BR112018004894B1

BR112018004894B1 - substrato e método para sua fabricação

Info

Publication number: BR112018004894B1
Application number: BR112018004894-1A
Authority: BR
Inventors: Xuedong Song
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2021-03-16
Also published as: WO2017058152A1; CN108025102B; RU2710371C2; RU2018110567A3; US20180064842A1; US20200030479A1; US10632223B2; AU2015410466A1; CN108025102A; KR102429963B1; KR20180063085A; BR112018004894A2; EP3341035B1; EP3341035A4; AU2015410466B2; EP3341035A1; MX2018002941A; RU2018110567A

Abstract

Um substrato inclui um sistema de polímero de rede dupla incluindo um polímero reticulado, ligado covalentemente e um polímero reversível, parcialmente ligado ionicamente, em que o substrato tem um nível de umidade menor do que ou igual a 15 por cento do peso total do substrato, e em que o substrato compreende uma força retrátil latente. Um método para fabricação de um substrato inclui produzir um hidrogel de rede dupla incluindo um polímero reticulado, ligado covalentemente e um polímero reversível, ligados ionicamente; alongar a força o hidrogel de rede dupla em, pelo menos, uma direção; desidratar o hidrogel de rede dupla, enquanto ainda estiver alongado, para formar um sistema de polímero de rede dupla substancialmente desidratado; e liberar a força para produzir o substrato.

Description

FUNDAMENTOS

[01] A presente divulgação se refere, genericamente, a laminados absorventes e elásticos. Em particular, a presente divulgação se refere a materiais que se retraem em uma dimensão e se expandem em outra dimensão quando absorvem um líquido como água ou um fluido corporal.

[02] Materiais responsivos, que podem abordar potencialmente muitas necessidades não atendidas do consumidor associadas a produtos existentes, são necessários. Novas aplicações destes materiais responsivos também podem estimular a exploração e o desenvolvimento de produtos emergentes além das categorias atuais.

[03] Os materiais relacionados podem incluir fibras retráteis a água; entretanto, eles não são hidrogéis, eles não se retraem na mesma magnitude, e eles não possuem propriedades elásticas. Tentativas anteriores de produção de materiais responsivos incluem materiais tais como aqueles descritos na Patente dos EUA Número 4.942.089 para Genba et al., se referindo às fibras retráteis, fio retrátil absorvente de água, e outros materiais similares. As fibras retráteis, que são dificilmente solúveis em água e que tem a capacidade de encolher em água a 20° C em não menos do que 30% sem ultrapassar 10 segundos, são obtidas através de, por exemplo, fiação, extração e tratamento térmico de um o álcool polivinílico modificado por carboxi, sob condições específicas. Os fios produzidos a partir de uma fibra deste tipo na conjunção com tecidos não tecidos produzidos pela incorporação de fios contendo tais fibras retráteis em tecidos não tecidos que são retráteis mediante a absorção de água foram propostos para as porções de borda com ajuste hermético na coxa em fraldas descartáveis.

[04] Embora seja capaz de absorver fluidos, os hidrogéis convencionais geralmente são macios e frágeis em um estado hidratado e são quebradiços e duros em um estado seco ou desidratado. Os hidrogéis convencionais apresentam propriedades mecânicas ruins com pouca elasticidade e má resistência ao entalhe.

[05] Além disso, A Publicação do Pedido de Patente dos EUA Número 2015/038613 para Sun et al., descreve uma composição de hidrogel, mas não divulga a secagem/desidratação de tal composição sob estresse. A Publicação de Pedido de Patente PCT Número WO06132661 para Muratoglu et al., descreve um hidrogel que é tornado “mais resistente” através da desidratação do hidrogel após a “deformação” do hidrogel usando força compressiva.

[06] Como resultado, há uma necessidade para permitir a produção de um tecido não tecido com os atributos descrito neste documento.

SUMÁRIO

[07] As necessidades não atendidas para os produtos existentes incluem conformidade, conforto e a eliminação de vazamentos. Um novo tipo de materiais responsivos é divulgado neste documento, em diferentes formas que podem simultaneamente retrair em uma dimensão e expandir em uma outra ou mais dimensões, mediante contato com meios aquosos e fluidos corporais para formar materiais de hidrogel. Os materiais também têm capacidade de absorção significativa para água e outros líquidos aquosos. Os materiais são flexíveis.

[08] Recentemente, uma nova classe de hidrogéis, hidrogéis de rede dupla, foi desenvolvida com propriedades mecânicas muito interessantes, tais como alta elasticidade, tenacidade, e resistência ao entalhe em estado hidratado. Aqueles materiais podem ser usados para abordar as necessidades não atendidas em muitos campos diferentes.

[09] Esta divulgação descreve um substrato que inclui um sistema de polímero de rede dupla incluindo um polímero reticulado, ligado covalentemente e um polímero reversível, parcialmente ligado ionicamente, em que o substrato tem um nível de umidade menor do que ou igual a 15 por cento do peso total do substrato, e em que o substrato compreende uma força retrátil latente.

[10] Em um aspecto alternativo, um método para fabricação de um substrato inclui produzir um hidrogel de rede dupla incluindo um polímero reticulado, ligado covalentemente e um polímero reversível, ligados ionicamente; alongar a força o hidrogel de rede dupla em, pelo menos, uma direção; desidratar o hidrogel de rede dupla, enquanto ainda estiver alongado, para formar um sistema de polímero de rede dupla substancialmente desidratado; e liberar a força para produzir o substrato.

[11] Os objetos e vantagens da divulgação estão definidos abaixo na seguinte descrição ou podem ser aprendidos através da prática da divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[12] Como usado neste documento, o termo "tecido ou trama não tecida" refere-se a uma trama com uma estrutura de fibras ou filamentos individuais que são interpostos, mas não de forma identificável como em um tecido de malha. Tecidos não tecidos ou tramas têm sido formados a partir de muitos processos como por exemplo, processos de fusão e pulverização, processos de união contínua após extrusão, processos de trama cardada ligada, etc.

[13] Como usado neste documento, o termo "trama meltblown" geralmente se refere a uma trama não tecida que é formada por um processo no qual um material termoplástico fundido é extrudado através de uma pluralidade de capilaridades de matriz finos, geralmente circulares, como fibras fundidas em fluxos convergentes de gás (por exemplo, ar) em alta velocidade que atenuam as fibras do material termoplástico fundido para reduzir seu diâmetro, que pode ser do diâmetro de microfibra. Por conseguinte, as fibras meltblown são carregadas pelo fluxo de gás em alta velocidade e são depositadas em uma superfície de coleta de modo a formar uma manta de fibras meltblown dispersas aleatoriamente. Tal processo é divulgado, por exemplo, na Patente dos EUA n° 3.849.241 para Butin et al., que é incorporada neste documento em sua totalidade por referência à mesma. De modo geral, as fibras meltblown podem ser microfibras que são substancialmente contínuas ou descontínuas, geralmente menores que 10 micra em diâmetro, e geralmente aderentes quando depositadas sobre uma superfície de coleta.

[14] Como aqui usado, o termo "trama de união contínua após extrusão" geralmente se refere a uma manta contendo fibras contínuas de diâmetro substancialmente pequeno. As fibras são formadas mediante extrusão de um material termoplástico fundido a partir de uma pluralidade de capilaridades finas, usualmente circulares, de uma fieira com o diâmetro das fibras extrudadas sendo, em seguida, rapidamente reduzido através de, por exemplo, extrusão por tração e/ou outros mecanismos bem conhecidos de realização de spunbond. A produção de tramas spunbond é descrita e ilustrada, por exemplo, nas Patentes dos EUA Números 3.692.618 para Dorschner, et al., 3.802.817 para Matsuki, et.al., 3.338.992 para Kinney, 3.341.394 para Kinney, 3.502.763 para Hartman, 3.502.538 para Levy, 3.542.615 para Dobo, et al., 4.340.563 para Appel, et al., e 5.382.400 para Pike, et al., que são incorporadas em sua totalidade neste documento, por referência às mesmas. As fibras submetidas a spunbond geralmente não são aderentes quando são depositadas em uma superfície coletora. Fibras spunbond podem, às vezes, ter diâmetros inferiores a cerca de 40 micra e frequentemente entre cerca de 5 a cerca de 20 micra.

[15] Como usado aqui, o termo "fibras descontínuas" significa fibras que têm um comprimento de fibra, geralmente, entre cerca de 0,5 a cerca de 150 milímetros. Fibras descontínuas podem ser fibras celulósicas ou não celulósicas. Alguns exemplos de fibras não celulósicas adequadas que podem ser usadas incluem, mas não estão limitadas a fibras de poliolefina hidrofilicamente tratadas, fibras de poliéster, fibras de nylon, fibras de acetato de polivinil e suas misturas. Os tratamentos hidrofílicos podem incluir tratamentos de superfície duráveis e tratamentos em resinas/misturas poliméricas. Fibras descontínuas celulósicas incluem, por exemplo, polpa, pasta termomecânica, fibras celulósicas sintéticas, fibras celulósicas modificadas e similares. As fibras celulósicas podem ser obtidas de fontes secundárias ou recicladas. Alguns exemplos de fontes de fibras celulósicas adequadas incluem fibras de madeira virgem, tais como polpas de madeira mole e de madeira dura, termomecânicas, branqueadas e não branqueadas. Fibras celulósicas secundárias ou recicladas podem ser obtidas a partir de resíduos de escritório, papel de jornal, papel pardo e papelão reciclável. Além disso, as fibras vegetais, tais como abacá, linho, serralha, algodão, algodão modificado, lanugem de algodão, também podem ser usados como fibras celulósicas. Além disso, as fibras celulósicas sintéticas, tais como, por exemplo, rayon, rayon de viscose e lyocell podem ser usadas. As fibras celulósicas modificadas são geralmente compostas por derivados de celulose formados por substituição dos radicais apropriados (por exemplo, carboxila, alquil, acetato, nitrato, etc.) por grupos hidroxila ao longo da cadeia de carbono. As fibras descontínuas desejáveis para as finalidades deste pedido são hidrofílicas, tais como as fibras celulósicas tradicionais (cujo exemplo desejável são as fibras de celulose, como podem ser encontradas em tecidos em rolos e papéis-tolha).

[16] Como utilizado neste documento, o termo "fibras substancialmente contínuas"significa fibras que têm um comprimento que é maior do que o comprimento das fibras descontínuas. O termo pretende incluir fibras que são contínuas, tais como fibras spunbond, e fibras que não são contínuas, mas que têm um comprimento definido superior a cerca de 150 milímetros.

[17] Conforme utilizado neste documento, as "tramas cardadas ligadas" ou "BCW" se referem às tramas não tecidas formadas através de processos de cardagem, como são conhecidos por aqueles versados na técnica e descritos posteriormente, por exemplo, na Patente dos EUA Número 4.488.928 para Ali Khan et al., a qual é incorporada neste documento em sua totalidade, por referência à mesma. Brevemente, os processos de cardagem envolvem começar com uma mistura de, por exemplo, fibras descontínuas com fibras de ligação ou outros componentes de ligação em uma bola volumosa que é penteada ou de outro modo tratada para fornecer uma gramatura geralmente uniforme. Essa trama é aquecida ou tratada de outro modo para ativar o componente adesivo, resultando em um material não tecido espesso e integrado.

[18] A gramatura das tramas não tecidas geralmente é expressa em onças de material por jarda quadrada (osy) ou gramas por metro quadrado (g/m2) e os diâmetros de fibra são normalmente expressos em micra ou no caso de fibras descontínuas, denier. Observe que para converter osy para g/m2, multiplique osy por 33,91.

[19] Conforme usado aqui, os termos "direção da máquina" ou "MD" geralmente se referem à direção na qual um material é produzido. Esta também é, muitas vezes, a direção de deslocamento da superfície de formação na qual as fibras são depositadas durante a formação de uma trama não tecida. O termo "direção transversal de máquina" ou "CD" se refere ao sentido perpendicular ao sentido da máquina. As dimensões medidas na direção transversal de máquina (CD) são referidas como dimensões de "largura", enquanto as dimensões medidas na direção de máquina (MD) são referidas como dimensões de "comprimento". As dimensões de largura e comprimento de uma folha planar constitui as direções X e Y da folha. A dimensão na direção de profundidade de uma folha planar também é referida como a direção Z.

[20] Como usado aqui, os termos "elastomérico"e "elástico" são usados de forma intercambiável e devem significar uma camada, material, laminado ou composto que é geralmente capaz de recuperar sua forma após a deformação quando a força de deformação for removida. Especificamente, quando usado neste documento, "elástico"ou "elastomérico"se refere à propriedade de qualquer material que, mediante aplicação de uma força de inclinação, permite que o material seja esticável em um comprimento inclinado esticado que seja de pelo menos cerca de cinquenta (50) por cento maior que seu comprimento relaxado não inclinado, e isso fará com que o material recupere pelo menos quarenta (40) por centro de seu alongamento mediante a liberação da força de alongamento. Um exemplo hipotético que satisfaria essa definição de um material elastomérico seria uma amostra de uma (1) polegada de um material que seja alongável a pelo menos 1,50 polegadas e que, após ser alongada a 1,50 polegadas e liberada, se recuperaria até um comprimento inferior a 1,30 polegadas. Muitos materiais elásticos podem ser esticados por muito mais do que cinquenta (50) por cento de seu comprimento relaxado, e muitos destes irão recuperar substancialmente seu comprimento relaxado original após a liberação da força de alongamento.

[21] Como usado aqui, o termo "g/cm3" geralmente refere-se a gramas por centímetro cúbico.

[22] Como usado neste documento, o termo "hidrofílico" refere-se geralmente a fibras ou películas ou às superfícies de fibras ou de películas que são molháveis por líquidos aquosos em contato com as fibras. O termo "hidrofóbico" inclui aqueles materiais que não são hidrofílicos, conforme definido. A frase "naturalmente hidrofóbico" se refere às substâncias que são hidrofóbicas em seu estado de composição química sem aditivos ou tratamentos que afetam a hidrofobicidade.

[23] O grau de umectação dos materiais pode, por sua vez, ser descrito em termos de ângulos de contato e de tensões superficiais dos líquidos e materiais implicados. Os equipamentos e técnicas adequados para a medição da molhabilidade de materiais de fibras particulares ou misturas de materiais de fibras podem ser fornecidos pelo Cahn SFA-222 Surface Force Analyzer System (sistema de analisador de resistência de superfície) ou um sistema equivalente. Quando medidas com este sistema, as fibras que possuem ângulos de contato menores do que 90 são designadas como “molháveis” ou hidrofílicas, e fibras com ângulos de contato maiores do que 90 são designadas “não molháveis” ou hidrofóbicas.

[24] Será feita referência agora em detalhes a diversos aspectos da divulgação, um ou mais exemplos dos quais estão definidos abaixo. Cada exemplo é fornecido a título de explicação, e não de limitação da divulgação. De fato, será evidente para aqueles versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente divulgação, sem se afastar do escopo ou o espírito da divulgação. Por exemplo, as características ilustradas ou descritas como parte de um aspecto, podem ser usadas em outro aspecto para produzir outro aspecto adicional. Assim, pretende-se que a presente divulgação abranja essas modificações e variações.

[25] Esta divulgação descreve uma modificação de um hidrogel de rede dupla. Um hidrogel de rede dupla é um hidrogel que inclui dois tipos de polímeros. Neste caso, um é um polímero reticulado/ligado covalentemente; o segundo é um polímero reversível/ligado ionicamente. Os hidrogéis de rede dupla têm sido relatados como tendo propriedades mecânicas superiores, como resistência, elasticidade, e resistência ao entalhe. (Ver, por exemplo, Nature, Vol. 489, p133, 2012).

[26] O hidrogel de rede dupla desta divulgação é modificado, esticando/tensionando o hidrogel de rede dupla enquanto ele estiver úmido e, então, enquanto este alongamento é mantido, secando-o para reduzir o teor de umidade a cerca de 10-15%. O material produzido resultante, um sistema de polímero de rede dupla que não é um hidrogel, permanece resistente e flexível quando seco, mas não é elástico. O polímero reticulado do sistema de polímero de rede dupla proporciona resistência, enquanto o polímero ligado ionicamente teve algumas das suas ligações quebradas. Sem ser limitado em relação a teoria, acredita-se que quebrar essas ligações durante a secagem gera energia armazenada na forma de uma força retrátil latente no sistema de polímero de rede dupla seco.

[27] Em um hidrogel típico, a reidratação causa s expansão em todas as três dimensões. Novamente, sem ser limitado em relação a teoria, acredita-se que quando o sistema de polímero de rede dupla seco dessa divulgação é reidratado, algumas das ligações iônicas quebradas são reformadas. O sistema de polímero de rede dupla se retrai em uma dimensão (por exemplo, no plano x-y), enquanto ele se expande em outra dimensão (por exemplo, a direção-z, em que a direção-z é perpendicular ao plano x-y). Por exemplo, uma amostra tipo tira do sistema de polímero de rede dupla seco apresentou encolhimento em comprimento de cerca de 5 polegadas a 1 polegada quando reidratada, embora a amostra também tenha expandido em diâmetro. Uma amostra em forma de disco do sistema de polímero de rede dupla seco encolheu em diâmetro, mas aumentou em espessura.

[28] Este sistema de polímero de rede dupla pode absorver muitas vezes o seu peso em água. Exemplos são detalhados abaixo nesta divulgação.

[29] Para as finalidades desta divulgação, amostras de hidrogéis de rede dupla foram feitas usando a poliacrilamida como o polímero reticulado e o alginato de cálcio como o polímero ligado ionicamente. Detalhes adicionais se referindo à preparação e ao desempenho destes hidrogéis de rede dupla podem ser encontrados na Publicação de Pedido de Patente EUA Número 2015/038613 para Sun et al., a qual é incorporada neste documento por referência à medida que ela não seja conflitante com os expostos neste documento.

[30] As aplicações potenciais do sistema de polímero de rede dupla incluem a incorporação dos sistemas de polímero de rede dupla em produtos para higiene pessoal, produtos absorventes médicos, e panos para limpeza em diversos comprimentos em tira ou formatos. O sistema de polímero de rede dupla em um produto mudará o formato ou apertará quando umedecido, potencialmente causando a uma mudança no formato ou na aparência de tais produtos.

[31] Em vários aspectos da divulgação, uma tira/faixa ou uma folha ou uma fibra em um estado seco (com menos do que ou igual a 10-15% de teor de água) se retrai em, pelo menos, uma dimensão e se expande em, pelo menos, uma outra dimensão mediante contato com meios aquosos. Além disso, as tiras/faixas, folhas ou fibras absorvem, pelo menos, quatro vezes o seu peso em água. Por exemplo, no caso de uma tira produzida a partir do sistema de polímero de rede dupla, o comprimento da tira se torna muito mais curto quando umedecido do que era em seu estado original seco, quando nenhuma força externa é aplicada, enquanto o diâmetro do fio se torna maior, ao mesmo tempo, mediante umedecimento. Em outro exemplo, uma folha produzida a partir do sistema de polímero de rede dupla pode encolher no comprimento e na largura mediante umedecimento ou hidratação, ao mesmo tempo em que a sua espessura aumenta.

[32] Em um aspecto específico da presente divulgação, um material é produzido a partir de, pelo menos, um polímero formador de hidrogel reticulado e, pelo menos, um segundo polímero formador de hidrogel com reticuladores reversíveis no qual uma porção significativa de reticuladores (por exemplo, 30%) não são totalmente reticulados e estão em um estado livre ou parcialmente livre com o polímero em um estado seco.

[33] O polímero reticulado pode ser a poliacrilamida, o ácido poliacrílico, qualquer outro polímero adequado ou qualquer combinação desses. O reticuladores reversíveis podem ser o alginato com íons de cálcio, gelatina com íons de alumínio, qualquer outro polímero adequado ou qualquer combinação desses. Em um estado seco, os íons de cálcio não são significativamente reticulados com alginato.

[34] Como descrito posteriormente nos exemplos abaixo, a presente divulgação inclui a fabricação de substratos do sistema de polímero de rede dupla. Primeiro, os hidrogéis de rede dupla são produzidos em um estado hidratado consistente com a literatura relatada. Os hidrogéis de rede dupla podem ser produzidos como uma tira, uma folha ou qualquer outra forma adequada. Após curar os hidrogéis de rede dupla, os hidrogéis de rede dupla são esticados ou alongados em uma ou duas dimensões selecionadas mecanicamente e secos enquanto alongado. Quando a força de alongamento é liberada, os materiais secos (sistemas de polímero de rede dupla) mantêm as dimensões que eles adquiriram sob alongamento, sem alterações significativas por um longo período de tempo, sob condições ambientes.

[35] Embora não mostrado, pode ser desejável usar etapas de acabamentos e/ou processos pós-tratamento para conferir as propriedades selecionadas ao sistema de polímero de rede dupla seco. Por exemplo, pós- tratamentos químicos podem ser adicionados ao sistema de polímero de rede dupla em uma etapa posterior ou o sistema de polímero de rede dupla pode ser transportado até cortadores, talhadeiras ou outro equipamento de processamento para converter o sistema de polímero de rede dupla em um produto final. Além disso, a padronização pode ser colocada através de processos conhecidos nas superfícies externas do sistema de polímero de rede dupla.

EXEMPLOS Materiais e Procedimentos

[36] 1. Preparação de hidrogel de rede dupla. Em um frasco, 1,7g de acrilamida e 0,3g de alginato de sódio foram dissolvidos em 12ml de água. Então, 1mg de N,N'-metilenobisacrilamida (MBAA) e 17mg de persulfato de amônia foram adicionados. Em um segundo frasco, 4,2mg de tetrametiletilenodiamina foi dissolvido em 1ml de água e 40mg de sulfato de cálcio foram misturados. As duas soluções foram degaseificadas sob vácuo por meia hora. As duas soluções foram, então, misturadas e despejadas uma placa de Petri. A placa de Petri foi coberta com um pedaço de vidro e foi colocado sob uma lâmpada UV portátil por duas horas para formar e curar o hidrogel. O hidrogel é elástico e pode ser facilmente esticado em até 20 vezes seu comprimento original sem quebrar. O estiramento e relaxamento pode ser repetido mais de 20 vezes.

[37] 2. Preparação de tiras retráteis ativadas por água. O pedaço de hidrogel preparado conforme a etapa de preparação 1 foi cortado em pequenas tiras. As tiras foram esticadas em até cerca de 6 vezes os seus comprimentos originais e foram secas a ar. Cada tira seca a ar permaneceu estável e era flexível para ser dobrada e manipulada sem quebrar. As tiras secas a ar encolheram em comprimentos próximos aos comprimentos em seus estados hidratados originais dentro de alguns minutos mediante umidificação com água ou urina. Por exemplo, uma tira retrátil fina, com um comprimento de 12cm, se tornou uma tira de hidrogel relativamente grossa, com um comprimento de 2cm. Em comparação, fibras retráteis com base em álcool polivinílico, de tamanho semelhante, encolheram menos do que 50% e encolheram mais lentamente.

[38] 3. Preparação de discos retráteis ativados por água. O pedaço de hidrogel preparado conforme a etapa de preparação 1 foi cortado em pequenos discos. Os discos foram esticados em até cerca de 4 vezes os seus diâmetros originais e foram secos a ar. Cada disco seco a ar permaneceu estável e era flexível para ser dobrado e manipulado sem quebrar. Os discos secos encolheram em diâmetros próximos aos seus diâmetros em estadohidratado original dentro de alguns segundos mediante a umidificação com água ou urina. Por exemplo, um disco retrátil, fino, com um comprimento de 2cm, se tornou um disco de hidrogel relativamente espesso com um diâmetro de 0,5 cm dentro de 5 segundos após a umidificação.

Resultados

[39] 4. Absorção de água. Uma tira retrátil com um peso de 5mg foi preparado conforme descrito na etapa de preparação 2 e foi, então, encharcado com água por 5 minutos. Um feixe de fibras retráteis com base em álcool polivinílico com um peso total de 5mg foi encharcado com água por 5 minutos. Os materiais hidratados foram depositados em um pedaço de toalha de papel para absorver a maior parte da água livre, espremendo ligeiramente os materiais contra a toalha de papel por alguns segundos e foram, então, pesados. A tira retrátil absorveu 23mg de água enquanto o feixe de fibras retráteis absorveu 6mg de água.

[40] 5. Tecido incorporado com as tiras retráteis. As tiras secas foram preparadas conforme descrito na etapa de preparação 2. Duas tiras secas foram incorporadas paralelamente a um pedaço de tercido utilizando adesivo. Outras duas tiras secas foram incorporadas diagonalmente em outro pedaço de tecido utilizando adesivo. Outra tira seca foi incorporada em um formato circular a um terceiro pedaço de tecido utilizando adesivo. Umedecendo cada amostra com água resultou nas tiras retráteis encolhendo em comprimento e puxando as amostras de tecido em estruturas tridimensionais diferentes dependendo da orientação das tiras retráteis em cada tecido.

[41] 6. Materiais não tecidos com tiras retráteis. Um pedaço de material não tecido foi preparado. Duas tiras secas preparadas conforme a etapa de preparação 2 foram incorporadas ao material não tecido paralelamente utilizando adesivo. Um segundo pedaço de material não tecido foi preparado. Duas tiras secas preparadas conforme a etapa de preparação 2 foram incorporadas ao material não tecido diagonalmente utilizando adesivo. Umedecendo cada amostra com água resultou nas tiras retráteis encolhendo em comprimento e puxando as amostras de material não tecido em estruturas tridimensionais diferentes dependendo da orientação das tiras retráteis em cada amostra.

[42] Em um primeiro aspecto específico, um substrato inclui um sistema de polímero de rede dupla incluindo um polímero reticulado, ligado covalentemente e um polímero reversível, parcialmente ligado ionicamente, em que o substrato tem um nível de umidade menor do que ou igual a 15 por cento do peso total do substrato, e em que o substrato compreende uma força retrátil latente.

[43] U m segundo aspecto específico inclui o primeiro aspecto específico, em que o substrato que é absorvente de líquidos.

[44] U m terceiro aspecto específico inclui o primeiro e/ou o segundo aspecto, em que o polímero reticulado, ligado covalentemente é a poliacrilamida.

[45] U m quarto aspecto específico inclui um ou mais dos aspectos de 1-3, em que o polímero reversível, parcialmente ligado ionicamente é o alginato de cálcio.

[46] U m quinto aspecto específico inclui um ou mais dos aspectos de 1-4, em que o substrato é flexível e inelástico.

[47] U m sexto aspecto específico inclui um ou mais dos aspectos de 1-5, em que o substrato é configurado para liberar a força retrátil quando exposto ao líquido aquoso.

[48] U m sétimo aspecto específico inclui um ou mais dos aspectos de 1-6, em que a liberação da força retrátil resulta no substrato se retraindo em, pelo menos, uma dimensão.

[49] U m oitavo aspecto específico inclui um ou mais dos aspectos de 1-7, em que a liberação da força retrátil resulta no substrato se expandindo em, pelo menos, uma dimensão que seja diferente da dimensão de retração.

[50] U m nono aspecto específico inclui um ou mais dos aspectos de 18, em que o sistema de polímero de rede dupla é configurado para se tornar um hidrogel de rede dupla quando exposto ao líquido aquoso.

[51] Em um décimo aspecto específico, um método para fabricação de um substrato inclui produzir um hidrogel de rede dupla incluindo um polímero reticulado, ligado covalentemente e um polímero reversível, ligados ionicamente; alongar a força o hidrogel de rede dupla em, pelo menos, uma direção; desidratar o hidrogel de rede dupla, enquanto ainda estiver alongado, para formar um sistema de polímero de rede dupla substancialmente desidratado; e liberar a força para produzir o substrato.

[52] U m décimo primeiro aspecto específico inclui o décimo aspecto específico, em que a desidratação seca o sistema de polímero de rede dupla em menos do que ou igual a 15% de umidade do peso total do sistema de polímero de rede dupla.

[53] U m décimo segundo aspecto específico inclui o décimo e/ou o décimo primeiro aspecto específico, em que o alongamento e a desidratação mantêm uma força retrátil latente no substrato.

[54] U m décimo terceiro aspecto específico inclui um ou mais dos aspectos de 10-12, em que o substrato é configurado para liberar a força retrátil quando exposto ao líquido.

[55] U m décimo quarto aspecto específico inclui um ou mais dos aspectos de 10-13, em que a liberação da força retrátil resulta no substrato se retraindo em, pelo menos, uma dimensão.

[56] U m décimo quinto aspecto específico inclui um ou mais dos aspectos de 10-14, em que a liberação da força retrátil resulta no substrato se expandindo em, pelo menos, uma dimensão que seja diferente da dimensão de retração.

[57] U m décimo sexto aspecto específico inclui um ou mais dos aspectos de 10-15, em que o polímero reticulado, ligado covalentemente é a poliacrilamida.

[58] Um décimo sétimo aspecto específico inclui um ou mais dos aspectos de 10-16, em que o polímero reversível, ligado ionicamente, é o alginato de cálcio.

[59] U m décimo oitavo aspecto específico inclui um ou mais dos aspectos de 10-17, em que o hidrogel de rede dupla é elástico, e em que o substrato é flexível e inelástico.

[60] U m décimo nono aspecto específico inclui um ou mais dos aspectos de 10-18, em que o sistema de polímero de rede dupla é configurado para retornar a um hidrogel de rede dupla quando exposto ao líquido aquoso.

[61] Um vigésimo aspecto específico inclui um ou mais dos aspectos de 10-19, em que o substrato está na forma de uma trama, uma tira, um disco, uma folha ou uma fibra.

[62] Embora a divulgação tenha sido descrita em detalhes em relação a seus aspectos específicos, será percebido que os versados na técnica, mediante a compreensão do exposto anteriormente, podem conceber facilmente alterações, variações e equivalentes a esses aspectos. Sendo assim, o escopo da presente divulgação deve ser considerado como aquele das reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

1. Substrato caracterizadopelo fato de que compreende:um sistema de polímero de rede dupla incluindo um polímero reticulado, ligado covalentemente e um polímero reversível, parcialmente ligado ionicamente, em que o substrato tem um nível de umidade menor do que ou igual a 15 por cento do peso total do substrato, e em que o substrato compreende uma força retrátil latente.

2. Substrato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o substrato é absorvente de líquidos.

3. Substrato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o substrato que é flexível e inelástico.

4. Substrato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o sistema de polímero de rede dupla é configurado para se tornar um hidrogel de rede dupla quando exposto ao líquido aquoso.

5. Substrato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o substrato é configurado para liberar a força retrátil quando exposto ao líquido.

6. Substrato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o polímero reticulado, ligado covalentemente é a poliacrilamida.

7. Substrato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o polímero reversível, ligado ionicamente é o alginato de cálcio.

8. Substrato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a liberação da força retrátil resulta no substrato se retraindo em, pelo menos, uma dimensão.

9. Substrato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a liberação da força retrátil resulta no substrato se expandindo em, pelo menos, uma dimensão que seja diferente da dimensão de retração.

10. Método para fabricação de um substrato como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, o método caracterizadopelo fato de que compreende:produzir um hidrogel de rede dupla incluindo um polímero reticulado, ligado covalentemente e umpolímero reversível, ligado ionicamente;alongar à força o hidrogel de rede dupla em, pelo menos, uma direção;desidratar o hidrogel de rede dupla, enquanto ainda estiver alongado, para formar um sistema de polímero de rede dupla substancialmente desidratado; eliberar a força para produzir o substrato.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a desidratação seca o sistema de polímero de rede dupla em menos do que ou igual a 15% de umidade do peso total do sistema de polímero de rede dupla.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o alongamento e a desidratação mantêm uma força retrátil latente no substrato.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o substrato é configurado para liberar a força retrátil quando exposto ao líquido.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a liberação da força retrátil resulta no substrato se retraindo em, pelo menos, uma dimensão.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a liberação da força retrátil resulta no substrato se expandindo em, pelo menos, uma dimensão que seja diferente da dimensão de retração.

16. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o polímero reticulado, ligado covalentemente é a poliacrilamida.

17. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o polímero reversível, ligado ionicamente é o alginato de cálcio.

18. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o hidrogel de rede dupla é elástico, e em que o substrato é flexível e inelástico.

19. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o sistema de polímero de rede dupla é configurado para retornar a um hidrogel de rede dupla quando exposto ao líquido aquoso.

20. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o substrato está na forma de uma trama, de uma tira, de um disco, de uma folha ou de uma fibra.