CZ82695A3 - Process for producing a cohesive surface from particulate absorbent polymeric mixtures - Google Patents

Description

Způsob výroby kohezivní plochy polymerních směsí z partikulárních absorbentních

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká partikulárních absorbentních polymerních směsí, které po působení kapalin, takových jako voda nebo tělesné exudáty bobtnají, zvětšují svůj objem a vstřebávají takovéto kapaliny. Předkládaný vynález se, přesněji řečeno, týká způsobu na výrobu kohezivních ploch z takových směsi.

Dosavadní stav techniky v podstatě nerozpustné, polymerní materiály, jež množství kapalin, takových jednorázové plenky. Harperem et al. 13

Termín 2>Partikulární absorbentní polymerní směsi« (PAPC) jako kompozice zde použité se vztahuje na partikulární, ve vodě absorbentní hydrogel-vytvářej ící, maj í schopnost pohlcení velkého jako jsou voda a některé exudáty, a jež jsou dále schopné zadržení těchto absorbovaných kapalin při mírném tlaku. Charakteristiky absorpce takových polymerních směsí jsou příčinou jejich zvláštního využití pro začlenění do absorbentních části takových výrobků, jakými jsou dětské Např., U.S. Patent Č. 3,699,103 podaný června 1972 a U.S, Patent Č. 3,670,731 podaný Harmonem 20. června 1972, objevují použití partikulárních absorbentních polymerních směsí, tedy vztahují se na hydrogely, superabsorbentni nebo hydrokoloidní materiály a týkají se i zde projednávaných částicových absorbetních polymerních směsí (PAPC). V PAPC používaných v minulosti byly Částice kombinovány s konvenčními absorbentními vlákny, např. inkorporací PAPC do tkaniny laminátových materiálů pro výrobu jader dětských plen a podobně.

Nicméně, kombinováním PAPC s konvenčními absorbentními vlákny vyvstaly některé problémy. Jedním z problémů bylo, že absorbentní jádra plen nebo menstruačních vložek a podobných výrobků vyrobených tímto nežádoucí tloušťky, neboť podstatné množství vláken.

kombinováním maj í tendenci nabývat začleněním PAPC do jádra nevylučuje Nadto partikule nejsou imobilizované a jsou volně pohyblivé při výrobě a/nebo použití. Migrace částic vede ke ztrátám způsobeným při opracování materiálů v průběhu výroby, jakož i k nestejnorodé inkorporaci částic do struktur, ve kterých jsou částice používány.

Bylo tedy žádoucí vyrobit absorbentní plochy nebo makrostruktury z PAPC bez nutnosti obalit částice PAPC do vrstev tkaniva. Zvládnutá výroba PAPC...plochy____umožnila- výr-obu -vysoce kapacitních ultratenkých absorbentních jader pro pleny apod., protože podstatně redukovala a eliminovala vlákna v absorbentních jádrech. Navíc, jestliže PAPC vytvářely plochu, nebyl problém s migrací částic. Dalším pokrokem je, že PAPC zadržuje absorbovanou kapalinu i za předpokladu mírného tlaku a zajišťuje tak dobrou ochranu před vytékáním a suchost pokožky. Nicméně, zkoušky vyráběných fólií z částicových polymerních směsí pro použití v absorbentních jádrech dětských plen, menstruačních vložek, obkladů apod. byly obtížné. Při absorbování kapaliny PAPC bobtnají a vzniká želatinová hmota. Jestliže jsou partikule blízko u sebe, vytvářejí plochu, spojují se, tvoří se gelová bariéra, jež brání proudění kapaliny. Tento fenomén se obecně vztahuje na gelovou blokádu. Problémem zůstává to, že když jsou absorbující částice tvořící gel umisťovány do vzájemné blízkosti, vyznačují se velkou resistencí vůči průtoku kapaliny příslušnou . částí materiálu v důsledku nedostatku stabilních interpartikulárních kapilár nebo transport zajišťujících kanálů. Tento fenomén dává vzniknout taktéž problému, kdy partikule PAPC migrují těsně u sebe při umístění mezi vrstvami fibril způsobem popsaným výše.

Způsob překonání gelové blokády výrobou absorbentních ploch ze speciálních partikulárních absorbentních polymerních směsí byl zveřejněn ve všeobecně známém U.S. patentu č. 5,102,597 podaným Roem a spol. 7. dubna 1992. Roe a spol. poukazuje na to, že prvotní ' smíchání PAPC partikul! s roztokem neiontového zesíťujícího činidla,' vody - a organického rozpouštědla podstatně eliminuje gelovou blokádu v PAPC makrostruktuře. Roe a spol. rovněž poukazuje na přípravu absor bent-ní ch ploch ze směsí PAPC smícháním partikul! PAPC, zesíťujícího činidla, vody a organického rozpouštědla v násypném koši mixéru za tvorby aglómerdvánýčh parfřkulú-—PAPC.-- -Směsí---ag-lomero-vaných .. . PA.PC partikulí jsou poté uvedeny do lisu a poté jsou protlačovány lisovacími válci do formy ploch. Plochy jsou poté umístěnýdo pece a zyláčňovány vodou a glycerolem k získání flexibility .

Nicméně, výše popsaný způsob přípravy PAPC ploch se ukázal -být-—nepraktickým. Manipulace s vlhkými a dosud nevyschlými aglomerovanými partikulárními absorbentními polymerními směsmi a regulace jejich dávkování byly obtížné v důsledku vlhkosti a lepivosti těchto stejnorodost a být kontrolovat hustotu, směsí. Plochy jevily tendenci ztrácet nekontinuální. Dále bylo velmi obtížné tloušťku a šíři ploch v důsledku špatných manipulačních vlastností vlhkých aglomerovaných PAPC partikulí.

Podstata vynálezu *♦

Z tohotodůvodu je předmětem předkládaného vynálezu zajistit způsob výroby soudržných ploch z partikulárních absorbeňtních polymerních směsí, které překlenou problémy spojené s manipulací vlhkých, a lepících se aglomerátů částic PAPC.

. Dále je předmětem předkládaného vynálezu zajistit způsob výroby kohezivních ploch z PAPC, kde jsou partikule· PA'PC vrstveny v jejích suchém stavu, tedy dříve než dojde ke sloučení' s vodou a/nebo zesíťujícím činidlem, tak aby byly manipulace a dávkování partikulí usnadněny.

Dále je předmětem předkládaného vynálezu zajistit takový způsob jehož výsledkem by byla produkce kohezivní plochy z částic PAPC mající nezbytnou stejnorodou hustotu a sílu.

Vedle těchto je dalším předmětem předkládaného vynálezu poskytnout - způsob výroby kohezivních ploch z PAPC částic, jež by byl poměrně nenákladný a snadno realizovatelný.

Shora zmíněné a další předměty vynálezu budou objasněny dále.

Podrobný popis vynálezu aplikován projitím vrstvy sobě stojících tlakových

V souladu s aspekty předkládaného vynálezu je popsán způsob výroby kohezivní plochy z partikulárních, nezbytně ve.vodě nerozpustných, absorbentních, hydrogel vytvářejících polymerních materiálů. Metoda zahrnuje kroky plynulého vrstvení předem určeného množství suchých absorbentních gelových partikulí až do nutného zakrytí předem určeného prostoru podpůrných prostředků. Vrstvený partikulární materiál v předem určeném prostoru podpůrných prostředků je poté rozstřikován spolu s množstvím kapalné směsi obsahujícím vodu a zesíťujicí činidlo propolymery____ v partikulárním materiálu. Rozstřikované množství je dostačující k uskutečnění účinného povrchového zesilování partikulárního materiálu, je-li vulkanizován.

Tlak je na partikulární materiál tohoto materiálu skrze pár proti aplikátorů pro utvoření PAPC plochy.

V souladu s dalším aspektem předpokládaného vynálezu zahrnuje dále výše popsaný způsob krok vulkanizace kohezivní plochy jejím položením a ponecháním při předem určené teplotě po předem určenou časovou dobu tak, aby bylo uskutečněno efektivní povrchové zesíťování partikulárního materiálu. Vulkanizovaná kohezivní plocha bude tedy po kontaktu absorbovat kapalinu a tato bude přetrvávat v ploše, aniž by došlo k separaci jednotlivých partikulí. Vrstvící a rozstřikovací kroky popsané je možno několikrát opakovat.

Nosníky zajišťují vrstvení PAPC. Je výhodnější, je-li povrch hrubý, protože pak má dobré propouštěcí vlastnosti. Výhodné provedení nosných prostředků pro předkládaný vynález spočívá v použití pohyblivého transportéru, resp. pásového transportéru, který má dobré propouštěcí vlastnosti. Vhodným materiálem je např, polyurethan, který je běžně používán v potravinářském průmyslu. Šíře transportéru je určena požadovanou velikostí plochy.

Ve výhodném provedení je transportér postříkán množstvím kapalné směsi z rózstřikovače, dokud nedojde k zakrytí předem. určené oblasti přepravníku. Složení kapalné směsi a její použité množství závisejí na typu vyrobené PAPC plochy. Tyto aspekty jsou detailně diskutováno níže. Ve výhodném provedeni je kapalná směs pro všechny rozstřikovače stejná a skládá se z roztoku obsahujícího vodu a zešíťuj^-íc‘í“'či'ni'd'la· - pro po-l-ymer-n-í-materiály.— v PAPC. Kapalná směs tedy obsahuje další látky, takové jako zvláčňovadla, která zapříčiňují vyšší výslednou flexibilitu a organická rozpouštědla. Počáteční rozstřikování zajišťuje, že spodní část prvně aplikované povrchové PAPC vrstvy je

-nechráněná.,----o.dkr_y_tá_kapalnou směsí . Dále, vlhký povrch transportéru bude chránit následně aplikované PAPC částice před jejich odražením stranou z jejich míst. Počáteční rozstřikovací krok není absolutně nezbytný, je-li první vrstva PAPC partikulí umístěná na transportér tenká. Nadto, problém odrazu částic není zřetelný, pohybuje-li se transportér pomalou rychlostí.'·

Na transportér je poté vrstveno pod napájecím zařízením předem určené množství suchého PAPC na předem určený prostor přepravníku. Množství PAPC vrstveného na transportér závisí na množství faktorů, jež zahrnuji, ale neomezují: požadované hustotě výsledné absorbentní plochy, počtu uskutečněných vrstvících kroků, velikosti použitých’ PAPC partikulí a požadované šířce výsledné PAPC plochy. Minimální předem určené množství musí postačovat k nezbytnému pokrytí předem určeného prostoru transportéru vrstvou PAPC o síle jedné partikule. Jak bude uvedeno níže, hustota výsledné PAPC plochy zvýhodňuje vyšší a nižší limity. Na výsledné ploše o dané hustotě je možno určovat, jak závisí předem stanovené ' množství na daných podmínkách. Zaprvé,čím více vrstvících kroků se provádí,, tím menší množství materiálu je možno na každou vrstvu použít. Zadruhé, čím menší je velikost částic, materiálu rovněž menší. Důvodem toho částicových velikostí každá vrstva tím je množství použitého je, že při užití menších bude mít větší počet partikulí nakupených navrchu dalších. Čím větší je počet částic nakupených navrchu dalších ve vrstvě, tím více je ztíženo pronikání kapalné směsi celou vrstvou a každou částicí. Tedy, čím menší částice, tím menší množství PAPC na každou vrstvu.

Je používáno některé vhodné plnění nebo dávkování plánované pro suché prášky . Napájecí zařízení musí být schopné distribuce PAPC partikulí do tenké a přiměřeně široké vrstvy. Tenčí vrstvy PAPC aplikované na transportér zajišťují, že všechny partikule jsou opracovány v průběhu nezbytných rozstřikovacích kroků a rozsáhlejší vrstvy jsou vytvořeny celkovou výrobou. Dále, aby bylo dosaženo stejnoměrnější distribuce PAPC na nosné prostředky, je požadováno, aby relativní vlhkost okolního vzduchu byla nižší nebo rovna 50%. Vibrační napájecí zařízení se ukázala.....být--odpovídáj-í-cí - k - vrstvení ~ su'c'h'é čásficóve PAPC’ ná transportér. Příkladem vhodného vibračního napájecího zařízení je Super Feeder model #2106E-003S4, komerčně dostupný od Solids Flow Control P.O. Box 410767, 14201-A South Lakes Drive Charlotte N.C. 28241-0767. Toto napájecí zařízení je vybaveno kontrolním systémem pro zajištění přesnosti hmotnostního dávkování.

Transportér je pak stříkán z rozstřikovače, obsahujícím PAPC, množstvím kapalné směsi obsahující vodu a zesíťující činidlo pro PAPC partikule po vulkanízaci (vulkanizace je diskutována detailněji níže). Obecně se množství kapalné směsi (KS) týká množství PAPC, které bylo navrstveno výše. Na větší množství vrstveného PAPC je zapotřebí více kapalné směsi k opracování v podstatě všech partikulí. Vhodnou kapalnou směsí pro účinné povrchové zesífování dle předchozí reference začleněné Roem a spol. se ukázal být roztok neiontového zesífujícího činidla, vody a organického rozpouštědla. Sestavy z kapalných směsí které mohou být použity s různými PAPC částicemi jsou diskutovány detailněji níže.

Může být použito mnoho komerčně dostupných rozstřikovačů. Použitý rozstřikovač musí vytvořit v podstatě stejnoměrnou mlhu, rozptýlený postřik,který je charakterizován nízkou nárazovou silou, eliminující možnost uvolnění PAPC partikulí. Jedním z rozstřikovačů vhodných pro tuto činnost je model 6218-1/4 JAU rozprašující vzduch tryskou zásobníku, dostupný z Spraying

Systems C., Vheaton, IL. 60188.

Dávkování á rozstřikování může být opakováno po -určitou dobu v závislosti na požadované hustotě absorbentní PAPC plochy. Jestliže bylo vrstveno velké množství PAPC v jednom -kroku, žádný z následných rozstřikujícíh kroků neumožní pronikat celou tloušťkou vrstvy v postupném opracování PAPC částic. Proto jsou na trans porter vrstveny apostři'kovány -tenké vrstv-y.·--Poté—se vrstvící a. rozstřikovací kroky opakují tak dlouho, dokud není množství PAPC nezbytné k utvoření plochy o požadované hustotě naneseno. Rozstřikované kombinované množství kapalné směsi je dostačující pro efektivní povrchové zesíťování PAPC partikulí po —i-ej-ich_v.ulkani.zaci, Jsou-li postřikovány vrstvené PAPC kapalnou směsí, často navzájem přilnou a vytvoří tkaninu. To dovoluje vrstveným PAPC posouvat se stiskem lisujících válců.

Je-li určen počet dávkovačích a postřikovačích kroků a je-li uskutečněn počáteční postřikovači krok, jak je popsáno výše., je první vrstva odkrytá a vystavená dvěma postřikovacím aplikacím. Počáteční postřik a první postřik po vrstvení, tedy každý z nich vyžaduje pouze poloviční množství kapalné směsi, které je potřeba pro vrstvení PAPC na přepravník. Takže počáteční rozstřikovač a první po-vrstvující rozstřikovače rozstřikují pouze polovinu množství než další rozstřikovače.

Po provedení vrstvení a rozstřikování transportér pohybuje navrštvenými PAPC a posouvá je do párových protistojných tlakových aplikátorů, ve formě kompaktizujících válců . Je vysoce hodnocena způsobilost metody, jež využívá přerušovaného pohybu přepravního pásu a protilehlosti plátů nebo plátových desek ke stlačení tkaniva. Je-li vrstvená PAPC postřikována kapalnou směsí, PAPC často vzájemně volné adherují do formy tkaniva. To dovoluje vrstveným PAPC posouvat se stiskem lisovacích válců

Ve výhodném provedení jsou kompaktizující válce nerovinné nebo mají . hrubý povrch. Průchod PAPC skrz .kompaktizující válce způsobuje tlak, kterým desky expandují. Hrubý povrch válců redukuje klouzavý efekt mezi válci a PAPC při kontaktu s válci. Tento při obracení se dovnitř redukuje expansi desky v obou směrech stroje a v příčném směru stroje. Expanze ve směru stroje je nežádoucí, protože vyžaduje vyšší rychlost kompaktizujících válců, potřebnou k vyrovnání expanze ve směru stroje.

Ve stupni kompaktizace metody dochází ke zhušťování volně nanesené vrstvy PAPC a roztoku rozstřikovaného do desky. Pokud je deska vulkanizována způsobem popsaným níže bez lisování, po kontaktu s kapalinou PAPC nedrží pohromadě a nemá požadovanou mechanickou pevnost. Vrstvené PAPC budou s největší pravděpodobností dispergovat do samostatných partikulí a požadovaná velikost absorbce nebude dosažena v důsledku migrace a problémů s nepropustnosti gelu.

--------Ve—výhodném-provedení^-jsOu-kompakťizajl^^várce-čyliríďFičlcymi chromovanými ocelovými válci, které jsou opatřeny plazmovým pláštěm, jež způsobuje hrubý povrch válců a zapříčiňuje snadnější uvolnění desky po kompaktizaci. Plazmový plášť uděluje S válcům hrubý povrch a společně a nezávisle na tom opatřuje válce 1 s tímto povrchem dobrými uvolňovacími vlastnostmi. Příklady vhodného oplášťování zahrnuje opláš.ťování # š‘ 934 a 936 dostupné z Plasma Coatings, lne., Vaterbury, Ct. 06702. Mezera mezi ?

kompaktizujícími válci určuje velikost výlisku PAPC ža tímto účelem použitého. * ~

Množství PAPC použitého k lisování je jedním z mnoha faktorů, které určují hustotu výsledné PAPC desky. Dalšími faktory jsou množství PAPC a kapalné směsi uložené na. nosné prostředky v průběhu vrstvícího a rozstřikovacího kroku, hrubost válců, typ užitých PAPC partikulí a mnoho dalších. K zajištění integrity □

PAPC desek je minimální hustota 0.70 g/cm . K zabránění gelové nepropustnosti má maximální hustota takovéto desky hodnotu 1.10 g/cm³.

V jednom z provedení předkládaného vynálezu obsahuje zařízení seřezávač sloužící k upravení okrajů, vrstvených PAPC před lisováním, z důvodu nestejné hustoty okrajů PAPC vrstvy. Okraje podléhají proměnlivé aplikaci kapalné směsi a PAPC, jež je způsobena pohybem pásového přepravníku ve příčném směru stroje.

Vysoce ohodnocené' odborné provedení seřezávače má formu souměrného cirkulárního nože pracujícího proti pevnému povrchu transportérového pásu.

Po průchodu tkaniva skrze kompaktizující válce je fól-ie PAPC -* formována a shromažďována v zásobníku . Zásobník má podobu navíjejícího se válce, který roluje fólie do jednotlivých válců požadované velikosti. Když je dosaženo požadované velikosti válce, má zařízení druhý seřezávač potřebný k řezání PAPC desky. Vysoce hodnocené odborné provedeni druhého 's'e'řezávače -má -formu nože kovadlinového válce.

K získání efektivního povrchového zesíťování PAPC a k vytvoření desky z PAPC absorbentu a k zajištění nezbytné mechanické síly desky je prováděn přídatný krok vulkanizující

-f-ó-l-i-i---Ten—probíhá—-tak.,___že__zesíťuj.ící činidlo reaguje s polymerním materiálem z PAPC partikulí, zatímco je udržována fyzikální soudržnost PAPC. partikulí k zajištění efektivního povrchového zesíťování v PAPC partikulích v agregátech fólie. Způsob ošetření fólií závisí na typu PAPC materiálů použité sestavy kapalné směsi. Ošetření ploch je obvykle podmíněno a vyžaduje . předem určenou teplotu po předem určenou dobu. Specifické, vulkanizační stupně se týkají odlišných použitých zesífujících činidel jsou diskutovány níže spolu se specifickou chemickou strukturou různých kapalných směsí.

Je-li jako zesíťující činidlo použito kationtové amino-epichorohydrinové adjuvans, pak poměrně reaktivní kationtové funkční skupiny uskutečňují zesíťovací reakci s polymerním materiálem z PAPC partikulí probíhající za poměrně nízké teploty. Ve skutečnosti tyto síťující reakce probíhají za okolní pokojové teploty. Takové ošetření za pokojové teploty je částečně ' požadováno, obsahuje-li kapalná směs současně také zvláčňovadla, taková jako směs vody s glycerolem. Vulkanizace prováděná při významně vyšších okolních teplotách- způsobuje vytékání zvláčňovadla, takže je nezbytné přidat krok zvláčnění výsledných mezičásticových agregátů. Vulkanizace je prováděna v prostředí majícím hodnoty teplot od 18’C do 35”C po dobu 12 až 48 hodin, nej výhodnějším se jeví rozpětí teplot od 18°C do 25^PC po dobu 24 až 48 hodin.

Zesíťující reakce mezi kationtovým amino-epichlorohydrinovým adjuvans a polymerním materiálem z PAPC partikulí může probíhat za normální teploty,lze ji ovšem urychlit použitím vyšší teploty. Vyšší teplota vulkanizace sice na jedné straně vyžaduje zahřátí opracovaných a asociovaných PAPC partikulí k zesíťování mezi adjuvans a polymerním materiálem z PAPC partikulí, na straně druhé probíhá zesíťující proces po velmi krátký časový interval, typicky pouze minuty. Tento zahřívací krok je prováděn množstvím konvenčních zahřívacích zařízení, včetně různých pecí nebo sušiček dobře známých z této oblasti techniky.

Obecně ošetření zahřátím probíhá při teplotě nad 50 C po dobu nutnOU“ k^-ú'pTnémti žesíťóváňí mezí adjuvans á ’ polymerním materiálem PAPC partikulí. Jednotlivé teploty a časy použité při ošetření zahřátím jsou. závislé na jednotlivých kationtových amino-epichlorohydrinových adjuvans a polymerním materiálu přítomném v PAPC partikulích. Jestliže je ošetřovací teplota příliš nízká nebo čas příliš krátký, reakce proběhne neúplně a výsledné desky mají nedostatečnou integritu a pórovou absorbanci. Pokud je teplota ošetření příliš vysoká, je snížena absorbance PAPC partikulí nebo je jejich zesíťování, závislé’· na použitém specifickém materiálu, sníženo do takové míry, že výsledná deska je málo použitelná pro absorbci většího množství tekutin. Pokud čas i teplota ošetření nejsou odpovídající, je úroveň extrahovatelnosti výsledných agregátů větší, takže zvyšuje výskyt částicových forem podporujících nepropustnost gelu. Proto je ošetření zahřátím obecně prováděno v teplotním rozmezí od 50°C do 205°C po dobu 1 až 20 minut. Nejvýhodnější ošetření je prováděno při teplotě 180°C až 200°C po dobu 5 až 15 minut,Použitý aktuální čas a teplota jsou velice závislé na specifických polymerních materiálech použitých PAPC partikulí, specifických adjuvans, tloušťce nebo průměru desek a na podobných faktorech.

Je-li použito jako zesíťující činidlo použito neiontového činidla, např. glycerolu, což popisuje již zmiňovaný U.S. patent 5,102,597 podaný Roem a spol., kde je ošetření prováděno radiací (např. radiačními ultrafialovými, gamma- nebo X-paprsky) nebo katalyzátorem jako iniciátorem a aktivátorem, nicméně zesíťovací reakce je' přesto zahřívána. Zahřívání aktivuje a urychluje reakci a zabraňuje těkavosti ve směsi v některých případech přítomné. Takovéto reakční podmínky obecně vyžadují zahřátí asociovaných prekursorových partikulí a neointového zesíťujícího činidla po určitou dobu a při určité teplotě. Stupeň zahřívání jě' ' prováděn použitíπΓ^-'různých' přístrojů','' j'a'ko jsou různé^-'pece ' a pícky nebo sušičky, použití kterých je v této oblasti techniky již dostatečně známé.

Obecně je možné říci, že reakce je efektivní při zahřátí na. dostatečně vysokou teplotu po dostatečně dlouhou dobu, aby zesítování—-by-lo_úplné_____P_r-o_každou řadu použitých specifických___ neiontových činidel a polymerního materiálu složeného

z. prekurzorů partikulí platí, že, je-li nízká teplota a krátký reakční čas, pak reakce neprobíhá dostačujícím způsobem a výsledkem jsou menší a slabší, interpartikulární zesíťování, čímž dochází ke ztrátám perměability desky pro kapalinu při bobtnání. Jestliže je reakční teplota příliš vysoká¹; pak se absorbance prekurzorů partikulí snižuje nebo . síť vzniklá zesilováním řetězců.polymerů závislá na speciíitě polymerního materiálu degraduje natolik, že výsledná plocha není použitelná pro absorbancí velkého množství kapaliny. Souhrnně, není-li ’ . · W.. I-. ... .·, ... ..

korigován čas a teplota reakce, pak získaná úroveň výsledných agregátů zvyšuje stoupající výskyt a rozsah nepropustnosti gelu. Jso.u-li použita neiontová zesíťující činidla, např. glycerol, pak reakce probíhá při teplotě v rozmezí od 120 °C do 205*C, nejvýhodnějším rozmezím je teplota od 180*C do 200°C. Čas ií potřebný k dokončení reakce bez přítomnosti katalyzátoru je obecně 15 minut až 2 hodiny, nejlépe 30 minut až 1 hodina.

Zesíťovací reakce probíhá i za přidání spouštěcího činidla a/nebo katalyzátoru k neiontovému zesíťujícímu činidlu , což slouží ke zkrácení reakčního času a/nebo ke snížení reakční teploty a/nebo množství neointového síťujícího činidla požadovaného pro vzájemné spojení prekurzorů partikulí. Nicméně,obecně je reakce řízena bez přítomnosti katalyzátoru.

Fyzikální slučování prekurzorů partikul! je třeba udržovat v průběhu reakčního stupně pro vytvoření dostatečných, síť vytvářejících příčných vazeb. Jsou-li během reakce přítomny síly či tlaky schopné disociovat prekurzory partikul!, pak nemohou být vytvořeny síťující vazby mezi prekurzory partikul! (interpartikulární příčné vazby odpovědné za síťování), Fyzikální asociace prekurzorů partikul! je obecně udržována zajištěním minimálních disociačních sil a tlaků přítomných v průběhu reakce.

Příklady různých typů PAPC partikul! a sestav různých kapalných směsí používaných v předkládaném vynálezu jsou uvedeny

i.

Partikulární absorbentní polymerní směsi nebo partikule upřednostňované předkládaným vynálezem .j

Fólie předkládaného vynálezu jsou vytvářeny z polymerních materiálů schopných absorbce velkého množství kapalin. (Takové polymerní materiály jsou obecně nazývány jako »hydrogelní«, »hydrokoloidní«, nebo »superabsorbentní« materiály.) Je výhodné, obsahuj i-li desky ve vodě v podstatě nerozpustný, absorbentní, hydrogel tvořící, polymerní materiál. Specifické polymerní materiály zde budou diskutovány s ohledem na ty, jež tvoří PAPC partikule.

Velikost PAPC partikul! se různí a pohybuje v širokém rozmezí, proto je zvýhodňováno specifické rozdělení velikosti partikulí a specifické velikosti. Záměru předkládaného vynálezu odpovídá velikost PAPC partikul!, která je definována tím, že tyto nemají poměr největšího rozměru k nejmenšímu takový jako vlákna (např. granule, šupinky nebo prášky), že rozměr PAPC partikule je určován sítem analyzujícím velikost. Například PAPC partikule, která neprojde standartním #30 sítem s otvory velkémi 600 mikronů, je považována za partikuli o velikosti větší než 600 mikronů, PAPC partikule, která projde standartním #35 sítem s otvory velkými 500 mikronů, je považována za partikuli o velikosti 500-600 mikronů, a PAPC partikule, která projde standartním #35 sítem s otvory velkými 500 mikronů, je -považována za partikuli o velikosti menší než 500 mikronů.

V nejvýhodnějším provedení předkládaného vynálezu se velikosti PAPC partikul! obecně pohybují v rozmezí od 1 mikronu do 2000 mikronů, nejvýhodnější je rozmezí 20-1000 mikronů.

Dále záměru predlčladánéfio vynálezu”odpovídá tože-průměrná---partikulární velikost je důležitá k určení charakteristik a vlastností výsledných ploch. Průměrná velikost partikul! daná souhrnem PAPC partikuli, je definována jako partikulární velikost, získaná jakó průměrná velikost částice ze všech

-obsažen-ých,_Způs o b —u r č o v.ání_p.růmě.r.né velikosti částic je popsán___ dále v oddílu Testování metod. Průměrná partikulární velikost se obecně pohybuje v rozmezí od 20 mikronů do 1500. mikronů, nejlépe v rozmezí 50-1000 mikronů. Ve výhodném provedení předkládaného vynálezu mají PAPC partikule průměrnou-velikost částic menši .než 1000 mikronů, nejlépe menší než 500 mikronů. V obzvláště výhodných provedeních předkládaného vynálezu je -průměrná velikost částic relativně malá (např. PAPC partikule jsou jemné). V těchto provedeních jsou průměrné velikosti částic menší než 300 mikronů, nejlépe menší než 180 mikronů. Ve Vzorovém provedení má alespoň 95 % hmotnosti PAPC partikuli partikulární, velikost pohybující se v rozmezí 150-300 mikronů.

V alternativním provedení má alespoň 95 % hmotnosti PAPC partikuli velikost částic v rozmezí 90-180 mikronů. Úzké rozmezí velikostí částic je preferováno, protože poskytuje vyšší poréznost desek v důsledku vyšší volné frakce, v závislosti širšího rozdělení PAPC partikulární velikosti versus odpovídající průměrné velikosti částic.

. Velikost části materiálů majících poměr délkového největšího rozměru a nej menšího rozměru takový jako vlákna, je typicky definována největším rozměrem. Například, jsou-li použita absorbentní, polymerní vlákna (např. superabsorbentní vlákna) v deskách předkládaného vynálezu, je použitá délka vláken definována jako »partíkulární velikost«. (Hmotnost a/nebo průměr vláken . jsou specifikovány). Ve vzorových provedením předkládaného vynálezu mají vlákna délku větší než 5 mm, nejlépe od 10 mm do 100 mm, vůbec nejvýhodnější je délka 10-50 mm.

PAPC partikule obsahují ve vodě v podstatě nerozpustný, absorbentní, hydrogel vytvářející, polymerní materiál mající mnohé aniontové, funkční skupiny, takové jako kyselinu sulfonovou, a nejvíce typické karboxyskupiny. Příklady polymerních materiálů vhodných pro užití jako PAPC partikul! zde zahrnují^ ty, které jsou vyráběny z polymerace schopných, nenasycených, kyselinu obsahujících monomerů. Takovými monomery jsou mastné nenasycené kyseliny a jejich anhydridy, které obsahují alespoň jednu dvojnou vazbu mezi atomy uhlíku mastné kyse-l-iny-:—Specifičtější—“monomery' ^_jsOti vy&iřaňý i mastných nenasycených karboxylových kyselin a anhydridů kyselin, mastných nenasycených sulfonových kyselin a z jejich směsí, *'

Některé monomery netvořené kyselinami jsou pro přípravu PAPC partikulí také začleněny, ale obvykle v malém množství. Takové monomery netvořené kyselinami zahrnují, například, ve vodě rozpustné nebo ve vodě dispergovatelné estery monomerů kyselinu obsahující, jakožto monomery, které všude neobsahují karboxylové nebo sulfonové kyselé skupiny. Optimální ne-kyselé monomery začleňují monomery obsahující následující typy funkčních skupin: estery karboxylové nebo sulfonové kyseliny, hydroxylové skupiny, amidové skupiny, aminové skupiny, nitrilové skupiny a kvartérní skupiny soli ammonia. Tyto ne-kyselé monomery jsou dobře známými materiály a jsou detailněji popsány např. v U.S. patentu 4, 076, 663 (Masuda a spol.), podaném 28. února 1978, a v U.S. patentu 4,062,817 (Věsterman) podaném 13. prosince 1977.

Monomery mastné nenasycené karboxylové kyseliny a anhydridu karboxylové kyseliny zahrnují kyseliny akrylové, konkrétně kyselinu akrylovou, kyselinu methakrýlovou, kyselinu ethakrylovou, kyselinu α-chloroakrylovou-, kyselinu α-kyanoakrylovou, kyselinu β-methylákrylovou (krotonovou), kyselinu a-fenvlakrylovou, kyselinu β-akryloxypropionovou, kyselinu sorbovou, kyselinu a-chlorosorbovou, kyselinu angelikovou, kyselinu skořicovou, kyselinu p-chLoroskořicovou, kyselinu β-sterylakrylovou, kyselinu itakonovou, kyselinu cixrokonovou, kyselinu mesakonovou, kyselinu gluxakonovou, kyselinu akoníxovou, kyselinu ' maleinovou, kyselinu fumarovou, anhydrid kyselin xrikarboxyexhylenové a maleinové.

Monomery masxných nenasycených sulfonových kyselin zahrnují alifaxické nebo aromaxické kyseliny vinylsulfonové, Xakové jako kyselinu vinylsulfonovou, kyselinu allylsulfonovou, kyselinu vinyl’tolu’erisul’fonovoti'' a kýse'1'i'nu ^χγχεηΒυΙ'ίοηονου;-'—k-ysel-i-nu— akryl- a mexhakrylsulfonovou, xakovou jako sulfoexhyl akryláx, sulfoexhyl methakryláx, sulfopropyl akryláx, sulfopropyl methakryláx, kyselinu 2-hydroxy-3-mexhakryloxypropylsulfonovou, a kyselinu 2-akrylamid-2-methylpropansulfonovou,

-—Výhodné _p o l.y. m e rní _ma i.e.r.iá .1 y pro pou žixí v předkládané m roubované kopolymery, vynálezu obsahují karboxylové skupiny. Tyto polymery zahrnují hydrolyzované . škrob-akrylonixrilové. roubované kopolymery, částečné neuxralizované škrob-akrylonixrilové kopolymery, škrob-akryláxové pevně spojené zmýdelnaxělé kopolymery vinyl acexáxu a esteru kys. -akrylové, hydrolyzované. akrylonixrilové nebo akrylamidové kopolymery, pomalu síťující polymery někxerých z předcházejících kopolymerů, čásxejně neuxralizovanou kyselinu polyakrylovou a pomalu síťující polymery z částečně neuxralizované kyseliny polyakrylové . Tyxo polymery jsou užívány bud samosXaXně nebo ve formě směsi dvou nebno více polymerů. Příklady xěchxo polymerních maxeriálů jsou předloženy U.S. paxenxem 3, 661,875, U.S. paxenxem 4,076,663, U.S. paxenxem výhradně odlišných

4,093,776, U.S. patentem 4,666, 983, a U.S. paxenxem 4.,734, 478.

Nejvýhodnějšími polymerními maxeriály užívanými pro výrobu PAPC parxikulí jsou pomalu síťující polymery z čásxečdně neuxralizovaných kyselin polyakrylóvých a jejích škrobových deriváxů. Nejvýhodnější PAPC -partikule obsahují 50% až 95%, nejlépe 75%, neuxralizovanou, pomalu síťující polyakrylovou kyselinu (např. póly (sodium akryláx/kyselina akrylová)).

Jak .je popsáno výše, je výhodné PAPC parxikule vyráběx z polymerních maxeriálů, kxeré síťují pomalu. Zesíťování slouží k vyxvoření polymerních materiálů, ze kxerých vyrobené PAPC parxikule -jsou ve vodě v podsxaxě nerozpusxné a, čásxečné, určuje absorbční kapacitu a získaný polymer má charakteristiky

PAPC partikulí a výsledné folie. Procesy zesífování polymerů a typická činidla zapříčiňující zesíťování jsou detailněji popsána v nedávno zaregistrovaném U.S. patentu 4,076,663.

Jednotlivé PAPC partikule jsou utvářeny některými konvenčními způsoby. Typické a výhodné způsoby pro výrobu jednotlivých PAPC partikulí jsou popsány v U.S. patentu Re. 32,649 (Brandt a spol.), podaném 19. dubna 1988, U.S. patentem 4,666,983 (Tsubakimoto a spol.), podaném 19. května 1987, a U. S. patentem 4,625,001 (Tsubakimoto a spol,), podaném 25. listopadu 1986.

Ve výhodných provedeními předkládaného vynálezu vytváří použité . PAP.C._..partikule—-vázané - částicové - -shiuky, 'kteréjsoli' v podstatě suché. Termín »v podstatě suchý« zde užívaný je zamýšlen tak, že PAPC partikule obsahují kapalinu, především vodu nebo jiný roztok, v množství menším než 50 %, nejlépe s menším než 20 %, úplně nej výhodnější je snížit obsah kapaliny pod 10 % hmotnosti PAPC partikulí. Obecně se obsah kapalin v PAPC partikulích pohybuje v rozmezí od 0.01 % do 5 % hmotnosti

PAPC partikulí. Jednotlivé PAPC partikule jsou sušeny některými ?

konvenčními způsoby, např. zahříváním. Alternativně, jsou-li PAPC partikule vytvářeny užitím vodné reakční směsi, je voda z reakční směsi odstraňována azeotropní destilací. Polymer obsahující vodná reakční směs je opracována bezvodým rozpouštědlem, takovým jako methanol. Je využíváno i kombinací těchto vysušovacích postupů.

Odvodněné množství polymerního materiálu je rozsekáno a rozštípáno nebo rozdrceno do formy v podstatě suchých PAPC partikulí z ve vodě v podstatě nerozpustného, absorbentního hydrogel-vytvářejícího, polymerního materiálu.

Výhodné PAPC partikule předkládaného vynálezu jsou ty, které vykazují vysokou absorbční kapacitu, takže výsledná deska vytvořená z takových PAPC partikulí má také vysokou absorbční kapacitu. Absorbční kapacita se týká kapacity daného polymerního materiálu absorbovat kapaliny, se kterými přichází do kontaktu. Absorbční kapacita se významně liší podle charakteru a podstaty kapaliny, jež má být absorbována a podle způsobu, kterým kapalina uskutečňuje kontakt s polymerním materiálem. Záměrem tohoto vynálezu jě definovat absorbční kapacitu podle množství syntetického urinu (je definován níže) absorbovaného ' daným polymerním materiálem, vyjádřenou gramy syntetického urinu na gram polymerního materiálu v postupu definovaném níže v oddílu Testování metod. Výhodné PAPC partikule předkládaného vynálezu jsou fy, které^-máj í'abšórbčrií'kapacitu alespoň- od -20-gramů·, lépe25 gramů’ syntetického urinu na gram polymerního materiálu. Je typické, že zde dosahuje absorbční kapacita polymerních materiálů z PAPC partikul! hodnot od 40 gramů do 70 gramů syntetického urinu na gram polymerního materiálu. Prekurzory

-pa-r-t-ikulí—ma j.í cí__t.ut.o___relativně. vysokou_hodnotil absorbční kapacity charakterizují vyráběné fólie, které jsou tudíž obzvláště využitelné jako absorbentní. produkty, absorbentní součást a absorbentní části těchto výsledných fólií vytvořených z takových PAPC partikuli a které pohlcují, dle záměru, vysoká množství vylučovaných tělesných exudátů, takových jako urin (močovinu).

Protože všechny z předkládaných PAPC partikuli jsou výhodně vytvářeny z podobného polymerního materiálu s podobnými vlastnostmi, není již nutné tento materiál opatřovat obalem. Například, některé PAPC partikule obsahují do formy kopolymeru spojený škrob a kyselinu akrylovou, zatímco jiné PAPC partikule mohou obsahovat pomalu síťující polymer z částečně neutralizované polyakrylové kyseliny. PAPC partikule se dále liší tvarem, absorbční kapacitou, nebo nějakou další vlastností či charakteristikou. Ve výhodném provedení předkládaného vynálezu obsahují PAPC partikule nezbytně pomalu síťující polymery z částečně neutralizované kyseliny'polyakrylové, kde má každá PAPC partikule stejné vlastnosti.

Kapalné směsi obsahující kationtové aminoepichorohydrinové adjuvans činidlo

Kapalné směsi využívající kationtové aminoepichlorohydrinové adjuvans ·, jako zesíťující činidlo , užívají především že tato reakční přednostně uskutečňují epichlorohydrinové adjuvans s určitými typy monomerních nebo polymerních aminů. Tyto aminoepichlorohydrinová adjuvans reagují s polymerním materiálem z absorbentních PAPC partíkulí a částečně aniontové, především karboxylové, funkční skupiny těchto polymerních materiálů vytvářejí kovalentní esterovou vazbu. Jak je řečeno dále, aminoepichlorohydrinové adjuvans slouží v zesítování polymerního materiálu přítomného v absorbentních PAPC partikulích. (Část absorbentních partíkulí obsahujících polymerní materiál, který je efektivně zesifován aminoepichlorohydrinovým adjuvans, bobtná méně v přítomnosti vodných tělesných kapalin v poměru k jiné nezesilované části partíkulí:) ................................. -------------- ---------------------------------- '

Je zjištěno a ověřeno, aminoepichlorohydronová adj uvans zesífování na povrchu absorbentních PAPC partíkulí. To je zapříčiněno faktem, že tato adjuvans a zvláště polymerní pryskyřičná provedení těchto adjuvans, jsou tvořena poměrně dlouhými kationtovými molekulami. Z toho plyne, že jsou neschopna pronikat dovnitř do absorbentních partíkulí, a mohou s nimi reagovat pouze na jejich povrchu. V souhrnu, kationtové funkční skupiny (např. azetedinium obsahující skupiny) těchto adjuvans, zejména polymerní pryskyřičné verze, jsou schopny reagovat velmi rychle s aniontovými, především karboxylovými funkčními skupinami polymerního materiálu absorbentních partíkulí, přičemž tyto reakce probíhají při pokojové teplotě (např. v rozmezí teplot od 18°C do 25^eC). Z toho plyne, že jsou požadovány poměrně nízké hladiny (např. tak nízké, že tvoří 1 % hmotnosti partíkulí) . těchto aminoepichlorohydrinových adjuvans k uskutečnění efektivního povrchového zesífování materiálu přítomného z polymerního partikulích.

Zde užívaný absorbetních

PAPC termín »kationtové aminoepichlorohydrinové adjuvans« se týká reakčního produktu mezi epichlorohydrinem a monomerním nebo polymerním reakční produkt má alespoň dvě Tato adjuvans jsou ve formě aminem, takovým, že výsledný kladně nabité funkční skupiny, monomerních sloučenin (např., reakční produkt epichlorohydrinu a ethylendiaminu), nebo v polymerní formě (např., reakční produkt mezi epichlorohydrinem a polyamid-polyaminy nebo polyethyleniminy). Polymerní provedení těchto kationtových aminoepichlorohydrinových adjuvans jsou typicky označována jako >>pryskyřice«.

Jeden typ aminosloučeniny, který reaguje s epichlorohydrinem za vytvoření adjuvans, používaného v předkládaném vynálezu, obsahuje ..„monomerní_tri-_ a „vyšší aminy mající primární nebo svých strukturách. Příklady tohoto typu sekundární aminoskupiny ve využitelných diaminů bis-2-aminoethylether, N,N-dimethylethylendiamin, zahrnuj í piperazin,

-a—e-t-hy-l-end-i-am-i-n^—-P-ř-í-l-ady—využ-i-t-e-l-nýeh- tri-am-inů- - -tohoto—t-ypuzahrnují N-aminoethylpiperazin a dialkylentriaminy, takové jako die.thylentriamin a dipropylentriamin.

Takové aminové materiály reagují s epichlorohydrinem do formy kationtových aminoepichlorohydrinových adjuvans , zde užívaných jako zesíTující činidla . Příprava těchto adjuvans, stejně jako •‘ť i úplný popis těchto adjuvans, se nachází v U.S. patentu 4,310, 593 (Gross), podaném 12. ledna. 1982 a v Ross a spol., J. Organic Chemistry, Vol. 29, pp. 824-826 (1964).

Jako aminosloučeniny jsou používány monomerní aminy, polymerní aminy takové jako polyethyleniminy. Zejména požadovanou aminosloučeninou, která do formy . výhodného kationtového reaguje s epichlorohydrinem poiymerního adjuvans; zde tvořícího pryskyřici; a. obsahuje určité využívaného, polyamid-polyaminy odvozené z polyalkylenových polyaminů a nasycených ^C3'^C10 ^d ibazických karboxylových kyselin. Epichlorohydrin/polyamid-polyaminová adjuvans tohoto druhu jsou ve vodě rozpustné, termostabilní kationtové polymery, které jsou dobře známé v této oblasti techniky jako vlhké pevné pryskyřice na papírové výrobky.

Při přípravě polyamid-polyaminů používaných k tvorbě, této preferované třídy kladně nabitých polymerizujících pryskyřic, nejprve reaguje dikarboxylová kyselina s polyalkylen-polvaminem, nejlépe ve vodném roztoku, za podmínek vyžadovaných pro tvorbu ve vodě rozpustného; dlouhé řetězce polyamidu obsahujícího materiálu, -NH(C_nH_2nHN)_x-C0RC0-, kde n a x a R představuje alkylenovou obsahující 1-8 atomů uhlíku.

Polyalkylenové polyaminy polyethylenových polyaminů, který obsahuje mají hodnotu 2 skupiny či více kyseliny skupinu dikarboxylové zahrnují široké spektrum polypropylenových polyaminů, polybutylenových polyaminů apod., jež jsou využívány k přípravě polyamid-polyamínů, z kterých polyethylenové polyaminy reprezentují ekonomicky výhodnou skupinu. Zde k přípravě kationtových polymerizujících pryskyřic používané výhodné polyalkylenové polyaminy obsahují dvě primární aminové skupiny a-alespoň -jednu- sekundární.....aminoskupinu,- ve' které jsou.....atomy' dusíku vázány vzájemně skupinami charakterizovanými vzorcem ^n^2n“’ kde n je nízké celé číslo větší než jedna a počet takovýchto skupin v molekule se pohybuje v rozmezí od 2 do 8, nejlépe je větší než 4. Atomy dusíku atakují sousední atomy uhlíku ve skupině -C_nH2_n~ nebo atom uhlíku dále stranou, ale nikdy ne ten samý atom uhlíku. Je také zvažované využití takových polyaminů jako diethylenetriamin, triethylenetetramin, tetraethylenpentamin, dipropylenetriamin apod., které jsou získávány v přijatelně čistém stavu. Nejvýhodnějšími ze všech předchozích jsou polyethylenové polyaminy obsahující 2-4 ethylenové skupiny, dvě primární aminoskupiny a 1-3 sekundární aminoskupiny.

Je také zvažováno použití polyaminů obsahujících alespoň tri aminoskupiny 's alespoň jednou terciární aminoskupinou. Vhodné polyaminy tohoto typu zahrnují methyl bis(3-aminopropyl)amin, methyl bis(2-aminoethylamin, N-(2-aminoethyl)piperazin, 4,

7-dimethyltriethylentetramin a podobné.

Dikarboxylovými kyselinami, které reagují s předchozími polyaminy a vytvářejí polyamid-polyaminy s výhodnými kationtovými polymerními pryskyřicemi zde použitými, jsou nasycené alifatické dikarboxylové kyseliny se 3 až 10 atomy uhlíku. Výhodnější jsou ty, které obsahují 3 až 8 atomů uhlíku, takové jako kyselina malonová, jantarová, glutarová, adipová apod. spolu s kyselinou diglykolovou. Z těchto uvedených kyselin jsou nej výhodnější kyselina diglykolová a nasycené alifatické dikarboxylové kyseliny mající 4-6 atomů uhlíků v molekule, zejména kyseliny jantarová, glutarová a adipová. Směsi dvou nebo více těchto dikarboxylových kyselin jsou používány, stejně jako směsi jedné nebo více z těchto dikarboxylových více nasycených alifatických kyselin, takových jako azelaikové a sebakové, které jsou'.....stejně“' 'jako'^-' 'výsledně“,'' “ dToůfte'' “řetězce 'tvořící'“’ polyamid-polyamíny ve vodě rozpustné nebo alespoň ve vodě disperguj ící.

Polyamid-polyaminové materiály připravené z předchozích polyaminů a dikarboxylových kyselin reagují s epichlorohydrinem do formy___kation to_v_ých__pol.ymer.ní.ch_aminoe.p.i chl orohy_dr. in.oyých____ pryskyřic, jež je výhodné použít jako zesíťující činidla. Příprava takových materiálů je popsána detailněji v U.S. patentu. 2,926,116 (Keim), podaném 23.února 1960, U.S. patentu 2,926,

154 (Keim), podaném 23.. února 1960 a U.S. patentu 3,332,901 (Keim), podaném 25. července 1967. ’ Kationtové polyamido-polyamino-epichlorohydrinové pryskyřice, jež jsou výhodné použít jako zesíťující činidla , jsou komerčně označovány jako Hercules lne. pod obchodním názvem Kymene*. Obzvláště jsou využívány Kymene* 557H, Kymene* 557LX a Kymene* Plus, které jsou epichlorohydrinovými adjuvans

... . h . . ¢...J * il z polyamido-polyaminů, jež jsou reakčními produkty diethylenetriaminu a kyseliny adipové. Ty jsou typicky formovány jako vodné roztoky kationtového pryskyřičného materiálu obsahujícího 10-33 % hmotnosti pryskyřice.

Při přípravě kapalné směsi jsou používány další pomocné sloučeniny, nebo činidla. Například, typickým pomocným činidlem je voda potřebná k vytvoření vodné kapalné směsi. Voda odpovídá za stejnoměrnou disperzi adjuvans na povrchu PAPC partikulí a uskutečňuje průnik činidla do povrchových oblastí těchto partikulí. Voda způsobuje silné fyzikální vazby mezi opracovávanými PAPC partikulemi, zajišťuje větší integritu výsledných interpartikulárně vazbami zesíťovaných agregátů.

V předkládaném vynálezu je voda používána v množství menším než 25 hmotnostních dílů (např. 0-25 dílů hmotnosti), výhodně v rozmezí 3-15 hmotnostních dílů, nejvýhodněji v rozmezí 5-10 dílů na 100 hmotnostních dílů PAPC partikulí. Aktuální množství použité vody se liší v závislosti na typu použitého adjuvans, na typu polymerního materiálu použitého při tvorbě PAPC partikulí, na velikosti částic těchto PAPC partikulí, na účasti dalších volitelných součástí (např. glycerolu) a podobných faktorech.

Stejně tak není absolutně nezbytné použití organických rozpouštědel, která podporují stejnoměrné rozptýlení kationtového aminoepichlorohydrinového adjuvans na povrchu PAPC partikulí. Tato organická rozpouštědla jsou typicky hydrofilní a zahrnují nižší alkoholy takové jako methanol a ethanol, amidy,

------takové j ako-------N-,-N- d imethyl formám rď......a'' ’N ,'N‘-d'ieťhylf óřni'ami'd a sulfoxidy, takové jako dimethylsulfoxid. Je-li použito hydrofilní rozpouštědlo, pak v množství menším než asi 20 dílů hmotnostních (např. 0-20 hmotnostních dílů), výhodně 5-15 dílů, nej výhodněji 8-12 hmotnostních dílů na 100 dílů PAPC partikulí.. Aktuální množství použitého rozpouštědla se různí v závislosti na použitém adjuvans, polymerním materiálu, jež byl zvolen pro tvorbu PAPC partikulí a podobných faktorech.

Jak bylo již dříve předznamenámo, užití hydrofilního organického rozpouštědla není nutně požadováno při přípravě vázaných partikulárních agregátů, za jejichž zesífování odpovídá kationtové aminoepichlorohydrinové adjuvans. Je vskutku možné vyhnout se užití takových organických rozpouštědel. Je třeba taková rozpouštědla odstranit z agregátů před jejich zamýšleným použitím. Odstranění organických rozpouštědel je často prováděno energeticky náročnými přídatnými metodami, jež jsou nákladné. Některá hydrofilní rozpouštědla, taková jako isopropanol nebo t-butanol, způsobují precipitaci aminoepichlorohydrinového adjuvans ven z roztoku, což je nežádoucí. Rozpouštědly typicky používanými pro přípravu partikule vázajících agregátů v případě použití zesífujícího činidla na bázi kationtového aminoepichlorohydrinového adjuvans, jsou nízké alkoholy, takové jako methanol a ethanol, které nevyžadují náročné, pracné a nákladné odstraňování a nezpůsobují vysrážení hmotnostních hmotnostních hydrofilního aminoepichlohydrinového adjuvans z vodného roztoku.

Je možné použít další sloučeniny spolu s kationtovým aminoepichlorovým adjuvans, a obzvláště jejich vodné kapalné směsi. Částečně preferovaná je kapalná směs obsahující kationtové aminoepichlorohydrinové adjuvans zahrnující i zvláčňovadlo, zvláště jsou-li opracované PAPC partikule ošetřený okolní teplotou” jak jě'~pdpšaňo dálě.' V heprít75'mnós^_ťi· zvláčňovadla, opracovávané ' PAPC partikule vytvářející interpartikulárně vázané agregáty vyžadují opatrné zacházení, a také manipulace je obtížnější, zvláště při výrobě konečných požadovaných absorbentních struktur. Při zahrnutí zvláčňovadla -do—kapalné—směsi—je— zaj-ištěno·,—-že—výs ledne—interpartikulárně. vázané agregáty (ošetřeny okolní teplotou) vytvářejí poměrně flexibilní porézní, absorbentní desky z interpartikulárně vázaných agregátů. Tyto ohebné, tlaku odolné desky jsou poměrně snadno manipulovatelné při výrobě konečných požadovaných absorbentních struktur.

Vhodnými zvláčňovadly jsou voda, samotná nebo v kombinaci s dalšími sloučeninami, takovými jako glycerol, propylenglykol, (např. 1,2-propandiol), 1,3-propandiol, nebo ethylenglykol, sorbitol, sacharóza, polymerní roztoky takové jako ty, co obsahují polyvinylalkohol, ester PAPC z polyvinylalkoholu nebo polyethylenglykolu nebo jejich směsi. Je ověřeno, že tyto další sloučeniny, jako zvláčňovadla typu glycerolu, hrají roli zvlhčovadél, zvláčňovadel nebo obou, a představují spolu s vodou primární zvláčňovadlo. Zvláčňovadlo předkládané pro užití v kapalné směsi kationtového aminoepichlorohydřinového adjuvans je směsí glycerolu a vody v hmotnostním poměru od 0.5:1 do 2:1, výhodně od 0.8:1 do 1.7:1.

Aktuální množství použitého zvláčňovadla se různí v závislosti na použitém partikulárním zvláčňovadle, na typu použitého polymerniho materiálu při tvorbě PAPC partikulí. a na efektivitě partikulární flexibility požadované od zvláčňovadla. Typické je použít zvláčňovadlo v množství od 5 do 100 hmotnostních dílů, výhodně 5-60 hmotnostních dílů, nejvýhodněji 10-30 hmotnostních dílů či 15-20 hmotnostních dílů na 100 hmotnostních dílů PAPC partikulí.

Kapalné směsi obsahující alternativní zesíťující činidla

Alternativní, ále méně výhodná zesíťující činidla využitelná v předkládaném vynálezu zahrnují, například, sloučeniny mající alespoň dvě polymerace schopné dvojné vazby, sloučeniny mající alespoň jednu polymerace schopnou vazbu a alespoň jednu funkční skupinu reagující s polymerním materiálem, sloučeniny jiné než kationtová aminoepichlorohydrinová adjuvans mající alespoň dvě funkční skupiny reagující s polymerním materiálem, mnohovazné kovové.......sloučeniny,-·- -nebo--zde- -popsané'- monomery.' Specifická' alternativní zesíťující činidla využitelná předkládaným vynálezem jsou popsána v zaregistrovaném U.S. patentu 4,076/,663 a U.S. patentu Re. 32,649, které jsou uvedeny na seznamu.

Jsou-li přítomny karboxyíové skupiny na nebo v polymerních materiálech (např. polymerních řetězcích) z PAPC partikulí, výhodnými alternativními zesíťujícími činidly jsou typicky neointová činidla obsahující alespoň dvě funkční skupiny na molekulu schopné reakce s karboxylovou skupinou. Výhodná alternativní zesíťující činidla zahrnují vícemocné alkoholy, takové jako ethylenglykol, diethylenglykol, triethylenglykol, tetraethylenglykol, polyethylen glykol, glycerol (1,2,

3-propantriol), polyglycerol, propylenglykol

1, 3-propandiol, trimethylolpropan.

1,2-propandiol, diethanolamin, triethanolamin, polyoxypropylenový oxyethyleno-oxypropylový kopolymerní blok, estery pentaerythritol a sorbitol, takové jako sorbitanové mastné kyseliny, sloučeniny typu polyglycidylether, ethylenglykoldiglycidylether, pentaerythritolpolyglycidylether, a propylenglykoldiglycidylether, polyethylenglykoldiglycidylether, polyglycerlpolyglycidylether, sorbitolpolyglycidylether, propylenglykoldiglycidylether dále polyaziridinové sloučeniny, takové jako 2,2-bishydroxymethyl-butanol-tris[3-(i-aziridin)propionátI, 1, 6-hexamethyltoluen-diethylen močovina a difenylmethan-bis-4,4 -N, N -diethylen močovina, haloepoxy- sloučeniny, takové jako epichlorohydrin a a-methy-lf.luorohydrin, . dále. po.lyaldehydové sloučeniny, takové jako glutaraldehyd a glyoxazol, polyaminové sloučeniny, takové jako ethylendiamin, diethylentriamin, triethylen tetramin, tetraethylen pentamin, pentaethylenhexamin a polyethylenimin, a polyizokyanátové sloučeniny, takové jako 2, 4-tolulen---diisokyanát -a-hexamethy.lend.i.isok.y.anát.,...... ............ .....

Je používáno jedno zesíťující činidlo nebo dvě či více v podstatě vzájemně ňereaktivních zešíťujíčích činidel, “j ež j sou vybírána ze skupiny činidel uvedených výše. Pro použití do reakce s polymerními řetězci obsahujícími karboxylové skupiny jsou zejména vybírány výhodnější alternativní zesíťující činidla, kterými jsou ethylenglykol, glycerol, trimethylolpropan, 1,2-propandiol a 1,3-propandiol.

Poměr použitého alternativního zesíťujícího činidla v předkládaném vynálezu se pohybuje v rozmezí od 0.01 do 30 hmotnostních dílů, výhodně 0.5-10 hmotnostních dílů, nejvýhodněj i 1-5 dílů hmotnosti na 100 hmotnostních ďíTů PAPC partikulí.

V předkládaném vynálezu jsou používány ještě další materiály nebo činidla pomocná spolu s alternativními zesíťujícími činidly při přípravě zesíťovaných agregátů nebo při výměně či asistenci v reakci zesíťovacího činidla s polymerním materiálem z - PAPC partikulí.

Například, je možno použít vodu v kombinaci s alternativním zesíťuj icim čířTiUTěml Voda má ‘funkci udrzovert stejnorodé rozptýlení zesíťujícího činidla na povrchu PAPC partikulí a pronikání tohoto činidla do povrchové oblasti PAPC partikulí. Voda také zajišťuje silné fyzikální vazby mezi PAPC partikulemi předpřipravených agregátů, a zajišťuje schnoucí a bobtnatou integritu výsledných interpartikulárně zesíťovaných agregátů. Voda je používána v množství menším než 20 hmotnostních dílů (0-20 hmotnostních dílů), výhodně v rozmezí -0.01-20 hmotnostních dílů, nejvýhodněji pak v rozpětí 0.1-10 hmotnostních dílů vztažených na 100 hmotnostních dílů PAPC partikulí. Aktuální množství použité vody se různí v závislosti na druhu polymerního methanol, išobutanol, materiálu a partikulární velikosti PAPC partikuli.

Organická rozpouštědla mohou být rovněž používána spolu s alternativním zesíťujícím činidlem. Organická rozpouštědla jsou používána k zajištění stejnoměrného rozptýlení zesilujícího činidla na povrchu PAPC partikuli. Jako organická rozpouštědla jsou preferována hydrofilní organická rozpouštědla. Využitelnými organickými rozpouštědly jsou nízké alkoholy, takové jako ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sek-butanol a terc-butanol, ketony, takové jako aceton, methylethylketon a methýlisobutylketon, ethery, takové jako dioxan, tetrahydrofuran a diethylether, amidy, takové jako N, N-dimethylformamid a N,N-diethylformamid ,. a.. .s.ul.foxidy, ..takové jako dimethylsulfoxid. Hydrofilní organická rozpouštědla jsou užívána v množství menším než 60 hmotnostních dílů (0-60 hmotnostních dílů), výhodně v rozmezí 0.01-60 hmotnostních dílů, nejvýhodněji v rozmezí 1-20 hmotnostních dílů vztažených na 100 hmotnostních dílů PAPC partikuli. Aktuální množství užitého hydrofilního organického rozpouštědla se liší v závislosti na druhu polymerního materiálu a velikosti PAPC partikuli.

Alternativní zesíťující činidla mohou být užita ve směsi s vodou a jedním či více hydrofilním organickým rozpouštědlem. Bylo objeveno, že užití roztoku vody a zesífujícího činidla zajištuje větší pronikání činidla do povrchové oblasti PAPC partikuli, zatímco roztok hydrofilního organického rozpouštědla a zesíťujícího činidla umožňuje malou penetraci tohoto činidla. Nicméně, směs všech tří činidel kontroluje hloubku pronikání zesilujícího činidla do povrchové oblasti PAPC partikuli. Bylo zjištěno, že čím vyšší je poměr vody k organickému rozpouštědlu, tím je dosaženo hlubšího průniku zesíťujícího činidla a vyšší stability agregátů pod tlakem a vyššího snížení výsledné absorbční kapacity zesíťovaných agregátů. Poměr vody k hydrofilnímu organickému rozpouštědlu v roztoku se obvykle až 1: 10. Roztok hydrofilního vody a zesíťujícího činidla je než 60 hmotnostních dílů (0-60 pohybuje v organického používán v rozmezí 10:1 rozpouštědla, množství menším hmotnostních dílů), výhodně v rozmezí 0.01-60 hmotnostních dílů.

nejvýhodněji v rozmezí 1-20 hmotnostních dílů vztažených na 100 hmotnostních dílů PAPC partikulí-.

Dalšími volitelnými sloučeninami, které mohou být rovněž přidávány do roztoku obsahujícího alternativní zesíťující činidlo, jsou například iniciátor, katalyzátor či nekyselé ko-monomerní materiály. Příklady těchto maxeriálů vhodné pro zdější' použřtí' · popřsuje—zmiňovaný-,- -—do—seznamu „zanesený _U..S_. patent Re. 32,649.

-Pří-křadv—provedení—vynálezu --——,---------— ___

PAPC desky mající hustotu 1 g/cm³ a tloušťku 0,127 cm byly podrobeny testům a prokázaly, že jsou použitelné pro řadu aplikací začleňujících užití v absorbentních jádrech dětských jednorázových plen. Příklady tvorby takových folii jsou popsány níže. ^J

Příklad 1

PAPC partikule požadované k přípravě mají velikost v rozmezí 150-300 mikronů. PAPC partikule této velikosti jsou upřednostňovány k vrstvení 0.1-.0.3 gramů PAPC na plochu 6,45 .cm „nosných prostředků přepravního pásu. _

Složení použité kapalné směsi je uvedeno níže, množství je vyjádřeno v dílech na 100 dílů PAPC. Kapalná směs obsahuje:

5.0 dílů Kymene* Plus (30% aktivní pryskyřice)

12.7 dílů glycerolu

7.1 dílů vody le preferován poměr kapalné směsi vztažený na 100 dílů PAPC, mající hodnotu 24,8. Množství kapalné směsi (KS), které je o výhodné postřikovat na plochu 6,45 cm transportéru, se vypočítává z poměru dílů kapalné směsi na 100 dílů PAPC v:

gramech KS = g PAPC x g KS

6.45 cm^ 6.45 cm^ gramy PAPC vrstvy vrstvy

Počáteční postřikovači krok, který . je prováděn a první následný postřikovači krok používá polovičního množství, jež bylo vypočteno výše. V tomto Příkladu 1 jsou vrstveny 0.2 g PAPC na o vrstvu na plochu 6,45 cm , je preferován postřik 0.025 g kapalné směsi na plochu 6,45 cm nosných prostředků transportéru v počátečním postřikovacím kroku a v prvním post ř ikovacím'-kroku ^- poté ; a je rozprašováno 'asi' 0 .Ό5 gramů ná plochu 6,45 cm ve všech dalších postřikovačích krocích.

Vrstvení PAPC vyžaduje k provedení použití speciálních vibračních napájecích zařízení z Solids FLow Control, jež jsou popsána výše.

Rozstřikování kapalné směsi je zajištěno modelem 6218-1/4 JAU z Spraying Systems Co., jenž je také popsán výše. Prvé dvě aplikace kapalné směsi vyžadují použití rozstřikovačů vytlačujících kapalnou směs na přepravní pás rychlostí 39.8 g/min. V následujících postřikovačích krocích je vyžadováno, aby rozstřikovač vytlačoval kapalnou směs rychlostí 79.6 g/min.

Jako použitý transportér je vyžadován pohybující se přepravní pás vyrobený z polyurethanu a dosahující rychlosti 27 ot/min.

Požadovanými tlakovými aplikátory je pár kompaktizujících válců , které mají průměr 20,32 cm a jsou 30,48 cm široké. Horní a spodní část válců je Ošetřena 934 plasmovým pochromovačem popsaným výše.

Okolní teplota má hodnotu 22.2°C.

KROK 1: Počátkem je počáteční postřik předem určeného prostoru transportéru kapalnou směsi v množství v podstatě rovném 0.025 gramů kapalné směsi na 6,45 cm transportéru.

KROK 2: Následuje v podstatě kontinuální vrstvení 0.2 gramů PAPC partikulí na 6,45 cm transportéru na stejný předurčený prostor transportéru .

KROK 3: Vrstvené PAPC na předem určený prostor transportéru jsou postřikovány kapalnou směsí v množství v podstatě rovném 0.025 ¹ _e 2 gramu kapalné směsi na 6,45 cm transportéru.

KROK'^_4':'Následuj'e' v podstatě kont iriuálňěvrstvení Ό ; 2 ' gramů~PAPC o partikuli na 6,45 cm transportéru na tentýž předurčený prostor transportéru.

KROK 5: Navrstvené PAPC na předen určeném prostoru transportéru jsou postřikovány kapalnou směsí v. množství v podstatě rovném___

0.050 gramů kapalné směsi na 6,45 cm transportéru.

Krok 6: Kroky 4 a 5 tedy souhrnně spolu postřikovacími kroky jsou opakovány více než třikrát, zahrnují s.počátečním postřikujícím krokem a pěti prováděnými po vrstvení celkem 0\25 gramů kapalné směsi na 6,45 cm a celkem pět vrstvících kroků dává 2 celkem 1 gram PAPC na 6,45 cm transportéru.

Krok 7: Vrstvený PAPC poté prochází kompaktizujícími válci. To « ... ......

vyžaduje existenci mezery o velikosti 0,0889 cm mezi těmito válci. Ta produkuje desky PAPC mající hustotu 0.995 g/cm^.‘

Krok 8: Deska PAPC je ošetřena jejím uložením do plastického obalu, kde zůstává po dobu 48 hodin.

Výše uvedený způsob poskytuje absorbentní desky z PAPC partikuli mající dobrou ohebnost, propustnost gelu a dostatečnou integritu při aplikaci vlhkosti.

Příklad 2

Všechny podmínky - a vybavení použitá v tomto Příkladě budou stejné jako u Příkladu 1, rozdíl bude pouze v použití odlišné kapalné směsi. V tomto Příkladu kapalná směs obsahuje neiontové zesífující činidlo , např. glycerol. Složení kapalné směsi je uvedeno níže, množství jsou vyjadřována v dílech na 100 dílů PAPC: .

5.0 dílů methanolu 4.0 dílů glycerolu 8.8 dílů vody

Všechna další zařízení, materiál a podmínky jsou stejné jako v předchozím příkladě, zahrnují také užití PAPC partikulí o velikosti 150-300 mikronů.

KROK 1: Začíná se počátečním postřikem předurčeného prostoru transportéru kapalnou směsí v množství v podstatě rovném 0.018 gramům kapalné směsi na 6,45 cm transportéru.

KROK 2: Následuje v podstatě kontinuální vrstvení 0.2 gramů PAPC partikulí na plochu 6,45 cm transportéru na stejný prostor transportéru.

KROK 3: Do předurčeného prostoru transportéru navrstvené PAPC jsou poté postřikovány kapalnou směsí v množství v podstatě rovnajícímu se 0.018 gramům kapalné směsi na plochu 6,45 cm transportéru.

KROK 4: Následuje v podstatě kontinuální vrstvení 0.2 gramů PAPC ¹ 9 partikulí na plochu 6,45 cm transportéru do stejného prostoru transportéru.

KROK 5: PAPC navrstvené do předurčené oblasti transportéru jsou postřikovány kapalnou směsí v podstatě v množství rovnajícímu se 0.036 gramů kapalné směsi na plochu 6,45 cm transportéru.

KROK 6: Kroky 4a 5 jsou opakovány více než třikrát, dávají souhrnně spolu s počátečním postřikovacím krokem a pěti postřikovacími kroky po vrstvení 0.18 gramů kapalné směsi na z v

6,45 cm a celkem pět vrstvících kroků dává souhrnně 1 gram PAPC 2 na plochu 6,45 cm - transportéru. '..... . * *

KROK 7: Navrstvené PA-PC procházejí skrz kompaktizující válce.

Požadovaná velikost mezery mezi válci je 0,0889 cm. Ta vytváří a desku PAPC mající hustotu 1.04 g/cm .

KROK 8: Deska Z PAPC partikulí bude poté ošetřena jejím zahřátím na teplotu 190°C po dobu 45 minut.

Zatímco jsou ilustrována a popsána jednotlivá provedení předkládaného vynálezu, je zřetelné, že tato mají požadované předpoklady a jsou způsobilá začlenit se v této oblasti techniky. Je možné bez vybočení z celkového rámce a bez odchýlení se od podstaty předkládaného vynálezu vytvořit mnohé variace a modifikace, takové, které by skutečně pokrývaly připojené nároky a měly by ráz předkládaného vynálezu.™-“

Claims (9)

1. PATENTOVÉNÁROKY

   1. Způsob výroby plochy z partikulárních, vévodě v podstatě nerozpustných, absorbentních hydrogel vytvářejících polymerních materiálů, vyznačující se tím, že je charakterizován u (a) vrstvením předem určeného množství tohoto partikulárního, ve vodě v podstatě nerozpustného, absorbentního hydrogel vytvářejícího polymerního materiálu až do nezbytného zakrytí předurčeného prostoru nosných prostředků transportéru;

   (b) postřikováním nayrstvenéhO partikulárního materiálu v popsané „předurčené .oblastί ... množstvím -kapalné směsi - obsahuj ícívodu a zesífující činidlo polymerů tohoto partikulárního materiálu, množstvím postačujícím k uskutečnění efektivního povrchového zesífování tohoto partikulárního materiálu, který je ošetřen; a (c) aplikací tlaku na navrstvený partikulární materiál projitím vrstev skrze pár proti sobě umístěných tlakových aplíkátorů, které formují kohesivní desku.
2. 2. Způsob podle nároku 1,vyznačuj ící se t í m , že dále zahrnuje krok ošetření plochy jejím uložením po určitou dobu při určité teplotě k zajištění efektivního povrchového zesífování tohoto partikulárního materiálu, tak/ aby deska byla schopna absorbovanou kapalinu po vzájemném kontaktu zadržet bez rozpadu desky na jednotlivé partikule.
3. 3. Způsob podle nároku Ía2, vyznačující se tím, že obsahuje krok počátečního rozstřikování do ¹ předurčeného prostoru povrchu transportéru předurčeným množstvím kapalné směsi před. vrstvením partikulárního materiálu na předurčenou oblast transportéru.
4. 4. Způsob podle nároků 1, 2a3, vyznačující se tím, že kroky uvedené v částech (a) a (b) nároku 1 jsou opakovány, dokud není na vrstvený partikulární materiál aplikován tlak. ..... . ' .......
5. 5. Způsob podle nároků 1, 2, 3, a 4, vyznačuj ící se tím, že od středu nej zevnější okraje vrstveného partikulárního materiálu jsou během lisování zastrihávány a...zarovnávány. ____________„. _______ _______ _____________________....
6. 6. Způsob podle nároků 1, 2. 3, '4 á 5, vyznačující se tím, že používané kapalné směsi obsahují kat iontové aminoepichlorohydrinové adjuvans, glycerol a vodu.
7. 7. Způsob podle nároku 6,vyznaču jící se tím, že krok ošetření desky je uskutečňován za teploty v rozmezí

   18'C až 35'C po dobu 12 až 48 hodin. 8. Způsob podle nároků ' 1, 2, 3, 4 a 5, vyznačuj ící se t í m, že tato kapalná směs obsahuje glycerol a vodu.
8. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že tato kapalná směs obsahuje dále methanol.

   * ‘
9. 10. Způsob podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se t í^-m i žé^-krok ošetření plochy žafiřnuj씞afirTváňí Tlesky na teplotu v rozmezí od 180^ffC do 200°C po dobu 30 minut až 1 hodiny.