CZ291855B6

CZ291855B6 - Splasklý polymerní pěnový materiál, absorpční výrobek a způsob jejich přípravy

Info

Publication number: CZ291855B6
Application number: CZ19951402A
Authority: CZ
Inventors: John Collins Dyer; Thomas Allen Desmarais; Gary Dean Lavon; Keith Joseph Stone; Gregory Wade Taylor; Paul Seiden; Stephen Allen Goldman; Herbert Louis Retzsch; Gerald Alfred Young
Original assignee: The Procter & Gamble Company
Priority date: 1992-12-11
Filing date: 1993-11-26
Publication date: 2003-06-18
Also published as: US5387207A; AU693773B2; EP0673393B1; WO1994013704A1; ATE176245T1; NZ258765A; DE69323324D1; CZ140295A3; PE5595A1; HU219869B; JP3230582B2; EP0673393A1; DE69323324T2; ES2126738T3; KR950704364A; EG20487A; HK1013083A1; JPH08504474A; MX9307847A; FI112493B

Abstract

Splaskl² polymern p nov² materi l, kter² po styku s vodn²mi t lesn²mi tekutinami expanduje a absorbuje tyto tekutiny, p°i em tento polymern p nov² materi l obsahuje hydrofiln , pru n², neiontov² polymern p nov² materi l z propojen²ch otev°en²ch bun k. Tento polymern p nov² materi l m specifickou plochu povrchu vzta enou na objem polymern ho p nov ho materi lu nejm n 0,025 m.sup.2.n./cm.sup.3.n., s v²hodou nejm n 0,05 m.sup.2.n./cm.sup.3.n., zabudov no v sob nejm n 0,1 % hmotn. toxikologicky akceptovateln , hygroskopick , hydratovan soli, a nejm n 0,5 % hmotn. neiontov ho, v oleji rozpustn ho emulg toru in c ho povrch polymern ho p nov ho materi lu hydrofiln , ve splaskl m stavu m expanzn tlak 30 kPa nebo m n , s v²hodou od 7 do 20 kPa a hustotu na b zi suÜiny od 0,05 do 0,4 g/cm.sup.3.n., a v expandovan m stavu m p°i 31,1 .degree.C, je-li nasycen na svoji volnou absorp n kapacitu syntetickou mo s povrchov²m nap t m (65 .+-. 5).10.sup.-5.n. N/cm, hustotu od 10 % do 50 %, s v²hodou od 10 % do 30 % hustoty na b zi suÜiny v splaskl m stavu a selnou pr m rnou velikost bun k 50 .mi.m nebo m n . D le se popisuje absorp n v²robek tento materi l obsahuj c a zp sob jejich p° pravy.\

Description

Splasklý polymerní pěnový materiál, absorpční výrobek a způsob jejich přípravy

Oblast techniky

Tento vynález se týká splasklého polymemího pěnového materiálu, který po styku s vodnými tělesnými tekutinami expanduje a absorbuje tyto tekutiny, přičemž tento polymerní pěnový materiál obsahuje hydrofilní, pružný, neiontový polymerní pěnový materiál z propojených otevřených buněk.

Dále se tento vynález týká absorpčního výrobku, zejména vhodného pro absorbování a zadržování vodných tělesných tekutin, s výhodou plenek.

Tento vynález se také týká způsobu přípravy tohoto splasklého, polymemího pěnového materiálu.

Dosavadní stav techniky

Vývoj vysoce absorbujících výrobků pro použití jako plenky na jedno použití, polštářky pro inkontinentní dospělé osoby a dětské kalhotky a na katameniální výrobky jako jsou menstruační vložky, jsou předmětem značného komerčního zájmu. Vysoce žádaným parametrem těchto výrobků je tenkost. Například tenčí plenky se pohodlněji nosí, lépe se vpraví pod oděv a jsou méně nápadné. Jsou rovněž kompaktnější v obalu, takže je spotřebitel snadněji přenáší a skladuje. Kompaktnost při balení také se sebou přináší pro výrobce a distributora snížené náklady na distribuci, včetně menší potřeby prostoru najedno balení plenek na přihrádce při skladování.

Schopnost poskytovat tenčí absorbující výrobky jako jsou plenky je dána schopností vyvinout relativně tenké absorbující vložky nebo struktury, které mohou pojmout a zadržet množství vypuštěných tělesných tekutin, zejména moči. V tomto ohledu je zvláště důležité použití určitých absorpčních polymerů, kterým se často říká „hydrogely“, ,,super-absorbenty“ nebo „hydrckoloidní“ materiály. Viz například patent US 3 699 103 a patent US 3 770 731, které popisují použití právě těchto absorpčních polymerů v absorbujících výrobcích. Vývoj tenčích plenek byl vskutku přímý následek tenčích absorbujících jader, která mají výhodu právě těchto absorpčních polymerů, že absorbují velká množství vyloučených vodných tělesných tekutin, zpravidla když se použijí v kombinaci s vláknitou kostrou. Viz například patent US 4 673 402 a patent US 4 935 022, které popisují vložky se strukturou ze dvou vrstev, skládající se z vláknité kostry a částic absorpčních polymerů, použitelných pro vytvoření tenkých kompaktních, netlustých plenek.

Tyto částice z absorpčních polymerů jsou nepřekonané v schopnosti zadržovat velké objemy tekutin, jako je moč. Reprezentativním příkladem takovýchto částic absorpčních polymerů jsou lehce zesíťované polyakryláty. Stejně jako mnoho jiných absorbujících polymerů, Tyto mírně zesíťované polyakryláty mají mnoho aniontových (nabitých) karboxylových skupin, které jsou napojeny na kostru polymeru. Právě tyto nabité karboxylové skupiny umožňují, že polymer absorbuje vodné tělesné tekutiny působením osmotických sil.

Vedle osmotických sil je rovněž důležitá v mnoha absorbujících výrobcích, včetně plenek, absorpční schopnost založená na kapilárních silách. Kapilární síly jsou pozorovatelné v řadě každodenních jevů, například přitom, když papírový ubrousek vysává rozlité kapaliny. Kapilární absorbenty mohou nabídnout vynikající funkci z hlediska rychlosti nasávání tekutiny a vzlínavosti, tj. ve schopnosti odstraňovat vodnou tekutinu pryč z místa původního styku. Absorbující vložky ze dvou vrstev, uvedené výše, používají vláknitou kostru jako primární prostředek pro kapilární přenos, aby se primárně přijatá vodná tělesná tekutina dostala přes vložku z absorbentu tak, že může být absorbována a zadržována částicemi tohoto absorbujícího polymeru, který je

- 1 CZ 291855 B6 umístěn ve vrstvách nebo zónách této vložky. Alternativní absorpční materiál, potenciálně schopný umožňovat kapilární přenos tekutiny, jsou polymemí pěny s otevřenými buňkami. Jsou-li správně vyrobeny, mohou mít polymemí pěny s otevřenými buňkami schopnost kapilárního absorbování kapaliny, jejího přenosu a ukládání tak, jak je to požadováno u velmi účinných vložek pro absorbující výrobky, jako jsou plenky. Absorbující výrobky obsahující tyto pěny mohou mít žádoucí integritu za vlhka, mohou být schopny dobře sedět během celého období, kdy je výrobek nošen a mohou zabraňovat degradaci tvaru během používání. Navíc se absorpční výrobky, obsahující tyto pěnové struktury, dají snadněji vyrábět v komerčním měřítku. Například absorpční vložky plenek se dají jednoduše vysekávat raznicí z kontinuálního pásu pěny a dají se zkonstruovat tak, aby měly podstatně lepší integritu a jednotnost, než vzduchem pokládané vláknité absorbující vložky, které obsahují konkrétní absorbující polymery. Tyto pěny se dají rovněž vytvarovat do jakéhokoliv požadovaného tvaru nebo dokonce mohou být tvarovány jako integrální, jednolité plenky.

V literatuře a obchodní praxi se lze setkat s mnoha popisy různých typů polymemích pěn, které mohou absorbovat řadu kapalin pro řadu účelů. Použití určitých typů polymemích pěnových materiálů jako prvků v absorbujících výrobcích jako jsou plenky a katameniální produkty bylo již popsáno dříve. Viz například patent US 4 029 100, který popisuje plenku, zachovávající si svůj tvar, která může mít v absorbující části pěnový prvek v oblasti roztoku, aby se dosáhlo vysoké pružnosti za vlhka. Některé typy polymemích pěnových materiálů byly rovněž navrženy jako použitelné v absorpčních výrobcích pro účely vlastního nasávání, vzlínání a nebo zadržení vodných tělesných tekutin. Viz například patent US 3 563 243 (absorpční poduška pro plenky apod., kde je primární absorbentem vrstva hydrofilní polyurethanové pěny); patent US 4 554 297 (buněčné polymery absorbující tělesné tekutiny, které se dají použít v plenkách nebo katameniálních výrobcích); patent US 4 740 528 (absorpční kompozitní struktury jako jsou plenky, výrobky pro hygienu ženy a podobné, které obsahují houbovité absorbenty, vyrobené z určitých typů supervzlínavých zesilovaných polyuretanových pěn).

I když byly pro použití v absorbujících výrobcích navrhovány různé polymemí pěnové materiály, stále existuje potřeba materiálů na bázi absorbujících pěn, které mají optimalizováni kombinaci vlastností a parametrů, které by učinily tyto pěny zvláště vhodné v komerčně nabízených absorpčních výrobcích, jako jsou plenky. Z hlediska požadovaných absorpčních parametrů, včetně kapilárního přenosu kapaliny, bylo stanoveno, že optimalizované absorbující polymemí pěny s otevřenými buňkami by měly mít následující parametry:

a) relativně větší afinitu pro absorbování tělesných tekutin než jak ji vykazují jiné složky v absorbujícím, výrobku tak, aby pěnový materiál odsával (odděloval) tekutiny z těchto jiných složek a uchovával si tekutiny uložené v pěnové struktuře,

b) relativně dobré parametry vzlínání a distribuce tekutiny tak, aby pěna přenášela nasátou moč nebo jinou tělesnou tekutinu z počáteční zóny styku do nevyužitého zbytku pěnové struktury, čímž se umožňuje přijímat další výrony tekutiny a

c) relativně vysokou úložnou kapacitu s relativně vysokou kapacitou pro tekutiny i při zatížení tlakem.

Jak bylo výše uvedeno, je obvyklým požadavkem tenčí vrstva absorpční vložky, aby se vytvořila relativně tenké absorbující výrobky, jako jsou plenky, ale požadavek mít absorbující polymemí pěnové materiály, které zůstávají tvarové relativně tenké až do navlhčení vodnými tělesnými tekutinami není tak přímočarý. Absorbující pěnový materiál musí zůstat relativně tenký během normálního skladování a použití před navlhčením. Tento relativně tenký polymemí pěnový materiál musí mít navíc potřebné absorpční parametry, popsané výše, má-li být plně použitelný pro vysoce absorbující vložky. Vytvoření relativně tenkých polymemích pěn, které jsou dostatečně měkké a ohebné a tím pohodlné pro toho kdo je nosí rovněž není triviálním úkolem.

-2CZ 291855 B6

Proto by bylo žádoucí mít schopnost udělat absorbující polymerní pěnový materiál s otevřenými buňkami, který:

1. má adekvátní nebo s výhodou lepší absorpční parametry, včetně schopnosti kapilárně transportovat kapalinu, jak je to žádoucí pro vysoce savé absorpční vložky, používané v absorbujících výrobcích jako jsou plenky, podušky pro inkontinentní dospělé osoby nebo kalhotky pro kojence, menstruační vložky a podobně.

2. je relativně tenký během normálního skladování a používání dokud se nenavlhčí vodnými tělesnými tekutinami

3. je dostatečně pružný a měkký tak, že dává vysokou míru pohodlí tomu kdo jej nosí a dá se vyrábět v komerčním měřítku za relativně rozumných nebo nízkých nákladů.

Podstata vynálezu

Předmětný vynález se týká splasklého polymemího pěnového materiálu, který po styku s vodnými tělesnými tekutinami expanduje a absorbuje tyto tekutiny, přičemž tento polymerní pěnový materiál obsahuje hydrofilní, pružný, neiontový polymerní pěnový materiál z propojených otevřených buněk. Tento polymerní pěnový materiál podle předmětného vynálezu má:

- specifickou plochu povrchu vztaženou na objem polymemího pěnového materiálu nejméně 0,025 m²/cm³, s výhodou nejméně 0,05 m²/cnť,

- zabudováno v sobě nejméně 0,1% hmotn. toxikologicky akceptovatelné, hydroskopické, hydratované soli, a nejméně 0,5 % hmotn. neiontového, v oleji rozpustného emulgátoru činícího povrch polymemího pěnového materiálu hydrofilní,

- ve splasklém stavu má:

expanzní tlak 30 kPa nebo méně, s výhodou od 7 do 20 kPa a hustotu na bázi sušiny od 0,05 do 0,4 g/cm³, a

- v expandovaném stavu má:

při 31,1 °C, je-li nasycen na svoji volnou absorpční kapacitu syntetickou močí s povrchovým napětím (65 + 5).10^-5 N/cm, hustotu od 10 % do 50 %, s výhodou od 10 % do 30 % hustoty na bázi sušiny v splasklém stavu a číselnou průměrnou velikost buněk 50 pm nebo méně, přičemž termín „otevřená buňka“ znamená, že nejméně 80 % buněk v pěnovém materiálu, které mají velikost nejméně 1 pm, je v tekutinovém spojení s nejméně jednou sousední buňkou nebo že polymerní pěnový materiál má naměřený dostupný objem pórů, který je nejméně 80 % teoreticky dostupného objemu pórů a termín „hydrofilní“ je kvantifikovatelný uvedením adhezního napětí, vykazovaného polymemím pěnovým materiálem ve styku s absorbovatelnou zkušební kapalinou, přičemž „adhezní napětí“ je definováno vzorce:

AT = τ cos Θ, kde AT je adhezní napětí v 10^-5 N/cm, τ je povrchové napětí zkušební kapaliny absorbované polymemím pěnovým materiálem v 10^-5 N/cm a Oje stykový úhel ve stupních mezi povrchem polymemího pěnového materiálu a vektorem, který je tangenciální ke zkušební kapalině v bodu, kde je testovací kapalina ve styku s povrchem pěnového materiálu.

-3CZ 291855 B6

Splasklý polymemí pěnový materiál s výhodou má:

- specifickou plochu povrchu pro kapilární sání od 0,7 do 8 m²/g, s výhodou od 1,5 do 6 m²/g,

- zabudováno v sobě od 0,1 do 8 % hmotn., s výhodou od 3 do 6 % hmotn. chloridu vápenatého a od 0,5 do 20% hmotn., svýhodou od 5 do 12% hmotn. neiontového voleji rozpustného emulgátoru, s výhodou sorbitanlaurátu,

- ve splasklém stavu má:

zbytkový obsah vody nejméně 4 % hmotn., s výhodou od 4 do 30 % hmotn., zejména od 5 do 15 % hmotn.,

- hustotu suchého materiálu od 0,1 do 0,2 g/cm³,

- v expandovaném stavu má:

objem pórů od 12 do 100 ml/g, s výhodou od 25 do 50 ml/g, odolnost vůči průhybu stlačením od 2 do 80 %, s výhodou od 5 do 40 %, při nasycení na volnou absorpční kapacitu syntetickou močí mající za teploty 31,1 °C povrchové napětí (65+ 5).10-⁵ N/cm, číselný průměr velikostí buněk od 5 do 35 pm.

Výše uvedený splasklý polymemí pěnový materiál je s výhodou připraven polymerizací emulze vody v oleji, která má:

- olejovou fázi sestávající se z od 67 do 98 % hmotn., s výhodou od 80 do 95 % hmotn. monomemí složky, sestávající se z 5 až 40 % hmotn., s výhodou od 10 do 30 % hmotn., nejvýhodněji od 15 do 25 % hmotn., v podstatě ve vodě nerozpustného monofunkčního sklovitého monomem, s výhodou zvoleného ze skupiny sestávající se z monomerů na bázi styrenu a monomerů na bázi methakrylátů, nej výhodněji ze styrenu, z 30 až 80 % hmotn., s výhodou z 50 až 70 % hmotn., nejvýhodněji z 55 až 65 % hmotn. v podstatě ve vodě nerozpustného, monofunkčního kaučukovitého komonomeru, s výhodou zvoleného se skupiny sestávající se z n-butylakrylátu a 2-etylhexylakrylátu, nejvýhodněji z 2-etylhexylakrylátu, z 10 až 40% hmotn., s výhodou z 15 až 25% hmotn. v podstatě ve vodě nerozpustného polyfunkčního síťovacího činidla, s výhodou vybraného ze skupiny sestávající se zdivinylbenzenu, divinyltoluenu a dialkylftalátu, nejvýhodněji z divinylbenzenu a z 2 až 33 % hmotn., s výhodou z 5 až 20 % hmotn. emulgační složky, která je rozpustná v olejové fázi a která tvoří stabilní emulzi vody v oleji, s výhodou zahrnující sorbitanlaurát a

- vodní fáze zahrnující od 0,2 do 20 % hmotn., s výhodou od 1 do 10 % hmotn. vodorozpustného elektrolytu, s výhodou chloridu vápenatého, přičemž

- hmotnostní poměr vodní fáze k olejové fázi je od 12:1 do 100:1, s výhodou od 20:1 do 70:1, a přičemž

-4CZ 291855 B6

- sklovitý monomer je monomemí materiál, schopný tvořit homopolymer mající molekulární hmotnost větší než 6 000 a teplotu skleného přechodu Tg nad 40 °C, a

- kaučukovitý komonomer je monomemí materiál schopný tvořit homopolymer mající molekulární hmotnost větší než 10 000 a teplotu skelného přechodu Tg rovnu 40 °C nebo menší.

Dále se předmětný vynález týká absorpčního výrobku, zejména vhodného pro absorbování a zadržování vodných tělesných tekutin, s výhodou plenky která se podle vynálezu sestává z podkladové vrstvy, s výhodou nepropustné pro kapalinu, z absorpčního jádra spojeného s touto podkladovou vrstvou tak, že toto absorpční jádro je umístěno mezi podkladovou vrstvou a oblastí vypouštění kapaliny nositelem výrobku, přičemž toto absorpční jádro obsahuje splasklý polymemí pěnový materiál podle některého z nároků 1 až 3, s výhodou z vrchní vrstvy propustné pro kapalinu, která je spojena s uvedenou podkladovou vrstvou, přičemž uvedené absorpční jádro je umístěno mezi uvedenou vrchní vrstvou a uvedenou podkladovou vrstvou.

Tento absorpční výrobek má s výhodou polymemí pěnový materiál, který má volnou absorpční kapacitu při 31,1 °C nejméně 12 ml, s výhodou nejméně 20 ml syntetické moči na gram suchého polymerního pěnového materiálu a vertikální rychlost vzlínání při 37 °C takovou, že tato syntetická moč vyvzlíná vertikálně na délku polymerního pěnového materiálu 5 cm za 30 minut nebo méně, s výhodou za 5 minut nebo méně, s výhodou vertikální vzlínací kapacitu absorbentu při 37 °C nejméně 75 % této volné vzlínací absorpční kapacity při vertikální vzlínací výšce 11,4 cm.

IJ tohoto výše uvedeného absorpčního výrobku se toto absorpční jádro s výhodou sestává z vrstvy pro manipulaci s kapalinou, s výhodou vrstvou pro přijmutí a distribuci kapaliny, zahrnující celulózová vlákna, nej výhodněji chemicky vyztužená celulózová vlákna, umístěná v oblasti vypouštění kapaliny, kapalinové ukládací a redistribuční vrstvy v kapalinovém spojení s uvedenou vrstvou pro manipulaci s kapalinou, s výhodou ležící pod uvedenou vrstvou při přijetí a distribuci a zahrnující polymemí pěnový materiál.

Způsob přípravy splasklého, polymerního pěnového materiálu podle vynálezu se s výhodou provádí tak, že zahrnuje kroky

- vytvoření emulze vody v oleji z 67 až 98 % hmotn., s výhodou z 80 až 95 % hmotn. monomemí složky, obsahující od 5 do 40 % hmotn., s výhodou od 10 do 30 % hmotn., nejvýhodněji od 15 do 25 % hmotn. v podstatě ve vodě nerozpustného, monofunkčního sklovitého monomeru, s výhodou zvoleného ze skupiny skládající se z monomerů na bázi styrenu a monomerů na bázi methakrylátu, nej výhodněji ze styrenu, od 30 do 80 % hmotn., s výhodou od 50 do 70 % hmotn., nejvýhodněji od 55 do 65 % hmotn. v podstatě ve vodě nerozpustného, monofunkčního kaučukovitého komonomeru, s výhodou

-5CZ 291855 B6 zvoleného se skupiny skládající se z n-butylakrylátu a 2-ethylhexylakrylátu, nejvýhodněji z 2-ethylhexylakrylátu, od 10 do 40 % hmotn., s výhodou od 15 do 25 % hmotn. v podstatě ve vodě nerozpustného 5 polyfunkčního síťovacího činidla, s výhodou vybraného ze skupiny skládající se z divinylbenzenu, divinyltoluenu a dialylftalátu, nej výhodněji z divinylbenzenu a z 2 až 33 % hmotn., s výhodou z 5 až 20 % hmotn. emulgační složky, která je rozpustná v olejové fázi a která tvoří stabilní emulzi vody v oleji, a vodní fáze zahrnující od 0,2 do 20 % hmotn. vodorozpustného elektrolytu a s výhodou dále zahrnující od 0,02 do 0,4 % hmotn. ve vodě rozpustného radikálového polymeračního iniciátoru, přičemž je hmotnostní poměr vodní fáze kolejové fázi od 12:1 do 100:1, s výhodou od 20:1 do 70:1,

- polymeraci monomemí složky v olejové fázi emulze vody v oleji, takže se vytvoří polymemí pěnový materiál, s výhodou při teplotě od 30 °C do 50 °C za 4 až 24 hodin, nej výhodněji při 20 teplotě od 35 °C do 45 °C po dobu od 4 do 18 h a odvodnění polymemího pěnového materiálu v takovém rozsahu, že se vytvoří splasklý polymemí pěnový materiál, který znovu expanduje po styku s vodnými tělesnými kapalinami, přičemž způsob spočívá v tom, že zahrnuje vytváření uvedené emulze a polymeračních kroků 25 vytvoření emulze vody v oleji a polymerace monomemí složky v olejové fázi emulze vody v oleji takovým způsobem, že koalescence vodních kapiček vytvořených v emulzi vody v oleji se sníží natolik, že číselný průměr velikosti buněk polymemího pěnového materiálu je 50 μπι nebo méně, přičemž sklovitý monomer je vybrán ze skupiny sestávající z monomerů na bázi styrenu a monomerů na bázi methakrylátů, nej výhodněji ze styrenu, a kaučukovitý 30 komonomer je vybrán ze skupiny sestávající se z n-butylakrylátu a 2-etylhexylakrylátu, nej výhodněji z 2-etylhexylakrylátu.

Způsob podle vynálezu je s výhodou prováděn tak, že emulgační složka zahrnuje scrbitanlaurát a ester polyglycerolu a mastné kyseliny v hmotnostním poměru od 10:1 do 1:10, s výhodou od 4:1 35 do 1:1, přičemž polyglycerolový ester je odvozen z polyglycerolu majícího hladinu lineárního diglycerolu nejméně 60 % hmotn., hladinu triglycerolu nebo vyšších polyglycerolů ne větší než 40 % hmotn. a hladinu cyklických diglycerolů ne větší než 10 % hmotn., přičemž reakční složka na bázi mastných kyselin má složení mastných kyselin kde je kombinovaná hladina nasycených mastných kyselin Ci₂ a C14 nejméně 40 %, hladina mastných kyselin Ci₆ není více než 25 %, kombinovaná hladina Cu nebo vyšších nasycených mastných kyselin není více než 10 % a kombinovaná hladina Cj₀ nebo nižších mastných kyselin není vyšší než 10 %, hmotnostní poměr polyglycerolu k reakční složce na bázi mastných kyselin je od 50:50 do 70:30.

Způsob je dále s výhodou prováděn tak, že je polyglycerolový ester odvozený z polyglycerolu majícího lineární hladinu diglycerolu od 60 do 80 % hmotn. a hladinu triglycerolu nebo vyšších polyglycerolů od 20 do 40 % hmotn., reakční složky na bázi mastných kyselin, mající složení mastných kyselin, kde je kombinovaná hladina nasycených mastných kyselin Ci₂ a C|₄, nejméně 65 %, hladina nasycené matné kyseliny

-6CZ 291855 B6

C|₆ není větší než 15 %, kombinovaná hladina mastných kyseliny Ci₈ nebo vyšších není více než 4 % a kombinovaná hladina mastných kyselin C₎₀ nebo nižších není více než 3 %, hmotnostní poměr polyglycerolu k reakční složce na bázi mastných kyselin je od 60:40 do 70:30.

Způsob podle vynálezu je dále s výhodou prováděn tak, že polyglycerolový ester má minimální mezifázové napětí mezi olejem a vodou při 50 °C nejméně 0,06.10^-3 N/cm, s výhodou 0,09.10^-5až 0,3.10^-5 N/cm.

Předpokládá se, že schopnost polymemích pěn podle tohoto vynálezu zůstat v splasklém, neexpandovaném stavu je dána kapilárními tlaky, vytvářenými ve splasklé pěnové struktuře, které se přinejmenším rovnají síle, vyvíjené elastomemí vratnou tendencí (tj. expanzním tlakem) stlačeného polymeru. Je překvapující, že tyto splasklé polymemí pěnové materiály zůstávají relativně tenké během normální přepravy, skladování a používání, dokud se nakonec nenavlhčí vodnými tělesnými tekutinami a přitom neexpandují. Kvůli svým vynikajícím absorpčním parametrům, včetně schopnosti kapilárního přesunu kapaliny, jsou tyto splasklé polymemí pěnové materiály mimořádně užitečné ve vložce z vysoce účinného absorbentu pro absorpční výrobky, jako jsou plenky, podušky pro inkontinentní dospělé osoby nebo kojenecké kalhotky, menstruační vložky a podobně. Tyto splasklé polymemí pěnové materiály jsou rovněž pružné a měkké tak, aby poskytovaly vysoký stupeň pohodlí tomu, kdo je nosí.

Tento vynález se dále týká způsobu konzistentního získávání takovýchto relativně tenkých, splasklých polymemích pěnových materiálů tím, že se polymeruje specifický typ emulze vody v oleji, mající relativně malé množství olejové fáze a relativně větší množství vodní fáze, běžně známé v oboru jako emulze s velkou vnitřní fázi (High Intemal Phase Emulsions) neboli „HIPE“. Olejová fáze těchto HIPE emulzí zahrnuje od asi 67 do asi 98 % hmotnostních monomem; složky, mající (a) od asi 5 do asi 40 % hmotnostních v podstatě ve vodě nerozpustného monofunkčního sklovitého monomeru; (b) od asi 30 do asi 80% hmotnostních v podstatě ve vodě nerozpustného monofunkčního kaučukovitého komonomeru; (c) od asi 10 do asi 40 % hmotnostních v podstatě ve vodě nerozpustného polyfunkčního síťovacího činidla. Olejová fáze dále obsahuje od asi 2 do asi 33 % hmotnostních emulgační složky, která je rozpustná v olejové fázi a bude poskytovat stabilní emulzi pro polymeraci. Voda nebo „vnitřní“ fáze těchto HIPE emulzí obsahuje vodný roztok obsahující od asi 0,2 do asi 20 % hmotnostních vodorozpustného elektrolytu. Hmotnostní poměr vodní fáze k olejové fázi v těchto HIPE emulzích sahá od asi 12:1 do asi 100:1. Polymerovaná pěna se pak odvodní (s a nebo bez předchozích kroků praní a úpravy), aby se získal splasklý pěnový materiál.

Důležitým aspektem procesu podle tohoto vynálezu je, aby se prováděla tvorba emulze a polymerační kroky takovým způsobem, aby se omezilo shlukování relativně malých vodních kapiček, vytvořených v HIPE emulzi. Vede to k číselnému průměru velikostí buňky ve výsledném polymemím pěnovém materiálu asi 50 pm či méně. Předpokládá se, že toto snížení shlukování relativně malých vodních kapiček vytvořených v HIPE emulzi a výsledná menší číselná průměrná velikost buněk: v polymemím pěnovém materiálu je klíčovým mechanizmem stojícím za konsistentním tvořením relativně tenkých splasklých polymemích pěnových materiálů podle tohoto vynálezu a zejména splasklých pěnových materiálů, majících dobrou absorpční schopnost a parametry transportu kapaliny. Toto snížení shlukování se dá trvale dosahovat použitím určitých emulgačních systémů, použitím nižších teplot během polymerace (síťování) nebo obojím tak, jak je to popsáno dále. Kromě toho tyto relativně tenké, splasklé absorpční polymemí pěnové materiály se dají konsintentně vyrábět podle procesu dle tohoto vynálezu v potenciálně komerčním měřítku a za potenciálně rozumných nebo nízkých nákladů.

-7 CZ 291855 B6

Přehled obrázků na výkresech

Obrázek 1 na výkresech je mikrofotografie (zvětšení 1500 x) pohledu na okraj řezu vzorové 5 absorpční polymemí pěny podle tohoto vynálezu ve splasklém stavu.

Obrázek 2 na výkresech je mikrofotografie řezu vzorovou absorpční polymemí pěnou podle tohoto vynálezu v expandovaném stavu.

Obrázek 3a až 3d na výkresech jsou mikrofotografie (zvětšení 500 x) řezů absorpčními polymemími pěnami, připravenými polymerací/síťováním určité HIPE emulze při různých teplotách.

Obrázek 4 na výkresech je mikrofotografie (zvětšení 1000 x) řezu absorpční polymemí pěnou 15 podle tohoto vynálezu, která je připravena z HIPE emulze obsahující preferovaný systém s koemulgátorem.

Obrázek 5 na výkresech je zobrazení plenky na jedno použití v částečném řezu, ve které se používá absorpční polymemí pěna podle tohoto vynálezu, mající tvar přesýpacích hodin, tvořící 20 část pro ukládání/distribuci kapaliny, přičemž je tato vložka tvořena dvěma vrstvami.

Obrázek 6 na výkresech představuje částečný řez tvarovaným výrobkem, jako jsou trenýrky na jedno použití, které mají absorpční polymemí pěnu podle tohoto vynálezu jako absorbující vložku.

Obrázek 7 na výkresech představuje rozložený pohled na součásti plenky mající také dvouvrstvou vložku, přičemž vrstva pro přijímání kapaliny má tvar přesýpacích hodin a na ní leží absorpční pěnová vrstva s modifikovaným tvarem přesýpacích hodin.

Podrobný popis vynálezu

Polymemí pěny typu zde uváděného se dají charakterizovat jako struktury, které vznikají když se disperguje kapalina relativně bez monomeru jako kapičky nebo „bublinky“ v polymerovatelné 35 kapalině obsahující monomer s následnou polymerací monomerů obsažených v této kapalině, která obklopuje tyto kapičky. Výsledná zpolymerovaná disperze může být ve formě porézní ztuhlé struktury, která je agregátem buněk, přičemž hranice nebo stěny těchto buněk jsou z pevného zpolymerovaného materiálu. Samotné buňky obsahují kapalinu, která je více méně bez monomeru, která před polymerací vytvořila kapky v kapalné disperzi.

Jak je popsáno úplněji dále, splasklé polymemí pěnové materiály, použitelné jako adsorbenty v tomto vynálezu jsou typicky připravovány polymerací konkrétního typu emulze vody v oleji. Takováto emulze se vytváří z relativně malého množství olejové fáze, obsahující polymerovatelný monomer a relativně větší množství vodní fáze, která je relativně bez monomeru. 45 Diskontinuální „vnitřní“ vodní fáze, která je relativně bez monomem, takto vytváří dispergované kapičky, obklopené kontinuální olejovou fází, která obsahuje monomer. Následná polymerace monomerů v kontinuální olejové fázi vytváří buněčnou pěnovou strukturu. Vodná kapalina, která zůstane v pěnovém, materiálu po polymerací, se dá odstranit vytlačením, tepelným sušením anebo vakuovým odvodněním.

Polymemí pěny, včetně pěn připravených z emulzi vody v oleji, mohou být relativně uzavřenými buňkami nebo s relativně otevřenými buňkami, v závislosti na tom, zdali a nebo v jakém rozsahu jsou stěny buňky nebo jejich hranice, tj. okénka buněk, vyplněna nebo bez polymemího materiálu. Polymemí pěnové materiály, použitelné ve výrobcích s absorbentem a materiály podle tohoto 55 vynálezu jsou takové, které jsou relativně s otevřenými buňkami, tj. ve kterých jednotlivé buňky

-8CZ 291855 B6 pěny nejsou ve většině případů zcela izolovány od sebe polymemím materiálem stěn buněk. Buňky v této pěně s v podstatě otevřenými buňkami mají v buňkách otvory nebo „okénka“, která jsou dostatečně veliká na to, aby dovolovala průchod kapaliny z jedné buňky do druhé v rámci pěnového materiálu.

V buněčných materiálech s v podstatě otevřenými buňkami toho typu, které se zde používají, bude mít pěna obecně charakter sítě s jednotlivými buňkami definovanými řadou vzájemně pospojovaných třírozměrných rozvětvených pásů. Pruhy polymemího materiálu, které tvoří rozvětvené pásy pěnového materiálu s otevřenými buňkami se dají nazývat „vzpěrami“. Pěny s otevřenými buňkami, mající typickou strukturu se vzpěrami, jsou ukázány jako příklad na mikrofotografii podle obrázku 2. Pro účely tohoto vynálezu je naplněný materiál s „otevřenými buňkami“ takový, kde je nejméně 80 % buněk v pěnové struktuře, které mají nejméně velikost 1 μιη, pro průchod kapaliny propojeno nejméně s jednou sousední buňkou. Alternativně lze považovat pěnový materiál za materiál v podstatě s otevřenými buňkami, má-li naměřený obsah disponibilních pórů, který je nejméně 80 % teoreticky možného objemu pórů, tj. tak je to stanoveno z poměru vody k oleji v HIPE emulzi, ze které byl materiál vytvořen.

Kromě toho, že jsou z otevřených buněk, jsou splasklé polymerní pěnové materiály podle tohoto vynálezu i hydrofilní povahy. Tyto pěny musejí být dostatečně hydrofílní, aby dovolovaly pěně absorbovat vodné tělesné tekutiny v množstvích uvedených dále. Jak se o tom pojednává dále s ohledem na zvláště výhodné typy pěn a metod přípravy pěn, vnitřní povrchy pěnových materiálů zde uvedených mohou být učiněny hydrofilní pomocí zbytkových hydrofilizačních činidel, které se ponechají v pěnovém materiálu po polymeraci nebo pomocí metod následné úpravy pěny po polymeraci, které se dají použít k změně povrchové energie materiálu, který tvoří strukturu pěny.

Rozsah ve kterém jsou polymerní pěnové struktury podle tohoto vynálezu „hydrofilní“ se dá kvantifikovat pomocí „adhezního napětí“, vyvíjeného těmito pěnami ve styku s absorbovatelnou testovací kapalinou. Adhezní napětí je definováno vzorcem

AT = τ cos θ kde AT je adhezní napětí v jednotkách N/cm (dyn/cm); τ je povrchové napětí testovací kapaliny adsorbované pěnovým materiálem v jednotkách N/cm (dyn/cm); Θ je úhel styku ve stupních mezi povrchem polymerní pěny a vektorem, který je tečnou k testovací kapalině v bodě, kde testovací kapalina je ve styku s povrchem pěny.

Pro jakýkoliv daný hydrofilní pěnový materiál může být adhezní napětí vytvářené pěnou stanovováno experimentálně s použitím postupu, kde zvýšení hmotnosti testovací kapaliny, tj. syntetické moči, je měřeno pro vzorek pěny o známých rozměrech a specifickém povrchu po nasávání kapilárami. Tento postup je popsán podrobněji v níže uvedené části nazvané Testovací metody. Pěny, které jsou použitelné jako absorbenty v tomto vynálezu jsou obecně takové, které byly učiněny hydrofilními v rozsahu, že vykazují adhezní napětí od 0,00015 do 0,00065 N/cm (15 do 65 dyn/cm), s výhodou od 0,00020 do 0,00065 N/cm (20 do 65 dyn/cm), jak je to stanoveno kapilárním sáním syntetické moče, mající povrchové napětí 0,00065 ± 0,00005 N/cm (65 ± 5 dyn/cm).

Kromě toho, že jsou „s otevřenými buňkami“ a „hydrofilní“, mají polymerní pěnové materiály, používané v tomto vynálezu, specifickou sadu strukturálních a mechanických vlastností, rysů a nebo parametrů. Je třeba chápat, že tyto pěnové materiály mohou mít různé vlastnosti, rysy a nebo parametry v různé době před stykem mezi pěnou a vodnou tělesnou tekutinou, která má být absorbována. Například během své výroby, přepravy skladování, atd. pěny podle tohoto vynálezu mohou mít hodnoty hustoty a nebo velikosti buněk mimo rozsahy zde dále stanovené pro tyto parametry. Tyto pěny ale nicméně přesto jsou v rámci tohoto vynálezu, jestliže později projdou

-9CZ 291855 B6 fyzikálními nebo rheologickými změnami tak, že mají požadované vlastnosti, dále uvedené pro tyto vlastnosti, rysy a nebo parametry přinejmenším v jednom okamžiku před a nebo během styku s vodnou tělesnou tekutinou, která se má absorbovat.

Vlastnosti, rysy a nebo parametry polymemích pěnových materiálů podle tohoto vynálezu jsou poněkud propojeny a navzájem závislé, ale dají se v zásadě kategorizovat následovně: (I) ty, které jsou zvláště relevantní pro jejich splasklý stav, (II) ty, které jsou zvláště relevantní pro jejich expandovaný stav, (III) ty, které jsou stejně relevantní jak pro jejich splasklý, tak i pro jejich expandovaný stav a (IV) ty, které jsou zvláště relevantní pro jejich absorpční schopnost, pokud jsou ve styku s vodnými tělesnými tekutinami.

I. Ve splasklém stavu:

Splasklé polymemí pěnové materiály podle tohoto vynálezu se obvykle získávají polymerací emulze typu HIPE tak, jak je to popsáno dále. Jsou to emulze vody v oleji, mající relativně malé množství olejové fáze a relativně větší množství vodní fáze. Podle toho po polymeraci obsahuje výsledná pěna podstatné množství vody. Tato voda se dá vytlačit z pěny stlačením a nebo se dá snížit tepelným vysušením, například ohřevem v sušárně nebo pomocí odvodnění za vakua. Po stlačení a nebo tepelném sušení, či vakuovém odvodnění, je pěnový materiál v splasklém nebo neexpandovaném stavu.

Buněčný materiál representativní splasklé pěny typu HIPE, ze které byla vytlačena voda stlačením, je ukázán na mikrofotografii, která byla zařazena jako obrázek 1. Jak je patrné z obrázku 1, buněčná struktura pěny je narušená, zejména ve srovnání se strukturou pěny typu HIPE, která je znázorněna na obrázku 2. (Pěnový materiál, ukázaný na obrázku 2, je v expandovaném stavu). Jak je rovněž vidět z obrázku 1. mezery nebo póry (tmavé oblasti) ve struktuře pěny byly zploštěny nebo protaženy. Není nebo je minimální kontakt mezi sousedními vzpěrami pěnového materiálu.

Po stlačení a nebo tepelném sušení nebo vakuovém odvodnění je možný splasklý polymemí pěnový materiál potenciálně znovu expandovat, zejména když se navlhčí vodnými tělesnými tekutinami, (Viz obr. 2, který ukazuje strukturu typické pěny typu HIPE podle tohoto vynálezu v expandovaném stavu). Je překvapující, že polymerací pěnové materiály podle tohoto vynálezu zůstanou po značnou dobu v tomto splasklém nebo neexpandovaném stavu, tj. až nejméně 1 rok. Schopnost polymemích pěnových materiálů podle tohoto vynálezu zůstat v tomto splasklém, neexpandovaném stavu se přisuzuje kapilárním silám a zejména kapilárním tlakům, vyvíjením v struktuře pěny. Termín „kapilární tlak“ tak, jak se zde používá, se týká tlakového rozdílu na rozhraní kapalina/vzduch díky zakřivení menisku v úzkých prostorách pórů v pěně. [Viz Chatterjee, „Absorbency“, Textilie Science and Technology, Vol. 7, 1985, str. 36] Pro vlhčící kapaliny je to v zásadě pokles tlaku ve srovnání s atmosférickým.

Po stlačení a nebo tepelném vysušení, či vakuovém odvodnění má polymemí pěnový materiál podle tohoto vynálezu zbytkový obsah vody, který zahrnuje jak vodu zhydratace, spojené s hydroskopickou, hydratovanou solí, do něho zabudované (jak bude popsáno dále), tak i volnou vodu absorbovanou v pěně. Je to právě tato zbytková voda (spojená s hydratovanou solí) o níž se předpokládá, že vytváří kapilární tlaky na výslednou splasklou pěnovou strukturu. Splasklé polymemí pěnové materiály podle tohoto vynálezu mohou mít zbytkový obsah vody nejméně asi 4 %, typický je od asi 4 do asi 30 % hmotnostních, z pěny při skladování za okolní teploty 22 °C (72 °F) a relativní vlhkosti 50 %. Zvláště vhodné zploštělé polymemí pěnové materiály podle tohoto vynálezu mají zbytkový obsah vody od asi 5 do asi 15 % hmotnostních pěny.

Ve splasklém stavu se kapilární tlaky vyvinuté v pěnové struktuře nejméně rovnají silám vyvozeným pružnou vratností nebo modulem stlačeného polymeru. Jinými slovy, kapilární tlak potřebný k udržení splasklého pěnového materiálu relativně tenkého je určován vyvážením síly, vyvozované stlačenou polymemí pěnou když se snaží „skočit zpět“. Tendence polymemí pěny

- 10CZ 291855 B6 vrátit se pružností do původního stavu se dá stanovit pomocí experimentů typu „napětí-zatížení“, kde je expandovaná pěna stlačena na asi 25 % svého původního rozměru (tloušťky) v expandovaném stavu a potom držena v tomto stlačeném stavu dokud se nenaměří rovnovážná hodnota napětí po stabilizaci. Alternativně a pro účely tohoto vynálezu se stanoví rovnovážná hodnota napětí po stabilizaci změření na polymerní pěně v jejím splasklém stavu, když je ve styku s vodnými kapalinami, např. vodou. Tato alternativní hodnota napětí po stabilizaci se potom uvádí jako „expanzní tlak“ pěny. Podrobný popis postupu pro stanovování expanzního tlaku pěn je stanoven v části nazvané Zkušební metody, uvedené dále.

Expanzní tlak pro polymerní pěny podle tohoto vynálezu je asi 30 kPa nebo méně a typicky je od 7 do asi 20 kPa, tj. expanzní tlak je v relativně úzkém rozsahu. Znamená to, že tendence k elastickému návratu u typických polymemích pěn je podle tohoto vynálezu relativně konstantní. Podle toho kapilární tlaky potřebné k získání splasklých, neexpandovaných, polymemích pěnových materiálů podle tohoto vynálezu také typicky spadají do konstantního rozsahu.

Teoreticky by mohlo být možné změřit přímo kapilární tlaky vyvinuté v pěnové struktuře splasklých polymemích pěn podle tohoto vynálezu. Například, jestliže se použije jako model představa, že se jedná o dutý válec, kapilární tlak (P) může být definován pomocí Laplaceovy rovnice:

2τ cos Θ p =----r_c kde τ je povrchové napětí kapaliny, Θ je úhel styku a r_c je rádius kapilární trubičky. Kvůli různým komplikujícím faktorům, včetně obtížného přidělení hodnoty pro r_c pro polymerní pěnu, však kapilární tlaky vyvinuté v pěnových strukturách podle tohoto vynálezu nejsou měřeny přímo. Namísto toho jsou kapilární tlaky vyvinuté v pěnové struktuře snadněji odhadnutelné přepsáním výše uvedené Laplaceovy rovnice do následujícího obecnějšího tvaru, který je aplikovatelný na jakoukoliv porézní strukturu (např. pěny):

S_cp

P =---------2τ cos θ

Φ kde S_c je specifická plocha pro kapilární sání pěnové struktury, p je hustota pěny, Φ je porosita pěny a τ cos Θ je adhesní napětí (AT) mezi kapalinou a pěnovou strukturou. Předpokládáme-li, že jeho hodnota je blízká 1 (což je typický případ, kdy je pěnová struktura v expandovaném stavu), potom kapilární tlaky vyvinuté v pěnové struktuře jsou v podstatě funkcí: (A) specifického povrchu pro kapilární sání; (B) hustoty pěny; a (C) adhezního napětí mezi kapalinou a pěnovou strukturou.

Pro konstantní hodnotu adhezního napětí bylo zjištěno, že specifický povrch na jednotku pěny je zvláště použitelný pro empirické definování pěnových struktur podle tohoto vynálezu, které zůstanou ve splasklém stavu. ISpecifický povrch na objem pěny“ tak, jak se zde používá, se týká specifického povrchu kapilárního sání pěnové struktury krát hustota pěny, tj. hodnoty S_cp ve výše uvedené obecné rovnici. Tato hodnota specifického povrchu na objem pěny se charakterizuje jako „empericiká“ v tom smyslu, že se odvozuje z (a) specifického povrchu pro kapilární sání, který se měří během vlhčení vysušené pěnové struktury a (b) hustoty struktury expandované pěnové struktury po navlhčení až do nasycení namísto přímého měření vysušené, splasklé pěnové struktury. I tak bylo zjištěno, že určité minimální hodnoty specifického povrchu na objem pěny jsou korelovatelné se schopností pěnové struktury zůstat v splasklém stavu. Jak bylo zjištěno empiricky, polymerní pěny podle tohoto vynálezu mající hodnoty specifického povrchu na jednotku objemu pěny nejméně asi 0,025 m²/cnť, s výhodou nejméně asi 0,05 nr/cm³, nejvýhodněji nejméně asi 0,07 m²/cm³, zůstávají ve splasklém stavu.

Specifický povrch pro kapilární sání, hustota pěny a složka povrchové napětí adhezního napětí kapaliny, jakož i jiné faktory relevantní pro kapilární tlak a nebo expanzní tlak polymemí pěny, jsou probírány podrobněji dále:

A) Specifický povrch pro kapilární sání:

Specifický povrch pro kapilární sání je obecně mírou povrchu přístupného pro zkušební kapalinu v polymemí síti, která tvoří konkrétní pěnu na jednotku hmotnosti bloku pěnového materiálu (polymemí strukturní materiál plus pevný zbytkový materiál). Specifický povrch pro kapilární sání je určován jak rozměry buněčných jednotek v pěně, tak i hustota polymeru. Specifický povrch pro kapilární sání je tak cestou jak kvantifikovat celkové množství pevného povrchu, poskytovaného pěnovou sítí v rozsahu, že takový povrch participuje na absorpční schopnosti.

Specifický povrch pro kapilární sání u pěnové struktury s otevřenými buňkami, jako jsou zde uvedené polymemí pěny, je klíčovým faktorem, který ovlivňuje kapilaritu (nebo kapilární sání) vyvolávané pěnou. Pěny s relativně vysokým specifickým povrchem pro kapilární sání a nízkou hustotou poskytují velmi žádoucí kombinaci vysoké kapacity a vysoké kapilarity. Vysoký specifický povrch je rovněž důsledek jemnosti vzpěr, které tvoří pěnovou strukturu. Bylo zjištěno, že kapilarita pěny musí být kontrolována a zvolena tak, aby pěnové materiály zde uvedené měly dostatečnou kapilaritu, aby poskytla přijatelnou retenci kapaliny a rychlost vzlínání kapaliny, která se objeví v pěnové struktuře, nastavení specifického povrchu pro kapilární sání, jakož i řízení hydrofilnosti povrchů pěnových polymerů, jsou tudíž prostředky jak zajistit požadovaný stupeň kapilarity pro absorpční pěny podle tohoto vynálezu.

Specifický povrch pro kapilární sání je zvláště relevantní pro to, zdali se vyvinou adekvátní kapilární tlaky v pěnové struktuře, aby ji udržely ve splasklém stavu dokud se nenavlhčí vodnými tělesnými tekutinami. S použitím obecné formy Laplaceovy rovnice, uvedené výše, je kapilární tlak vyvinutý v pěnové struktuře proporcionální k specifickému povrchu kapilárního sání. Předpokládáme-li, že jsou jiné faktory, jako hustota pěny a adhezní napětí kapaliny konstantní, znamená to, že tak, jak se zvýší (nebo sníží) specifický povrch pro kapilární sání v pěnové struktuře, zvýší (nebo sníží) se proporcionálně i kapilární tlak v pěnové struktuře.

Specifický povrch pro kapilární sání u pěny zde uvedené se dá ovlivnit a řídit seřízením různých parametrů složení a zpracování, které ovlivňují vytvářením pěny. Pro pěny na bázi HIPE emulze zahrnují parametry složení poměr vody k oleji v HIPE emulzi a typ a množství monomerů, emulgátorů a elektrolytů, využívaných v HIPE emulzi. Procesní parametry, ovlivňující specifický povrch pro kapilární sání zahrnují energii pro míchání a teplotu.

Pro účely tohoto vynálezu se stanovuje specifický povrch pro kapilární sání měření množství kapaliny s malým povrchovým napětím (např. ethanolu) nasátého kapilárami, zjištěný na vzorku pěny o známé hmotnosti a rozměrech. Podobný popis tohoto postupu pro stanovování specifického povrchu pěny metodou sání kapilárami je popsán v části nazvané Zkušební metody dále. Rovněž lze využít jakoukoliv rozumnou alternativní metodou pro stanovování specifického povrchu pro kapilární sání.

Splasklé absorpční polymemí pěny s otevřenými buňkami, které se dají použít v tomto vynálezu, jsou takové, které mají specifický povrch pro kapilární sání nejméně asi 0,3 m²/g. Zpravidla je specifický povrch pro kapilární sání v rozsahu od asi 0,7 do asi 8 m²/g, s výhodou od asi 1 do asi 7 m²/g, nej výhodněji od asi 1,5 do asi 6 m²/g. Pro objemy pórů, které budou definovány dále, budou mít hydrofilní pěny, mající takovýto specifický povrch pro kapilární sání, zvláště žádoucí rovnováhu mezi absorpční kapacitou, retenci kapaliny a vzlínáním kapaliny nebo distribuční parametry pro vodné tělesné tekutiny jako je moč. Navíc pěny mající takový specifický povrch

-12CZ 29185S B6 pro kapilární sání mohou vyvinout dostatečný kapilární tlak, aby udržel pěnu ve splasklém neexpandovaném stavu dokud není navlhčena těmito vodnými tělesnými tekutinami.

B) Hustota pěny:

Hustota pěny v gramech u pěny na cm³ objemu pěny ve vzduchu je zde specifikována na bázi suchého stavu. Množství absorbované vodné kapaliny, tj. zbytkových solí a kapaliny ponechané v pěně, například po polymeraci HIPE emulze, praní a nebo hydrofilizaci je ve výpočtu a vyjádření hustoty pěny zanedbáno. Hustota pěny tak, jak je zde specifikována, však nezahrnuje jiné zbytkové materiály, jako jsou emulgátory přítomné v polymerované pěně. Tyto zbytkové materiály mohou de facto přispívat významně hmotnostně k pěnovému materiálu.

Hustota pěnových materiálů zde uvedená, stejně jako specifický povrch pro kapilární sání mohou ovlivnit řadu funkčních a mechanických parametrů absorpčních pěn zde uvedených, patří k nim absorpční kapacita pro vodné tělesné tekutiny, rozsah a rychlost distribuce kapaliny v pěně a pružnost pěny a parametry ohybu při stlačení. Rovněž je důležité, že hustota pěnových absorpčních struktur zde uvedených může určovat nákladovou efektivitu těchto struktur. Nejdůležitější je, že hustota pěny může částečně určovat jaké kapilární tlaky jsou dostatečné ktomu, aby byla pěna udržena ve splasklém, neexpandovaném stavu po delší dobu až do navlhčení vodnými tělesnými tekutinami.

K měření hustoty pěny se dá použít jakákoliv vhodná gravimetrická metoda, která poskytne určení hmotnosti pevného pěnového materiálu na jednotku objemu pěnové struktury. Jednou z metod, které se dají využít pro stanovení hustoty je například gravimetrický postup podle ASTM, popsaný podrobněji dále v části nazvané Zkušební metody. Pro ty situace, kde mohou postupy přípravy vzorku pěny (sušení, stárnutí, předběžné ohýbání, atd.) nevratně změnit získaná měření hustoty, lze použít i alternativní testy pro stanovení hustoty. K těmto alternativním metodám například patří gravimetrická hustotní měření, používající zkušební kapalinu absorbovanou v pěnovém materiálu. Tento typ metody na stanovení hustoty se dá použít pro charakterizování pěn o velmi nízké hustotě, jako jsou pěny zde popsané, kde hustota za sucha je přibližně opakem objemu pórů pěny. [Viz Chatterjee, „Absorbency“, Textilie Science and Technology, Vol. 7, 1985, str. 41], Stejně jako u specifického povrchu pro kapilární sání, rozsahy pro hustotu pěny stanovené zde dále jsou uvažovány inklusivně, tj. je úmysl, že zahrnují hodnoty hustoty, které mohou být stanoveny jakoukoli rozumnou experimentální zkušební metodou.

Splasklé absorpční polymemí pěny podle tohoto vynálezu mají hustoty v suchém stavu v rozsahu od asi 0,05 do asi 0,4 g/cm³, s výhodou od asi 0,07 do asi 0,25 g/cm³ a nejvýhodněji od asi 0,1 do asi 0,2 g/cm. Hustota pěnových materiálů se dá seřídit tak, aby byla podle výše uvedených mezí, zejména řízením poměru vody k oleji u HIPE emulze.

C) Povrchové napětí kapaliny:

Jak bylo poznamenáno dříve, splasklé polymemí pěnové materiály podle tohoto vynálezu mají určitou úroveň zbytkové vody. V nepřítomnosti jiných činidel, modifikujících povrchové napětí, má čistá voda povrchové napětí asi 0,00073 N/cm (73 dynů/cm) při 22 °C. Tato zbytková voda zpravidla obsahuje jiné materiály, které buď zvyšují, nebo snižují povrchové napětí. Tyto materiály mohou být přítomny ve vodní fázi HIPE emulze, ze které se typicky dělají polymemí pěnové materiály podle tohoto vynálezu. Tyto materiály mohou být rovněž obsaženy ve zbytkové vodě jako výsledek kroků po polymeraci, tj. k hydrofilizaci povrchu pěny. Jeden z těchto materiálů, přítomných ve zbytkové vodě splasklé polymemí pěny je toxikologicky akceptovatelná hygroskopická, hydratovatelná sůl, zejména chlorid vápenatý. Kromě udržování zbytkové vody v pěnové struktuře a bránění jejímu odpaření tyto hydratovatelné soli mohou také zvyšovat povrchové napětí vody. Například pojmutím 1 % hmotnostního chloridu vápenatého se zvyšuje povrchové napětí vody na asi 0,00075 N/cm (75 dynů/cm) při 22 °C. Tyto hydratovatelné soli

- 13 CZ 291855 B6 jsou přítomny v pěnové struktuře v množství nejméně asi 0,1 % hmotnostního pěny a typicky v rozsahu od asi 0,1 do asi 8 %, s výhodou od asi 3 do asi 6 % hmotnostních pěny.

Další materiál, který je přítomen ve splasklých polymemích pěnových materiálech jsou určité v oleji rozpustné emulgátory. K. představitelům v oleji rozpustných emulgátorů, které mohou být přítomny v pěnových strukturách tohoto vynálezu, patří sorbitanlaurát (např. SPÁN 20), směsi sorbitanlaurátu se sorbitanpalmiátem (např. SPÁN 40), směsi sorbitanlaurátu s určitými polyglycerolovými estery mastných kyselin, které budou popsány dále, a sorbitanoleát (např. SPÁN 80). Tyto emulgátory jsou typicky zabudovány proto, aby byl povrch pěnové struktury hydrofilní. Složky v těchto emulgátorech, které jsou ve vodě více rozpustnější, však mohou být rozpouštěny ve zbytkové vodě, přítomné v pěnové struktuře a mohou ovlivnit její povrchové napětí, typicky tak, že ho sníží. Tyto emulgátory rozpustné voleji jsou přítomny v pěnové struktuře v množství nejméně asi 0,5 % hmotn. Pěny, a typicky v rozsahu od asi 0,5 do asi 20 %, s výhodou od asi 5 do asi 12 % hmotn. pěny.

D) Velikost buňky:

Alternativní prvek, který může být použit při definování preferovaných splasklých polymemích pěnových materiálů podle tohoto vynálezu, je velikost buněk. Buňky pěny a zejména buňky, které jsou vytvořeny polymerováním olejové fáze obsahující monomer, která obklopuje kapičky vodní fáze relativně bez monomeru, budou často v podstatě kulového tvaru. Velikost nebo „průměr“ takovýchto v podstatě kulovitých buněk je tudíž dalším běžně využívaným parametrem pro charakterizování pěn obecně, jakož i pro charakterizování určitých preferovaných struktur absorpční pěny podle tohoto vynálezu. Protože buňky v daném vzorku polymemí pěny nebudou nutně přibližně stejné velikosti, průměrná velikost buňky, tj. průměrný průměr buňky bude často uváděn.

Jako u hustoty pěny a specifického povrchu pro kapilární sání je velikost buněk parametr pěny, který může mít rovněž dopad na řadu důležitých mechanických a funkčních vlastností absorpčního pěnového materiálu podle tohoto vynálezu. Protože velikost buněk přispívá k specifickému povrchu pro kapilární sání, který spolu s hydrofilností pěny určuje kapilaritu pěny, velikost buněk je parametr struktury pěny, který může přímo ovlivňovat vlastnosti spojené s vnitřním vzlínáním tekutiny u těchto pěnových absorbentů, jakož i kapilární tlak, který se vyvine ve struktuře pěny.

K stanovení průměrné velikosti buněk pěny existuje řada metod. Tyto metody zahrnují metody rtuťové porozimetrie, které jsou v tomto oboru velmi známé. Nejužitečnější metoda pro stanovování velikosti buněk pěny je ale jednoduché měření, založené na skenování elektronové mikrofotografie vzorku pěny.Obrázek 2 například ukazuje typickou strukturu HIPE pěny podle tohoto vynálezu v expandovaném stavu. N tuto mikrofotografii se umístí stupnice představující rozměr 20 mikrometrů. Tato stupnice se dá použít k stanovení průměrné velikosti buňky pomocí metody analýzy obrázku. Analýza obrázků vzorků pěny na mikrofotografii je de facto běžně používaný analytický nástroj, který se dá použít k stanovení průměrné velikosti buňky pěnových struktur zde uvedených. Tato metoda je popsána podrobněji v patentovém spisu US 4 788 225.

Měření velikosti buňky zde uvedená jsou založena na číselném průměru velikosti buňky pěny v expandovaném stavu, tj. jak je to patrné na obr. 2. Pěny použitelné jako absorbenty pro vodné tělové tekutiny v souladu s tímto vynálezem budou mít s výhodou číselný průměr velikosti buňky asi 50 pm nebo méně a typicky jsou v rozsahu od asi 5 do asi 50 pm. Výhodněji bude číselný průměr velikosti buněk v rozsahu od asi 5 do asi 40 pm, nejvýhodněji pak od asi 5 do cca 35 pm.

Velikost nebo průměr buněk v pěnách zde uvedených může být ovlivněn a řízen měněním stejného typu parametrů ve složení pěny a v zapracování, které ovlivňují specifický povrch pro kapilární sání a hustotu pěny. U preferovaných pěn na bázi HIPE procesu k nim patří primárně ty faktory, které určují velikost kapiček vodní fáze v prekurzorů emulzí HIPE polymemích

- 14CZ 291855 B6 pěnových struktur. Velikost buněk se tedy může měnit nastavením vstupní energie během míšení a typem a množstvím emulgátoru, použitého k vytváření HIPE emulze.

E) Plastifikační účinky:

Emulgátory rozpustné v oleji, přítomné ve splasklé pěnové struktuře, mohou ovlivňovat samotný modul polymeru, tj. působit jako plastifikátor. Tyto plastifikační účinky mohou být buď výsledkem zabudování emulgátoru během vytváření HIPE emulze, nebo způsobené po polymeraci hydrofilizační úpravou. Plastifikace emulgátory má obvykle tendenci snižovat modul polymeru, a tudíž snižovat expanzní tlak pěnové struktury. Znamená to, že kapilární tlak požadovaný pro stabilní splasklé struktury může být poněkud snížen. Plastifikace v přílišné míře však může být také nežádoucí. Například polymemí pěnová struktura může být plastifikována v rozsahu, že je pěna zeslabena a nemá schopnost odolávat stlačení podle parametrů zde dále uvedených.

II. V expandovaném stavu:

A) Hustota po nasycení syntetickou močí:

Zvláště důležitou vlastností absorpčních pěn podle tohoto vynálezu v expandovaném stavu je jejich hustota po nasycení vodnými tělesnými tekutinami, v relaci k hustotě suchého základu absorpční pěny v splasklém stavu. Hustota expandované pěny po nasycení vodnými tělovými kapalinami ve vztahu k hustotě suchého základu v splasklém (stlačeném) stavu poskytuje měřítko relativní tloušťky pěny v expandovaném stavu. Poskytuje to zvláště relevantní měřítko toho, jak je pěna tenká když je expandovaná a když je nasycená vodnými tělesnými tekutinami.

Pro účely tohoto vynálezu se měří hustota absorpčních pěn v expandovaném stavu když je nasycena při 31,1 ⁹C (88 °F) na volnou absorpční kapacitu syntetickou močí, mající povrchové napětí 0,00065 ± 0,00005 N/cm (65 ± 5 dynů/cm). Hustota pěny v expandovaném stavu při nasycení syntetickou močí se dá měřit postupem popsaným podrobněji v části nazvané Zkušební metody. Hustota pěny měřená v expandovaném nasyceném stavu je potom vztažena jako procento k hustotě suchého základu pěny ve splasklém stavu. Pro účely tohoto vynálezu hustota pěny v expandovaném stavu po nasycení na volnou absorpční kapacitu syntetickou močí může být v rozsahu od asi 10 do asi 50 % hustoty za sucha ve splasklém stavu a je s výhodou v rozsahu od asi 10 do cca 30 %, nejvýhodněji od asi 15 do asi 25 %.

B) Objem pórů:

Objem pórů je měřítkem otvorů nebo buněk v porézní pěnové struktuře na jednotku hmoty pevného materiálu (polymemí struktura plus jakékoliv zbylé pevné látky), které tvoří strukturu pěny. Objem pórů může být důležitý při ovlivňování řady funkčních a mechanických vlastností těchto absorpčních pěn zde uvedených, zejména v jejich expandovaném stavu. Tyto funkční a mechanické parametry zahrnují absorpční kapacitu pěn pro vodné tělesné tekutiny, pružnost pěny a parametr průhybu pěny za stlačení.

Objem pórů se dá stanovit jakoukoliv vhodnou experimentální metodou, která podá přesnou indikaci skutečného objemu pórů struktury. Tyto experimentální metody budou obecně zahrnovat měření objemu a nebo hmotnosti testovací kapaliny, která může být vpravena do pěnové struktury, a která tedy představuje objem zabraný otevřenými buňkami pěny. Z tohoto důvodu může být parametr objemu pórů pěn zde uváděných nazýván „disponibilní objem pórů“.

Jednou z konvenčních cest jak stanovovat disponibilní objem pórů experimentálně je zavedení kapaliny s nízkým povrchovým napětím, která nenabobtnává polymer, jako je 2-propanol do struktury pěny. Postup stanovování disponibilního objemu pórů, s použitím 2-propanolu je

- 15 CZ 291855 B6 popsán dále v části nazvané Zkušební metody. Je ale třeba chápat, že pro stanovení dostupného objemu pórů lze rovněž použít alternativní zkušební kapaliny a postupy.

Objem pórů absorpčních pěn zde používaných může být ovlivněn a řízen nastavením řady parametrů ve složení a zpracování pěn. Například u preferovaných pěn na bázi HIPE emulzí může být tento objem pórů ovlivněn poměrem vody koleji v HIPE emulzi, typem a množstvím použitého elektrolytu vodní fáze, typem a použitým množstvím emulgátoru do olejové fáze, popolymeračními kroky, které ovlivňují praní a nebo ztenčení pěny a stupeň regenerace polymemí pěnové struktury po těchto krocích.

Pěnové materiály podle tohoto vynálezu budou mít obecně objem pórů od asi 12 do asi 100 ml/g, s výhodou od asi 20 do asi 70 ml/g a nejvýhodněji od asi 25 do asi 50 ml/g. Tyto rozsahy pro objem pórů znamenají „včetně“ definice teoretického objemu pórů pro pěny zahrnované do tohoto vynálezu. Jestliže tedy dává jakákoliv experimentální metoda, která se dá rozumně považovat za metodu dávající měření blížící se teoretickému objemu pórů, hodnoty v rámci výše uvedených rozsahů, potom pěnové materiály testované touto metodou jsou v rámci rozsahu tohoto vynálezu.

C) Odolnost proti průhybu za tlaku:

Důležitou mechanickou vlastností polymemích pěn podle tohoto vynálezu je pevnost absorpční pěny ve stavu expandovaném jak je to dáno její odolností vůči průhybu za tlaku. Odolnost vůči průhybu za tlaku u těchto pěn je funkcí modulu pružnosti polymeru a hustoty sítě pěny. Modul pružnosti polymeru je naproti tomu určován a) složením polymeru; b) rozsahem, ve kterém je polymemí pěna plastifikována zbytkovým materiálem, tj. emulgátory, ponechanými v pěnové struktuře po zpracování a c) podmínkami za kterých byla pěna polymerována. Aby byly absorpční pěnové materiály použitelné jako absorpční struktury v absorpčních výrobcích jako jsou plenky, musí být materiály podle tohoto vynálezu vhodně odolné vůči deformaci nebo stlačení silami, se kterými přijde tento materiál do styku když je použit na absorpci a retenci kapalin. Pěny, které nemají dostatečnou pevnost pěny v podmínkách odolnosti vůči průhybu za tlaku, mohou být schopny pojmout a uložit v sobě přijatelná množství tělesné kapaliny za podmínek bez zatížení, ale velmi snadno tuto kapalinu uvolňují při stlačení, způsobovaném pohyby a aktivitou toho, kdo nosí absorbující výrobky, které tuto pěnu obsahují.

Odolnost vůči průhybu za tlaku, kterou mají polymemí pěny podle tohoto vynálezu, se dá kvantifikovat stanovováním velikosti napětí, vytvořeného ve vzorku nasyceného pěnového materiálu, který je udržován pod určitým tlakem zvenčí po určitou specifikovanou dobu. Pro účely tohoto vynálezu se takováto měření dají provádět na vzorku pěny standardní velikosti (válečky, které jsou tlusté 0,25 cm a mají kruhový průřez o velikosti 6,5 cm). Tyto vzorky jsou nasyceny syntetickou moči mající povrchové napětí 0,00065 ± 0,00005 N/cm (65 ± 5 dynů/cm) a jsou potom podrobeny tlaku zvenčí 5,1 kPa po dobu 15 minut za teploty 31,1 °C (88 °F). Velikost napětí, vytvořeného při tomto testování je uváděna jako procento tloušťky nasyceného a zcela expandovaného vzorku, které představuje tloušťku stlačeného vzorku. Metoda provádění tohoto konkrétního typu testu pro kvantifikování odolnosti vůči ohybu za tlaku je uvedena dále podrobněji v části Zkušební metody.

Absorpční pěny, zde používané jsou takové, které mají odolnost proti průhybu při stlačení takovou, že tlak zvenčí 5,1 kPa vytvoří napětí od asi 2 do asi 80 % stlačení pěnové struktury, když byla nasycena na volnou absorpční kapacitu syntetickou močí, mající povrchové napětí 0,00065 ± 0,00005 N/cm (65 ± 5 dynů/cm). Napětí vytvořené za těchto podmínek bude s výhodou v rozsahu od asi 5 do asi 40 %, nejvýhodněji od asi 5 do asi 25 %. Pro preferované pěny typu HIPE podle tohoto vynálezu se dá odolnost vůči průhybu za tlaku nastavit na hodnotu napětí ve výše uvedených hranicích náležitou volbou typu monomeru, komonomeru a síťovacího činidla a koncentrací v kombinaci s volbou příslušné emulze a podmínek emulzní polymerace a metod. Tyto preferované pěny mohou být vytvořeny z materiálů s moduly pružnosti dostatečně velkými,

-16CZ 291855 B6 aby dávaly náležitou odolnost vůči průhybu za tlaku i když tyto pěny mají nízkou hustotu a velmi jemné vzpěry.

D) Vratnost průhybu za tlaku:

Vratnost průhybu za tlaku se týká tendence nebo sklonu kusu pěnového materiálu vracet se do svých původních rozměrů poté, co byl deformován nebo stlačen silou během výroby, skladování nebo používání. Pro účely tohoto vynálezu je vratnost průhybu za tlaku preferovaných absorpčních pěn stanovována na pěnách, které jsou v expandovaném stavu a obsahují absorbovanou tělesnou tekutinu. Vratnost průhybu za tlaku se měří na expandovaných pěnách, které jsou nasyceny syntetickou močí.

Vhodný postup pro stanovování vratnosti průhybu za tlaku je stanoven v části nazvané Zkušební metody dále. Tento postup obecné zahrnuje stlačení a uvolnění vzorku pěny standardní velikosti, který byl saturován na volnou absorpční kapacitu syntetickou močí. Vzorky se udržují pod 50 % stlačením po danou dobu a potom se stlačení uvolní. Míra ve které se vzorek vrátí na původní tloušťku v přítomnosti volné kapaliny za dobu jedné minuty po uvolnění stlačování, je brána jako měřítko vratnosti průhybu za tlaku (objemová pružnost) vzorku.

Preferované absorpční pěny podle tohoto vynálezu budou obecně vykazovat vratnost nejméně 75 % expandované tloušťky po jedné minutě, nechají-li se zvlhnout. Ještě výhodnější je, když takový materiál má vratnost průhybu za tlaku nejméně 80 %, je-li vlhký.

III. Ve splasklém i expandovaném stavu

A) Pružnost:

Absorpční pěny dle tohoto vynálezu by měly být náležitě pružné, aby se daly využít v absorbujících produktech, které budou sledovat tvar těla toho kdo je nosí. Zde uváděná charakteristika absorpčních pěn jako pružných tudíž znamená, že tyto pěny mohou být deformovány nebo ohýbány v rozsahu potřebném pro použití v takových absorpčních výrobcích bez podstatného poškození jejich strukturální integrity nebo podstatné ztráty jejich absorpčních vlastností.

Preferované absorpční pěny podle tohoto vynálezu by měly být také dostatečně pružné, aby odolávaly kompresním nebo deformačním silám, které se vyskytují během přípravy, zpracování, balení, dopravě a skladování absorpčních výrobků, obsahujících tyto materiály. Plenky najedno použití například jsou obecně baleny a značeny ve složeném stavu, přičemž jádro plenky je složeno jak podélně, tak i příčně. Plenky najedno použití jsou rovněž obecně prodávány jako balíky naskládaných plenek, přičemž plenky jsou vnějším obalem stlačovány. Proto kompresní a deformační síly, kterým zde mohou být vystaveny pěnové absorbenty během zpracování a prodeje, mohou být dokonce větší než síly, které na ně působí když jsou tyto pěnové materiály používány.

Vzhledem k povaze zacházení a absorpčními pěnami bude mít preferovaný absorpční pěnový materiál podle tohoto vynálezu pružností parametry, které mohou být kvantifikovány tak, že se vztáhnou kjejich schopnosti odolávat ohybu bez vzniku podstatného poškození strukturální integrity. V části nazvané Zkušební metody dále je popsán postup měření pružnosti absorpčních pěn zde uvedených určováním toho, zdali a kolikrát se dá ohnout vzorek pěny dané specifikované velikosti kolem válcového trnu specifikovanou rychlostí bez zlomení. Preferované pěny podle tohoto vynálezu jsou ty, které jsou dostatečně pružné, takže tam, kde se použijí jako absorbenty tělesných tekutin, může být nasycený pěnový materiál podroben při 31,1 °C (88 °F) tomuto testu na ohyb bez zlomení, tj. mají hodnotu při ohybu nejméně 1 cyklus.Výhodnější je, když preferované formy mohou být ohnuty nejméně třikrát bez zlomení, podrobí-li se tomuto zkušebnímu postupu.

- 17CZ 291855 B6

B) Integrita pěny a měkkost:

I když to není zcela zásadní pro realizaci funkčních nebo použitelných absorpčních struktur, absorpční pěny podle tohoto vynálezu budou s výhodou mít další mechanické vlastnosti, a to strukturální integritu při použití a měkkost (nedráždivost) při dotyku. Například pěnové materiály, které budou využity v absorpčních výrobcích jako jsou dětské plenky, budou často podrobeny jak dynamickým, tak i statickým silám, které vznikají když osoba, která je nosí chodí, běhá, plazí se nebo skáče. Tyto síly mají nejen tendenci stlačovat absorpční pěnu a vytlačovat zní absorbovanou kapalinu, ale tyto síly mají rovněž tendenci trhat nebo jinak drobit pěnu na fragmenty. Je zřejmé, že by bylo výhodné pro pěnové struktury, které se mají používat tímto způsobem, aby měly dostatečnou strukturální integritu k minimalizaci trhání či fragmentace pěny za používání.

Absorpční pěny podle tohoto vy nálezu se dají rovněž používat v absorpčních výrobcích tak, jak je to podrobněji popsáno dále, v uspořádání, kde může být povrch pěnového materiálu velmi blízko nebo dokonce ve skutečném styku s pokožkou toho, kdo je nosí. Proto by bylo velmi žádoucí pro povrch absorpčních pěn, aby byly přijatelně měkké a nedráždily při dotyku.

IV. Manipulace s kapalinou a absorpční charakteristiky:

Absorpční pěny z vhodných polymemích materiálů a se strukturálními parametry a mechanickými vlastnostmi tak, jak je to výše popsáno, budou obecně vykazovat zejména žádoucí a užitečnou manipulaci s tělesnými kapalinami a mít absorpční parametry. Tato manipulace s kapalinami a parametry absorbence jsou zase naopak atributy preferovaných pěnových materiálů zde uvedených, které dodávají těmto pěnám zejména to, že jsou vhodné pro použití jako absorpční struktury v absorpčních výrobcích zkonstruovaných ktomu, aby nasály a podržely si tělesné tekutiny.

Manipulace s tekutinou a absorpční charakteristiky, které se nejvíce týkají realizace vhodných absorpčních pěn, jsou následující: A) volná absorpční kapacita pěny; B) rychlost vertikálního vzlínání tekutiny skrz pěnovou strukturu; C) absorpční kapacita pěny při specifických referenčních vzlínacích výškách; a D) schopnost absorpčních pěnových struktur odsávat (oddělovat) tekutinu z jiných konkurenčních absorpčních struktur, se kterými může být pěna v kontaktu. Každá z těchto charakteristik je popsána podrobněji níže:

A) Volná absorpční kapacita

Volná absorpční kapacita je celkové množství testovací kapaliny (syntetické moči) které bude daný vzorek pěny absorbovat do své buněčné struktury na jednotku hmotnosti pevného materiálu ve vzorku. Tato měření volné absorpční kapacity jsou pro účely zde vypočtené v rovnováze, tj. poté, co byl vzorek pěny ponechán aby nasál a uchovával všechnu kapalinu, mohou trvat takovou dobu, která je nutná k vytvoření zcela saturovaného vzorku pěny s testovací kapalinou. Pěnové materiály, které jsou zvláště užitečné jako absorpční struktury v absorpčních výrobcích jako jsou plenky přinejmenším vyhoví minimální volné absorpční kapacitě.

Použitím postupu popsaného podrobněji níže v části nazvané Zkušební metody je možno stanovit volnou absorpční kapacitu pro každý vzorek pěny gravimetrickou analytickou metodou. V takové metodě se umístí vzorek pěny o specifické známé velikosti a hmotnosti do mísy s testovací kapalinou (syntetická moč) a ta se nechá do ní absorbovat až do rovnovážného stavu. Po vyjmutí nasyceného vzorku z kapaliny se vypočte množství zadržované kapaliny na gram pěny, tj. změří se volná kapacita. Aby byly absorpční pěny podle tohoto vynálezu zvláště vhodné do absorpčních výrobků pro absorbování moče, měly by mít volnou kapacitu nejméně asi 12 a s výhodou nejméně asi 20 ml syntetické moči na gram suchého pěnového materiálu.

-18CZ 291855 B6

B) Vertikální vzlínavost:

Další atribut pro manipulaci s kapalinami je u zde používaných absorpčních pěn jejich schopnost rychle přesunout nebo „nechat vzlínat“ přijatelné množství tělesných tekutin skrz pěnové struktury. Vertikální vzlínavost, tj. sání kapaliny ve směru opačném než je gravitační síla, je zvláštní žádoucí funkce zde uváděných absorpčních pěnových materiálů. Je tomu tak proto, že tyto materiály budou často použity v absorpčních výrobcích způsobem, že kapalina, která se má absorbovat musí být přesunuta ve výrobku z relativně nižší polohy do relativně vyšší polohy v rámci jádra ve výrobku.

Vertikální vzlínavost je ve vztahu k velikosti kapilární sací síly, která posunuje kapalinu skrz pěnu a udržuje ji v pěnové struktuře. Parametry charakterizující pěnu, které se vztahují k sklonu k vertikálnímu vzlínání jsou tedy známkou toho, jak dobře budou fungovat preferované pěny zde uvedené jako absorpční materiály v absorpčních výrobcích.

Pro pěnové absorbenty podle tohoto vynálezu se dá schopnost vzlínat kapalinu kvantifikovat uvedením výsledku jak testu vertikální rychlosti vzlínání, tak i testu vertikální vzlínací kapacity absorbentu.

1) Vertikální rychlost vzlínání:

Test vertikální rychlosti vzlínání měří dobu potřebnou pro vzlínání zbavené zkušební kapaliny (tj. syntetické moči) ze zásobníku pro nasání na vertikální vzdálenost 5 cm přes zkušební proužek pěny o specifické velikosti když se test provádí při 37 °C. Tato vertikální rychlost vzlínání je popsána podrobněji dále v části zkušební metody. Aby byly pěnové absorbenty zvláště užitečné v absorpčních výrobcích pro absorbování moči, budou mít pěnové absorbenty podle tohoto vynálezu s výhodou vertikální rychlost vzlínání na vzdálenost 5 cm ne větší než asi 30 minut při vzlínání syntetické moči 0,00065 ± 0,00005 N/cm (65 ± 5 dynů/cm). Výhodnější je, že budou mít preferované pěnové absorbenty podle tohoto vynálezu vertikální rychlost vzlínání na vzdálenost 5 cm ne více než asi 5 minut při vzlínání syntetické moči.

2) Absorpční kapacita při vertikálním vzlínání

Test absorpční kapacity při vertikálním vzlínání se provádí ve spojitosti s testem vertikální rychlosti vzlínání. Absorpční kapacita při vertikálním vzlínání měří množství zkušební kapaliny na gram absorpční pěny, které vyvzlíná do každé 2,54 cm velké (jednopalcové) části vertikálního řezu vzorku pěny o stejném standardním rozměru, který se používá v testu rychlosti vertikálního vzlínání. Takové stanovování se obecně provádí poté, co zkušební kapalina vzlíná do vzorku vertikálně až do rovnováhy (tj. asi 18 hodin). Stejně jako test rychlosti vertikálního vzlínání je i test absorpční kapacity při vertikálním vzlínání popsán podrobněji dále v části nazvané Zkušební metody.

Aby byly absorpční pěny zvláště užitečné v absorpčních výrobcích pro absorbování moči, preferované absorpční pěny podle tohoto vynálezu budou mít obecně absorpční kapacitu při vertikálním vzlínání takovou, že při vertikální výšce vzlínání 11,4 cm (4,5 palců) se do zkušebního pásku pěny nasaje vzlínáním asi 50 %, nejvýhodněji asi 75 % jeho volné absorpční kapacity.

C) Rozdělování:

Zde popisované absorpční pěnové struktury se budou často používat v absorpčních výrobcích spolu s jinými typy absorpčních materiálů, které mohou také participovat na přijímání, distribuci a nebo ukládání vypuštěných tělesných tekutin. V této souvislosti, kdy pěnové struktury zde uvedené mají sloužit primárně jako složka pro uchování a redistribuci v absorpčním výrobku, je

- 19CZ 291855 B6 žádoucí pro tyto pěny, aby měly vlastnost, že odsávají do své struktury tekutiny zjiných absorpčních složek, které rovněž absorbují tyto tekutiny. Tato vlastnost odsávat tekutinu zjiných složek absorpčního výrobku je známa v oboru jako „rozdělování“. Pojem rozdělování a určité postupy pro určování toho, jak dobře rozdělování probíhá, jsou popsány například v patentovém spisu US 4 610 678. Když se zkouší jak funguje rozdělování s použitím postupů podobných postupům, popsaným v patentovém spisu US 4 610 678, absorpční pěnová struktura podle tohoto vynálezu vykazuje zvláště výhodné parametry pro rozdělování tekutiny.

V. Příprava splasklých polymemích pěnových materiálů:

Jak bylo uvedeno drive, splasklé polymemí pěnové materiály podle tohoto vynálezu se dají připravit polymeraci určitých emulzí vody v oleji, mající relativně vysoký poměr vodní fáze k olejové fázi. Emulze tohoto typu, které mají tyto relativně vy soké poměry vodní fáze k olejové fázi, jsou běžně známy v oboru jako emulze s velkou vnitřní fází (HIPE nebo HIPE emulze). Polymemí pěnové materiály, které vyplývají z polymerace těchto emulzí, jsou zde uváděny jako „HIPE pěny“.

Chemická povaha, úprava a morfologie polymemího materiálu, která tvoří pěnové struktury typu HIPE zde uvedené je určena jak typem a koncentrací monomerů, komonomerů a síťovacích činidel, využívaných v emulzích HIPE, tak i použitými podmínkami pro tvorbu emulze a polymeraci. Bez ohledu na to, jaká může být konkrétní úprava monomerů, molekulární hmotnost nebo morfologie polymemího materiálu, výsledné polymemí pěny budou obecně mít viskoelastickou povahu, tj. pěnové struktury budou mít jak viskózní, tj. kapalinové vlastnosti, tak i elastické, tj. pružné vlastnosti. Rovněž je důležité, aby polymemí materiál, který tvoří strukturu buněčné pěny, měl fyzikální, Theologické a morfologické vlastnosti, které za podmínek použití dodávají vhodnou pružnost, odolnost proti průhybu při stlačení a rozměrovou stabilitu, potřebnou pro absorpční pěnový materiál. Relativní množství vodní a olejové fáze, používané k vytvoření HIPE emulzí, jsou mezi mnoha jinými parametry důležité při stanovení strukturních, mechanických a funkčních vlastností výsledných polymemích pěn. Zejména poměr vody k oleji v emulzi, která tvoří pěnu, může ovlivnit hustotu pěny, velikost buněk a specifický povrch pro kapilární sání u pěny a rozměry vzpěr, které tvoří pěnu. Emulze, používané k přípravě pěn HIPE u tohoto vynálezu budou mít obecné poměry vodní fáze k olejové fázi v rozsahu od asi 12:1 do asi 100:1, s výhodou od asi 20:1 do asi 70:1, nejvýhodněji od asi 25:1 do asi 50:1.

A. Složky olejové fáze:

Kontinuální olejová fáze HIPE emulze zahrnuje monomery, které jsou zpolymerovány tak, aby vytvořily pevnou pěnovou strukturu. Tato monomemí složka zahrnuje „sklovitý“ monomer, „kaučukovitý“ komonomer a síťovací činidlo. Volba konkrétních typů a množství monofunkčních monomerů a komonomerů a polyfunkčních síťovacích činidel může být důležitá k realizaci absorpčních HIPE pěn, majících požadovanou kombinaci strukturních, mechanických a s manipulací s kapalinami souvisejících vlastností, které umožňují, aby tyto materiály byly vhodné pro tento vynález.

Monomemí složka použitá v olejové fázi emulzi HIPE zahrnuje jeden nebo více monofunkčních monomerů, které mají tendenci dodávat sklovité vlastnosti výsledné polymemí pěnové struktuře. Tyto monomery se označují jako „sklovité“ monomery a jsou pro účely tohoto vynálezu definovány jako monomemí materiály, které vytvářejí vysokomolekulámí homopolymery (s molekulovou hmotností větší než 6000), mající teplotu skleného přechodu T_g větší než asi 40 °C. Tyto typy monofunkčních sklovitých monomerů zahrnují monomery na bázi methakrylátu (např. methylmethakrylát a monomery na bázi styrenu (např. styren). Preferovaný monofunkční monomer sklovitého typu je monomer na bázi styrenu, přičemž vlastní styren je nejvhodnější monomer tohoto typu. Substituované, např. monosubstituované styreny, jako je p-methylenstyren se dají rovněž využít. Monofunkční sklovitý monomer bude normálně zahrnovat asi 5 až

-20CZ 291855 B6 asi 40 °C, s výhodou asi 10 až asi 30 %, ještě výhodněji asi 15 až asi 25 %, nejvýhodněji asi 20 % hmotnostních monomemí složky.

Monomemí složka rovněž zahrnuje jeden nebo několik monofunkčních komonomerů, které mají tendenci dodat výsledné polymemí pěně kaučukovité vlastnosti. Tyto komonomery se uvádějí jako „kaučukovité“ komonomery a jsou pro účely tohoto vynálezu definovány jako monomemí materiály, které mohou vytvářet vysokomolekulámí homopolymery (molekulová hmotnost vyšší než 10 000), které mají teplotu skelného přechodu T_g asi 40 °C nebo nižší. Monofunkční kaučukovité komonomery tohoto typu zahrnují například alkylakryláty Ce až C₎₂, alkylmethakryláty C₆ až C₎₄ a kombinace těchto komonomerů. Z těchto komonomerů jsou nejvýhodnější n-butylakrylát a 2-ethylhexylakry lát. Monofunkční kaučukovitý komonomer bude obecně zahrnovat asi 30 až asi 80 %, s výhodou asi 50 až 70 %, nejvýhodněji asi 55 až 65 % hmotnostních monomemí složky.

Protože polymemí řetězce vytvořené ze sklovitého monomeru nebo monomerů a kaučukovitého komonomerů nebo komonomerů mají být zesilovány, obsahuje monomemí složka také polyfunkční síťovací činidlo. Jako u monofunkčních monomerů a komonomerů, volba konkrétního typu a množství síťovacího činidla je velmi důležitá pro eventuelní realizaci polymemích pěn majících požadovanou kombinaci strukturálních a mechanických vlastností a schopností spojených s manipulací s kapalinami.

V závislosti na typu a množství využitých monofunkčních monomerů a komonomerů, a dále v závislosti na požadovaných parametrech výsledných polymemích pěn, je možno polyfunkční síťovací činidlo vybrat z široké škály polyfunkčních, s výhodou difunkčních monomerů. Síťovací činidlo může tedy být divinylaromatický materiál jako je divinylbenzen, divinyltoluen nebo dialylftalát. Alternativně je možno použít divinylová alifatická síťovací činidla, jako jsou diakrylové nebo dimethylakrylové kyselé estery nebo polyoly, jako je 1,6-hexandiol a jeho homology. Síťovací činidlo, které je podle zjištění vhodné pro přípravu zde uvedených preferovaných HIPE emulzí, je divinylbenzen. Síťovací činidlo jakéhokoliv typu bude obecně využito v olejové fázi emulzí, tvořících pěnu podle tohoto vynálezu v množství od asi 10 do asi 40 %, výhodněji od asi 15 do asi 25 %, nejvýhodněji asi 20 % hmotnostních monomemí složky.

Hlavní část olejové fáze HIPE emulzí bude zahrnovat výše uvedené monomery, komonomery a síťovací činidla, přičemž je zásadní, aby tyto monomery, komonomery a síťovací činidla byly v zásadě ve vodě nerozpustné tak, aby se primárně rozpouštěly v olejové fázi a ne ve vodní fázi. Použití těchto monomerů, v podstatě ve vodě nerozpustných, zajišťuje, aby se vytvořily HIPE emulze s příslušnými parametry a stabilitou.

Dává se ovšem vysoce přednost tomu, aby monomery, komonomery a síťovací činidla zde používaná byla takového typu, že výsledná polymemí pěna je vhodně netoxická a příslušně chemicky stabilní. Tyto monomery, komonomery a síťovací činidla by měly mít s výhodou malou nebo žádnou toxicitu, pokud jsou přítomny ve velmi nízkých zbytkových koncentracích během zpracování pěny po polymerací a nebo při použití.

Další základní složkou olejové fáze je emulgátor, který dovoluje tvorbu stabilních HIPE emulzí. Tyto emulgátory jsou takové, které jsou rozpustné v olejové fázi, používané k vytvoření emulze. Používané emulgátory jsou zpravidla neiontové a zahrnují estery sorbitanové mastné kyseliny, estery polyglycerolové mastné kyseliny a jejich kombinace. K preferovaným emulgátorům patří sorbitanlaurát (např. SPÁN 20), sorbitanoleát (např. SPÁN 80), kombinace sorbitanlaurátu a sorbitanpalminátu (např. SPÁN 40) v hmotnostním poměru od asi 1:1 do asi 3:1 a zejména kombinace sorbitanlaurátu s určitými estery polyglycerolové mastné kyseliny, které budou popsány dále.

Olejová fáze, používaná k vytvoření HIPE emulzí, bude obecně zahrnovat 67 až 98 % hmotnostních monomemí složky a od asi 2 do asi 33 % hmotnostních emulgační složky.

-21 CZ 291855 B6

S výhodou bude olejová fáze obsahovat od asi 80 do asi 95 % hmotnostních monomemí složky a od asi 5 do asi 20 % hmotnostních emulgační složky.

Navíc k monomemí a emulgační složce může olejová fáze obsahovat jiné případné složky. Jedna tato další možná složka v olejové fázi je polymerační iniciátor rozpustný v oleji obecného typu, který je dále popsán. Jinou možnou eventuelní složkou olejové fáze je rozpouštědlo, které je v podstatě nerozpustné ve vodě z monomemích a emulgátorových složek. Rozpouštědlo tohoto typu nesmí ovšem být schopné rozpouštět výslednou polymerní pěnu. Použití takového rozpouštědla není preferováno, ale když se použije, nebude obecně činit víc než asi 10% hmotnostních olejové fáze.

B. Složky vodní fáze:

Diskontinuální interní fáze emulzí HIPE je vodní fáze, která bude obecně vodným roztokem, obsahujícím jednu nebo více rozpuštěných složek. Jednou ze základních rozpuštěných složek vodní fáze je ve vodě rozpustný elektrolyt. Rozpuštěný elektrolyt ve vodní fázi emulze HIPE slouží k minimalizaci tendence monomerů a síťovacích činidel, které jsou primárně rozpustné v oleji, aby byly také rozpustné ve vodní fázi. Předpokládá se, že to naopak minimalizuje rozsah, ve kterém během polymerace emulze polymerní materiál naplní okénka buněk na rozhraní mezi olejem a vodou, vytvořené kapkami vodní fáze. Předpokládá se tudíž, že přítomnost elektrolytu a výsledná koncentrace iontů vodní fáze určují zdali a v jaké míře výsledné preferované polymerní pěny mohou být s otevřenými buňkami.

Lze použít jakýkoliv elektrolyt, který poskytuje ionty k vytvoření koncentrace iontů ve vodní fázi. Preferovanými elektrolyty jsou jednomocné, dvojmocné nebo trojmocné anorganické soli, jako jsou vodorozpustné halidy, např. chloridy, dusičnany a sírany alkalických kovů a kovů alkalických zemin. K příkladům patří chlorid sodný, chlorid vápenatý, síran sodný a síran hořečnatý. Chlorid vápenatý je pro tento vynález nejvýhodnější. Obecně se elektrolyt používá ve vodné fázi emulzí HIPE v koncentraci v rozsahu od asi 0,2 do asi 20 % hmotnostních vodní fáze. Výhodněji zahrnuje elektrolyt od asi 1 do asi 10 % hmotnostních vodní fáze.

Emulze HIPE budou zpravidla obsahovat také polymerační iniciátor. Takováto složka iniciátoru se obecně přidá k vodní fázi emulzi HIPE a může to být jakýkoliv konvenční vodorozpustný iniciátor s volnými radikály. K materiálům tohoto typu patří peroxidové sloučeniny, jako je persíran sodný, draselný a amonný, peroxid vodíku, peroctan sodný, peruhličitan sodný apod. Rovněž se dají použít konvenční redoxové iniciační systémy. Tyto systémy se vytvářejí kombinací předchozích peroxidových sloučenin s redukčními činidly jako je hydrosiřičitan sodný, kyselina L-askorbová nebo železité soli.

Iniciátoru může být až asi 5 molámích %, vztaženo na celkový počet molů polymerovatelných monomerů, přítomných v olejové fázi. Výhodnější je, když iniciátor obsahuje od asi 0,001 do asi 0,5 molámích procent, vztaženo na celkový počet molů polymerovatelných monomerů v olejové fázi. Používá-li se tento iniciátor ve vodní fázi, mohou se koncentrace tohoto iniciátoru dosáhnout přidáním iniciátoru k vodní fázi v rozsahu od asi 0,02 % do asi 0,4 %, s výhodou od asi 0,1 % do asi 0,2 % hmotnostních vodní fáze.

C. Hydrofilní činidla a hydratovatelné soli:

Zesíťovaný polymerní materiál, který tvoří zde uvedené splasklé absorpční pěnové materiály, bude s výhodou v podstatě bez polárních funkčních skupin na své polymerní struktuře. Ihned po polymeračním kroku tudíž bude polymerní materiál, který' tvoří povrchy pěnového materiálu těchto preferovaných absorpčních pěn, normálně relativně hydrofobní. Proto mohou potřebovat preferované právě zpolymerované pěny další úpravu, aby byly povrchy pěnového materiálu relativně hydrofilnější tak, že se tyto pěny dají použít jako absorbenty pro vodné tělesné tekutiny.

-22CZ 291855 B6

Hydrofilizaci povrchů pěn, je-li to potřeba, lze obecně provést tak, že se polymemí pěnové materiály HIPE upraví hydrofilizačním činidlem způsobem, který je podrobněji popsán dále.

Hydrofilizační činidla jsou všechny materiály, které zvýší schopnost zvlhčení u polymemích povrchů se kterými jsou zkontaktovány a na kterých jsou uloženy. Hydrofilizační činidla jsou v oboru dobře známa a patří k nim tenzidy, zejména neionogenního typu. Hydrofílní činidla budou obecně využívána v kapalné formě a dají se rozpouštět nebo dispergovat v hydrofilizačním roztoku, který se používá na povrchy HIPE pěn. Takto se dají hydrofilizační činidla adsorbovat na polymemí povrchy preferovaných pěnových materiálů typu HIPE v množstvích vhodných pro udržování těchto povrchů v podstatě hydrofílních, ale beze změny požadovaných parametrů pružnosti a průhybu za stlačení u pěny. U preferovaných pěn, které byly upraveny hydrofílními činidly je hydrofílní činidlo zabudováno do struktury pěny tak, že zbytková množství činidly, která zůstávají v pěnovém materiálu jsou v rozsahu od asi 0,5 % do asi 20 %, s výhodou od asi 5 do asi 12 % hmotnostních pěny.

Jedním z typů vhodného hydrofílního činidla je nedráždivý v oleji rozpustný tenzid. Tyto tenzidy mohou zahrnovat všechny tenzidy výše popsané pro použití jako emulgátory pro olejovou fázi HIPE emulze, jako je sorbitanlaurát (např. SPÁN 20) a kombinace sorbitanlaurátu s určitými estery polyglycerolů a mastných kyselin, které budou popsány dále. Tyto hydrofilizační tenzidy se dají zabudovat do pěny během vytváření HIPE emulze a polymerace nebo mohou být zabudovány úpravou polymemí pěny roztokem nebo suspenzí tenzidu rozpustného ve vhodném nosiči nebo rozpouštědlu.

Jiným materiálem, který potřebuje být zahrnut do pěnové struktury typu HIPE je hydratovatelná a s výhodou hygroskopická nebo navlhavá, ve vodě rozpustná anorganická sůl. K těmto solím patří například toxikologicky přijatelné soli alkalických zemin. Preferovanými solemi tohoto typu jsou halidy vápníku, jako je chlorid vápenatý, který může být rovněž využit tak, jak je to výše uvedeno, jako elektrolyt ve vodné fázi HIPE emulzí, používaných k přípravě polymemích pěn.

Hydratovatelné anorganické soli se dají snadno zabudovat do polymemích pěn zde uvedených tím, že se na pěny působí vodnými roztoky těchto solí. Roztoky hydratovatelných anorganických solí se dají obecně použít k úpravě pěn po ukončení nebo jako součást procesu odstraňování zbytkové vodné fáze z právě zpolymerovaných pěn. Kontakt pěn s těmito roztoky se s výhodou používá k ukládání hydratovatelných anorganických solí, jako je chlorid vápenatý ve zbytkových množstvích nejméně asi 0,1 % hmotnostních pěny a typicky v rozsahu od asi 0,1 do asi 8 % s výhodou od asi 3 do asi 6 % hmotnostních pěny.

Úprava zvláště výhodných pěnových struktur, které jsou relativně hydrofobní při polymerování s hydrofílizačními činidly (s a nebo bez hydratovatelných solí) se bude typicky provádět v rozsahu, který je potřebný a dostačující k vytvoření vhodné hydrofílnosti u preferovaných pěn typu HIPE podle tohoto vynálezu. Některé pěny preferovaného typu emulze HIPE však mohou být vhodně hydrofílní tak, jak jsou připraveny a mohou mít v sobě zabudováno dostatečné množství hydratovatelných solí, čímž se nevyžaduje další úprava hydrofílizačními činidly nebo hydratovatelnými solemi. Zejména tyto preferované pěny typu HIPE mohou být takové, kde se používají sorbitanové estery mastných kyselin, jako je sorbitanlaurát (např. SPÁN 20) nebo kombinace sorbitanlaurátu s určitými polyglycerolovými estery mastných kyselin, které budou popsány dále, jako emulgátory přidané k olejové fázi a chlorid vápenatý se používá jako elektrolyt ve vodní fázi emulze typu HIPE. V tomto případě vnitřní povrchy polymemí pěny obsahující zbytkový emulgátor budou vhodně hydrofílní a kapalina zbytkové vodné fáze bude obsahovat nebo mít uloženo dostatečné množství chloridu vápenatého dokonce i po odvodnění polymemích pěn.

D. Zpracovatelské podmínky pro získávání pěn typu HIPE:

Příprava pěny zpravidla zahrnuje následující kroky:

-23 CZ 291855 B6

1) vytvoření stabilní emulze s vy sokou vnitřní fázi (HIPE);

2) zpoly merování/zesíťování této stabilní emulze za podmínek vhodných pro vytváření pevné polymemí pěnové struktury;

3) vyprání pevné polymemí struktury, aby se odstranila původní zbytková vodní fáze z polymemí pěnové struktury a je-li to nutné úprava polymemí pěnové struktury hydrofilizačním činidlem a nebo hydratovatelnou solí, aby se uložilo eventuální potřebné hydrofilizační činidlo či hydratovatelná sůl a

4) potom odvodnění této polymemí pěnové struktury (s výhodou včetně stlačení ve směru z v rozsahu, potřebném k vytvoření splasklého neexpandovaného polymerního pěnového materiálu, použitelného jako absorbent pro vodné tělesné kapaliny.

Aby se konsistentně získávaly relativně tenké, splasklé polymemí pěnové materiály podle tohoto vynálezu, bylo zjištěno, že je zvláště důležité provádět kroky vytváření emulze a polymerace způsobem, že se koalescence vodních kapének v emulzi typu HIPE sníží na minimum. Emulze typu HIPE nejsou vždy stálé, zejména když jsou vystaveny podmínkám vyšší teploty, aby se způsobila polymerace a síťování. Když se destabilizuje HIPE emulze, v ní přítomné kapénky vody se mohou shlukovat dohromady a zkoagulovat tak, že vytvářejí mnohem větší kapičky vody. Během polymerace a síťování emulze dochází vskutku k závodu mezi tuhnutím pěnové struktury a koalescencí kapének vody. Je třeba dosáhnout určité rovnováhy tak, aby se snížila koalescence kapiček vody, ale přesto se mohla polymerace a síťování pěnové struktury provádět v rozumném času. (Zatímco určitou koalescencí je možno tolerovat, pokud zbývající kapičky vody jsou velmi malé velikosti, tyto nejednotné velikosti buněk ve výsledné pěně mohou nepříznivě ovlivnit vlastnosti dopravy kapaliny pěnou, zejména její rychlost vzlínání).

Snížení koalescence kapének vody v emulzích typu HIPE vede k menší průměrné velikostí buňky ve výsledném pěnovém materiálu po polymeraci a síťování. Předpokládá se, že tato výsledná menší průměrná velikost buněk v polymemím pěnovém materiálu je klíčovým mechanizmem stojícím za konsistentním vytvářením relativně tenkých splasklých polymemích pěnových materiálů podle tohoto vynálezu. Rovnoměrně malé velikosti buněk ve výsledné pěně vedou podle předpokladu k dobré absorpční schopnosti a zejména k dobrému transportu kapaliny (tj. vzlínavosti). Číselná průměrná velikost buňky polymerního pěnového materiálu je asi 50 pm nebo méně a je zpravidla v rozsahu od asi 5 do asi 50 pm, s výhodou od asi 5 do asi 40 pm, nejvýhodněji od asi 5 do asi 35 pm, pokud je materiál připraven za podmínek, které redukují koalescencí vodních kapiček v emulzích typu HIPE. Metody pro konsistentní snížení koalescence kapének vody v emulzích typu HIPE bude probírán podrobněji v následujícím popisu tvorby emulze a polymeračních či síťovacích kroků k získání splasklých polymemích pěn:

1. Vytváření emulze typu HIPE:

Emulze typu HIPE se vytváří kombinací složek olejové fáze se složkami vodné fáze v dříve uvedených hmotnostních poměrech. Olejová fáze bude obsahovat dříve specifikované základní složky, jako jsou potřebné monomery, komonomery, síťovací činidla a emulgátory a může rovněž obsahovat alternativní složky jako jsou rozpouštědla a polymerační iniciátory. Používaná vodní fáze bude obsahovat dříve specifikované elektrolyty jako základní složku a může rovněž obsahovat alternativní složky jako jsou emulgátory rozpustné ve vodě a nebo polymerační iniciátory.

Emulze typu HIPE se dá vytvářet z kombinované olejové a vodné fáze tím, že se tyto kombinované fáze podrobí napětí ve střihu mícháním. Míchání s napětím ve střihu se obecně používá v rozsahu a po dobu potřebnou k vytvoření stabilní emulze z kombinované olejové a vodné fáze. Tento proces se dá provádět bud’ várkově, nebo kontinuálně a obecně se provádí za podmínek vhodných pro vytváření emulze, kde kapičky vodné fáze jsou dispergovány v takové

-24CZ 291855 B6 míře, že výsledná polymemí pěna bude mít požadovaný objem pórů a jiné strukturální parametry. Emulgace kombinace olejové a vodné fáze bude často zahrnovat použití míchacího zařízení jako je kolíkové míchadlo na hřídeli.

Jedna výhodná metoda vytváření emulzí typu HIPE. která se zde dá použít, je kontinuální proces kombinování a emulgování požadované olejové a vodní fáze. V tomto procesu se vytvoří kapalný proud s olejovou fázi s průtokem od asi 0,08 do cca 1,5 ml/s. Protiproudně se vytvoří kapalný proud vodné fáze mající průtok od asi 4 do asi 50 ml/s. Za průtoku v předchozích mezích se tyto dva proudy pak kombinují ve vhodné mísící komoře nebo zóně takovým způsobem, že se dosáhnou a udržují hmotnostní poměry vodné fáze k olejové fázi tak, jak byly uvedeny výše.

V mísící komoře nebo zóně se kombinované proudy obecně podrobují střihovému napětí za míchání, například pomocí kolíkového míchadla na hřídeli nebo vhodným uspořádáním a rozměry. Střihové napětí se použije v míře, která je v rozmezí od asi 1000 do asi 2500 s^_l. Zdržná doba v míchacím zařízení bude často v rozsahu od asi 5 do asi 30 s. Jakmile se jednou vytvoří v kapalné fázi emulze typu HIPE, může být odtažena z mísící komory nebo zóny průtokovou rychlostí od asi 4 do asi 52 ml/s. Tato preferovaná metoda pro vytváření emulzí typu HIPE kontinuálním procesem je popsána podrobněji v patentovém spisu US 5 149 720.

Při konzistentní redukci koalescence vodních kapiček v emulzích typu HIPE je zvláště výhodné používat určité typy emulgačních systémů v olejové fázi, zejména jestliže emulze typu HIPE má být polymerována nebo vulkanizována za teplot nad asi 50 °C. Tyto preferované emulgační systémy zahrnují kombinaci sorbitanlaurátu (tj. SPÁN 20) a určitých polyglycerolových esterů mastných kyselin (PGE) jako koemulgátorů. Hmotnostní poměr sorbitanlaurátu k PGE je obvykle v rozsahu od asi 10:1 do asi 1:10. Tento hmotnostní poměr je s výhodou v rozsahu od asi 4:1 do asi 1:1.

PGE zvláště užitečné jako koemulgátory se sorbitanlaurátem se obvykle připravují z polyglycerolů, charakterizovaných vysokými hladinami lineárních (tj. acyklických) diglycerolů, sníženými úrovněmi triglycerolů nebo vyšších polyglycerolů a sníženými hladinami cyklických diglycerolů. Vhodné polyglycerolové reagencie (na hmotnostním základě) mají obvykle hladinu lineárních diglycerolů nejméně asi 60 % (typický rozsah od asi 60 do asi 90 %) a hladinu triglycerolů nebo vyšších polyglycerolů ne více než asi 40 % (typický rozsah je od asi 10 do asi 40 %) a hladina cyklických diglycerolů činí ne více než asi 10% (typický' rozsah je od 0 do asi 10%). Tyto polyglyceroly mají s výhodou hladinu lineárních diglycerolů od asi 20 do asi 40% a hladinu cyklických diglycerolů ne více než asi 10 %. (Metoda pro stanovování distribuce polyglycerolů je stanovena dále v části nezvané Analytické metody pro PGE).

PGE, které jsou zvláště použitelné jako koemulgátory se sorbitanlaurátem, se také připravují z látek na bázi mastných kyselin, charakterizovaných složením mastných kyselin, majícím vysoké hladiny kombinovaných nasycených mastných kyselin na bázi C]₂ a Cu a snížené hladiny jiných mastných kyselin. Vhodné reagující látky na bázi mastných kyselin mají složení mastných kyselin, kde kombinovaná hladina nasycených mastných kyselin na bázi Cj₂ a Cu je nejméně 40 % (typický rozsah je od asi 40 do asi 85 %), hladina nasycené mastné kyseliny C₁₆ není větší než asi 25 % (typický rozsah je od asi 5 % do asi 25 %) kombinovaná hladina mastných kyselin Cis nebo vyšších není větší než asi 10% (typický rozsah je od asi 2% do asi 10%), kombinovaná hladina C_]0 nebo nižších mastných kyselin není větší než asi 10 % (typický rozsah je od asi 0,3 % do asi 10 %) a bilanci jiných mastných kyselin tvoří primárně mononenasycené mastné kyseliny Cig. Složení mastných kyselin těchto reagujících látek na bázi mastných kyselin je s výhodou nejméně asi 65 % kombinovaných nasycených mastných kyselin C_]2 a Cu (typický rozsah je od asi 65 % do asi 75 %), ne více než asi 15 % nasycené mastné kyseliny C]₆ (typický rozsah je od asi 10 % do asi 15 %), ne více než asi 4 % kombinovaných mastných kyselin Cig nebo vyšších (typický rozsah je od asi 2 % do asi 4 %) a ne více než asi 3 % C_l0 nebo nižších mastných kyselin (typický rozsah je od asi 0,3 % do asi 3 %), (Metoda stanovování složení mastných kyselin je stanovena dále v části nazvané Analytické metody pro PGE).

-25CZ 291855 B6

PGE použitelné jako koemulgátory se sorbitanlaurátem se taky obvykle charakterizují jako dodávající minimální napětí na rozhraní fází (IFT) oleje a vody, kde olejová fáze obsahuje monomery' používané v emulzi typu HIPE a vodní fáze obsahuje chlorid vápenatý. Vhodné koemulgátory PGE obvykle dodávají minimální mezifázové napětí (IFT) mezi olejem a vodou s nejméně asi 0,06.10'⁵ N/cm (0,06 dyn/cm) s typickým rozsahem od asi 0,06.10’⁵ do asi 1,0.10’ ⁵ N/cm. Zejména preferované PGE mají minimální IFT mezi olejem a vodou nejméně asi 0,09.10’’ (0,09 dyn/cm) s typickým rozsahem od asi 0,09.10’⁵ do asi 0,3.10’⁵ N/cm. (Metoda měření IFT u těchto PGE je stanovena dále v části nazvané Analytické metody pro PGE).

PGE použitelné jako koemulgátory se sorbitanmonolaurátem se dají připravit metodami dobře známými v oboru. Viz například patent US 3 637 774 a Mclntyre, „Polyglycerol Esters“ J.Am.Oil Chem. Soc., Vol. 56, č. 11 (1979), str. 835A-840A, které popisují metody pro přípravu polyglycerolů a pro jejich konvergenci na PGE. PGE jsou typicky připraveny esterifikací polyglycerolů s mastnými kyselinami. Příslušné kombinace polyglycerolů se dají připravit míšením polyglycerolů získaných z komerčních zdrojů nebo syntetizovaných s použitím známých metod, jako jsou metody popsané v patentovém spisu US 3 637 774. Příslušné kombinace mastných kyselin se dají připravit míšením mastných kyselin a nebo směsi mastných ky selin získaných z komerčních zdrojů.

Při úpravě PGE aby byly užitečné jako koemulgátory je hmotnostní poměr inezi polyglycerolem a mastnou kyselinou obvykle od asi 50:50 do 70:30, s výhodou od asi 60:40 do asi 70:30.

Typické reakční podmínky pro přípravu vhodných PGE koemulgátorů zahrnují esterifikování polyglycerolů mastnými kyselinami v přítomnosti 0,1 až 0,2% hydroxidu sodného jako esterifikačního katalyzátoru. Reakce je zahájena při atmosférickém tlaku asi 210 až 220 °C za mechanického míchání a profukování dusíkem. Jak reakce postupuje, snižují se volné mastné kyseliny a postupně se zvyšuje vakuum na asi 1,064 kPa (8 mm Hg). Když klesne hladina volných mastných kyselin na méně než asi 0,5 %, katalyzátor se neutralizuje roztokem kyseliny fosforečné a reakční směs se rychle zchladí na asi 60 °C. Tato surová reakční směs se potom může podrobit usazování nebo jiným konvenčním čisticím krokům (např. sníží se hladina nezreagovaného polyglycerolů), aby se získal požadovaný PGE.

2. Polymerace nebo síťování emulzí typu HIPE

Vytvořená emulze typu HIPE se obecně bude shromažďovat nebo nalévat do vhodné reakční nádoby, kontejneru nebo oblasti, k provedení polymerace nebo zesíťování. U jednoho zde uvedeného provedení vynálezu je reakční nádobou káď z polyethylenu, ze které se dá eventuálně zpolymerovaný nebo zesíťovaný pěnový materiál snadno odstranit pro další zpracování, poté co se provedla polymerace nebo zesíťování v potřebném rozsahu. Obvykle se dává přednost tomu, aby teplota při které se emulze HIPE nalévá do nádoby byla přibližně stejná, jako teplota polymerace nebo zesíťování.

Podmínky pro polymeraci nebo zesíťování, kterému bude podrobena emulze typu HIPE, se budou měnit v závislosti na monomeru a jiných úpravách olejové a vodní fáze emulze, zejména použitých emulgačních systémech a typu a množství použitých polymeračních iniciátorů. Často však polymerační nebo vulkanizační podmínky budou zahrnovat udržování emulze typu HIPE na zvýšených teplotách nad asi 30 °C, výhodněji nad asi 24 h, výhodněji od asi 4 do asi 18 h.

Při snižování koalescence kapének vody v emulzi typu HIPE se zejména preferuje provádět polymeraci nebo zesíťování při relativně nízkých teplotách, zejména pokud se při přípravě emulzí typu HIPE nepoužívá preferovaná kombinace sorbitanlaurátu a koemulgátorů PGE. V těchto situacích jsou vhodné dolní polymerační nebo síťovací teploty v rozsahu od asi 30 °C do asi 50 °C, s výhodou od asi 35 °C do asi 45 °C a nejvýhodněji asi 40 °C. Jestliže se provede polymerace a nebo zesíťování při teplotách o mnoho vyšších než je 50 °C, tepelné namáhání

-26CZ 291855 B6 emulze může způsobit, že se přítomné kapénky vody shlukují a koagulují a tím se ve výsledné polymemí pěně vytvoří mnohem větší buňky, zejména jestliže se nepoužívá při přípravě emulze typu HIPE preferovaná kombinace sorbitanlaurátu a PGE koemulgátorů. Může to vést k polymerním pěnám, které nemohou zůstat ve splasklém neexpandovaném stavu po odvodnění.

Bloková pevná polymemí pěna se typicky získá když se polymeruje nebo zesiluje emulze typu HIPE v reakční nádobě jako je káď. Takto blokově polymerovaná pěna typu HIPU se typicky nařeže ve tvaru listů. Listy zpolymerované pěny typu HIPE se snadněji zpracovávají během následujících kroků úpravy, praní a odvodnění, jakož i při přípravě pěny typu HIPE pro použití v absorpčních výrobcích. Blokově polymerovaná pěna typu HIPE je zpravidla nařezána tak, aby měla tloušťku od asi 0,08 až asi 2,5 cm. Během následujícího odvodnění to typicky vede k splasklým pěnám typu HIPS, které mají tloušťku od asi 0,008 do asi 1,25 cm.

3. Úprava nebo praní pěny typu HIPE:

Vytvořená pevná polymemí pěna typu HIPE bude mít obecně pružnou strukturu s otevřenými póry, přičemž buňky budou vyplněny materiálem ze zbytkové vodní fáze, používaným k přípravě emulze typu HIPE. Tento materiál ze zbytkové vodní fáze, který obecně zahrnuje vodný roztok elektrolytu, zbytkového emulgátoru a polymerační iniciátor by se měl při nejmenším částečně odstraňovat z pěnové struktury v tomto okamžiku před dalším zpracováním a použitím pěny. Odstranění materiálu z původní vodné fáze se obvykle provede stlačením pěnové struktury, aby se vytlačila zbytková kapalina a nebo vypráním pěnové struktury vedou nebo jinými vodnými pracími roztoky. Častokrát se používá několik kompresních a pracích kroků, tj. od 2 do 4 cyklů.

Po odstranění původního materiálu vodní fáze z pěnové struktury v požadovaném rozsahu se může pěna typu HIPE, je-li to potřeba, upravit, například kontinuálním praním vodným roztokem vhodného hydrofilizačního činidla a nebo hydratovatelné soli. Hydrofilizační činidla a hydratovatelné soli, které se dají použít, byly popsány výše a zahrnují sorbitanlaurát (např. SPÁN 20) a chlorid vápenatý. Jak bylo uvedeno, úprava struktury pěny typu HIPE roztokem hydrofilizačního činidla nebo hydratovatelné soli pokračuje, je-li to nutné, dokud nebude zabudováno požadované množství hydrofilizačního činidla nebo hydratovatelné soli a dokud pěna nebude vykazovat požadovanou hodnotu adhezního napětí pro jakoukoliv vybranou zkušební kapalinu.

4. Odvodnění pěny:

Po úpravě nebo vyprání pěny typu HIPE v rozsahu potřebném k dosažení suché pěny vhodně hydrofilní a eventuálně k zabudování dostatečného množství hydratovatelné soli, s výhodou chloridu vápenatého, se obecně pěna odvodní. Odvodnění se dá provést stlačením pěny (s výhodou ve směru z, aby se vymačkala zbytková voda podrobením pěny nebo vody v ní obsažené zvýšeným teplotám, např. tepelnému sušení za teplot od asi 60 °C do asi 200 °C nebo působením mikrovln, vakuovým odvodněním nebo kombinací stlačení a tepelného sušení, mikrovlnného zahřívání nebo vakuového odvodnění. Odvodňovací krok zpracování pěny typu HIPE se bude obecně provádět dokud nebude pěna typu HIPE připravena k použití a co nejsušší. Tyto pěny odvodněné za stlačení budou mít často obsah vody (vlhkosti) od asi 50 % do asi 500 %, výhodněji od asi 50 % do asi 200 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost suché látky. Následně se mohou stlačené pěny tepelně sušit (například ohřevem) na obsah vlhkosti od asi 5 % do asi 15 %, vztaženo na hmotnost sušiny. Výsledná stlačená nebo usušená pěna bude v splasklém neexpandovaném stavu.

VI. Absorpční výrobky:

Splasklé polymemí pěnové materiály podle tohoto vynálezu se dají použít nejméně jako část absorpčního materiálu (tj. absorpční jádra) pro různé výrobky. „Absorpčním výrobkem“ se zde rozumí spotřební produkt, který je schopen absorbovat významné množství moči nebo jiných

-27CZ 291855 B6 kapalin (tj. tekutin) jako jsou vodné fekálie (řídké výtoky ze střev), vypouštěné inkontinentním nositelem nebo uživatelem výrobku. Příklady těchto absorpčních výrobků zahrnují plenky na jedno použití, součásti oděvu proti inkontinenci, menstruační výrobky jako jsou tampony a menstruační vložky, trenýrky na jedno použitím, podušky do postele a podobně. Absorpční pěnové materiály zde uvedené jsou zvláště vhodné pro použití ve výrobcích jako jsou plenky, inkontinentní podušky nebo součásti oděvu, chrániče oděvu a podobně.

V nejjednodušší formě musí mít absorpční výrobek podle tohoto vynálezu jenom podkladovou vrstvu, která je zpravidla pro kapalinu relativně nepropustná, jednu nebo více absorpčních pěnových struktur, spojených s touto podkladovou vrstvou. Absorpční pěnový materiál a podkladová vrstva budou spojeny tak, že absorpční pěnový materiál bude umístěn mezi podkladovou vrstvu a obast výtoku kapaliny z osoby, která absorpční výrobek nosí. Podkladová vrstva nepropustná pro kapalinu může zahrnovat každý materiál například polyethylen nebo polypropylen, mající tloušťku asi 0,038 mm (1,5 mils), což napomůže uchování kapaliny v absorpčním výrobku.

Výhodnější je, když absorpční výrobky zde uvedené zahrnují rovněž část tvořící svrchní vrstvu propustnou pro vodu, která kryje tu stranu absorpčního výrobku, která se dotýká pokožky osoby, která výrobek nosí. V tomto uspořádání výrobek zahrnuje absorpční jádro, zahrnující jeden nebo několik absorpčních pěnových materiálů podle tohoto vynálezu, umístěných mezi podkladovou vrstvu a vrchní vrstvu. Vrchní vrstvy propustné pro kapalinu mohou zahrnovat materiál jako je polyester, polyolefin, rayon a podobné látky, které jsou v zásadě porézní a umožňují, aby tělesné kapaliny skrz ni snadno pronikaly do pod ní ležícího absorpčních jádra. Materiál horní vrstvy nebude mít s výhodou afinitu k zadržování vodných tělesných kapalin v oblasti styku mezi vrchní vrstvou a pokožkou osoby, která výrobek nosí.

Absorpční jádro absorpčního výrobku podle tohoto vynálezu se může skládat pouze z jedné nebo z několika pěnových struktur. Například může absorpční jádro zahrnovat jediný homogenní kus pěny, vytvarované tak, jak je to žádoucí nebo potřeba, aby to nejlépe vyhovělo absorpčnímu výrobku ve kterém se používá. Absorpční jádro se může alternativně vytvořit z řady kusů pěny nebo částic, které mohou být spolu slepeny nebo které mohou být prostě vloženy nespojené do obalu, který je drží pohromadě pomocí vrchní vrstvy a podkladové vrstvy absorpčního výrobku.

Absorpční jádro absorpčních výrobků zde uvedených může rovněž zahrnovat jiném například konvenční prvky nebo materiály navíc kjednomu nebo několika absorpčním pěnovým materiálům podle tohoto vynálezu. Například absorpční výrobky zde uvedené mohou využívat absorpční jádro, které tvoří kombinace, např. vzduchem položené směsi částic nebo kousků absorpčních pěnových materiálů podle tohoto vynálezu a konvenčních absorpčních materiálů jako je a) buničina nebo jiná celulózová vlákna a nebo b) částice vláken polymemích gelujících činidel.

V jednom provedení zahrnujícím kombinaci absorpční pěny zde uvedené a jiných absorpčních materiálů mohou zde uvedené absorpční výrobky využívat vícevrstvé uspořádání absorpčního jádra, kde vrstva jádra obsahující jeden nebo více pěnových materiálů podle tohoto vynálezu může být použita v kombinaci s jednou nebo více dalšími oddělenými vrstvami jádra, zahrnujícími běžné absorpční materiály. Tyto běžné absorpční materiály například mohou zahrnovat vzduchem pokládané nebo za vlhka pokládané pásy zbuničiny nebo z jiných celulózových vláken. Tyto konvenční materiály mohou rovněž zahrnovat běžné absorpční materiály, tj. mající velké buňky nebo dokonce houby. Konvenční absorpční materiály, používané u zde uvedené absorpční pěny, mohou rovněž obsahovat například až 80 % hmotnostních částic vláken polymemího gelujícího činidla typu, který se běžně používá v absorpčních výrobcích, které mají přijímat a zadržovat vodné tělesné tekutiny. Polymemí gelovací činidla tohoto typu a jejich použití v absorpčních výrobcích jsou podrobněji popsány v znovu vydaném patentu US číslo Re 32 649.

-28CZ 291855 B6

Jedním z preferovaných typů absorpčního výrobku zde uvedeného je ten, který využívá vícevrstvé absorpční jádro, které má vrstvu pro manipulaci s kapalinou, která je umístěna v oblasti vypouštění kapaliny u osoby která výrobek nosí. Tato vrstva, která manipuluje s kapalinou, může být ve formě velmi vysoce rozvolněné netkané, ale je s výhodou ve formě vrstvy pro příjem a distribuci kapaliny, skládající se z vrstvy modifikovaných celulózových vláken, např. zpevněných svinutých celulózových vláken a eventuálně až do 10 % hmotnostních z této vrstvy’ na příjem a distribuci kapaliny zpolymerního gelujícího činidla. Modifikovaná celulózová vlákna, použitá v kapalné vrstvě pro příjem a distribuci kapalin takovéhoto preferovaného absorpčního výrobku, je s výhodou buničiny ze dřeva, které byly ztuženy a svinuty' pomocí chemické a nebo tepelné úpravy. Tato modifikovaná celulózová vlákna jsou stejného typu jako je ten, který se využívá v absorpčních výrobcích popsaných v patentu US 4 935 622 (Lash a kol.), vydaném 19. června 1990, který se zahrnuje tímto jako odkaz.

Tato vícevrstvá absorpční jádra rovněž zahrnují druhou, tj. spodní vrstvu, pro uložení a redistribuci kapaliny, která se skládá z pěnového materiálu podle tohoto vynálezu. Pro účely tohoto vynálezu je „horní“ vrstva vícevrstvého absorpčního jádra vrstvou, která je relativně blíž ktělu osoby, která výrobek nosí, tj. vrstva, která je nejblíže k horní vrstvě výrobku. Termín „dolní“ vrstva naproti tomu znamená vrstvu vícevrstvého absorpčního jádra, která je relativně dál od těla osoby, která výrobek nosí, tj. vrstva nejblíže k podkladové vrstvě výrobku. Tato spodní vrstva pro uložení a redistribuci kapaliny je zpravidla umístěna v absorpčním jádru tak, že je pod (horní) vrstvou na manipulaci s kapalinou a je v kapalinovém spojení s ní. Absorpční výrobky, které mohou využít absorpční pěnové materiály podle tohoto vynálezu ve spodní vrstvě na uložení a redistribuci kapaliny, které jsou pod horní vrstvou na přijímání a distribuci kapaliny a obsahují podrobněji v patentu US 5 147 345.

Jak je to uvedeno zde výše, parametry manipulace s kapalinou a mechanické parametry konkrétního absorpčního pěnového materiálu zde uvedeného činí tyto materiály zvláště vhodné pro použití v absorpčních výrobcích ve formě plenek na jedno použití. Plenky na jedno použití, mající tyto absorpční pěnové materiály podle tohoto vynálezu, se dají vyrábět použitím konvenčních metod pro výrobu plenek, ale záměnou nebo dodáním pásu buničinových vláken („airfelt“) nebo modifikovaných celulózových adsorbentů pro jádro, typicky používaných v běžných plenkách s jedním nebo několika pěnovými materiály podle tohoto vynálezu. Pěnové materiály podle tohoto vynálezu se tak dají použít v plenkách v jediné vrstvě nebo tak, jak je to uvedeno výše v různých vícevrstvých uspořádáních jádra. Výrobky ve tvaru plenek najedno použití jsou podrobněji popsány v parametrech US Re 26 151, US 3 592 194, US 3 489 148, US 3 860 003 a US 4 834 735.

Preferované provedení plenky najedno použití podle tohoto vynálezu je znázorněno na obrázku 5 výkresů. Tato plenka má absorpční jádro 50, zahrnující horní vrstvu pro příjem kapaliny 51 a pod ní ležící vrstvu 52 na uložení a distribuci, zahrnující absorpční pěnový materiál podle tohoto vynálezu. Nad tím je horní vrstva 53, která obepíná jednu stranu jádra a pro kapalinu nerozpustná podkladová vrstva 54, která obepíná druhou stranu jádra. Podkladová vrstva 54 má v nejvýhodnějším provedení šířku větší než je šířka jádra, čímž vznikají jednotlivá místa podkladové vrstvy 54, která zasahují za jádro 50. Vložka je s výhodou zkonstruována ve tvaru přesýpacích hodin.

Dalším výhodným typem absorpčního výrobku, který· může využívat absorpční pěnové materiály podle tohoto vynálezu, jsou výrobky, které mají určitý tvar, jako trenýrky. Tyto výrobky s určitým tvarem mají obecně netkaný pružný substrát, který je tvarován jako kalhotky nebo šortky. Absorpční pěnový materiál podle tohoto vynálezu se potom připevní do rozkroku těchto kalhot tak, aby sloužil jako absorpční Jádro“. Toto absorpční jádro je často přebaleno obvodovou tkaninou nebo jiným netkaným materiálem, který je propustný pro kapalinu. Toto obalení jádra pak slouží jako „vrchní vrstva“ pro součásti oděvu s absorpční schopností.

Pružný substrát, který tvoří základ části oděvu může obsahovat látku nebo papír nebo jiný netkaný substrát nebo tvarované fólie a může být učiněn pružný nebo jinak natahovatelný.

-29CZ 291855 B6

Obepnutí nohou nebo bederní pásy u těchto trenýrek mohou být udělány elastické obvyklým způsobem, aby výrobek lépe přilehnul. Taková látka se obecně udělá relativně nepropustná pro kapalinu nebo přinejmenším nesnadno propustná pro kapalinu tím, že se jeden její povrch upraví nebo povleče, nebo že se tento pružný substrát laminuje jiným substrátem, který je nepropustný pro vodu, čímž se celek učiní relativně nepropustný pro kapalinu. V tomto případě slouží samotné šasi jako „podkladová vrstva“ pro výrobek, který tvoří tvar. Typické trenýrky tohoto druhu jsou popsány v patentu US 4 619 649.

Typický výrobek držící tvar ve formě trenýrek najedno použití je ukázán na obrázku 6 výkresů. Takový produkt zahrnuje vnější vrstvu 60, připevněnou k výstelkové vrstvě 61 přilepením podél svých okrajových zón. Například vnitřní vyložení 61 se dá připevnit k vnější vrstvě 60 podél okraje jednoho pásu na noze 62, podél okraje druhého pásu na noze 63 a podél okraje pásu oblasti 64. V oblasti u výrobku je připevněno obecně obdélníkové absorpční jádro 65 z absorpční pěnové struktury podle tohoto vynálezu.

Zkušební metody:

Při popisování tohoto vynálezu se stanovuje řada parametrů pěnových absorpčních materiálů typu HIPE. Tyto parametry se dají stanovovat s použitím následujících zkušebních kapalin a zkušebních metod.

I) Zkušební kapaliny a příprava vzorku pěny:

A) Zkušební kapalina - syntetická moč:

Několik z popsaných měření v testech zde uvedených zahrnuje použití zkušební kapaliny, jako syntetické moči, ethanolu nebo 2-propanolu (isopropylalkoholu). Syntetická moč, použitá v řadě testů uvedených dále, je udělána z komerčně dostupného přípravku, syntetické moči, vyráběného firmou Jayco Pharmaceuticals (Mechanicsburg, PA, 17055). Tato syntetická moč od firmy Jayco obsahuje 0,2 % KC1, 0,2%Na₂SO₄, 0.085 % NH₄H₂PO₄, 0,015 (NH₄)₂HPO₄, 0,025 %

CaCl₂.2H₂O a 0,05 % MgCl₂.6H₂O (vše v hmotnostních %). Vzorky syntetické moči se připravují podle instrukcí na štítku s použitím destilované vody. Aby se pomohlo rozpuštění, přidá se směs solí od firmy Jayco pomalu do vody. Vzorek se zfiltruje, je-li to nutné, aby se odstranily všechny částice. Všechna nespotřebovaná syntetická moč se vyřadí po jednom týdnu. Aby se zlepšila viditelnost kapaliny, je možno přidat 5 kapek modré potravinové barvy na litr roztoku syntetické moči. Používaná syntetická moč od firmy Jayco má povrchové napětí 0,00065 ± 0,00005 N/cm (65 ± 5 dyn/cm).

B) Příprava vzorku pěny:

Řada následujících testů zahrnuje přípravu a testování vzorků pěny o konkrétní specifikované velikosti. Pokud není uvedeno něco jiného, vzorky pěny požadované velikosti by se měly vyříznout z větších bloků pěny s použitím ostré nožové pilky. Použití tohoto nebo jiného ekvivalentního typu nástroje pro řezání pěny slouží k tomu, že se v podstatě vyloučí trhlinky na okrajích pěny, které by mohly mít nepříznivý vliv na určitá měření, prováděná v určitých zkušebních postupech, stanovených dále.

Specifikace velikosti vzorku rovněž obecně zahrnuje rozměr pro tloušťku vzorku. Měření tloušťky pro účely tohoto vynálezu by se mělo provádět, když je vzorek pěny pod okolním tlakem 350 Pa (0,05 psi). Všechna měření hustoty pěny a hmotnosti sušiny se obvykle provádějí poté, co byl vzorek pěny vyprán ve vodě a vy sušen tak, jak je to popsáno dále.

II) Stanovení vlastností a parametrů pěny:

A. Splasklý stav:

-30CZ 291855 B6

1) Expanzní tlak:

Tento test přímo měří energii uloženou ve splasklé pěně. Uložená energie splasklé pěny se uvolní, když se zaplaví množstvím vody větším než je volná absorpční kapacita. Expanzní tlak se měří zatímco se plně navlhčená pěna udržuje kompresními silami na rozměrech (tloušťce) jako ve splasklém stavu.

K provedení tohoto testu se pečlivě vyřízne pomocí razníku ze splasklé pěny váleček o průměru 23,8 mm. Rozměr tohoto vyřízlého vzorku se měří pomocí extenzometru (např. Ono-Sokki, typu EG225) na nejbližších 0,005 mm. Při provádění testu na uvolnění napětí se použije přístroj Rheometrics, typ RSA II, mající paralelní deskový soubor, schopný podržet kapalinu. Tento paralelní deskový soubor se skládá ze spodního miskovitého talíře, majícího válcovou komoru s vnitřním průměrem 29 mm a horní desky mající okrouhlý prvek s průměrem 25 mm.

Uříznutý suchý vzorek se umístí do komory spodního talíře a vystředí pod kruhovitý prvek horního talíře. Celý soubor se vzorkem se potom vytemperuje na 31,1 °C (88 °F) na dobu nejméně 10 minut, přičemž horní deska se seřídí tak, aby spočívala na vyříznutém vzorku silou asi 10 g. Přístroj Rheometrics, typ RSA II, je naprogramován tak, aby proběhl test napětí a uvolnění při 0,5 % napětí (při stlačení) při 31,1 °C (88 °F). Během sledování napětí jako funkce času se rychle přidá do spodní misky injekční stříkačkou dostatek vody, mající teplotu 31,1 °C (88 °F), aby se zajistilo úplné nasycení odříznutého vzorku (tj. 3 ml za 1 vteřinu). Tlak na desky, který odříznutý vzorek vytvoří tak. jak se snaží roztahovat, tj. jeho expanzní tlak, se zaznamenává nejméně po dobu 15 minut od okamžiku, kdy se přidala voda. Hodnota po 5 minutách se zaznamená jako expanzní tlak odříznutého vzorku.

2) Specifický povrch pro kapilární sání:

Specifický povrch pro kapilární sání u pěny se dá určit z rovnovážného přírůstku zkušební kapaliny známého nízkého povrchového napětí. V tomto případě se použije absolutní ethanol (teplota vzplanutí) je 10 °C).

Aby se provedl test vytemperuje se na 22 ± 2 °C vytárovaný proužek pěny vhodných rozměrů (například >35 cm dlouhý x2 cm široký x0,25 cm tlustý), umístí se vertikálně a na jednom konci se vloží na 1 až 2 mm do nádržky s ethanolem pomocí laboratorní svorky. Ethanol se nechá vzlínat do proužku pěny až na rovnovážnou výšku, která by měla být méně než je délka vzorku. Proužek obsahující ethanol se potom zváží, aby se určila hmotnost celého nasátého ethanolu. Během tohoto postupu by se měl vzorek zakrýt například skleněným víčkem, aby se zabránilo odpařování ethanolu. Ethanol se potom nechá odpařit ze vzorku pěny, který se pak vypere ve vodě, usuší a zváží. Specifický povrch pěnového vzorku se dá vypočíst z následujícího vzorce:

M_e G L_{n Sc} =---------------M_n T_ekde

S_c = specifický povrch pro kapilární sání v cm²/q,

M_e = hmotnost nasátého ethanolu v gramech, G = gravitační konstanta, která je 980 cm/s², L_n = celková délka vlhkého vzorku v cm, M_n = hmotnost suchého vzorku v g r_e = povrchové napětí ethanolu, které je 0,000223 N/cm (22,3 dynů/cm).

Získané hodnoty se potom dají dělit 10 000 cm²/m² a získá se specifický povrch pro kapilární sání v m²/g.

-31 CZ 291855 B6

3) Hustota pěny

Jedním z postupů, který se dá použít k stanovení hustoty pěny, je postup popsaný v ASTM metodě D3574-86, Test A, který je sestaven primárně pro testování urethanových pěn, ale dá se také použít pro měření hustoty preferovaných pěn typu HIPE podle tohoto vynálezu. Zejména měření hustoty, vytvořená podle tohoto postupu ASTM, se provádějí na vzorcích pěny, které byly určitým způsobem předem upraveny tak, jak je to specifikováno v tomto testu.

Hustota se stanovuje měřením jak sušiny daného vzorku pěny (po proprání vodou a usušení), tak i objemu při 22 ± 2 °C. Stanovení objemu u větších vzorků pěny se vypočte z měření rozměrů vzorků, vytvořených bez okolního tlaku. Rozměry menších vzorků pěny se dají změřit s použitím číselníkového měřiče s použitím tlaku na nožičku číselníku 350 Pa (0,05 Psi).

Hustota se vypočítává jako hmotnost na jednotku objemu. Pro účely tohoto vynálezu se hustota obecně vyjadřuje v jednotkách g/cm³.

B. Expandovaný stav:

1) Hustota po nasycení syntetickou močí:

V tomto měření se vzorek pěny nasytí při 31,1 °C (88 °F) na svoji volnou absorpční kapacitu syntetickou močí Jayco. Objem se změří v tomto zcela expandovaném stavu a po vyprání ve vodě a usušení se změří hmotnost sušiny. Hustota po nasycení syntetickou močí se přitom vypočítává jako sušina na jednotku objemu za vlhka, vyjádřená v jednotkách g/cm³.

2) Použitelný objem pórů:

Postup pro stanovení použitelného objemu pórů zahrnuje měření množství 2-propanolu (teplota vzplanutí 12 °C), který se dá zavést do struktury vzorku absorpční pěny. Zařízení a materiály používané k provádění tohoto měření se vytemperují na 22 ± 2 °C. Měření se rovněž provádějí při této teplotě.

Suché vzorky pěny se nařežou na válečky mající příčný povrch 6,5 cm² (1 palec²) a tloušťku 0,25 cm (0,1 palce) nebo na jejich ekvivalent. Tyto válcové vzorky se dají připravovat použitím ostrého průbojníku s průměrem 2,87 cm (1,13 palce) a listu pěny s tloušťkou 0,25 cm (0,1 palce). Vzorky suché pěny (po vyprání ve vodě a usušení) se zváží, aby se stanovila hmotnost sušiny (DW). Tři tyto vzorky se zváží, aby se stanovila průměrná hmotnost za sucha (DW).

Potom se stanoví změřená volná kapacita (MFC) u těchto vzorků následujícími kroky:

a) Vzorky pěny se ponoří do 2-propanolu v krystalizační misce a nechají se nasytit. V tomto okamžiku se má vzorek několikrát stisknout, aby se vytlačil vzduch.

b) Každý vzorek se vyjme aniž by se z něj vymačkával 2-propanol. nadbytečná kapalina se nechá odkapávat ze vzorku, který je v poloze naplocho, asi 30 vteřin. Každý vzorek se proto zváží vlhký, aby se stanovila jeho hmotnost za vlhka (WW).

c) Kroky a) a b) se opakují ještě dvakrát či vícekrát a vypočte se průměrná hmotnost za vlhka.

Změřená volná kapacita (MFC, g/g) je hmotnost 2-propanolu v nasycené pěně na jednotku hmotnosti suché pěny. MFC se vypočte podle vzorce [WW(g)-DW(g)J

MFC =------------DW(g)

-32CZ 291855 B6

Dostupný objem pórů se potom vypočte podělením MFC pěny pro 2-propanol hustotou 2-propanolu, která je 0,785 g/ml. Dává to použitelný objem pórů pro pěnu v ml/g.

3) Odolnost na průhyb za stlačení:

Odolnost na průhyb za stlačení se dá kvantifikovat pro účely tohoto vynálezu změřením velikosti napětí (% zmenšení tloušťky) vytvořeného ve vzorku pěny, která byla nasycena a plně expandována syntetickou močí po namáhání aplikovaném v formě působení tlaku 5,1 kPa (0,74 psi) na vzorek.

Vzorky pěny, syntetická moč Jayco a použité zařízení pro provedení měření se vytemperují na

31.1 °C (88 °F). Měření se rovněž provádějí při této teplotě.

Vrstva vzorku pěny v tomto stlačeném stavu se nasytí na celou svou volnou absorpční kapacitu syntetickou močí Jayco. Po dvou minutách se vyrazí z nasycené zcela expandované vrstvy váleček mající průřez s plochou 6,5 cm² (1 palec²). Ke vzorku se přiloží měřidlo s číselníkem, vhodné pro měření tloušťky. Lze použít jakékoliv měřidlo vybavené patkou, mající kruhovou plochu nejméně 6,5 cm² (1 palec²) a schopné změřit rozměry tloušťky na 0,025 mm (0,001 palce). Příklady těchto měřidel jsou Ames typ 482 (Ames Co.; Waltham, MA, USA) nebo Ono-Sokki typ EG-225 (Ono-Sokki Co., Japonsko).

Potom se použije na patku síla taková, aby nasycený vzorek pěny na obrazce byl podroben tlaku

5.1 kPa (0,74 psi) po dobu 15 minut. Na konci této doby se použije digitální měřidlo k změnění změny v tloušťce vzorku, která vznikne jako následek působení tlaku. Z počátečního a konečného měření tloušťky se dá pro vzorek vypočíst procento vyvolaného napětí.

4) Vratnost průhybu za tlaku:

Aby se vyzkoušela vratnost průhybu za tlaku použijí se vzorky pěny podobné vzorkům připraveným pro měření odolnosti proti průhybu za stlačení (viz II (B)(3) výše). S použitím měřidla s číselníkem se stlačí během 10 vteřin zkušební vzorek nasycený na svoji volnou absorpční kapacitu v syntetické moči Jayco při 31,1 °C (88 °F) na 50 % své původní tloušťky a podrží se ve stlačeném stavu po dobu 1 minuty. Potom se uvolní tlak a pěna se nechá vracet do původního stavu po dobu 1 minuty v přítomnosti vytlačené kapaliny. Procento vrácení zpět je založeno na původní výšce nestlačené pěny.

C. Stlačené nebo expandované stavy:

1) Pružnost:

Pružnost pěny se dá kvantifikovat s odkazem na zkušební postup, který je modifikací metody 3.3 z ASTM D 3574-86, používané k stanovení pružnosti buničitých organických polymemích pěnových produktů. Takový modifikovaný test využívá vzorek pěny, který má rozměry 7 x 0,8 x 0,8 cm když je nasycen na svoji volnou absorpční kapacitu syntetickou močí Jayco při

31.1 °C (88 °F). Je důležité, aby proces řezání, používaný k přípravě těchto vzorků nezaváděl žádné vody na okrajích pásku pěny. Proužek pěny nasycený syntetickou močí se ohne kolem válcovitého tmu o průměru 0,8 cm stejnoměrnou rychlostí 1 ohnutí za 5 vteřin až se konce pásku setkají. Pěna se považuje za pružnou jestliže se netrhá a nepraská během tohoto testu, tj. když projde jedním cyklem ohýbání.

-33CZ 291855 B6

D. Určení parametrů pro manipulaci s kapalinou:

1. Volná absorpční kapacita

V tomto testu se nasytí vzorek pěny při teplotě 31,1 °C (88 °F) syntetickou močí Jayci. potom se použije stejný postup jako ten, který je popsán v části II (B) (2) výše pro použitelný objem pórů k měření absorpční kapacity bez zatížení (volné).

2. Vertikální rychlost vzlínání a vertikální vzlínací absorpční kapacita:

Vertikální rychlost vzlínání a vertikální vzlínací absorpční kapacita jsou měřítkem schopnosti suché pěny vzlínat kapalinu vertikálně ze zásobníku. Doba potřebná pro to, aby čelo kapaliny dosáhlo při vzlínání délku 5 cm vertikálně u pásku pěny se změří, aby se stanovila vertikální rychlost vzlínání. Poté, co kapalina při vzlínání dosáhne rovnovážnou výšku, množství kapaliny nalézající se v proužku pěny v určité vertikální výšce pro vzlínání např. 11,43 cm (4,5 palců) se použije k stanovení vertikální vzlínací kapacity.

Syntetická moč Jayco, zbarvená modrou potravinářskou barvou, se používá v následujících metodách k stanovení vertikální rychlosti vzlínání a vertikální vzlínací absorpční kapacity. V tomto zkušebním postupu se materiály vytemperují na 37 °C a test se provede při stejné teplotě.

Proužek pěny dlouhý přibližně 70 cm a široký 2 cm s tloušťkou 0,25 cm se opře vertikálně tak, že je jeden konec ponořen na 1 až 2 mm do nádobky se syntetickou močí. Kapalina se nechá vzlínat v pásku pěny na rovnovážnou výšku (tj. asi 18 hodin), což by mělo být méně než je délka vzorku. Během tohoto postupu by se měl vzorek zakrýt například skleněným válcem s víčkem, aby se zabránilo odpařování.

Doba potřebná pro vzlínání na 5 cm se používá jako měřítko vertikální vzlínací rychlosti. Rovnovážná hmotnost za vlhka se může zaznamenat a použít k výpočtu adhezního napětí tak, jak je to popsáno níže.

Vzorek se rychle odstraní a umístí na neabsorbující povrch, kde se rozřeže na kousky' po 2,54 cm (1 palce) s použitím nástroje natolik ostrého, že nestlačuje vzorek pěny. Každý kus se zváží, vypere vodou, vysuší a potom znovu zváží. Absorpční kapacita se vypočte pro každý kus. Absorpční kapacita segmentu dlouhého 2,54 cm (1 palec) ve středu výšky vzlínání na 11,4 cm (4,5 palce) výšky vzlínání je parametr, který je nejzajímavější stanovit.

3) Adhezní napětí

Adhezní napětí, vyjádřené hydrofilizovanými pěnovými vzorky obsahujícími zkušební kapaliny nasáté kapilárním sáním je součinem povrchového napětí τ zkušební kapaliny krát kosinus stykového úhlu Θ, vytvořeného zkušební kapalinou ve styku s vnitřními povrchy vzorku pěny. Adhezní napětí se dá určit experimentálně změřením rovnovážného přírůstku hmotnosti kapilárním sáním u dvou zkušebních vzorků stejně pěny s použitím dvou různých zkušebních kapalin. V prvním kroku těchto postupů se stanovuje specifický povrch vzorku pěny s použitím ethanolu jako zkušební kapaliny tak, jak je to popsáno v II(A) (2) výše pro specifický povrch pro kapilární sání.

Postup pro přírůstek hmotnosti kapilárním sáním se potom opakuje stejným způsobem jako u ethanolového postupu s výjimkou toho, že se (a) použije syntetická moč Jayco jako zkušební kapalina; (b) že se test provede při 37 °C; a že (c) se použije pásek vzorku pěny > 70 cm dlouhý x 2 cm široký x 0,25 cm tlustý. Stykový úhel pro syntetickou moč se potom dá vypočítat následovně ze známého specifického povrchu a údajů o příjmu syntetické moči:

-34CZ 291855 B6

Mu G Ln cos θυ =----------------Mft Ty Sc kde θυ = stykový úhel syntetické moči Jayco v stupních;

Mu = hmotnost přírůstku kapaliny u syntetické moči Jayco v gramech;

G = gravitační konstanta, která je 980 cm/s²;

Mn = hmotnost vzorku suché pěny v g;

xu = povrchové napětí moči Jayco, které je asi 0,00065 N/cm (65 dyn/cm);

Sc = specifický povrch vzorku pěny v cm²/g jak je to stanoveno postupem příjmu ethanolu a Ln = délka vlhkého pěnového vzorku v cm.

Když je přítomen tenzid (na povrchu vzorků pěny a nebo v postupující zkušební kapalině), charakterizace přicházejícího čela postupující kapaliny je definována použitím rovnice o adhezním napětí (AT):

Μγ G Ln

AT =----------Mn Sc kde M_N je hmotnost testovací kapaliny přijaté vzorkem pěny a G, L_N, M_N a S_c jsou takové, jak je to definováno výše. [Viz Hodgson a Berg, J. Coli. Int. Sci., 121 (1), 1988, str. 22-31].

Při určování adhezního napětí pro jakoukoliv danou zkušební kapalinu se nečiní žádný předpoklad numerické hodnoty povrchového napětí v jakémkoliv bodu v čase, takže možné změny v koncentraci tenzidu na povrchu vzorků a nebo v přicházející kapalině během vzlínání jsou nemateriální. Experimentální hodnota adhezního napětí (x cosG) se dá zejména použít když se na to podíváme jako na procento maximálního adhezního napětí, což je povrchové napětí zkušební kapaliny (tj. maximální adhezní napětí používající syntetickou moč Jayco by bylo [65 + 5] [cos 0°] = 65 ± 5 dynů/cm, tj. 0,00065 ± 0,00005 N/cm).

Analytické metody pro PGE:

A. Metoda měření mezifázového napětí (IFT) (rotující kapka):

Mezifázové napětí se dá měřit s použitím tenzometru s rotující kapkou (Kruss SITE 04 Spinning Drop Tensometer) nebo jakýmkoliv jiným tenzometrem šrotující kapkou, který pracuje podle stejných principů. Obecné popisy metod měření mezifázového napětí metodou rotující kapky viz publikace Cayias a kol. Absorpce na rozhraních, vydaná u Mittal, ACS Symposium Series 8 (1975). str. 234-47 a publikace Aveyard a kol., J. Chem. Soc. Faraday Trans., Vol. 1 (1981), str. 2155-68. U každého měření mezifázového napětí se vstříkne kapka olejové fáze obsahující PGE (zpravidla 5 mikrolitrů) do rotující kapilární trubičky tenzometru, která obsahuje vodní fázi předem vytemperovanou na 50 °C. Rychlost otáčení trubičky se dostatečně zvýší, aby se kapička prodloužila do válcového tvaru tak, aby její poměr délky k průměru byl větší než 4:1. Prodloužená kapička se nechá vytemperovat na 50 °C až se dosáhne rovnováhy (tj. nedochází k žádné další změně v průměru kapičky) nebo dosud neuplynulo přibližně 30 minut. Prodloužená kapička má s výhodou jednotný průměr s výjimkou polokulovitých konců a její rozhraní s vodným roztokem je v zásadě bez usazených materiálů a nebo malých kapiček. Není-li tomu tak, potom oblast prodloužené kapičky, která je v podstatě bez úsad, má poměr délky k průměru větší než 4:1 a jsou-li přítomny oblasti s různým průměrem potom se vybere minimální průměr pro měření. Mezifázové napětí (x) se vypočte změřeného poloměru (r, 1/2 válcovitého průměru) úhlové rychlosti (ω; 2πη, kde n je frekvence rotace trubičky) a rozdílu hustoty mezi olejovou a vodní fází (Δρ) s použitím následující rovnice:

-35CZ 291855 B6 τ = 0,25 r³ Δρ ω²

Kalibrace tohoto systému se periodicky kontroluje měřením mezifázového napětí mezi n-oktanolem a vodou (0,000085 N/cm při 20 °C).

Olejová fáze použitá pro tato měření se zpravidla připravuje přidáním 10 dílů PGE k 100 dílům monomemí směsi obsahující styren, divinylbenzen (55% technický) a 2-ethylhexylakrylát v hmotnostním poměru 2:2:6. Tato směs se mechanicky míchá tak, aby se dosáhlo rozpuštění PGE. Tato směs olejové fáze se nechá stát přes noc při okolní teplotě, aby se mohly usadit materiály (typicky volné polyglyceroly), které jsou nerozpustné nebo se srážejí z roztoku. Po odstředění se zbylá kapalina oddělí od sedimentu. Zbylá kapalina se používá taková jaká je a zředěná (následně, je-li to nutné) další směsí monomerů, aby se získaly roztoky emulgátoru mající nižší koncentrace. Tímto způsobem se dají připravit roztoky jmenovité koncentrace PGE v rozsahu od asi 9 % do 0,01 % nebo méně. Vodní fáze, používaná pro toto měření je 0,90M vodný roztok chloridu vápenatého (přibližné pH 6), připravený rozpuštěním CaCf^HiO v destilované vodě.

Rada měření mezifázového napětí se provádí změnou koncentrace PGE v olejové fázi až o 3 %. Hodnoty mezifázového napětí jako funkce koncentrace PGE v olejové fázi se vynesou jako hladká křivka do oboustranně logaritmického grafu. Potom se z křivky odhadne minimální hodnota.

B. Distribuce polyglycerolů:

Distribuce polyglycerolů ve vzorku se dá stanovit kapilární superkritickou kapalinovou chromatografií. Viz Chester a kol. J. High Res. Chrom. & Chrom. Commun., Vol. 9 (1986), str. 178 a další. V této metodě se převedou polyglyceroly ve vzorku na příslušné trimethylsilylethery reakcí s bis(tri-methylsilyl)trifluoroacetamidem. Trimethylsilylethery se oddělí a potom kvantifikují kapilární superkritickou kapalinovou chromatografií s použitím plamenové ionizační detekce. Trimethylsilylethery se eluují z polydimethylsiloxanové stacionární fáze v pořadí podle zvyšující se molekulové hmotnosti. Totožnosti špiček se stanovují spojením superkritického kapalinového chromatografu s hmotovým spektrometrem, relativní distribuce polyglycerolových látek se vypočte z ploch špiček na chromatografu. Hmotnostní procenta se vypočtou tak, že se bude předpokládat, že plamenová ionizační detekce odpovídá zcela všem polyglycerolovým látkám ve vzorku.

C. Složení mastné kyseliny (FAC)

Složení mastné kyseliny ve vzorku volných mastných kyselin nebo esterech mastných kyselin se dá stanovit kapilární plynovou chromatografií s velkým rozlišením. Viz D'Alonzo a kol. J. Am. Oil Chem. Soc., Vol. 58 (1981), str. 215 a další. V této metodě se mastné kyseliny ve vzorku převedou na methylestery mastné kyseliny, které se potom oddělí a kvantifikují pomocí kapilární plynové chromatografie s vysokým rozlišením pomocí detekce ionizací v plameni. Stacionární fáze v kapilární koloně (stabilizovaný polyethylenglykol) odděluje methylestery podle délky řetězce a stupně nenasycenosti. Identity špiček se zjišťují srovnáním se známými standardy mastných kyselin. Relativní distribuce typů mastných kyselin se vypočte z ploch špiček na chromatogramu. Hmotnostní procenta se vypočtou tak, že se předpokládá, že detektor ionizací v plameni odpovídá stejně na všechny druhy mastných kyselin ve vzorku.

Příklady provedení vynálezu

Příprava splasklých absorpčních pěn typu HIPE, parametry těchto splasklých pěn a využití těchto splasklých absorpčních pěn v plenkách najedno použití jsou uvedeny v následujících příkladech.

-36CZ 291855 B6

Příklad I

Tento příklad uvádí přípravu splasklé pěny HIPE, která spadá do rozsahu tohoto vynálezu.

Příprava emulze:

Bezvodý chlorid vápenatý (36,32 kg) a hydrosiřičitan draselný (568 g) se rozpustí v 378 litrech vody. Tím se vytvoří proud vodní fáze, který se potom použije v kontinuálním procesu pro vytváření emulze typu HIPE.

Ke kombinaci monomerů, kam patří styren (1600 g), divinylbenzen 55 % technický typ (1600 g) a 2-ethylhexylakrylát (4800 g) se přidá sorbitanlaurát (960 g jako SPÁN 20). Po smíchání se nechá tato kombinace materiálů přes noc usadit. Matečná kapalina se odtáhne a použije se jako olejová fáze v kontinuálním procesu na vytváření emulze typu HIPE. (Asi 75 g lepivého zbytku se vyřadí).

Při teplotě vodní fáze 48 až 50 °C a teplotě olejové fáze 22 °C se vedou oddělené proudy olejové fáze a vodní fáze do dynamicky mísící aparatury. Důkladné promísení kombinovaných proudů v dynamické mísící aparatuře se dosáhne pomocí kolíkového míchadla na hřídeli. Při tomto měřítku provozu je přiměřené vrtulové míchadlo tvořeno válcovým hřídelím dlouhým asi

21,6 cm s průměrem asi 1,9 cm. Na hřídeli jsou čtyři řady kolíků, 2 řady mají 17 kolíků a 2 řady mají 16 kolíků, přičemž každý má průměr 0,5 cm, které směřují ven ze středové osy hřídele na délku 1,6 cm. Kolíkové míchadlo je namontováno ve válcové objímce, která tvoří dynamický míchací aparát a kolíky mají mezeru 0,8 mm od stěn válcové objímky⁷.

Dále po proudu za dynamickým míchacím aparátem je zabudováno spirálové statické míchadlo, které vytváří zpětný tlak v dynamickém mixéru a umožňuje lepší zabudování složek do emulze, která se eventuálně vytvoří. Tento statický mixér je dlouhý 35,6 cm (14 palců) s vnějším průměrem 1,3 cm (0,5 palce). Statický mixér má značku TAH Industries, typ 070-821 a je upraven tím, že bylo odříznuto 6,1 cm (2,4 palce).

Kombinované uspořádání mísícího aparátu se plní olejovou fázi a vodní fází v poměru 2 části vody na 1 část oleje. Dynamický mísící aparát se odvzdušní, aby se umožnilo vzduchu uniknout při plném zaplnění aparátu. Průtoky během plnění jsou 1,127 g/s olejové fáze a 2,19 cm³/s vodní fáze.

Jakmile je jednou uspořádání aparátů naplněno, začne se s mícháním v dynamickém mixéru, přičemž míchadlo se otáčí rychlostí 1800 ot/min. Průtok vodní fáze se potom trvale zvyšuje na rychlost 35,56 cm/s během časového období 130 s. Zpětný tlak vytvořený dynamickým a statickým míchadlem je v tomto bodě 51,75 kPa (7,5 PSI). Rychlost míchadla se potom plynule sníží na rychlost 1200 ot/min v období 60 s. Zpětný tlak poklesne na 31,05 kPa (4,5 PSI). V tomto okamžiku se rychlost náhle zvýší na 1800 ot/min. systémový zpětný tlak zůstane potom konstantně na 31,05 kPa (4,5 PSI).

Polymerace emulze:

Vytvořená emulze, vytékající v tomto místě ze statického mixéru, se shromažďuje v gumových úsporných boxech na mraženou potravu, typ 3500. Tyto boxy jsou zkonstruovány z potravinářského polyethylenu a mají jmenovité rozměry 45,7 cm x 66 cm x 22,9 cm (18” x 26” x 9”). Skutečné vnitřní rozměry těchto boxů jsou 38,1 cm x 58,4 cm x 22,9 cm (15” x 23” x 9”). Tyto boxy jsou předem upraveny vytvořením filmu z roztoku skládajícího se z 20 % roztoku SPÁN 20 ve stejném hmotnostním množství rozpouštědla, kterým je směs xylenu a 2-propanolu. Směs rozpouštědel se nechá odpařit, takže zůstane jen SPÁN 20. V každém boxu se shromáždí 47 litrů emulze.

-37CZ 291855 B6

Boxy obsahující emulzi se ponechají v prostoru ve kterém je teplota 65 °C po dobu 18 hodin, aby se vyvolala polymerace emulze v boxech a tak vytvořila polymemí pěna.

Praní a odvodnění pěny:

Po dokončení vulkanizace se vlhká zvulkanizovaná pěna odstraní z vulkanizačních boxů. Pěna v tomto okamžiku obsahuje zbytkové vodní fáze asi 30 až 40 násobek hmotnosti polymerovaného materiálu. Tato voda obsahuje rozpuštěné emulgátory, elektrolyt a iniciátor. Pěna se rozřeže na listy ostrým listem přímočaré pily. Každý list má tloušťku 0,89 cm (0,350 palce). Tyto listy se potom podrobí stlačení na řadě tří válců s mezerou mezi nimi, které postupně snižují zbytkový obsah vodní fáze v pěně až na asi šestinásobek hmotnosti polymemího materiálu. V tomto okamžiku se pak tyto listy znovu nasytí při 60 °C roztokem obsahujícím 1 % CaCl₂, vymačkají se v mezeře mezi válci na obsah vodní fáze asi 10 násobek, znovu se nasytí roztokem 1 % CaCl₂ při 60 °C a potom se znovu vymačkají v této mezeře na obsah vodní fáze asi 10-krát.

Plátky pěny, které nyní obsahují v podstatě asi 10-násobek 1 % roztoku CaCl₂, se protáhnou skrz poslední mezeru, ve které je vakuová štěrbina. Poslední mezera sníží obsah roztoku CaCl₂ na asi 5-násobek (x) hmotnosti polymeru. Pěna zůstane stlačena za poslední mezerou na tloušťku asi 0,2 cm (0,080 palce). Potom se pěna suší v sušárně, kde cirkuluje vzduch při teplotě 60 °C asi tři hodiny. Toto sušení sníží obsah vlhkosti na asi 5 až 7 % hmotnostních polymerovatelného materiálu. V tomto okamžiku mají listy pěny tloušťku asi 0,19 cm (0,075 palce) a jsou velmi přiléhavé. Pěna rovněž obsahuje asi 11 % hmotnostních zbytkového sorbitanlaurátového emulgátoru a asi 5 % hmotnostních (na bezvodém základě) zbytkového hydratovaného chloridu vápenatého. Ve splasklém stavuje hustota pěny asi 0,17 g/cm³, Když se nechá expandovat v syntetické moči Jayco, je jeho volná absorpční kapacita asi 30,2 ml/g. Expandovaná pěna má specifický povrch pro kapilární sání asi 2,24 m²/g, objem póruje asi 31 ml/g, číselný průměr velikosti buněk je asi 15 pm, adhezní napětí je asi 0,00035 N/cm (35 dynů/cm) a vertikální vzlínací kapacita na absorbent je asi 26,7 ml/g nebo asi 88 % z volné absorpční kapacity.

Příklad II

Plenka najedno použití se připraví s použitím uspořádání a složek, které jsou ukázány v rozloženém zobrazení na obr. 7. Tato plenka se skládá z teplem spojené polypropylenové horní vrstvy 70, polyethylenové spodní vrstvy nepropustné pro kapalinu 71 a dvojité vrstvy absorpčního jádra, které je umístěno mezi vrchní vrstvu a spodní vrstvu. Dvojitá vrstva absorpčního jádra se skládá z vrstvy 72 v modifikovaném tvaru přesýpacích hodin pro uložení a redistribuci kapaliny ze splasklé pěny typu HIPE podle příkladu 1, která je umístěna pod vrstvou 73 pro příjem kapaliny v modifikovaném tvaru přesýpacích hodin. Horní vrstva obsahuje dva v podstatě rovnoběžné pásky 74 tvořící bariéru směrem k nohám které jsou pružné. K spodní vrstvě plenky jsou připevněny dva obdélníkové elastické pásky kolem pasu 75. K oběma koncům polyethylenové podkladové vrstvy jsou rovněž připevněny dva prvky 76 z polyethylenu, které kryjí v pase. Ke spodní vrstvě jsou rovněž připevněny dva rovnoběžné pružné pásky 77. Vrstva z polyethylenu 78 je připevněna k vnější straně spodní vrstvy jako určený upevňovací povrch pro dva kusy 79 páky Y, která se dá použít k upevnění plenky kolem toho, kdo ji nosí.

Vrstva jádra plenky, která přijímá, se skládá z 92 %/8 % za vlhka pokládané směsi ztužených, zkroucených, zavinutých celulózových vláken a konvenčních nezměkčených celulózových vláken. Ztužená, zkroucená, svinutá, celulózová vlákna jsou vyrobena ze sulfátové buničiny z jižního měkkého dřeva (prachový papír), který byl zesilován glutaraldehydem v rozsahu asi 2,5 molámích procent vztaženo na suchý vláknitý celulózový anhydroglukózový základ. Vlákna jsou zesilována podle „suchého síťovacího procesu“ tak, jak je popsán v patentu US 4 822 453. Tato ztuhlá vlákna jsou podobná vláknům majícím vlastnosti popsané níže v tabulce II.

-38CZ 291855 B6

Tabulka II: Ztužená, zkroucená, svinutá celulózová vlákna

Typ; sulfátová buničina z měkkého jižního dřeva, zesilovaná glutaraldehydem v rozsahu 1,41 molámích procent vztaženo na bázi suché vláknité celulózové anhydroglukózy

Počet zkroucení za sucha = 6,8 uzlíků/mm Počet zkroucení na vlhka = 5,1 uzlíků/mm Retenční hodnota 2-propanolu = 24 % Retenční hodnota vody = 37 % Koeficient zkroucení = 0,63

Konvenční neztužená celulózová vlákna používaná v kombinaci s vlákny STCC jsou rovněž vyráběna z prachového papíru. Tato nevyztužená celulózová vlákna se rafinují (na asi 200 CSF dle kanadské normy odvodňovací schopnosti papíru).

Přijímací vrstva má průměrnou hustotu za sucha asi 0,07 g/cm³, průměrnou hustotu po nasycení syntetickou močí asi 0,08 g/cm, přičemž základem je hmotnost za sucha a průměrnou hmotnost základu asi 0,03 g/cm³. V jádru plenky se používá asi 13 gramů vrstvy na přijímání kapaliny. Povrch přijímací vrstvy je asi 302 cm² (46,8 palce²). Má tloušťku asi 0,44 cm.

Vrstva pro uložení a redistribuci kapaliny v jádru plenky se skládá z kusu splasklé pěny typu HIPE popsaného v příkladu I, které má upravený tvar přesýpacích hodin. K vytvoření této vrstvy pro uložení a redistribuci, která má plochu asi 339 cm² (52,5 plače²) a tloušťku asi 0,25 cm (0,1 palce), se použije asi 13 gramů pěny typu HIPE.

Plenka, mající toto konkrétní uspořádání jádra vykazuje zejména žádoucí a účinné využití jádra pro zadržování vypuštěné moči a podle toho poskytuje její velmi nízký únik, pokud ji nosí kojenec normálním způsobem. Podobné výsledky se dají získat, jestliže jsou vzduchem pokládaná vyztužená vlákna v přijímací vrstvě absorpčního jádra nahrazena za vlhka pokládanými vyztuženými vlákny.

Příklad III

Tento příklad ukazuje výhodu používání relativně nízkých polymeračních/vulkanizačních teplot ke konsistentnímu snížení koalescence vodních kapiček v emulzích typu HIPE a ke konsistentnímu získávání splasklých polymemích pěn podle tohoto vynálezu, zejména když je SPÁN 20 jediný emulgátor používaný k přípravě emulze HIPE a aby se konsistentně získaly splasklé polymemí pěny podle tohoto vynálezu, zejména když je SPÁN 20 jediným emulgátorem použitým při přípravě emulze typu HIPE. V tomto příkladu se připravuje emulze typu HIPE postupem podobným postupu podle příkladu I, ale s použitím jiného typu SPÁN 20 jako emulgátoru. Tato emulze typu HIPE se nasbírá do řady plastikových pohárů s víčkem s obsahem 0,473 litru (1 pinta). Čtyři sušárny se nastaví na teploty 37,8 °C (100 °F), 46,1 °C (115°F), 54,4 °C (130 °F) a 65,6 °C (150 °F) a několik pohárků s emulzí typu HIPE se vulkanizuje v každé ze sušáren po dobu 24 hodin. Část výsledných zvulkanizovaných pěn se potom vypere vodou a usuší. Potom se zhotoví mikrofotografíe usušených pěn při zvětšení 50x, 500x a lOOOx. Obrázky 3a až 3d představují výběr z těchto mikrofotografíí (zvětšení 500x). Konkrétně obr. 3a ukazuje řez zvulkanizovanou pěnou při 37,8 °C (100 °F), obr. 3b ukazuje řez zvulkanizovanou pěnou při 46,1 °C (115 °F), obr. 3c ukazuje řez zvulkanizovanou pěnou při 54,4 °C (130 °F) a obr. 3d ukazuje řez zvulkanizovanou pěnou při 65,6 °C (150 °F).

Jak je to patrné z obrázku 3a a 3b, emulze typu HIPE zvulkanizované při nižších teplotách (tj. pod asi 50 °C) dávaly pěnové materiály, které měly menší póry s relativně rovnoměrnou velikosti, tj. pěnové materiály byly relativně homogenní. Z toho vyplývá, že se zde vyskytuje menší koalescence vodních kapiček během vulkanizace emulzí typu HIPE. Naproti tomu jak je to

-39CZ 291855 B6 patrné z obrázků 3c a 3d emulze HIPE, zvulkanizované při vyšších teplotách (tj. nad asi 50 °C) dávaly pěnové materiály mající četné větší póry a relativně nejednotnou velikost pórů, tj. pěnové materiály byly v podstatě heterogenní. Vyplývá z toho podstatně vyšší koalescence vodních kapiček během vulkanizace emulzí typu HIPE.

Homogenita těchto vulkanizovaných pěn vyjádřená velikostmi buněk a koalescencí se dá kvalitně odstupňovat podle mikrofotografií s použitím následující stupnice:

Stupeň popis masivní koalescence, sotva uznatelné jako pěna velmi špatná koalescence, otevřená otvory, rozpraskané vzpěry špatná koalescence, tlusté vzpěry mírná koalescence, určité anomálie vzpěr (tlustší) menší koalescence, žádné anomálie vzpěr minimální koalescence, žádné anomálie vzpěr velmi rovnoměrně vyvinutá struktura

Pro každou zvulkanizovanou pěnu se provede několik stanovení podle výše uvedené stupnice a tato stanovení se potom zprůměrují, aby se získal průměr pro každou zvulkanizovanou pěnu tak, jak je to vidět na následující tabulce:

Teplota vulkanizace	Průměrná hodnocení
37,8 °C(100 °F)	6,5
46,1 °C(115°F)	5,5
54,4 °C (130 °F)	3,3
65,6 °C(150°F)	2,5

Část výše uvedených vzorků zvulkanizované při 46,1 °C (115 °F), 54,4 °C (130 °F) a 65,6 °C (150 °F) se rovněž vyhodnotí na schopnost zůstat tenké i po vyprání ve slaném roztoku s následujícím slisováním a usušením. Zvulkanizované pěny se zpracovávají vypráním vodným roztokem 1,0 % chloridu vápenatého, stlačením, aby v nich zůstala část vody a potom sušením v sušárně (tj. při teplotě kolem 65,6 °C (150 °F). Každá z vysušených pěn se vyhodnotí tak, aby se stanovilo zdali zůstane ve splasklém stavu, tj. na 10 až 30 % své původní tloušťky. Vysušené vzorky pěny zvulkanizované při 54,4 °C (130 °F) a 65,6 °C (150 °F) nezůstaly tenké. Naproti tomu vzorky vysušené pěny zvulkanizované při 46,1 °C (115 °F) zůstaly tenké.

Příklad IV

Následující příklady ilustrují přípravu pěn typu HIPE s použitím sorbitanlaurátu (SPÁN 20) a esteru polyglycerolu a mastné kyseliny (PGE) nebo sorbitanpalminátu (SPÁN 40) jako koemulgačního systému:

Příklad IV A

Bezvodý chlorid (36,32 kg) a hydrosiřičitan draselný (568 g) se rozpustí v 378 litrech vody. Tím se získá proud vodné fáze, který se použije k vytváření emulze typu HIPE.

Ke směsi monomerů skládající se ze styrenu (1600 g), divinylbenzenu (55 % technický, 1600 g) a 2-ethylhexylakrylátu (4800 g) se přidá sorbitanlaurát (960 g jako SPÁN 20). Do druhé poloviny várky stejné směsi monomerů se přidá PGE emulgátor (480 g), který má minimální mezifázové napětí olej/voda 0,09.10^-5 N/cm (0,09 dynů/cm). Toto PGE se získá esterifikací polyglycerolu mastnými kyselinami v hmotnostním poměru 64:36 s použitím hydroxidu sodného jako katalyzátoru při 210 °C za podmínek mechanického míchání, profukování dusíkem a

-40CZ 291855 B6 postupného zvyšování vakua s následující neutralizací kyselinou fosforečnou, zchlazení na asi 60 °C a usazováním, aby se snížil nezreagovaný polyglycerol. Složení polyglycerolu a mastných kyselin, používaných k výrobě PGE je ukázáno v následující tabulce:

Polyglyceroly	hmotn. %
lineární diglyceroly	63,5
triglycerol	36,0
nebo vyšší cyklické diglyceroly	0,4

Mastné kyseliny	hmotn. %
c₈	-
Cio	-
C12	31,7
C14	37,2
C16	11,5
Cl 8:0	3,2
C18.1	13,8
Cl 8:2	1,5

Po zamíchání se nechá každá várka olejové fáze přes noc usadit. Kapalina se z každé várky odtáhne a mísí se v poměru 2 díly SPÁN 20 obsahující olejovou fázi na 1 díl PGE obsahující olejovou fázi. (Asi 75 g lepivého zbytku se z každé várky vyřadí). Při teplotě vodní fáze 43 °C až ío 45 °C a teplotě olejové fáze 22 °C se oddělené proudy oleje a vody vedou do mixéru, jež má kolísavé míchadlo. Toto kolíkové máchadlo má válcový hřídel dlouhý 21,6 cm, na němž má 17 kolíků a dvě řady po 16 kolíkách, přičemž každý kolík má průměr 0,5 cm a směrem ven sahá

1,6 cm od středové osy hřídele. Kolíkové míchadlo je namontováno ve válcové objímce s kolíky majícími vzdálenost 0,8 mm od její vnitřní stěny.

Spirálový statický mixér (dlouhý 35,6 cm (14 palců) s vnějším průměrem 1,27 cm (1/2 palce) od firmy TAH Industries typ 070821, modifikovaný odříznutím 6,1 cm (2,4 palců) se namontuje dále po proudu od dynamického mixéru, aby se zajistil zpětný tlak v dynamickém mixéru a aby se zajistila stejnorodost emulze typu HIPE. Kombinovaný dynamický a statický míchací aparát se 20 naplní olejovou a vodnou fází v poměru 2 díly vody na 1 díl oleje. Aparát se odvzdušní, aby mohl uniknout vzduch a aby se aparát zcela naplnil, rychlosti toku během plnění jsou 3,0 g/s olejové fáze a 4,5 cm/s vodní fáze.

Jakmile se jednou aparát naplní, začne se smícháním, přičemž se míchadlo točí 1100 ot/min. 25 Průtok vodní fáze se potom rovnoměrně zvýší na 46,5 cm/s a průtok olejové fáze se rovnoměrně sníží na 1,77 g/s během časového úseku 120 s. Zpětný tlak vytvořený dynamickým a statickým mixérem je v tomto okamžiku 33,76 kPa (4,9 psi). Během 30 s se zpomalí míchadlo na 1000 ot/min. Když zpětný tlak klesne na asi 20,67 kPa (3 psi), náhle se zvýší rychlost míchadla na 1800 ot/min a zpětný tlak se zvýší na 37,895 kPa (5,5 psi). Potom se průtok vodné a olejové 30 fáze nastaví na 47,8 cm/s a 1,66 cm/s.

Emulze typu HIPE se potom nasbírá do forem (krabice na skladování mražené potravy z potravinářského polyethylenu, typ 3500), mající vnitřní rozměry 38 x 58 x 23 cm (15 x 23 x 9 palců) do hloubky. Formy se předem upraví filmem roztoku obsahujícího 20 % SPÁN 20 35 v xylenu, který se nechal usadit přes noc aby se odstranily nerozpustné látky. Formy se předehřejí tak, aby se usnadnilo odpařování xylenu a aby zůstal jen SPÁN 20. Do každé formy se dá 47 litrů emulze typu HIPE. Naplněné formy se nechají v místnosti při 65 °C po dobu 18 hodin, aby se umožnilo zesíťování. Zesíťovaná pěna se potom vypírá 1% roztokem chloridu vápenatého. Zbytkový roztok, který zůstane v pěně před sušením je pětinásobkem hmotnosti pěny.

-41 CZ 291855 B6

Obr. 4 je mikrofotografie (zvětšení 1000 x), která ukazuje reprezentanta polymemí pěny připravené z emulze typu HIPE s použitím koemulgačního systému SPÁN 20/PGE jako je ten, který je použit v tomto příkladě. Struktura pěny ukázaná na obr. 4 je v expandovaném stavu. Je zřejmé, že tato pěnová struktura má relativně malé póry s relativně jednotnou velikostí, tj. pěnová struktura je relativně homogenní. Je to důkaz snížené koalescence vodních kapének během síťování emulze HIPE.

Příklad IV B

Vodná fáze obsahující chlorid vápenatý a persulfát draselný a olejová fáze směsi monomerů obsahující SPÁN 20 se připraví stejně jako v příkladu IV A. Rovněž se připraví polovina várky směsi monomerů přidáním PGE emulgátoru, který má minimální mezifázové napětí mezi olejem a vodou 0,22.10^-5 N/cm (0,22 dynů/cm). Tento PGE se získá esterifikováním polyglycerolů mastnými kyselinami v hmotnostním poměru asi 67:33 s použitím reakčních podmínek podobných těm, které jsou popsány v příkladu IV A. Složení polyglycerolů a mastných kyselin použitých při přípravě PGE je uvedeno v následující tabulce:

Polyglyceroly	hmotn. %
lineární diglyceroly	73,1
triglycerol	24,5
nebo vyšší cyklické diglyceroly	2,4
Mastné kyseliny
c₈	—
Cio	—
C12	32
C14	37
C16	11
Cig_:o	3,2
Clg_: \|	13
C18:2	1,5

Po smíchání se nechá každá várka olejové fáze přes noc usadit, přičemž se kapalinová fáze odtáhne a mísí se v poměru 2 díly SPÁN 20 obsahující olejovou fázi k 1 dílu PGE obsahující olejovou fázi jako v příkladu VI A. Vodná a olejová fáze se potom dají do kombinovaného aparátu z dynamického a statického mixéru jako v příkladu VI A.

Kombinovaná aparatura se naplní olejovou a vodnou fází v poměru 2 díly vody na 1 díl oleje, přičemž se aparatura odvzdušní, aby se nechal uniknout vzduch, dokud se aparatura zcela nenaplní. Průtoky během plnění jsou 3,0 g/s u olejové fáze a 7,5 cm/s u vodné fáze.

Jakmile se aparatura naplní, začne se smícháním, přičemž se míchadlo otáčí při 1200ot/min. Průtok vodné fáze se potom rovnoměrně zvýší na 45,0 cm/s a průtok olejové fáze se během 60 s rovnoměrně sníží na 1,66 g/s. Otáčky míchadla se potom rovnoměrně sníží během 30 s na IlOOot/min a potom se náhle zvýší na 1800ot/min. Průtok vodné fáze se potom seřídí na

47,6 cm³/s. Zpětný tlak činí 36,5 kPa (5,3 psi). Vytvořená emulze se nasbírá do forem a potom se ponechá 18 hodin v prostoru kde je 65 °C, aby zesilovala stejně jako v příkladu VI A. Zesíťované pěny se vyperou 1% roztokem chloridu vápenatého. Zbytkový roztok, který zůstane v pěně před sušením, činí pětinásobek hmotnosti pěny.

-42CZ 291855 B6

Příklad IV C

Vodní fáze obsahující chlorid vápenatý a persulfát draselný a olejová fáze, kterou je směs monomerů obsahující SPÁN 20 se připraví jako v příkladu VI A. Polovina várky směsi monomerů se také připraví přidáním PGE emulgátoru, který má minimální mezifázové napětí mezi olejem a vodou 0,08.10^-5 N/cm (0,08 dynů/cm). Tato PGE se získá esterifikací polyglycerolů mastnými kyselinami v hmotnostním poměru asi 67:33 s použitím reakčních podmínek podobných jako jsou podmínky popsané v příkladu IV A. Složení polyglycerolů a mastných kyselin používaných při přípravě PGE je uvedeno v následující tabulce:

Polyglvceroly	hmotn. %
lineární diglyceroly	71
triglyceroly	24
nebo vyšší cyklické diglyceroly	5
Mastné kyseliny
c₈	-
Cio	4,4
C_I2	43,6
c₁₄	25,1
C16	12,1
C18:0	3,8
C18:l	9,2
C18:2	1,4

Po smíchání se nechá každá olejová fáze usadit přes noc a potom se odtáhne kapalina a smísí se v poměru 2 díly SPÁN 20 obsahující olejovou fázi s 1 dílem PGE obsahujícím olejovou fázi jako v příkladu IV A. Vodná fáze (45 °C až 47 °C) a olejová fáze se potom přidají do aparátu kombinovaného z dynamického a statického mixéru stejně jako v příkladu IV A. Kombinovaná aparatura se naplní olejovou a vodnou fází v poměru 2 díly vody na 1 díl oleje, přičemž se aparatura odvzdušní, aby se nechal vzduch uniknout až se aparatura zcela naplní. Průtoky během plnění jsou 2,5 g/s u olejová fáze a 4,7 cm³/s u vodní fáze.

Jakmile se aparatura naplní, začne se s mícháním, přičemž se míchadlo otáčí při 1800 ot/min. Průtok vodní fáze se potom rovnoměrně zvýší na 45,5 cm/s a průtok olejové fáze se rovnoměrně sníží na 1,59 g/s v průběhu 90 s. Zpětný tlak činí 37,2 kPa (5,4 psi). Emulze typu HIPE se nesbírá do forem a potom se nechá v prostoru s teplotou 65 °C po dobu 18 hodin, aby zesíťovala stejně jako v příkladu IV A. Zesíťované pěny se vyperou 1% roztokem chloridu vápenatého. Zbytkový roztok, který zůstane v pěně před sušením, činí pětinásobek hmotnosti pěny.

Příklad IV D

Vodná fáze obsahující chlorid vápenatý a persulfát draselný a olejová fáze, kterou je směs monomerů obsahující SPÁN 20 se připraví jako v příkladu IVA. Polovina várky směsi monomerů se také připraví přidáním PGE emulgátoru, který má minimální mezifázové napětí mezi olejem a vodou 0,013.10^-5 N/cm (0,013 dynů/cm). Tato PGE se získá esterifikací polyglycerolů mastnými kyselinami ve hmotnostním poměru asi 61:39 s použitím reakčních podmínek podobných jako jsou podmínky popsané v příkladu IV A. Složení polyglycerolů a mastných kyselin používaných při přípravě PGE je uvedeno v následující tabulce:

-43CZ 291855 B6

Polyglyceroly	hmotn. %
lineární diglyceroly	15
triglycerol	85
nebo vyšší cyklické diglyceroly	-
Mastné kyseliny
c₈	6
Cio	5
C12	55
C14	23
C16	6
Cl8:0	3
C18:l	1
Cl 8:2	1

Po smíchání se nechá každá olejová fáze usadit přes noc a potom se odtáhne kapalina a smísí se v poměru 2 díly SPÁN 20 obsahující olejovou fázi s 1 dílem PGE obsahujícím olejovou fázi jako v příkladu IVA. Vodná fáze (55 °C až 60 °C) a olejová fáze se potom přidají do aparátu kombinovaného z dynamického a statického mixéru stejně jako v příkladu IV A. Kombinovaná aparatura se naplní olejovou a vodnou fází v poměru 2 díly vody na 1 díl oleje, přičemž se aparatura odvzdušní, aby se nechal vzduch uniknout až se aparatura zcela naplní. Průtoky během plnění jsou 3,0 g/s u olejové fáze a 6,0 cm³/s u vodní fáze.

Jakmile se aparatura naplní, začne se smícháním, přičemž se míchadlo otáčí při 1800ot/min. Průtok vodné fáze se potom rovnoměrně zvýší na 45,7 cm³/s a průtok olejové fáze se rovnoměrně sníží na 1,58 g/s v průběhu 120 s. Zpětný tlak činí 37,2 kPa (5,4 psi). Emulze typu HIPE se nasbírá do forem a potom se nechá v prostoru s teplotou 65 °C po dobu 18 hodin aby zesíťovala stejně jako v příkladu IV A. Zesíťované pěny se vyperou 1% roztokem chloridu vápenatého. Zbytkový roztok, který zůstane v pěně před sušením, činí pětinásobek hmotnosti pěny.

Příklad IV E

Vodná fáze obsahující chlorid vápenatý a persulfát draselný a olejová fáze, kterou je směs monomerů obsahující SPÁN 20 se připraví jako v příkladu IVA. Polovina várky směsi monomerů se také připraví přidáním PGE emulgátoru, který má minimální mezifázové napětí mezi olejem a vodou 0,042.10*⁵ N/cm (0,042 dynů/cm). Tato PGE se získá esterifikací polyglycerolů mastnými kyselinami ve hmotnostním poměru asi 67:33 s použitím reakčních podmínek podobných jako jsou podmínky popsané v příkladu IV A. Složení polyglycerolů a mastných kyselin používaných při přípravě PGE je uvedeno v následující tabulce:

Polyglyceroly	hmotn. %
lineární diglyceroly	70,6
triglycerol	24,1
nebo vyšší cyklické diglyceroly	5,3
Mastné kyseliny
c₈	-
Cio	-
C\|2	32,1
C14	38,6
C16	11
Cl 8:0	3,2
C18:l	13,4
C18.2	1,4

-44CZ 291855 B6

Po smíchání se nechá každá olejová fáze usadit přes noc a potom se odtáhne kapalina a smísí se v poměru 2 díly SPÁN 20 obsahující olejovou fázi s 1 dílem PGE obsahující olejové fáze jako v příkladu IV A. Vodná fáze a olejová fáze se potom přidají do aparátu kombinovaného z dynamického a statického mixéru stejně jako v příkladu IV A. Kombinovaná aparatura se naplní olejovou a vodnou fází v poměru 2 díly vody na 1 díl oleje, přičemž se aparatura odvzdušní, aby se nechal vzduch uniknout až se aparatura zcela naplní. Průtoky během plnění jsou 1,7 g/s u olejové fáze a 3,0 cm³/s u vodní fáze.

Jakmile se aparatura naplní, začne se smícháním, přičemž se míchadlo otáčí při 1100 ot/min. Průtok vodní fáze se potom rovnoměrně zvýší na 48,4 cm³/s v průběhu 90 s. Zpětný tlak činí 34,45 kPa (5,0 psi). Otáčky míchadla se potom okamžitě zvýší na 1800 ot/min. Zpětný tlak se zvýší na 39,96 kPa (5,8 psi). Emulze typu HIPE se nasbírá do forem a potom se nechá v prostoru s teplotou 65 °C po dobu 18 hodin, aby zesíťovala stejně jako v příkladu IV A. Zesíťované pěny se vyperou 1% roztokem chloridu vápenatého. Zbytkový roztok, který zůstane v pěně před sušením činí pětinásobek hmotnosti pěny.

Příklad IV F

Vodná fáze obsahující chlorid vápenatý a persulfát draselný a olejová fáze, kterou je směs monomerů obsahující SPÁN 20, se připraví jako v příkladu IV A. Do směsi monomerů se přidá sorbitanlaurát (480 g jako SPÁN 20) a směs sorbitanlaurátu (240 g) a sorbitanpalminátu (240 g jako SPÁN 40). Po smíchání se nechá olejová fáze usadit přes noc a kapalinová fáze se odtáhne pro použití při vytváření emulze typu HIPE.

Vodná fáze (48 až 50 °C) a olejová fáze se potom dají do aparatury, která je kombinace z dynamického a statického mixéru stejně jako v příkladu IV. A. Kombinovaná aparatura se naplní olejovou a vodnou fází v poměru 2 díly vody na 1 díl oleje, přičemž se aparatura odvzdušní, aby se nechal vzduch uniknout, až se aparatura zcela naplní, průtoky během plnění jsou 3,0 g/s u olejové fáze a 6 cm³/s u vodné fáze.

Jakmile se aparatura naplní, začne se smícháním, přičemž se míchadlo otáčí při 1800 ot/min. Průtok vodné fáze se potom rovnoměrně zvýší na 42,3 cm³/s a průtok olejové fáze se rovnoměrně sníží na 1,5 g/s v průběhu 60 s. Zpětný tlak činí 31 kPa (4,5 psi). Emulze HIPE se nasbírá do forem (kulaté trubky se středovým jádrem) a potom se nechá v prostoru s teplotou 65 °C po dobu 18 hodin aby zesíťovala stejně jako v příkladu IV A. Zesíťované pěny se vyperou 1% roztokem chloridu vápenatého. Zbytkový roztok, který zůstane v pěně před sušením činí pětinásobek hmotnosti pěny.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Splasklý polymerní pěnový materiál, který po styku svodnými tělesnými tekutinami expanduje a absorbuje tyto tekutiny, přičemž tento polymerní pěnový materiál obsahuje hydrofilní, pružný, neiontový polymerní pěnový materiál z propojených otevřených buněk, vyznačující se tím, že tento polymerní pěnový materiál má:

specifickou plochu povrchu vztaženou na objem polymemího pěnového materiálu nejméně 0,025 nr/cnr, s výhodou nejméně 0,05 m²/cm³, zabudováno v sobě nejméně 0,1 % hmotn. toxikologicky akceptovatelné, hydroskopické, hydratované soli, a nejméně 0,5 % hmotn. neiontového, v oleji rozpustného emulgátoru činícího povrch polymemího pěnového materiálu hydrofilní, přičemž ve splasklém stavu má:

expanzní tlak 30 kPa nebo méně, s výhodou od 7 do 20 kPa a hustotu na bázi sušiny od 0,05 do 0,4 g/cm³; a v expandovaném stavu má:

při 31,1 °C, je-li nasycen na svoji volnou absorpční kapacitu syntetickou močí s povrchovým napětím (65 ± 5).10^-5 N/cm, hustotu od 10 % do 50 %, s výhodou od 10 do 30 % hustoty na bázi sušiny v splasklém stavu a číselnou průměrnou velikost buněk 50 pm nebo méně, přičemž termín „otevřená buňka“ znamená, že nejméně 80 % buněk v pěnovém materiálu, které mají velikost nejméně 1 pm, je v tekutinovém spojení s nejméně jednou sousední buňkou nebo že polymerní pěnový materiál má naměřený dostupný objem pórů, který je nejméně 80 % teoreticky dostupného objemu pórů a termín „hydrofilní“ je kvantifikovatelný uvedením adhezního napětí, vykazovaného polymemím pěnovým materiálem ve styku s absorbovatelnou zkušební kapalinou, přičemž „adhezní napětí“ je definováno vzorcem:

AT = τ cosO, kde AT je adhezní napětí v 10^-5 N/cm, xje povrchové napětí zkušební kapaliny absorbované polymemím pěnovým materiálem v 10^-5 N/cm a Oje stykový úhel ve stupních mezi povrchem polymemího pěnového materiálu a vektorem, který je tangenciální ke zkušební kapalině v bodu, kde je testovací kapalina ve styku s povrchem pěnového materiálu.
2. Splasklý polymerní pěnový materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že tento polymerní pěnový materiál má:

specifickou plochu povrchu pro kapilární sání od 0,7 do 8 m²/g, s výhodou od 1,5 do 6 m²/g, zabudováno v sobě od 0,1 do 8 % hmotn., s výhodou od 3 do 6 % hmotn. chloridu vápenatého a od 0,5 do 20 % hmotn., s výhodou od 5 do 12 % hmotn. neiontového v oleji rozpustného emulgátoru, s výhodou sorbitanlaurátu, přičemž ve splasklém stavu má:

zbytkový obsah vody nejméně 4 % hmotn., s výhodou od 4 do 30 % hmotn., zejména od 5 do 15 % hmotn., hustotu suchého materiálu od 0,1 do 0,2 g/cm³; a v expandovaném stavu má:

objem pórů od 12 do 100 ml/g, s výhodou od 25 do 50 ml/g,

-46CZ 291855 B6 odolnost vůči průhybu stlačením od 2 do 80 %, s výhodou od 5 do 40 %, při nasycení na volnou absorpční kapacitu syntetickou moči mající za teploty 31,1 °C povrchové napětí (65 ± 5).10^-5 N/cm, číselný průměr velikostí buněk od 5 do 35 gm.
3. Splasklý polymemí pěnový materiál podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je připraven polymerizací emulze vody v oleji, která má:

olejovou fázi sestávající z od 67 do 98 % hmotn., s výhodou od 80 do 95 % hmotn. monomemí složky, sestávající z 5 až 40 % hmotn., s výhodou od 10 do 30 % hmotn.. nejvýhodněji od 15 do 25 % hmotn., v podstatě ve vodě nerozpustného monofunkčního sklovitého monomeru, s výhodou zvoleného ze skupiny sestávající se z monomerů na bázi styrenu a monomerů na bázi methakrylátů, nej výhodněji ze styrenu, z 30 až 80 % hmotn., s výhodou z 50 až 70 % hmotn., nejvýhodněji z 55 až 65 % hmotn. v podstatě ve vodě nerozpustného, monofunkčního kaučukovitého komonomeru, s výhodou zvoleného se skupiny sestávající se z n-butylakrylátu a 2-etylhexylakrylátu, nejvýhodněji z 2-etylhexylakrylátu, z 10 až 40 % hmotn., s výhodou z 15 až 25 % hmotn. v podstatě ve vodě nerozpustného polyfunkčního síťovacího činidla, s výhodou vybraného ze skupiny sestávající zdivinylbenzenu, divinyltoluenu a dialylftalátu, nejvýhodněji z divinylbenzenu a z 2 až 33 % hmotn., s výhodou z 5 až 20 % hmotn. emulgační složky, která je rozpustná v olejové fázi a která tvoří stabilní emulzi vody v oleji, s výhodou zahrnující sorbitanlaurát a vodnou fázi zahrnující od 0,2 do 20% hmotn., sxýhodou od 1 do 10% hmotn., vodorozpustného elektrolytu, s výhodou chloridu vápenatého, přičemž:

hmotnostní poměr vodní fáze kolejové fázi je od 12:1 do 100:1, s výhodou od 20:1 do 70:1, sklovitý monomer je monomemí materiál, schopný tvořit homopolymer mající molekulární hmotnost větší než 6000 a teplotu skelného přechodu Tg nad 40 °C, a kaučukovitý komonomer je monomemí materiál schopný tvořit homopolymer mající molekulární hmotnost větší než 10 000 a teplotu skelného přechodu Tg rovnu 40 °C nebo menší.
4. Absorpční výrobek, zejména vhodný pro absorbování a zadržování vodných tělesných tekutin, s výhodou plenka, vyznačující se tím, že se sestává z podkladové vrstvy, s výhodou nepropustné pro kapalinu, z absorpčního jádra spojeného s touto podkladovou vrstvou tak, že toto absorpční jádro je umístěno mezi podkladovou vrstvou a oblastí vypouštění kapaliny nositelem výrobku, přičemž toto absorpční jádro obsahuje splasklý polymemí pěnový materiál podle některého z nároků 1 až 3, s výhodou z vrchní vrstvy propustné pro kapalinu, která je spojena s podkladovou vrstvou, přičemž absorpční jádro je umístěno mezi vrchní vrstvou a podkladovou vrstvou.
5. Absorpční výrobek podle nároku 4, vyznačující se tím, že polymemí pěnový materiál má volnou absorpční kapacitu při 31,1 °C nejméně 12 ml, s výhodou nejméně 20 ml syntetické moči na gram suchého polymemího pěnového materiálu, a

-47CZ 291855 B6 vertikální rychlost vzlínání při 37 °C takovou, že tato syntetická moč vyvzlíná vertikálně na délku polymemího pěnového materiálu 5 cm za 30 minut nebo méně, s výhodou za 5 minut nebo méně, s výhodou vertikální vzlínací kapacitu absorbentu při 37 °C nejméně 75 % této volné absorpční kapacity při vertikální vzlínací výšce 11,4 cm.
6. Absorpční výrobek podle některého z nároků 4 až 5, vyznačující setím, že se toto absorpční jádro sestává z vrstvy pro manipulaci s kapalinou, s výhodou vrstvy pro přijmutí a distribuci kapaliny, zahrnující celulózová vlákna, nej výhodněji chemicky vyztužená celulózová vlákna, umístěná v oblasti vy pouštění kapaliny, kapalinové ukládací a redistribuční vrstvy v kapalinovém spojení s uvedenou vrstvou pro manipulaci s kapalinou, s výhodou ležící pod uvedenou vrstvou pro přijmutí a distribuci a zahrnující polymerní pěnový materiál.
7. Způsob přípravy splasklého, polymemího pěnového materiálu podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky vytvoření emulze vody v oleji z 67 až 98 % hmotn., s výhodou z 80 až 95 % hmotn. monomemí složky, obsahující od 5 do 40 % hmotn., s výhodou od 10 do 30 % hmotn., nejvýhodněji od 15 do 25 % hmotn. v podstatě ve vodě nerozpustného, monofunkčního sklovitého monomeru, s výhodou zvoleného ze skupiny skládající se z monomerů na bázi styrenu a monomerů na bázi methakrylátu, nej výhodněji ze styrenu, od 30 do 80 % hmotn., s výhodou od 50 do 70 % hmotn., nejvýhodněji od 55 do 65 % hmotn. v podstatě ve vodě nerozpustného, monofunkčního kaučukovitého komonomeru, s výhodou zvoleného ze skupiny skládající se z n-butylakrylátu a 2-ethylhexylakrylátu, nej výhodněji z 2-ethylhexylakrylátu, od 10 do 40 % hmotn., s výhodou od 15 do 25 % hmotn. v podstatě ve vodě nerozpustného polyfunkčního síťovacího činidla, s výhodou vybraného ze skupiny skládající se z divinylbenzenu, divinyltoluenu a dialylftalátu, nejvýhodněji z divinylbenzenu, a od 2 do 33 % hmotn., s výhodou od 5 do 20 % hmotn. emulgační složky, která je rozpustná v olejové fázi a která tvoří stabilní emulzi vody v oleji, a vodné fáze zahrnující od 0,2 do 20% hmotn. vodorozpustného elektrolytu a s výhodou dále zahrnující od 0,02 do 0,4 % hmotn. ve vodě rozpustného radikálového polymeračního iniciátoru, přičemž je hmotnostní poměr vodné fáze k olejové fázi od 12:1 do 100:1, s výhodou od 20:1 do 70:1;

polymeraci monomemí složky v olejové fázi emulze vody v oleji, takže se vytvoří polymerní pěnový materiál, s výhodou při teplotě od 30 °C do 50 °C za 4 až 24 hodin, nejvýhodněji při teplotě od 35 °C do 45 °C po dobu od 4 do 18 h; a odvodnění polymemího pěnového materiálu v takovém rozsahu, že se vytvoří splasklý polymerní pěnový materiál, přičemž způsob, který znovu expanduje po styku s vodnými tělesnými kapalinami, zahrnuje vytváření uvedené emulze a polymeračních kroků vytvoření emulze vody voleji a polymerace monomemí složky v olejové fázi emulze vody voleji takovým způsobem, že koalescence vodních kapiček vytvořených v emulzi vody v oleji se sníží natolik, že číselný průměr velikosti buněk polymemího pěnového materiálu je 50 pm nebo méně, přičemž sklovitý monomer je vybrán ze skupiny sestávající z monomerů na bázi

-48CZ 291855 B6 styrenu a monomerů na bázi methakrylátů, nej výhodněji ze styrenu, a kaučukovitý komonomer je vybrán ze skupiny sestávající z n-butylakrylátu a 2-etylhexylakrylátu, nej výhodněji z 2-etylhexylakrylátu.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že emulgační složka zahrnuje sorbitanlaurát a ester polyglycerolu mastné kyseliny v hmotnostním poměru od 10:1 do 1:10, s výhodou od 4:1 do 1:1, přičemž polyglycerolový ester je odvozen z polyglycerolu majícího hladinu lineárního diglycerolu nejméně 60 % hmotn., hladinu triglycerolu io nebo vyšších polyglycerolů ne větší než 40 % hmotn. a hladinu cyklických diglycerolů ne větší než 10 % hmotn., přičemž reakční složka na bázi mastných kyselin má složení mastných kyselin kde je kombinovaná hladina nasycených mastných kyselin Ci₂ a Cj₄ nejméně 40 %, hladina mastných kyselin Ci6 není více než 25 %, kombinovaná hladina Cis nebo vyšších nasycených mastných kyselin není více 15 než 10 % a kombinovaná hladina Cio nebo nižších mastných ky selin není vyšší než 10 %, a hmotnostní poměr polyglycerolu k reakční složce na bázi mastných kyselin je od 50:50 do 70:30.
9. Způsob podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že je polyglycerolový ester 20 odvozený z polyglycerolu majícího lineární hladinu diglycerolu od 60 do 80 % hmotn. a hladinu triglycerolu nebo vyšších polyglycerolů od 20 do 40 % hmotn., reakční složky na bázi mastných kyselin, mající složení mastných kyselin, kde je kombinovaná hladina nasycených mastných kyselin Ci₂ a C_]4, nejméně 65 %, hladina nasycené mastné 25 kyseliny C₎₆ není větší než 15 %, kombinovaná hladina mastných kyselin C_Ig nebo vyšších není více než 4 % a kombinovaná hladina mastných kyselin Cio nebo nižších není více než 3 %, a hmotnostní poměr polyglycerolu k reakční složce na bázi mastných kyselin je od 60:40 do 70:30.

30 10. Způsob podle nároků 7 až 9, vyznačující se tím, že polyglycerolový ester má minimální mezifázové napětí mezi olejem a vodou při 50 °C nejméně 0,06.10^-5 N/cm, s výhodou 0,09.10^-5 až 0,3.10’⁵ N/cm.