BR112012028192B1

BR112012028192B1 - polímero superabsorvente particulado, seu método de produção, e artigo absorvente

Info

Publication number: BR112012028192B1
Application number: BR112012028192A
Authority: BR
Inventors: L Bergman David Jr; Tian Gonglu; Shi Yaru
Original assignee: Evonik Stockhausen Llc
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2020-04-07
Also published as: US20130045377A1; WO2011139883A1; EP2566901B2; JP5883851B2; US20140155259A1; EP2566901B1; JP2013525592A; US8647317B2; US8403904B2; US8304369B2; BR112012028192B8; BR112012028192A2; TWI487717B; CN102906135A; TW201141883A; US20110275513A1; KR101598006B1; EP2566901A1; CN102906135B; KR20130096152A

Abstract

polímero superabsorvente particulado tendo uma capacidade aumentada. a presente invenção refere-se a um polímero superabsorvente e polímero superabsorvente particulado compreendendo um monômero e uma composição reticuladora no qual o polímero superabsorvente particulado tem um aumento da capacidade de retenção centrífuga de 2g/g ou mais, conforme aqui colocado, no teste de aumento da capacidade de retenção centrífuga. a presente invenção refere-se adicionalmente a um polímero superabsorvente compreendendo uma composição reticuladora compreendendo um composto de silano compreendendo pelo menos um grupo vinila, ou um grupo alila fixado a um átomo de silício, e pelo menos uma ligação si-o. a presente invenção refere-se adicionalmente a um artigo absorvente que inclui tais polímeros superabsorventes particulados.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para POLÍMERO SUPERABSORVENTE PARTICULADO, SEU MÉTODO DE PRODUÇÃO, E ARTIGO ABSORVENTE.

ANTECEDENTES [0001] A presente invenção se refere a um polímero superabsorvente e polímero superabsorvente particulado. Um polímero superabsorvente é um polímero neutralizado parcialmente reticulado, incluindo ácidos poliacrílicos reticulados ou polímeros de enxerto de amidoácido acrílico reticulado, que é capaz de absorver grandes quantidades de líquidos aquosos e fluidos corpóreos, tais como urina ou sangue, com intumescimento e a formação de hidrogéis, e de reter os líquidos aquosos sob uma certa pressão de acordo com a definição geral de polímero superabsorvente. O polímero superabsorvente pode ser formado em partículas, geralmente referido como polímero superabsorvente particulado, compreendendo o polímero superabsorvente particulado que pode ser pós-tratado com reticulação de superfície, tratamento de superfície, e outro tratamento, para formar polímero superabsorvente particulado. O acrônimo SAP pode ser usado no lugar de polímero superabsorvente, e partículas deste. Um uso primário de polímero superabsorvente e polímero superabsorvente particulado está em artigos sanitários, tais como fraldas de bebê, produtos de incontinência, ou guardanapos sanitários. Uma sobrevivência compreensiva de polímeros superabsorventes, e seu uso e produção, é dada em F.

L. Buchholz e A. T. Graham (editors) em Modern superabsorbent polymer Technology, Wiley-VCR, New York, 1998.

[0002] Os polímeros superabsorventes podem ser preparados por, inicialmente, polimerização de ácidos carboxílicos insaturados ou derivados destes, tais como ácido acrílico, metal alcalino (por exemplo, sódio e/ou potássio), ou sais de amônia de ácido acrílico, alquila acrilatos, e similares, na presença de quantidades relativamente pequenas

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2/61 de um reticulador interno, tal como monômeros di- ou poli-funcional que podem incluir N,N'-metilenobisacrilamida, trimetilolpropano triacrilato, etileno glicol di(met) acrilato, ou trialilamina. Os materiais de monômero di- ou poli-funcional podem servir como agentes de reticulação internos covalentes para reticular levemente as cadeias de polímero, tornando-os, desse modo, insolúveis em água, ainda intumescíveis em água. Estes polímeros superabsorventes levemente reticulados contêm uma multiplicidade de grupos carboxila fixados ao suporte do polímero. Estes grupos carboxila geram uma força de acionamento osmótica para a absorção de fluidos corpóreos pela rede de polímero reticulado.

[0003] Em adição aos agentes de reticulação internos covalentes, agentes de reticulação internos iônicos foram utilizados para preparar polímeros superabsorventes também. Os agentes de reticulação internos iônicos são geralmente compostos de coordenação compreendendo cátions de metal polivalente, tais como Al³⁺ e Ca²⁺, conforme revelado na Patente dos Estados Unidos No. 6.716.929 e Patente dos Estados Unidos No. 7.285.614. Os polímeros superabsorventes revelados nestas patentes têm uma taxa lenta de absorção devido à presença de reticulações iônicas. Neste contexto, a taxa lenta pode ser medida por Teste de Vórtice, e o polímero superabsorvente particulado de taxa lenta geralmente apresenta um tempo de vórtice de 180 s ou mais.

[0004] Os polímeros superabsorventes e polímeros superabsorventes particulados, úteis como absorventes em artigos absorventes, tais como fraldas descartáveis, necessitam ter adequadamente alta capacidade de sorção, bem como, adequadamente, alta resistência a gel. A capacidade de sorção necessita ser suficientemente alta para capacitar o polímero absorvente a absorver quantidades significantes dos fluidos corpóreos aquosos encontrados durante uso do artigo abPetição 870190130737, de 09/12/2019, pág. 6/74

3/61 sorvente. A resistência a gel se refere a tendência das partículas de polímero intumescidas deformarem sob uma tensão aplicada, e necessita de ser tal que as partículas não se deformem e encham os espaços vazios capilares no membro ou artigo absorvente a um grau inaceitável, assim denominado bloqueio de gel, inibindo, desse modo, a taxa de entrada de fluido, ou a distribuição de fluido pelo membro ou artigo. Uma vez que o bloqueio de gel ocorra, ele substancialmente impede a distribuição de fluidos a zonas ou regiões relativamente secas no artigo absorvente, e vazamento do artigo absorvente pode ocorrer antes do polímero superabsorvente particulado no artigo absorvente ser totalmente saturado, ou antes do fluido poder se difundir ou passar as partículas de bloqueio no restante do artigo absorvente. [0005] Outra propriedade destes polímeros superabsorventes particulados é a que é denominada Permeabilidade de Leito de Gel. A Permeabilidade de gel do polímero superabsorvente particulado é uma medida de como o líquido flui rapidamente através da massa de polímero superabsorvente particulado intumescido. Em geral, a permeabilidade do gel de uma zona, ou camada, compreendendo polímero superabsorvente particulado intumescido pode ser aumentada pelo aumento da densidade de ligação cruzada do gel do polímero, aumentando, desse modo, a resistência do gel. Os polímeros superabsorventes particulados com permeabilidade de gel relativamente alta podem ser produzidos pelo aumento do nível de reticulação interna, que aumenta a resistência do gel intumescido, mas isto tipicamente também reduz a capacidade absorvente do gel indesejavelmente, conforme descrito acima.

[0006] Na década passada, investimentos significantes foram feitos para aperfeiçoar o desempenho de tais polímeros superabsorventes particulados, por exemplo, para proporcionar uma capacidade absorvente mais alta por volume, para aperfeiçoar a distribuição de fluido

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4/61 através de todos os polímeros superabsorventes particulados, e para reduzir o assim denominado bloqueio de gel dos polímeros superabsorventes particulados. Uma área de foco foi modificar a superfície de polímeros superabsorventes particulados tal que a permeabilidade de gel ótima fosse alcançada sem comprometer significantemente a capacidade absorvente.

[0007] A tendência atual nos artigos absorventes, incluindo fraldas, é em direção a construções de núcleo ainda mais delgados tendo um teor de fibra de celulose, ou teor de felpa, reduzido ou zero, e um teor aumentado de polímeros superabsorventes particulados. A medida que os núcleos da fralda tornam-se mais delgados, o polímero superabsorvente particulado deve possuir propriedades que historicamente foram supridas pela polpa de felpa. Desde que em se reduzindo o teor de fibra entre os polímeros superabsorventes aumenta-se o risco de bloqueio de gel, existe uma necessidade de se proporcionar núcleos mais delgados sem muita ou quaisquer fibras, que não sofrem de bloqueio de gel.

[0008] Consequentemente, existe ainda uma necessidade de se aperfeiçoar a capacidade absorvente e resistência de gel do polímero superabsorvente particulado ao mesmo tempo.

SUMÁRIO [0009] A presente invenção inclui numerosas concretizações, das quais algumas são incluídas aqui. Uma concretização da presente invenção é um polímero superabsorvente particulado compreendendo um monômero e uma composição reticuladora compreendendo um agente de reticulação interno no qual o polímero superabsorvente particulado apresenta um Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga (CRCI) de 2g/g ou mais, de 2g/g a 50g/g, de 2 g/g a 40g/g, de 3g/g a 30g/g, ou de 3g/g a 15g/g, conforme aqui colocado, no Teste de Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga.

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5/61 [00010] Outra concretização da presente invenção inclui um polímero superabsorvente incluindo uma composição reticuladora interna que contém um composto de silano compreendendo pelo menos um grupo vinila, ou grupo alila diretamente fixado a um átomo de silício, e pelo menos uma ligação Si-O. O composto de silano pode ser selecionado de um do seguinte:

( R-d—Si—f-O---R2 ] ^v ' ml ' 2'n ( M j (I);

R4

Si 'y (

2-m

R5 (II);

ou

RiR4

I1 Y

Si'óSi

I^xI

R5

(III) no qual

Ri representa C2 a C3 alquenila,

R2 representa H, Ci a C4 alquila, C2 a C5 alquenila, C6 a C8 arila, C2 a C5 carbonila,

R3 representa H, C1 a C4 alquila, C6 a C8 arila,

R4 e R5 representam independentemente H, C1 a C4 alquila,

C6 a C8 arila, m representa um inteiro de 1 a 3, preferivelmente 1 a 2, n representa um inteiro de 1 a 3, preferivelmente 2 a 3, l representa um inteiro de 0 a 2, preferivelmente 0 a 1, m + n + l = 4, x representa um inteiro maior do que 1, e

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6/61 y representa um inteiro de 0, ou maior do que 0.

[00011] Em um aspecto, o composto de silano pode ser selecionado de viniltriisopropenoxi silano, viniltriacetoxisilano, viniltrimetoxisilano, viniltrietoxisilano, dietoximetilvinil silano, e polisiloxano compreendendo pelo menos dois grupos vinilas.

[00012] Em um aspecto adicional, o polímero superabsorvente da presente invenção pode adicionalmente compreender um segundo reticulador interno. O segundo reticulador interno pode ser selecionado a partir do grupo de polietileno glicol monoalil éter acrilato, trimetilol propano triacrilato etoxilatado, e polietileno glicol diacrilato.

[00013] Outra concretização da presente invenção é um polímero superabsorvente particulado compreendendo um polímero superabsorvente compreendendo pelo menos um monômero, uma composição de reticulação interna contendo um composto de silano compreendendo pelo menos um grupo vinila, ou grupo alila diretamente fixado a um átomo de silício, e pelo menos uma ligação Si-O, um cátion de formação de sal, e um agente de reticulação de superfície, no qual o monômero é selecionado de um ácido carboxílico etilenicamente insaturado, ácido carboxílico etilenicamente insaturado e hidreto, sais ou derivados destes baseados no polímero superabsorvente. Em outro aspecto, a composição de reticulação interna é de 0,001 peso% a 5 peso% em peso baseado no monômero.

[00014] Outra concretização da presente invenção é um método para produzir um polímero superabsorvente particulado, no qual o método compreende as etapas de preparação de um polímero superabsorvente, polimerização dos componentes do polímero superabsorvente em um hidrogel, preparação do polímero superabsorvente particulado, tratamento superficial do polímero superabsorvente particulado para produzir polímero superabsorvente particulado. Numerosos outros aspectos de concretizações, características e vantagens da presente

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7/61 invenção aparecerão a partir da seguinte descrição detalhada, desenhos acompanhantes e reivindicações. No interesse de brevidade e consciência, quaisquer faixas de valores colocadas neste relatório descritivo contemplam todos os valores dentro da faixa, e são para serem construídos como suporte para as reivindicações que citam quaisquer subfaixas tendo pontos finais que são valores de número real dentro da faixa especificada em questão.

[00015] Estes e outros aspectos, vantagens e características salientes da presente invenção tornar-se-ão aparentes a partir da seguinte descrição detalhada, dos desenhos acompanhantes e das reivindicações em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [00016] Os precedentes e outras características, aspectos e vantagens da presente invenção tornar-se-ão aparentes com relação a seguinte descrição, reivindicações em anexo, e desenhos acompanhantes onde:

a figura 1 é um gráfico mostrando um aumento de capacidade de absorção com o tempo;

a figura 2 contém gráficos de CRC vs. tempo de intumescimento para pré-produto de SAP particulado da presente invenção;

a figura 3 contém gráficos de CRC vs. tempo de intumescimento para composição de SAP particulado da presente invenção;

a figura 4 contém gráficos de CRC vs. tempo de intumescimento para a composição de SAP particulado da técnica anterior;

a figura 5 é uma vista lateral do aparelho de teste empregado para o Tste de Permeabilidade de Leito de Gel Intumescido;

a figura 6 é uma vista lateral em corte transversal de uma montagem de cilindro/taça empregada no aparelho de Teste de Permeabilidade de Leito de Gel Intumescido Livre mostrado na figura 5;

a figura 7 é uma vista superior de um êmbolo empregado

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8/61 no aparelho de Teste de Permeabilidade de Leito de Gel Intumescido Livre mostrado na figura 5; e a figura 8 é uma vista lateral do aparelho de teste empregado para o Teste de Absorvência Sob Carga.

DEFINIÇÕES [00017] Deve ser notado que, quando empregados na presente revelação, os termos compreende, compreendendo e outros derivados a partir do termo principal compreende são pretendidos para serem termos de finalidade aberta que especificam a presença de quaisquer características citadas, elementos, inteiros, etapas, ou componentes, e não são pretendidos pata limitarem a presença ou adição de uma ou mais outras características, elementos, etapas, inteiros, componentes, ou grupos destes.

[00018] O termo artigo absorvente, conforme aqui usado, se refere a dispositivos que absorvem e contêm exudados corpóreos, e, mais especificamente, se refere a dispositivos que são colocados contra ou em proximidade ao corpo do usuário para absorver e conter os vários exudados descarregados do corpo. Os artigos absorventes podem incluir fraldas, calças de treinamento, roupas de baixo de incontinência de adulto, produtos de higiene feminina, almofadas de seio, panos para cuidado, babadores, produtos para cobrir ferimento, e similares. Os artigos absorventes podem, adicionalmente, incluírem artigos de limpeza de chão, artigos da indústria alimentícia, e similares. Conforme aqui usado, o termo fluidos corpóreos ou exudados corpóreos incluem, mas não são limitados a, urina, sangue, descargas vaginais, leite de seio, suor, e matéria fecal.

[00019] O termo Capacidade de Retenção Centrífuga (CRC), conforme aqui usado, se refere a capacidade do polímero superabsorvente particulado reter líquido no mesmo após ser saturado e submetido a centrifugação sob condições controladas, e é citado em gramas de lí

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9/61 quido retido em peso em grama da amostra (g/g). O teste de CRC pode ser conduzido a uma temperatura de teste designada para um período de tempo de teste, notado como CRC (temperatura de teste, tempo de teste). Conforme aqui usado, o termo temperatura de teste se refere a temperatura da solução de teste em que a amostra de polímero superabsorvente particulado está molhada. O termo tempo de teste se refere ao período de tempo que a amostra de polímero superabsorvente particulado é molhada em uma solução de teste. Por exemplo, CRC (t.a, 0,5 hora) se refere a uma CRC com uma temperatura de teste de temperatura ambiente (t.a, 23°C) e um tempo de teste de 0,5 hora.

[00020] O termo Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga (CRCI) ou Aumento de CRC ou Aumento de Capacidade é definido como o aumento por pelo menos 2g/g na CRC que ocorre e é calculado como a diferença entre uma segunda CRC e uma primeira CRC. Conforme aqui usado, o termo primeira CRC ou CRC inicial geralmente se refere a CRC (t.a, 0,5 hora), embora outro valor de CRC possa ser usado. A segunda CRC pode ser testada a temperatura ambiente ou mais alta, preferivelmente de 23°C a 50°C, por pelo menos 1 hora, preferivelmente de 2 horas a 24 horas. O Aumento da CRC é medido de acordo com o Método de Teste de Aumento de CRC descrito aqui abaixo.

[00021] O termo Taxa de Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga ou CRCIR, conforme aqui usado, se refere ao aumento da CRC por hora (g/g/hora) e é medida de acordo com o Método de Teste de Taxa de Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga descrito aqui abaixo.

[00022] Os termos reticulado, reticular, reticulador, ou reticulação, conforme aqui usados, se referem a qualquer meio para tornar efetivamente polímeros normalmente solúveis em água substancial

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10/61 mente insolúveis em água, mas intumescíveis. Tal meio de reticulação pode incluir, por exemplo, emaranhamento físico, domínios cristalinos, ligações covalentes, complexos iônicos e associações, associações hidrofílicas tais como ligação de hidrogênio, associações hidrofóbicas, ou forças de Van der Waals.

[00023] O termo reticulador interno, conforme aqui usado, se refere ao uso de um reticulador na solução de monômero para formar o polímero.

[00024] O termo Darcy é uma unidade de CGS de permeabilidade. Um Darcy é a permeabilidade de um sólido através da qual um centímetro cúbico de fluido, tendo uma viscosidade de um centipoise, fluirá em um segundo através de uma seção de um centímetro de espessura e um centímetro quadrado em seção transversal, se a diferença de pressão entre os dois lados do sólido é uma atmosfera. Reportando que a permeabilidade apresenta as mesmas unidades como área; desde que não existe unidade de SI de permeabilidade, metros quadrados são usados. Um Darcy é igual a 0,98692 x 10^-12 m² ou 0,98692 x 10^-8 cm².

[00025] O termo fralda, conforme aqui usado, se refere a um artigo absorvente geralmente usado por crianças e pessoas incontinentes no tronco inferior de modo a envolver a cintura e pernas do usuário, e que é especificamente adaptado para receber e conter despejo urinário e fecal. Conforme aqui usado, o termo fralda também inclui calças.

[00026] O termo disponível, conforme aqui usado, se refere a artigos absorventes que não são pretendidos para serem pretendidos para serem lavados ou, de outro modo, restaurados ou reutilizados como um artigo absorvente após um isso único. Exemplos de tais artigos absorventes disponíveis incluem, mas não são limitados a, artigos absorventes de cuidado pessoal, artigos absorventes de saúde/médicos, e

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11/61 artigos absorventes domésticos/industriais.

[00027] O termo polímero superabsorvente particulado seco, conforme aqui usado, geralmente se refere à composição de polímero superabsorvente tendo menos do que 10% de umidade.

[00028] O termo ligações hidrolizáveis, conforme aqui usado, se refere às ligações que podem ser quebradas por entrarem em contato com água, tais como ligações anidras.

[00029] O termo tamanho de partícula médio de massa de uma dada amostra de partículas de composição de polímero superabsorvente é definido como o tamanho de partícula, que divide a amostra na metade em uma base de massa, isto é, metade da amostra em peso apresenta um tamanho de partícula maior do que o tamanho de partícula médio de massa, e metade da amostra por massa apresenta um tamanho de partícula menor do que o tamanho de partícula médio de massa. Desse modo, por exemplo, o tamanho de partícula médio de massa de uma amostra de partículas de composição de polímero superabsorvente é 2 pm se metade da amostra em peso é medida como mais do que 2 pm.

[00030] Os termos partícula, particulado, e similares, quando usados com o termo polímero superabsorvente, se referem à forma de unidades discretas. As unidades podem compreender flocos, fibras, aglomerados, grânulos, pós, esferas, materiais pulverizados, ou similares, bem como combinações destes. As partículas podem ter qualquer forma desejada: por exemplo, cúbica, polihedra similar à haste, esférica ou semiesférica, redonda ou semirredonda, angular, irregular, etc. As formas tendo uma alta proporção de aspecto, similares á agulhas, flocos, e fibras, são também contempladas para inclusão aqui. Os termos partícula ou particulado podem também incluir uma aglomeração compreendendo mais do que uma partícula individual, particulado, ou similares. Adicionalmente, uma partícula, particulado, ou qualquer

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12/61 aglomeração desejada destes, podem ser compostos de mais do que um tipo de material.

[00031] Os termos polímero superabsorvente particulado se referem à forma de polímero superabsorvente na forma discreta, compreendendo o polímero superabsorvente particulado que pode ter um tamanho de partícula de menos do que 1000 pm, ou de 150 pm a 850 pm.

[00032] O termo polímero inclui, mas não é limitado a, homopolímeros, copolímeros, por exemplo, copolímeros de bloco, de enxerto, aleatório, e alternante, terpolímeros, etc., e misturas e modificações destes. Além disso, a menos que de outro modo especificamente limitado, o termo polímero deve incluir todos os isômeros configuracionais possíveis do material. Estas configurações incluem, mas não são limitados a, simetrias isotáticas, sindiotáticas e atáticas.

[00033] O termo poliolefina, conforme aqui usado, geralmente inclui, mas não é limitado a, materiais tais como polietileno, polipropileno, poliisobutileno, poliestireno, copolímero de etileno acetato de vinila, e similares, os homopolímeros, copolímeros, terpolímeros, etc., destes, e misturas e modificações destes. O termo poliolefina deve incluir todas as estruturas possíveis destes, que incluem, mas não são limitados a, simetrias isotáticas, sinodiotáticas, e aleatórias. Os copolímeros incluem copolímeros atáticos e de bloco.

[00034] O termo polisiloxano, conforme aqui usado, se refere a siloxanos polimerizados consistindo de um suporte de silício inorgânico-oxigênio (...-Si-O-Si-O-Si-O-...) com grupos laterais orgânicos fixados aos átomos de silício, que são quatro-coordenados. Além disso, a menos que de outro modo especificamente limitado, o termo polisiloxano deve incluir polímeros compreendendo dois de mais unidades de repetição de siloxano.

[00035] O termo polímero superabsorvente, conforme aqui usado,

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13/61 se refere a materiais orgânicos ou inorgânicos insolúveis em água, intumescíveis em água, incluindo polímeros superabsorventes e polímero superabsorvente particulado capazes de, sob as condições mais favoráveis, absorver pelo menos 10 vezes seu peso, ou pelo menos 15 vezes seu peso, ou pelo menos 25 vezes seu peso em uma solução aquosa contendo 0,9 porcento em peso de cloreto de sódio.

[00036] O termo pré-produto de polímero superabsorvente, conforme aqui usado, se refere a um material que é produzido por condução de todas as etapas para produção de um polímero superabsorvente conforme aqui descrito, até e incluindo secagem do material, e moagem grosseira em um triturador.

[00037] O termo reticulação de superfície, conforme aqui usado, se refere ao nível de reticulações funcionais na vizinhança da superfície da partícula do polímero superabsorvente, que é geralmente mais alto do que o nível de reticulações funcionais no interior da partícula de polímero superabsorvente. Conforme aqui usado, superfície descreve os limites opostos mais externos da partícula.

[00038] O termo termoplástico, conforme aqui usado, descreve um material que amolece quando exposto ao calor, e que substancialmente retorna a uma condição não amolecida quando resfriado à temperatura ambiente.

[00039] O termo % em peso ou % peso, conforme aqui usado, e referindo-se aos componentes da composição de polímero superabsorvente, é para ser interpretado como baseado no peso do polímero superabsorvente particulado seco, a menos que de outro modo aqui especificado.

[00040] Estes termos podem ser definidos com linguagem adicional nas porções remanescentes da especificação.

DESCRIÇÃO DETALHADA [00041] Enquanto que aspectos típicos de concretização e/ou con

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14/61 cretizações foram colocados para a proposta de ilustração, esta Descrição Detalhada e os desenhos acompanhantes não devem ser considerados para serem de limitação do escopo da invenção. Consequentemente, várias modificações, adaptações e alternativas podem ocorrer a um técnico no assunto sem fugir do espírito e escopo da presente invenção. Por meio de um exemplo ilustrativo hipotético, uma revelação neste relatório descritivo de uma faixa de a partir de 1 a 5 deve ser considerada para suportar reivindicações a qualquer das seguintes faixas: 1-5; 1-4; 1-3; 1-2; 2-5; 2-4; 2-3; 3-5; 3-4; e 4- 5.

[00042] A presente invenção é direcionada a um polímero superabsorvente particulado tendo um Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga (CRCI). O aumento da capacidade faz com que o polímero superabsorvente particulado tenha alta resistência de gel e alta capacidade de absorção ao mesmo tempo. Um aumento idealizado da capacidade de absorção é ilustrado na figura 1 mostrando um polímero superabsorvente particulado tendo baixa capacidade de absorção inicialmente e aumento da capacidade sobre o tempo de intumescimento.

[00043] Uma concretização da presente invenção inclui um polímero superabsorvente particulado compreendendo um monômero e um agente de reticulação interno compreendendo o polímero superabsorvente particulado apresenta um CRCI de 2 g/g ou mais, de 2 g/g a 50 g/g, ou de 2 g/g a 40 g/g, ou de 3 g/g a 30 g/g, conforme aqui colocado no Teste de CRCI. Em outro aspecto, o CRCI pode ser dependente do tempo de teste.

[00044] A Taxa de Aumento de CRC do polímero superabsorvente particulado da presente invenção pode ser na faixa de 0,4 g/g/hora a 10 g/g/hora, ou de 0,6 g/'g/hora a 8 g/g/hora. O tempo de teste pode ser na faixa de 2 horas a 24 horas, ou de 2 horas a 16 horas. A temperatura de teste pode ser na faixa de 23°C a 50°C, preferivelmente, ou 23°C (temperatura ambiente) ou 37°C (temperatura do corpo). Com o

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15/61 mesmo tempo de teste, a CRC na temperatura do corpo (CRC (bt)) é pelo menos 2 g/g, ou de 2g/g a 20g/g mais alta do que a CRC na temperatura ambiente (CRC (t.a)).

[00045] O polímero superabsorvente particulado tendo o CRCI da presente invenção pode ser preparado pelo uso de um composto de silano como o agente de reticulação interno. O composto de silano compreende pelo menos uma dupla ligação carbono-carbono e pelo menos uma ligação Si-O.

[00046] Outra concretização da presente invenção inclui um polímero superabsorvente incluindo uma composição reticuladora interna que contém um composto de silano compreendendo pelo menos um grupo vinila ou grupo alila diretamente fixado a um átomo de silício, e pelo menos uma ligação Si-O. O composto de silano pode ser selecionado de um do seguinte:

R4 (I);

m

x

Si 'y

R3) ' 2-m

R5 (II); ou

Ri

R4

Si 'y

R5 (III) no qual

R1 representa C2 a C3 alquenila,

R3 representa H, C1 a C4 alquila, C6 a C8 arila,

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R4 e R5 representam independentemente H, Ci a C4 alquila, C6 a C8 arila, m representa um inteiro de 1 a 3, preferivelmente 1 a 2, n representa um inteiro de 1 a 3, preferivelmente 2 a 3, l representa um inteiro de 0 a 2, preferivelmente 0 a 1, m + n + l = 4, x representa um inteiro maior do que 1, e y representa um inteiro de 0, ou maior do que 0.

[00047] Ilustrativos de silanos, tendo pelo menos um grupo vinila ou grupo alila diretamente fixado a um átomo de silício e uma ligação SiO, que pode ser utilizada para proporcionar a estrutura na fórmula (I) acima inclui: vinilalcoxisilanos tais como viniltrimetoxisilano, metilviniltrimetoxisilano, viniltrietoxisilano, metilviniltrietoxisilano, vinilmetildimetoxisilano, viniletildietoxisilano, e viniltris (2-metoxietoxi) silano; vinilacetoxisilanos, tais como vinilmetildiacetoxisilano, viniletildiacetoxisilano e viniltriacetoxisilano; alilalcoxisilanos tais como aliltrimetoxisilano, alilmetildimetoxisilano, e aliltrietoxisilano; divinilalcoxisilanos e divinilacetoxisilanos tais como divinildimetoxisilano, divinildietoxisilano e divinildiacetoxisilano; dialilalcoxisilanos e dialilacetoxisilanos tais como dialildimetoxisilano, dialildietoxisilano e dialildiacetoxisilano; bem como outros monômeros de silano etilenicamente insaturados similares contendo um ou mais grupos hidrolizáveis. Conforme será apreciado por um técnico no assunto dada a presente revelação, o uso de compostos tais como viniltriclorosilano em água ou álcool pode proporcionar estruturas na fórmula (I) acima em que, por exemplo, o grupo Ri pode ser um grupo vinila. É também possível que estruturas mais complexas possam ser formadas, por exemplo, por reação de vinil silano com polietileno glicol.

[00048] Ilustrativos de polisiloxanos, tendo pelo menos um grupo vinila ou grupo alila diretamente fixado a um átomo de silício, que po

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17/61 dem ser utilizados para proporcionar a estrutura na fórmula (II) ou (III) acima, incluem os polímeros e copolímeros de silanos tendo a estrutura na fórmula (I). Exemplos preferidos incluem, mas não limitados a, polisiloxano compreendendo grupos vinil e metoxi (comercialmente disponível de Evonik Degussa Corporation, sob a designação comercial Dynasylan® 6490), polisiloxano compreendendo grupos vinil e etoxi (comercialmente disponível de Evonik Degussa Corporation, sob a designação comercial Dynasylan® 6498), homopolímeros de vinilmetilsiloxano, copolímeros de vinilmetilsiloxano, homopolímeros de siloxano vinil terminado, e copolímeros de siloxano vinil terminado. Contudo, é contemplado que uma ampla faixa de polisiloxanos tendo grupos funcionais vinil que proporciona os efeitos desejados, são agentes de reticulação efetivos de acordo com a presente invenção.

[00049] Em outra concretização, o polímero superabsorvente pode incluir um segundo reticulador interno que pode compreender polietileno glicol monoalil éter acrilato, propano triacrilato trimetilol etoxilatado, e/ou polietileno glicol diacrilato.

[00050] Outra concretização do polímero superabsorvente particulado da presente invenção compreende um processo de preparação de um polímero superabsorvente particulado, tendo um CRCI de 2 g/g a 50 g/g, por polimerização de pelo menos um monômero, selecionado de um ácido carboxílico etilenicamente insaturado, ácido carboxílico etilenicamente insaturado e hidreto, sais ou derivados destes, baseados no polímero superabsorvente, e uma composição de reticulação interna de 0,001 porcento em peso a 5 porcento em peso baseado no monômero, onde a composição de reticulação interna inclui uma primeira e segunda composição de reticulação interna compreendendo uma das composições de reticulação que compreendem um composto de silano, tendo pelo menos um grupo vinila ou um grupo alila diretamente fixado a um átomo de silício, e pelo menos uma ligação Si-O,

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18/61 em um hidrogel, preparação de polímero superabsorvente particulado a partir do polímero superabsorvente, e tratamento das partículas de polímero superabsorvente com aditivos de superfície incluindo um agente de reticulação de superfície.

[00051] Outra concretização da presente invenção é um artigo absorvente, tal como fraldas, calças de treinamento, produtos de incontinência, outros vestuários de cuidado pessoal ou de cuidado de saúde, incluindo vestuários médicos, ou similares, compreendendo o polímero superabsorvente particulado da presente invenção.

[00052] O termo polímero superabsorvente, conforme aqui usado, se refere a materiais orgânicos ou inorgânicos solúveis em água, intumescíveis em água, incluindo polímeros superabsorventes e composições de polímero superabsorvente capazes, sob as condições mais favoráveis, de absorverem pelo menos 10 vezes seu peso, ou pelo menos 15 vezes seu peso, ou pelo menos 25 vezes seu peso em uma solução aquosa contendo 0,9 porcento em peso de cloreto de sódio. Um polímero superabsorvente particulado é um polímero superabsorvente que foi granulado em partículas tais como, por exemplo, partículas dentro da faixa de 150 a 850 pm.

[00053] Um polímero superabsorvente, conforme colocado nas concretizações da presente invenção, é obtido pela polimerização inicial de 55 porcento em peso a 99,9 porcento em peso do polímero superabsorvente de grupo ácido insaturado polimerizável contendo monômero. Um monômero adequado inclui qualquer daqueles contendo grupos carboxila, tais como ácido acrílico, ácido metacrílico, ou ácido

2-acrilamido-2-metilpropanosulfônico, ou misturas destes. É desejável por pelo menos 50 porcento em peso, e mais desejável por pelo menos 75 porcento em peso dos grupos ácidos para serem grupos carboxila.

[00054] Os grupos ácidos são neutralizados à extensão de pelo

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19/61 menos 25 % em mol, isto é, os grupos ácidos estão desejavelmente presentes como sais de sódio, potássio e amônia. Em alguns aspectos, o grau de neutralização pode ser pelo menos 50 % em mol, ou pode ser pelo menos 60 mol%. Em alguns aspectos, é desejável utilizar polímeros obtidos por polimerização de ácido acrílico ou ácido metacrílico, os grupos carboxilas dos quais são neutralizados à extensão de 50 % em mol a 80 % em mol, na presença de agentes de reticulação internos.

[00055] Em alguns aspectos, o monômero adequado que pode ser copolimerizado com o monômero etilenicamente insaturado pode incluir, mas não é limitado a, acrilamida, metacrilamida, hidroxietil acrilato, dimetilaminoalquila (meta)-acrilato, (meta) acrilatos etoxilatados, dimetilaminopropilacrilamida, ou acrilamidopropiltrimetillamônia cloreto. Tal monômero pode estar presente em uma faixa de 0% a 40 % em peso do comonômero polimerizado.

[00056] O polímero superabsorvente inclui pontos de reticulação compreendendo o polímero superabsorvente que pode ser reticulado com um agente de reticulação interno. Agentes reticuladores internos adequados nesta concretização podem incluir, mas não são limitados a, um primeiro agente reticulador interno, que contém um composto de silano compreendendo pelo menos um grupo vinila ou um grupo alila diretamente fixado a um átomo de silício, e pelo menos uma ligação Si-O. Exemplos de reticuladores de silano internos adequados para a

presente invenção são colocados com sua estrutura química na Tabela 1.
TABELA 1
Químico	Estrutura química

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TABELA 1
Químico	Estrutura química
Viniltri-isopropenoxi silano	O — Si--o^^^k k
Viniltriacetoxisilano	O II OCCH3 1 o _—1 ii ^Si--occh₃ OCCH3 II ³ O
Viniltrimetoxisilano	och₃ Si---OCH3 OCH3
Viniltrietoxisilano	c c	)CH₂CH3 Ü---OCH2CH3 )CH₂CH3
Dietoximetilvinil silano	c C	?CH₂CH₃ Ü---OCH2CH3 3H3

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TABELA 1
Químico	Estrutura química
Dynasylan® 6490 (oligômero de reação de vinil siloxano, metoxi funcional)

—f—Si—A—
	' n
cch₃
Dynasylan® 6498 (concentrado de vinil siloxano, siloxano oligomérico, etoxi funcional)	C	ü--C-j— ' n )CH₂CH₃
Vinilmetil polisiloxano	(	Ji---C-)— ' n 3H3
[00057] O polímero superabsorven!	te da presente invenção pode

incluir um adicional ou um segundo agente de reticulação interno, que pode ser usado em conjunto com o reticulador interno de silano. As adicionais ou segundas composições reticuladoras internas geralmente incluem pelo menos duas ligações duplas etilenicamente insaturadas, ou uma ligação dupla etilenicamente insaturada, e um grupo funcional que é reativo para os grupos ácidos do grupo ácido insaturado polimerizável contendo monômero, ou vários grupos funcionais que são reativos para grupos ácidos podem ser usados como o componente de reticulação interno, e está desejavelmente presente durante a polimerização do grupo ácido insaturado polimerizável contendo um monômero. Os segundos agentes reticuladores internos podem incluir, mas não são limitados a, amidas insaturadas alifáticas, tais como metilenobisacril- ou -metacrilamida ou etilenobisacrilamida; ésteres alifáticos de polióis ou polióis alcoxilatados com ácidos etilenicamente insa

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22/61 turados, tais como di(meta) acrilatos ou tri (meta) acrilatos de butanodiol ou etileno glicol, poliglicóis ou trimetilolpropano; di- e triacrilato ésteres de trimetilolpropano que podem ser oxialquilatados, desejavelmente etoxilatados, com 1 a 30 moles de óxido de alquileno; acrilato e metacrilato ésteres de glicerol e pentaeritritol e de glicerol e pentaeritritol oxietilatado com desejavelmente 1 a 30 moles de óxido de etileno; compostos alila, tais como alil (meta) acrilato, alil alcoxilatado (meta) acrilato reagido com desejavelmente 1 a 30 moles de óxido de etileno, trialil cianurato, trialil isocianurato, ácido maléico dialil éster, poli-alil ésteres, tetraaliloxietano, trialilamina, tetraalilatilenodiamina, dióis, polióis, compostos de hidroxi alila ou acrilato e alil ésteres de ácido fosfórico ou ácido fosforoso; e monômeros que são capazes de reticularem, tais como compostos de N-metillol de amidas insaturadas, tais como metacrilamida ou acrilamida, e os éteres derivados destes. Reticuladores internos iônicos, tais como sais de metal multivalente, podem também serem empregados. Os adicionais ou segundos reticuladores internos podem ser selecionados de polietileno glicol monoalil éter acrilato, propano triacrilato trimetilol etoxilatado, ou polietileno glicol diacrilato. Misturas dos agentes de reticulação interno mencionados podem também serem empregadas.

[00058] O teor dos reticuladores internos de silanos internos e segundos agentes de reticulação internos é de 0,001 porcento em peso a 5 porcento em peso, ou de 0,1 porcento em peso a 3%, baseado na quantidade total do grupo ácido insaturado polimerizável contendo monômero. O polímero superabsorvente pode incluir de 9:1 a 1:9, ou 7:1: a 1:7, da composição reticuladora interna compreendendo silano e o segundo reticulador interno.

[00059] Em alguns aspectos, iniciadores podem ser usados para iniciação da polimerização de radical livre. Iniciadores adequados incluem, mas não são limitados a, compostos azo ou peroxo, sistemas

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23/61 redox ou iniciadores de ultravioleta, sensibilizadores, e/ou radiação. [00060] Após polimerização, o polímero superabsorvente é geralmente formado em partículas de polímero superabsorvente, ou polímero superabsorvente particulado. Enquanto que as partículas de polímero superabsorvente podem ser usadas por meio de exemplo da forma física de composição de polímero superabsorvente, a invenção não é limitada a esta forma, e é aplicável a outras formas, tais como fibras, espumas, películas, contas, hastes, e similares. O polímero superabsorvente particulado da presente invenção inclui geralmente tamanhos de partícula variando de 50 a 1000 pm, ou de 150 a 850 pm. A presente invenção pode incluir pelo menos 40 porcento em peso das partículas tendo um tamanho de partícula de 300 pm a 600 pm, pelo menos 50 porcento em peso das partículas tendo um tamanho de partícula de 300 pm a 600 pm, ou pelo menos 60 porcento em peso das partículas tendo um tamanho de partícula de 300 pm a 600 pm, conforme medido por classificação através de peneira de malha 30 padrão dos Estados Unidos, e retidas em uma peneira de malha 50 padrão dos Estados Unidos. Em adição, a distribuição de tamanho do polímero superabsorvente particulado da presente invenção pode incluir menos do que 30 porcento em peso de partículas tendo um tamanho maior do que 600 pm, e menos do que 30 porcento em peso de partículas tendo um tamanho de menos do que 300 pm, conforme medido usando, por exemplo, um Oscilador de Peneira Mecânico Modelo B RO-TAP® disponível de W. S. Tyler, Inc., Mentor Ohio.

[00061] Em uma concretização, o polímero superabsorvente particulado pode, em seguida, ser tratado na superfície com químicos adicionais e tratamentos, conforme aqui colocado. Em particular, a superfície do polímero superabsorvente particulado pode ser reticulado, geralmente referido como superfície reticulada, pela adição de um agente de reticulação de superfície e tratamento de calor. Em geral, a reticu

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24/61 lação de superfície é um processo que é acreditado aumentar a densidade de reticulação da matriz de polímero na vizinhança da superfície do polímero superabsorvente particulado com relação a densidade de reticulação do interior da partícula.

[00062] Agentes de reticulação de superfície desejáveis podem incluir químicos com um ou mais grupos funcionais que são reativos para os grupos pendentes das cadeias de polímero, tipicamente os grupos ácidos. Os agentes reticuladores de superfície podem incluir compostos que compreendem pelo menos dois grupos funcionais que podem reagir com grupos funcionais de uma estrutura de polímero em uma reação de condensação (reticulador de condensação), em uma reação de adição ou em uma reação de abertura de anel. Estes compostos podem incluir reticuladores de condensação tais como, por exemplo, dietileno glicol, trietileno glicol, polietileno glicol, glicerina, poliglicerina, propileno glicol, dietanolamina, trietanolamina, polioxipropileno, copolímeros de bloco oxietileno-oxipropileno, sorbitan ácido graxo ésteres, polioxietileno sorbitan ácido graxo ésteres, trimetilolpropano, pentaeritritol, polivinil álcool, sorbitol, 1,3-dioxolan-2-ona (etileno carbonato), 4-metill-1,3-dioxolan-2-ona (propileno carbonato), 4,5dimetil-1,3-dioxolan-2-ona, 4,4-dimetill-1,3-dioxolan-2-ona, 4-etil-1,3dioxolan-2-ona, 4-hidroximetill-1,3-dioxolan-2-ona, 1,3-dioxan-2-ona, 4metill-1,3-dioxan-2-ona, 4,6-dimetill-1,3-dioxan-2-ona, bem como 1,3dioxolan-2-ona. A quantidade do agente de reticulação de superfície pode estar presente em uma quantidade de 0,01 porcento em peso a 5 porcento em peso do polímero superabsorvente particulado seco, e tal como de 0,1 porcento em peso a 3 porcento em peso, e tal como de 0,1 porcento em peso a 1 porcento em peso, baseado no peso do polímero superabsorvente particulado seco.

[00063] Após o polímero superabsorvente particulado ter sido trazido em contato com o reticulador de superfície, ou com o fluido com

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25/61 preendendo o reticulador de superfície, o polímero superabsorvente particulado tratado é tratado com calor, que pode incluir aquecimento do polímero superabsorvente particulado revestido a uma temperatura de 50 a 300°C, ou de 75 a 275°C, ou de 150 a 250°C, de modo que a região externa das estruturas de polímero é mais fortemente reticulada, comparada á região interna (isto é, reticulação de superfície). A duração do tratamento de calor é limitada pelo risco que o perfil de propriedade desejado das estruturas de polímeros será destruído como um resultado do efeito de calor.

[00064] Em um aspecto particular de reticulação de superfície, o polímero superabsorvente particulado é revestido ou tratado na superfície com um carbonato de alquileno, seguido pelo aquecimento para afetar a reticulação de superfície, que pode aperfeiçoar a densidade de reticulação de superfície e as características de resistência do gel da partícula do polímero superabsorvente. Mais especificamente, o agente de reticulação de superfície é revestido no particulado de polímero superabsorvente pela mistura do polímero superabsorvente particulado com uma solução alcoólica aquosa do agente de reticulação de superfície carbonato de alquileno. A quantidade de álcool na solução alcoólica aquosa pode ser determinada pela solubilidade do carbonato de alquileno, e é mantida tão baixa possível por várias razões, por exemplo, para proteção contra explosões. Alcoóis adequados são metanol, isopropanol, etanol, butanol, ou butil glicol, bem como misturas destes alcoóis. Em alguns aspectos, o solvente desejavelmente é água, que tipicamente é usada em uma quantidade de 0,3 porcento em peso a 5,0 porcento em peso, baseado no peso do polímero superabsorvente particulado seco.

[00065] Em outros aspectos, o agente de reticulação de superfície carbonato de alquileno é dissolvido em água sem qualquer álcool. Em ainda outros aspectos, o agente de reticulação de superfície carbonato

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26/61 de alquileno pode ser aplicado de uma mistura de pó, por exemplo, com um material transportador inorgânico, tal como dióxido de silício (SiO2) ou em um estado de vapor por sublimação do carbonato de alquileno.

[00066] Para alcançar as propriedades desejadas de reticulação de superfície, o carbonato de alquileno deve ser distribuído constantemente no polímero superabsorvente particulado. Para esta proposta, a mistura é efetuada em misturadores adequados conhecidos na técnica, tais como misturadores de leito fluidizado, misturadores de pás, misturadores de tambor rotativo, ou misturadores de desgaste duplo. É também possível efetuar o revestimento do polímero superabsorvente particulado durante uma das etapas de processo na produção do polímero superabsorvente particulado. Em um aspecto particular, um processo adequado para esta proposta é o processo de polimerização de suspensão inverso.

[00067] O tratamento de calor, que segue o tratamento de revestimento do polímero superabsorvente particulado, pode ser efetuado conforme segue. Em geral, o tratamento de calor é a uma temperatura de a partir de 100°C a 300°C. Temperaturas inferiores são possíveis se agentes de reticulação de epóxido altamente reativos são usados. Contudo, se carbonatos de alquileno são usados, em seguida o tratamento térmico é adequadamente a uma temperatura de a partir de 150°C a 250°C. Neste aspecto particular, a temperatura de tratamento depende do tempo de parada e do tipo de carbonato de alquileno. Por exemplo, a uma temperatura de 150°C, o tratamento térmico é efetuado por uma hora ou mais longo. Em contraste, a uma temperatura de 250°C, uns poucos minutos (por exemplo, de 0,5 minuto a 5 minutos) são suficientes para alcançar as propriedades desejadas de reticulação de superfície. O tratamento térmico pode ser efetuado em secadores convencionais ou fornos conhecidos na técnica.

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27/61 [00068] Em adição à reticulação de superfície, o polímero superabsorvente particulado pode ser adicionalmente tratado na superfície com outras composições químicas. Em alguns aspectos, a composição de polímero superabsorvente particulado da presente invenção pode ser tratada na superfície com de 0 porcento em peso a 5 porcento em peso, e de 0,001 porcento em peso a 5 porcento em peso, ou de 0,01 porcento em peso a 0,5 porcento em peso, do polímero superabsorvente particulado seco de um revestimento polimérico, tal como um revestimento termoplástico, ou um revestimento catiônico, ou uma combinação de revestimento termoplástico e um revestimento catiônico. Em alguns aspectos particulares, o revestimento polimérico desejavelmente é um polímero que pode estar em um estado sólido, de emulsão, de suspensão, coloidal, ou estado solubilizado, ou combinações destes. Os revestimentos poliméricos adequados para esta invenção podem incluir, mas não são limitados a, um revestimento termoplástico tendo uma temperatura de fusão termoplástica compreendendo o revestimento polimérico que é aplicado à superfície de partícula coincidente com, ou seguido por uma temperatura da partícula do polímero superabsorvente tratada na temperatura de fusão termoplástica.

[00069] Exemplos de polímeros termoplásticos incluem poliolefina, polietileno, poliéster, poliamida, poliuretano, estireno polibutadieno, polietileno de baixa densidade linear (LLDPE), copolímero de etileno ácido acrílico (EAA), copolímero de etileno alquila metacrilato (EMA), polipropileno (PP), polipropileno maleatado, copolímero de etileno acetato de vinila (EVA), poliéster, poliamida, e misturas de todas as famílias de poliolefinas, tais como misturas de PP, EVA, EMA, EEA, EBA, HDPE, MDPE, LDPE, LLDPE, e/ou VLDPE, podem também serem vantajosamente empregados. O termo poliolefina, conforme aqui usado, é definido acima. Em aspectos particulares, polipropileno maleataPetição 870190130737, de 09/12/2019, pág. 31/74

28/61 do é um polímero termoplástico preferido para uso na presente invenção. Um polímero termoplástico pode ser funcionalizado para ter benefícios adicionais, tais como solubilidade em água ou dispersibilidade. [00070] Os revestimentos poliméricos desta invenção podem também incluir um polímero catiônico. Um polímero catiônico, conforme aqui usado, se refere a um polímero ou mistura de polímeros compreendendo um grupo funcional ou grupos tendo um potencial de tornarem-se íons positivamente carregados após ionização em uma solução aquosa. Grupos funcionais adequados para um polímero catiônico incluem, mas não são limitados a, grupos amino primário, secundário ou terciário, grupos imino, grupos imido, grupos amido, e grupos de amônia quaternária. Exemplos de polímeros catiônicos sintéticos incluem os sais ou sais parciais de poli (vinil aminas), poli (alilaminas), poli (etileno imina), poli (amino propanol vinil éteres), poli (acrilamidopropil trimetil cloreto de amônia), poli (dialildimetil cloreto de amônia). Exemplos de polímeros catiônicos naturalmente baseados incluem chitin parcialmente deacetilatado, chitosan, e sais de chitosan. Polipeptídeos sintéticos, tais como poliasparaginas, polilisinas, poliglutaminas, e poliargininas, são também polímeros catiônicos adequados.

[00071] As composições de polímero superabsorvente particulado, de acordo com a invenção, podem ser tratadas na superfície com de 0,01% a 2 porcento em peso, ou de 0,01 porcento em peso a 1 porcento em peso baseado na composição de polímero superabsorvente seca de um composto de metal inorgânico insolúvel em água. O composto de metal inorgânico insolúvel em água pode incluir um cátion selecionado de alumínio, titânio, cálcio, ou ferro, e um ânion selecionado de fosfato, borato, ou cromato. Um exemplo de um composto de metal inorgânico insolúvel em água inclui fosfato de alumínio. O composto de metal inorgânico pode ter um tamanho de partícula médio de massa de menos do que 2 pm, e pode ter um tamanho de partícula

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29/61 médio de massa de menos do que 1 pm.

[00072] O composto de metal inorgânico pode ser aplicado na forma física seca à superfície da composição de polímero superabsorvente particulado. Para isto, a composição de polímero superabsorvente particulado pode ser intimamente misturada com o composto de metal inorgânico finamente dividido. O composto de metal inorgânico finamente dividido é usualmente adicionado, à temperatura ambiente, às partículas de polímero superabsorvente, e misturado até que uma mistura homogênea esteja presente. Para esta proposta, a mistura é efetuada em misturadores adequados conhecidos na técnica, tais como misturadores de leito fluidizado, misturadores de pás, misturadores de tambor rotativo, ou misturadores de uso duplo. A mistura das composições de polímero superabsorvente particulado com o composto de metal inorgânico insolúvel em água finamente dividido pode ocorrer antes ou após qualquer reticulação de superfície, por exemplo, durante a aplicação do agente de reticulação de superfície.

[00073] Alternativamente, uma suspensão de composto de metal inorgânico insolúvel em água finamente dividido pode ser preparada e aplicada a um polímero absorvente de água particulado. A suspensão é aplicada, por exemplo, por pulverização. Meio de dispersão útil para preparação da suspensão inclui água, solventes orgânicos, tais como alcoóis, por exemplo, metanol, etanol, isopropanol, cetonas, por exemplo, acetona, metill etil cetona, ou misturas de água com os solventes orgânicos antes mencionados. Outros meios de dispersão úteis incluem auxiliadores de dispersão, surfactantes, protetores coloidais, modificadores de viscosidade, e outros auxiliares para auxiliar na preparação da suspensão. A suspensão pode ser aplicada em misturadores de reação convencionais, ou sistemas de mistura e secagem, conforme descrito acima, à uma temperatura na faixa da temperatura ambiente a menos do que o ponto de ebulição do meio de dispersão, pre

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30/61 ferivelmente à temperatura ambiente. É apropriado combinar a aplicação da suspensão com uma etapa de reticulação de superfície pela dispersa do sal de metal insolúvel em água finamente dividido na solução do agente de reticulação de superfície. Alternativamente, a suspensão pode também ser aplicada antes ou após a etapa de reticulação de superfície. A aplicação da pasta fluida pode ser seguida por uma etapa de secagem.

[00074] Em alguns aspectos, as composições de polímero superabsorvente particulado, de acordo com a invenção, pode incluir de 0 porcento em peso a 5 porcento em peso, ou, na forma alternativa, de 0,01 porcento em peso a 3 porcento em peso do polímero superabsorvente particulado seco de sílica. Exemplos de sílica incluem sílica em vapor, sílica precipitada, dióxido de silício, ácido silícico, e silicatos. Em alguns aspectos particulares, dióxido de silício não cristalino microscópico é desejável. Em alguns aspectos, o diâmetro de partícula do pó inorgânico pode ser 1.000 pm ou menor, tal como 100 pm, ou menor.

[00075] Em alguns aspectos, as composições de polímero superabsorvente particulado podem também incluir de 0% a 30 porcento em peso do polímero superabsorvente particulado seco, tal como de 0,1 porcento em peso a 5 porcento em peso de polímeros solúveis em água à base em peso do polímero superabsorvente particulado seco, tal como acetato de polivinila parcialmente ou completamente hidrolisado, polivinilpirrolidona, amido ou derivados de amido, poliglicóis, óxidos de polietileno, óxidos de polipropileno, ou ácido poliacrílicos.

[00076] Em alguns aspectos, aditivos de superfície adicionais podem opcionalmente serem empregados com o polímero superabsorvente particulado, incluindo substâncias de ligação de odor, tais como ciclodextrins, zeólitos, sais inorgânicos ou orgânicos, e materiais similares; aditivos anti-massa, agentes de modificação de fluxo, surfactantes, modificadores de viscosidade, e similares. Em adição, aditivos de

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31/61 superfície podem ser empregados, que realizam vários papéis durante modificações de superfície. Por exemplo, um aditivo simples pode ser um surfactante, modificador de viscosidade, e pode reagir para reticular cadeias de polímero.

[00077] Em alguns aspectos, o polímero superabsorvente particulado da presente invenção pode ser, após uma etapa de tratamento de calor, tratado com água de modo que a composição de polímero superabsorvente apresenta um teor de água de até 10 porcento em peso do polímero superabsorvente particulado seco. Esta água pode ser adicionada, com um ou mais dos aditivos de superfície de cima, ao polímero superabsorvente particulado.

[00078] O polímero superabsorvente, de acordo com a invenção, pode ser desejavelmente preparado por dois métodos. A composição pode ser preparada continuamente ou descontinuamente em uma maneira industrial de grande escala, a após-reticulação de acordo com a invenção sendo efetuada consequentemente.

[00079] De acordo com o método, o monômero parcialmente neutralizado, tal como ácido acrílico, é convertido em um gel por polimerização de radical livre em uma solução aquosa na presença de agentes de reticulação e quaisquer componentes adicionais, e o gel é cominuído, secado, moído, e peneirado ao tamanho de partícula desejado. Esta polimerização pode ser efetuada continuamente ou descontinuamente. Para a presente invenção, o tamanho do polímero superabsorvente particulado de alta capacidade é dependente dos processos de manufaturamento incluindo moagem e peneiramento. É bem conhecido àqueles técnicos no assunto que a distribuição de tamanho de partícula das partículas de polímero superabsorvente se assemelha a uma distribuição normal, ou uma curva em forma de sino. É também conhecido que por várias razões, a distribuição normal da distribuição de tamanho de partícula pode ser inclinada em qualquer direção.

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32/61 [00080] De acordo com outro método, suspensão inversa e polimerização de emulsão podem também serem usadas para preparação dos produtos de acordo com a invenção. De acordo com estes processos, uma solução aquosa parcialmente neutralizada de monômero, tal como ácido acrílico, é dispersa em um solvente orgânico hidrofóbico com o auxílio de colóides protetores e/ou emulsificadores, e a polimerização é iniciada por iniciadores de radical livre. Os agentes de reticulação internos podem ser, ou dissolvidos na solução de monômero, e são medidos juntos com este, ou são adicionados separadamente e opcionalmente durante a polimerização. A adição de polímero solúvel em água como a base enxerto ocorre opcionalmente, via a solução de monômero, ou por introdução direta na fase oleosa. A água é, em seguida, removida azeotropicamente da mistura, e o polímero é filtrado e opcionalmente secado. A reticulação interna pode ser efetuada por polimerização de um agente de reticulação polifuncional dissolvido na solução de monômero e/ou por reação de agentes de reticulação adequados com grupos funcionais do polímero durante as etapas de polimerização.

[00081] O resultado destes métodos é um polímero superabsorvente, ou um pré-produto de polímero superabsorvente. Um pré-produto de polímero superabsorvente, conforme aqui usado, é produzido por repetição de todas as etapas para produção de superabsorvente, até e incluindo secagem do material, e moagem de grosseiros em um moedor, e removendo partículas maiores do que 850 pm, e menores do que 150 pm.

[00082] O polímero superabsorvente particulado da presente invenção exibe certas características, ou propriedades, conforme medidas por Capacidade de Retenção Centrífuga (CRC), Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga (CRCI), Taxa de Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga (CRCIR), Absorvência Sob Carga a 0,9 psi

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33/61 (AUL (0,9psi)), e Permeabilidade de Leito de Gel (GBP). O Tempo de Vórtice mede a velocidade do polímero superabsorvente particulado em solução salina de absorção, e é expresso em segundos.

[00083] A CRC resultante é citada como gramas de líquido retido em peso de grama da amostra (g/g), e pode ser de 20g/g a 60g/g, de 25g/g a 55g/g, ou de 27g/g a 50g/g.

[00084] O CRCI é citado como gramas de líquido retido em peso de grama da amostra (g/g), e pode ser de 2g/g a 50g/g, ou de 3g/g a 40g/g.

[00085] O Teste de Taxa de Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga (CRCIR) mede a taxa de Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga por diferença de hora entre o Teste de CRC (inicial) e o Teste de CRC (segundo), e é medido em termos de g/g/hora. A Taxa de Aumento de CRC pode ser de 0,4 a 10g/g/hora, ou de 0,5 a 5g/g/hora.

[00086] A Absorvência Sob Carga a 0,9 psi (AUL (0,9psi)) pode variar de 12 g/g a 30 g/g, ou de 15 g/g a 25 g/g.

[00087] A permeabilidade é uma medida da conectividade efetiva de uma estrutura porosa, seja ela uma esteira de fibra, ou uma placa de espuma ou, neste caso, polímero superabsorvente particulado, e pode ser especificada em termos da fração de vazio, e extensão de conectividade do polímero superabsorvente particulado. A permeabilidade de gel é uma propriedade da massa de partículas como um todo, e está relacionada a distribuição de tamanho de partícula, forma da partícula, e a conectividade dos poros abertos entre as partículas, módulo de cisalhamento, e modificação superficial do gel intumescido. Em termos práticos, a permeabilidade de gel do polímero superabsorvente particulado é uma medida de como rapidamente o líquido escoa através da massa de partículas intumescidas. A baixa permeabilidade de gel indica que o líquido não pode escoar prontamente através do

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34/61 polímero superabsorvente particulado, que é geralmente referido como bloqueio de gel, e que qualquer fluxo forçado de líquido (tal como uma segunda aplicação de urina durante uso da fralda) deve tomar uma trajetória alternada (por exemplo, vazamento da fralda). A Permeabilidade de Leito de Gel (GBP) pode variar de 10 Darcy a 300 Darcy, ou de 10 Darcy a 200 Darcy.

[00088] O Tempo de vórtice para o polímero superabsorvente particulado e a composição de polímero superabsorvente particulado pode ser de 20 a 180 s, ou de 60 a 130 s, ou de 70 a 125 s.

[00089] Conforme mostrado na fig 1, é um objetivo da presente invenção aumentar a capacidade de absorção com o tempo compreendendo tais polímeros superabsorvente particulado que pode oferecer a vantagem de alta resistência de gel à curto prazo e alta capacidade de absorção à longo prazo.

[00090] A figura 2 revela CRC (t.a) e CRC (bt) de um polímero superabsorvente particulado compreendendo 0,5% de Dynasylan® 6490. Ela mostra que a CRC do polímero superabsorvente particulado aumentar com o tempo ou à temperatura ambiente ou temperatura do corpo. Em adição, ela mostra que a CRC à temperatura do corpo é mais alta do que a CRC à temperatura ambiente em qualquer tempo específico. Além disso, ela mostra que a CRC aumenta à temperatura do corpo do que à temperatura ambiente.

[00091] A figura 3 mostra CRC (t.a) e CRC (bt) de um polímero superabsorvente particulado com superfície reticulada compreendendo 0,5% de Dynasylan® 6490 como reticulador interno. Ela mostra que a CRC aumenta com o tempo ou à temperatura ambiente ou temperatura do corpo. Em adição, ela demonstra que a CRC à temperatura do corpo é mais alta do que a CRC à temperatura ambiente em qualquer tempo específico. Além disso, ela mostra que a CRC aumenta mais rápido à temperatura do corpo do que à temperatura ambiente.

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35/61 [00092] A figura 4, Técnica Anterior, mostra a CRC (t.a) e CRC (bt) de um polímero superabsorvente particulado com superfície reticulada compreendendo somente reticulador interno convencional. Ela mostra que a CRC foi essencialmente constante com o tempo ou a temperaturas diferentes.

[00093] O polímero superabsorvente particulado, de acordo com a presente invenção, pode ser empregado em muitos artigos absorventes, incluindo toalhas sanitárias, fraldas, ou coberturas de ferimento, e eles têm a propriedade que eles absorvem rapidamente grandes quantidades de sangue menstrual, urina, ou outros fluidos corpóreos. Desde que os agentes de acordo com a invenção retêm os líquidos absorvidos mesmo sob pressão, e são também capazes de distribuírem líquido adicional dentro da construção no estado intumescido, eles são mais desejavelmente empregados em concentrações mais altas com relação ao material de fibra hidrofílico, tal como felpa, quando comparados a composições superabsorventes atuais convencionais. Eles são também adequados para uso como uma camada superabsorvente homogênea sem reter felpa dentro da construção da fralda, como um resultado do qual artigos particularmente delgados são possíveis. Os polímeros são, além disso, adequados para uso em artigos de higiene (produtos de incontinência) para adultos.

[00094] Artigos absorventes, similares a fraldas, podem incluir (a) uma folha superior permeável a líquido; (b) uma folha posterior permeável à líquido; (c) um núcleo posicionado entre (a) e (b), e compreendendo de 10% a 100%, ou de 50 porcento em peso a 100%, em peso do polímero superabsorvente particulado, e de 0% a 90% em peso de material de fibra hidrofílico; (d) opcionalmente uma camada de tecido diretamente posicionada acima e abaixo de referido núcleo (c); e (e) opcionalmente, uma camada de aquisição posicionada entre (a) e (c).

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TESTES DE PROCEDIMENTO

Teor de Água

Teste de Capacidade de Retenção Centrífuga (CRC).

[00095] O Teste de CRC mede a capacidade do polímero superabsorvente reter líquido no mesmo após ser saturado e submetido a centrifugação sob condições controladas. A capacidade de retenção resultante é citada como gramas de líquido retido em peso de grama da amostra, (g/g). A amostra a ser testada é preparada de partículas que são pré-classificadas através de peneira de malha 30 de padrão dos Estados Unidos e retidas em uma peneira de malha 50 padrão dos Estados Unidos. Como um resultado, a amostra de polímero superabsorvente particulado compreende partículas dimensionadas na faixa de 300 a 600 pm. As partículas podem ser pré-peneiradas pela mão, ou automaticamente.

[00096] A capacidade de retenção é medida por colocação de 0,2 grama da amostra pré-classificada de polímero superabsorvente particulado em um saco permeável à água que conterá a amostra, enquanto que uma solução de teste (0,9 porcento em peso de cloreto de sódio em água destilada) é para ser livremente absorvida pela amostra. Um material de saco de chá vedável por calor, tal como aquele disponível de Dexter Corporation (tendo um local de negócios em Windsor Locks, Connecticut, U.S.A.) como filtro vedável por calor de designação modelo 1234T opera bem para muitas aplicações. O saco é formado por dobramento de uma amostra de 13cm por 8cm (5 polegadas por 3 polegadas) do material de saco em metade, e vedação por calor de duas das bordas abertas para formar uma bolsa retangular de 6cm por 8cm (2,5 polegadas por 3 polegadas). As vedações por calor são 1 cm (0,25 polegada) dentro da borda do material. Após a amostra ser colocada na bolsa, a borda aberta remanescente da bolsa é também vedada por calor. Sacos vazios são também produzidos para servirem

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37/61 como controles. Três amostras são preparadas para cada polímero superabsorvente particulado a ser testado.

[00097] Os sacos vedados são submersos em um recipiente contendo a solução de teste a uma temperatura de teste designada, tornando certo que os sacos são mantidos para baixo até que eles são completamente umedecidos. Após umedecimento, as amostras permanecem na solução por um período de tempo designado de teste, em cujo tempo eles são removidos da solução e temporariamente assentados em uma superfície plana não absorvente.

[00098] Os sacos úmidos são, em seguida, colocados na cesta compreendendo os sacos úmidos que são separados entre si, e são colocados na borda circunferencial externa da cesta, compreendendo a cesta que é de uma centrífuga adequada capaz de submeter às amostras a uma força g de 350. Uma centrífuga adequada é uma CLAY ADAMS DYNAC II, modelo #0103, tendo uma cesta de coleta de água, um medidor de rpm digital, e cesta de dreno usinada adaptada para reter e drenar as amostras de saco plano. Onde amostras múltiplas são centrifugadas, as amostras são colocadas em posições opostas dentro da centrífuga para equilibrar a cesta quando da rotação. Os sacos (incluindo os sacos vazios úmidos) são centrifugados a 1.600 rpm (por exemplo, para alcançar uma força alvo g de 350 g com uma variância de força de 240 a 360 g, por 3 minutos. A força G é definida como uma unidade de força inercial em um corpo que é submetida a aceleração rápida ou gravidade, igual a 9,7m/s² (32 pés/s²) ao nível do mar. Os sacos são removidos e pesados, com os sacos vazios (controles) sendo pesados primeiro, seguido pelos sacos contendo as amostras de composição de polímero superabsorvente. A quantidade de solução retida pela amostra de polímero superabsorvente, levando-se em contra a solução retida pelo próprio saco, é a Capacidade de Retenção Centrífuga (CRC) do polímero superabsorvente, exPetição 870190130737, de 09/12/2019, pág. 41/74

38/61 pressa como gramas de fluido por grama de polímero superabsorvente. Mais particularmente, a capacidade de retenção é determinada pela seguinte equação:

CRC = [amostra/saco após centrífuga - saco vazio após centrífuga peso de amostra seca] /peso de amostra seca [00099] As três amostras são testadas e os resultados são classificados para determinar a CRC do polímero superabsorvente particulado.

[000100] CRC (t.a, 0,5 hora) é medida com uma temperatura de teste de 23°C (temperatura ambiente) e um tempo de teste de 0,5 hora.

[000101] CRC (t.a, 5 hora) é medida com uma temperatura de teste de 23°C (temperatura ambiente) e um tempo de teste de 5 horas.

[000102] CRC (t.a, 16 horas) é medida com uma temperatura de teste de 23°C (temperatura ambiente) e um tempo de teste de 16 horas.

[000103] CRC (bt, 0,5 hora) é medida com uma temperatura de teste de 37°C (temperatura do corpo) e um tempo de teste de 0,5 hora.

[000104] CRC (bt, 5 hora) é medida com uma temperatura de teste de 37°C (temperatura do corpo) e um tempo de teste de 5 horas.

Teste de Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga (CRCI) [000105] O Teste de Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga (CRCI) mede o aumento na CRC que ocorre e é calculada como a diferença entre a segundo Teste de CRC e o primeiro Teste de CRC (t.a, 0,5 hora, e é determinado pela seguinte equação:

[000106] Aumento de CRC = segunda CRC - (CRC (t.a, 0,5 hora). [000107] Por exemplo, CRCI's na presente invenção são determinados pelas seguintes equações:

[000108] À temperatura ambiente, CRCI (t.a) = CRC (t.a, 5 horas).CRC (t.a, 0,5 horas).

[000109] À temperatura do corpo, CRCI (bt) = CRC (bt, 5 horas).CRC (bt, 0,5 horas).

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39/61 [000110] CRCI (t.a) e CRCI (bt) são coletivamente referidos como CRCI.

Teste de Taxa de Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga (CRCIR) [000111] A CRCIR mede a capacidade do polímero superabsorvente particulado ganhar CRC adicional sobre o tempo quando contatado com um líquido. Ele é testado pela medição da CRC e em uma temperatura de teste designada para dois tempos de teste diferentes. O segundo tempo de teste é pelo menos uma hora mais longo do que o primeiro tempo de teste. A CRCIR resultante é citada como gramas de líquido adicional retido em peso de grama da amostra por hora (g/g/hora).

[000112] Por exemplo, a CRCIR na presente invenção é determinada pelas seguintes equações:

[000113] À temperatura ambiente: CRCIR (t.a) = [CRC (t.a, 5 horas) - (CRC (t.a, 0,5 horas)] /4,5 [000114] À temperatura do corpo: CRCIR (bt) = [CRC (bt, 5 horas) (CRC (bt, 0,5 horas)] /4.5 [000115] CRCIR (t.a) e CRCIR (bt) são coletivamente referidas como CRCIR.

Teste de Permeabilidade de Leito de Gel livre de intumescimento (FSGBP) [000116] Conforme aqui usado, o Teste de Permeabilidade de Leito de Gel Livre de Intumescimento, também referido como a Permeabilidade de Leito de Gel (GBP) Sob Teste de Pressão de Intumescimento a 0 psi, determina a permeabilidade de um leito intumescido de polímero superabsorvente particulado (por exemplo, tal como o polímero superabsorvente particulado de superfície tratada antes de ser tratado na superfície), sob o que é comumente referido como condições de intumescimento livre. O termo intumescimento livre significa que os

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40/61 polímeros superabsorvente particulado são permitidos intumescerem sem uma carga de restrição após absorção da solução de teste, conforme será descrito. Um aparelho adequado para condução do Teste de Permeabilidade de Leito de Gel é mostrado nas figuras 5, 6, e 7, e indicado geralmente como 500. O conjunto de aparelho de teste 528 compreende um recipiente de amostra, geralmente indicado em 530, e um êmbolo, geralmente indicado em 536. O êmbolo compreende um eixo 538 tendo um furo de cilindro furado abaixo do eixo longitudinal e uma cabeça 550 posicionada no fundo do eixo. O furo de eixo 562 apresenta um diâmetro de 16 mm. A cabeça de êmbolo é fixada ao eixo, tal como por adesão. Doze furos 544 são furados no eixo radial do eixo, três posicionados em todo 90 graus tendo diâmetros de 6,4 mm. O eixo 538 é usinado de uma haste LEXAN ou material equivalente, e apresenta um diâmetro externo de 2,2 cm e um diâmetro interno de 16 mm.

[000117] A cabeça de êmbolo 550 apresenta um anel interno concêntrico de sete furos 560 e um anel externo de 14 furos 554, todos os furos tendo um diâmetro de 8,8 milímetros, bem como um furo de 16 mm alinhado com o eixo. A cabeça de êmbolo 550 é usinada de uma haste LEXAN ou material equivalente, e apresenta uma altura de aproximadamente 16 mm, e um diâmetro dimensionado tal que ela assenta dentro do cilindro 534 com uma folga de parede mínima, mas ainda desliza livremente. O comprimento total da cabeça de êmbolo 550 e eixo 538 é 8,25 cm, mas pode ser usinada no topo do eixo para obter a massa desejada do êmbolo 536. O êmbolo 536 compreende uma peneira de tecido de aço inoxidável de malha 100 564 que é biaxialmente esticada a retesamento e fixada à extremidade inferior do êmbolo 536. A peneira é fixada à cabeça de êmbolo 550 usando um solvente apropriado que faz com que a peneira seja seguramente aderida à cabeça de êmbolo 550. Cuidado deve ser tomado para evitar

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41/61 excesso de migração de solvente nas porções abertas da peneira e redução da área aberta para fluxo de líquido. Solvente acrílico Weld-on 4 de IPS Corporation (tendo um local de negócios em Gardena, California, USA) é um solvente adequado.

[000118] O recipiente de amostra 530 compreende um cilindro 534 e uma peneira de tecido de aço inoxidável de malha 400 566 que é biaxialmente esticada a retesamento e fixada à extremidade inferior do cilindro 534. A peneira é fixada ao cilindro usando-se um solvente apropriado que faz com que a peneira seja seguramente aderida ao cilindro. Cuidado deve ser tomado para evitar excesso de migração de solvente nas porções terminais da peneira e redução da área aberta para fluxo de líquido. Solvente acrílico Weld-on 4 de IPS Corporation é um solvente adequado. Uma amostra de polímero superabsorvente particulado, indicada como 568 na figura 2, é suportada na peneira 566 dentro do cilindro 534 durante teste.

[000119] O cilindro 534 pode ser furado de uma haste transparente LEXAN, ou material equivalente, ou pode ser cortado de um tubo LEXAN, ou material equivalente, e apresenta um diâmetro interno de 6 cm (por exemplo, uma área de seção transversal de 28,27 cm²), uma espessura de parede de 0,5 cm e uma altura de aproximadamente 7,95 cm. Um degrau é usinado no diâmetro externo do cilindro 534 tal que uma região 534a com um diâmetro externo de 66 mm existe para o fundo 31 mm do cilindro 534. Um anel-o 540 que ajusta o diâmetro da região 534a pode ser colocado no topo do degrau.

[000120] O peso anular 548 apresenta um furo contador perfurado

2,2 cm de diâmetro e 1,3 cm de profundidade, de modo que ele desliza livremente no eixo 538. O peso anular também apresenta um furo 548a de 16 mm. O peso anular 548 pode ser produzido de aço inoxidável ou de outros materiais adequados resistentes à corrosão na presença da solução de teste, que é 0,9 porcento em peso de solução de

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42/61 cloreto de sódio em água destilada. O peso combinado do êmbolo 536 e peso anular 548 se iguala aproximadamente 596 gramas (g), que corresponde a uma pressão aplicada à amostra 568 de 0,3 libras por polegada quadrada (psi), ou 2,07 kPa (20,7 dynes/cm²) , sobra uma área de amostra de 28,27 cm².

[000121] Quando a solução de teste flui através do aparelho de teste durante o teste, conforme descrito abaixo, o recipiente de amostra 530 geralmente assenta em um reservatório 600. A proposta do reservatório é desviar líquido que inunda o topo do recipiente de amostra 530 e desvia o líquido inundado a um dispositivo de coleta separado 601. O reservatório pode estar posicionado acima de uma escala 602 com um béquer 603 assentando no mesmo para coletar solução de salina que passa através da amostra intumescida 568.

[000122] Para conduzir o Teste de Permeabilidade de Leito de Gel sob condições de intumescimento livre, o êmbolo 536, com o peso 548 assentado no mesmo, é colocado em um recipiente de amostra vazio 530 e a altura a partir do topo do peso 548 ao fundo do recipiente de amostra 530 é medida usando-se uma medida adequada precisa a 0,01 mm. A força da medida de espessura aplicada duante medição deve ser a mais baixa possível, preferivelmente menos do que 0,74 Newtons. É importante medir a altura de cada combinação de recipiente de amostra vazio 530, êmbolo 536, e peso 548 e manter a trilha da qual o êmbolo 536 e peso 548 é usado quando se usa aparelho de teste múltiplo. O mesmo êmbolo 536 e peso 548 devem ser usados para medição quando a amostra 568 é mais tarde intumescida em seguida à saturação. É também desejável que a base que a taça de amostra 530 está repousando esteja no nível, e a superfície superior do peso 548 seja paralela à superfície de fundo da taça de amostra 530.

[000123] A amostra a ser testada é preparada de polímero superab

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43/61 sorvente particulado que é pré-peneirado através da peneira de malha 30 padrão dos Estados Unidos, e retido na peneira de malha 50 padrão dos Estados Unidos. Como um resultado, a amostra de teste compreende partículas dimensionadas na faixa de 300 a 600 pm. O polímero superabsorvente particulado pode ser pré-peneirado com, por exemplo, um Oscilador de Peneira Mecânica RO-TAP Modelo B disponível de W. S. Tyler, Inc., Mentor Ohio. O peneiramento é conduzido por 10 minutos. Aproximadamente 2,0 gramas da amostra é colocado no recipiente de amostra 530 e espalhado constantemente no fundo do recipiente de amostra. O recipiente, com 2,0 gramas de amostra no mesmo, sem o êmbolo 536 e peso 548 no mesmo, é, em seguida, submerso na solução de salina 0,9% por um período de tempo de 60 minutos para saturar a amostra e permitir que a amostra intumesça livre de qualquer carga de restrição. Durante saturação, a taça de amostra 530 é assentada em uma malha localizada no reservatório de líquido de modo que a taça de amostra 530 é elevada levemente acima do fundo do reservatório de líquido. A malha não inibe o fluxo de solução salina na taça de amostra 530. Uma malha adequada pode ser obtida como número de parte 7308 de Eagle Supply e Plastic, tendo um lugar de negócios em Appleton, Wisconsin, U.S.A. A salina não cobre totalmente as partículas de composição de polímero superabsorvente, conforme seria evidenciado por uma superfície de salina perfeitamente plana na célula de teste. Também, a profundidade da salina não é permitida cair abaixo daquela da superfície dentro da célula é definida somente pelo polímero superabsorvente particulado intumescido, preferivelmente do que salina.

[000124] No final deste período, o conjunto de êmbolo 536 e peso 548 é colocado na amostra saturada 568 no recipiente de amostra 530 e, em seguida, o recipiente de amostra 530, êmbolo 536, peso 548, e amostra 568, são removidos da solução. Após remoção e antes de se

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44/61 rem medidos, o recipiente de amostra 530, êmbolo 536, peso 548, e amostra 568 são para permanecer no restante por 30 segundos em uma placa não deformável de grade grande plana adequada de espessura uniforme. A espessura da amostra saturada 568 é determinada por novamente medição da altura a partir do topo do peso 548 para o fundo do recipiente de amostra 530, usando a mesma medida de espessura usada previamente provido que o ponto zero é não mudado a partir da medição de altura inicial. O recipiente de amostra 530, êmbolo 536, peso 548, e amostra 568, podem ser colocados em uma placa não deformável de grade grande plana de espessura uniforme que impedirá o líquido no recipiente de amostra de ser liberado em uma superfície plana devido a tensão da superfície. A placa apresenta uma dimensão total de 7,6 cm por 7,6 cm, e cada grade apresenta uma dimensão de tamanho de célula de 1,59 cm de comprimento por 1,59 cm de largura por 1,12 cm de profundidade. Um material de placa não deformável de grade grande plana adequada é um painel difusor parabólico, número de catálogo 1624K27, disponível de McMaster Carr Supply Company, tendo um local de negócios em Chicago, Illinois, U.S.A., que pode, em seguida, ser cortada às dimensões corretas. Esta placa não deformável de malha grande plana deve também estar presente quando se mede a altura do conjunto vazio inicial. A medição da altura deve ser feita logo que praticável após a medida de espessura ser engajada. A medição da altura obtida da medição do recipiente de amostra vazio 530, êmbolo 536, e peso 548, é subtraída da medição de altura obtida após saturação da amostra 568. O valor resultante é a espessura, ou altura H da amostra intumescida.

[000125] A medição de permeabilidade é iniciada por distribuição de um fluxo da solução de salina 0,9% no recipiente de amostra 530 com a amostra saturada 568, êmbolo 536, e peso 548, no interior. A taxa de fluxo de solução de teste no recipiente é ajustada para fazer com

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45/61 que a solução salina transborde no topo do cilindro 534 resultando, desse modo, em uma pressão de cabeça consistente igual a altura do recipiente de amostra 530. A solução de teste pode ser adicionada por qualquer meio adequado que é suficiente para assegurar uma quantidade pequena, mas consistente de sobre fluxo a partir do topo do cilindro, tal como uma bomba de medição 604. O líquido de sobre fluxo é desviado em um dispositivo de coleta separado 601. A quantidade de solução que passa através da amostra 568, versus o tempo, é medida gravimetricamente usando a escala 602 e béquer 603. Os pontos de dados a partir da escala 602 são coletados todo segundo por pelo menos sessenta segundos uma vez que o sobre fluxo tenha começado. A coleta de dados pode ser tomada manualmente ou com software de coleta de dados. A taxa de fluxo, Q, através da amostra intumescida 568, é determinada em unidades de gramas/sundo (g/s) por um ajuste de mínimo quadrado linear de fluido que passa através da mostra 568 (em gramas) versus o tempo (em segundos).

[000126] A permeabilidade em cm² é obtida pela seguinte equação: K=[Q*H*p]/[A*p*P] onde K = Permeabilidade (cm²), Q= taxa de fluxo (g/s), H = altura de amostra intumescida (cm), μ= viscosidade do líquido (poise) (aproximadamente um centipoise para a solução de teste usada com este Teste), A= área de seção transversal para fluxo de líquido (28,27 cm² para o recipiente de amostra usado com este Teste), p= densidade do líquido (g/cm³) (aproximadamente um g/cm³, para a solução de teste usada com este Teste) e P= pressão hidrostática (dynes/cm²) (normalmente aproximadamente 0,779 KPa (7,797 dynes/cm²). A pressão hidrostática é calculada de P = p *g*h, onde p= densidade do líquido (g/cm³), g = aceleração gravitacional, nominalmente 981 cm/s², e h = altura do fluido, por exemplo, 7,95 cm para O Teste de Permeabilidade de Leito de Gel aqui descrito.

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46/61 [000127] Um mínimo de duas amostras é testado e os resultados são classificados para determinar a Permeabilidade de Leito de Gel da amostra.

Teste de Absorvência Sob Carga (AUL(0.9psi)) [000128] O Teste de Absorvência Sob Carga (AUL) mede a capacidade do polímero superabsorvente particulado de absorver uma solução 0,9 porcento em peso de cloreto de sódio em água destilada à temperatura ambiente (solução de teste), enquanto que o material está sob uma carga de 0,9. O aparelho para teste de AUL consiste em:

• um conjunto de AUL incluindo um cilindro, um pistão de

4,4 g, e um peso padrão de 317 gm. Os componentes deste conjunto são descritos em detalhes adicionais abaixo.

• uma bandeja plástica quadrada arredondada plana que é suficientemente ampla para permitir que as fritas de vidro assentem no fundo sem contato com as paredes da bandeja. Uma bandeja plástica que é 9 por 9 (22,9cm x 22,9cm), com uma profundidade de 0,5 a 1 (1,3cm a 2,5cm), é comumente usada para este método de teste.

• uma frita de vidro sinterizado de 12,5 cm de diâmetro com uma porosidade ’C’ (25-50 mícrons). Esta frita é preparada em avanço através de equilíbrio na salina (cloreto de sódio 0,9% em água destilada, em peso). Em adição a ser lavada com pelo menos duas porções de salina fresca, a frita deve ser imersa na salina por pelo menos 12 horas antes das medições de AUL.

• círculos de papel de filtro de Grau 1 Whatman de 12,5 cm de diâmetro.

• um suprimento de salina (cloreto de sódio 0,9% em água destilada, em peso).

[000129] Referindo-se à figura 8, o cilindro 412 do conjunto de AUL 400 usado para conter o polímero superabsorvente particulado 410 é produzido de tubo plástico de diâmetro interno termoplástico de uma

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47/61 polegada (2,54cm) levemente usinado para ser seguro de concentricidade. Após usinagem, um tecido de fio de aço inoxidável de malha 400 414 é fixado ao fundo do cilindro 412 por aquecimento do tecido de arame de aço 414 em uma chama até calor vermelho, após o qual o cilindro 412 é mantido no tecido de arame de aço até que resfriado. Um ferro de soldagem pode ser utilizado para soldar a vedação se não bem sucedida, ou se ela se quebra. Cuidado deve ser tomado para manter um fundo liso plano e não distorcer o interior do cilindro 412.

[000130] O pistão de 4,4 g (416) é produzido de material sólido de uma polegada (por exemplo, PLEXIGLAS®), e é usinado para assentar proximamente sem ligação no cilindro 412.

[000131] Um peso padrão de 317 gm 418 é usado para proporcionar uma carga de restrição de 0,9 psi (62,053 dyne/cm²). O peso é um peso de aço inoxidável cilíndrico de 2,5 cm (1 polegada) de diâmetro, que é usinado para assentar proximamente sem ligação no cilindro.

[000132] A menos que de outro modo especificado, uma amostra 410 correspondente a uma camada de pelo menos 0,16 g (300 gsm.) de polímero superabsorvente particulado é utilizada para testar a AUL. A amostra 410 é tomada do polímero superabsorvente particulado que é pré-peneirada através da malha 30# padrão dos Estados Unidos e retida na malha #50 padrão dos Estados Unidos. As partículas de composição de polímero superabsorvente podem ser pré-peneiradas com, por exemplo, um Oscilador de Peneira Mecânico RO-TAP^® Modelo B, disponível de W. S. Tyler, Inc., Mentor Ohio. O peneiramento é conduzido por 10 minutos.

[000133] O interior do cilindro 412 é limpo com um tecido antiestético antes da colocação das partículas de polímero superabsorvente particulado 410 no cilindro 412.

[000134] A quantidade desejada da amostra de polímero superabsorvente particulado peneirado 410 (0,16 g) é pesada em um papel de

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48/61 peso, e constantemente distribuída no tecido de arame 414 no fundo do cilindro 412. O peso do polímero superabsorvente particulado no fundo do cilindro é registrado como ‘SA,’ para uso no cálculo da AUL descrito abaixo. Cuidado é tomado para ser seguro no polímero superabsorvente particulado aderido à parede do cilindro. Após colocar cuidadosamente o pistão de 4,4 g 412 e peso de 317 g 418 no polímero superabsorvente particulado 410 no cilindro 412, o conjunto de AUL 400 incluindo o cilindro, pistão, peso, e polímero superabsorvente particulado, é pesado, e o peso é registrado como peso ‘A’.

[000135] A frita de vidro sinterizada 424 (descrita acima) é colocada na bandeja plástica 420, com salina 422 adicionada a um nível igual àquele da superfície superior da frita de vidro 424. Um círculo simples de papel de filtro 426 é colocado suavemente na frita de vidro 424, e o conjunto de AUL 400 com o polímero superabsorvente particulado 410 é, em seguida, colocado no topo do papel de filtro 426. O conjunto de AUL 400 é, em seguida, permitido permanecer no topo do papel de filtro 426 por um período de teste de uma hora, com atenção prestada para manter o nível de salina na bandeja constante.

[000136] No final do período de teste de uma hora, o aparelho de AUL é, em seguida, pesado, com este valor registrado como peso ‘B’. [000137] A AUL (0,9 psi) é calculada conforme segue:

AUL (0,9 psi) = (B-A)/SA compreendendo

A = Peso de Unidade de AUL com SAP seco

B= Peso de Unidade de AUL com SAP após 60 minutos de absorção

SA = Peso de SAP real [000138] Um mínimo de dois testes é realizado e os resultados são classificados para determinar o valor de AUL sob carga de 0,9 psi. As amostras são testadas a 23°C e 50% de umidade relativa.

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Tempo de vórtice [000139] Descrição Geral: Os testes de vórtice medem a quantidade de tempo em segundos requerida para 2 gramas de um polímero superabsorvente particulado fechar um vórtice criado por agitação de 50 mililitros de solução de salina em 600 revoluções por minuto em uma placa agitadora magnética. O tempo que leva para o vórtice se fechar é uma indicação da taxa de absorção de intumescimento livre do polímero superabsorvente particulado.

EQUIPAMENTO E MATERIAIS

1. Béquer, 100 mililitros

2. Placa agitadora magnética programável, capaz de proporcionar 600 revoluções por minuto (tal como aquela comercialmente disponível de PMC Industries como Dataplate®. Modelo #721).

3. Barra de agitação magnética sem anéis, 7,9 milímetros 32 vezes milímetros, Teflon. TM. coberta (tal como aquela comercialmente disponível de Baxter Diagnostics, sob a designação comercial S/PRIM barras de agitação de etapa de pacote de marca simples com anel pivô removível).

4. Cronômetro

5. Equilíbrio preciso a +/-0,01 grama

6. Solução de salina, 0,87 p/p porcento, Blood Bank Saline disponível de Baxter Diagnostics (considerada aqui para ser o equivalente de 0,9 porcento em peso de salina)

7. Pesando o papel

8. Ambiente com condição de atmosfera padrão: Temperatura = 23°C +/-1°C e Umidade Relativa = 50%+/-2%.

PROCEDIMENTO DE TESTE

1. Medir 50g+/-0,01 grama de solução de salina no béquer de 100 mililitros.

2. Colocar a barra de agitação magnética no béquer.

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3. Programar a placa de agitação magnética a 600 revoluções por minuto.

4. Colocar o béquer no centro da placa de agitação magnética tal que a barra de agitação magnética seja ativada. O fundo do vórtice deve estar perto do topo da barra de agitar.

5. Pesar 2g+/-0,01 grama do polímero superabsorvente particulado a ser testado no papel de pesagem.

[000140] NOTA: O polímero superabsorvente particulado é testado conforme recebido (isto é, conforme ele estaria em um composto absorvente tal como aquele descrito aqui). Nenhum peneiramento a um tamanho de partícula específico é feito, embora o tamanho de partícula seja conhecido por ter um efeito neste teste.

6. Enquanto que a solução de salina está sendo agitada, o polímero superabsorvente particulado rapidamente pobre é testado na solução de salina e começa a cronômetro. O polímero superabsorvente particulado a ser testado deve ser adicionado à solução de salina entre o centro do vórtice e o lado do béquer.

7. Cessar o cronômetro quando a superfície da solução de salina tornar-se placa e registrar o tempo.

8. O tempo, registrado em segundos, é registrado como o Tempo de vórtice.

EXEMPLOS [000141] Os seguintes exemplos comparativos e exemplos de polímero superabsorvente e polímero superabsorvente particulado da presente invenção, e pré-produto destes, são proporcionados para ilustrar a presente invenção e não limitar o escopo das reivindicações. A menos que de outro modo citado em todas as partes, as percentagens são em peso.

Pré-produto de SAP [000142] Um polímero superabsorvente da presente invenção pode

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51/61 ser produzido do seguinte modo. Em um recipiente de polietileno equipado com um agitador e bobinas de resfriamento, foram adicionados 482 gramas de NaOH 50% e 821 gramas de água destilada e resfriados a 20°C. 207 gramas de ácido acrílico glacial foi, em seguida, adicionado à solução cáustica, e a solução novamente resfriada a 20°C. Quantidade específica de reticuladores internos de acordo com as Tabelas 2 a 3 para Exemplos Comparativos 1 a 7 e Exemplos 1 a 18, e 413 gramas de ácido acrílico glacial foram adicionados à primeira solução, seguido por resfriamento a 4-6°C. Nitrogênio foi borbulhado através da solução de monômero por 10 minutos. As bobinas de resfriamento foram removidas do recipiente. À solução de monômero foi adicionado 20 g de 1% em peso de solução aquosa de H₂O₂, 30 g de 2 porcento em peso de solução aquosa de persulfato de sódio, e 18 g de 0,5 porcento em peso de solução aquosa de eritorbato de sódio para iniciar a reação de polimerização. O agitador foi cessado e o monômero iniciado foi permitido polimerizar por 20 minutos.

[000143] Um polímero superabsorvente particulado pode ser preparado conforme segue. O hidrogel resultante foi cortado e extrudado com um extrusor comercial Hobart 4M6, seguido por secagem em um forno forçado a ar Procter & Schwartz Modelo 062 a 175°C por 12 minutos com fluxo ascendente e 6 minutos com fluxo descendente de ar em uma bandeja de metal perfurada de 20 polegadas X 40 polegadas a um nível de umidade de produto final de menos do que 5 porcento em peso. O polímero superabsorvente particulado seco foi moído a grosseiros em um moedor Prodeva Modelo 315-S, moído em um moinho de cilindro de três estágios 666-F e peneirado com um Minox MTS 600DS3V para remover partículas de polímero superabsorvente maiores do que 850 pm e menores do que 150 pm.

Exemplos comparativos 1 a 6 [000144] De acordo com a Tabela 2 para Exemplos Comparativos 1

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52/61 a 6, os reticuladores internos e compostos de silício foram adicionados na solução de monômero no polímero superabsorvente do PréProduto de SAP para preparar polímeros superabsorventes particulados dos Exemplos Comparativos 1-6.

[000145] Os Exemplos Comparativos 1 a 5 demonstram que silano ou compostos de silicato sem dupla ligação carbono-carbonos não são reticuladores internos efetivos para polímeros superabsorventes particulados à base de poliacrilato. Em adição, o Aumento da CRC não foi observado nestes exemplos comparativos de polímero superabsorvente particulado.

[000146] O Exemplo comparativo 6 demonstra que 3-trimetoxisili propil metacrilato é um reticulador efetivo para polímeros superabsorventes. Mas o Aumento de CRC não foi observado neste caso. A reticulação formada por 3-trimetoxisili propil metacrilato provavelmente é adequada com o tempo. A estrutura química de 3-trimetoxisili propil metacrilato é mostrada abaixo.

Tabela 2 - Exemplos Comparativos 1-6 de Polímero superabsorvente particulado

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Amostra	Segundo Reticulador interno	Reticulador de silano	CRC(t.a, 0,5 horas)	CRC(t.a, 16 horas)
CE 1	0,4% de A*	Nenhum	47,3	47,8
CE 2	0,4% de A	metilsilicato de sódio 1%	48,9	50,2
CE 3	0,4% de A	1% de metiltrimetoxi silano	49,7	50,8
CE 4	0,4% de A	1% de tetraetoxi ortosilicato	51,9	52,4
CE 5	0,4% de A	1 % de tetra- acetoxisilicato	51,8	52,4
CE 6	0,4% de A	0,5% de 3-trimetoxisili propil metacrilato	25,2	26,0
*Reticulad	or A: polietileno glicol monoaliléter acrilato,

Exemplo Comparativo 7 e Exemplos 1 a 13 [000147] De acordo com a Tabela 3 para o Exemplo Comparativo 7 e Exemplos 1 a 13, reticulador(es) convencional (is) e/ou reticulador(es) de silício foram adicionados na solução de monômero do polímero superabsorvente do Pré-Produto de SAP para preparar polímeros superabsorventes particulados.

[000148] Os resultados na Tabela 3 indicam que a CRC do polímero superabsorvente particulado dos Exemplos 1 a 13 aumenta com o tempo ou na temperatura ambiente ou na temperatura do corpo. Em adição, a CRC aumenta com o aumento da temperatura de teste. Além disso, a CRC aumenta mais rápido na temperatura do corpo do que na temperatura ambiente.

[000149] Em comparação, o exemplo comparativo 7 da amostra (CE 7) do polímero superabsorvente particulado, que compreende somente reticulador interno convencional, mostra CRC essencialmente constante do polímero superabsorvente particulado com o tempo, ou em temperaturas diferentes.

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Tabela 3 - Exemplo Comparativo 7 e Exemplos 1-13 de Polímero superabsorvente particulado

Ex	Segundo Reticulador interno	Silano ou reticulador de siloxano	CRC(t.a, 0,5 hora)	CRC(t.a, 5 horas)	CRC (bt, 0,5 hora)	CRC (bt, 5 horas)
CE 7	0,5% de A, e 0,25% de C**	nenhum	43	43,9	43,4	42,7
Ex 1	Nenhum	1% de Dynasylan® 6490	27,1	41,3	39,1	78,3
Ex 2	0,4% de A	viniltriisopropenoxi silano 1%	30,5	37,9	36,2	47,7
Ex 3	0,4% de A	viniltriacetoxi silano 1%	27,4	34,7	33,9	45,2
Ex 4	0,4% de A	viniltrimetoxi silano 1%	20,6	27,2	26,2	40,9
Ex 5	0,4% de A	viniltrietoxi silano 1%	20,5	28,8	27,8	43,5
Ex 6	0,4% de A	dietoximetilvinil silano	40,4	50,1	49,3	52,3
Ex 7	0,4% de A	1% de Dynasylan® 6498	39,6	45,2	44,6	49,4
Ex 8	0,4% de A	0,5% de Dynasylan® 6490	26,1	33,7	32,6	44,4
Ex 9	0,4% de A	0,375% de Dynasylan® 6490	30,2	35,5	33,5	43,1
Ex 10	0,2% de A, e 0,1% de B**	0,5% de Dynasylan® 6490	26,1	33,6	32,4	41,3
Ex 11	0,2% de A, e 0,1% de C	0,25% de Dynasylan® 6490	41,4	48,2	46,2	56,3
Ex 12	0,2% de A, e 0,1% de C	0,375% de Dynasylan® 6490	35,2	42,2	40,2	52,2
Ex 13	0,2% de A, e 0,1% de C	0,5% de Dynasylan® 6490	31,1	38,9	35,3	48,6

54/61 *Reticulador A: polietileno glicol monoaliléter acrilato, ®

**Reticulador B: propano triacrilato trimetilol etoxilatado (produto SARTOMER 454) ***Reticulador C: polietileno glicol 300 diacrilato

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Exemplo comparativo 8 [000150] Exemplo comparativo 8 de um polímero superabsorvente particulado pode ser preparado conforme segue. 100g do produto obtido do Exemplo Comparativo 7 foi misturado uniformemente com 0,5% de Sipernat® 22s (comercialmente disponível de Evonik-Degussa Corporation), seguido por aplicação de pulverização uniforme de uma solução contendo 1 porcento em peso de carbonato de etileno e 4 porcento em peso de água usando uma pulverização finamente atomizada, enquanto que o polímero superabsorvente particulado é fluidizado em ar. O polímero superabsorvente particulado revestido foi, em seguida, aquecido a 185°C por 55 minutos em um forno de convecção. O produto foi resfriado e peneirado para remover partículas maiores do que 850 pm e menores do que 150 pm.

[000151] Os Exemplos 14-19 de um polímero superabsorvente particulado, de acordo com a presente invenção, podem ser preparados conforme segue.

Exemplo 14 [000152] 100g do polímero superabsorvente particulado obtido do

Exemplo 12 foi misturado uniformemente com 0,5% de Sipernat® 22s, seguido pela aplicação de pulverização uniforme de uma solução contendo 1 porcento em peso de carbonato de etileno e 4 porcento em peso de água usando uma pulverização finamente atomizada, enquanto que as partículas de SAP são fluidizadas em ar. O polímero superabsorvente particulado revestido foi, em seguida, aquecido a 185°C por 55 minutos em um forno de convecção. O polímero superabsorvente particulado foi resfriado e peneirado para remover partículas maiores do que 850 pm e menores do que 150 pm.

Exemplo 15 [000153] Similar ao Exemplo 14, exceto o polímero superabsorvente particulado do Exemplo 13 foi usado como o polímero base e o polí

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56/61 mero superabsorvente particulado revestido foi aquecido por 40 minutos a 185°C.

Exemplo 16 [000154] 100 g do polímero superabsorvente particulado obtido do

Exemplo 12 foi misturado uniformemente com 0,5 porcento em peso de Sipernat^® 22s, seguido pela aplicação de pulverização uniforme de uma solução contendo 1 porcento em peso de carbonato de etileno, 200 ppm de polipropileno maleatado, e 4 porcento em peso de água usando uma pulverização finamente atomizada, enquanto que o polímero superabsorvente particulado é fluidizado em ar. O polímero superabsorvente particulado revestido foi, em seguida, aquecido a 185°C por 55 minutos em um forno de convecção. O polímero superabsorvente particulado foi resfriado e peneirado para remover partículas maiores do que 850 pm e menores do que 150 pm.

Exemplo 17 [000155] 100 g do polímero superabsorvente particulado obtido do

Exemplo 12 foi misturado uniformemente com 0,5% de Sipernat® 22, seguido pela aplicação de pulverização uniforme de uma solução contendo 1 porcento em peso de carbonato de etileno, 200 ppm de polipropileno maleatado, 0,25 porcento em peso de fosfato de alumínio, e 4 porcento em peso de água usando uma pulverização finamente atomizada, enquanto que as partículas de SAP são fluidizadas em ar. O polímero superabsorvente particulado revestido foi, em seguida, aquecido a 185°C por 55 minutos em um forno de convecção. O polímero superabsorvente particulado foi resfriado e peneirado para remover partículas maiores do que 850 pm e menores do que 150pm.

Exemplo 18 [000156] 100 g do polímero superabsorvente particulado obtido do

Exemplo 17 foi revestido com uma solução contendo 0,2 porcento em peso de polivinilamina (Lupamin® 9025), 0,1% de PEG-8000, e 3

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57/61 porcento em peso de água usando uma pulverização finamente atomizada, enquanto que o polímero superabsorvente particulado é fluidizado em ar. O polímero superabsorvente particulado revestido foi relaxado à temperatura ambiente durante a noite e peneirado para remover partículas maiores do que 850 pm e menores do que 150 pm.

Exemplo 19 [000157] 100 g do polímero superabsorvente particulado obtido do

Exemplo 12 foi revestido com uma solução contendo 1 porcento em peso de carbonato de etileno, 1% de sulfato de alumínio, 200 ppm de polipropileno maleatado, e 4 porcento em peso de água usando uma pulverização finamente atomizada, enquanto que as partículas de SAP são fluidizadas em ar. O polímero superabsorvente particulado revestido foi, em seguida, aquecido a 185°C por 55 minutos em um forno de convecção. O polímero superabsorvente particulado foi resfriado e peneirado para remover partículas maiores do que 850 pm e menores do que 150 pm.

[000158] A Tabela 4 resume os resultados para polímero superabsorvente particulado. Conforme nós podemos ver da Tabela 4, a CRC (t.a, 0,5 hora), CRC (t.a, 5 horas), CRC (bt, 0,5 hora), e CRC (bt, 5 horas) do polímero superabsorvente particulado dos Exemplos 14 a 19 aumentam com o tempo ou na temperatura ambiente, ou na temperatura do corpo. Em adição, a CRC aumenta com o aumento da temperatura de teste. Além disso, a CRC aumenta mais rápido na temperatura do corpo do que na temperatura ambiente.

[000159] Em comparação, o polímero superabsorvente particulado do Exemplo Comparativo 8 que compreende somente reticulador interno convencional mostra CRC essencialmente constante com o tempo, ou em temperaturas diferentes.

Tabela 4

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Ex	CRC (t.a, 0,5 hora)	CRC (t.a, 5 horas)	CRC (bt,0,5 hora)	CRC (bt,5 horas)	AUL (0,9 psi)	GBP
CE 8	35,5	36,9	36,5	35,9	12,9	23
Ex14	29,0	34,3	33,5	41,2	17,3	54
Ex 15	27,9	34,5	33	41,9	15,8	49
Ex 16	26,8	30,5	30,5	d34,9	19,2	90
Ex 17	26,3	30,2	29,9	34,8	18,9	100
Ex 18	25,6	29,7	29,2	34,1	18,4	118
Ex 19	27,1	31,2	31,2	36,5	19,9	69

[000160] A Tabela 5 mostra os valores da CRCI, CRCIR, e tempo de vórtice para CE7-8 e exemplos 1-19 do polímero superabsorvente particulado.

Tabela 5

Ex	CRCI(t.a) (g/g)	CRCI(bt) (g/g)	CRCIR(t.a) (g/g/hora)	CRCIR(bt) (g/g/hora)	Tempo de vórtice (seg)
CE 7	0,9	-0,3	0,20	-0,16	87
CE 8	1,4	0,4	0,31	-0,13	85
Ex 1	14,2	51,2	3,15	8,70	105
Ex 2	7,4	17,2	1,65	2,56	115
Ex 3	7,3	17,8	1,62	2,53	n/a
Ex 4	6,6	20,3	1,47	3,27	n/a
Ex 5	8,3	23,0	1,84	3,49	n/a
Ex 6	9,7	11,9	2,16	0,66	97
Ex 7	5,6	9,8	1,25	1,06	85
Ex 8	7,6	18,3	1,68	2,61	120
Ex 9	5,3	12,9	1,17	2,14	85
Ex 10	7,5	15,2	1,66	1,99	112
Ex 11	6,8	14,9	1,51	2,24	84
Ex 12	7,0	17,0	1,56	2,67	91
Ex 13	7,8	17,5	1,73	2,96	113
Ex 14	5,3	12,2	1,18	1,71	96
Ex 15	6,6	14,0	1,47	1,98	107
Ex 16	3,8	8,1	0,84	0,99	95
Ex 17	3,9	8,5	0,87	1,09	103
Ex 18	4,1	8,4	0,90	1,07	87
Ex 19	4,1	9,4	0,92	1,18	85
[000161] Conforme mostrado na Tabela 5, a CRCIR (	t.a) e CRCIR

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59/61 (bt) do polímero superabsorvente particulado dos Exemplos 1 a 19 são mais altos do que 0,4 g/g/hora, enquanto que as taxas de aumento do polímero superabsorvente particulado comparativo dos Exemplos comparativos 7 e 8 são mais baixas do que 0,4 g/g/hora. Conforme mostrado na Tabela 5, o polímero superabsorvente particulado da presente invenção apresenta tempo de Vórtice comparável ao polímero superabsorvente particulado convencional.

Exemplo 20 [000162] Para ilustrar adicionalmente que o presente aumento de capacidade de polímero superabsorvente particulado teve uma capacidade aperfeiçoada de absorver, reter e distribuir líquidos em artigos absorventes, núcleos de fralda de laboratório contendo o presente aumento de capacidade de polímero superabsorvente particulado foram preparados e comparados aos núcleos de fralda de laboratório contendo um SAP convencional. Em particular, os seguintes núcleos de fralda foram preparados:

núcleo A—60% de polímero superabsorvente particulado comparativo convencional (como em CE 8), e 40% de polpa de felpa, em peso;

núcleo B—60% de polímero superabsorvente particulado de aumento de capacidade da presente invenção (como no Ex 14), e 40% de polpa de felpa, em peso.

[000163] Folhas manuais (núcleos de fralda de laboratório) foram preparadas usando equipamento de folha manual de formação de ar padrão. Os compostos de folha manual resultantes tinham dimensões de 25,4 cm de largura por 43,2 cm de comprimento.

[000164] As folhas manuais foram produzidas com o seguinte procedimento. Uma folha do tecido de formação foi colocada no fundo da primeira. Em seguida, o polímero superabsorvente particulado e a felpa foram cada divididos em porções iguais (isto é, 6 porções de felpa e

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60/61 porções de materiais particulados). Cada porção de felpa e porção de polímero superabsorvente particulado foram alternativamente introduzidas no topo da primeira, permitindo que o ar comprimido misture a felpa e materiais particulados, enquanto que o vácuo retira o material através da câmara de formação e no tecido de formação. Este processo foi continuado até que a última porção de felpa foi consumida, formando uma distribuição substancialmente uniforme de felpa e materiais particulados. Estes compostos absorventes produzidos tinham um peso base de 500 gsm. Em seguida à formação da trama, outra camada do tecido de formação acima foi colocada no topo do composto formado. O composto de folha manual resultante foi comprimido para alcançar a densidade desejada de aproximadamente 0,26 g/cc antes do teste, usando, por exemplo, um CARVER PRESS modelo #4531 (disponível de Carver, Inc., tendo um local de negócios em Wabash, Indiana U.S.A.). Em seguida à preparação e densificação de folha manual, as amostras foram cortadas em círculos de 7,6 cm x 7,6 cm para teste do núcleo.

[000165] A Entrada de Fluido, conforme usada na Tabela 6, foi testada de acordo com o Teste de Avaliação de Entrada de Fluido descrito na Patente dos Estados Unidos No. 7.073.373 e Capacidade de Retenção de Núcleo, conforme usada na Tabela 6, foi testada de acordo com o Teste de Capacidade de Retenção de Saturação de Líquido descrito na Patente dos Estados Unidos No. 7.073.373, exceto que os núcleos de fralda foram imersos no líquido de teste a 37°C por 5 horas. A Tabela 6 contém os resultados do teste. O Teste de Avaliação de Entrada de Fluido incluindo figuras. 4 e 5, e o Teste de Capacidade de Retenção de Saturação de Líquido incluindo figura 3, conforme colocado na Patente dos Estados Unidos No. 7.073.373, são incorporados por referência no presente pedido.

Tabela 6

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Código	SAP	Quantidade de Insulto (g)	1^a Entrada de Fluido e Tempo (seg)	2a Entrada de Fluido e Tempo (seg)
Código A	CE 8	16,0	20,8	12,3
Código B	Ex 14	16,0	19,3	9,8

Tabela 6 -continuação-

Código	3a Entrada de Fluido e Tempo (seg)	4a Entrada de Fluido e Tempo (seg)	Capacidade de Retenção de Núcleo (g/g)
Código A	24,2	44,1	23,8
Código B	17,2	32,4	25,6

[000166] Os dados apresentados na Tabela 6 demonstram que um núcleo de fralda da presente invenção mostra um tempo de entrada de fluido aperfeiçoado e uma capacidade de retenção de núcleo aumentada. O resultado prático destas propriedades aperfeiçoadas é um núcleo tendo uma capacidade aperfeiçoada de impedir vazamento de jato, e manter secura.

[000167] Não obstante que as faixas numéricas e parâmetros que colocam o escopo amplo da invenção são aproximações, os valores numéricos colocados nos exemplos específicos são reportados o mais precisamente possível. Outros do que nos exemplos de operação, ou onde, de outro modo, indicado, todos os números que expressam quantidades de ingredientes, condições de reação, e assim colocados, usados no relatório descritivo e reivindicações, são para serem compreendidos como sendo modificados em todos os exemplos pelo termo

Qualquer valor numérico, contudo, inerentemente contém certos erros necessariamente resultantes do desvio padrão encontrado em suas respectivas medições de teste.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Polímero superabsorvente particulado, caracterizado pelo fato de que compreende um monômero polimerizado selecionado de um ácido carboxílico etilenicamente insaturado, anidrido de ácido carboxílico etilenicamente insaturado, sais ou derivados destes, e um agente reticulador interno compreendendo um agente de reticulação interno, no qual o polímero superabsorvente particulado apresenta um Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga de 2g/g ou mais, conforme aqui colocado no Teste de Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga;

sendo que o agente reticulador interno compreende um composto de silano compreendendo pelo menos uma dupla ligação carbono-carbono e pelo menos uma ligação Si-O;

sendo que o referido composto de silano é selecionado de viniltriisopropenoxi silano, viniltriacetoxisilano, viniltrimetoxisilano, viniltrietoxisilano, dietoximetillvinil silano, e polisiloxano compreendendo pelo menos dois grupo vinilas;

sendo que a composição de reticulação interna é de 0,001% a 5% em peso, com base no monômero; e sendo que pelo menos 60% em peso das partículas apresentando um tamanho de partícula de 300 pm a 600 pm, conforme medido por classificação através de peneira de malha 30 padrão dos Estados Unidos, e retidas em uma peneira de malha 50 padrão dos Estados Unidos.
2. Polímero superabsorvente particulado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um segundo reticulador interno.
3. Polímero superabsorvente particulado, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que apresenta um Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga de 2g/g a 50g/g.

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4. Polímero superabsorvente particulado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o monômero polimerizado apresenta uma neutralização de pelo menos 50 mol%.
5. Polímero superabsorvente particulado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que apresenta uma Taxa de Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga de 0,4g/g/hora a 10g/g/hora, conforme aqui colocado, no Teste de Taxa de Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga.
6. Polímero superabsorvente particulado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que apresenta uma Capacidade de Retenção Centrífuga medida na temperatura do corpo (CRC(bt)), e uma Capacidade de Retenção Centrífuga medida à temperatura ambiente (CRC(t.a)) compreendendo CRC(bt), e CRC (t.a) apresenta o mesmo tempo de teste e CRC(bt) é 2g/g a 20g/g mais alta do que CRC(t.a).
7. Método para produção de um polímero superabsorvente particulado, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

(a) preparar um polímero superabsorvente pelo processo de polimerização de pelo menos um monômero selecionado de um ácido carboxílico etilenicamente insaturado, anidrido de ácido carboxílico etilenicamente insaturado, sais ou derivados destes, com base no polímero superabsorvente, e de 0,001% em peso a 5% em peso de um agente de reticulação interno compreendendo um composto de silano compreendendo pelo menos um grupo vinila, ou grupo alila diretamente fixado a um átomo de silício e pelo menos uma ligação Si-O, sendo que o referido composto de silano é selecionado de vinilltriisopropenoxi silano, vinilltriacetoxissilano, vinilltrimetoxissilano, vinilltrietoxissilano, dietoximetilvinil silano e polissiloxano com pelo menos dois grupos de vinila;

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3/4 (b) polimerização dos componentes de (a) em um hidrogel;

(c) preparação do polímero superabsorvente particulado a partir do polímero superabsorvente;

(d) tratamento das partículas de polímero superabsorvente com aditivos de superfície incluindo um agente de reticulação de superfície baseado no polímero superabsorvente particulado, no qual referido polímero superabsorvente apresenta um Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga de 2g/g a 50g/g conforme aqui colocado no Teste de Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga; e sendo que pelo menos 60% em peso das partículas apresentando um tamanho de partícula de 300 pm a 600 pm, conforme medido por classificação através de peneira de malha 30 padrão dos Estados Unidos, e retidas em uma peneira de malha 50 padrão dos Estados Unidos.
8. Artigo absorvente, caracterizado pelo fato de que compreende:

(a) uma folha superior permeável a líquido;

(b) uma folha posterior permeável a líquido;

(c) um núcleo posicionado entre (a) e (b);

sendo que o referido núcleo compreende 10% a 100% em peso do polímero superabsorvente particulado de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, e 0% a 90% em peso de material de fibra hidrofílico;

(d) opcionalmente, uma camada de tecido diretamente posicionada acima e abaixo de referido núcleo (c); e (e) opcionalmente, uma camada de aquisição posicionada entre (a) e (c), sendo que o polímero superabsorvente particulado compreende um monômero selecionado de um ácido carboxílico etilenicamente insaturado, anidrido de ácido carboxílico etilenicamente insatu

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4/4 rado, sais ou derivados destes, e um agente reticulador interno no qual o polímero superabsorvente apresenta um Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga de 2g/g ou mais, conforme aqui colocado, no Teste de Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga; e sendo que pelo menos 60% em peso das partículas apresentando um tamanho de partícula de 300 pm a 600 pm, conforme medido por classificação através de peneira de malha 30 padrão dos Estados Unidos, e retidas em uma peneira de malha 50 padrão dos Estados Unidos.
9. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o polímero superabsorvente particulado apresenta um Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga de 2g/g a 50g/g, conforme aqui colocado, no Teste de Aumento da Capacidade de Retenção Centrífuga.