Material compuesto súper absorbente de agua y método para la preparación del mismo.

Un método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción que consiste principalmente enun sustrato de banda fibrosa,

una resina súper absorbente y un agente aglutinante para unir dicho sustrato y dicharesina súper absorbente, en el que (a) dicho sustrato de banda fibrosa es una banda no unida que sustancialmenteno tiene porciones de unión entre sus fibras constituyentes, (b) dicha resina súper absorbente y dicho agenteaglutinante se dispersan en una mezcla líquida que contiene un medio acuoso que no hincha dicha resinaabsorbente, (c) la mezcla en dispersión resultante se añade a dicho sustrato de banda fibrosa no unida para obteneruna banda de material compuesto, y (d) un componente líquido se retira de dicha banda de material compuesto,mediante lo cual la fijación de dicha resina súper absorbente sobre dicho sustrato de banda fibrosa se efectúa deforma simultánea con la unión de las bandas constituyentes de dicho sustrato de banda fibrosa una con otra.

Material compuesto súper absorbente de agua y método para la preparación del mismo Campo de la Técnica [0001] La presente invención se refiere a métodos de fabricación de láminas de material compuesto súper absorbente en los que la conversión de una banda en un material textil no tejido, la unión de la banda a un polímero súper absorbente y la unión de las partículas del polímero súper absorbente entre sí se llevan a cabo todas ellas de forma efectiva y poco polímero súper absorbente se desprende en los estados tanto húmedo como seco. La presente invención también se refiere a láminas de material compuesto súper absorbente fabricadas mediante cualquiera de tales métodos.

Técnica anterior

Como un miembro absorbente para un artículo absorbente tal como un pañal para bebés, un pañal de incontinencia para adultos, un producto de higiene femenina, un material absorbente de sangre y un disco absorbente de leche materna, se ha realizado con energía el desarrollo de una lámina de alta absorción que consiste principalmente en un polímero de resina súper absorbente (SAP) y pasta en copos de madera, estando el SAP retenido en una estructura de material textil no tejido más delgada y más estable dimensionalmente.

Con el fin de que un material textil no tejido retenga el SAP, se aplican unos métodos tales como un método en el que se prepara un material textil no tejido que tiene una estructura, preferiblemente un sustrato, el material textil no tejido se impregna con un monómero de ácido acrílico de tal modo que el monómero se polimeriza, un método en el que un monómero de ácido acrílico se polimeriza sobre un material textil no tejido, se usa un polímero no reticulado gelificado para revestir el material textil no tejido y la reticulación se realiza a continuación, un método en el que se usa pasta de SAP dispersada en un medio para revestir un material textil no tejido.

En primer lugar, puede haber tres propiedades fundamentales requeridas de un sustrato de material textil no tejido; (1) propiedades de un miembro de soporte, (2) propiedades de retención y fijación de SAP, y (3) propiedades de penetración y de dispersión. Con el fin de que un material textil no tejido retenga el SAP en su estructura, el material textil no tejido necesita tener una estructura voluminosa que tenga espacios entre sus fibras constituyentes y, si se enuncia en términos extremos, cuanto más voluminoso sea el material textil no tejido, mejores serán los resultados. Si tal material textil no tejido voluminoso se suministra en un rollo enrollado voluminoso de un fabricante de material textil no tejido, no obstante, el transporte será muy costoso y la cantidad de material textil no tejido enrollada en el rollo se verá limitada en gran medida.

En tales casos, puede concebirse enlazar directamente una etapa de fabricación de un material textil no tejido con una etapa de hacer que el material textil no tejido retenga el SAP, y existe un ejemplo en la práctica comercial de enlazar una etapa de fabricación de un material textil no tejido unido térmicamente a una etapa de hacer que el material textil no tejido retenga el SAP, lo que puede ser, no obstante, complicado en lo que respecta al proceso y costoso en lo que respecta a la inversión inicial.

Entonces, como alternativa, puede pensarse en un método de hacer que la fabricación de un material textil no tejido y la retención de SAP se lleven a cabo al mismo tiempo en una etapa de fabricación de un material textil no tejido. Como un ejemplo de tal método, se hace usualmente que SAP en forma de polvo se forme conjuntamente con pulpa o fibra a medida que el SAP se porta en una corriente de aire. Pero puede generarse polvo, o el polvo de SAP se mueve al interior de un miembro absorbente, lo que no es deseable. Así mismo, se ha patentado un así denominado método en húmedo; el SAP se dispersa en una pasta de pulpa o una pasta de fibras para formar una lámina. Tal método tiene una seria limitación inherente debido a que la concentración de fibras es demasiado baja y el coste de fabricación se vuelve alto.

Con el fin de solucionar cualquier problema de este tipo, debería adoptarse un método en el que se haga que un componente como un agente aglutinante coexista con el SAP en la retención de SAP, de tal modo que se haga que la retención de SAP y la función del agente aglutinante que constituye un material textil no tejido funcionen al mismo tiempo. En general, un material textil no tejido es lo más voluminoso cuando el mismo se encuentra en una banda no unida y pierde su voluminosidad cuando este se convierte por último en un material textil no tejido.

Sumario de la invención [0008] La presente invención hace posible fabricar una lámina de material compuesto de alta absorción en la que se desprenda poco SAP de la misma en los estados tanto húmedo como seco mediante un método en el que se prepara una banda no unida en una condición de material sin procesar original, se forma una fase líquida en la que un componente se mezcla para coexistir en la banda para unir los SAP entre sí y para funcionar como un agente aglutinante para la banda, el sistema líquido mixto se añade a la banda para estabilizar la misma como un material compuesto y, a continuación, se retira el líquido restante en la banda, se trata térmicamente y se seca a

continuación, mediante lo cual la banda se convierte en un material textil no tejido, la banda se une con el SAP y la unión de los SAP se completa.

Es decir, la presente invención se refiere a un método para la fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción que consiste principalmente en una banda de sustrato fibroso, una resina de polímero súper absorbente y un componente para unir la resina y el sustrato, en el que (a) dicha banda de sustrato fibroso es una banda aún por unir que tiene pocas fibras constituyentes unidas entre sí, (b) un sistema de mezcla líquida que consiste principalmente en un medio que contiene dicha resina de polímero de alta absorción y dicho agente aglutinante, (c) una banda de material compuesto se forma añadiendo dicho sistema de mezcla líquida a dicha banda de sustrato fibroso, y (d) el componente líquido restante en la banda de material compuesto se retira mediante lo cual se hace que dicha resina de polímero de alta absorción se fije a dicha banda de sustrato fibroso y las bandas que comprenden dicha banda de sustrato fibroso se unen entre sí al mismo tiempo. En la presente invención, una banda no unida preferible puede ser una banda cardada o una banda cardada laminada y un portador para el guiado puede usarse junto con la banda cardada.

Una banda no unida tal como se obtiene en un estado seco puede tratarse previamente por medio de un líquido de tratamiento previo que consiste en agua o un medio miscible con agua.

Así mismo, una banda aún por unir puede ser una banda acuosa que va a obtenerse mediante un método de formación en húmedo o su material laminado. Tal banda no unida puede obtenerse tratando de forma preliminar una banda cardada o una banda formada en húmedo bajo una corriente de agua de alta presión.

El componente de fibra que comprende una banda no unida es, preferiblemente, una combinación de fibras fáciles de fundir térmicamente y fibras sintéticas, y el componente de fibra es, preferiblemente, más fino que 2 d, compuesto por una primera capa de fibra que consiste principalmente en fibras sintéticas hidrófobas más finas que 10 d y una segunda capa de fibra que consiste principalmente en fibras hidrófilas más finas que 3 d.

Una banda aún por unir puede formarse a partir de fibras abiertas de pulpa de madera y fibras fáciles de fundir térmicamente de 20 mm o más cortas.

En la presente invención, como ejemplos de un sistema de mezcla líquida, pueden aplicarse unos sistemas tales como un sistema en el que se dispersa una resina de alta absorción de material particulado en una disolución fundida al 1 % o menos de poli (óxido de etileno) que tiene un peso molecular de 100.000 o más para fabricar una pasta, un sistema en el que se dispersa una resina de alta absorción de material particulado en una emulsión acuosa de un copolímero de etileno–acetato de vinilo para fabricar una pasta, un sistema en el que en una pasta acuosa de una resina de alta absorción que contiene un sistema de disolvente que va a obtenerse mediante una polimerización en suspensión de fase negativa y un gel agregado de una resina de alta absorción que va a obtenerse mediante una polimerización en disolución acuosa se diluyen en polipropilenglicol para fabricar una mezcla que fluya con facilidad, y un sistema en el que se dispersa una resina de alta absorción de material... [Seguir leyendo]

1. Un método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción que consiste principalmente en un sustrato de banda fibrosa, una resina súper absorbente y un agente aglutinante para unir dicho sustrato y dicha resina súper absorbente, en el que (a) dicho sustrato de banda fibrosa es una banda no unida que sustancialmente no tiene porciones de unión entre sus fibras constituyentes, (b) dicha resina súper absorbente y dicho agente aglutinante se dispersan en una mezcla líquida que contiene un medio acuoso que no hincha dicha resina absorbente, (c) la mezcla en dispersión resultante se añade a dicho sustrato de banda fibrosa no unida para obtener una banda de material compuesto, y (d) un componente líquido se retira de dicha banda de material compuesto, mediante lo cual la fijación de dicha resina súper absorbente sobre dicho sustrato de banda fibrosa se efectúa de forma simultánea con la unión de las bandas constituyentes de dicho sustrato de banda fibrosa una con otra.

2. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha banda no unida es una banda cardada o un material laminado de la banda cardada.

3. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha banda no unida consiste en una banda cardada y un portador para guiar la banda cardada.

4. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha banda no unida es una banda depositada por aire que se obtiene mediante un proceso de deposición por aire o un material laminado de la banda depositada por aire.

5. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha banda no unida es una banda no tejida hilada o un material laminado de la banda no tejida hilada.

6. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que un medio acuoso que consiste en agua o una disolución en medio miscible en agua se aplica de forma preliminar a la banda no unida que se obtiene en un estado seco.

7. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha banda no unida es una banda acuosa que se obtiene mediante un método de formación por deposición en húmedo o un material laminado de la banda acuosa.

8. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicha banda no unida es una banda acuosa que se obtiene sólo tratando previamente la banda no unida en una corriente de agua presurizada o un material laminado de la banda acuosa.

9. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que un componente de fibra que constituye dicha banda no unida consiste en una combinación de fibras térmicamente fusibles y fibras sintéticas.

10. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3, 6, 8 y 9, en el que un componente de fibra que constituye dicha banda no unida consiste en una primera capa fibrosa que consiste principalmente en fibras hidrófobas de 2 denier o más gruesas y de 10 denier o más finas y una segunda capa fibrosa que consiste principalmente en fibras hidrófilas de 3 denier o más finas.

11. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1, 4, 6, 7, 8 y 9, en el que dicha banda no unida consiste en unas fibras que se obtienen abriendo pulpa de madera y fibras térmicamente fusibles las cuales son de 20 mm de largo o más cortas.

12. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicha mezcla líquida es una pasta fabricada dispersando unas partículas de resina súper absorbente en una disolución en la que se dispersa un 1 % o menos de poli (óxido de etileno) de alto grado de polimerización de un peso molecular de 100.000 o más.

13. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicha mezcla líquida es una pasta fabricada dispersando unas partículas de resina súper absorbente en una emulsión acuosa de copolímero de etileno–acetato de vinilo.

14. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicho sistema de mezcla líquida es una pasta acuosa de una resina súper absorbente que contiene un disolvente que se obtiene mediante una polimerización en suspensión de fase inversa.

15. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicha mezcla líquida se hace fluida diluyendo un gel agregado de una resina

súper absorbente que se obtiene a través de una polimerización en disolución acuosa con polipropilenglicol.

16. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicha mezcla líquida es una pasta fabricada dispersando unas partículas de resina súper absorbente en un líquido de dispersión acuosa de fibrillas microfibriladas que tienen una propiedad de hidratación.

17. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con la reivindicación 12, en el que unas fibrillas microfibriladas que tienen una propiedad de hidratación se añaden a dicha mezcla líquida.

18. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con la reivindicación 13, en el que unas fibrillas microfibriladas que tienen una propiedad de hidratación se añaden a dicha mezcla líquida.

19. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con la reivindicación 14, en el que unas fibrillas microfibriladas que tienen una propiedad de hidratación se añaden a dicho sistema de mezcla líquida.

20. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con la reivindicación 15, en el que unas fibrillas microfibriladas que tienen una propiedad de hidratación se añaden a dicho sistema de mezcla líquida.

21. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con la reivindicación 6, en el que unas fibrillas microfibriladas que tienen una propiedad de hidratación se añaden a dicho líquido de tratamiento previo.

22. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, en el que dicha resina súper absorbente está tan reticulada en superficie que esta tiene una AUL (absorbancia bajo carga) de 25 ml / g o más alta bajo 20 g /cm2 en agua de solución salina que contiene un 0, 9 % de sal.

23. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que dicha resina súper absorbente es un polímero de tipo aminoácido que tiene como una plataforma ácido asparagínico que tiene una propiedad de biodegradación como no reticulado en superficie.

24. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, en el que dicha resina súper absorbente es un polímero de tipo poli (ácido acrílico) al que no se ha aplicado un tratamiento de reticulación en superficie.

25. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 24, en el que dichas fibrillas microfibriladas que tienen una propiedad de hidratación son celulosa microfibrilada o celulosa de bacterias que consiste en celulosa.

26. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 25, en el que como dichas fibrillas microfibriladas que tienen una propiedad de hidratación se usan unas fibras de celulosa microfibrilada y las fibras de celulosa microfibrilada se dispersan de manera uniforme en un disolvente mixto de agua y propilenglicol a una concentración de un 1, 5 % a un 0, 2 % y se usa una pasta fabricada dispersando unas partículas de resina súper absorbente a una concentración de un 5 % a un 50 % en el líquido de dispersión.

27. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 25, en el que como dichas fibrillas microfibriladas que tienen una propiedad de hidratación se usan unas fibras de celulosa microfibrilada y las fibras de celulosa microfibrilada se dispersan de manera uniforme en un disolvente mixto de agua y alcohol etílico a una concentración de un 1, 5 % a un 0, 2 % y se usa una pasta fabricada dispersando unas partículas de resina súper absorbente a una concentración de un 5 % a un 50 % en el líquido de dispersión.

28. El método de fabricación de una lámina de material compuesto de alta absorción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 25, en el que como dichas fibrillas microfibriladas que tienen una propiedad de hidratación se usan unas fibras de celulosa microfibrilada y las fibras de celulosa microfibrilada se dispersan de manera uniforme en un disolvente mixto de tres componentes de agua, etanol y propilenglicol a una concentración de un 1, 5 % a un 0, 2 % y se usa una pasta fabricada dispersando unas partículas de resina súper absorbente a una concentración de un 5 % a un 50 % en el líquido de dispersión.

29. Una lámina de material compuesto de alta absorción compuesta por dicha banda no unida, dicha resina súper absorbente y dicho agente aglutinante, que se obtiene mediante un método de fabricación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, en la que la relación del peso de dicha resina súper absorbente (que hace referencia a B en la siguiente fórmula) con respecto al peso de la totalidad de la lámina de material compuesto de

alta absorción (que hace referencia a A+B+C en la siguiente fórmula) es de un 50 % o más, cumpliendo la siguiente fórmula: [B/ (A+B+C) ] x 100 ≥ 50.

30. Una lámina de material compuesto de alta absorción compuesta por dicha banda no unida, dicha resina súper absorbente y dicho agente aglutinante, que se obtiene mediante un método de fabricación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, en la que la relación del peso de dicha resina súper absorbente (que hace referencia a B en la siguiente fórmula) con respecto a la suma del peso de dicha resina súper absorbente y el peso de dicho agente aglutinante (que hace referencia a C en la siguiente fórmula) , que son componentes absorbentes excepto por dicha banda no unida, es de un 70 % o más, cumpliendo la siguiente fórmula: [B/ (B+C) ] x 100 ≥ 70.