sovrapposti, caratterizzate in generale da uno spessore molto ridotto.
Dall'arte precedente sono note molte particolari realizzazioni di strutture assorbenti stratificate di questo tipo, con il materiale fibroso rappresentato da uno o pi? strati di ovatta, carta assorbente o tessuto non tessuto e con le particelle di materiale assorbente idrogelificante incorporate in vari modi all'interno della struttura.
Nelle strutture stratificate realizzate a secco gli almeno due strati fibrosi sono legati Insieme soltanto mediante intreccio di fibre a comprendono tra di essi le particelle di materiale assorbente idrogelificante mantenute in posizione dai due strati fibrosi uniti insieme; una migliore unione tra gli strati fibrosi pu? essere ottenuta sottoponendo la struttura a un procedimento di goffratura che. provocando piccoli scorrimenti relativi tra gli strati, favorisce l'intreccio delle fibre stesse, come descritto nel brevetto US 4578068.
In via alternativa la struttura stratificata pu? essere realizzata ad umido, mediante applicazione di acqua, o preferibilmente vapore, e pressione, l'unione tra gli strati fibrosi viene ottenuta principalmente grazie alle particelle di materiale assorbente idrogelificante che diventano appiccicose e agiscono da adesivo tra gli strati fibrosi.
In entrambi 1 casi la struttura non ? molto stabile ed esiste la possibilit? che gli strati fibrosi si separino, ad esempio lungo i bordi, lasciando le particelle di materiale assorbente idrogelificante libere di scorrere tra le superfici degli strati tra i quali sono comprese; in questo modo le particelle di materiale assorbente idrogelificante possono addensarsi localmente, favorendo cos? durante l'uso l'instaurarsi del fenomeno del "gel blocking" ed eventualmente aggravandolo, e inoltre possono sfuggire dai bordi della struttura, provocando in ogni caso una diminuzione della capacit? di assorbimento della struttura stessa. Una diversa soluzione per la realizzazione di una struttura assorbente stratificata prevede l'utilizzo di un adesivo, ad esempio del tipo termofusibile, applicato sulla superficie di uno degli strati fibrosi, con il duplice scopo di unire tra loro i due strati fibrosi fissando contemporaneamente tra di essi le particelle di materiale superassorbente.
L'utilizzo di un adesivo pu? comunque Influenzare la caratteristiche di assorbimento sia dello strato fibroso sul quale l'adesivo stesso viene applicato, sia delle particelle di superassorbente che entrano in contatto con l'adesivo.
In generale si presenta quindi la necessit? di usare una non eccessiva quantit? di adesivo, e non viene di conseguenza eliminata completamente la possibilit? di perdite di materiale superassorbente dai bordi della struttura stratificata.
Per tale motivo le strutture assorbenti stratificate del tipo descritto vanno realizzate direttamente sulla linea di produzione degli articoli assorbenti nei quell devono essere incorporate, non essendo conveniente realizzarle indipendentemente come prodotto sennifinito.
il problema delle perdite di materiale assorbente Idrogeliricante lungo l bordi ? comune a tutte le strutture di tipo stratificato descritte fin'ora, ed ? stato variamente risolto nelle realizzazioni note: ad esempio avvolgendo completamente la struttura con un foglio di ovatta, cosa che implica l'aggiunta di un ulteriore elemento: oppure utilizzando un unico strato di materiale fibroso sul quale l'adesivo e il materiale superassorbente sono distribuiti solo in corrispondenza di una fascia centrale longitudinale, e ripiegando poi le due porzioni laterali in modo che si sovrappongano parzialmente in corrispondenza all'incirca dell'asse longitudinale.
Questa soluzione risolve il problema delle perdite di materiale assorbente idrogelificante dai bordi della struttura senza richiedere la presenza di elementi aggiuntivi, ma non consente di adottare materiali diversi per i due strati fibrosi, inoltre comporta l'utilizzo di una quantit? di materiale superiore a quella che sarebbe necessaria semplicemorte sovrapponendo due strali di larghezza pari a quella del prodotto finito.
Resta quindi il problema di realizzare una struttura assorbente sottile stratificata che non presenti gli inconvenie nti prima descritti connessi ai modo in cui i vari strati che la compongono sono uniti assieme, permettendo preferibilmente una riduzione delia quantit? di materiale cos? da ottenere una struttura pi? sottile e leggera.
L'invenzione descritta nella domanda di brevetto internazionale N? PCT/US93/06128 depositata il 25 Giugno 1993 e avente come priorit? la domanda italiana NB T092 A 000566 depositata il 3 Luglio 1992 ha lo scopo di migliorare le caratteristiche di assorbimento e stabilit? nelle strutture assorbenti sottili stratificate, contenenti materiale assorbente idrogelificante, da utilizzarsi per articoli assorbenti monouso.
Secondo detta invenzione, tale scopo veniva raggiunto grazie ad una struttura assorbente sottile stratificata avente le caratteristiche richiamate in modo specifico nelle relative rivendicazioni.
L'invenzione aveva anche per oggetto un procedimento per la realizzazione di una tale struttura.
In sintesi l'invenzione riguardava una struttura assorbente sottile stratificata formata da almeno due strati fibrosi e comprendente tra di essi uno strato di particelle di materiale assorbente idrogelificante, con i due strati fibrosi uniti insieme da particelle di materiale organico polimerico termoplastico distribuite in miscela con il materiale assorbente idrogelificante e da due linee di adesivo disposte lungo i bordi longitudinali della struttura stessa.
Nella domanda PCT/US03/0612S era detto che la quantit? di materiale assorbente idrogelificante (in seguito indicato talvolta con la sua usuale abbreviazione inglese "AGM") insieme con il materiale organico polimerico termoplastico poteva essere compresa tra 30 g/m3 e 150 g/m3.
Era stato stabilito inoltre che la quantit? di quest'ultimo materiale dovesse essere compresa tra 5 g/m3 e 30 g/ma.
Dal momento che la quantit? di detto materiale deve necessariamente aumentare al crescere della quantit? di AGM, i valori forniti precedentemente implicavano che la quantit? massima di AGM dovesse essere considerata pari a 120 g/m2.
Esisteva in effetti una buona ragione per un tale limite massimo. L'analisi microfotografica della struttura realizzata secondo PCT/US93/06128 mostrava che i due strati fibrosi erano tenuti assieme tra loro da "ponti" formati da una particella del materiale termoplastico che fondendo si era saldata ad entrambi gli strati fibrosi, o da una pluralit? di tali particelle che si erano fuse insieme tra loro e, alla fine dei ponte cos? formato, agli strati fibrosi.
Un aumento della quantit? di AGM avrebbe evidentemente ridotto la probabilit? di formazione di tali ponti e si sarebbe raggiunto cosi un punto (raggiunto in effetti nel momento in cui la quantit? di AGM fosse aumentata oltre il limite massimo di 120 g/m3) in corrispondenza del quale i ponti sarebbero stati troppo pochi per garantire una struttura stabile.
Si ? ora trovato che, aumentando la quantit? di calore impiegato per legare gli. strati fibrosi alla miscela AGM/materiale termoplastico, ? possibile usare una quantit? di AGM maggiore di 120 g/m2.
In effetti si ? trovato che ? possibile utilizzare AGM In quantit? fino a 600 g/m2 ed anche superioru
La presente invenzione descrive cos? una struttura dei tipo generalmente descritto in PCT/US93/08128, ma nella quale il materiale assorbente idrogelificante ? presente ih una quantit? che supera i 120 g/m2, preferibilmente supera i 150 g/m2, e pi? preferibilmente supera i 220 g/m2.
L'analisi microfotografica dei prodotti realizzati secondo l? presente invenzione mostra che almeno alcuni dei ponti che uniscono gli strati fibrosi comprendono lungo la loro estensione particelle di materiale assorbente idrogelificante unite ad almeno due particelle di materiale termoplastico.
E' per tale ragione che ponti relativamente lunghi si possono formare anche quando il materiale assorbente idrogelificante ? presente In grande quantit?.
Si ? trovato che la quantit? di calore necessaria per ottenere (a struttura desiderata ? quella sufficiente a fondere sostanzialmente il materiale polimerico senza influenzare le fibre di cellulosa del sottostante strato fibroso.
In pratica ci? significa che almeno il 50% di ciascuna delle particelle di materiale organico polimerico termoplastico raggiunge lo stato fuso e nessuna delle fibre di cellulosa subisce ingiallimento.
Si ? trovato inoltre che anche quando alcune delle particelle di materiale assorbente idrogelificante sono, nel prodotto asciutto, legate a particene di materiale termoplastico, il rigonfiamento di dette particelle di materiale assorbente idrogelificante in presenza di liquido fa s? che i legami tra le particelle stesse e le particelle di materiale termoplastico si spezzino, rendendo cosi possibile lo sfruttamento dell'intera capacit? assorbente del materiale assorbente idrogelificante.
Preferibilmente il materiale organico polimerico termoplastico costituisce dal 10% al 30% del peso del materiale assorbente idrogelificante, pi? preferibilmente dal 15% al 20%.
E' desiderabile che il materiale assorbente idrogelificante utilizzato nella presente invenzione abbia alta capacit? di assorbimento sotto pressione e alta permeabilit? dei gel sotto pressione.
Preferibilmente l?AGM utilizzato nella presente invenzione dovrebbe possedere una capacit? di assorbimento, sotto una pressione di 5 KPa, di almeno 10 g/g, pi? preferibilmente di almeno 12 g/g, ancora pi? preferibilmente di almeno 15 g/g, ? In modo maggiormente preferito di almeno 17 g/g.
L?AGM dovrebbe inoltre avere preferibilmente una permeabilit? del gel, sotto una pressione di 2 KPa, non superiore a 150 sec., pi? preferibilmente non superiore a 100 tee. , e ancora pi? preferibilmente non superiore a 80 sec.
Tali caratteristiche favoriscono il rigonfiamento delle particelle di AGM in presenza di liquido, anche nel caso che siano in una certa misura legate al materiale termoplastico.
DI seguito sono riportati alcuni esempi di materiali assorbenti Idrogelificanti che possono essere utilizzati.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell?invenzione risulteranno dalla descrizione che segue, data a puro titolo di esempio indicativo, ma non limitativo e riferito ai disegni annessi, nei quali: ? la figura 1 ? una vista in prospettiva di una struttura assorbente sottile stratificata realizzata secondo la presente invenzione, con uno dei due strati parzialmente sollevato;
? la figura 2 ? una vista in sezione lungo la linea II - Il della figura 1 della struttura assorbente sottile stratificata;
? la figura 3 ? una vista in prospettiva di un nastro continuo avvolto in forma di rotola della struttura assorbente sottile stratificata della presente invenzione;
? (a figura 4 ? una vista in pianta di un nastro cont?nuo della struttura assorbente sottile stratificata in una configurazione alternativa;
? la figura 5 ? una vista schematica di un procedimento per ottenere una struttura assorbente sottile stratificata secondo la presente invenzione,
? la figura 6 ? una vista in pianta di un articolo assorbente monouso per incontinenza leggera o moderata utilizzante come elemento assorbente una struttura assorbente sottile stratificata secondo la presente invenzione, e
? la figura 7 rappresenta lo schema di un'apparecchiatura utilizzata per condurre la prova di permeabilit? sotto pressione del gel descritta in seguito.
Le strutture assorbenti sottili stratificate della presente invenzione saranno qui descritte in relazione al loro utilizzo in articoli assorbenti monouso; tali articoli vengono indossati daH'utliizzatore a diretto contatto con il corpo e hanno II compito di assorbire i fluidi corporali, venendo pai gettati via dopo un singolo uso.
Nelle figure 1 e 2 ? illustrata una configurazione preferita di una struttura assorbente sotti Te stratificata realizzata secondo la presente invenzione, con uno degli strati parzialmente sollevato per evidenziarne con maggiore chiarezza la costruzione.
Nella figura 1 si possono riconoscere un primo strato fibroso 1 e un secondo strato fibroso 2 sotto forma di due nastri continui aventi la stessa larghezza e sovrapposti in modo che i rispettivi bordi longitudinali 3 e 4 coincidano tra loro; detti strati fibrosi possono essere costituiti da vari materiali, come ad esempio carta, ovatta o tessuto non tessuto, preferibilmente sono costituiti da strati in fibre corte di cellulosa realizzati a secco, generalmente indicati come ?air laid" secondo la terminologia anglosassone, aventi un peso base compreso tra 20 g/ma e 150 g/m1.
In alternativa comunque, e in modo pi? preferito, il secondo strato fibroso 2 pu? consistere in uno strato realizzato a secco costituito da una . miscela di fibre di cellulosa e fibre bicomponenti polietilene/polipropilene, come ad esempio quelle vendute dalla Danaklon A/S di Varde, Danimarca, con i nomi AL - Thermal E e AL - Thermal C.
Tra i due strati fibrosi 1 e 2 ? compreso uno strato intermedio 5 costituito da una miscela di particelle di materiale assorbente idrogeiificante 6 e particelle di un materiale organica polimerico termoplastico 7; la larghezza di detto strato intermedio 5 ? minore della larghezza dei due strati fibrosi esterni 1 e 2, i quali si estendono lateralmente al di l? di detto strato intermedio 6, formando due porzioni marginali longitudinali 8 in corrispondenza dei rispettivi bordi longitudinali 3 e 4.
I due strati fibrosi esterni 1 e 2 vengono uniti insieme in corrispondenza della regione centrale interessata dalla presenza dello strato intermedio 5 provocando, mediante somministrazione di calore e moderata pressione, la fusione delle particelle 7 di materiale organico polimerico termoplastico presenti nello strato intermedio 5 in miscela con le particelle 6 di materiale assorbente idrogelificante.
Coma meglio visibile nella figura 2, che rappresenta una sezione della struttura assorbente tracciata lungo la linea li - il di figura 1 , l'unione tra gli strati fibrosi 1 e 2 ? realizzata mediante la fusione delle singole particelle 7 di materiale organico polimerico termoplastico; il materiale polimerico, fondendo, forma dei "ponti'' 9, comprendenti particelle 6 di materiate assorbente idrogelificante, che uniscono gii strati fibrosi 1 e 2.
Inoltre la superficie complessiva dei punti di legame rappresenta una piccola frazione dell?area superficiale degli strati fibrosi 1 e 2 e delle particelle di materiale assorbente idrogelificante 6, che conservano cos? le loro caratteristiche di assorbimento pressoch?, invariate.
Due linee continue 10 di adesivo sono inoltre applicate ai due lati dello strato intermedio 5 in corrispondenza delle porzioni marginali longitudinali 8 dei due strati fibrosi esterni 1 e 2 , in modo da eliminare ogni ulteriore possibilit? di eventuali fughe di particelle di materiale assorbente idrogelificante 6 dai bordi longitudinali delia struttura stratificata, corrispondenti ai bordi 3 e 4 sovrapposti tra loro dei due strati fibrosi, e rinforzando per di pi? l'unione tra gli strati fibrosi stessi.
Il materiale assorbente idrogelificanta distribuito preferibilmente sotto forma di particelle 6 pu? essere costituito da sostanze inorganiche od organiche, come i polimeri reticolati, del tutto note dall'arte precedente.
La dimensione media delle particelle 6, intesa come media pesata della dimensione minore delle singole particelle, pu? ?ssere compresa tra 100 ? e 800 ?.
La quantit? del materiale assorbente idrogellflcante 6 nello strato intermedio 5 supera i 120 g/m* e pu? arrivare, per esemplo, fino a 600 g/ma.
Il materiale organico polimerico termoplastico 7 finemente suddiviso ha lo scopo di unire Insieme i due strati fibrosi 1 e 2 fondendo e formando tra le fibre dei due strati punti di legame discreti 9 spaziati tra loro.
Come spiegato precedentemente, i ponti che costituiscono tali punti di legame comprendono particelle di materiale assorbente idrogelificante 6 cos? come particelle 7 di materiale organico polimerico termoplastico.
La quantit? di materiale organico polimerico termoplastico distribuita in miscela con il materiale assorbente idrogelificante ? compresa tra 12 g/ma o 180 g/m2.
La quantit? totale di materiale assorbente idrogelificante e di materiale organico polimerico termoplastico supera cos? i 132 g/m2, e pu? par esempio giungere fino, a 700 g/m*.
li materiale assorbente idrogelificante costituisce preferibilmente almeno il 77% del totale, e pi? preferibilmente almeno i'83% dei totale.
Preferibilmente il materiale organico polimerico termoplastico deve poter essere portato a fusione a una temperatura tale da non interferire con le caratteristiche degli altri componenti la struttura stratificata, in particolare gli strati fibrosi e il materiale assorbente idrogelificante, sebbene, come ? stato ora trovato, la fusione possa avvenire in modo tale da legare le particelle termoplastiche al materiale assorbente idrogelificante.
Il materiale termoplastico deve inoltre possedere caratteristiche di fluidit? tali da permettere di realizzare rapidamente i necessari legami.
Nel caso di materiale termoplastico adiacente ad uno o ad entrambi gli strati fibrosi la singola particella, fondendo, viene compenetrata da fibre appartenenti alto strato fibroso e, solidificandosi successivamente, realizza un punto di legame.
Si ? trovato che tali caratteristiche preferite possono essere ottenute da un materiale organico polimerico termoplastico 7 avente un Melt Flow Index (M. F.I.), valutato secondo la metodica ASTM D 1238-85 nelle condizioni 190/2. 16, di almeno 25 g/IOmln, preferibilmente di almeno 40 g/10min e ancora pi? preferibilmente di almeno 60 g/l Omin. .
Nel caso in cui gli strati 1 e 2 sono costituiti da un materiale in fibre corte di cellulosa realizzato a secco si ? rivelato particolarmente preferito un materiale orgenico polimerico termoplastico composto da particelle di polietilene ad alta densit? di dimensioni massime pari a circa 400 ?, caratterizzato da un Melt Flow Index pari a circa 50 g/IGmin e distribuito in una quantit? compresa tra 12 g/m* e 90 g/ma.
Si ? trovato che l'apparente contraddizione dovuta all'incompatibilit? tra il polietilene, tipicamente idrofobo, e le fibre di cellulosa si traduce in realt? In un vantaggio; e presumibile infatti che, durante il riscaldamento della struttura, la particella di polietilene allo stato fuso, grazie alle caratteristiche desiderate espresse in termini di Melt Flow Index, sia in grado di conglobare rapidamente le fibre di cellulosa appartenenti allo strato fibroso adiacente, ma non compenetri ulteriormente la massa fibrosa, creando cos? Un legame discreto e ben definito con lo strato e limitando al massimo la possibile influenza del polietilene sulle caratteristiche della struttura, in termini ad esempio di capacit? di assorbimento.
La struttura assorbente sottile stratificata della pr?sente invenzione pu? essere realizzata anche a partire da due strati fibrosi diversi tra loro, oppure pu? comprendere pi? di due strati fibrosi, e di conseguenza pi? di uno strato intermedio formato dalla miscela di particelle di materiale assorbente Idrogeiiflcante e particelle di materiale organico polimerico termoplastico.
In ogni caso la struttura, grazie anche alle linee continue di adesivo disposte tra gli strati fibrosi in corrispondenza delle rispettive porzioni marginali longitudinali che impediscono si materiale in particelle che forma lo strato intermedio di sfuggire dai bordi longitudinali della struttura, presenta l'ulteriore vantaggio di poter essere realizzata a parte ed immagazzinata come tale, ad esemplo come un nastro continuo avvolto a forma di rotolo 11, illustrato nella figura 3, che pu? essere successivamente utilizzato sulla linea di produzione di un articolo assorbente monouso, ad esempio un articolo assorbente per incontinenza leggera o moderata, che incorpora tale struttura come elemento assorbente.
In una configurazione alternativa, illustrata nella figura 4, la struttura assorbente sottile stratificata della presente Invenzione comprende delle porzioni marginali longitudinali 8* particolarmente ampie che si estendono lateralmente al di l? delle linee continue di adesivo 10; in tal modo la struttura assorbente sottile stratificata pu? essere incorporata in un articolo assorbente di tipo sagomato, e venir sagomata essa stessa, ad esempio lungo le linee di taglio 12, senza comportare la necessit? di scartare, assieme agli sfridi 13 costituiti dagli strati fibrosi sovrapposti, anche il materiale che costituisce lo strato intermedio.
Nella figura 5 ? illustrato uno schema semplificato di un procedimento destinato a realizzare una struttura assorbente sottile stratificata secondo la presente invenzione.
Le bobine 14 e 15 forniscono sotto forma di nastro continuo rispettivamente II primo e il secondo strato fibroso 1 e 2, Che possono essere detto stesso materiate, oppure di materiali diversi; il miscelatore/distributore 16, alimentato dal contenitore 17 del materiale assorbente idrogellficante e dal contenitore 18 del materiale organico polimerico termoplastico, forma sulla superficie del primo strato fibroso 1 lo strato intermedio 5; i due estrusori 19, uno solo dei quali ? visibile nella -figura 5, realizzano successivamente le due linee continue 10 di adesivo, ad esempio del tipo termofusibile, ai due lati dello strato intermedio 5 e in corrispondenza delie porzioni marginali longitudinali del primo strato fibroso 1.
Il primo strato fibroso 1 e lo strato intermedio 5 vengono riscaldati per provocare la fusione delle particelle di materiale organico polimerico 7, ad esempio mediante un elemento riscaldante ad irraggiamento 20; successivamente il secondo strato fibroso 2 viene sovrapposto al primo strato fibroso 1 e allo strato intermedio 5 e l'unione dei tre strati combinati assieme a formare la struttura ? ottenuta sottoponendo la struttura stessa a moderata pressione facendola passare attraverso i due rulli 21 e 22, realizzando con ci? l'adesione dei due strati fibrosi 1 e 2 mediante le particelle fuse d? materiale organico polimerico 7, come spiegato In preoedenza, e le due linee continue di adesivo 10.
Preferibilmente la superficie esterna di almeno uno dei due rulli 21 e 22 pu? essere resa elastica ricoprendola con uno strato ad esempio di gomma al silicone.
La struttura assorbente sottile stratificata viene infine raccolta sotto forma di nastro continuo nella bobina 23.
A titolo di esempio non limitativo verr? ' descritto un articolo assorbente monouso per incontinenza 24, illustrato nella figura 6, utilizzante come elemento assorbente una struttura assorbente sottile stratificata realizzata secondo la presente invenzione.
L'articolo assorbente 24 ? di tipo sagomato ed ? composto da uno strato superiore 25 permeabile ai liquidi realizzato con una struttura di rivestimento composita ftbre/f rim del tipo descritto in EP-A-0207904, parzialmente perforata su un'area rettangolare larga 60 mm che si estende longitudinalmente al centro del'assorbente, uno strato secondario 26 costituito da una falda aerodepositata di fibre sintetiche idrofile da 60 g/ma, realizzata secondo la domanda di brevetto italiana N" T093 A 000402, un elemento assorbente 27 costituito da una struttura assorbente sottile stratificata realizzata secondo ia presente invenzione, e un foglio inferiore 28 impermeabile ai liquidi realizzato con un film coestruso in polietilene/polipropilene da 0.025 mm di spessore e 24.0 g/m* di peso.
L'elemento assorbente 27, di forma sostanzialmente rettangolare, ha una lunghezza di 216 mm e una larghezza di 56 mm, con uno spessore complessivo di 2 mm e un peso di 590 g/m3.
La struttura assorbente sottile stratificata che costituisce l'elemento assorbente 27 comprende:
? uno strato superiore formato da una falda realizzata a secco ("air laid") e legata mediante calore in fibre di cellulosa e fibre bicomponenti polietilene/polipropilene da 75 g/ma;
? uno strato intermedio formato da una miscela di 400 g/m2 di particelle di materiale assorbente Idrogellflcante e 60 g/m2 di particelle di polietilene;
? uno strato inferiore formato da una falda realizzata a secco e legata mediante resine in fibre di cellulosa da 55 g/m3.
Le due linee continue di adesivo sono costituite da due linee di adesivo termofusibile di circa 2 mm di larghezza.
Come si vede il materiale assorbente idrogelificante costituisce circa il 70% in peso dell?intera struttura.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di costruzione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto e illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.
Qui d? seguito ? descritto un esempio di una struttura assorbente statificata a cinque strati:
? primo strato fibroso formato da una una falda realizzata a secco e legata mediante calore in fibre di cellulosa e fibre bicomponenti polietilene/polipropiiene da 75 g/m9;
? primo strato intermedio formato da una miscela di 350 g/m9 di particelle di materiale assorbente Idrogelificante e 50 g/m3 di particelle di polietilene;
secondo strato fibroso formato da una falda realizzata a secco e legata mediante resine in fibre di cellulosa da 55 g/ms;
? secondo strato intermedio uguale al primo strato intermedio;
? terzo strato -fibroso uguale al secondo strato fibroso.
Netta precedente descrizione si 6 sempre Tatto riferimento a materiale termoplastico in forma di particelle; resta comunque inteso che tali "particelle" non devono necessariamente avere forma genericamente sferica, potendo essere, per esempio, in forma di fibrille.
Si tratta di fibre molto corte, e adatte fibrille comprendono quelle disponibili presso la Lextar V.O.F. di Rotterdam, Olanda, sotto il nome commerciale di Pulpex PE; sono fibre di polietilene aventi una lunghezza media di circa 0.6+1. 2 mm.
Nel seguito sono illustrati metodi utilizzati per misurare vari parametri menzionati in precedenza.
ASSORBIMENTO SOTTO PRESSIONE.
Si utilizza per la prova un'apparecchiatura detta ?Demand wettability tester", illustrata in "Abeorbency" edito da Pronoy K. Chatterjee e pubblicato da Elsevier Science Publishers B.V., ed.
1985, pag. 62, con riferimento a B.M. Lichstein, "INDA Technical Symposium", U.S.A., 1974, pag.129.
La prova viene eseguita ponendo un disco di tessuto non tessuto in fibre idrofile da 60 mm dj diametro sul piatto di prova orizzontale con il foro in corrispondenza del centro.
Un cilindro di Plexiglas con un diametro interno di 50 mm viene posto sul disco di tessuto non tessuto In modo da avere anch'esso Il foro del piatto di prova In corrispondenza del centro.
Una quantit? pari a 0.5 g del materiale assorbente idrogelificante da sottoporre a prova viene versata sul disco di tessuto non tessuto all?interno dei cilindro e- viene esercitata pressione su di essa ponendo al di sopra del materiale assorbente idrogelificante un pistone (^Plexiglas da 49 mm di diametro e aggiungendo dei pesi; vengono aggiunti pesi fino al raggiungimento di un peso totale di 600 g (equivalenti ad una pressione di 3 KPa) e successivamente altri pesi fino ad un totale di 1000 g (equivalenti ad una pressione di 5 KPa).
Viene quindi rilasciata urina sintetica attraverso il foro con battente idrostatico quasi uguale a zero e il materiale assorbente idrogelificante viene lasciato assorbire liquido per un?ora.
Il peso d?i disco di tessuto non tessuto e del materiale assorbente idrogelificante viene misurato prima dell?inizio della prova e dopo che la prova ? terminata e la differenza viene registrata per determinare il peso Pa del liquido assorbito complessivamente dal materiale assorbente idrogelificante e dal disco di tessuto non tessuto.
La prova viene ripetuta per il solo disco di tessuto non tessuto per determinare il peso Pb del liquido assorbito dal disco stesso.
La quantit? di liquido assorbita dal materiale assorbente idrogelificante, espressa in grammi di liquido per grammo di materiale assorbente Idrogelificante viene calcolata secando l'equazione;
Assorbimento Sotto Pressione ( g/g) = (Pa - ?b)/0.5
dove: Pa: grammi assorbiti dal disco di tessuto non tessuto e dal materiale assorbente idrogelificante
?b: grammi assorbiti da) solo disco di tessuto non tessuto
Si effettuano due prove per ciascun tipo di materiale assorbente idrogelificante e per il disco di tessuto non tessuto e si calcola il valore medio.
PERMEABILIT?' DEL GEL SOTTO PRESSIONE.
La prova viene effettuata per mezzo deH'apparecchiatura illustrata nella figura 7 nella quale si riconoscono un contenitore cilindrico 29 per il superassorbente e un sistema a sifone formato da un serbatoio di grande capacit? 30 contenente urina sintetica e da un tubo piegato ad "U" 31 che mette in comunicazione il serbatolo con il contenitore cilindrico.
Il tubo ad "U? ? posizionato in modo cbo la sua estremit? libera 32 si trovi 40 mm al di sotto dei pelo libero del liquido nel serbatoio. L'apparato 33 comprendente l'imbuto separat?re e i rubinetti ? necessario per eliminare l'aria dal circuito del sifone prima dell'inizio della prova secondo modalit? note.
(i contenitore cilindrico 29 viene realizzato con un tubo di Plexiglas 34 di lunghezza adatta avente diametro interno di 30 mm; uno strato 35 di tessuto in nylon/polietilene da 25 ? e 325 Mesh viene teso e fissato attraverso l'estremit? inferiore del tubo 34.
Il superassorbente destinato alla prova viene selezionato per mezzo di un setaccio "Fritsch Analysette 3" agitandolo per 15 minuti in modo da estrarre la frazione avente dimensioni delle particelle comprese tra 0.315 mm e 0.500 mm.; il superassorbente 36 cos? selezionato viene introdotto in quantit? pari a 0.226 g nel contenitore cilindrico 29 in modo che poggi sul tessuto 35 che chiude l'estremit? inferiore.
150 mi di urina sintetica vengono posti in un beaker da 250 mi e successivamente l'estremit? inferiore del contenitore cilindrico viene immersa per tre volte nei liquido, prima di essere immersa per un'ultima volta e lasciata nel liquido stesso per 30 minuti.
Trascorso questo tempo vengono posti nell'ordine al di sopra del superassorbente 36 all'interno del contenitore cilindrico 29: un disco 37 di tessuto In nylon/polietilene da 25 ? e 325 Mesh da 30 mm di diametro, un disco forato 38 di Plexiglas da 29 mm di diametro e 7 mm di spessore dotato di 20 fori da 2 mm disp?sti radialmente, 25 sfere di vetro 39 da 5 mm di diametro, un tamburo cilindrico forato 40 da 28 mm di diametro e 30 mm di altezza dotato di otto fori da 4 mm di diametro disposti in circolo, un peso 41 sostenuto da un'asta 42 di lunghezza tale da fuoriuscire dall'estremit? superiore del contenitore cilindrico 29; * ir tutto In modo che sul superassorbente 36 venga esercitata una pressione di 2 KPa.
Il contenitore cilindrico 29 viene quindi sollevato e, tenendolo sempre Immerso nel beaker, fissato alla pinza 43 come illustrato In modo che l?estremit? inferiore 32 del tubo ad "U" 31 si trovi a circa 50 mm dalla superficie superiore dello strato di gel.
Successivamente si apre il rubinetto 44 sul tubo ad "U" e contemporaneamente si toglie il beaker da 250 mi e si lascia gocciolare l'urina sintetica attraverso il contenitore cilindrico e lo strato di gel nel beaker 45 da 1000 mi posto inferiormente sulla bilancia 46.
51 aspetta che siano passati i primi 50 g di urina sintetica, o che comunque il livello dal liquido all'interno del contenitore cilindrica 29 si sia stabilizzato, indi si registra il tempo necessario per il passaggio di successivi 60 g di urina sintetica.
Si effettuano cinque prove per ciascun tipo di superassorbente e si calcola il valore medio, la deviazione standard e il coefficiente di variazione percentuale
Se il valore del coefficiente di variazione percentuale ? minore d? 10 il risultato s? considera valido, altrimenti si ripetono altre cinque prove.
COMPOSIZIONE DELL'URINA SINTETICA UTILIZZATA NELLE PROVE.
L'urina sintetica ? una soluzione di acqua distillata contenente i seguenti composti (percentuali in peso):
urea 2%, cloruro di sodio 0.9%, solfato di magnesio eptaidrato 0.1 1%, cloruro di calcio diidrato 0.06%.

Claims (25)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura assorbente stratificata, caratterizzata dal fatto che comprende, in combinazione, un primo (1) ed un secondo (2) strato di un materiale fibroso ed uno strato intermedio (5) comprendente un materiale assorbente Idrogellflcante (3) In una quantit? superiore a 120 g/m2, distribuito tra II primo e II secondo strato fibroso (1 , 2) , almeno uno di d?tti primo (1) e secondo (2) strato fibroso essendo permeabile ai liquidi, detto strato intermedio (5) comprendendo inoltre un materiale termoplastico (7), ed in cui detto strato intermedio (5) lega assieme detti primo (1 ) e secondo (2) strato fibroso aventi detto strato intermedio (5) compreso tra loro.
  2. 2. Struttura assorbente secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che detto primo (1) e detto secondo (2) strato di materiale fibroso si estendono lateralmente al di l? di detto strato intermedio (5) formando porzioni marginali longitudinali (8) e dal fatto che detti primo (1 ) e secondo (2) strato di materiale fibroso sono uniti fra loro in corrispondenza di ciascuna di dette porzioni marginali (8) per mezzo di una l?nea di adesivo (10), preferibilmente continua.
  3. 3. Struttura assorbente secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto primo (1) e detto secondo (2) strato di materiale fibroso presentano un peso base compreso tra circa 20 g/m2 e circa 150 g/m2.
  4. 4. Struttura assorbente secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, caratterizzata dal fatto che detto materiale assorbente idrogelificante (6) ? distribuito tra detti primo (1) e secondo (2) strato fibroso in quantit? fino a 600 g/m*.
  5. 5. Struttura assorbente secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detto materiale termoplastico (7) ? un materiale organico polimerico.
  6. 6. Struttura assorbente secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detto materiale termoplastico (7) ? presente in una quantit? compresa tra 12 g/m* e 180 g/m*.
  7. 7. Struttura assorbente secondo una qualsiasi delie precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detto materiale termoplastico (7) ? presente sotto forma di materiale finemente suddiviso.
  8. 8. Struttura assorbente secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dai fatto che detto materiale termoplastico (7) presenta un melt flow index (MFl) di almeno 25 g/10 min.
  9. 9. Struttura assorbente stratificata, caratterizzata dal fatto che comprende in combinazione un primo (1) ed un secondo (2) strato fibroso di peso base compreso tra circa 20 g/m* e circa 150 g/m* nonch? uno strato intermedio (5)comprendente particelle di materiale assorbente idrogelificante distribuito tra detti primo (1 ) e secondo (2) strato fibroso in una quantit? da oltre circa 120 g/m? fino a circa 600 g/m2. almeno uno di detti primo (1) e secondo (2) strato fibroso essendo permeabile ai liquidi; detti primo (1) e secondo (2) strato fibroso estendendosi lateralmente ai di la di detto strato intermedio (5) a formare porzioni marginali longitudinali (8); in cui detto strato intermedio (5) comprende una miscela di materiale assorbente Idrogellflcante (6) e di un materiale organico polimerico termoplastico (7) finemente suddiviso in una quantit? compresa tra circa 12 g/m2 e circa 180 g/m2, detto materiale organico polimerico termoplastico finemente suddiviso avendo un melt flow index (MFI) di almeno 25 g/10 min ed essendo destinato a legare assieme almeno detto primo (1) e secondo (2) strato fibroso, comprendenti tra essi detto strato intermedio (5), formando punti di legame (9) discreti spaziati tra loro; detta struttura assorbente stratificata essendo inoltre caratterizzata dal fatto che detti strati di materiale fibroso (1 , 2) sono uniti tra loro in corrispondenza di ciascuna porzione marginale (8) estendentesi longitudinalmente per mezzo di una linea continua di adesivo (10).
  10. 10. Struttura assorbente secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che essa ? di forma complessivamente rettangolare.
  11. 11. Struttura assorbente secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che comprende pi? di due strati di materiale fibroso con uno strato Intermedio (5) compreso tra ciascuna coppia di detti strati fibrosi; detto strato intermedio comprendendo una miscela di materiale assorbente idrogelificante (6) e di materiale termoplastico (7) finemente suddiviso.
  12. 12. Struttura assorbente secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detti strati di materiale fibroso (1 , 2) comprendono strati di fibre corte di cellulosa realizzati a secco.
  13. 13. Strutture assorbente secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detti strati di materiale fibroso (1 , 2) sono costituiti da materiali differenti.
  14. 14. Struttura assorbente secondo la rivendicazione 13, nella quale uno degli strati fibrosi (1 , 2) ? realizzato con una miscela di fibre di cellulosa e fibre bicomponenti polietilene/polipropilene.
  15. 15. Struttura assorbente secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detto materiale termoplastico (7) ha un Meft Flow Index pari ad almeno 40 g/10 min, preferibilmente pari ad almeno 60 g/10 min.
  16. 16. Struttura assorbente secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detto materiale termoplastico (7) ? sotto forma di particelle solide termofusibili.
  17. 17. Struttura assorbente secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detto materiale termoplastico e a base di polietilene.
  18. 18. Struttura assorbente secondo una . qualsiasi delle rivendicazioni 1 . 9 o 17. caratterizzata .dal fatto che detto materiale termoplastico ? sotto forma di particelle di polietilene di dimensioni massime pari a 400 ?, in una quantit? compresa tra circa 12 g/m* e circa 180 g/m2.
  19. 19. Struttura assorbente secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 14, caratterizzata dal fatto che il materiale termoplastico (7) ? in forma di fibrilla.
  20. 20. Struttura assorbente secondo la rivendicazione 2 o la rivendicazione G, caratterizzate dal fatto che dette linee di adesione (10) comprendono un adesivo termofusibile.
  21. 21. Struttura assorbente secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che essa presenta uno spessore non superiore a 4 mm.
  22. 22. Struttura assorbente secondo la rivendicazione 21 , caratterizzata dal fatto che essa presenta uno spessore non superiore a 3 mm.
  23. 23. Struttura assorbente secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, nella quale il materiale assorbente idrogelificante ha un assorbimento sotto una pressione di 5 KPa di almeno 10 g/g.
  24. 24. Struttura assorbente secondo la rivendicazione 23, nella quale detto assorbimento ? di almeno 12 g/g. 25. Struttura assorbente secondo la rivendicazione 24. nella quale detto assorbimento ? di almeno 15 g/g.
  25. 25. Struttura assorbente secondo la rivendicazione 25, nella quale detto assorbimento ? di almeno 17 g/g. . 27. Struttura assorbente secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, nella quale il materiale assorbente idrogelificante (6) ha una permeabilit? del gel sotto una pressione di 2 KPa non superiore a 150 secondi. 28. Struttura assorbente secondo la rivendicazione 27, nella quale detta permeabilit? non ? superiore a 100 secondi. 29. Struttura assorbente secondo la rivendicazione 28, nella quale detta permeabilit? non ? superiore a 80 secondi. 30. Articolo assorbente monouso comprendente una struttura assorbente secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 29 disposta tra un foglio superiore permeabile al liquidi (25) e un foglio inferiore impermeabile ai liquidi. (28). 31. Procedimento per realizzare una struttura assorbente secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 29, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi: ? provvedere detto primo strato (1 ) di materiale fibroso; ? provvedere detto secondo strato (2) di materiale fibroso con una larghezza tale da permettere il contatto con detto primo strato (1) lungo rispettive porzioni marginali longitudinali (8); ? distribuire su detto primo strato (1 ) di materiale fibroso una miscela di particelle di materiale assorbente idrogelificante (6) in una quantit? superiore a 120 g/m* nonch? detto materiale termoplastico (7) finemente suddiviso, detta miscela essendo distribuita in modo da lasciare libere le porzioni marginali longitudinali (8)?di detto primo strato (1); ? applicare linee di adesivo (10) in corrispondenza di detta porzioni marginali longitudinali (8) di detto primo strato (1), e ? combinare detto primo strato (1 ), detto strato intermedio (5) e detto secondo strato (2) in una struttura stratificata mediante applicazione di calore e pressione producendo la sostanziale fusione di detto materiale termoplastico cos? da formare punti di legame discreti (9) spaziati fra loro tra detto primo strato (1) e detto secondo strato (2) aventi detto strato intermedio (5) compreso tra loro, con dette linee di adesiva (10) che legano assieme detto primo (1 ) e detto secondo (2) strato in corrispondenza di dette porzioni marginali longitudinali. 32. Procedimento secondo la rivendicazione 31 , caratterizzato dal fatto che dette linee di adesivo (10) sono applicate sotto forma di linee continue. 33. Procedimento per realizzare un articolo assorbente Igienico, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi: ? provvedere un primo strato continuo (25) di un materiale in foglio flessibile permeabile ai liquidi; ? provvedere un secondo strato continuo (28) di un materiale in foglio flessibile impermeabile ai liquidi; ? provvedere almeno una porzione di forma generalmente rettangolare di una struttura assorbente secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 29, e ? combinare detto primo strato continuo (25). detto secondo strato continuo (28) e detta struttura assorbente in modo per cui tale struttura assorbente ? disposta e fissata tra detti primo (25) e secondo (28) strato continuo.
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