ES2260863T3 - Agente absorbente de agua, su procedimiento de produccion, y su uso. - Google Patents

Agente absorbente de agua, su procedimiento de produccion, y su uso.

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ES2260863T3 ES99103704T ES99103704T ES2260863T3 ES 2260863 T3 ES2260863 T3 ES 2260863T3 ES 99103704 T ES99103704 T ES 99103704T ES 99103704 T ES99103704 T ES 99103704T ES 2260863 T3 ES2260863 T3 ES 2260863T3
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Naoko Takahashi
Kinya Nagasuna
Koji Miyake
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Abstract

LA PRESENTE INVENCION PROPORCIONA UN AGENTE HIDROFILO O DE ABSORCION DEL AGUA, CON EXCELENTE RESISTENCIA A LA ORINA; UN AGENTE HIDROFILO QUE NO SOLO POSEE EXCELENTE RESISTENCIA A LA ORINA, SINO TAMBIEN MUY BUENAS PROPIEDADES DE ABSORCION, QUE PERMANECEN ESTABLES CON EL TIEMPO; Y PROCESOS DE PRODUCCION Y USO DE ESTOS AGENTES HIDROFILOS. LOS AGENTES HIDROFILOS DE LA PRESENTE INVENCION MUESTRAN UN VALOR ESPECIFICO O MAYOR DE CAPACIDAD DE ABSORCION BAJO CARGA EN UN PROCEDIMIENTO EN EL QUE LA CAPACIDAD DE ABSORCION BAJO UNA CARGA SE MIDE DE UNA MANERA NUEVA, USANDOSE UN LIQUIDO ESPECIFICO QUE DEBE SER ABSORBIDO, Y LA PRESENTE INVENCION PROPORCIONA UNA MATERIA Y UN ARTICULO ABSORBENTE QUE PRESENTAN UN VALOR ESPECIFICO O MAYOR DE UN NUEVO INDICE DE ABSORCION COMO SE TIENE, POR EJEMPLO, POR LA CAPACIDAD DE ABSORCION BAJO CARGA O POR LA CONCENTRACION DE RESINA CON EL USO DEL CITADO AGENTE HIDROFILO. LA PRESENTE INVENCION PROPORCIONA ADEMAS UN PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE UN AGENTE HIDROFILO QUE TIENE LOS PARAMETROS ESPECIFICOS ARRIBA INDICADOS.

Description

Agente absorbente de agua, su procedimiento de producción, y su uso.
Antecedentes de la invención A. Campo técnico
La presente invención se refiere a un agente absorbente de agua y a su procedimiento de producción y uso, más en particular, se refiere a un agente absorbente de agua de excelente resistencia a la orina, en especial, a un agente absorbente de agua que puede presentar siempre unas excelentes propiedades de absorción independientemente del tipo de líquidos, tales como orina, que vaya a absorber, y a un procedimiento de producción para el agente absorbente de agua y se refiere además a usos del agente absorbente de agua, a saber, a materiales y artículos absorbentes, y se refiere además a un procedimiento para medir las propiedades de absorción mediante el cual pueden predecirse de forma sencilla y precisa las acciones de absorción cuando se usan en la práctica el agente absorbente de agua y los materiales y artículos absorbentes.
B. Técnica anterior
En los últimos años, se usan ampliamente resinas absorbentes de agua (agentes absorbentes de agua) como materiales constituyentes de materiales higiénicos, tales como pañales de celulosa, compresas higiénicas y los denominados pañales para incontinencia, con el objeto de hacer que las resinas absorbentes de agua absorban fluidos corporales tales como orina y sangre de la menstruación.
Ejemplos conocidos de las resinas absorbentes de agua anteriores son los siguientes: polímeros reticulados de poli(ácidos acrílicos) parcialmente neutralizados; productos hidrolizados de polímeros de injerto de almidón -ácido acrílico; productos saponificados de copolímeros de acetato de vinilo- ésteres de ácido acrílico; productos hidrolizados de copolímeros de acrilonitrilo o copolímeros de acrilamida, y sus polímeros reticulados; y polímeros reticulados de monómeros catiónicos.
Se dice que las resinas absorbentes de agua anteriores tendrán, por ejemplo, las siguientes propiedades: excelente cantidad y velocidad de absorción de agua, la resistencia de gel, el poder de succión para succionar agua desde un material base que contiene un líquido acuoso, tras el contacto con líquidos acuosos tales como fluidos corporales. No obstante, existen problemas porque las relaciones entre estas propiedades no presentan correlaciones necesariamente positivas: por ejemplo, cuando aumenta la capacidad de absorción, algunas otras propiedades tales como la permeabilidad a líquidos, resistencia del gel y velocidad de absorción se deterioran.
En lo que se refiere a un procedimiento para mejorar dichas propiedades de absorción de agua de la resina absorbente de agua en un buen equilibrio, se conoce una técnica, en la que la proximidad de la superficie de la resina absorbente de agua está reticulada y como tales se han propuesto diversos procedimientos.
Por ejemplo, se conocen procedimientos, en los que se usa cada uno de los siguientes materiales como agentes de reticulación: alcoholes polihidroxilados (documentos JP-A-58-180233 y JP-A-61-016903); compuestos de poliglicidilo, compuestos de poliaziridina, compuestos de poliamina o compuestos de poliisocianato (documento JP-A-59-189103); metales polivalentes (documentos JP-A-51-136588, JP-A-61-257235 y JP-A-62-007745); compuestos monoepoxídicos (documentos JP-A-61-098121); compuestos epoxídicos y compuestos hidroxilados que se usan conjuntamente (documento JP-A-02-132103); carbonatos de alquileno (documento DE 4020780).
Sin embargo, existen problemas porque: el equilibrio entre las propiedades de absorción de agua se está mejorando por los tratamientos superficiales anteriores, pero cuando la resina absorbente de agua se usa para materiales absorbentes de pañales, la resina absorbente de agua se deteriora con el tiempo, y la permeabilidad a líquidos o la resistencia del gel disminuyen, por lo que la orina se escapa de los pañales. El deterioro de la resina absorbente de agua se produce desde la superficie de la resina absorbente de agua y los contenidos solubles eluyen, y la permeabilidad a líquidos o la resistencia del gel disminuye. Se considera que dicho deterioro de la resina absorbente de agua es causado por una cantidad muy pequeña de iones metálicos y por ácido L-ascórbico que está contenido en la
orina.
A propósito, la resina absorbente de agua es pulverulenta y por tanto puede contener finos polvos de 100 \mum o menores, y se conoce el modo de preparar un granulado añadiendo agua con el objeto de mejorar la capacidad de manipulación o la permeabilidad a líquidos en pañales. Se puede prevenir la granulación pulverizando o mejorando la fluidez durante la absorción de humedad.
No obstante, existen problemas porque la granulación añadiendo agua a la resina absorbente de agua reticulada en la superficie facilita la destrucción de la capa reticulada en la superficie. En especial, haciendo referencia a las resinas absorbentes de agua con altas capacidades de absorción bajo carga como se desea en los últimos años, la elución de los contenidos solubles se previene reticulando las proximidades de la superficie de las resinas absorbentes de agua con una alta capacidad de absorción, de modo que la elución de los contenidos solubles no puede ser suprimida en el caso de que la capa reticulada en su superficie se deteriore por sustancias tales como ácido L-ascórbico cuando absorben orina. Por tanto, existen problemas porque cuando la resina absorbente de agua se usa para pañales, la permeabilidad a líquidos o la resistencia del gel se deteriora, por lo que la orina se escapa de los pañales.
Por otro lado, haciendo referencia a usos de la resina absorbente de agua, se proponen una diversidad de materiales o artículos absorbentes que usan resinas absorbentes de agua, teniendo las resinas absorbentes de agua conjuntamente una pluralidad de las propiedades anteriormente citadas y presentando un excelente rendimiento (propiedades de absorción de agua) cuando se usan para materiales higiénicos tales como pañales de celulosa y compresas
higiénicas.
Por ejemplo, se conocen los siguientes: una resina absorbente de agua que comprende combinaciones de una capacidad de gelificar, un módulo elástico bajo cizalla, y un contenido en polímero extractor específico (Patente de Estados Unidos número 4.654.039); una resina absorbente de agua con un cantidad o velocidad de absorción de agua y una resistencia del gel específicos y pañales de celulosa y compresas higiénicas que usan esta resina absorbente de agua (documentos JP-A-60-185550, JP-A-60-185551 y JP-A-60-185804); pañales de celulosa que usan una resina absorbente de agua que tiene una cantidad o velocidad de absorción de agua y una estabilidad del gel específicos (documento JP-A-60-185805); artículos absorbentes de agua que usan una resina absorbente de agua con una cantidad de agua absorbida, un poder de succión y un contenido soluble en agua específicos (documento JP-A-63-021902); artículos higiénicos absorbentes de agua que contienen una resina absorbente de agua con una cantidad de agua absorbida, una cantidad de agua absorbida bajo carga y una resistencia de fractura del gel específicos (documento JP-A-63-099861); pañales de celulosa que contienen una resina absorbente de agua con una cantidad de agua absorbida y una velocidad de absorción de agua bajo carga específicos (documento JP-A-02-034167); un agente absorbente de agua que contiene una resina absorbente de agua con una cantidad de agua absorbida bajo carga y un diámetro de partículas específicos (documento EP 339.461); un agente absorbente de agua que contiene una cantidad mayor o específica de resina absorbente de agua con una velocidad de absorción de agua y una cantidad de agua absorbida bajo carga en un período corto específicos (documento EP 443.627); un material combinado absorbente de agua que contiene una cantidad específica o mayor de resina absorbente de agua con una deformación bajo carga y un índice de succión específicos (documento EP 532.002); y un artículo absorbente que usa una resina con un índice de absorción bajo presión y un nivel de extracción a las 16 horas que están regulados (documento EP 615.735).
En los últimos años, los artículos absorbentes tales como pañales de celulosa se hacen cada vez más delgados y la cantidad de la resina absorbente de agua, usada para la capa absorbente de los artículos absorbentes, tiende a aumentar. Es decir, en relación a la capa absorbente anterior, la tendencia actual es que tiene una relación en peso de 0,3 o superior, en particular de 0,5 o superior, de la resina absorbente de agua respecto al total de la resina absorbente de agua y el material base fibroso (esta relación se denominará en lo sucesivo "concentración de resina"). No obstante, resulta evidente que todavía existen problemas cuando resinas ya conocidas con una diversidad de propiedades reguladas se usan para estos artículos absorbentes que tienen una alta concentración de resina. Es decir, las propiedades de absorción de agua de los artículos absorbentes están mejorando por combinaciones de las diversas propiedades anteriores, pero cada vez es más evidente que existen problemas porque, dependiendo de la composición del líquido a absorber, las propiedades de absorción de agua de las resinas no pueden ser mostradas suficientemente, en especial cuando la concentración de resina en los artículos absorbentes es alta. Se dice que existen problemas porque cuando el artículo absorbente es, por ejemplo, un pañal de celulosa, la composición de orina varía con factores tales como la edad del usuario, la ingesta de alimento y bebida, medicamentos prescritos y porque la acción de absorción de la resina absorbente de agua puede por tanto ser enormemente diferente de la esperada.
Sumario de la invención A. Objetos de la invención
Por tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar: un agente absorbente de agua que sufre poco deterioro con el tiempo cuando absorbe orina y así tiene una excelente resistencia a la orina; un agente absorbente de agua que no solo tiene una excelente resistencia a la orina, sino que también tiene propiedades de absorción que son estables a cualquier composición de orina y presentan poco cambio con el tiempo, y que por tanto se usa de forma especialmente favorable para artículos absorbentes que tienen una alta concentración de resina; y procedimientos de producción para estos agentes absorbentes de agua.
Además, otro objeto de la presente invención es aclarar que propiedades de absorción son necesarias para resinas absorbentes de agua cuando la relación de resina es un valor específico, y proporcionar un artículo absorbente que usa la resina absorbente de agua óptima para cada relación de resina absorbente de agua y proporcionar un material absorbente y un artículo absorbente, los cuales muestran ambos una cantidad absorbida alta siempre estable, en especial, una alta cantidad absorbida hasta que se producen pérdidas en un estado usado muy próximo al uso práctico.
B. Descripción de la invención
Los autores de la presente invención investigaron y estudiaron con un estímulo recíproco y con gran esfuerzo conseguir el objeto anterior. Como resultado, los autores de la presente invención completaron la presente invención desarrollando nuevos procedimientos de evaluación para (1) una capacidad de absorción deteriorada bajo una carga como se aprecia usando un líquido específico que se va a absorber. El parámetro (1) anterior no se proporciona con el procedimiento específico, de modo que se hará referencia al mismo en lo sucesivo como una capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga e incluye cuatro etapas (1), (2), (3) y (4) en función de la magnitud de la carga y, en particular, son importantes las etapas (1) y (4).
A continuación, los autores de la presente invención encontraron un procedimiento para obtener un agente absorbente de agua que presente la capacidad de absorción específica anterior (en lo sucesivo, se hará referencia a esto de forma genérica como un parámetro), en el que como agente de bloqueo iónico se añade un ácido amino policarboxílico a una resina absorbente de agua por un procedimiento específico.
Además, los autores de la presente invención investigaron y estudiaron con estímulo recíproco y con gran esfuerzo las relaciones entre la relación de resina en el material absorbente y las propiedades físicas del agente absorbente. Como resultado, los autores de la presente invención completaron la presente invención encontrando que la cantidad absorbida, hasta la aparición de las pérdidas en un estado usado muy similar al uso práctico, depende de relaciones específicas que dependen de las propiedades del agente absorbente de agua, tal que la capacidad de absorción sin carga y la nueva capacidad de absorción específica anterior y de la relación de resina en el material absorbente, y que la cantidad absorbida por el material o artículo absorbente en un estado usado muy parecido al uso práctico aumenta si el agente absorbente de agua y la relación de resina se seleccionan para que aumenten los valores de las fórmulas de las relaciones anteriores.
El agente absorbente de agua de acuerdo con la presente invención comprende una resina absorbente de agua que puede obtenerse por un procedimiento que comprende las etapas de polimerizar una solución de monómero que contiene ácido acrílico y/o su sal como componente monómero principal;
mezclar un ácido amino policarboxílico y un agente de reticulación superficial con la resina absorbente de agua, y seguidamente reticular en su superficie el polímero resultante, teniendo dicho agente absorbente de agua una capacidad de absorción de 30 (g/g) o más sin carga y una capacidad de absorción estática deteriorada (1) igual o superior a 20 (g/g) bajo una carga, siendo la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga una capacidad de absorción del agente absorbente de agua determinada por las siguientes etapas secuenciales de:
hinchar un agente absorbente de agua hasta 15 (g/g) con solución salina fisiológica que contiene ácido L-ascórbico en una concentración de 0,005% en peso;
dejar el agente absorbente de agua en dicho estado hinchado durante 6 horas;
dejar que el agente absorbente de agua hinchado absorba una solución salina fisiológica durante otra hora en un estado en el que se coloca una carga de 50 g/cm^{3} sobre el agente absorbente de agua; y
medir el peso del gel hinchado resultante.
Un material absorbente de acuerdo con la presente invención comprende el agente absorbente de agua de la presente invención anterior y un material base fibroso, siendo la relación en peso del agente absorbente de agua respecto al agente absorbente de agua y el material base fibroso de 0,4 o superior.
Un artículo absorbente, de acuerdo con la presente invención, comprende:
una capa absorbente que incluye el material absorbente de la presente invención anterior;
una lámina de superficie permeable a líquidos; y
una lámina de respaldo impermeable a líquidos.
Un procedimiento de medida de la propiedad de absorción, de acuerdo con la presente invención, está caracterizado porque se usa un líquido que contiene una sustancia reducible como líquido a absorber en un proceso para medir al menos una propiedad de absorción seleccionada del grupo consistente en: propiedades de absorción bajo una carga de un agente absorbente de agua.
Un procedimiento de producción para un agente absorbente de agua, de acuerdo con la presente invención, comprende la etapa de mezclar un agente de bloqueo iónico y un agente reticulado en su superficie, que puede reaccionar a través de un grupo carboxilo con una resina absorbente de agua que tiene un grupo carboxilo.
Otro procedimiento de producción para un agente absorbente de agua de acuerdo con la presente invención comprende las etapas de:
reticular las proximidades de la superficie de una resina absorbente de agua que se obtiene polimerizando un componente monómero que incluye un ácido carboxílico insaturado en presencia de un agente de reticulación interno; y
añadir agua y un agente de bloqueo iónico a la resina absorbente de agua reticulada en su superficie resultante, granulando de este modo la resina absorbente de agua.
El objeto anterior y otros y las ventajas de la presente invención serán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada.
Breve descripción de la figura
La Figura 1 ilustra un aparato de medida para la capacidad de absorción de agua bajo una carga.
Descripción detallada de la invención
En lo sucesivo la presente invención se explicará con detalle.
Agente absorbente de agua
El agente absorbente de agua de la presente invención tiene un valor específico o mayor de la capacidad de absorción sin carga y además tiene valores específicos o mayores con respecto a la siguiente nueva propiedad: capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga.
La capacidad de absorción sin carga en la presente invención es un valor numérico que se calcula por un procedimiento en el que: se colocan uniformemente 0,2 g de agente absorbente de agua en una bolsa realizada en tela no tejida (60 mm x 60 mm) y luego se sumerge en una solución acuosa de cloruro sódico al 0,9% en peso (solución salina fisiológica); sesenta minutos después, se extrae la bolsa y luego se elimina el líquido a 250 G durante 3 minutos con una centrífuga y se mide a continuación el peso W_{1} (g) de la bolsa; por otro lado se lleva a cabo el mismo procedimiento sin usar agente absorbente de agua, y se mide el peso resultante W_{0} (g); así, se calcula la capacidad de absorción a partir de los pesos W_{1} y W_{0} anteriores y el peso del agente absorbente de agua de acuerdo con la siguiente
ecuación:
capacidad\ de\ absorción\ (g/g) = \{(peso\ W_{1} - peso\ W_{0})/(peso\ de\ agente\ absorbente\ de\ agua)\}-1.
La capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga en la presente invención es una capacidad de absorción que se mide bajo una carga para el agente absorbente de agua (resina) después de llevar a cabo un tratamiento en el que: se hincha el agente absorbente de agua hasta 15 veces con solución salina fisiológica que contiene ácido L-ascórbico en una concentración predeterminada como líquido a absorber, y luego se deja el agente hinchado hasta que llegue a un estado estacionario durante un tiempo predeterminado. La capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga es un nuevo concepto de evaluación para un agente absorbente de agua.
Se conocen, por ejemplo, las siguientes propiedades de absorción de resinas absorbentes de agua convencionales (agentes absorbentes de agua): capacidad de absorción, capacidad de absorción bajo una carga, permeabilidad a líquidos, poder de succión y velocidad de absorción. No obstante, la medida se realiza por lo general en un período de tiempo comparativamente corto usando un líquido con una concentración de electrolito próxima a la de la orina. Sin embargo, en muchos casos, el tiempo de uso real de pañales se prolonga durante un tiempo prolongado de 6 horas o más. Por tanto, las resinas absorbentes de agua, que proporcionan resultados excelentes con respecto a las variables de evaluación convencionales, que se han propuesto hasta ahora, no presenten necesariamente un comportamiento excelente también en el uso práctico. Además, la orina contiene compuestos que cambian (deterioran) las propiedades de la resina con el tiempo, y la existencia de estos compuestos también influye en gran medida en las acciones de absorción de la resina absorbente de agua en el uso práctico.
Los autores de la presente invención investigaron y estudiaron con estímulo recíproco y con gran esfuerzo desarrollaron un procedimiento de evaluación que puede evaluar de forma precisa las capacidades de absorción de la resina absorbente de agua en el uso práctico. Como resultado, los autores de la presente invención han encontrado que las acciones absorbentes en el uso práctico pueden predecirse de forma sencilla y precisa midiendo la capacidad de absorción sin carga después de dejar que la resina absorbente de agua llegue a un estado estacionario durante un período comparativamente largo de tiempo en una solución salina fisiológica que contiene ácido L-ascórbico en una concentración predeterminada como líquido a absorber.
Se conocen procedimientos convencionales, en los que la resina absorbente de agua se solubiliza usando ácido L-ascórbico o sus sales, o se mide la cantidad de componente soluble solubilizado de esta forma (por ejemplo por los documentos JP-A-05-247221, JP-A-07-059813, JP-A-08-337726, JP-A-10-067805). Sin embargo, en estas técnicas, la resina absorbente de agua se solubiliza en condiciones de hinchamiento hasta saturación y no hay ninguna consideración referida a cómo cambia la capacidad para absorber un líquido, que es la función intrínseca de la resina absorbente de agua, cuando se usa la resina, mientras que la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga en la presente invención es una nueva variable a evaluar que permite juzgar cómo cambiarán debido a la orina las capacidades intrínsecas de absorción que quedan en la resina una vez que ha absorbido orina hasta que la resina absorbe más orina la próxima vez.
La capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga en la presente invención es una capacidad de absorción del agente absorbente de agua tal como se determina por las siguientes etapas secuenciales de:
formar un agente absorbente de agua que se hincha hasta 15 (g/g) con una solución salina fisiológica que contiene ácido L-ascórbico en una concentración de 0,005% en peso;
dejar el agente absorbente de agua en un estado hinchado durante 6 horas;
dejar que el agente absorbente de agua hinchado absorba la solución salina fisiológica durante otra hora en un estado en el que se coloca una carga de 50 g/cm^{2} sobre el agente absorbente de agua hinchado; y
medir el peso del gel hinchado resultante.
El agente absorbente de agua de la presente invención se caracteriza por tener una capacidad de absorción igual o superior a 30 (g/g) sin carga y la capacidad de absorción estática deteriorada (1) anterior igual o superior a 20 (g/g) bajo una carga. En el caso de que la capacidad de absorción sin carga sea menor que 30 (g/g), las capacidades de absorción son insuficientes y se pueden presentar pérdidas y problemas derivados, en especial, cuando se usa el agente absorbente de agua para artículos absorbentes que tienen una elevada concentración de resina. La capacidad de absorción sin carga es con preferencia al menos 33 (g/g), más preferiblemente al menos 35 (g/g). Además, en el caso en el que la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga sea menor que 20 (g/g), igualmente, las capacidades de absorción del artículo absorbente son insuficientes, y se pueden presentar pérdidas y problemas derivados, o la acción de absorción varían enormemente debido a factores tales como cambios en la composición de los líquidos a absorber, por lo que no se pueden obtener propiedades de absorción estables. La capacidad de absorción estática deteriorada (1) es preferiblemente igual o superior a 23 (g/g).
La presente invención proporciona un nuevo agente absorbente de agua del cual la capacidad de absorción anterior sin carga y la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga son valores específicos o mayores. Dicho agente absorbente de agua se usa favorablemente incluso para pañales de celulosa que tienen una elevada concentración de resina y una concentración de material base fibroso baja junto con un estilizamiento de los pañales de celulosa en los últimos años, y este agente puede reducir además las pérdidas en el uso práctico.
Los autores de la presente invención encontraron que el valor medido de la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga era especialmente importante. Así, la presente invención proporciona un nuevo agente absorbente de agua para el cual la capacidad de absorción sin carga y la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga son valores específicos o grandes, y el artículo absorbente (por ejemplo, un pañal de celulosa) que usa el agente absorbente de agua de la presente invención puede reducir las pérdidas en el uso práctico.
El valor medido de la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga del agente absorbente de agua es importante para pañales de celulosa que tienen una alta concentración de resina y baja concentración de material base fibroso que viene acompañado al adelgazamiento de los pañales de celulosa en los últimos años.
El agente absorbente de agua de la presente invención tiene preferiblemente una velocidad de absorción de 20 a 80 (s) y un contenido soluble en agua de 1 a 15% en peso. El contenido soluble en agua varía en el intervalo de, preferiblemente 2 a 15% en peso, más preferiblemente 2 a 10% en peso. En el caso en el que la velocidad de absorción supere 80 (s), la absorción de líquido por el material absorbente o los artículos absorbentes que incluyen el agente absorbente de agua es tan lenta hasta que transcurren 60 minutos que tiende a desabsorberse una gran cantidad de líquido. En el caso en el que la velocidad de absorción sea menor que 20 (s), la absorción de líquido por el material absorbente o artículos absorbentes que incluyen el agente absorbente de agua es tan excesivamente rápida que el gel bloquea fácilmente su forma. Estos fenómenos se producen en mayor medida especialmente debido a materiales o artículos absorbentes con alta relación en peso (concentración de resina) del agente absorbente de agua con respecto al total del agente absorbente de agua y el material base fibroso. Además, un agente absorbente de agua con un contenido soluble en agua menor que 1% en peso es muy costoso de producir y por tanto es difícil de producir y, además, cuando se reduce el contenido soluble en agua, la capacidad de absorción sin carga normalmente tiende a reducirse. En el caso en el que el contenido soluble en agua sea mayor que 15% en peso, es difícil conseguir que el agente absorbente de agua con las capacidades de absorción estática deterioradas bajo una carga, capacidad de absorción dinámica deteriorada bajo una carga e índice de absorción deteriorado bajo una carga estén dentro del alcance de la presente invención, o es difícil conseguir que el agente absorbente de agua con capacidades sustanciales de absorción bajo una carga esté en el intervalo preferido anteriormente citado.
En lo referente a la composición del agente absorbente de agua de la presente invención, se prefiere el uso de uno que incluya una resina absorbente de agua como componente esencial.
El agente absorbente de agua de la presente invención con los parámetros específicos anteriormente citados puede obtenerse, por ejemplo, por uno cualquiera de los siguientes procedimientos:
1. Un procedimiento en el que un ácido amino policarboxílico y un agente de reticulación superficial que reacciona sobre el grupo carboxilo de una resina absorbente de agua se mezclan con la resina absorbente de agua para reticular esta resina;
2. Un procedimiento en el que se añade un ácido amino policarboxílico a una resina absorbente de agua reticulada en su superficie específica que tiene una capacidad de absorción igual o superior a 23 (g/g) bajo una carga.
Sin embargo, el procedimiento para obtener el agente absorbente de agua de la presente invención no queda limitado a los citados anteriormente.
A continuación, se explicará con detalle el procedimiento de producción para el agente absorbente de agua conforme a la presente invención.
La resina absorbente de agua, que se usa para producir el agente absorbente de agua de la presente invención, es una resina conocida convencionalmente que absorbe una cantidad tan grande de agua como 50 a 1000 veces el original en el agua de intercambio iónico formando de este modo un hidrogel. Ejemplos de tales resinas absorbentes de agua incluyen: polímeros reticulados de poli(ácidos acrílicos) parcialmente neutralizados; productos hidrolizados de polímeros de injerto de almidón-acrilonitrilo; productos hidrolizados de polímeros de injerto de almidón-ácido acrílico; productos de saponificación de copolímeros de acetato de vinilo - éster de ácido acrílico; productos hidrolizados de copolímeros de acrilonitrilo o copolímeros de acrilamida; o sus polímeros reticulados; productos saponificados de poli(alcoholes vinílicos) reticulados que contienen un grupo carboxílico; y copolímeros reticulados de isobutileno-anhídrido maleico. Entre ellos, se prefieren los que tienen un grupo carboxílico y se obtienen de forma típica polimerizando y reticulando monómeros de los cuales el componente principal es ácido acrílico y/o una de sus sales (producto neutralizado). Además, haciendo referencia a la resina absorbente de agua anterior, se usan los que tienen un contenido soluble en agua sin reticular igual o inferior al 25% en peso, preferiblemente igual o inferior al 15% en peso, más preferiblemente, igual o inferior a 10% en peso. El contenido en grupo carboxilo en la resina absorbente de agua no está limitado de modo especial, pero es preferiblemente de 0,01 equivalentes o más por 100 g de resina absorbente de agua. Por ejemplo, la relación de neutralización del poli(ácido acrílico) varía en el intervalo de deseablemente 1 a 60% en moles, de forma más deseable de 10 a 50% en moles.
Ejemplos de la sal de ácido acrílico anterior incluyen: sales de metales alcalinos (por ejemplo sales de sodio, potasio y litio), sales de amonio y sales de amina de ácido acrílico. Se prefiere que las unidades constituyentes de la resina absorbente de agua comprendan ácido acrílico de 0 a 50% en moles, más preferiblemente de 10 a 40% en moles, y su sal de 100 a 50%, más preferiblemente de 90 a 60% en moles (siendo el total de ambas de 100% en moles). La neutralización se puede llevar a cabo bien sobre los monómeros antes de la polimerización o sobre el polímero resultante durante o después de la polimerización, pero se lleva a cabo preferiblemente sobre los monómeros antes de la polimerización en vistas al coste de producción, debido a que la neutralización del polímero necesita un tiempo considerablemente largo.
Los monómeros para producir la resina absorbente de agua de la presente invención pueden comprender monómeros distintos del ácido acrílico (sal) anterior si fuera necesario. Los monómeros distintos de ácido acrílico (sal) no están especialmente limitados, aunque ejemplos específicos de los mismos incluyen: monómeros aniónicos no saturados tales como ácido metacrílico, ácido maleico, ácido vinilsulfónico, ácido estirenosulfónico, ácido 2-(met)acrilamido-2-metilpropanosulfónico, ácido 2-(met)acriloiletanosulfónico y ácido 2-(met)acriloilpropanosulfónico y sus sales; monómeros no iónicos no saturados que contienen un grupo hidrófilo, tales como acrilamida, metacrilamida, N-etil(met)acrilamida, N-n-propil(met)acrilamida, N-isopropil(met)-acrilamida, N,N-dimetil(met)acrilamida, (met)acrilato de 2-hidroxietilo, (met)acrilato de 2-hidroxipropilo, (met)acrilato de metoxipolietilenglicol, mono(met)acrilato de polietilenglicol, vinilpiridina, N-vinilpirrolidona, N-acriloilpiperidina y N-acriloilpirrolidina; monómeros catiónicos no saturados tales como (met)acrilato de N,N-dimetilaminoetilo, (met)acrilato de N,N-dietilaminoetilo, (met)acrilato de N,N-dimetilaminopropilo, N,N-dimetilaminopropil(met)acrilamida y sus sales cuaternarias. Estos monómeros se pueden usar bien solos respectivamente o combinados entre si.
En la presente invención, cuando se usan monómeros distintos de ácido acrílico (sal), la relación de los mismos es preferiblemente igual o inferior a 30% en moles, más preferiblemente igual o inferior a 10% en moles, del total con ácido acrílico y su sal. Si los monómeros anteriores distintos de ácido acrílico (sal) se usan en la relación anterior, entonces las propiedades de absorción de agua de la resina absorbente de agua todavía se mejoran más y la resina absorbente de agua puede obtenerse a un coste todavía menor.
Cuando el monómero anterior se polimeriza para obtener la resina absorbente de agua tal como la usada en la presente invención se puede llevar a cabo una polimerización en masa o polimerización por precipitación. No obstante, considerando el rendimiento o la facilidad para controlar la polimerización, se prefiere llevar a cabo una polimerización en solución acuosa o una polimerización en suspensión con fase inversa usando el monómero en la forma de su solución acuosa. A propósito, cuando el monómero se usa en forma de su solución acuosa, la concentración de monómero en su solución acuosa (en lo sucesivo denominada "solución acuosa de monómero") no está limitada especialmente, aunque se prefiere que esté en el intervalo de 10 a 70% en peso, más preferiblemente de 20 a 40% en peso. Además, cuando se lleva a cabo la polimerización en solución acuosa o polimerización en suspensión con fase inversa anterior se puede usar si fuera necesario otro disolvente junto con el agua, y el tipo de disolvente que se usa conjuntamente no está limitado especialmente.
Cuando se inicia la polimerización anterior, se pueden usar los siguientes iniciadores de polimerización radicálica, por ejemplo: persulfato potásico, persulfato amónico, persulfato sódico, hidroperóxido de t-butilo, peróxido de hidrógeno y dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-aminodipropano).
Por otro lado, también está disponible un iniciador redox usando además un reductor para promover la descomposición del iniciador de polimerización anterior y combinar ambos entre si. Ejemplos del reductor anterior incluyen: sales de ácido (bi)sulfuroso tales como sulfito sódico e hidrogenosulfito sódico; ácido L-ascórbico (o sus sales); metales reducibles (o sus sales) tales como sales ferrosas; y aminas. No obstante, el reductor no está especialmente limitado a los mismos.
La cantidad del iniciador de polimerización anterior que se usa normalmente varía en el intervalo de 0,001 a 2% en moles, preferiblemente de 0,001 a 0,1% en moles. En el caso de que la cantidad de iniciador de polimerización sea menor que 0,001% en moles, existen desventajas porque queda sin reaccionar una gran cantidad de monómeros, por lo que la cantidad de monómeros, que quedan en la resina absorbente de agua resultante aumenta. Por otro lado, en el caso de que la cantidad de iniciador de polimerización supere 2% en moles, podría haber desventajas porque el contenido soluble en agua en la resina absorbente de agua aumenta.
Además, la reacción de polimerización se puede iniciar irradiando el sistema de reacción con radiación activa, tales como radiaciones, haz de electrones y radiación ultravioleta, en lugar de usar iniciadores de polimerización. A propósito, la temperatura de reacción en la reacción de polimerización anterior no está limitada especialmente, pero con preferencia varía en el intervalo de 20 a 90ºC. Además, el tiempo de reacción no está tampoco limitado especialmente y puede fijarse adaptándose conforme a factores tales como los tipos respectivos de los monómeros e iniciadores de polimerización y la temperatura de reacción.
La resina absorbente de agua usada en la presente invención puede ser un tipo autorreticulable que no use agente de reticulación, pero preferiblemente son las que son copolimerizadas o reaccionan con un agente de reticulación interno que tiene 2 o más grupos polimerizables insaturados o 2 o más grupos reactivos por molécula.
Ejemplos específicos del agente de reticulación interno anterior incluyen: N,N-metilenbis(met)acrilamida, (met)acrilato de (poli)etilenglicol, di(met)acrilato de (poli)propilenglicol, tri(met)acrilato de trimetilolpropano, tri(met)acrilato de glicerol, acrilato metacrilato de glicerol, tri(met)acrilato de óxido de etileno-trimetilolpropano desnaturalizado, hexa(met)acrilato de pentaeritritol, cianurato de trialilo, isocianurato de trialilo, fosfato de trialilo, trialilamina, poli(met)aliloxialcanos, éter diglicidílico de (poli)etilenglicol, éter diglicidílico de glicerol, etilenglicol, polietilenglicol, propilenglicol, glicerol, pentaeritritol, etilendiamina, etileno carbonato, propileno carbonato, polietilenimina y (met)acrilato de glicidilo.
Estos agentes de reticulación internos se pueden usar bien solos respectivamente o combinados entre sí. Además, estos agentes de reticulación interno se pueden añadir al sistema de reacción bien todo de una vez o en varias porciones. Cuando se usan dos o más tipos de agentes de reticulación internos, se prefiere usar esencialmente un compuesto con 2 o más grupos polimerizables insaturados, considerando las propiedades de absorción de la resina absorbente de agua resultante. El uso del agente de reticulación interno permite que se inhiba la elusión del contenido soluble desde el interior del gel hinchado cuando el gel hinchado queda expuesto a un estado que lo deteriore.
La cantidad del anterior agente de reticulación interno que se usa varía con preferencia en el intervalo de 0,005 a 2% en moles, más preferiblemente de 0,01 a 0,5% en moles, todavía más preferiblemente de 0,03 a 0,3% en moles de los monómeros hidrófilos anteriores. En los casos respectivos en los que la cantidad del agente de reticulación interno es menor que 0,005% en moles y cuando la cantidad del agente de reticulación interno supera el 2% en moles, no se podrán obtener la resina absorbente de agua con la capacidad de absorción estática o dinámica deteriorada, el índice de absorción deteriorada o la capacidad de absorción sustancial a un nivel deseado bajo una carga o la resina absorbente de agua que presenta una resistencia excelente a la orina.
Cuando la estructura reticulante se introduce en la porción interna de la resina absorbente de agua usando el agente de reticulación interno anterior, el agente de reticulación interno se puede añadir al sistema de reacción durante o después de la polimerización, o después de la polimerización y neutralización, de los monómeros hidrófilos anteriores.
A propósito, en la polimerización anterior, se pueden añadir al sistema de reacción los siguientes materiales: diversos agentes espumantes tales como carbonatos (o hidrogenocarbonatos), dióxido de carbono, compuesto azoicos y disolventes orgánicos inertes; polímeros hidrófilos tales como almidón-celulosa, sus derivados, poli(alcohol vinílico), poli(ácido acrílico) (o sus sales) y polímeros reticulados de poli(ácido acrílico) (o sus sales); diversos agentes tensioactivos; y agentes de transferencia de cadena tales como ácido hipofosforoso (o sus sales).
Cuando la resina absorbente de agua que se obtiene por la reacción de polimerización anterior es un gel, la resina absorbente de agua anterior se seca normalmente y, si es necesario, se pulveriza.
El contenido de agua (o la base húmeda) de la resina absorbente de agua, que se puede usar en la presente invención, no está limitado especialmente, pero con preferencia varía en el intervalo de 1 a 40% (aunque sin incluir 40%), más preferiblemente de 1 a 20%, todavía más preferiblemente de 1 a 10%. Además, el diámetro de partículas de la resina absorbente de agua que se puede usar en la presente invención varía normalmente en el intervalo, de promedio, de 10 a 1000 \mum, con preferencia de 50 a 800 \mum, más preferiblemente de 75 a 600 \mum (aunque sin incluir 75 \mum), siendo particularmente preferido de 150 a 500 \mum (aunque sin incluir 150 \mum). La forma de las partículas de la resina absorbente de agua que se obtiene de este modo, por ejemplo, puede ser esférica, pulverizada o irregular y no está limitada especialmente, pero se usan preferiblemente aquellas que tienen las formas pulverizadas irregulares, como la obtenida a través de una etapa de pulverización.
En lo que se refiere a la resina absorbente de agua que se obtiene por las etapas anteriores de polimerización, secado y pulverización antes de la reticulación superficial, se prefiere el uso de aquellas que presentan un valor de la capacidad de absorción de 30 g/g o superiores, con preferencia de 35 g/g o superiores, sin carga, debido a que los efectos de la presente invención se muestran notablemente por dicha resina. Naturalmente, la capacidad de absorción anterior se ajusta convenientemente de acuerdo con el objeto.
Adición de ácido amino policarboxílico
El agente absorbente de agua de la presente invención con los parámetros anteriormente citados se puede obtener, por ejemplo, mezclando el ácido amino policarboxílico citado más adelante específico y un agente de reticulación superficial con la resina absorbente de agua obtenida anteriormente que queda antes de la reticulación superficial y, reticulando la resina, reaccionando el agente de reticulación superficial sobre el grupo carboxílico de la resina absorbente de agua.
El ácido amino policarboxílico específico, que se puede usar en la presente invención, es un ácido amino carboxílico con 3 o más grupos carboxilo o su sal. Dicho ácido amino policarboxílico tiene una capacidad alta de bloqueo o formación de quelatos de iones a Fe o Cu, y su constante de estabilidad al ion Fe es preferiblemente al menos 10, más preferiblemente al menos 20. Sus ejemplos se especifican a continuación: dietilentriaminapentaacetato, trietilentetraaminahexaacetato, ciclohexano-1,2-diamina-tetraacetato, N-hidroxietiletilendiaminatriacetato, diaminatetraacetato de éter dietílico de etilenglicol, etilendiaminatetrapropionato, N-alquil-N'-carboximetilaspartato, N-alquenil-N'-carboximetilaspartato y sus sales de metales alcalinos, sales de metales alcalinotérreos, sales de amonio y sales de amina. Entre estos, son lo más preferidos debido a que tienen estructuras o conformaciones voluminosas dietilentriaminapentaacetato, trietilentetraaminahexaacetato, N-hidroxietiletilendiaminatriacetato y sus sales.
La cantidad del ácido amino policarboxílico específico anterior que se usa es diferente de acuerdo con el agente de reticulación superficial que se usa para reticular las proximidades de la superficie, pero normalmente varía en el intervalo de 0,00001 a 10 partes en peso, con preferencia de 0,0001 a 1 partes en peso, por 100 partes en peso de contenido sólido de la resina absorbente de agua. En el caso de que la cantidad supere las 10 partes en peso, no se obtiene el efecto correspondiente al uso y no solo es inviable económicamente, sino que también existen problemas porque la cantidad absorbida disminuye. Además, en el caso en el que la cantidad sea menor que 0,00001 partes en peso, apenas se eleva la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga.
Ejemplos del agente de reticulación superficial, que se puede usar en la presente invención incluyen: compuestos de alcohol polihidroxilado tales como etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol, polietilenglicol, 1,3-propanodiol, dipropilenglicol, 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, polipropilenglicol, glicerol, poliglicerol, 2-buteno-1,4-diol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,2-ciclohexanodimetanol, 1,2-ciclohexanol, trimetilolpropano, dietanol-amina, trietanolamina, polioxipropileno, copolímero de bloques de oxietileno-oxipropileno, pentaeritritol y sorbitol; compuestos epoxídicos tales como éter diglicidílico de etilenglicol, éter diglicidílico de polietileno, éter poliglicidílico de glicerol, éter poliglicidílico de diglicerol, éter poliglicidílico de poliglicerol, éter diglicidílico de propilenglicol, éter diglicidílico de polipropilenglicol y glicidol; compuestos de poliamina tales como etilendiamina, dietilentriamina, trietilentetraamina, tetraetilenpentaamina, pentaetilentetraamina y polietilenimina y sus sales inorgánicas y orgánicas (por ejemplo, sales de azetidinio); compuestos de poliisocianato tales como 2,4-tolileno diisocianato y hexametileno diisocianato; compuestos de polioxazolina tales como 1,2-etilenbisoxazolina; compuestos de alquileno carbonato tales como 1,3-dioxolan-2-ona, 4-metil-1,3-dioxolan-2-ona, 4,5-dimetil-1,3-dioxolan-2-ona, 4,4-dimetil-1,3-dioxolan-2-ona, 4-etil-1,3-dioxolan-2-ona, 4-hidroximetil-1,3-dioxolan-2-ona, 1,3-dioxan-2-ona, 4-metil-1,3-dioxan-2-ona, 4,6-dimetil-1,3-dioxan-2-ona y 1,3-dioxopan-2-ona; compuestos haloepoxídicos tales como epiclorhidrina, epibromhidrina y \alpha-metilepiclorhidrina y sus aductos de poliamina (por ejemplo, Kymene elaborado por Hercules: marca registrada); agentes de acoplamiento a silano tales como \gamma-glicidoxipropiltrimetoxisilano y \gamma-aminopropiltrietoxisilano; y compuestos metálicos polivalentes tales como hidróxidos y cloruros de cinc, calcio, magnesio, aluminio, hierro y circonio. En particular, los alcoholes polihidroxilados y los compuestos de alquileno carbonato se prefieren considerando la seguridad en el caso de que quede sin reaccionar una porción del agente de reticulación superficial.
Los agentes de reticulación superficial ejemplificados antes se pueden usar solos respectivamente o combinados entre si. Cuando se usan conjuntamente dos o más agentes de reticulación superficial, se puede obtener un agente absorbente de agua con propiedades de absorción todavía más excelentes combinando un primer y un segundo agente de reticulación superficial que tengan parámetros de solubilidad (valores SP) diferentes respectivos. A propósito, el parámetro de solubilidad citado antes es un valor que se usa corrientemente como un factor que muestra la polaridad de los compuestos.
El primer agente de reticulación superficial citado antes es un compuesto que reacciona a un grupo carboxilo de la resina absorbente de agua y tiene un parámetro de solubilidad de 12,5 (cal/cm^{3})^{1/2} o superior. Ejemplos del primer agente de reticulación superficial incluyen etilenglicol, propilenglicol, glicerol, etileno carbonato y propileno carbonato. El segundo agente de reticulación superficial citado antes es un compuesto que reacciona a un grupo carboxilo de la resina absorbente de agua y tiene un parámetro de solubilidad menor que 12,5 (cal/cm^{3})^{[1/2]}. Ejemplos del segundo agente de reticulación superficial incluyen éter poliglicidílico de glicerol, éter poliglicidílico de (poli)glicerol, éter diglicidílico de etilenglicol, 1,3-propanodiol, trimetilolpropano, 1,3-propanodiol, 1,6-hexanodiol, dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol y 1,4-butanodiol.
La relación del agente de reticulación superficial, usado, a resina absorbente de agua depende de factores tales como combinaciones de la resina absorbente de agua y el agente de reticulación superficial, pero normalmente varía en el intervalo de 0,005 a 10 partes en peso, con preferencia de 0,05 a 5 partes en peso, por 100 partes en peso de la resina absorbente de agua que queda en estado seco. Si el agente de reticulación superficial se usa en el intervalo anterior, las propiedades de absorción de agua a fluidos corporales (líquidos acuosos) tales como orina, sudor y sangre menstrual se pueden mejorar todavía más. En el caso en el que la cantidad de agente de reticulación superficial usado sea menor que 0,005 partes en peso, la densidad de reticulación en las proximidades de la superficie de la resina absorbente de agua apenas puede elevarse y no se podrían mejorar la capacidad de absorción estática deteriorada (1) sin carga. Además, en el caso en el que la cantidad de agente de reticulación superficial usado supere 10 partes en peso, el agente de reticulación superficial es excesivo, y esto es inviable económicamente y además, podría ser difícil controlar la densidad de reticulación hasta un valor correcto, de modo que la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga no podría mejorarse.
En la presente invención, se prefiere usar agua cuando la resina absorbente de agua se mezcla con el ácido amino policarboxílico específico y el agente de reticulación superficial. La cantidad de agua, que se usa en la presente invención, es diferente de acuerdo con el tipo, tamaño de partículas, o contenido en agua de la resina absorbente de agua, pero normalmente varía en el intervalo de 0,5 a 10 partes en peso, con preferencia de 0,5 a 3 partes en peso, por 100 partes en peso del contenido sólido de la resina absorbente de agua. En el caso en el que la cantidad de agua usada supere las 10 partes en peso, la capacidad de absorción podría disminuir. En el caso de que la cantidad sea menor que 0,5 partes en peso, podría ser difícil fijar el ácido amino policarboxílico específico sobre la superficie de la resina absorbente de agua, por lo que la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga no podría mejorarse.
Además, en la presente invención, se puede usar un disolvente orgánico hidrófilo cuando la resina absorbente de agua se mezcla con el ácido amino policarboxílico específico y el agente de reticulación superficial. Ejemplos de disolventes orgánicos hidrófilos que se pueden usar incluyen: alcoholes tales como alcohol metílico, alcohol etílico, alcohol propílico, alcohol isopropílico, alcohol butílico, alcohol isobutílico, alcohol t-butílico y propilenglicol; cetonas tales como acetona; éteres tales como dioxano, alcoxi(poli)etilenglicol y tetrahidrofurano; amidas tales como N,N-dimetilformamida; y sulfóxidos tales como dimetil sulfóxido. La cantidad del disolvente orgánico hidrófilo que se usa es diferente dependiendo del tipo o tamaño de partículas de la resina absorbente de agua, pero normalmente varía en el intervalo de 0 a 10 partes en peso, preferiblemente de 0,1 a 5 partes en peso, por 100 partes en peso de la resina absorbente de agua.
En la presente invención, la mezcla de la resina absorbente de agua con el ácido amino policarboxílico específico y el agente de reticulación superficial se puede llevar a cabo en un estado en el que la resina absorbente de agua esté dispersada en disolventes orgánicos tales como ciclohexano y pentano. No obstante, los procedimientos (1) a (5) siguientes, por ejemplo, se pueden ejemplificar preferiblemente como medio para mostrar las características de la presente invención al máximo.
(1) Un procedimiento que incluye las etapas de: mezclar el ácido amino policarboxílico específico y el agente de reticulación superficial conjuntamente, incluyendo agua y/o el disolvente orgánico hidrófilo si fuera necesario; y luego pulverizar o añadir gota a gota la mezcla resultante a la resina absorbente de agua, mezclándolos de este modo.
(2) Un procedimiento que incluye las etapas de: mezclar la resina absorbente de agua con el ácido amino policarboxílico específico o su solución acuosa; y luego pulverizar o añadir gota a gota el agente de reticulación superficial, incluyendo agua y/o el disolvente orgánico hidrófilo si fuera necesario, a la mezcla resultante.
(3) Un procedimiento que incluye las etapas de: pulverizar o añadir gota a gota el agente de reticulación superficial, incluyendo agua y/o el disolvente orgánico hidrófilo si fuera necesario, a la resina absorbente de agua, mezclándolos de este modo; y luego mezclar la mezcla resultante con el ácido amino policarboxílico específico o su solución
acuosa.
(4) Un procedimiento que incluye las etapas de: pulverizar o añadir gota a gota el agente de reticulación superficial y el ácido amino policarboxílico, incluyendo agua y/o el disolvente orgánico hidrófilo si fuera necesario, a la resina absorbente de agua, al mismo tiempo usando medios tales como dos boquillas.
(5) Un procedimiento que incluye las etapas de: añadir el ácido amino policarboxílico específico al hidrogel de la resina absorbente de agua; luego secar o deshidratar el hidrogel; y pulverizar o mezclar el producto secado o deshidratado resultante con el agente de reticulación superficial que incluye agua y/o el disolvente orgánico hidrófilo si fuera necesario (en este procedimiento, el ácido amino policarboxílico se puede añadir además en la etapa de secado o deshidratado del hidrogel.
Además, como se ha citado antes, cuando el ácido amino policarboxílico específico y el agente de reticulación superficial se mezclan con la resina absorbente de agua, se prefiere mezclar una solución del mismo que se prepara usando agua o el disolvente orgánico hidrófilo. Si el ácido amino policarboxílico específico y la resina absorbente de agua se mezclan entre si en presencia de agua, entonces el valor de la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga se puede mejorar. A propósito, cuando se usa agua para la mezcla, se permite la coexistencia de polvos de partículas finas insolubles en agua o un agente tensioactivo.
Es necesario que el aparato de mezcla favorable para la mezcla anterior pueda generar un gran fuerza de mezcla para garantizar la mezcla uniforme. Ejemplos preferidos de aparato de mezcla que se pueden usar en la presente invención incluyen: mezcladores tipo cilindro, mezcladores cónicos con doble pared, mezcladores agitadores de alta velocidad, mezcladores conformadores en V, mezcladores tipo cinta, mezcladores tipo husillo, mezcladores tipo disco giratorio en horno fluidizado, mezcladores tipo corriente de gas, amasadores de doble brazo, mezcladores internos, amasadores tipo pulverizador, mezcladores rotatorios y extrusoras de husillo.
En la presente invención, el ácido amino policarboxílico específico y el agente de reticulación superficial se mezclan con la resina absorbente de agua (preferiblemente, el ácido amino policarboxílico específico y el agente de reticulación superficial se mezclan conjuntamente y se añaden a la resina absorbente de agua), y la proximidad de la superficie de la resina absorbente de agua se reticula llevando a cabo además el tratamiento térmico.
Cuando el tratamiento térmico se lleva a cabo en la presente invención, es preferible que la temperatura de tratamiento varíe en el intervalo de 80 a 250ºC. La temperatura de calentamiento menor que 80°C podría no solo alargar el tiempo de tratamiento de calentamiento y por tanto deteriorar la productividad, sino también impedir que se obtenga una reticulación uniforme y, por tanto, impide la producción de un agente absorbente de agua con una excelente capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga que es un objeto de la presente invención. Además, en el caso de que la temperatura de tratamiento sea mayor que 250ºC, la resina absorbente de agua podría resultar dañada, por lo que sería difícil obtener una capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga excelente.
El tratamiento de calentamiento se puede llevar a cabo usando secadores u hornos de calentamiento convencionales y sus ejemplos incluyen: secadores de mezcla tipo canales, secadores rotatorios, secadores de sobremesa, secadores de lecho fluidizado, secadores por corriente de gas y secadores de infrarrojos.
Además, otro procedimiento de producción para un agente absorbente de agua, conforme a la invención, comprende la etapa de añadir el ácido amino policarboxílico específico anterior a una resina absorbente de agua reticulada en su superficie que tiene una capacidad de absorción bajo una carga de 23 (g/g) o más.
La resina absorbente de agua reticulada en su superficie tal como se usa en este caso, se obtiene por lo general mezclando la resina absorbente de agua, como está antes de su reticulación y se obtiene del modo anterior, con el agente de reticulación superficial anterior, reticulando de este modo la resina.
Esta resina absorbente de agua reticulada superficialmente necesita tener una capacidad de absorción de 23 (g/g) o superior bajo una carga. En el caso de que la capacidad de absorción bajo una carga sea menor que 23 (g/g), la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga no entra en el intervalo de la presente invención, o los valores absolutos respectivos de la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga son bajos, por lo que la absorbancia de agua no se puede comportar suficientemente bien en pañales, incluso si se considera que se van a usar durante un largo tiempo. La capacidad de absorción bajo una carga es preferiblemente al menos 24 (g/g), más preferiblemente, al menos 25 (g/g).
En la presente invención, el ácido amino policarboxílico específico anterior se añade a la resina absorbente de agua reticulada superficialmente que tiene una capacidad de absorción de 23 (g/g) o superior bajo una carga, pero se prefiere el siguiente procedimiento: se prepara una solución acuosa del ácido amino policarboxílico específico y se combinan partículas de la resina absorbente de agua entre si usando agua como aglomerante, granulando de este modo la resina. La granulación aumenta el diámetro medio de partículas de la resina absorbente de agua y mejora la fluidez higroscópica de la resina y, por tanto, facilita la manipulación de la resina. La cantidad de agua que se añade normalmente varía en el intervalo de 0,1 a 20 partes en peso, preferiblemente, de 0,1 a 10 partes en peso, más preferiblemente de 0,5 a 4 partes en peso, por 100 partes en peso de la resina absorbente de agua.
El procedimiento para añadir el ácido amino policarboxílico específico y el agua no está limitado especialmente y sus ejemplos incluyen: un procedimiento en el que la solución acuosa del ácido amino policarboxílico específico se añade a la resina absorbente de agua, granulando de este modo la resina; y un procedimiento en el que el ácido amino policarboxílico específico se añade a la resina absorbente de agua y seguidamente se añade agua a la resina, granulando de este modo la resina. Se puede usar además un disolvente orgánico hidrófilo, tal como metanol, etanol, alcohol isopropílico o propilenglicol para mejorar la capacidad de mezcla del ácido amino policarboxílico específico y el agua con la resina absorbente de agua. Además, se puede añadir antes o de modo simultáneo un tensioactivo o partículas finas inorgánicas, tales como sílice u óxido de titanio.
La adición del agente de bloqueo iónico (o agente quelante) no está limitada a los procedimientos anteriormente citados. Como se ha citado antes, el agente de bloqueo iónico (o agente quelante) seleccionado de ácidos aminocarboxílicos específicos se puede fijar sobre la superficie de la resina absorbente de agua mezclando el ácido amino policarboxílico y el agente de reticulación superficial con una resina absorbente de agua antes de la reticulación superficial de la resina absorbente de agua, reticulando de este modo la resina absorbente de agua o añadiendo el ácido amino policarboxílico y el agua a una resina absorbente de agua reticulada superficialmente específica, granulando de este modo esta resina. Debido a que el deterioro de las resinas absorbentes de agua se produce desde sus superficies, es preferible que el agente de bloqueo iónico (o agente quelante) se coloque en las proximidades de la superficie de la resina absorbente de agua. El agente de bloqueo iónico (o agente quelante) se puede añadir cuando se polimerice el monómero soluble en agua para formar la resina absorbente de agua. No obstante, en el caso de que la polimerización del monómero anterior se lleve a cabo en presencia del agente de bloqueo iónico (o agente quelante), la polimerización del monómero podría estar impedida por el agente de bloqueo iónico (o agente quelante) y por tanto podría no dar la resina absorbente de agua con una excelente absorbencia y, además, el agente de bloqueo iónico (o agente quelante) podría perder su capacidad de bloqueo iónico o quelante.
El agente absorbente de agua, obtenido del modo anterior, es un agente absorbente de agua que tiene excelentes propiedades, como nunca se habían obtenido, porque el valor de la capacidad de absorción sin carga y el valor de la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga son excelentes. Dicho agente absorbente de agua se usa de forma favorable incluso para pañales que tienen elevada concentración de resina y la baja concentración de pasta que va acompañada a un adelgazamiento de los pañales en los últimos años, y este agente puede reducir además las pérdidas en el uso práctico.
En uno de los procedimientos de producción de la presente invención, por ejemplo, el agente de bloqueo iónico y el agente de reticulación superficial que puede reaccionar sobre un grupo carboxilo se mezclan con la resina absorbente de agua anteriormente obtenida que tiene un grupo carboxilo, por lo que se puede obtener un agente absorbente de agua con una excelente resistencia a la orina.
Ejemplos del agente de bloqueo iónico, usado en la presente invención, incluyen ácidos aminocarboxílicos que tienen al menos tres grupos carboxilo y sus sales y, en particular, siendo los preferidos ácido dietilentriaminapentaacético, ácido trietilentetraaminahexaacético, ácido ciclohexano-1,2-diaminotetraacético, ácido N-hidroxi-etiletilendiaminatriacético y sus sales con respecto a la resistencia a la orina debido a que tienen estructuras o conformaciones voluminosas.
La cantidad de agente de bloqueo iónico que se usa en la presente invención es diferente en función del agente de reticulación superficial que se use para reticular las proximidades de la superficie, pero la cantidad varía normalmente en el intervalo de 0,0001 a 10 partes en peso, preferiblemente de 0,0002 a 5 partes en peso, por 100 partes en peso del contenido sólido de la resina absorbente de agua. En el caso de que la cantidad supere 10 partes en peso, se presentan problemas porque: no se obtiene un efecto que compense la cantidad -es inviable económicamente- y además, la cantidad absorbida disminuye. Además, en el caso de que la cantidad sea menor que 0,0001 partes en peso, no se obtiene efecto de mejora en la resistencia a la orina.
La relación del agente de reticulación superficial usado con respecto a la resina absorbente de agua depende de factores tales como combinaciones de la resina absorbente de agua y el agente de reticulación superficial, aunque normalmente varía en el intervalo de 0,01 a 10 partes en peso, preferiblemente de 0,05 a 3 partes en peso, por 100 partes en peso de la resina absorbente de agua que está en un estado seco. Si el agente de reticulación superficial se usa en el intervalo anterior, las propiedades de absorción de agua a fluidos corporales (líquidos acuosos) tales como orina, sudor y sangre menstrual pueden mejorarse aún más. En el caso de que la cantidad del agente de reticulación superficial usada sea menor que 0,01 partes en peso, la densidad de reticulación en las proximidades de la superficie de la resina absorbente de agua apenas puede verse incrementada. Además, en el caso de que la cantidad del agente de reticulación superficial usado supere las 5 partes en peso, el agente de reticulación superficial es excesivo y esto es inviable económicamente y, además, podría ser difícil controlar la densidad de reticulación hasta un valor apropiado.
En la presente invención, se prefiere usar agua cuando la resina absorbente de agua se mezcle con el agente de bloqueo iónico y el agente de reticulación superficial. La cantidad de agua usada en la presente invención es diferente en función del tipo, tamaño de partículas o contenido de agua de la resina absorbente de agua, aunque normalmente varía en el intervalo de 0,5 a 10 partes en peso, preferiblemente de 0,5 a 3 partes en peso, por 100 partes en peso del contenido sólido de la resina absorbente de agua. En el caso de que la cantidad de agua usada supere 10% en peso, la capacidad de absorción podría reducirse. En el caso de que la cantidad sea menor que 0,5% en peso, podría ser difícil fijar el agente de bloqueo iónico sobre la superficie de la resina absorbente de agua, por lo que no podría mejorarse la resistencia a la orina.
Todos los modos anteriormente citados para llevar a cabo la mezcla y adición del ácido amino policarboxílico, sin modificación salvo los aspectos citados anteriormente, se pueden aplicar a los modos específicos para llevar a cabo la mezcla del agente de bloqueo iónico y el agente de reticulación superficial con la resina absorbente de agua en el procedimiento de producción que se acaba de citar anteriormente.
Si las proximidades de la superficie del absorbente de agua se reticulan de la forma anterior, se puede evitar que los contenidos solubles eluyan desde el interior de la resina absorbente de agua. No obstante, cuando se absorbe orina y fluidos similares que contienen ácido L-ascórbico, la resina absorbente de agua se deteriora con el tiempo debido a que su principal cadena y estructura principal son cortadas por acción del ácido L-ascórbico y una cantidad muy pequeña de iones de metales pesados, tales como hierro o cobre, mezclados en el procedimiento de producción para la resina absorbente de agua o pañales o está contenido en la orina. En especial, las proximidades de la superficial del absorbente de agua se deterioran fácilmente, por lo que la elución de los contenidos solubles no se puede suprimir. Por tanto, la capacidad absorbente de la resina absorbente de agua se reduce con el tiempo cuando la resina absorbe orina. En la presente invención, el agente de reticulación superficial y el agente de bloqueo iónico se mezclan con la resina absorbente de agua, por lo que se evita el deterioro de la resina absorbente de agua, en especial el deterioro de las proximidades de su superficie, suprimiendo la elución de los contenidos solubles.
En otro procedimiento de producción de la presente invención, se añaden agua y el agente de bloqueo iónico anteriormente citado (por ejemplo, por pulverización) a la resina absorbente de agua (que se ha reticulado antes en su superficie con el agente de reticulación superficial anteriormente citado) para aglutinar las partículas de la resina absorbente de agua entre si usando agua como aglutinante, preparando de este modo un granulado que aporte al agente absorbente de agua una excelente resistencia a la orina. La resina absorbente de agua anteriormente citada se puede obtener reticulando las proximidades de la superficie de una resina absorbente de agua que se ha obtenido polimerizando un monómero, lo cual necesita incluir un ácido carboxílico insaturado, en presencia de un agente de reticulación interno. El uso de un agente de reticulación interno puede evitar la elución de los contenidos solubles desde el interior del gel hinchado de la resina cuando el gel hinchado se expone a unas condiciones que tienen la propiedad de deteriorar el gel. La granulación aumenta el diámetro medio de las partículas de la resina absorbente de agua y mejora la fluidez higroscópica de la resina, facilitando de este modo su manejo. La cantidad de agua que se añade varía, en especial, en el intervalo de 0,1 a 20% en peso, preferiblemente de 0,1 a 10% en peso, más preferiblemente 0,54% en peso, por 100 partes en peso de la resina absorbente de agua. En el caso de que la cantidad de agua se menor que 0,1% en peso, es difícil granular las partículas de resina absorbente de agua, y además, el agente de bloqueo iónico no puede fijarse en las proximidades de la superficie de la resina absorbente de agua. Además, en el caso de que la cantidad de agua sea mayor que 20% en peso, la resina absorbente de agua se hincha internamente formando un gel, por lo que existe la posibilidad de que no se pueda obtener el producto granulado, tal como se desea en la presente invención y que la capa reticulada de la superficie de la resina absorbente de agua pueda ser destruida. En este procedimiento, es recomendable que la resina absorbente de agua que se ha reticulado en su superficie anteriormente tenga una capacidad de absorción de normalmente al menos 20 (g/g), preferiblemente al menos 22 (g/g), más preferiblemente al menos 24 (g/g), para una solución acuosa de cloruro sódico al 0,9% en peso (solución fisiológica de cloruro sódico) bajo una carga de 4,825 x 10^{3} Pa, debido a que en el caso de que la capacidad de absorción bajo la carga sea menor que 20 (g/g), existe la posibilidad de que la absorbencia de agua no se comporte suficientemente bien en
pañales.
El procedimiento de granulación que requiere la adición del agente de bloqueo iónico no está limitado especialmente, pero ejemplos del mismo distintos de los citados antes incluyen un procedimiento en el que el agente de bloqueo iónico se añade a la resina absorbente de agua y el agua se añade luego granulando de este modo la resina. Disolventes orgánicos hidrófilos tales como metanol, etanol y alcohol isopropílico se pueden usar conjuntamente con objeto de mejorar la miscibilidad del agente de bloqueo iónico, el agua y la resina absorbente de agua. Además, se pueden añadir antes o al mismo tiempo tensioactivos y partículas finas inorgánicas tales como sílice y óxido de
titanio.
En la presente invención, la resina absorbente de agua con una excelente resistencia se puede obtener además añadiendo un agente quelante de una estructura específica al mismo tiempo y/o después de que la resina absorbente de agua se polimerice del modo antes citado.
El agente quelante de una estructura específica, que se puede usar en la presente invención es uno o dos o más compuestos seleccionados del grupo consistente en compuestos de fórmulas generales (1) y (2) siguientes y polímeros hidrófilos maleicos (incluyendo sales) (3)
en donde la fórmula general (1) es:
100
en la que: n, X^{1} y R^{1} -R^{3} representan los números y estructuras siguientes:
n = 0, 1
X^{1} = COOM^{1} (M^{1} = H, Na, K, NH_{4})
R^{1} = H, OH, Me
R^{2} = H, -CH_{2}COOM^{2}, -CH_{2}CH_{2}COOM^{2} (M^{2} = H, Na, K, NH_{4})
R^{3} = -CH_{2}COOM^{3}, -CH_{2}CH_{2}COOM^{3}, --- 
\delm{C}{\delm{\para}{ \hskip-0,95cm M ^{3} OOC}}
H --- 
\delm{C}{\delm{\para}{COOM ^{3} }}
H --- R^{4}
(M^{3} = H, Na, K, NH_{4}) (R^{4} = H, OH, Me)
y en donde la fórmula general (2) es:
101
en la que: m, X^{2} y R^{5} a R^{8} representan los números y estructuras siguientes:
m = 0, 1
X^{2} = COOM^{4} (M^{4} = H, Na, K, NH_{4})
R^{5} = H, OH, Me
R^{6} = H, -CH_{2}COOM^{5}, -CH_{2}CH_{2}COOM^{5} (M^{5} = H, Na, K, NH_{4})
R^{7} = H, -CH_{2}COOM^{6}, -CH_{2}CH_{2}COOM^{6} (M^{6} = H, Na, K, NH_{4})
R^{8} = -CH_{2}COOM^{7}, -CH_{2}CH_{2}COOM^{7}, --- 
\delm{C}{\delm{\para}{ \hskip-0,95cm M ^{7} OOC}}
H --- 
\delm{C}{\delm{\para}{COOM ^{7} }}
H --- R^{9}
(M^{7} = H, Na, K, NH_{4}) (R^{9} = H, OH, Me)
Ejemplos del agente quelante de fórmula general (1) anterior incluyen: ácido N-carboximetilaspártico, ácido N,N-dicarboximetilaspártico, ácido N-carboxietilaspártico, ácido N,N-dicarboxietilaspártico, ácido N-(1,2-dicarboxietil)aspártico, ácido N-(1,2-dicarboxi-2-hidroxietil)aspártico, ácido N-carboximetil-2-hidroxiaspártico, ácido N,N-dicarboximetil-2-hidroxiaspártico, ácido N-carboxietil-2-hidroxiaspártico, ácido N-(1,2-dicarboxietil)-2-hidroxiaspártico, ácido N-carboximetilglutámico, ácido N,N-dicarboximetilglutámico, ácido N-carboxietilglutámico, ácido N,N-dicarboxietil-glutámico, ácido N-(1,2-dicarboxietil)glutámico, ácido N-(1,2-dicarboxi-2-hidroxietil)-glutámico y sus sales de sodio, potasio y amonio.
Ejemplos del agente quelante de fórmula general (2) anterior incluyen: N,N'-bis(1,2-dicarboxietil)etilendiamina, N,N'-bis(1,2-dicarboxi-2-hidroxietil)etilendiamina, N,N'-bis(1,2-dicarboxietil)-N,N'-dicarboximetiletilendiamina, N,N'-bis(1,2-dicarboxi-2-hidroxietil)-N,N'-dicarboximetiletilendiamina y sus sales de sodio, potasio y amonio.
Además, ejemplos de polímeros hidrófilos maleicos (incluyendo sales) (3) incluyen:
polímeros hidrófilos que se obtienen polimerizando 1 a 100% en moles de ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico y sus sales de sodio, potasio y amonio con 0 a 99% en moles de ácido acrílico, ácido metacrílico y sus sales de sodio, potasio y amonio y tienen un peso molecular medio de 500 a 1.000.000;
con preferencia, polímeros hidrófilos que se obtienen polimerizando 5 a 100% en moles de ácido maleico y sus sales con 0 a 95% en moles de ácido acrílico y sus sales y tienen un peso molecular medio de 1.000 a 200.000; y
más preferiblemente, polímeros hidrófilos que se obtienen polimerizando 10 a 50% en moles de ácido maleico y sus sales con 50 a 90% en moles de ácido acrílico y sus sales y tienen un peso molecular medio de 1.000 a 100.000.
Agentes quelantes de fórmulas generales (1) y (2) se prefieren entre los agentes quelantes anteriores a la vista de su seguridad y biodegradabilidad. Los agentes quelantes de fórmulas generales (1) y (2) se pueden usar favorablemente en cualquier forma de sus isómeros ópticos y modificaciones racémicas. En particular, sus ejemplos preferidos incluyen: ácido N-(1,2-dicarboxi-2-hidroxietil)aspártico, N,N'-bis(1,2-dicarboxietil)-etilendiamina, N,N'-bis(1,2-dicarboxi-2-hidroxietil)etilendiamina y sus sales de sodio, potasio y amonio.
La cantidad del agente quelante anterior usado no está especialmente limitada y es diferente en función del tipo y procedimiento de adición del agente quelante, aunque la cantidad varía en el intervalo normalmente de 0,00001 a 30 partes en peso por 100 partes en peso de la resina absorbente de agua.
Ejemplos del procedimiento de adición del agente quelante a la resina absorbente de agua incluyen:
(1) (Adición durante la polimerización): Un procedimiento en el que se añade el agente quelante anterior a una solución acuosa de un monómero etilénicamente insaturado soluble en agua que puede formar la resina absorbente de agua por polimerización. La solución acuosa de monómero puede contener metales pesados que eluyen de las tuberías o recipientes de reacción o estaban contenidos en las materias primas tales como sosa cáustica. En el caso de que la polimerización se lleve a cabo en presencia de iones de tales metales pesados, existe la posibilidad de que se puedan obtener resinas absorbentes de agua que se deterioren fácilmente cuando se hinchen, o que se deteriore fácilmente el gel hinchado por los iones de metales pesados. No obstante, la polimerización del monómero anterior en presencia del agente quelante podría producir resinas absorbentes de agua con una excelente estabilidad de sus geles hinchados con el tiempo.
Se prefiere que el agente quelante se añada antes a la solución acuosa de monómero para llevar a cabo la polimerización. No obstante, el agente quelante se puede añadir después de iniciarse la polimerización. La cantidad de agente quelante añadida en la etapa de polimerización varía normalmente en el intervalo de 0,00001 a 1 partes en peso, preferiblemente de 0,00002 a 0,1 partes en peso, por 100 partes en peso del contenido sólido de monómero. En el caso de que la cantidad del agente quelante sea menor que 0,00001 partes en peso, no se puede obtener la resina absorbente de agua con una estabilidad excelente de su gel hinchado con el tiempo. En el caso de que la cantidad de agente quelante supere 1 parte en peso, podría estar impedida la polimerización del monómero.
(2) (Adición al gel de polímero): Un procedimiento en el que el agente quelante anterior se añade a un hidrogel obtenido por polimerización de monómero etilénicamente insaturado soluble en agua que puede formar una resina absorbente de agua por polimerización.
El contenido en sólido del hidrogel varía por lo general en el intervalo de 20 a 90% en peso. El gel al que se añade el agente quelante se puede secar por medios convencionales. La temperatura de secado es preferiblemente igual o superior a 120°C.
La cantidad de agente quelante añadido varía en el intervalo normalmente de 0,00001 a 30 partes en peso, preferiblemente de 0,00005 a 10 partes en peso, por 100 partes en peso del contenido sólido del hidrogel. En el caso de que la cantidad del agente quelante sea menor que 0,00001 partes en peso, no se puede obtener la resina absorbente de agua con estabilidad excelente de su gel hinchado con el tiempo. En el caso de que la cantidad de agente quelante supere 30 partes en peso, no se obtendrían efectos que compensen esta cantidad, o la capacidad de absorción de agua podría reducirse en lugar de aumentar.
El hidrogel resultante de la polimerización, por ejemplo, el hidrogel obtenido por polimerización en solución acuosa, se puede secar cuando se conforme en placas. No obstante, considerando la eficacia de secado o el rendimiento del agente absorbente de agua obtenido, se prefiere por lo general disgregar o cortar el hidrogel al tamaño de 0,1 a 10 mm. En cuanto a la forma del hidrogel, se pueden usar preferiblemente diversas formas para la presente invención: por ejemplo, forma de placas, cuadrada, irregular por pulverización, esférica, fibrosa, en barras, aproximadamente esférica, en escamas. El hidrogel resultante de la polimerización se puede neutralizar luego con álcalis. Además, el agente quelante se puede añadir al hidrogel obtenido por polimerización en suspensión en fase inversa y suspenderse en disolventes orgánicos, o se puede añadir en una etapa de deshidratación azeotrópica.
El agente quelante anterior se puede añadir al hidrogel en cualquier etapa antes de finalizar el secado del hidrogel. Por ejemplo, el agente quelante se puede añadir al hidrogel formado en un recipiente de reacción, o se puede añadir en la etapa de disgregación el hidrogel, o se puede añadir al hidrogel disgregado o se puede añadir en el momento del secado.
De forma específica, se pueden ejemplificar los siguientes procedimientos: un procedimiento en el que el agente quelante se añade cuando el hidrogel se disgrega con útiles como amasadores o picadoras de carne, y un procedimiento en el que el agente quelante se añade en las proximidades de las entradas de los secadores. El agente quelante se puede usar en un estado en el que sea pulverulento o esté disuelto o dispersado en agua u otros disolventes. Además, el agente quelante se puede revestir o pulverizar sobre la superficie del hidrogel.
El hidrogel al que se añade el agente quelante puede ser, por ejemplo, secado con secadores de aire caliente, secadores de corriente gaseosa, secadores de lecho fluidizado, secadores de tambor, microondas e infrarrojo lejano. Normalmente, la temperatura de secado es igual o superior a 120ºC, preferiblemente en el intervalo de 150 a 250ºC, más preferiblemente de 160 a 220ºC. En el caso de que la temperatura de secado sea menor que 120ºC, el secado necesita demasiado tiempo y además, el hidrogel se calienta en un estado gelificado durante un tiempo prolongado y por tanto se deteriora fácilmente.
(3) (Adición a resina absorbente de agua (caso 1)): Un procedimiento en el que se añade el agente quelante anterior (por ejemplo, mezclando) a la resina absorbente de agua junto con el agente de reticulación superficial que tiene dos o más grupos funcionales que pueden reaccionar sobre grupos funcionales de la resina absorbente de agua.
La cantidad del agente quelante anterior que se usa en este procedimiento varía dependiendo del agente de reticulación superficial usado para reticular las proximidades de la superficie, aunque la cantidad del agente quelante varía en el intervalo normalmente de 0,0001 a 10 partes en peso, preferiblemente de 0,0002 a 5 partes en peso, por 100 partes en peso del contenido sólido de la resina absorbente de agua. En el caso de que la cantidad supere las 10 partes en peso, existe problemas porque: no se obtiene un efecto que compense la cantidad y por tanto existen desventajas económicas, y además, la cantidad absorbida se reduce. Por otro lado, en el caso de que la cantidad sea menor que 0,0001 partes en peso, no se obtiene efecto de mejora de la resistencia a la orina.
En lo que se refiere al agente de reticulación superficial en este procedimiento, se pueden usar los que se han explicado anteriormente en la adición de ácido amino policarboxílico.
La relación del agente de reticulación superficial usado con respecto a la resina absorbente de agua depende de factores tales como combinaciones de la resina absorbente de agua y el agente de reticulación superficial, aunque normalmente varía en el intervalo de 0,01 a 10 partes en peso, preferiblemente de 0,05 a 3 partes en peso, por 100 partes en peso de la resina absorbente de agua que está en estado seco. Si el agente de reticulación superficial se usa en el intervalo anterior, las propiedades de absorción de agua a fluidos corporales (líquidos acuosos) tales como orina, sudor y sangre menstrual pueden mejorarse todavía más. En el caso de que la cantidad del agente de reticulación superficial usado sea menor que 0,01% en peso, la densidad de reticulación en las proximidades de la superficie de la resina absorbente de agua apenas puede aumentarse. Además, en el caso de que la cantidad del agente de reticulación superficial usado supere las 5 partes en peso, el agente de reticulación superficial es excesivo, y es económicamente inviable y, además, puede resultar difícil controlar la densidad de reticulación hasta un valor correcto.
En la presente invención, es preferible usar agua cuando la resina absorbente de agua se mezcla con el agente quelante y el agente de reticulación superficial. La cantidad de agua usada en la presente invención varía dependiendo del tipo, tamaño de partículas o contenido en agua de la resina absorbente de agua, aunque normalmente varía en el intervalo de 0,5 a 10 partes en peso, preferiblemente de 0,5 a 3 partes en peso, por 100 partes en peso del contenido sólido de la resina absorbente de agua. En el caso de que la cantidad de agua usada supere las 10 partes en peso, la capacidad de absorción puede reducirse. En el caso de que la cantidad de agua sea menor que 0,5 partes en peso, sería difícil fijar el agente quelante sobre la superficie de la resina absorbente de agua, por lo que no se podría mejorar la resistencia a la orina.
Todos los modos anteriormente citados para llevar a cabo la mezcla y adición del ácido amino policarboxílico, sin modificación aunque con las cuestiones anteriormente citados, se pueden aplicar a los modos específicos para llevar a cabo la mezcla del agente quelante y el agente de reticulación superficial con la resina absorbente de agua en este procedimiento (3).
(4) (Adición de resina absorbente de agua (caso 2)): Un procedimiento en el que se añade el agente quelante anterior a la resina absorbente de agua reticulada en su superficie.
Una resina absorbente de agua, como la que se usa favorablemente como resina absorbente de agua reticulada en su superficie, tiene una capacidad de absorción normalmente de al menos 20 (g/g), preferiblemente al menos 22 (g/g), más preferiblemente al menos 24 (g/g), para una solución de cloruro sódico acuosa al 0,9% en peso (solución salina fisiológica) bajo una carga de 4,825 x 10^{3} Pa. En el caso de que la capacidad de absorción bajo la carga sea menor que 20 (g/g), se plantea la posibilidad de que la absorbencia de agua no pueda dar un rendimiento suficiente en pañales.
La cantidad del agente quelante que se usa en este procedimiento (4) normalmente varía en el intervalo de 0,00001 a 10 partes en peso, preferiblemente de 0,0001 a 5 partes en peso, por 100 partes en peso del contenido sólido de la resina absorbente de agua. En el caso en que la cantidad supere las 10 partes en peso, se presentarán problemas porque: no se obtiene un efecto que compense la cantidad -es económicamente inviable- y además, la cantidad absorbida se reduce. Por otro lado, en el caso de que la cantidad sea menor que 0,00001 partes en peso, no se obtiene un efecto de mejora de la resistencia a la orina.
Ejemplos del procedimiento de mezcla de la resina absorbente de agua reticulada en su superficie anterior y el agente quelante en este procedimiento (4) incluyen: un procedimiento en el que la resina absorbente de agua y el agente quelante se mezclan entre si en condiciones secas; y un procedimiento en el que se añade a la resina absorbente de agua una mezcla del agente quelante con agua, un disolvente 
\hbox{orgánico o un disolvente
mixto de agua-disolvente orgánico.}
En este procedimiento (4), se añade agua y el agente quelante anterior (por ejemplo, por pulverización) a la resina absorbente de agua reticulada en su superficie para, de este modo, aglutinar las partículas de la resina absorbente de agua entre si usando agua como aglutinante, pudiéndose granular de este modo la resina. La granulación aumenta el diámetro medio de partículas de la resina absorbente de agua y mejora la fluidez higroscópica de la resina, facilitando de este modo su manipulación. La cantidad de agua que se añade varía en el intervalo normalmente de 0 a 50% en peso, preferiblemente de 0,01 a 10% en peso, por 100 partes en peso de la resina absorbente de agua. En el caso de que la cantidad de agua sea menor que 0,1% en peso, resulta difícil granular las partículas de resina absorbente de agua y, además, el agente quelante no puede fijarse sobre las proximidades de la superficie de la resina absorbente de agua. Por otro lado, en el caso de que la cantidad de agua sea menor que 50% en peso, la resina absorbente de agua se hincha hacia el interior formando un gel, por lo que existe la posibilidad de que no se pueda obtener el producto granulado que se pretende en la presente invención, y que la capa reticulada de la superficie de la resina absorbente de agua pueda ser destruida.
El procedimiento de granulación que requiere la adición del agente quelante no está limitado especialmente, aunque ejemplos del mismo distintos de los citados anteriormente incluyen un procedimiento en el que se añade el agente quelante a la resina absorbente de agua y luego se añade agua, granulando de este modo la resina. Se pueden usar conjuntamente disolventes orgánicos hidrófilos tales como metanol, etanol, alcohol isopropílico con el propósito de mejorar la miscibilidad del agente quelante, agua y la resina absorbente de agua. Además, se pueden añadir antes o al mismo tiempo tensioactivos y partículas finas inorgánicas tales como sílice y óxido de titanio.
(5) (Adición a la resina absorbente de agua (caso 3)): Un procedimiento en el que el agente quelante anterior se añade cuando se recuperan polvos finos de la resina absorbente de agua.
En las etapas de producción para la resina absorbente de agua, por ejemplo, se podría clasificar con un tamiz de un tamaño predeterminado un polvo polimérico para formar la resina absorbente de agua y las partículas separadas de la resina absorbente de agua en esta clasificación se podrían añadir en cualquier etapa de la producción de la resina absorbente de agua y recuperarse seguidamente. Cuando se lleva a cabo esta recuperación de las partículas finas, se puede añadir el agente quelante.
En lo que se refiere a la resina absorbente de agua, se puede usar bien una reticulada en su superficie y una no reticulada en su superficie. El diámetro de partículas de la resina absorbente de agua que se usa para la recuperación no está limitado especialmente, aunque es por lo general igual o inferior a 300 \mum, preferiblemente igual o inferior a 225 \mum, más preferiblemente igual o inferior a 150 \mum.
La cantidad de agua que se añade varía por ejemplo en el intervalo de normalmente 0,1 a 2,000 partes en peso, preferiblemente de 10 a 900 partes en peso, por 100 partes en peso de la resina absorbente de agua. En el caso de que la cantidad de agua sea menor que 0,1 partes en peso, resulta difícil el reciclado. En el caso de que la cantidad sea mayor que 2.000 partes en peso, no se puede evitar el deterioro de la resina absorbente de agua reciclada.
La cantidad del agente quelante que se añade varía en el intervalo, normalmente, de 0,00001 a 30 partes en peso, preferiblemente de 0,1 a 10 partes en peso, por 100 partes en peso de resina absorbente de agua seca. En el caso de que la cantidad del agente quelante sea menor que 0,00001 partes en peso, resulta difícil obtener el agente absorbente de agua que presente una excelente estabilidad del gel con el tiempo. En el caso de que la cantidad de agente quelante sea mayor que 30 partes en peso, no se podría obtener un efecto que compense esta cantidad.
El agente quelante se puede añadir bien en forma de solución acuosa a la resina absorbente de agua o a la resina absorbente de agua mezclado con agua. Además, también es posible mezclar el agente quelante con la resina absorbente de agua en condiciones secas y luego mezclar agua con la mezcla resultante.
El reciclado de los polvos finos de la resina absorbente de agua en presencia del agente quelante del modo anterior puede prevenir que la resina absorbente de agua se deteriore durante el reciclado.
Adición de otros materiales
Si fuera necesario, se pueden aportar diversas funciones al agente absorbente de agua anterior añadiendo al mismo los siguientes materiales: desodorantes, agentes antimicrobianos, perfumes, diversos polvos inorgánicos, agentes espumantes, pigmentos, colorantes, fibras cortas hidrófilas, plastificantes, adhesivos sensibles a la presión, tensioactivos, fertilizantes, oxidantes, reductores, agua y sales.
Ejemplos del polvo inorgánico incluyen sustancias inactivas (por ejemplo, inactivos a líquidos acuosos) tales como partículas finas de diversos compuestos orgánicos y minerales arcillosos. Se prefiere que el polvo inorgánico anterior tenga una afinidad moderada al agua y sea insoluble o poco soluble en agua. Ejemplos específicos del mismo incluyen: óxidos metálicos tales como dióxido de silicio y óxido de titanio; ácido silícico (o sus sales) tales como zeolita natural y zeolita sintética; caolín; talco; arcilla; y bentonita. Entre estos, los preferidos son dióxido de silicio y ácido silícico (o sus sales) y los más preferidos son dióxido de silicio y ácido silícico (o sus sales) con un diámetro medio de partículas igual o inferior a 200 \mum medido por el Procedimiento de Coulter Counter.
La relación del polvo inorgánico a la resina absorbente de agua depende de factores tales como combinaciones de la resina absorbente de agua con el polvo inorgánico, aunque varía en el intervalo, normalmente, de 0,001 a 10 partes en peso, preferiblemente de 0,01 a 5 partes en peso, por 100 partes en peso de la resina absorbente de agua. El procedimiento de mezcla de la resina absorbente de agua con el polvo inorgánico no está limitado especialmente, y están disponibles procedimientos de mezcla en seco o procedimientos de mezclado en húmedo, aunque se prefieren los procedimientos de mezcla en seco.
Usos del agente absorbente de agua
El agente absorbente de agua, que se obtiene del modo anterior se conforma en un artículo absorbente, por ejemplo, componiendo (combinando) la resina con materiales fibrosos tales como pasta papelera.
Ejemplos de artículo absorbente incluyen: materiales higiénicos (artículos absorbentes de fluidos corporales) tales como pañales de celulosa, compresas higiénicas, pañales para incontinencia, materiales protectores de heridas y materiales para la cicatrización de heridas; artículos absorbentes para la orina de mascotas; materiales para ingeniería civil y arquitectura, tales como materiales para contención de agua, materiales aislantes del agua, materiales de relleno y bolsas de hidrogel, materiales para la construcción o suelo; artículos para alimentos, tales como materiales absorbentes de goteo, materiales para mantener la frescura y materiales para mantener el frío; diversos artículos industriales tales como materiales para separación de aceite y agua, materiales para prevenir el rocío, y materiales de solidificación; y artículos agrícolas y hortofrutícolas tales como materiales para retener agua para plantas y suelo; aunque el artículo absorbente no queda limitado especialmente. A propósito, el pañal de celulosa está formado, por ejemplo, estratificando una lámina de respaldo de material impermeable a líquido, la composición absorbente de agua anterior y una lámina superior de material permeable a líquido en este orden y unidas entre sí, y luego disponiendo en el estratificado resultante medios de sujeción tales como pliegues (partes elásticas) o lo que se conoce como tiras adhesivas de fijación. Además, el pañal de celulosa puede incluir calzones con pañales de celulosa como los usados para acostumbrar a los niños a orinar y a evacuar sus deposiciones.
A continuación se presenta una descripción detallada del material absorbente de la presente invención, que presenta unas excelentes propiedades de absorción como un uso del agente absorbente de agua de la presente invención que tiene los parámetros anteriormente citados.
Material absorbente
El agente absorbente de agua anterior de la presente invención se puede usar en forma de un material absorbente. Este material absorbente comprende el agente absorbente de agua y un material base fibroso tal como una fibra hidrófila. La relación en peso del agente absorbente de agua con respecto al total del agente absorbente de agua y el material base fibroso es igual o superior a 0,4. En el caso de que el material absorbente, por ejemplo, comprenda el agente absorbente de agua y la fibra hidrófila, se prefiere, por ejemplo, una constitución del material absorbente que comprende una mezcla homogénea del agente absorbente de agua y la fibra hidrófila para que presente suficientemente los efectos de la presente invención. Ejemplos de dicha constitución incluyen: una constitución que comprende una mezcla homogénea del agente absorbente de agua y la fibra hidrófila; una constitución que comprende una capa de una mezcla homogénea del agente absorbente de agua y la fibra hidrófila y una capa de la fibra hidrófila estratificada sobre la capa anterior; una constitución que comprende una capa de una mezcla homogénea del agente absorbente de agua y la fibra hidrófila, una capa de la fibra hidrófila y el agente absorbente de agua interpuesto entre estas capas; y además una constitución que comprende el agente absorbente de agua interpuesto entre capas de la fibra hidrófila; y todavía otra constitución que comprende una lámina del agente absorbente de agua conformado combinando una cantidad específica de agua con el agente absorbente de agua. A propósito, la constitución del material absorbente no está limitada a los ejemplos citados antes.
Un agente absorbente de agua preferido como el usado para el material absorbente es uno que tenga una capacidad de absorción igual o superior a 30 (g/g) sin carga y una capacidad de absorción estática deteriorada (1) igual o superior a 20 (g/g) bajo una carga, debido a que estos agentes absorbentes de agua pueden mejorar las capacidades de absorción del material absorbente en el uso práctico.
La razón por la que se prefiere usar el agente absorbente de agua que tenga una capacidad de absorción igual o superior a 30 (g/g) sin carga y una capacidad de absorción estática deteriorada (1) igual o superior a 20 (g/g) bajo una carga es como sigue. En el caso de que la capacidad de absorción sin carga sea menor de 30 (g/g), las capacidades de absorción son insuficientes y las pérdidas y similares pueden producirse en especial cuando el agente absorbente de agua se usa para artículos absorbentes que incluyen el material absorbente y que tienen alta concentración de resina. La capacidad de absorción sin carga es preferiblemente al menos 33 (g/g), más preferiblemente al menos 35 (g/g). Además, en el caso de que la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga sea menor que 20 (g/g), igualmente, las capacidades de absorción del artículo absorbente son insuficientes y las pérdidas y similares se pueden producir, o las acciones absorbentes varían enormemente debido a factores tales como cambios en la composición de líquidos a absorber, por lo que no se pueden obtener propiedades estables de absorción. La capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga es preferiblemente igual o superior a
23 (g/g).
Ejemplos del material base fibroso anteriormente citado incluyen fibras hidrófilas tales como: fibras de celulosa, por ejemplo, pasta papelera mecánica, pasta química, pasta semiquímica, pasta digerida, tal como se obtiene de la madera; y fibras de celulosa artificiales, por ejemplo, rayón, acetatos. Entre las fibras ejemplo anteriores, se prefieren las fibras de celulosa. Además, las fibras hidrófilas pueden comprender fibras sintéticas tales como poliamidas, poliésteres y poliolefinas. A propósito, el material base fibroso no está limitado a las fibras ejemplo anteriores. Si se conforma en una lámina en forma de estera o banda o en una cinta, el material base fibroso puede utilizarse fácilmente como capa absorbente citada más adelante.
Además, en el caso de que la relación del material fibroso tal como la fibra hidrófila en el material absorbente sea relativamente pequeño, puede dejarse que los materiales absorbentes, a saber, fibras hidrófilas, se adhieran entre si usando aglutinantes adhesivos. Si se deja que las fibras hidrófilas se adhieran entre si, la resistencia y capacidad para retener la forma del material absorbente antes o durante el uso se pueden mejorar.
Ejemplos de los aglutinantes adhesivos anteriormente citados incluyen: fibras sellables por calor tales como fibras de poliolefinas (por ejemplo, polietileno, polipropileno, copolímeros de etileno-propileno, copolímeros de 1-buteno-etileno); y emulsiones adhesivas. Estos aglutinantes adhesivos se pueden usar respectivamente solos o en combinaciones entre si. La relación en peso de la fibra hidrófila y el aglutinante adhesivo varía preferiblemente en el intervalo de 50/50 a 99/1, más preferiblemente de 70/30 a 95/5, todavía más preferiblemente de 80/20 a
95/5.
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Se prefiere que el material absorbente que incluye el agente absorbente de agua anterior de la presente invención satisfaga un índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración de la ecuación (1) siguiente:
(1)\text{índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración de la} \text{ecuación} = X (1 - \alpha) + Y \alpha \geq 23
en la que:
X es la capacidad de absorción (g/g) sin carga del agente absorbente de agua;
Y es una capacidad de absorción estática deteriorada (1) (g/g) bajo una carga del agente absorbente de agua; y
\alpha es la relación en peso del agente absorbente de agua con respecto al agente absorbente de agua y el material base fibroso (\alpha \geq 0,4).
El índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración en la presente invención es la suma de:
el producto de la capacidad de absorción sin carga, X (g/g), del agente absorbente de agua con la relación en peso del material base fibroso en el material absorbente, y
el producto de la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga, Y (g/g), del agente absorbente de agua con la relación en peso del agente absorbente de agua en el material absorbente.
Este índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración es una escala encontrada recientemente por los autores de la presente invención como índice para predecir las capacidades de absorción del material absorbente en el uso práctico.
Si la relación en peso, \alpha, del agente absorbente de agua con respecto al total de agente absorbente de agua y el material base fibroso se selecciona junto con el agente absorbente de agua tal que el índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración de la ecuación (1) anterior puede ser igual o superior a 23, entonces se puede aumentar la cantidad absorbida en un estado próximo al uso práctico del agente absorbente de agua. Además, si se seleccionan agentes absorbentes de agua, cuyas capacidades de absorción sin carga, X (g/g), y capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga, Y (g/g), dan el mismo valor de índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración, entonces se pueden producir materiales absorbentes que tienen casi la misma cantidad absorbida que el otro en un estado próximo al uso práctico incluso si sus valores de capacidad de absorción son diferentes entre si. Además, como se ha citado antes, la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga en este caso es un valor que se mide por un nuevo proceso de evaluación específico. Como se ha citado antes, existen muchos documentos de la técnica anterior que describen la evaluación de la capacidad de absorción bajo una carga, en los que la medida se realiza por lo general en un período de tiempo comparativamente corto usando un líquido con una concentración de electrolito próxima a la de la orina. No obstante, en muchos casos, el tiempo de uso real de los pañales se prolonga durante un tiempo largo de 6 horas o más. Por tanto, las resinas absorbentes de agua (agentes absorbentes de agua), que proporcionan resultados excelentes con respecto a los modos de evaluación convencionales anteriores que se han propuesto hasta ahora, no presentan necesariamente también un comportamiento excelente en el uso práctico. Además, la orina contiene compuestos que cambian (deterioran) las propiedades de la resina con el tiempo, y la existencia de estos compuestos también influye enormemente en las acciones de absorción de la resina absorbente de agua en el uso práctico. Por otro lado, los autores de la presente invención tienen claro que el grado de importancia para tales propiedades varía con la relación en peso, \alpha, del agente absorbente de agua con respecto al total del agente absorbente de agua y el material base fibroso. Es decir, buscando solo el valor de la capacidad de absorción bajo una carga no se podría mejorar la cantidad absorbida en un estado próximo al uso práctico de materiales absorbentes en dichos pañales de celulosa que contienen materiales base fibrosos. Para esta mejora es necesario seleccionar la resina tal que el índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración que se define en la presente invención pueda satisfacer el valor igual o superior a 23.
En lo que se refiere al material absorbente de la presente invención, a medida que la relación en peso \alpha del agente absorbente de agua con respecto al total del agente absorbente de agua y el material base fibroso se va haciendo más pequeña, la capacidad de absorción sin carga, X, tiende a ser más importante para los agentes absorbentes de agua que se pueden usar, pero, considerando el valor del índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración, también se pueden usar las resinas que tienen un alto valor de la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga, Y. Además, a medida que \alpha va aumentando, la capacidad de absorción deteriorada estática (1) bajo una carga, Y, tiende a ser más importante para los agentes absorbentes de agua que se puede usar, pero considerando el índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración, las resinas que tienen un valor alto de la capacidad de absorción sin carga, X, también se pueden usar. Con preferencia, cuando \alpha es igual o superior a 0,4, se muestran notablemente los efectos de la presente invención. Más preferiblemente, \alpha es igual o superior a 0,6. En el caso de que \alpha sea menor que 0,4, las diferencias de las propiedades físicas de algunos agentes absorbentes de agua no se muestran notablemente como diferencias en los comportamientos de los materiales absorbentes.
En la presente invención, la relación en peso, \alpha, del agente absorbente de agua con respecto al total del agente absorbente de agua y el material base fibroso se determina junto con el agente absorbente de agua tal que el valor del índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración de la ecuación (1) sea igual o superior a 23. En el caso de que el índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración sea menor que 23, la cantidad absorbida en un estado próximo al uso práctico del material absorbente es baja: por ejemplo, en el caso de pañales de celulosa que incluyen el material absorbente, la probabilidad de que aparezcan pérdidas es alta. Con preferencia, el valor del índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración es igual o superior a 26.
Además, incluso si el valor del índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración es igual o superior a 23, la cantidad del agente absorbente de agua que se usa es preferiblemente 8 (g) o más. Un artículo absorbente, cuya cantidad de agente absorbente de agua que se usa es menor que 8 (g), podría carecer de la sensación se sequedad como producto y presenta un grado muy grande de desabsorción. La cantidad del agente absorbente de agua que se usa varía más preferiblemente en el intervalo de 10 a 20 (g). Además, la base en peso del agente absorbente de agua en el material absorbente es preferiblemente igual o superior a 100 (g/m^{2}).
El agente absorbente de agua que se usa para el material absorbente de la presente invención tiene preferiblemente una velocidad de absorción de 20 a 80 (s) y un contenido soluble en agua de 115% en peso por la razón que se ha citado antes para explicar el agente absorbente de agua.
De hecho, se permite proporcionar diversas funciones al material o artículo absorbente añadiendo otros materiales, tales como desodorantes, perfumes, diversos polvos inorgánicos, agentes espumantes, pigmentos, colorantes, fibras cortas hidrófilas, fertilizantes, oxidantes, reductores, agua y sales al material absorbente anteriormente citado.
Artículo absorbente
El agente absorbente de agua anterior de la presente invención se puede usar para el artículo absorbente. Este artículo absorbente comprende una capa absorbente, que incluye el material absorbente, y una lámina de superficie con permeabilidad a líquidos y una lámina de respaldo con impermeabilidad a líquidos. La capa absorbente está interpuesta entre la lámina de superficie con permeabilidad a líquidos y lámina de respaldo con impermeabilidad a líquidos. Debido a que el artículo absorbente comprende la capa absorbente que incluye el material absorbente de la constitución antes citada, el artículo absorbente tiene las propiedades de absorción de agua excelentes anteriormente citadas. Ejemplos específicos del artículo absorbente incluyen materiales higiénicos tales como pañales de celulosa, compresas higiénicas y los conocidos como pañales de incontinencia, aunque el artículo absorbente no queda limitado específicamente. Debido a que el artículo absorbente tiene excelentes propiedades de absorción de agua, éste puede prevenir las pérdidas de orina y puede proporcionar una sensación de sequedad en el caso de que el artículo absorbente sea, por ejemplo, un pañal de celulosa. Si fuera necesario, se puede disponer una capa de difusión que ayude a difundir el líquido y, por ejemplo, que comprenda telas no tejidas, celulosa o celulosa reticulada, sobre la cara superior de la capa absorbente o sobre la cara de respaldo o superior de la lámina de superficie.
La constitución de la capa absorbente no está limitada específicamente si tiene el material absorbente anteriormente citado. Además, el procedimiento para producir la capa absorbente no está limitado específicamente. Por otro lado, el procedimiento para interponer la capa absorbente entre la lámina permeable a líquido y la lámina impermeable a líquido, a saber, el procedimiento para producir el artículo absorbente, no está limitado específicamente.
El material absorbente, que se incluye en la capa absorbente, comprende el agente absorbente de agua de la presente invención anterior y el material base fibroso. La explicación sobre las cualidades respectivas del material, constitución, relaciones en peso y otras propiedades del agente absorbente de agua y el material base fibroso se omiten en esta parte de la memoria descriptiva porque son las mismas que se han citado antes para explicar el material absorbente.
La lámina anteriormente citada con permeabilidad a líquido (en lo sucesivo denominada lámina permeable a líquido) comprende un material que es permeable a líquidos acuosos. Ejemplos de material que forma la lámina permeable a líquido incluyen: telas no tejidas, telas tejidas; películas de resina sintética porosa de polietileno, polipropileno, poliéster, poliamida. La lámina anteriormente citada con impermeabilidad a líquido (en lo sucesivo denominada lámina impermeable a líquido) comprende un material que es impermeable a líquidos acuosos. Ejemplos del material que forma la lámina impermeable a líquido incluyen: películas de resina sintética de polietileno, polipropileno, etileno-acetato de vinilo, poli(cloruro de vinilo); películas de materiales combinados de estas resinas sintéticas con telas no tejidas; películas de materiales combinados de las resinas sintéticas anteriormente citadas con telas tejidas. A propósito, la lámina impermeable a líquidos puede ser permeable a vapor.
De hecho, es posible proporcionar diversas funciones al material o artículo absorbente añadiendo otros materiales, tales como desodorantes, perfumes, diversos polvos orgánicos, agentes espumantes, pigmentos, colorantes, fibras cortas hidrófilas, fertilizantes, oxidante, reductores, agua y sales al material absorbente anteriormente citado.
El artículo absorbente de la presente invención incluye un agente absorbente de agua que tiene una capacidad de absorción igual o superior a 30 (g/g) sin carga y una capacidad de absorción sustancial (2) igual o superior a 20 (g/g) bajo una carga.
Dicho artículo absorbente de la presente invención se puede producir fácilmente usando el agente absorbente de agua de la presente invención que satisface los parámetros anteriormente citados tales como capacidad de absorción sin carga y capacidad de absorción deteriorada bajo una carga.
Además, en lo que se refiere al artículo absorbente de la presente invención, se interpone una capa absorbente que comprende el material absorbente anterior entre una lámina de superficie permeable a líquido y una lámina de respaldo impermeable a líquido, pero es posible colocar una capa de difusión que ayuda a difundir líquido y, por ejemplo, comprende telas no tejidas, celulosa o celulosa reticulada, sobre la cara superior de la capa absorbente o sobre la cara posterior o superior de la lámina de superficie.
El artículo absorbente de la presente invención comprende la capa absorbente que incluye el material absorbente de la constitución anteriormente citada y está interpuesta entre la lámina con permeabilidad a líquido y la lámina con impermeabilidad a líquido. Entonces, debido a que el artículo absorbente comprende la capa absorbente que incluye el material absorbente de la constitución anteriormente citada, el artículo absorbente tiene las propiedades de absorción de agua excelentes citadas anteriormente. Ejemplos específicos del artículo absorbente incluyen materiales higiénicos tales como pañales de celulosa, compresas higiénicas y los conocidos como pañales de incontinencia, aunque el artículo absorbente no está limitado especialmente. Debido a que el artículo absorbente tiene excelentes propiedades de absorción de agua, éste puede prevenir que se produzcan pérdidas de orina y puede proporcionar lo que se conoce como sensación de sequedad en el caso de que el artículo absorbente sea, por ejemplo un pañal de celulosa.
La lámina anteriormente citada con permeabilidad a líquido (en lo sucesivo denominada lámina permeable a líquido) comprende un material que es permeable a líquidos acuosos. Ejemplos del material que forma la lámina permeable a líquidos incluyen: telas no tejidas, telas tejidas; películas de resina sintética porosas de polietileno, polipropileno, poliéster, poliamida. La lámina anteriormente citada con impermeabilidad a líquido (en lo sucesivo denominada lámina impermeable a líquido) comprende un material que es impermeable a líquidos acuosos. Ejemplos del material que forma la lámina impermeable a líquidos incluyen: películas de resina sintética de polietileno, polipropileno, etileno - acetato de vinilo, poli(cloruro de vinilo); películas de materiales combinados de estas resinas sintéticas con telas no tejidas; películas de materiales combinados de las resinas sintéticas anteriormente citadas con telas tejidas. A propósito, la lámina impermeable a líquidos puede ser permeable a vapor.
La constitución de la capa absorbente no está limitada especialmente si tiene el material absorbente anteriormente citado. Además, el procedimiento para producir la capa absorbente no está especialmente limitado. Por otro lado, el procedimiento para interponer la capa absorbente entre la lámina permeable a líquido y la lámina impermeable a líquido, a saber, el procedimiento para producir el artículo absorbente, no está limitado especialmente.
A propósito, es posible aportar diversas funciones al material o artículo absorbente añadiendo al material absorbente anteriormente citado otros materiales, tales como desodorantes, perfumes, diversos polvos inorgánicos, agentes espumantes, pigmentos, colorantes, fibras cortas hidrófilas, fertilizantes, oxidantes, reductores, agua y sales.
Procedimiento de medida de las propiedades de absorción
El procedimiento de medida de las propiedades de absorción, de acuerdo con la presente invención, es un nuevo procedimiento de evaluación que está caracterizado porque se usa un líquido que contiene una sustancia reducible como líquido a absorber en un proceso para medir al menos una propiedad de absorción seleccionada del grupo consistente en: propiedades de absorción bajo una carga de un agente absorbente de agua.
Ejemplos de la sustancia reducible que se usa anterior incluyen: ácido L-ascórbico; sales de ácido ascórbico tales como L-ascorbato sódico; ácido isoascórbico; sales de ácido isoascórbico; sales de ácido (bi)sulfuroso tales como sulfito sódico e hidrogenosulfito sódico; metales reducibles (o sus sales) tales como sales ferrosas; y aminas. Se prefieren el ácido L-ascórbico (o sus sales) y el ácido isoascórbico (o sus sales). La concentración de líquido que contiene la sustancia reducible varía en función del tipo de sustancia reducible que se usa o en función de la forma deseada de uso, aunque por lo general varía en el intervalo de aproximadamente 0,001 a aproximadamente 0,5% en peso cuando se usa, por ejemplo, ácido L-ascórbico como sustancia reducible.
El líquido que se va a absorber no está limitado especialmente si contiene la sustancia reducible aunque sus ejemplos incluyen orina, solución salina fisiológica y orina humana.
En lo que se refiere a las condiciones bajo las cuales se miden las propiedades de absorción del agente absorbente de agua, material absorbente y artículo absorbente, se prefiere que éstas se midan a una temperatura de, por ejemplo, 34 a 42ºC, más preferiblemente de 35 a 39ºC y en presencia de oxígeno, con el objeto de predecir las acciones de absorción del artículo absorbente en el uso práctico.
Las propiedades de absorción del agente absorbente de agua, medidas por el procedimiento de la presente invención, incluyen todas las propiedades de absorción bajo una carga, cuyos ejemplos incluyen la capacidad de absorción bajo una carga y la permeabilidad a líquidos bajo una carga. La presente invención es especialmente útil para medir la capacidad de absorción bajo una carga.
Las condiciones para medir la capacidad de absorción bajo una carga pueden, salvo la necesidad de la etapa de absorber el líquido anterior que contiene la sustancia reducible, ser aquellas en las que se optimicen factores tales como las condiciones de carga, peso de la resina, tamaño de partículas de la resina y presencia o ausencia de condiciones de difusión de líquido, considerando la forma deseada del uso en los procesos de medida para la capacidad de absorción convencional bajo una carga y capacidad de absorción con difusión bajo una carga que se describen en documentos tales como EP 339.461, EP 605.150, EP 640.330 y EP 712.659. En una realización preferida, se deja que la resina absorba el líquido que contiene la sustancia reducible y luego permanezca estacionaria durante un período predeterminado, preferiblemente de 1 a 12 horas, y luego se mide la capacidad de absorción bajo una carga, debido a que pueden ser juzgadas más estrictamente las acciones de absorción en el uso
práctico.
Ejemplos de la medida de la permeabilidad a líquido bajo una carga incluyen la medida de la permeabilidad del gel bajo una carga como se describe en el documento WO 95/26209.
Las propiedades de absorción del material absorbente, medidas por el procedimiento de medida de la presente invención, incluyen todas las propiedades de absorción sin carga y bajo una carga, cuyos ejemplos incluyen la propiedad de absorción (cantidad absorbida) del material absorbente bajo una carga como se describe en los documentos WO 95/26209, EP 339.461 y EP 712.659, y la velocidad de absorción o succión de la humedad del material absorbente bajo una carga como se describe en el documento EP 761.241.
Las propiedades de absorción del artículo absorbente medidas por el procedimiento de medida de la presente invención incluyen todas las propiedades de absorción sin carga y bajo una carga, cuyos ejemplos incluyen la velocidad de absorción y la cantidad del artículo absorbente como se describen en el documento EP 339.461, y la propiedad de absorción (cantidad absorbida) del artículo absorbente como se describe en el documento EP 712.659.
Por el procedimiento de medida de la presente invención, el agente absorbente de agua, el material absorbente y el artículo absorbente que presenta acciones de absorción siempre estables independientemente de las variaciones del líquido a absorber se puede diseñar, seleccionar y escoger. Además, el procedimiento de medida de la presente invención se puede usar preferiblemente para controlar la calidad sobre la producción de la resina absorbente de
agua.
Efectos y ventajas de la invención
El agente absorbente de agua, cuya capacidad de absorción sin carga y cuya capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga satisfacen los valores respectivos especificados en la presente invención, tiene propiedades de absorción que son estables a cualquier composición de orina y muestran poca variación con el tiempo. Por tanto, este agente absorbente de agua se usa favorablemente incluso para artículos absorbentes que tienen alta concentración de resina.
El anterior agente absorbente de agua se obtiene preferiblemente añadiendo el agente de bloqueo iónico y/o el agente quelante a la resina absorbente de agua de un modo específico, o añadiendo el agente de bloqueo iónico y/o el agente quelante a una resina absorbente de agua específica y luego mezclando los mismos, o añadiendo el agente quelante de una estructura específica a una resina absorbente de agua, por lo que este agente absorbente de agua sufre poco deterioro debido a la orina con el tiempo y presenta excelentes propiedades de absorción.
El artículo absorbente de la presente invención está especificado por el índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración, considerando la concentración de resina, por lo que este artículo absorbente presenta una alta cantidad absorbida siempre estable, en especial, una alta cantidad absorbida hasta que se produzcan pérdidas en un estado muy próximo al uso práctico.
El procedimiento de medida de las propiedades de absorción de la presente invención permite predecir de forma fácil y precisa las acciones de absorción del agente absorbente de agua o artículo absorbente en uso práctico, por lo que este procedimiento es muy útil para producir un agente absorbente de agua o artículo absorbente que presente unas excelentes propiedades de absorción.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
En lo sucesivo, la presente invención se ilustra de forma más específica por los siguientes ejemplos de algunas realizaciones preferidas en comparación con ejemplos comparativos no conforme a la invención. No obstante, la invención no queda limitada a estos ejemplos. A propósito, los rendimientos del agente absorbente de agua se midieron por los siguientes procedimientos:
(a) Capacidad de absorción sin carga
Primero, se colocaron 0,2 g de agente absorbente de agua (resina absorbente de agua) uniformemente en una bolsa realizada en tela no tejida (60 mm x 60 mm) y luego se sumergieron en una solución acuosa al 0,9% en peso de cloruro sódico (solución salina fisiológica). Sesenta minutos después, se extrajo la bolsa y luego se drenó a 250 G durante 3 minutos con una centrífuga y se midió el peso W_{1} (g) de la bolsa. Por otro lado, se llevó a cabo el mismo procedimiento sin usar un agente absorbente de agua y se midió el peso resultante W_{0} (g). Así la capacidad de absorción (g/g) sin carga se calculó a partir de estos pesos W_{1} y W_{0} de acuerdo con la siguiente ecuación:
capacidad\ de\ absorción\ (g/g) = \{(peso\ W_{1} (g) - peso\ W_{0} (g))/(peso\ (g)\ de\ agente\ absorbente\ de\ agua)\} - 1.
(b) Capacidad de absorción bajo carga
La capacidad de absorción bajo una carga se midió bajo una carga de 50 g/cm^{2} de acuerdo con ABSORBENCY AGAINST PRESSURE, ABSORBENCY III 442.1-99 (Octubre de 1997) de EDANA. Es decir, se dispersan uniformemente 0,9 g de agente absorbente de agua (resina absorbente de agua) en una tela metálica inoxidable de malla 400 (tamaño de malla: 38 \mum) que se fija por fusión al fondo de un cilindro de soporte plástico de diámetro interno 60 mm. A continuación, se monta sobre el agente absorbente de agua un pistón (placa de cubierta) (que tiene un diámetro externo solo un poco más pequeño que 60 mm y que no deja hueco con la pared lateral del cilindro de soporte, pero que no le impide moverse hacia arriba y hacia abajo), y se mide el peso total (W_{a} (g)) del cilindro de soporte, el agente absorbente de agua y el pistón. A continuación, se monta sobre el pistón una carga, que se ajusta para aplicar uniformemente una carga de 50 g/cm^{2} (incluyendo el peso del pistón) sobre el agente absorbente de agua completando así un conjunto de aparato de medida. Se monta un filtro de vidrio de 90 mm de diámetro en el interior de una placa Petri de 150 mm de diámetro y se añade una solución acuosa al 0,9% en peso de cloruro sódico hasta el mismo nivel que la cara superior del filtro de vidrio, sobre el cual se coloca un papel de filtro de 9 cm de diámetro (nº 2 realizado por Toyo Filter Paper Co., Ltd.) de tal forma que toda su superficie está humedecida y se retira el exceso de
líquido.
El conjunto anterior de aparato de medida se monta sobre el papel de filtro húmedo anterior, permitiendo de este modo que el agente absorbente de agua absorba el líquido bajo una carga. Después de que la cara de líquido ha caído por debajo de la parte inferior del filtro de vidrio, se añade líquido para mantener el nivel de la cara de líquido constante. Después de 1 hora, se separa el conjunto del aparato de medida levantándolo y se mide de nuevo el peso (W_{b} (g)) (el peso total del cilindro de soporte, el agente absorbente de agua hinchado y el pistón) exenta de la carga. Así, se calculó la capacidad de absorción (g/g) ajo una carga a partir de los pesos W_{a} y W_{b} anteriores de acuerdo con la siguiente ecuación:
Capacidad\ de\ absorción\ bajo\ carga\ (g/g) = (W_{b} (g) - W_{a} (g))/(peso\ del\ agente\ absorbente\ de\ agua)\ (g).
(c) Capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo carga
La capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga se midió usando el mismo aparato de medida que se ha descrito en el punto anterior de la capacidad de absorción bajo carga. El proceso de medida se describe a continuación. En primer lugar, se dispersan uniformemente 0,9 g del agente absorbente de agua (resina absorbente de agua) en el interior del cilindro de soporte, a saber, sobre la tela metálica inoxidable de malla 400 y el peso que da añadiendo al mismo el pistón anterior (placa de cubierta) se denomina W_{1} (g). A continuación, se añaden 13,5 g de una solución acuosa al 0,9% en peso de cloruro sódico, que contiene ácido L-ascórbico en una concentración de 0,005% en peso, a una plata Petri de 90 mm de diámetro que se prepara por separado, sobre la cual se monta el cilindro de soporte con la resina absorbente de agua anterior dispersada sobre la tela metálica del fondo y sin disponerse carga, permitiendo así que la resina absorba uniformemente la solución acuosa al 0,9% en peso de cloruro sódico que contiene ácido L-ascórbico en una concentración de 0,005% en peso en la placa Petri y de este modo forme un gel que se hincha hasta 15 veces y que permanece estacionario a 37ºC durante 6 horas.
Después de 6 horas, se monta el pistón anterior (placa de cubierta) y la carga ajustados para aplicar uniformemente una carga de 50 g/cm^{2} sobre el agente absorbente de agua hinchado anterior sobre el agente absorbente de agua hinchado en este orden. A continuación, se monta un filtro de vidrio de 90 mm de diámetro en el interior de una placa Petri de 150 mm de diámetro y se añade una solución acuosa al 0,9% en peso de cloruro sódico hasta el mismo nivel que la superficie del filtro de vidrio, sobre el cual se coloca entonces un papel de filtro de 9 cm de diámetro (nº 2 realizado por Toyo Filter Paper Co., Ltd.) de tal modo que toda la cara superior quede humedecida y se retire el líquido en exceso.
A continuación, se monta el conjunto de aparato de medida anterior, aplicando una presión al gel, hinchado hasta 15 veces, sobre el papel de filtro húmedo anterior permitiendo de este modo que el gel absorba el líquido bajo una carga. Después de que la cara del líquido ha caído por debajo de la parte superior del filtro de vidrio, se añade líquido para mantener constante el nivel de la cara de líquido. Después de una hora, se saca el conjunto del aparato de medida para retirarlo del papel de filtro y se retira la carga para medir el peso resultante (W_{2} (g)) de nuevo. A continuación se calculó la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga a partir de los pesos W_{1} y W_{2} de acuerdo con la siguiente ecuación:
\text{Capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo carga (g/g)} = (W_{2} (g) - W_{1} (g))/ (\text{peso del agente absorbente de agua})\ (g).
\newpage
(k) Velocidad de absorción
La medida de la velocidad de absorción se llevó a cabo conforme con JIS K7224. A continuación se describe el proceso de medida. En primer lugar se colocaron en un vaso de precipitados de 100 ml con un fondo plano regulado por JIS R3503 50,0 g de solución salina fisiológica (solución acuosa al 0,9% en peso de cloruro sódico) que se había ajustado a 30ºC y una cápsula de agitación (que tenía un diámetro central de 8 mm, un diámetro de 7 mm y una longitud de 30 mm y se había revestido de fluororesina), y luego se agitó a una velocidad de 600 rpm con un agitador magnético. Seguidamente, se añadieron 2 g de agente absorbente de agua al vaso de precipitados, de modo que se provocó la gelificación por la acción hinchadora de absorción de agua y cuando disminuyó la fluidez y finalmente el vórtice de agua del centro de agitación desapareció, a saber, cuando quedó invisible la cápsula de agitación, se juzgó que era el punto final. El tiempo, transcurrido desde la adición de la muestra hasta la desaparición del vórtice, se midió y se juzgó como la velocidad de absorción.
(l) Contenido soluble en agua
Primero, se dispersaron 0,500 g de resina absorbente de agua en 1.000 ml de agua desionizada y se agitó durante 16 horas, y luego se filtró con papel de filtro. A continuación, se colocaron 50 g del filtrado resultante en un vaso de precipitados de 100 ml y se añadieron al filtrado 1 ml de una solución acuosa 0,1 N de hidróxido sódico, 10,00 ml de solución acuosa N/200 de metil glicol quitosan y 4 gotas de una solución acuosa al 0,1% en peso de Azul de Toluidina. A continuación, la solución resultante en el vaso de precipitados se sometió a valoración del coloide con una solución acuosa N/400 de polivinilsulfato potásico para determinar la cantidad valorada Y (ml) suponiendo que el momento en el que el color de la solución cambia de azul a violeta rojizo era el final de la valoración. Además, la cantidad valorada Z (ml) se determinó llevando a cabo una valoración en blanco del mismo modo que la anteriormente citada, salvo porque se reemplazaron 50 g de filtrado por 50 g de agua desionizada. A continuación, se calculó el contenido soluble en agua (% en peso) a partir de las cantidades valoradas Y y Z y de la relación de neutralización W (% en moles) del ácido acrílico, que se proporciona para la producción de la resina absorbente de agua, conforme a la siguiente ecuación:
\text{contenido soluble en agua (% en peso)} = (Z (ml) - Y (ml))\ x\ 0,01\ x\ 72\ x\ (100 - W (%\ en\ mol)) + (94W (%\ en\ mol)/100).
(m) Contenido en agua (en base húmeda)
Se calentó aproximadamente 1 g de resina absorbente de agua en un horno a 105ºC durante 3 horas y se midió el peso W (g) de la resina absorbente de agua antes y después de calentar, y el contenido en agua (% en peso) (en base húmeda) se calculó de acuerdo con la siguiente ecuación:
\text{contenido en agua (% en peso)} = (W_{antes} (g) - W_{después} (g))/W_{antes} (g)
en la que:
W_{antes} es el peso de la resina absorbente de agua antes de secar; y
W_{después} es el peso de la resina absorbente de agua después de secar.
Ejemplo 1
Se preparó una solución de reacción disolviendo 9,25 g de diacrilato de polietilenglicol (número medio de moles de óxido de etileno añadido: 8) en 5.500 g de una solución acuosa de acrilato sódico con una relación de neutralización de 65% en moles (concentración de monómero: 30% en peso). A continuación, se desgasificó esta solución en una atmósfera de nitrógeno gas durante 30 minutos y luego se alimentó a un recipiente de reacción preparado tapando un amasador de doble brazo de acero inoxidable de 10 litros de capacidad que tenía dos paletas tipo sigma y una camisa. Mientras se mantenía la solución de reacción a 30ºC, se reemplazó la atmósfera en el interior del sistema por nitrógeno gas. A continuación, mientras se agitaba la solución de reacción, se añadieron 1,91 g de dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano), 9,96 g de persulfato sódico y 0,1 g de ácido L-ascórbico, de modo que la reacción de polimerización se inició aproximadamente 1 minuto después. La polimerización se llevó a cabo a 30-80ºC y el polímero hidrogel resultante se consiguió 60 minutos después de iniciarse la polimeriza-
ción.
El polímero hidrogel resultante tenía un diámetro finamente dividido de aproximadamente 5 mm. Este polímero hidrogel finamente dividido se dispersó sobre una tela metálica de 50 mallas y se secó a 150ºC con aire caliente durante 90 minutos. A continuación, el producto secado resultante se pulverizó con un molino vibratorio y luego se clasificó con una tela metálica de 20 mallas, obteniendo así un precursor de resina absorbente de agua (a) pulverizado en una forma irregular con un diámetro medio de partículas de 300 \mum.
\newpage
Se mezcló con 100 partes en peso de precursor (a) de resina absorbente de agua obtenido antes un agente de reticulación superficial, que comprende 0,005 partes en peso de dietilentriaminapentaacetato pentasódico, 1 parte en peso de propilenglicol, 0,05 partes en peso de éter diglicidílico de etilenglicol, 3 partes en peso de agua y 1 parte en peso de alcohol isopropílico. La mezcla resultante se calentó a 210ºC durante 45 minutos, obteniendo así un agente absorbente de agua (1) para el cual los resultados medidos de las siguientes propiedades se muestran en la Tabla 1: capacidad de absorción sin carga, capacidad de absorción bajo carga, capacidad de absorción estática deteriorada (1), velocidad de absorción y contenido soluble en agua.
Ejemplo comparativo 1
Se preparó una solución de reacción disolviendo 4,5 partes en peso de diacrilato de polietilenglicol (número medio de moles de óxido de etileno añadidos: 8) a 5.500 partes en peso de una solución acuosa de acrilato sódico con una relación de neutralización de 75% en moles (concentración de monómero: 33% en peso). A continuación, se desgasificó esta solución en una atmósfera de nitrógeno gas durante 30 minutos y luego se alimentó a un recipiente de reacción preparado tapando un amasador de doble brazo de acero inoxidable de 10 litros de capacidad que tenía dos paletas tipo sigma y una camisa. Mientras se mantenía la solución de reacción a 30ºC, se reemplazó la atmósfera en el interior del sistema por nitrógeno gas. A continuación, mientras se agitaba la solución de reacción, se añadieron 2,46 partes en peso de persulfato sódico y 0,1 partes en peso de ácido L-ascórbico, de modo que la reacción de polimerización se inició aproximadamente 1 minuto después. La polimerización se llevó a cabo a 30-80ºC y el polímero hidrogel resultante se consiguió 60 minutos después de iniciarse la polimerización. El polímero hidrogel resultante tenía un diámetro finamente dividido de aproximadamente 5 mm. Este polímero hidrogel finamente dividido se dispersó sobre una tela metálica de 50 mallas y se secó a 150ºC con aire caliente durante 90 minutos. A continuación, el producto secado resultante se pulverizó con un molino vibratorio y luego se clasificó con una tela metálica de 20 mallas, obteniendo así un precursor (d) de resina absorbente de agua pulverizado en una forma irregular con un diámetro medio de partículas de 280 \mum. Se mezcló con 100 partes en peso de precursor (d) de resina absorbente de agua obtenido antes un agente de reticulación superficial, que comprende 1 parte en peso de propilenglicol, 0,05 partes en peso de éter diglicidílico de etilenglicol, 3 partes en peso de agua y 1 parte en peso de alcohol isopropílico. La mezcla resultante se calentó a 210ºC durante 40 minutos, obteniendo así un agente absorbente de agua (1) comparativo para el cual los resultados medidos de las siguientes propiedades se muestran en la Tabla 1: capacidad de absorción sin carga, capacidad de absorción bajo carga, capacidad de absorción estática deteriorada (1), velocidad de absorción y contenido soluble en
agua.
Ejemplo comparativo 2
Se preparó una solución de reacción disolviendo 10,6 partes en peso de diacrilato de polietilenglicol en 6.570 g de una solución acuosa al 30% en peso de acrilato sódico parcialmente neutralizado con una relación de neutralización de 75% en moles. A continuación, esta solución se alimentó a un reactor que tenía una estructura tal que se había provisto una tapa en un amasador de doble brazo de acero inoxidable de 10 litros de capacidad que tenía dos paletas tipo sigma y una camisa. Se reemplazó la atmósfera en el interior del sistema por nitrógeno mientras se mantenía la temperatura de la solución de reacción a 30ºC haciendo circular agua de 30ºC en la camisa. Seguidamente, se añadieron 15,6 g de una solución acuosa al 20% en peso de persulfato sódico y 14,9 g de una solución acuosa al 0,1% en peso de ácido L-ascórbico como iniciadores de polimerización en el reactor, mientras se agitaba una paleta del amasador a 40 rpm, iniciando de este modo la polimerización. Cuando se confirmó el inicio de la polimerización por el enturbiamiento de la mezcla de reacción, se detuvo la paleta y la mezcla de reacción se dejó como estaba hasta que la temperatura interna había bajado hasta 60ºC debido a la eliminación de calor usando la camisa. Cuando la temperatura interna estaba ya por debajo de 60ºC, se hizo girar la paleta para disgregar el gel resultante y luego se llevó a cabo la polimerización de nuevo de modo tal que la máxima temperatura interna fuera 75ºC. A continuación, se aumentó la temperatura de la camisa hasta 60ºC y mientras se integraba el gel, se mantuvo el sistema de polimerización a 65º o más durante 20 minutos, completando de este modo la polimerización.
El polímero hidrogel resultante se secó a 160ºC con aire caliente durante 65 minutos. A continuación se pulverizó el producto seco resultante con un molino vibratorio, obteniendo de este modo un precursor (f) de resina absorbente de agua en forma pulverizada irregular con un diámetro medio de partículas de 450 \mum.
Se mezcló con 100 partes en peso de precursor (f) de resina absorbente de agua obtenido antes un agente de reticulación superficial, que comprende 0,5 partes en peso de glicerol, 0,05 partes en peso de éter diglicidílico de etilenglicol, 3 partes en peso de agua y 1 parte en peso de alcohol isopropílico. La mezcla resultante se calentó a 200ºC durante 50 minutos, obteniendo así un agente absorbente de agua (2) comparativo para el cual los resultados medidos de las siguientes propiedades se muestran en la Tabla 1: capacidad de absorción sin carga, capacidad de absorción bajo carga, capacidad de absorción estática deteriorada (1), velocidad de absorción y contenido soluble en agua.
TABLA 1
Ejemplo 1 Ejemplo Ejemplo
Comparativo 1 Comparativo 2
Agente absorbente de agua Agente absorbente Agente absorbente de agua Agente absorbente de agua
usado de agua 1 comparativo 1 comparativo 2
Capacidad de absorción sin 31,6 31,3 35,5
carga (g/g)
Capacidad de absorción bajo 26,8 26,7 27,6
carga (g/g)
Velocidad de absorción (s) 42 31 83
Contenido soluble en agua (%) 6 12 6
Capacidad de absorción estática 24,7 18,8 19,2
deteriorada (1) bajo carga (g/g) 
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Ejemplo 2
Primero, se mezclaron 50 partes en peso de agente absorbente de agua (1), obtenido en el Ejemplo 1 y 50 partes en peso de pasta de madera pulverizada por vía seca con un mezclador. A continuación, se conformó la mezcla resultante en una banda del tamaño de 120 mm x 380 mm mediante moldeo neumático de la mezcla en una malla metálica de 400 mallas (tamaño de malla: 38 \mum) con un dispositivo neumático discontinuo. Además, se prensó esta banda durante 5 segundos a una presión de 2 x 10^{5} Pa, obteniendo de este modo un material absorbente de un peso aproximado de 526 g/m^{2}.
A continuación, se unieron entre si en este orden una lámina de respaldo (lámina impermeable a líquido) de un polipropileno impermeable a líquido con lo que se conoce como un pliegue para las piernas, el material absorbente anteriormente citado y una lámina superior (lámina permeable a líquido) de un polipropileno permeable a líquido con tiras adhesivas de doble cara y se dispusieron lo que se conoce como dos tiras de fijación en el producto unido resultante, obteniendo de este modo un artículo absorbente (es decir, un pañal de celulosa). El peso de este artículo absorbente fue de 47 g.
Se colocó este artículo absorbente en cada una de cuatro unidades de la muñeca conocida como Kewpie (tres unidades de las cuales tenían una altura de 55 cm y un peso de 5 kg y la otra unidad tenía una altura de 65 cm y un peso de 6 kg) y se dejaron estas muñecas boca abajo a temperatura ambiente de 37ºC. A continuación, se insertó un tubo entre el artículo absorbente y las muñecas y se inyectaron 50 g de una solución salina fisiológica que contenía ácido L-ascórbico en una concentración de 0,005% en peso a través del tubo cada 90 minutos en una posición que corresponde al lugar donde se descarga la orina desde el cuerpo humano. Seguidamente, se finalizó esta operación de inyección cuando la solución salina fisiológica inyectada salía sin ser absorbida por el artículo absorbente y se midió la cantidad de la solución salina fisiológica que se había inyectado hasta entonces y su valor medio para las cuatro unidades anteriormente citadas de muñecas Kewpie se consideró como la cantidad absorbida por el artículo absorbente en un estado de tumbado boca abajo. El resultado de la cantidad absorbida (g) en un estado tumbado boca abajo se muestra en la Tabla 2 junto con valores de índice de absorción estática deteriorada como función de la
concentración.
Ejemplos comparativos 3 y 4
Se obtuvieron artículos absorbentes comparativos del mismo modo que para el Ejemplo 2 salvo porque el agente absorbente de agua (1) se reemplazó por agentes absorbentes de agua (1) y (2) que se obtuvieron en los Ejemplos Comparativos 1 y 2, respectivamente. Todos los artículos absorbentes resultantes pesaron 47 g.
La cantidad absorbida por cada uno de estos artículos absorbentes en un estado de tumbado boca abajo se determinó del mismo modo que para el Ejemplo 2. El resultado de la cantidad absorbida (g) en un estado tumbado boca abajo se muestra en la Tabla 2, junto con valores del índice de absorción estática deteriorada como función de la
concentración.
TABLA 2
Ejemplo 2 Ej. Comparativo 3 Ej. Comparativo 4
Agente absorbente Agente absorbente Agente absorbente de Agente absorbente de
de agua usado de agua 1 agua comparativo 1 agua comparativo 2
Índice de absorción 28,2 25,1 27,4
estática deteriorada
como función de la
concentración (g/g)
Cantidad absorbida 275 250 268
en estado tumbado
boca abajo (g)
\begin{minipage}[t]{158mm} (Nota al pie): Todos los agentes absorbentes de agua usados tienen su relación en peso de 0,5 al total con el material base fibroso. \end{minipage}
Ejemplo 3
Primero, se mezclaron 75 partes en peso de agente absorbente de agua (1), obtenido en el Ejemplo 1 y 25 partes en peso de pasta de madera pulverizada por vía seca con un mezclador. A continuación, se conformó la mezcla resultante en una banda del tamaño de 120 mm x 350 mm mediante moldeo neumático de la mezcla en una malla metálica de 400 mallas (tamaño de malla: 38 \mum) con un dispositivo neumático discontinuo. Además, se prensó esta banda durante 5 segundos a una presión de 2 x 10^{5} Pa, obteniendo de este modo un material absorbente de un peso aproximado de 500 g/m^{2}.
A continuación, se unieron entre si en este orden una lámina de respaldo (lámina impermeable a líquido) de un polipropileno impermeable a líquido con lo que se conoce como un pliegue para las piernas, el material absorbente anteriormente citado y una lámina superior (lámina permeable a líquido) de un polipropileno permeable a líquido con tiras adhesivas de doble cara y se dispusieron lo que se conoce como dos tiras de fijación en el producto unido resultante, obteniendo de este modo un artículo absorbente (es decir, un pañal de celulosa). El peso de este artículo absorbente fue de 44 g.
Se colocó este artículo absorbente en cada una de cuatro unidades de la muñeca conocida como Kewpie (tres unidades de las cuales tenían una altura de 55 cm y un peso de 5 kg y la otra unidad tenía una altura de 65 cm y un peso de 6 kg) y se dejaron estas muñecas boca abajo a temperatura ambiente de 37ºC. A continuación, se insertó un tubo entre el artículo absorbente y las muñecas y se inyectaron 50 g de una solución salina fisiológica que contenía ácido L-ascórbico en una concentración de 0,005% en peso a través del tubo cada 90 minutos en una posición que corresponde al lugar donde se descarga la orina desde el cuerpo humano. Seguidamente, se finalizó esta operación de inyección cuando la solución salina fisiológica inyectada comenzaba a salir sin ser absorbida por el artículo absorbente y se midió la cantidad de la solución salina fisiológica que se había inyectado hasta entonces y su valor medio para las cuatro unidades anteriormente citadas de muñecas Kewpie se consideró como la cantidad absorbida por el artículo absorbente en un estado tumbado boca abajo. El resultado de la cantidad absorbida (g) en un estado tumbado boca abajo se muestra en la Tabla 3 junto con valores de índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración.
Ejemplos comparativos 5 y 6
Se obtuvieron artículos absorbentes comparativos del mismo modo que para el Ejemplo 3 salvo porque el agente absorbente de agua (1) se reemplazó por agentes absorbentes de agua (1) y (2) que se obtuvieron en los Ejemplos Comparativos 1 y 2, respectivamente. Todos los artículos absorbentes resultantes pesaron 44 g.
La cantidad absorbida por cada uno de estos artículos absorbentes en un estado de tumbado boca abajo se determinó del mismo modo que para el Ejemplo 3. El resultado de la cantidad absorbida (g) en un estado tumbado boca abajo se muestra en la Tabla 3, junto con valores del índice de absorción estática deteriorada como función de la
concentración.
TABLA 3
Ejemplo 3 Ej. Comparativo 5 Ej. Comparativo 6
Agente absorbente Agente absorbente de Agente absorbente de Agente absorbente
de agua usado agua 1 agua comparativo 1 agua comparativo 2
Índice de absorción 26,4 21,9 23,3
estática deteriorada
como función de la
concentración (g/g)
Cantidad absorbida 275 250 268
en estado tumbado
boca abajo (g)
\begin{minipage}[t]{158mm} (Nota al pie): Todos los agentes absorbentes de agua usados tienen su relación en peso de 0,75 al total con el material base fibroso. \end{minipage}
Ejemplo 4
Primero, se mezclaron 60 partes en peso de agente absorbente de agua (1), obtenido en el Ejemplo 1 y 40 partes en peso de pasta de madera pulverizada por vía seca con un mezclador. A continuación, se conformó la mezcla resultante en una banda del tamaño de 120 mm x 380 mm mediante moldeo neumático de la mezcla en una malla metálica de 400 mallas (tamaño de malla: 38 \mum) con un dispositivo neumático discontinuo. Además, se prensó esta banda durante 5 segundos a una presión de 2 x 10^{5} Pa, obteniendo de este modo un material absorbente de un peso aproximado de 530 g/m^{2}.
A continuación, se unieron entre si en este orden una lámina de respaldo (lámina impermeable a líquido) de un polipropileno impermeable a líquido con lo que se conoce como un pliegue para las piernas, el material absorbente anteriormente citado y una lámina superior (lámina permeable a líquido) de un polipropileno permeable a líquido con tiras adhesivas de doble cara y se dispusieron lo que se conoce como dos tiras de fijación en el producto unido resultante, obteniendo de este modo un artículo absorbente (es decir, un pañal de celulosa). El peso de este artículo absorbente fue de 47 g.
Ejemplo comparativo 7
Se obtuvo un artículo absorbente comparativo del mismo modo que para el Ejemplo 4 salvo porque el agente absorbente de agua (1) se reemplazó por el agente absorbente de agua (1) que se obtuvo en el Ejemplo Comparativo 1. El artículo absorbente resultante pesaba 47 g.
Se llevó a cabo un ensayo para 5 niños de edades que variaban de 1 año y 8 meses a 2 años y 4 meses como sigue. Se distribuyeron a cada niño diez artículos absorbentes (como los obtenidos en el Ejemplo 4) y diez artículos absorbentes (como los obtenidos en el Ejemplo Comparativo 7). Después de haber usado cada uno de los pañales durante una noche, se recogieron los pañales para examinar las cantidades de orina que habían absorbido los pañales y si se habían producido pérdidas de orina o no mientras el niño llevaba los pañales. El tratamiento de datos se llevó a cabo haciendo cálculos para los artículos absorbentes que absorbían 150 g o más de orina, excluyendo así las pérdidas que fueron causadas, por ejemplo, por desviación del pañal de su posición de ajuste cuando se llevaban. Los resultados se muestran en la Tabla 4.
La cantidad media de orina es, con respecto a pañales de celulosa que absorben 150 g o más de orina, un valor que viene dado dividiendo la cantidad total de orina que es absorbida por dichos pañales, por el número de dichos
pañales.
La cantidad media de orina en el caso de pérdidas es, con respecto a pañales de celulosa que absorben 150 g o más de orina, un valor que viene dado dividiendo la cantidad total de orina que es absorbida por dichos pañales hasta que se producen las pérdidas, por el número de dichos pañales que sufren pérdidas.
La proporción con pérdidas es la relación (porcentaje) del número de pañales de celulosa que sufren pérdidas, entre los pañales de celulosa que absorben 150 g o más de orina, con respecto al número de pañales de celulosa que absorben 150 g o más de orina.
TABLA 4
Agente absorbente de Agente absorbente de agua Agente absorbente de agua
agua usado (1) comparativo (1)
Cantidad media de orina (g) 258 261
Cantidad media de orina (g) 355 324
en caso de pérdidas
Proporción con pérdidas (%) 8 12 
\vskip1.000000\baselineskip
Con respecto a los pañales disponibles comercialmente (que se llevaron en el período de Abril a Septiembre en 1998) que se muestran en la Tabla 5, se calcularon las siguientes propiedades y se muestran en la Tabla 5:
la relación en peso de la resina absorbente de agua con respecto al total de la resina absorbente de agua y el material fibroso, a saber, la concentración de resina absorbente de agua;
las propiedades de la resina absorbente de agua, tales como la capacidad de absorción sin carga, capacidad de absorción bajo carga, velocidad de absorción, contenido soluble en agua y capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo carga; y
las propiedades del material absorbente, tales como el índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración.
El modo de medir cada propiedad es como sigue:
(1) Concentración de resina absorbente de agua
Cada uno de los pañales disponibles comercialmente anteriores se secó a vacío a 60ºC durante 16 horas. A continuación, se separaron de cada pañal la lámina de respaldo, la lámina superior, la lámina de tela no tejida, la celulosa y la capa de adquisición si la hubiera (algunos de los pañales anteriores incluyen además una capa de adquisición consistente en material fibroso) para obtener una capa absorbente que comprende fundamentalmente la resina absorbente de agua y el material fibroso. Seguidamente, se midió el peso X (g) de la capa absorbente y luego se determinó el peso Y (g) de la resina absorbente de agua, incluida en la capa absorbente, calculando así la concentración de resina absorbente de agua a partir de la siguiente ecuación:
\vskip1.000000\baselineskip
\text{concentración de resina absorbente de agua} = Y/X.
\vskip1.000000\baselineskip
(2) Propiedades de la resina absorbente de agua
La resina absorbente de agua y el material fibroso incluidos en el material absorbente de cada uno de los pañales disponibles comercialmente se separaron entre si y luego se secaron a vacío a 60ºC durante 16 horas. A continuación se realizó la medida de las propiedades de la resina absorbente de agua, tales como la capacidad de absorción sin carga, la capacidad de absorción bajo carga, velocidad de absorción, contenido soluble en agua y capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo carga, del modo que se ha citado antes.
(3) Propiedades del material absorbente
La resina absorbente de agua y el material fibroso que se incluyen en el material absorbente de cada uno de los pañales disponibles comercialmente se separaron entre si y luego se secaron a vacío a 60ºC durante 16 horas. Seguidamente, se realizó el cálculo para el índice de absorción de concentración sustancial y los índices de absorción de concentración deteriorada estática y dinámica.
TABLA 5
Nombre comercial Moony Power Pampers Pampers HUGGIES Dri-
Slim Sara-Sara Premium for Boys Bottoms
Care Supreme
Talla L L Maxi Plus Maxi 4
Fabricante UNICHARM Procter \amp{1} Procter \amp{1} Kimberly- Paragon
K.K. Gamble Gamble Clark Trade
Far East, Inc Corporation Brands
País de compra Japón Japón Alemania Reino EE.UU
Unido
Concentración de resina 0,4 0,49 0,5 0,4 0,4
absorbente de agua
Capacidad de absorción 37 29 31 28 31
sin carga (g/g)
Capacidad de absorción 8 23 24 15 24
bajo carga (g/g)
Velocidad de absorción (s) 29 71 45 38 36
Contenido soluble en agua 7,2 9,7 12 9,0 9,1
(%)
Capacidad de absorción 15,2 16,3 17,2 15,3 17,4
estática deteriorada (1) (g/g)
Material Índice de 28,3 22,8 24,1 22,9 25,6
absorbente absorción
estática
deteriorada
como función
de la
concentración
(g/g) 
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación, se describen con detalle ejemplos de algunas realizaciones preferidas del agente absorbente de agua de la presente invención con excelente resistencia a la orina y los procedimientos para su producción. No obstante, la presente invención no queda limitada a estos ejemplos. Además, en los ejemplos y Ejemplos comparativos, a no ser que se indique de otro modo, las unidades "%" y "parte(s)" se dan en peso.
A propósito, las propiedades del agente absorbente de agua, tales como la cantidad de agua absorbida, contenido soluble en agua y contenido soluble que eluye en orina artificial, se midieron por los procedimientos siguientes.
(1) Cantidad de agua absorbida por el agente absorbente de agua
En primer lugar, se colocaron uniformemente 0,2 g de resina absorbente de agua en una bolsa del tipo bolsita de te (6 cm x 6 cm), cuya abertura de selló por calor y se sumergió la bolsa en una solución salina fisiológica. Sesenta minutos después, se extrajo la bolsa y luego se drenó a 250 G durante 3 minutos con una centrífuga y se midió entonces el peso W_{1} (g) de la bolsa. Por otro lado, se llevó a cabo el mismo procedimiento sin el uso de resina absorbente de agua, y se midió el peso resultante W_{0} (g). Así, se calculó la cantidad de agua absorbida (g/g) a partir de estos pesos W_{1} y W_{0} de acuerdo con la siguiente ecuación:
\text{cantidad de agua absorbida (g/g)} = (W_{1} - W_{0})/(peso\ (g)\ de\ resina\ absorbente\ de\ agua).
(2) Contenido soluble que eluye del agente absorbente de agua
En primer lugar, se hincha 1 g de agente absorbente de agua con 25 ml de orina artificial en un vaso de precipitados de 100 ml, y se deja reposar el vaso de precipitados en estado estacionario a 37ºC durante 16 horas. A continuación, se dispersó el gel hinchado resultante en 975 ml de agua desionizada y se agitó durante 1 hora y luego se filtró con un papel de filtro. El filtrado resultante se valoró mediante valoración del coloide para determinar el contenido soluble (%) que eluye del agente absorbente de agua.
La composición de la orina artificial fue como sigue:
Urea 1,9%
Cloruro sódico 0,8%
Cloruro de magnesio 0,1%
Cloruro de calcio 0,1%
(3) Contenido soluble que se deteriora y eluye del agente absorbente de agua
En primer lugar, se hinchó 1 g de agente absorbente de agua con 25 ml de orina artificial que contiene ácido L-ascórbico en una concentración de 0,005% en un vaso de precipitados de 100 ml y luego se deja reposar en estado estacionario a 37ºC durante 16 horas. Seguidamente, se dispersó el gel hinchado resultante en 975 ml de agua desionizada para aclarar los contenidos solubles eluidos con agua desionizada. La dispersión se agitó durante 1 hora y luego se filtró con un papel de filtro. El filtrado resultante se valoró por valoración del coloide para determinar el contenido soluble (%) que se deteriora y eluye del agente absorbente de agua.
(4) Capacidad de absorción bajo carga
La capacidad de absorción bajo carga se determinó usando un aparato de medida de la Figura 1. Como se muestra en la Figura 1, el aparato de medida comprende: una báscula 1; un recipiente 2 de una capacidad predeterminada montado sobre la báscula 1; un conducto 3 de inhalación de aire; un tubo 4 de introducción; un filtro de vidrio 6; y un zona de medida 5 montada sobre el filtro de vidrio 6. El recipiente 2 tiene una parte 2a abierta sobre la parte superior y una parte 2b abierta en el lateral. El conducto 3 de inhalación de aire se inserta en la parte 2a, y el tubo de introducción 4 está sujeto a la parte 2b abierta. Además, el recipiente contiene una cantidad predeterminada de una solución acuosa al 0,9% en peso de cloruro sódico 12 (en lo sucesivo denominada solución salina fisiológica). La parte inferior del conducto 3 de inhalación de aire se sumerge en la solución salina fisiológica 12. El conducto 3 de inhalación de aire se ajusta para mantener la presión interna del recipiente 2 casi a un valor atmosférico. El filtro de vidrio 6 se conforma con un diámetro de 55 mm. El recipiente 2 y el filtro de vidrio 6 se conectan entre si a través del tubo de introducción 4 realizado en resina de silicona. Además, la posición y el nivel del filtro de vidrio 6 son fijos con respecto al recipiente 2. La porción de medida 5 comprende: un papel de filtro 7; un cilindro soporte 9; una tela metálica 10 unida al fondo del cilindro soporte 9; y un peso 11. La porción de medida 5 está formada colocando el papel de filtro 7 y el cilindro soporte 9 (es decir, la tela metálica 10) en este orden sobre el filtro de vidrio 6. La tela metálica 10 está realizada en acero inoxidable y tiene un tamaño de malla de 400 mallas. El nivel de la cara superior de la tela metálica 10, a saber, de la cara de contacto de la tela metálica 10 con un agente absorbente de agua 15, se ajusta para que sea tan alto como el nivel de la cara 3a del extremo inferior del conducto 3 de inhalación de aire. Sobre la tela metálica 10, se dispersa uniformemente una cantidad predeterminada de agente absorbente de agua. El peso 11 se ajusta a un peso tal que se puede aplicar uniformemente una carga de 4.825 x 10^{3} Pa sobre la tela metálica 10, a saber, sobre el agente absorbente de agua 15.
La capacidad de absorción bajo carga se midió con el aparato de medida que tiene la constitución anteriormente citada. El procedimiento de medida se explica a continuación.
En primer lugar, se realizaron operaciones preparatorias predeterminadas en las cuales, por ejemplo, se colocó en el recipiente 2 una cantidad predeterminada de solución salina fisiológica 12, y se insertó el conducto 2 de inhalación de aire en el recipiente 2. A continuación, se colocó el papel de filtro 7 sobre el filtro de vidrio 6. Por otro lado, de forma simultánea con estas operaciones, se dispersaron uniformemente 0,9 g de agente absorbente de agua en el interior del cilindro soporte 9, a saber, sobre la tela metálica 10 y se colocó el peso 11 sobre el agente absorbente de agua 15. Seguidamente, se colocó la tela metálica 10, a saber, el cilindro soporte 9 (en el que se dispusieron el agente absorbente de agua 15 y el peso 11), sobre el papel de filtro 7 de forma tal que la línea central del cilindro soporte 9 se adaptaba a la del filtro de vidrio 6. Seguidamente, se determinó el peso de la solución salina fisiológica, que es absorbido por el agente absorbente de agua 15 durante un período de 60 minutos desde que se hubo montado el cilindro soporte 9 sobre el papel de filtro 7 a partir de un valor que se midió con la báscula 1. Además, se llevó a cabo el mismo procedimiento que antes sin el uso de agente absorbente de agua 15, y se determinó el peso de la solución salina fisiológica que es absorbido por materiales distintos al agente absorbente de agua, tales como el papel de filtro 7, a partir de un valor medido con la báscula 1 y se consideró como valor blanco. La cantidad absorbida bajo carga se calculó a partir de la siguiente ecuación:
\text{capacidad de absorción (g/g) bajo carga} = (\text{cantidad de agua absorbida después de 60 minutos - blanco}) / (\text{peso del agente absorbente de agua}).
(5) Diámetro medio de partículas del agente absorbente de agua
El agente absorbente de agua se tamizó y clasificó con tamices de 850 \mum, 600 \mum, 500 \mum, 425 \mum, 300 \mum, 220 \mum, 150 \mum y 105 \mum, y luego se representó el porcentaje del residuo, R, en un papel logarítmico con respecto al diámetro de partículas correspondiente a R = 50% como el diámetro medio de partículas.
(6) Contenido de agua (en base seca) de la resina absorbente de agua
Se calentó aproximadamente 1 g de resina absorbente de agua en un horno a 105ºC durante 3 horas y se midió el peso W (g) de la resina absorbente de agua antes y después del calentamiento, y se calculó el contenido de agua (% en peso) (en base seca) de acuerdo con la siguiente ecuación:
\text{contenido de agua (% en peso)} = (W_{antes} (g) - W_{después} (g)) / W_{antes} (g)
en la que:
W_{antes} es el peso de la resina absorbente de agua antes de secar; y
W_{después} es el peso de la resina absorbente de agua después de secar.
Ejemplo de referencia 1
Se preparó una solución acuosa de monómero mezclando entre si 67,0 partes de una solución acuosa al 37% de acrilato sódico, 10,2 partes de ácido acrílico, 0,079 partes de diacrilato de polietilenglicol (número medio de unidades de óxido de polietileno: 8) y 22,0 partes de agua. Se inyectó nitrógeno en la solución acuosa de monómero anterior en un depósito, reduciendo así la concentración de oxígeno disuelto en la solución hasta un valor igual o inferior a 0,1 ppm.
Seguidamente se ajustó la temperatura de la solución a 18ºC en atmósfera de nitrógeno. A continuación, se añadieron gota a gota secuencialmente con agitación 0,16 partes de una solución acuosa al 5% de persulfato sódico, 0,16 partes de una solución acuosa al 5% de hidrocloruro de 2,2’-azobis(2-amidinopropano), 0,15 partes de una solución acuosa al 0,5% de ácido L-ascórbico y 0,17 partes de una solución acuosa al 0,35% de peróxido de hidrógeno.
Inmediatamente después de la adición gota a gota del peróxido de hidrógeno, se inició la reacción de polimerización y después de otros 10 minutos, la temperatura del monómero alcanzó el máximo pico de temperatura. La temperatura máxima fue 85ºC. A continuación se sumergió el depósito en un baño de agua caliente a 80ºC y se dejó durante 10 minutos.
El hidrogel transparente resultante se trituró con una picadora de carne y luego se secó a 180ºC durante 30 minutos.
El producto seco resultante se pulverizó con una máquina pulverizadora y luego se clasificó en una porción que pasaba a través de un tamiz de 500 \mum, pero era retenido en un tamiz de 105 \mum, obteniendo de este modo la resina absorbente de agua (A).
Ejemplo 2-1
Se mezcló con 100 partes de agente absorbente de agua (A), obtenido en el Ejemplo de Referencia anterior, una solución de composición que comprende 0,001 partes de dietilentriaminapentaacetato pentasódico, 0,05 partes de éter diglicidílico de etilenglicol, 1 parte de propilenglicol, 3 partes de agua y 1 parte de alcohol isopropílico y la mezcla resultante se calentó a 180ºC durante 40 minutos, obteniendo de este modo un agente absorbente de agua. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua (E2-1) se muestran en la Tabla
2-1.
Ejemplo 2-2
Se obtuvo un agente absorbente de agua de acuerdo con la presente invención del mismo modo que en el Ejemplo 2-1, salvo porque se cambió la cantidad de dietilentriaminapentaacetato pentasódico a 0,01 partes. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua (E2-2) se muestran en la Tabla 2-1.
Ejemplo 2-3
Se obtuvo un agente absorbente de agua de acuerdo con la presente invención del mismo modo que en el Ejemplo 2-1, salvo porque se cambió la cantidad de dietilentriaminapentaacetato pentasódico por 0,1 partes. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua (E2-3) se muestran en la Tabla 2-1.
\newpage
Ejemplo 2-4
Se obtuvo un agente absorbente de agua de acuerdo con la presente invención del mismo modo que en el Ejemplo 2-1, salvo porque se usaron 0,01 partes de trietilentetraaminahexaacetato hexasódico en lugar de dietilentriaminapentaacetato pentasódico. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua (E2-4) se muestran en la Tabla 2-1.
Ejemplo 2-5
Se obtuvo un agente absorbente de agua de acuerdo con la presente invención del mismo modo que en el Ejemplo 2-1, salvo porque se usaron 0,01 partes de ciclohexanodiaminatetraacetato en lugar de dietilentriaminapentaacetato pentasódico. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua (E2-5) se muestran en la Tabla 2-1.
Ejemplo comparativo 2-1
Se obtuvo un agente absorbente de agua de acuerdo con la presente invención del mismo modo que en el Ejemplo 2-1, salvo porque no se añadió dietilentriaminapentaacetato pentasódico. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua comparativo resultante (R2-1) se muestran en la Tabla 2-1.
Ejemplo de referencia 2
Se preparó una solución acuosa de monómero mezclando entre si 81,8 partes de una solución acuosa al 38% de acrilato sódico, 7,7 partes de ácido acrílico, 0,038 partes de triacrilato de trimetilolpropano y 9,8 partes de agua.
Se inyectó nitrógeno en la solución acuosa de monómero anterior en un amasador de doble brazo provisto de una camisa, eliminando de este modo el oxígeno disuelto de la solución. A continuación, se ajustó la temperatura de la solución acuosa de monómero a 22ºC.
Seguidamente, se añadieron 0,60 partes de una solución acuosa al 10% de persulfato sódico y 0,30 partes de una solución acuosa al 0,1% de ácido L-ascórbico con agitación. Un minuto después de esta adición, la solución acuosa de monómero comenzó a enturbiarse y su temperatura comenzó a ascender. Después de otros 20 minutos, la temperatura alcanzó un máximo y la solución se dejó madurar durante 20 minutos con agitación. La temperatura máxima fue 96ºC.
Después de terminar la maduración, se obtuvo el gel resultante y se secó a 170ºC durante 65 minutos. El polímero seco resultante se pulverizó y luego se tamizó con un tamiz de 850 \mum, obteniendo de este modo la resina absorbente de agua (B).
Ejemplo 2-6
Se mezcló con 100 partes de resina absorbente de agua (B) una solución de composición que comprende 0,001 partes de ciclohexanodiaminatetraacetato, 0,5 partes de etileno carbonato, 3 partes de agua y 3 partes de alcohol isopropílico y la mezcla resultante se calentó a 190ºC durante 50 minutos, obteniendo de este modo un agente absorbente de agua. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua (E2-6) se muestran en la Tabla 2-1.
Ejemplo 2-7
Se obtuvo un agente absorbente de agua de acuerdo con la presente invención del mismo modo que en el Ejemplo 2-6, salvo porque se usaron 0,5 partes de 1,4-butanodiol en lugar de etileno carbonato. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua (E2-7) se muestran en la Tabla 2-1.
Ejemplo comparativo 2-2
Se obtuvo un agente absorbente de agua de acuerdo con la presente invención del mismo modo que en el Ejemplo 2-6, salvo porque no se añadió ciclohexanodiaminatetraacetato. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua comparativo resultante (R2-2) se muestran en la Tabla 2-1.
Ejemplo comparativo 2-3
Se obtuvo un agente absorbente de agua de acuerdo con la presente invención del mismo modo que en el Ejemplo 2-7, salvo porque no se añadió ciclohexanodiaminatetraacetato. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua comparativo resultante (R2-3) se muestran en la Tabla 2-1.
TABLA 2-1 
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1 
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Ejemplo 4-1
Se mezcló una solución de composición que comprende 0,01 partes de N,N'-bis(1,2-dicarboxietil)etilendiamina tetrasódica, 0,05 partes de éter diglicidílico de etilenglicol, 1 parte de propilenglicol, 3 partes de agua y 1 parte de alcohol isopropílico con 100 partes de resina absorbente de agua (A) que se obtiene en el Ejemplo de Referencia 1, y se calentó la mezcla resultante a 180ºC durante 40 minutos, obteniendo de este modo un agente absorbente de agua. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua resultante (E4-1) se muestran en la Tabla 4-1.
Ejemplo comparativo 4-1
Se obtuvo un agente absorbente de agua comparativo del mismo modo que en el Ejemplo 4-1, salvo porque no se añadieron 0,01 partes de N,N'-bis(1,2-dicarboxietil)-etilendiamina tetrasódica o 0,05 partes de éter diglicidílico de etilenglicol. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua comparativo resultante (R4-1) se muestran en la Tabla 4-1. El contenido en agua del agente absorbente de agua comparativo (R4-1) fue igual o inferior a 1% en peso.
Ejemplo 4-2
Se mezcló una solución de composición que comprende 0,01 partes de (S,S)-N,N'-bis(1,2-dicarboxietil)etilendiamina trisódica, 0,5 partes de etileno carbonato, 3 partes de agua y 3 partes de alcohol isopropílico con 100 partes de resina absorbente de agua (B) que se obtiene en el Ejemplo de referencia 2, y se calentó la mezcla resultante a 190ºC durante 50 minutos, obteniendo de este modo un agente absorbente de agua. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua resultante (E4-2) se muestran en la Tabla 4-1.
Ejemplo 4-3
Se obtuvo un agente absorbente de agua del mismo modo que en el Ejemplo 4-2 salvo porque se reemplazó el etileno carbonato por 0,5 partes de 1,4-butanodiol. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua resultante (E4-3) se muestran en la Tabla 4-1.
\newpage
Ejemplo comparativo 4-2
Se obtuvo un agente absorbente de agua comparativo del mismo modo que en el Ejemplo 4-2 salvo porque no se añadieron 0,01 partes de (S,S)-N,N'-bis(1,2-dicarboxietil)etilendiamina trisódica. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua comparativo resultante (R4-2) se muestran en la Tabla 4-1.
Ejemplo comparativo 4-3
Se obtuvo un agente absorbente de agua comparativo (R4-3) del mismo modo que en el Ejemplo 4-3 salvo porque no se añadieron 0,01 partes de (S,S)-N,N'-bis(1,2-dicarboxietil)etilendiamina trisódica. Los resultados de la evaluación del rendimiento del agente absorbente de agua comparativo resultante (R4-3) se muestran en la Tabla 4-1.
TABLA 4-1
2

Claims (8)

1. Un agente absorbente de agua, que comprende una resina absorbente de agua que puede obtenerse por un procedimiento que comprende las etapas de polimerizar una solución de monómero que contiene ácido acrílico y/o su sal como componente monómero principal; mezclar un ácido amino policarboxílico y un agente de reticulación superficial con la resina absorbente de agua obtenida, y luego reticular la superficie del polímero resultante, teniendo dicho agente absorbente de agua una capacidad de absorción de 30 (g/g) o superior sin carga y una capacidad de absorción estática deteriorada (1) de 20 (g/g) o superior bajo una carga, siendo la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga una capacidad de absorción del agente absorbente de agua que se determina por las siguientes etapas secuenciales de:
hinchar un agente absorbente de agua hasta 15 (g/g) con una solución fisiológica de cloruro sódico que contiene ácido L-ascórbico en una concentración de 0,005% en peso;
dejar el agente absorbente de agua en dicho estado hinchado durante 6 horas.;
dejar que el agente absorbente de agua absorba una solución fisiológica de cloruro sódico durante otra hora en un estado en el que se coloca una carga de 50 g/cm^{2} sobre el agente absorbente de agua hinchado; y
medir el peso del gel hinchado resultante.
2. Un agente absorbente de agua según la reivindicación 1, en el que la capacidad de absorción estática deteriorada (1) bajo una carga es igual o superior a 23 (g/g).
3. Un agente absorbente de agua según la reivindicación 1 ó 2, en el que la capacidad de absorción sin carga es igual o superior a 33 (g/g).
4. Un agente absorbente de agua según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que tiene una velocidad de absorción de 20 a 80 (s) y un contenido soluble en agua de 1 a 15% en peso.
5. Un agente absorbente de agua según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el diámetro de partículas de la resina absorbente de agua varía, como media, en el intervalo de 150 a 500 \mum (aunque sin incluir 150 \mum).
6. Un material absorbente de agua que comprende el agente absorbente de agua según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 y un material base fibroso, siendo la relación en peso del agente absorbente de agua con respecto al total del agente absorbente de agua y el material base fibroso igual o superior a 0,4.
7. Un material absorbente según la reivindicación 6, en el que el agente absorbente de agua tiene un índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración igual o superior a 23 de acuerdo con la ecuación (1) siguiente:
(1)\text{índice de absorción estática deteriorada como función de la concentración de la} ecuación = X(1-\alpha) + Y\alpha
en la que:
X es la capacidad de absorción (g/g) sin carga del agente absorbente de agua;
Y es una capacidad de absorción estática deteriorada (1) (g/g) bajo una carga según la reivindicación 1 del agente absorbente de agua; y
\alpha es la relación en peso del agente absorbente de agua con respecto al agente absorbente de agua y el material base fibroso.
8. Un artículo absorbente que comprende:
una capa absorbente que incluye el material absorbente según una cualquiera de las reivindicaciones 6 ó 7,
una lámina de superficie permeable a líquido; y
una lámina de respaldo impermeable a líquido.
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