HU220254B

HU220254B - Eljárás porózus, polimer makrostruktúra előállítására és ezt tartalmazó abszorbens cikkek

Info

Publication number: HU220254B
Application number: HU9203006A
Authority: HU
Inventors: Charles John Berg; Frank Henry Lahrman; Donald Carroll Roe
Original assignee: Procter And Gamble Co.
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1991-03-25
Publication date: 2001-11-28
Also published as: FI924423A; IE911051A1; FI924423A0; PT97234B; JPH05506681A; PL167052B1; CS9100895A2; CN1043416C; EP0595803B1; KR100198377B1; EG19208A; WO1991015362A1; PH31586A; KR930700289A; CA2078560A1; CN1056109A; SK281455B6; CZ289217B6; PE30191A1; US5102597A

Description

A találmány tárgya eljárás vízben oldhatatlan, abszorbens, hidrogélképző polimer részecskék térhálósított aggregátumát tartalmazó, porózus, abszorbens polimer makrostruktúra előállítására, és az így előállított makróstruktúrát abszorbens magjukban tartalmazó abszorbens cikkek.

A találmány szerint előállított abszorbens polimer makrostruktúra folyadékokkal, így vízzel vagy testnedvekkel érintkezve duzzad, és a folyadékokat magukba szívja. A makrostruktúra például lap, fólia vagy csík alakjában lehet. Az abszorbens polimer makrostruktúra porózus annak érdekében, hogy folyadékokkal szemben permeábilis legyen. A porózus, abszorbens polimer makrostruktúra önmagában vagy abszorbens cikkekbe, így pelenkákba, inkontinenciabetétekbe, egészségügyi betétekbe és hasonlókba beépített formában használható.

A szemcsés, abszorbens polimer kompozíciók nagy mennyiségű folyadék, így víz vagy testnedvek abszorbeálására és az így abszorbeált folyadékoknak enyhe nyomás alatt is magukban tartására képesek. A polimer kompozíciók abszorpciós tulajdonságai különösen alkalmassá teszik őket abszorbens cikkekbe, például pelenkákba történő beépítésre. Például az US 3 699 103 és US 3 670 731 számú szabadalmi leírások hidrogéleknek, szuperabszorbens vagy hidrokolloid anyagoknak is nevezett, szemcsés, abszorbens polimer kompozíciók használatát írja le abszorbens cikkekben.

A szokásos, szemcsés, abszorbens polimer kompozícióknak azonban az a korlátja, hogy a szemcsék nem helyhez kötöttek, és a feldolgozás és/vagy használat alatt szabadon vándorolnak. A szemcsék feldolgozás alatti vándorlása azt eredményezheti, hogy a gyártási műveletek folyamán és a szemcséket az alkalmazási eszközökbe történő behelyezésük alkalmával anyagkezelési veszteségek lépnek fel. Ennél jelentősebb probléma jelentkezik, ha a szemcsés anyagok duzzadásuk alatt vagy utána vándorolnak. A vándorlás azt eredményezi, hogy stabil, szemcsék közötti kapilláris vagy folyadékszállító csatornák hiánya miatt a folyadék az anyagon történő áthaladása során nagy ellenállásba ütközik. Ez a jelenség egyik formája a „gélblokkolás”-nak nevezett esetnek.

A hatásfokcsökkenés kiküszöbölésére, a szemcsék abszorbens tárgyakban történő felhasználására irányuló próbálkozások egyike szerint a szemcsés, abszorbens kompozíciókat laminált szövedékekbe - rétegelt abszorbens elemekbe - ágyazták be. A szemcsék szövedékrétegek közé történő helyezése révén csökken a szemcsék mozgási képessége az abszorbens elemen belül. Folyadékkal történő érintkezés folyamán azonban a laminátum szemcséi szabadon tudnak mozogni, ami a szemcsék között előzetesen meglévő kapilláris csatornák megszűnéséhez vezet.

A szemcsés, abszorbens polimer kompozíciók helyhez kötésére végzett próbálkozás lényege az volt, hogy a szemcsékhez - azok összetartása vagy valamely szubsztrátumhoz kötése érdekében - nagy mennyiségű polihidroxi-vegyületet adtak, hogy ez ragasztóanyagként hasson. Ennek a megoldásnak egyik példáját az US 4 410 571 számú leírás ismerteti; hidrogéllapot vagy -filmet úgy képeznek, hogy hidrogélszemcséket szerves polihidroxi-vegyülettel kevernek össze, és a keveréket megszilárdítják. Noha a megoldás a szemcsék duzzadás előtti és alatti vándorlását bizonyos mértékben korlátozza, a szemcsék fölös mennyiségű folyadék hatására egymástól leválhatnak, és ez ismét a szemcsék között előzetesen meglévő kapilláris csatornák megszűnéséhez vezet.

A probléma megoldására irányuló további próbálkozás az volt, hogy egy lineáris polimer oldatának extrúziójával szuperabszorbens polimer fóliát állítottak elő, majd ezt a polimert térhálósították. Ennek a technológiának egyik megvalósítására irányul az US 4 861 539 számú leírás. Bár a szuperabszorbens fóliák jelentős mennyiségű folyadék befogadására képesek, folyadékszállítási képességük korlátozott, és a belső, kapilláris csatornák hiánya miatt hajlamosak a gélblokkolásra.

A találmány célja a fenti problémák oly módon történő megoldása, hogy az porózus, abszorbens makróstruktúrát szolgáltasson, amely fölös mennyiségű folyadékkal telítetten is egyben marad és szállítja a folyadékot, a polimer szemcsék és pórusok megőrzik relatív geometriájukat és térbeli elrendezésüket akkor is, ha folyadékkal vannak telítve, és folyadékpermeabilitásuk duzzadásuk alatt is nő.

A találmány további célja ilyen makrostruktúrát tartalmazó abszorbens elemek és cikkek, így pelenkák és egészségügyi betétek szolgáltatása.

A találmány tárgya eljárás vízben oldhatatlan, abszorbens, hidrogélképző polimer részecskék térhálósított aggregátumát tartalmazó, porózus, abszorbens polimer makrostruktúra előállítására, oly módon, hogy

a) a vízben oldhatatlan, abszorbens, hidrogélképző polimer részecskéket részecskék közötti térhálósítást létrehozó szerrel kezeljük 100 tömegrész polimerre vonatkoztatva 0,01-30 tömegrész térhálósítószer mennyiségben;

b) pórusok közötti kapcsolatot biztosító csatornákkal rendelkező porózus aggregátumok létrehozására a részecskéket egymással bensőségesen érintkeztetjük, és

c) a bensőséges kapcsolatban lévő részecskék közötti térhálósított kötések, és legalább 10 mm³ száraz térfogatú, részecskék között térhálósított porózus aggregátumok kialakítására a térhálósítószert a porózus aggregátumot alkotó polimerrel reagáltatjuk.

A jelen találmány porózus, abszorbens polimer makrostruktúrát szolgáltat. A porózus, abszorbens polimer makrostruktúra egy szemcséi között térhálósított, körülbelül 10,0 mm-nél nagyobb száraz térfogatú struktúra. A szemcséi között térhálósított aggregátum több, lényegében vízben oldhatatlan, abszorbens, hidrogélképző polimerből álló előterméket; valamint egy, az előtermékszemcsék polimer anyagával reagáltatott, szemcsék között térhálósító szert tartalmaz, amely a különböző előtermék között térhálókötéseket hoz létre. Az előtermékszemcsék különleges tulajdonságai miatt a makrostruktúrának az egymás mellett elhelyezkedő előtermékszemcsék között pórusai vannak. A pórusokat egymással közlekedő csatornák kötik össze úgy, hogy a makrostruktúrának folyadékpermeábilis (vagyis kapilláris) szállítócsatornái vannak.

HU 220 254 Β

Azoknak a szemcsék közötti térhálókötéseknek következtében, amelyek a szemcséi között térhálósított aggregátumot képező előtermékszemcsék között fennállnak, a kapott makrostruktúrának jobb a szerkezeti integritása, gyorsabb a folyadékbefogadási és -eloszlatási sebessége, és minimálisak gélblokkolási tulajdonságai. Azt találtuk, hogy amikor a makrostruktúra folyadékkal érintkezik, akkor a makrostruktúra általában még enyhe nyomás alatt is izotrop módon duzzad, ezeket a folyadékokat az előtermékszemcsékbe szívja fel, és az ilyen folyadékokat a pórusokba abszorbeálja. A makrostruktúra izotrop duzzadása lehetővé teszi, hogy az előtermékszemcsék és a pórusok megtartsák relatív geometriájukat és egymáshoz képesti térbeli elhelyezkedésüket duzzadt állapotban is. Ily módon a makrostruktúrák aránylag „folyadékstabilak” annyiban, hogy az előtermékszemcsék nem válnak le egymásról, ezáltal minimálissá teszik a gélblokkolás előfordulását, a kapilláris csatornák fennmaradását és megnagyobbodását duzzadás alatt úgy, hogy a makrostruktúrák egymást követő folyadékterheléseket, sőt folyadékfölösleget is be tudnak fogadni és szállítani képesek.

A jelen találmány tárgyát képezik a porózus, abszorbens, polimer makrostruktúrákat tartalmazó javított minőségű abszorbens termékek, abszorbens elemek és abszorbens tárgyak is. A makrostruktúrák fokozzák az ilyen termékek folyadékkezelési tulajdonságait oly módon, hogy gyorsan fogadnak be folyadékokat, hatásosan oszlatnak el és tárolnak ilyen folyadékokat, ami lehetővé teszi egymást követő folyadékterhelések befogadását és szállítását, és minimálisra szorítják le az ilyen termékekben a gélblokkolást és gélvándorlást.

A jelen találmány tárgyát képezik az ilyen porózus, abszorbens polimer makrostruktúrák gyártási módszerei is. A makrostruktúrákat úgy állítjuk elő, hogy az előtermékszemcséket szemcsék között térhálósító szerrel kezeljük, az előtermékszemcséket egy aggregátummá társítjuk, és a szemcsék közötti térhálósító szert az előtermékszemcsék polimer anyagával reagáltatjuk úgy, hogy a különböző előtermékszemcsék között keresztkötések jönnek létre. Egy előnyös kiviteli alak esetében az egymással társított szemcséket kívánt alakú, méretű és/vagy sűrűségű makrostruktúrákká alakítjuk. A makrostruktúrákat képező előtermékszemcsék lehetnek felületükön térhálósítottak is.

Noha a leírásunk végén szereplő igénypontok a találmányt részletesen jellemzik és oltalmazzák, úgy véljük, hogy a mellékelt ábrák alábbi leírása segíti a találmány jobb megértését.

Az l.ábra egy porózus, abszorbens, polimer makrostruktúra szélének perspektivikus mikroszkópos fényképe (a vízszintes helyzethez képest 15°-ban), körülbelül 40-szeres nagyításban;

a 2. ábra az 1. ábrán bemutatott makrostruktúra egy részletének felülnézeti mikroszkópos fényképe, körülbelül 120-szoros nagyításban;

a 3. ábra az 1. ábrán bemutatott makrostruktúra sarkának perspektivikus mikroszkópos fényképe (a vízszintes helyzethez képest 45°-ban), körülbelül 30-szoros nagyításban;

a 4. ábra a porózus, abszorbens, polimer makrostruktúra egy másik lehetséges, olyan kiviteli alakja egy részletének felülnézeti mikroszkópos fényképe körülbelül 20-szoros nagyításban, amely makrostruktúrájában szuperabszorbens szálakat tartalmaz;

az 5. ábra a 4. ábra szerinti makrostruktúra egy részletének felülnézeti mikroszkópos fényképe körülbelül 50-szeres nagyításban;

a 6. ábra a 4. ábra szerinti makrostruktúra egy részletének felülnézeti mikroszkópos fényképe körülbelül 75-szörös nagyításban;

a 7. ábra a porózus, abszorbens, polimer makrostruktúra egy másik lehetséges olyan kiviteli alakja egy részletének perspektivikus mikroszkópos fényképe (a vízszinteshez képest 45°-ban), amely makrostruktúrájában beágyazott poliészterszálakat tartalmaz;

a 8. ábra egy, a jelen találmány szerinti eldobható pelenka kiviteli alakjának perspektivikus képe, amelynél a fedőlap egyes részeit kimetszettük, hogy a pelenka alul elhelyezkedő abszorbens magját (a találmány szerinti abszorbens elem egyik kiviteli alakját) jobban szemléltessük. Itt az abszorbens elem egy, a jelen találmány szerinti porózus, abszorbens makrostruktúrát foglal magában;

a 9. ábra a 8. ábrán bemutatott pelenka abszorbens magjának a 8. ábra szerinti 9-9 metszővonal menti keresztmetszeti képe; és a 10. ábra egy, a jelen találmány szerinti eldobható pelenka olyan kiviteli alakjának perspektivikus képe, amelynél a fedőlap egyes részleteit kimetszettük, hogy világosabban szemléltessük ezt az alternatív abszorbens mag kiviteli alakot.

A jelen találmány szerinti porózus, abszorbens, polimer makrostruktúrák olyan szerkezetek, amelyek nagy mennyiségű folyadékot, mint vizet és/vagy testnedveket (például vizeletet vagy menstruációt) képesek abszorbeálni és enyhe nyomás alatt magukban tartani. A találmány szerinti porózus, abszorbens, polimer makrostruktúrák általában izotrop módon duzzadnak, és a folyadékokat gyorsan abszorbeálják.

„Makrostruktúra” kifejezés alatt itt olyan terméket értünk, amelynek lényegében száraz állapotban legalább körülbelül 10,0 mm³, előnyösebben legalább körülbelül 100 mm³, még előnyösebben legalább körülbelül 500 mm³ térfogata van. A találmány szerinti makrostruktúrának száraz térfogata jellegzetes módon sokkal nagyobb, mint körülbelül 500 mm³. Előnyös kiviteli alakjaik száraz térfogata körülbelül 1000 mm³ és körülbelül 10.000 mm³ között van.

Bár a jelen találmány szerinti makrostruktúrának sokféle alakja és mérete lehet, formájuk jellegzetes lap,

HU 220 254 Β fólia, hengeres, kocka, gömb, rost, szál vagy egyéb alakos forma. A makrostruktúrák vastagsága vagy átmérője általában körülbelül 0,25 mm és körülbelül 10,0 mm között van. Abszorbens termékekben történő felhasználás esetén a makrostruktúrák lap alakúak. „Lap” kifejezés alatt itt azt értjük, hogy a makrostruktúrák vastagsága nagyobb, mint körülbelül 250 pm. A lapok vastagsága előnyösen körülbelül 0,5 mm és körülbelül 3 mm között van, tipikusan körülbelül 1 mm.

A jelen találmány szerinti makrostruktúrákat olyan polimer anyagokból képezzük ki, amelyek nagy mennyiségű folyadékot képesek abszorbeálni. (Az ilyen polimer anyagokat általában hidrogéleknek, hidrokolloidoknak vagy szuperabszorbens anyagoknak nevezzük). A makrostruktúrák előnyösen lényegében vízben oldhatatlan, abszorbens, hidrogélképző polimer anyagot tartalmaznak. A speciális polimer anyagokat itt az előtermékszemcséket képező polimer anyagokkal kapcsolatosan tárgyaljuk.

Mint ezt az 1. és 3. ábrák mutatják, a jelen találmány szerinti porózus, abszorbens, polimer makrostruktúrák egy szemcséi között térhálósított aggregátumot tartalmaznak. A szemcséi között térhálósított aggregátum egy olyan porózus szerkezet, amely két vagy több, előnyösen körülbelül tíz vagy ennél több, előzőleg egymástól különálló, jelen találmány szerinti előtermékszemcse társítása útján jön létre. Az előtermékszemcséket oly módon társítjuk egymással, hogy azokat szemcséi között térhálósító szerrel kezeljük, és a rendszert az előtermékszemcsék fizikailag társított állapotát fenntartó olyan körülmények közé helyezzük, melyek elégségesek ahhoz, hogy a szemcsék között térhálósító szer reagálni tudjon az előtermékszemcsék polimer anyagával oly módon, hogy az aggregátumot képező előtermékszemcsék között térhálókötéseket hozzon létre.

Mint az 1. ábrán látható, a szemcséi között térhálósított aggregátum sok előtermékszemcséből alakul ki. Az itt alkalmazott előnyös előtermékszemcse-méret következtében a szemcséi között térhálósított aggregátum jellegzetesen tíz vagy több, előnyösen körülbelül ötven vagy ennél is több előtermékszemcséből áll. A találmány szerinti előtermékszemcsék diszkrét egyedek. Alakjuk szerint lehetnek granulumok, poranyagok, gömbök, pikkelyek, szálak, aggregált vagy agglomerált szemcsék, így az előtermékszemcséknek bármely kívánt alakja lehet, lehetnek kúp-, rúd-, sokszögű; gömb-; lekerekített; szögletes; szabálytalan; véletlenszerűen szabálytalan formájúak (ez utóbbiak például őrlési vagy poritási termékek) vagy lehet olyan alakjuk, hogy legnagyobb/legkisebb dimenzionális méretarányuk tűszerű, pikkelyszerű vagy szálas vagy hasonló. Előnyösen, amint ezt az 1-3. ábrák mutatják, az előtermékszemcsék véletlenszerűen kialakult méretű, szabálytalan alakú, porozódó granulumokból vagy pikkelyekből álló finom eloszlású porok.

Bár az előtermékszemcsék részecskemérete tág határok között változhat, bizonyos részecskeméreteket és részecskeméret-eloszlásokat előnyöseknek tekintünk. A jelen találmány céljaira szolgáló előtermékszemcsék részecskeméretét nem legnagyobb/legkisebb dimenzióarányokkal határozzuk meg, mint a szálakét, hanem szitaanalízissel meghatározott részecskeméretükkel, mint a granulumokét, pikkelyekét vagy poranyagokat. így például egy olyan előtermékszemcsét, melyet a szabványos 30-as szita - melynek lyukmérete 600 pm visszatart, 600 pm-nál nagyobb részecskeméretűnek tekintünk, egy olyan előtermékszemcsét, amely a szabványos 30-as szitán (lyukméret 600 pm) átmegy, de amely a szabványos 35-ös, 500 pm lyukméretű szitán fennmarad 500 és 600 pm közötti részecskeméretűnek tekintünk, és egy olyat, amely a szabványos 35-ös, 500 pm lyukméretű szitán átmegy, 500 pm-nál kisebb részecskeméretűnek tekintünk. A jelen találmány előnyös kiviteli alakjai esetében az előtermékszemcsék részecskemérete általában körülbelül 1 pm és körülbelül 2000 pm között, előnyösebben körülbelül 20 pm és körülbelül 1000 pm között van.

Ezen túlmenően, a jelen találmány céljainak szempontjából az előtermékszemcsék tömegátlag részecskemérete a belőlük képezett makrostruktúrák jellemzőinek és tulajdonságainak meghatározása szempontjából fontos. Adott előtermékszemcse-minta tömegrészecskeméretét úgy definiáljuk, hogy az a minta tömeg szerinti átlagos részecskemérete.

Egy, valamely minta tömegátlag részecskeméretének meghatározására szolgáló módszert az alábbiakban, a „Vizsgálati módszerek” fejezetben írunk le. Az előtermékszemcsék tömegátlag részecskemérete általában körülbelül 20 pm-es körülbelül 1500 pm, előnyösebben körülbelül 50 pm és körülbelül 1000 pm között van. A jelen találmány előnyös kiviteli alakjának esetében az előtermékszemcsék körülbelül 1000 pm-nál, még előnyösebben körülbelül 600 pm-nál, legelőnyösebben körülbelül 500 pm-nál kisebb a tömegátlag részecskeméretük. A jelen találmány különösen előnyös kiviteli alakjai esetében az előtermékszemcsék tömegátlag részecskemérete aránylag kicsiny (vagyis az előtermékszemcsék finomszemcsések). Ezekben a kiviteli alakokban az előtermékszemcsék tömegátlag részecskemérete kisebb, mint körülbelül 300 pm, még előnyösebben kisebb, mint körülbelül 180 pm. Egy példás kiviteli alak esetében az előtermékszemcsék legalább körülbelül 95 tömeg%-ának részecskemérete körülbelül 150 pm és körülbelül 300 pm között van. Egy másik lehetséges kiviteli alak esetében az előtermékszemcsék legalább körülbelül 95 tömeg%-ának részecskemérete körülbelül 90 pm és körülbelül 180 pm között van. A szűkebb előtermékszemcse részecskeeloszlások előnyösek, mert ezek tömörítés alatti nagyobb üres térfogatuk következtében nagyobb porozitású makrostruktúrákat képeznek, mint a velük azonos tömegátlag részecskeméretű, de szélesebb részecskeméret-eloszlású előtermékszemcsék.

A nagy legnagyobb/legkisebb dimenziójú anyagok, mint a szálak részecskeméretét jellemzően a legnagyobb dimenziójuk határozza meg. így például abban az esetben, ha a jelen találmány szerinti makrostruktúrákban abszorbens polimer szálakat használunk fel, akkor a szálak hosszúsága jelenti a „részecskeméretet”. (A szálak denier finomsága és/vagy átmérője szintén megadható).

HU 220 254 Β

A jelen találmány kiviteli alakjai példáinak esetében a szálak hossza körülbelül 5 mm-nél nagyobb, előnyösen körülbelül 10 mm és körülbelül 100 mm között, előnyösebben körülbelül 10 mm és körülbelül 50 mm között van.

Az elótermékszemcsék lényegében vízben oldhatatlan, abszorbens, hidrogélképző polimer anyagokat tartalmaznak. Elótermékszemcsék anyagául alkalmas polimer anyagok közé tartoznak a polimerizálható, telítetlen, savtartalmú monomerekből előállított polimerek. Ilyen monomerek közé tartoznak az olyan olefinesen telítetlen savak és anhidridek, amelyek legalább egy, szén-szén olefinkötést tartalmaznak. Közelebbről, ezek a monomerek olefinesen telítetlen karboxilsavak és -savanhidridek, olefinesen telítetlen szulfonsavak és ezek elegyei lehetnek.

A találmány szerinti elótermékszemcsék előállítására egyes nemsavas monomerek is használhatók. Ilyenek közé tartoznak például a savtartalmú monomerek vízoldható vagy vízben diszpergálható észterei, valamint olyan monomerek, amelyek karboxil- vagy szulfonsavcsoportot egyáltalán nem tartalmaznak. Ilyen nemsavas monomerek közé tartozhatnak például az olyan monomerek, amelyek következő típusú funkcionális csoportokat tartalmaznak: karboxilsav- vagy szulfonsav-észter-csoport, hidroxilcsoport, amidcsoport, aminocsoport, nitrilcsoport és kvatemer ammóniumcsoport. Ezek a nemsavas monomerek jól ismert anyagok, és azokat részletesebben például a 4 076 663 számú (1978. február 28; Masuda és mások), valamint a 4 062 817 számú (1977. december 13.; Westerman) amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások írják le, melyeket itt hivatkozásként említünk.

Olefinesen telítetlen karboxil- és karboxilsavanhidridek közé tartoznak az akrilsavak, mint maga az akrilsav, a metakrilsav, etakrilsav, α-klór-akrilsav, a-ciánkarilsav, β-metakrilsav (krotonsav), a-fenil-akrilsav, β-akril-oxi-propionsav, szorbinsav, a-klór-szorbinsav, angelikasav, fahéjsav, para-klór-fahéjsav, β-szteril-akrilsav, itakonsav, citrakonsav, mezakonsav, glutakonsav, akoritsav, maleinsav, fümársav, trikarboxi-etilén és maleinsavanhidrid.

Olefinesen telítetlen szulfonsav monomerek közé tartoznak az alifás vagy aromás vinil-szulfonsavak, mint a vinil-szulfonsav, allil-szulfonsav, vinil-toluolszulfonsav és sztirol-szulfonsav; akril- és metakril-szulfonsavak, mint a szulfoetil-akrilát, szulfoetil-metakrilát, szulfopropil-akrilát, szulfopropil-metakrilát, 2-hidroxi-3-akriloxi-propil-szulfonsav, 2-hidroxi-3-metakril-oxi-propilszulfonsav és 2-akril-amido-2-metil-propánszulfonsav.

A jelen találmány szerint előnyösen használható polimer anyagoknak egy karboxilcsoportjuk van. Ezek közé a polimerek közé tartozik az akrilnitrillel ojtott, hidrolizált keményítő kopolimer, a részben semlegesített, akrilnitrillel ojtott keményítő kopolimer, az akrilsavval ojtott keményítő kopolimer, akrilsavval ojtott, részben semlegesített keményítő kopolimer, szappanosított vinil-acetát-akril-észter kopolimerek, hidrolizált akrilnitril- vagy akrilamid-kopolimerek, az előzőekben említett kopolimerek bármelyikének gyengén térhálósított termékei, a részben semlegesített poliakrilsav, és a részben semlegesített poliakrilsav gyengén térhálósított termékei. Ezek a polimerek külön-külön vagy két vagy több monomer vegyület keveréke vagy hasonlók alakjában használhatók. Ilyen polimereket ismertetnek például a 3 661 875; a 4 076 663; a 4 093 776; a 4 666 983 és a 4 734 478 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások.

Az elótermékszemcsék céljára használható, legelőnyösebb polimer anyagok a részben semlegesített poliakrilsav és keményítőszármazékaik gyengén térhálósított termékei. Legelőnyösebb módon az elótermékszemcsék körülbelül 50%-tól körülbelül 95%-ig terjedő mennyiségű, előnyösen körülbelül 76% semlegesített, gyengén térhálósított poliakrilsavat [vagyis poli(nátrium-akrilát/akrilsavat)] tartalmaznak.

Mint fentebb említettük, az elótermékszemcsék előnyösen gyengén térhálósított polimer anyagok. A térhálósítás azt a célt szolgálja, hogy az előtermékszemcséket lényegében vízben oldhatatlanná tegyük, valamint részben arra szolgál, hogy meghatározzuk az elótermékszemcsék és a kapott makrostruktúra abszorpcióképességét és extrahálható polimer tartalmát. A polimerek térhálósításra alkalmas eljárásokat és jellegzetes térhálósítószereket az előzőekben már hivatkozott 4 076 663 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás úja le.

Az egyes előtermékszemcse-egyedek bármely konvencionális módszerrel előállíthatok. Előtermékszemcse-egyedek előállítására szolgáló tipikus és előnyös eljárásokat az Re. 32.649 számú, „Hydrogel-Forming Polymer Compositions Fór Use In Absorbent Structures” című (1988. április 19.; Kerryn A. Brandt, Steven A. Goldman és Thomas A. Inglin); a 4 666 983 számú, ,Absorbent Ariidé” című (1987. május 19.; Tsuneo Tsubakimoto, Tadao Shimomura és Yoshio Irie); valamint a 4 625 001 számú, „Method Fór Continous Production of Cross-linked Polymer” című (1986. november 25.; Tsuneo Tsubakimoto, Tadao Shimomura, és Yoshio Irie) amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások írnak le. E szabadalmi leírásokat hivatkozásként említjük.

Az elótermékszemcsék előállításának előnyös módszerei azok, amelyek vizes oldatban végzett vagy egyéb oldatban végzett polimerizációt alkalmaznak. Mint a fentiekben hivatkozott Re. 32.649 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismerteti, a vizes oldatban végzett polimerizáció abban áll, hogy vizes reakcióelegyet használnak az elótermékszemcsék polimerizációval történő előállítására. A vizes reakcióelegyet olyan polimerizációs körülményeknek vetik alá, amelyek elegendőek ahhoz, hogy az elegyben lényegében vízben oldhatatlan, gyengén térhálósított polimer anyag képződjön. Az így kapott polimer anyagot azután porítják vagy megőrlik, és így alakítják ki az előtermékszemcse-egyedeket.

Közelebbről, az előtermékszemcse-egyedek előállítására szolgáló, vizes oldatban végzett polimerizálási módszer abban áll, hogy elkészítünk egy vizes reakcióelegyet, amelyben a kívánt elótermékszemcsék előállítása céljából a polimerizációt elvégezzük. Ennek a reakcióelegynek egyik komponense a savcsoport tartal5

HU 220 254 Β mú monomer anyag, amely az előállítandó előtermékszemcsék „gerincét” fogja képezni. A reakcióelegy általában körülbelül 100 tömegrész monomer anyagot tartalmaz. A reakcióelegy másik komponense egy térhálósítószer. Az előtermékszemcsék előállítására alkalmas térhálósítószereket részletesebben a fentiekben hivatkozott Re. 32.649 számú (Brandt és mások); a 4 666 983 számú (Tsubakimoto és mások); és a 4 625 001 számú (Tsubakimoto és mások) amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások írják le. A térhálósítószer a vizes reakcióelegyben körülbelül 0,001 mól%-tól körülbelül 5 mól%-ig teijedő mennyiségben van jelen a vizes elegyben jelenlévő monomer összmólmennyiségére számítva (100 tömegrész monomer anyagra számítva körülbelül 0,01-20 tömegrész mennyiségben). A vizes reakcióelegy adott esetben szabadgyökös iniciátorkomponenst, például valamely peroxivegyületet, mint nátrium-, kálium- vagy ammónium-perszulfátot, kaprililperoxidot, benzoil-peroxidot, hidrogén-peroxidot, kumol-hidroperoxidot, tercier-butil-di-perftalátot, tercierbutil-perbenzoátot, nátrium-peracetátot, nátrium-perkarbonátot vagy hasonlót is tartalmaz.

A vizes reakcióelegy egyéb komponensei lehetnek adott esetben különböző nemsavas komonomer anyagok, mint a telítetlen, savfunkciós csoportot tartalmazó monomerek észterei vagy egyéb, karboxil- vagy szulfonsav funkciós csoportot egyáltalában nem tartalmazó komonomerek.

A vizes reakcióelegyet olyan polimerizálási körülményeknek vetjük alá, amik elegendők ahhoz, hogy az elegyben lényegében vízben oldhatatlan, abszorbens, hidrogélképző, enyhén térhálósított polimer anyagokat hozzanak létre. A polimerizáció körülményeit részletesebben szintén a fent említett három szabadalmi leírás tárgyalja. Ilyen polimerizációs körülmények közé tartozik általában az, hogy az elegyet körülbelül 0 °C és 100 °C közötti, előnyösebben körülbelül 5 °C és körülbelül 40 °C közötti hőmérsékletre melegítjük (termikus aktiválási technika). Ilyen körülmények közé tartozhat például az is, hogy a reakcióelegyet vagy annak egy részét bármilyen szokásos, polimerizációt aktiváló besugárzásnak tesszük ki. Ilyen szokásos, alternatív polimerizálási technika a radioaktív, elektron-, ultraibolya vagy elektromágneses besugárzás.

A vizes reakcióelegyben képződött polimer anyagok savfunkciós csoportjait - úgyszintén előnyösen - semlegesítjük. A semlegesítés bármilyen szokásos módon történhet úgy, hogy a polimerre felhasznált savcsoportot tartalmazó monomerek teljes mennyiségének legalább körülbelül 25 mól%-át, és előnyösebben legalább körülbelül 50 mól%-át valamely sóképző kationnal semlegesítjük. Ilyen sóképző kationok többek között például az alkálifémek, a szubsztituált ammóniumcsoport és az aminok, mint ezt részletesebben a fentiekben hivatkozott Re. 32.649 számú (Brandt és mások), amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás tárgyalja.

Bár előnyös, ha az előtermékszemcséket vizes közegben végzett oldatpolimerizációval gyártjuk, a polimerizációt többfázisú polimerizációs eljárási technikával is végezhetjük, mint például fordított emulziós polimerizációval vagy fordított szuszpenziós polimerizációval. A fordított (inverz) emulziós vagy szuszpenziós polimerizációnál az itt leírt vizes reakcióelegy apró cseppek formájában egy vízzel nem elegyedő, inért szerves oldószerben, mint ciklohexánban van szuszpendálva. A nyert előtermékszemcsék általában gömb alakúak. Fordított szuszpenziós polimerizációs eljárásokat részletesebben a 4 304 706 számú (1982. július 20; Obaysashi és mások); a 4 506 052 számú (1985. március 19.; Flesher és mások); és a 4 735 987 számú (1988. április 5.; Morita és mások), amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások írnak le. Ezek mindegyikét itt hivatkozásként említjük.

A jelen találmány előnyös kiviteli alakjai esetében a szemcséi között térhálósított aggregátumot képező előtermékszemcsék lényegében szárazak. „Lényegében száraz” kifejezés alatt azt értjük, hogy az előtermékszemcséknek körülbelül 50%-nál kisebb, előnyösen körülbelül 20%-nál kisebb, még előnyösebben körülbelül 10%-nál kisebb víz- vagy egyéb oldattartalma van. Az előtermékszemcsék folyadéktartalma általában a szemcsék tömegére számított körülbelül 0,01% és körülbelül 5% között van. Az egyes előtermékszemcsék bármely szokásos módszerrel, mint például melegítéssel száríthatok. Adott esetben, ha az előtermékszemcséket vizes reakcióelegyben állítjuk elő, akkor a reakcióelegyből a víz azeotóp desztillációval is eltávolítható. A polimertartalmú vizes reakcióelegy víztelenítő oldószerrel, mint metanollal is kezelhető. Ezeknek a szárítási módszereknek a kombinációja is alkalmazható. A víztelenített polimer massza azután őrölhető vagy porítható, hogy a lényegében vízben oldhatatlan, abszorbens, hidrogélképző száraz polimer anyagot kialakítsuk.

Előnyösek a jelen találmány szerinti olyan előtermékszemcsék, amelyeknek nagy az abszorpcióképessége, úgyhogy az ilyen előtermékszemcsékből képezett makrostruktúrák is nagy abszorpcióképességűek. Az abszorpcióképesség valamely adott polimer anyagnak azon tulajdonsága, hogy a vele érintkező folyadékokat abszorbeálni képes. Az abszorpcióképesség jelentős mértékben változhat az abszorbeálandó folyadék minőségétől és attól a módtól függően, ahogyan a folyadék a polimer anyaggal érintkezik. A találmányunk céljára az abszorpcióképességet úgy definiáljuk, hogy az a mesterséges vizelet (ezt a továbbiakban határozzuk meg) azon mennyisége grammban, amelyet az adott polimer anyag egy grammja abszorbeálni képes, az alábbiakban a „Vizsgálati módszerek” fejezetben meghatározott módszer szerint. A jelen találmány szerinti előnyös előtermékszemcsék abszorpcióképessége legalább körülbelül 20 g, előnyösebben 25 g mesterséges vizelet/g polimer anyag. Az itt leírt előtermékszemcsék abszorpcióképessége jellegzetesen körülbelül 40-70 g mesterséges vizelet/g polimer anyag. Az ilyen, viszonylag nagy abszorpcióképességű előtermékszemcsék olyan makrostruktúrákat eredményeznek, amelyek különösen jól használhatók abszorbens termékekben, abszorbens elemekben és abszorbens tárgyakban, mert kívánt módon - per difinitionem - nagy mennyiségű kiürített testnedvet, mint vizeletet tudnak magukban tartani.

HU 220 254 Β

Az egyes előtermékszemcséket adott esetben felületkezelni lehet. A 4 824 901 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1989. április 25.; Alexander és mások) a polimer szemcsék polikvatemer aminokkal végzett felületkezelését ismerteti. A felületkezelt előtermékszemcséket előnyösen felületileg térhálósítjuk, mint ezt a 4 666 983 számú, „Absorbent Article” című (1987. május 19.; Tsubakimoto és mások), valamint a 4 734 478 számú, „Water Absorbing Agent” című (1988. március 29.; Tsubakimoto és mások) amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások leírják, amelyeket itt hivatkozásként említünk. Mint ezt a 4 666 983 számú (Tusakimoto és mások féle) szabadalmi leírás ismerteti, az előtermékszemcse-egyedek úgy térhálósíthatók felületileg, hogy azokat egy felületi térhálósítószerrel kezeljük, és a felületi térhálósítószert az előtermékszemcsék felületén lévő polimer anyaggal reagáltatjuk.

Bár a szemcséi között térhálósított aggregátum előtermékszemcséinek mindegyike ugyanabból a polimer anyagból készül, amelynek ugyanazok a tulajdonságai, ez nem feltétlenül szükségszerű, így például egyes előtermékszemcsék állhatnak akrilsavval ojtott keményítő polimerből, míg mások állhatnak részben semlegesített poliakrilsav gyengén térhálósított termékeiből. Ezen túlmenően, a szemcséi között térhálósított aggregátumok előtermékszemcséinek alakja, abszorpcióképessége és bármely más tulajdonsága különböző lehet. A jelen találmány egy előnyös kiviteli alakja esetében az előtermékszemcsék polimer anyagát lényegében részben semlegesített poliakrilsav gyengén térhálósított termékei képezik; mindegyik előtermékszemcse hasonló tulajdonságokkal rendelkezik.

A jelen találmány szerinti, szemcséi között térhálósított aggregátum egy szemcsék között térhálósító szert is tartalmaz. A szemcsék között térhálósító szert az előtermékszemcsékhez adjuk, és azok polimer anyagával reagáltatjuk, miközben az előtermékszemcséket egymással társított állapotban tartjuk. A reakció keresztkötéseket hoz létre az előtermékszemcsék között. Ily módon a keresztkötések különböző előtermékszemcsék között jönnek létre. Anélkül, hogy elméleti fejtegetésbe bocsátkoznánk, vagy a találmány célját korlátozni kívánnánk, úgy véljük, hogy a szemcsék között térhálósító szemek az előtermékszemcsék polimer anyagával végbemenő reakciója keresztkötéseket hoz létre a különböző előtermékszemcsék polimer láncai között (vagyis szemcsék közötti keresztkötések létesülnek). Az itt tárgyalt előnyös polimerek esetében úgy véljük, a szemcsék között térhálósító szer oly módon reagál, hogy keresztkötéseket hoz létre az előzőleg különálló termékszemcsék karboxilcsoportjai között. Anélkül, hogy az elméleti elképzeléshez kötnénk magunkat, vagy a találmány célját korlátozni kívánnánk, az előnyös, karboxilcsoportot tartalmazó polimer anyagok tekintetében az a véleményünk, hogy a szemcsék között térhálósító szer a polimer anyagok karboxilcsoportjaival úgy reagál, hogy kovalens kémiai keresztkötéseket hoz létre különböző előtermékszemcsék polimerláncai között. A kovalens kémiai keresztkötések általában észter-, amid- (imid-) vagy uretáncsoportok képződése eredményeként jönnek létre a térhálósítószer funkcionális csoportjainak a polimer anyag karboxilcsoportjaival végbemenő reakciója következtében. Előnyös esetben - úgy véljük - észterkötések jönnek létre. Ily módon, az előnyösen használható térhálósítószerek azok, amelyek képesek arra, hogy az előnyösnek tekintett polimerekben lévő karboxilcsoportokkal észterkötések képződése közben reagáljanak.

A jelen találmány szerint használható, szemcsék közötti térhálósítószerek azok, amelyek felhasznált előtermékszemcsék polimer anyagával, szemcséik között térhálósított aggregátumokat hoznak létre. Alkalmas szemcsék között térhálósító szerek közé egy sor különféle szer tartozik, mint például a legalább két polimerizálható kettőskötést tartalmazó vegyületek; a legalább egy polimerizálható kettőskötést, és a polimer anyaggal reakcióképes, legalább egy fúnkcionális csoportot tartalmazó vegyületek; vagy a többértékű fémvegyületek. A jelen találmány szerint alkalmazható speciális térhálósítószereket részletesebben az előzőekben hivatkozott 4 076 663, és a Re. 32.649 számú amerikai szabadalmi leírások írják le, amelyeket itt hivatkozásként említünk. A szemcsék között térhálósító szerek (az előzőekben leírt) az előtermékszemcsék polimer anyagával reakcióképes monomereket is tartalmazhatnak polimer keresztkötések kialakítása céljából.

Ahol az előtermékszemcsék polimer anyagán vagy abban (vagyis a polimer láncon) karboxilcsoportok vannak jelen, ott az előnyös szemcsék között térhálósító szerek olyan oldatok, amelyek molekulánként legalább két, a karboxilcsoporttal reakcióképes fúnkcionális csoportot tartalmaznak. Előnyös szemcsék között térhálósító szerek közé tartoznak a többértékű alkoholok, mint az etilénglikol, dietilénglikol, trietilénglikol, tetraetilénglikol, polietilénglikol, glicerin (1,2,3-propán-triol), poliglicerin, propilénglikol, 1,2-propán-diol, 1,3-propándiol, trimetil-ol-propán, dietanol-amin, trietanol-amin, polioxi-propilén, oxi-etilén-oxi-propilén blokk kopolimer, szorbitán-zsírsav-észterek, polioxi-etilén-szorbitán-zsírsav-észterek, pentaeritritol és szorbitol; poliglicidil-éter vegyületek, mint etilénglikol-diglicid-éter, polietilénglikol-diglicidil-éter, glicerin-poliglicid-éter, diglicerin-poliglicid-éter, poliglicerin-poliglicidil-éter, szorbitol-poliglicid-éter, pentaeritrit-poliglicidil-éter, propilénglikol-diglicidil-éter és poliaziridinvegyületek, mint a 2,2-bisz-hidroxi-metil-butanol-trisz[3-(i-aziridin)-propionát], 1,6-hexametil-toluol-dietilén-karbamid és difenil-metán-bisz-4,4’-N,N-dietilén-karbamid; halogénezett epoxivegyületek, mint epiklórhidrin és a-metilfluorhidrin; polialdehidvegyületek, mint glutáraldehid és glioxazol, poliaminvegyületek, mint etilén-diamin, dietilén-triamin, trietilén-tetramin, tetraetilén-pentamin, pentaetilén-hexamin és polietilén-imin; poliizocianátvegyületek, mint 2,4-toluilén-diizocianát és hexametiléndiizocianát.

A fenti vegyületek közül egy vagy két vagy több, szemcsék között térhálósító szer használható. Két vagy több ilyen vegyület használata esetén ezek egymással nem reagálhatnak. A találmány céljára különösen előnyös, karboxilcsoport-tartalmú polimer anyagokkal rea7

HU 220 254 Β gáló szemcsék között térhálósítószerek az etilénglikol; glicerin; trimetilol-propán; 1,2-propán-diol; és 1,3-propán-diol.

A találmány szerint az alkalmazandó, szemcsék közötti térhálósítószer mennyisége 100 tömegrész előtermékszemcsére számítva körülbelül 0,01-30 tömegrész, előnyösen 0,5-10 tömegrész, legelőnyösebben 1-5 tömegrész.

A találmány szerint a szemcsék között térhálósító szerrel (szerekkel) együtt egyéb segédanyagok is használhatók a szemcséi között térhálósított aggregátum előállítására, vagy a szemcsék között térhálósító szer és az előtermékszemcsék polimer anyaga közötti reakció segítésére, vagy a szemcsék társításának segítésére.

A szemcsék között térhálósító szerrel együtt például víz is használható. Ez a víz elősegíti a szemcsék között térhálósító szer egyenletes eloszlatását az előtermékszemcsék felületén, és a szemcsék között térhálósító szer behatolását az előtermékszemcsék felületi régióiba. A víz elősegíti az előreagáltatott aggregátumok előtermékszemcséi közötti erősebb fizikai társulását is, valamint a képződött, szemcséi között térhálósított aggregátumok integritását is, mind száraz, mind duzzadt állapotban. A jelen találmány szerint a vizet 100 tömegrész előtermékszemcsére számítva kevesebb, mint körülbelül 20 tömegrész mennyiségben, előnyösen körülbelül 0,01-20 tömegrész mennyiségben, még előnyösebben körülbelül 0,1-10 tömegrész mennyiségben használjuk. A ténylegesen használandó vízmennyiség az előtermékszemcsék polimer anyagának minőségétől és a szemcsék méretétől függ.

A szemcsék között térhálósító szerrel együtt szerves oldószerek is használhatók. Ezeknek az a szerepe, hogy elősegítsék a szemcsék között térhálósító szer egyenletes eloszlatását az előtermékszemcsék felületén. A szerves oldószerek előnyösen hidrofil szerves oldószerek. A jelen találmány szerint használható hidrofil szerves oldószerek közé tartoznak a rövid szénláncú alkoholok, mint a metanol, etanol, n-propanol, izopropanol, n-butanol, izobutanol, szek-butanol és terc-butanol; ketonok, mint az aceton, metil-etil-keton, metilizobutil-keton; éterek, mint a dioxán, tetrahidrofurán és dietil-éter; amidok, mint az Ν,Ν-dimetil-formamid és Ν,Ν-dietil-formamid; és szulfoxidok, mint a dimetilszulfoxid. A jelen találmány szerinti hidrofil szerves oldószert 100 tömegrész előtermékszemcsére számítva kisebb, mint körülbelül 60 tömegrész 0,001-60 súlyrész), előnyösen körülbelül 0,01-60 tömegrész, még előnyösebben körülbelül 1-20 tömegrész mennyiségben használjuk. A ténylegesen használt hidrofil szerves oldószermennyiség a polimer anyag minőségétől és az előtermékszemcsék méretétől fog függeni.

A szemcsék között térhálósító szer vízzel vagy egy vagy több hidrofil szerves oldószerrel képezett keverék formájában is használható. Azt találtuk, hogy egy víz/szemcsék között térhálósítószer-oldat alkalmazása biztosítja a legnagyobb mértékű térhálósítószer-behatolást az előtermékszemcsék felületébe, míg a hidrofil szerves oldószer/szemcsék között térhálósítószer-oldatok csak a térhálósítószer minimális behatolását biztosítják. Azonban előnyös mindhárom ágens keverékének alkalmazása ahhoz, hogy a szemcsék között térhálósító szer előtermékszemcsékbe történő behatolásának mértékét szabályozni tudjuk. Nevezetesen azt találtuk, hogy minél nagyobb a víz/szerves oldószer komponensarány, annál mélyebb a térhálósítószer behatolása, annál nagyobb a makrostruktúra folyadékstabilitása feszültség alatt, és annál nagyobb a makrostruktúra abszorpcióképesség-csökkenése. A víz/hidrofil szerves oldószer tömegaránya az oldatban tipikusan körülbelül 10:1 és 1:10 között van. A hidrofil szerves oldószer/víz/szemcsék között térhálósítószer-oldatot 100 tömegrész előtermékre számítva kisebb, mint körülbelül 60 tömegrészben 0,001-60 tömegrészben, előnyösen körülbelül 0,01-60 tömegrészben, még előnyösebben körülbelül 1-20 tömegrészben alkalmazzuk.

A szemcsék között térhálósítószert tartalmazó oldatba adott esetben egyéb komponensek is keverhetők, így adható az oldathoz például valamely iniciátor, katalizátor vagy adhatók nem savas komonomer anyagok is. Az e célra használható anyagokra vonatkozó példákat az előbbiekben hivatkozott, Re. 32.649 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismertet.

Szemcséi között térhálósított aggregátumot tartalmazó, porózus, abszorbens, polimer makrostruktúra egyik előállítási módszere a következő lépésekből áll: az itt leírt típusú előtermékszemcsék elkészítése; az előtermékszemcsék egy részének valamely szemcsék között térhálósítószerrel végzett kezelése; az előtermékszemcsék fizikai társítása aggregátummá; az aggregátumok alakjának formázása; és a szemcsék között térhálósító szer reagáltatása az előtermékszemcsék polimer anyagával az előtermékszemcsék fizikailag társított állapotának fenntartása mellett azért, hogy a különböző előtermékszemcsék polimer láncai között keresztkötéseket hozzunk létre.

A szemcsék között térhálósító szert hozzáadjuk az előtermékszemcsékhez. Ez a kezelés bármely, anyagok oldatokkal történő kezelésére szolgáló technikával és berendezéssel végezhető, beleértve az oldattal történő bevonást, elárasztást, ráöntést, csepegtetési, permetezést, porlasztást (atomizálást), kondenzálást vagy a szemcsék között térhálósító szer immerzióját az előtermékszemcsékre. A „kezelés” kifejezés alatt itt azt értjük, hogy a társítandó előtermékszemcsék legalább egyikének legalább egy felületrészén van szemcsék között térhálósító szer. Ily módon a szemcsék között térhálósítószerrel kezelhetjük valamennyi előtermékszemcsét, azoknak csupán egy részét, valamennyi előtermékszemcse vagy csak azok egy részének csupán egy felületrészletét, vagy valamennyi előtermékszemcse vagy azok csupán egy részének teljes felületét. A szemcsék között térhálósítószerrel előnyösen a legtöbb - előnyösen mindegyik - előtermékszemcse felületét bevonjuk, hogy ezáltal növeljük az előtermékszemcsék közötti keresztkötések hatékonyságát, szilárdságát és sűrűségét.

A jelen találmány előnyös megvalósítási módjai esetében az előtermékszemcsék szemcsék között térhálósító szerrel történt kezelése után a térhálósítószert a szemcsékkel összekeverjük. Ez a művelet bármely keverési

HU 220 254 Β módszerrel történhet, amely lehetővé teszi, hogy az előtermékszemcsék alaposan be legyenek vonva a szemcsék között térhálósító szerrel. Mivel az elő termékszemcsék alaposan be vannak vonva a szemcsék között térhálósítószerrel, a szemcsék közötti keresztkötések hatékonysága, szilárdsága és sűrűsége fokozott. A keverés különféle technikákkal és berendezésekkel, így a szakmában jól ismert különböző keverő- vagy gyúrógépekkel végezhető.

Az előtermékszemcsék szemcsék közötti térhálósítószerrel végzett kezelése előtt, alatt vagy után ezek az előtermékszemcsék egymással fizikailag társított formában vannak, így képezik az aggregátum-makrostruktúrát. A „fizikailag társított” kifejezés alatt itt azt értjük, hogy az előtermékszemcsék egymással érintkeznek, és egymással, mint komponensek sokféle lehetséges módon és térbeli elrendezésben érintkezésben maradnak, úgyhogy egyetlen egységet (aggregátum-makrostruktúrát) képeznek.

Az előtermékszemcséket előnyösen oly módon társítjuk egymással fizikailag, hogy azokat társítószerrel kezeljük, majd fizikailag érintkeztetjük őket egymással a társítószerrel kezelt felületüknek legalább egy részén. Az előnyösen használható társítószerek azt idézik elő, hogy az előtermékszemcsék polimer anyaga - azok egymással történő érintkeztetése során a folyadék felület feszültségi erők és/vagy a polimer láncok külső duzzadás következtében bekövetkező kigabalyodása hatására egymással összetapad. A jelen találmány szerint előnyösen használható társítószerek közé tartoznak a hidrofil szerves oldószerek, jellegzetesen a rövid szénláncú alkoholok, mint a metanol, etanol vagy izopropanol; a víz; hidrofil szerves oldószer és víz elegyek; bizonyos, az előzőekben leírt, szemcsék között térhálósító szerek; illékony hidrofób szerves vegyületek, mint a hexán, oktán, benzol vagy toluol; vagy ezek keverékei. Előnyös társítószerek a víz, metanol, izopropanol, etanol, szemcsék között térhálósító szerek, mint a glicerin vagy ezek keverékei. A társítószer tipikus módon olyan keverék, amely a szemcsék között térhálósítószert is tartalmaz úgy, hogy a térhálósítószerrel történő kezelési lépést egyidejűén végezzük a társítószerrel történő kezelési lépéssel.

Az előtermékszemcsék a társítószerrel bármely olyan technikával és berendezésben kezelhetők, amelyek anyagok folyadékokkal történő kezelésére használatosak, így bevonással, elárasztással, csepegtetéssel, permetezéssel, porlasztással, atomizálással, kondenzálással, vagy úgy, hogy az előtermékszemcséket a társítószerbe mártjuk. A társítószert aggregátumként legalább egy társítandó előtermékszemcse legalább egy részére visszük fel. A társítószerrel előnyösen az előtermékszemcsék legtöbbjét, előnyösen mindegyikét bevonjuk. A társítószert általában bármely ismert keverési technikával és keverőberendezéssel keverjük össze az előtermékszemcsékkel, annak biztosítása céljából, hogy az előtermékszemcsék be legyenek vonva a társítószerrel.

Miután a társítószert az előtermékszemcsékre felvittük, azután azok számos különféle módon érintkeztethetők egymással fizikailag. Például egyedül maga a társítószer is összetarthatja a szemcséket, ha azok egymással érintkeznek. Adott esetben gravitációs erőt is alkalmazhatunk, hogy biztosítsuk az előtermékszemcsék közötti érintkezést. Továbbá úgy is eljárhatunk, hogy a szemcséket egy fix térfogatú edénybe helyezzük, hogy az érintkezést közöttük biztosítsuk.

Az előtermékszemcsék alternatív módon fizikai nyomással is kényszeríthetők a fizikai társulásra úgy, hogy egymással érintkeznek. Például az előtermékszemcséket szorosan egy fix térfogatú edénybe pakoljuk, hogy azok fizikailag érintsék egymást. Adott esetben vagy a fenti módszerrel kombinálva gravitációs erőt is felhasználhatunk az előtermékszemcsék fizikai társítására. Az előtermékszemcsék fizikailag elektrosztatikus vonzás útján is társíthatok, vagy oly módon, hogy valamely ragasztószert (mint például vízoldható ragasztóanyagot) használunk összeragasztásukra. Az előtermékszemcsék egy harmadik elemhez (szubsztrátumhoz) is társíthatok úgy, hogy egymással a szubsztrátum közvetítésével érintkeznek.

A jelen találmány szerinti makrostruktúrák kiképzésének egy további lehetséges és előnyös lépese az, hogy az előtermékszemcsék aggregátumát különböző geometriájára, térbeli elrendezésűre, sűrűségűre formázzuk, hogy meghatározott alakú, méretű és/vagy sűrűségű aggregátumhoz jussunk. Az aggregátum bármely, a szakmában ismert alakítási módszerrel formázható. Az aggregátumformázás előnyös módszerei közé tartoznak az öntés, sajtolás vagy alakítási műveletek. Az öntési és sajtolási technikák abban állnak, hogy az előtermékszemcséket egy előkészített szerszámüregbe töltjük, és (sajtolással) nyomást gyakorolunk az aggregátumra, hogy az felvegye a szerszámüreg alakját. Ilyen sajtolási technikák közé tartozik például találmányunk vonatkozásában a préselés, a fröccsöntés, az extrúzió vagy a rétegelés. Például egy csomó előtermékszemcsét egy fix térfogatú szerszámüreget tartalmazó tartályba töltünk, és az aggregátumot sajtoljuk, hogy az a szerszámüreg alakját vegye fel. Ily módon a nyert makrostruktúra alakját a szerszámüreg alakja határozza meg. A formázótechnikához tartoznak az aggregátum alakjának és/vagy méretének, és/vagy sűrűségének módosítására irányuló műveletek is. Ilyen speciális formázótechnikák közé tartozik itt a hengerlési, tömörítési, extrudálási, fonási, bevonási vagy húzással történő alakítási művelet. Például az előtermékszemcséknek és legalábbis a szemcsék között térhálósító szemek aggregátumkeverék két tömörítőhenger között bocsátható át, hogy lap alakú aggregátumot alakítsunk ki. Egy másik lehetséges módszer az, hogy az aggregátumkeveréket egy résen keresztül extrudáljuk, és így a rés alakjának megfelelő aggregátumformát kapunk. Az aggregátumkeverék továbbá kiönthető egy felületre is abból a célból, hogy kívánt alakú és felületű morfológiájú aggregátumot képezzünk. E technikák bármelyike vagy mindegyikének kombinációja is felhasználható a formázott aggregátum kialakítására. E műveletek kivitelezésére bármely, a szakmában ismert berendezés felhasználható, és a művelet végezhető a berendezés egyes részeivel is akár forrón, akár hidegen.

HU 220 254 Β

A jelen találmány egy előnyös megvalósításánál az előtermékszemcsék, a szemcsék között térhálósító szer, víz és egy hidrofil szerves oldószer keverékét egy szokásos extruder adagológaratjába töltjük. Egy ilyen extruderberendezést szemléltetnek : a „Principles of Polymer Materials” című kéziköny (2. kiadás, McGraw-Hill Book Company, 1982.) 12-14. ábrái a könyv 331. oldalán. A művet itt hivatkozásként említjük. Az aggregátumkeveréket az extruderrésen átextrudálva, két fix, de állítható résű tömörítőhenger közé vezetjük, hogy az aggregátumot lap alakúvá sajtoljuk. A lapot azután megfelelő hosszúságúra vágjuk ahhoz, hogy a tervezett méretű, alakú és/vagy sűrűségű makrostruktúrákat kapjuk.

Azzal egyidejűén vagy azután, hogy a szemcsék között térhálósító szerrel a kezelést elvégeztük, az előtermékszemcséket aggregátummá társítottuk, és az aggregátumot megformáztuk, a szemcséi között térhálósító szert az aggregátum előtermékszemcséinek polimer anyagával - az előtermékszemcsék fizikailag társított állapota fenntartásával - reagáltatjuk, hogy az előtermékszemcsék között keresztkötéseket létesítsünk, szemcséi között térhálósított aggregált makrostruktúra kialakítása céljából.

A szemcsék között térhálósító szer és a polimer anyag közötti reakciót aktiválni kell, és teljessé kell tenni ahhoz, hogy a szemcséi között térhálósított aggregátumot képező különböző előtermékszemcsék között térhálókötéseket lehessen kialakítani. Bár a térhálósítási reakció besugárzással (például ultraibolya-, gamma- vagy X-sugár-besugárzással) is aktiválható, előnyös, ha azt termikusán (melegítéssel) aktiváljuk. A melegítés aktivál, és egyben a keverékben jelenlévő illóanyagokat is eltávolítja. Ez azt jelenti, hogy a társított előtermékszemcséket meg a szemcséi között térhálósító szert bizonyos hőmérsékleten, bizonyos ideig melegítjük. A melegítés sokféle, a szakmában jól ismert kemencében vagy szárítóberendezésben végezhető.

A reakciót általában úgy hajtjuk végre, hogy az elegyet körülbelül 90 °C feletti hőmérsékletre melegítjük, és a térhálósítási reakció teljessé tétele érdekében ezen a hőmérsékleten tartjuk elegendő ideig. Minden adott szemcsék között térhálósító szer és előtermékszemcse polimer anyag esetében az a helyzet, hogy ha a hőmérséklet túl alacsony vagy a reakcióidő túl rövid, akkor a reakció nem megy végbe a kívánt mértékben, aminek az a következménye, hogy kevesebb és gyengébb szemcsék közötti kötés jön létre, és így a makrostruktúra folyadékpermeabilitása a duzzadás folyamán csökken. Ha a hőmérséklet túl magas, akkor az előtermékszemcse abszorpcióképessége leromolhat, vagy - az adott polimer anyagtól függően - az előtermékszemcsék közötti térháló károsodhat olyan mértékben, hogy a képződő makrostruktúra nem képes nagy mennyiségű folyadékot abszorbeálni. Ezen túlmenően, ha az időtartam és a hőmérséklet nem megfelelő, akkor a kapott aggregátumok extrahálható anyagtartalma megnőhet, miáltal a gélblokkolás előfordulásának veszélye nő. Ezért a reakciót általában körülbelül 120 °C és körülbelül 300 °C közötti hőmérséklet-tartományban, előnyösebben körülbelül 100 °C és körülbelül 250 °C közötti hőmérsékleten végezzük. Ha katalizátort nem használunk, akkor a reakcióidő körülbelül 5 perc és körülbelül 6 óra között, előnyösebben körülbelül 10 perc és körülbelül 4 óra között van.

Ha az előtermékszemcsék anyagául az előnyös, gyengén térhálósított, részben semlegesített poliakrilsavat választjuk, és előnyösen használható, szemcsék között térhálósító szert, mint glicerint vagy trimetil-olpropánt alkalmazunk, akkor a reakcióhőmérséklet körülbelül 170 °C és körülbelül 220 °C között, a reakcióidő pedig körülbelül 3 óra és körülbelül 30 perc között lesz.

Még előnyösebben, a reakciót körülbelül 190 °C és körülbelül 210 °C hőmérsékleten, körülbelül 75 perc és körülbelül 45 perc közötti ideig hajtjuk végre. A tényleges reakcióidő és -hőmérséklet az előtermékszemcsék polimer anyagának minőségétől, a használt, szemcsék között térhálósító szer minőségétől, a reakció serkentésére használt katalizátor jelen- vagy távollététől, valamint a makrostruktúra vastagságától vagy átmérőjétől függ.

A térhálósítási reakció serkenthető azzal, hogy a szemcsék között térhálósító szerhez egy iniciátort és/vagy katalizátort adunk, hogy a reakcióidőt vagy -hőmérsékletet csökkentsük, vagy a szemcsék között térhálósító szemek a mennyiségét csökkentsük abból a célból, hogy az előtermékszemcséket egymással társítsuk. A reakciót azonban általában katalizátor távollétében hajtjuk végre.

Az előtermékszemcsék egymással társított állapotát a reakció végzése közben fenn kell tartanunk, hogy elegendő szemcsék közötti térhálókötés jöjjön létre. Ha a reakciólépés alatt az előtermékszemcsék disszociációjához elegendő erők vagy feszültségek állnak fenn, akkor előfordulhat, hogy az előtermékszemcsék között nem jönnek létre keresztkötések. Az előtermékszemcsék fizikailag társított állapotát tipikusan úgy tartjuk fenn, hogy a reakciólépés alatt biztosítjuk, hogy csak minimális disszociációs erők vagy feszültségek léphessenek fel.

A porózus, abszorbens polimer makrostruktúrák kiképzése során adott esetben, előnyös módon a makrostruktúra előtermékszemcséit felületkezeljük. A 4 824 901 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1989. április 25.; Alexander és mások) például a polimer szemcsék poli(kvatemer aminnal) végzett felületkezelését ismerteti. Az egyik kiviteli példában alkalmazott módszer esetében az előtermékszemcsék felületének legalábbis szomszédságában lévő polimer anyagot felületileg úgy térhálósítják, amint azt a 4 666 983 számú, „Absorbent Article” című (1987. május 9.; Tsubakimoto és mások); és a 4 734 478 számú, „Water Absorbing Agent” című (1988. március 29.; Tsubakimoto és mások) amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások ismertetik. E szabadalmi leírásokat itt hivatkozásként említjük. Azáltal, hogy a jelen találmányban egy felületi térhálósítási lépést alkalmazunk, javítjuk a kapott makrostruktúra deformációval szembeni ellenállását duzzadt állapotban. Előnyös módon az előtermékszemcsék kezelésére alkalmazott szemcsék között térhálósító szer egyben felületkezelő szerként is

HU 220 254 Β szolgál, úgyhogy a makrostruktúra képzése és felületi térhálósítása egyidejűén történik.

Mint azt az előbbiekben már tárgyaltuk, a makrostruktúra kialakítási módszere egyes lépéseinek nem kell feltétlenül egy bizonyos sorrendben történnie. Sőt, az egyes lépések szimultán is végezhetők.

Egy előnyös foganatosítási módnál a szemcsék között térhálósító szert egyidejűén alkalmazzuk az előtermékszemcsék fizikai társításával, a keveréket ezután megfelelő, előnyös alakúra és sűrűségűre formázzuk, majd a szemcsék között térhálósító szert ezután az előtermékszemcsék polimer anyagával reagáltatjuk, vagy közvetlenül az itt felsorolt lépések után vagy azután, hogy az aggregátumot egy ideig állni hagyjuk, hogy a makrostruktúra kialakítását és felületi térhálósítását szimultán hajtsuk végre. Tipikusan úgy járunk el, hogy az előtermékszemcséket egy edénybe töltjük, majd a szemcsék között térhálósítószer oldatával, vízzel és egy hidrofil szerves oldószer elegyével porlasztjuk az aggregátum kialakítása céljából. A szemcsék között térhálósító szer, a víz, és a hidrofil szerves oldószer az előtermékszemcsék egymás közötti térhálósítószereként szolgál. A szemcsék között térhálósító szer egyben felületi térhálósító szer is. Az aggregátumot (vagyis a társított előtermékszemcséket meg a vizes elegyet) ezt követően extrudálási és hengerlési művelet kombinálásával tömörített lap alakúra hozzuk, mint ezt a fentiekben leírtuk. A szemcsék között térhálósító szert ezután melegítés segítségével reagáltatjuk a polimer anyaggal, hogy az előtermékszemcsék között térhálókötéseket hozzunk létre, és ezáltal szemcséi között térhálósított aggregátum-makrostruktúrát képezzünk ki, és ezzel egyidejűén a kapott makrostruktúra előtermékszemcséinek felületét felületileg térhálósítsuk.

Bizonyos körülmények között az így nyert makrostruktúra bizonyos mértékig nem hajlékony, törékeny. Hajlékonyabb makrostruktúrák sokféle módon nyerhetők, így például a szemcsék közötti térhálósítási reakció után a makrostruktúrához egy lágyítószer adható. Alkalmas lágyítószer többek között a víz, a nagy molekulatömegű hidrofil szerves oldószerek (például glicerin; 1,3-propán-diol; vagy etilénglikol) vagy polimer (például poli(vinil-alkohol) vagy polietilénglikol oldatok vagy ezek elegyei. A lágyítószer sokféle módon vihető fel a makrostruktúrára, mint például bevonással, porlasztással, immerzióval vagy a makrostruktúrának az oldattal történő elárasztásával. Alternatív módon, víz esetében a lágyítószer úgy is alkalmazható, hogy a makrostruktúrát nagy relatív nedvességtartalmú (70%osnál nagyobb) térbe helyezzük. A lágyítószer a polimerizálható monomert tartalmazó reakcióelegyhez is hozzáadható, még a monomernek, a szemcsék között térhálókötéseket létrehozó reakciója előtt. Ebben az esetben a lágyítószer a térhálósodási reakció folyamán beágyazódik a szemcsék közötti térhálókötés-szerkezetbe. Az oldat lágyítószer-tartalmát az adott lágyítószer minőségétől függően választjuk meg. 100 tömegrész előtermékszemcsére számítva tipikusan körülbelül 0,01 tömegrésztől körülbelül 100 tömegrészig terjedő mennyiségű lágyítószert használunk.

Amint ezt az 1-3. ábrák mutatják, a kapott makrostruktúrának az egymás mellett lévő előtermékszemcsék között pórusai vannak. A pórusok az egymás mellett elhelyezkedő előtermékszemcsék közötti kis rések, amelyek lehetővé teszik, hogy a folyadék a makrostruktúra belsejébe hatoljon. A pórusok a makrostruktúrában annak következtében képződnek, hogy az előtermékszemcsék még sajtolás után sem illeszkednek elég tömören ahhoz, hogy közöttük hézagok ne lennének (az előtermékszemcsék tömörítési hatásfoka 1-nél kisebb). A pórusok általában kisebbek, mint az aggregátumot képező előtermékszemcsék, és azok között kapilláris réseket alakítanak ki, amelyeken át a folyadék a makrostruktúrák belsejébe jut.

A pórusok a szemcséken belül egymással közlekedésben lévő csatornákat képeznek. A csatornák a makrostruktúrával érintkező folyadékok számára lehetővé teszik, hogy azok kapilláris erők hatására a makrostruktúra egyéb részeibe szállítódjanak úgy, hogy az ilyen folyadékok abszorbeálására a makrostruktúra teljes térfogata hasznosítható. Ezen túlmenően, duzzadt állapotban a pórusok és az egymással közlekedő csatornák lehetővé teszik, hogy a folyadékok az eredeti érintkezési ponttól a makrostruktúrán belül vagy azon túl, a makróstruktúrával érintkező egyéb szerkezetekbe is eljussanak. Ily módon a makrostruktúra a pórusok és az egymással közlekedésben lévő csatornák következtében tekinthető folyadékpermeábilisnak.

Az űrtérfogatnak (vagyis a makrostruktúra pórusai és csatornái össztérfogatának) adott részecskeméreteloszlás mellett van egy minimális értéke. Általában minél szűkebb az előtermékszemcsék részecskeméret-eloszlása, annál nagyobb az űrtérfogat. így - tömörített állapotban nagyobb űrtérfogat elérése érdekében - előnyös, ha az előtermékszemcsék részecskeméret-eloszlása viszonylag szűk.

A jelen találmány szerinti makrostruktúrák másik tulajdonsága az, hogy ha bennük folyadék rakódik le vagy azok folyadékkal érintkeznek, akkor még enyhe nyomás hatása alatt is izotróposan duzzadnak. Izotróp duzzadás alatt itt azt értjük, hogy nedvesedés során a makrostruktúra minden irányban egyformán duzzad. A makrostruktúráknak fontos tulajdonsága az izotrópos duzzadás, mert az előtermékszemcsék és a pórusok meg képesek őrizni egymáshoz képest a geometriájukat és térbeli elrendezésüket még duzzadt állapotban is úgy, hogy a meglévő kapilláris csatornák fennmaradnak hacsak nem tágulnak használat közben is. (A pórusok és az előtermékszemcsék duzzadás közben megnőnek.) így a makrostruktúra, ha gélblokkolás nem lép fel, további folyadékürüléseket is be tud szívni, és saját magán belül szállítani képes.

Annak egyik jele, hogy a makrostruktúrában az előzőleg egymástól különálló előtermékszemcsék között térhálókötések jönnek létre, az, hogy a képződő makrostruktúrák folyadékstabilak. „Folyadékstabil” kifejezés alatt itt azt értjük, hogy a szemcséi között térhálósított aggregátumot tartalmazó makrostruktúra folyadékkal történő érintkezés vagy abban történő duzzadás során (feszültség alatti vagy anélküli helyzetben) lényegé11

HU 220 254 Β ben intakt marad, vagyis a megelőzően egymástól független előtermékszemcsék túlnyomórészt egymással társított formában maradnak. Noha a folyadékstabilitás definíciója szerint az előtermékszemcséknek túlnyomó része marad egymással társított formában, előnyös, ha minden előtermékszemcse ilyen formában marad. Fel kell ismernünk azonban, hogy egyes előtermékszemcsék leválhatnak a makrostruktúráról abban az esetben például, ha a makrostruktúrába egyéb, vízzel agglomerált szemcséket agglomerálunk.

A folyadékstabilitás a jelen találmány szerinti makrostruktúráknak fontos tulajdonsága, mert lehetővé teszi, hogy az aggregátum megtartsa viszonylagos szerkezetét mind száraz, mind duzzadt állapotban. Egy végtermékben, mint egy abszorbens elemben vagy abszorbens tárgyban a folyadékstabilitás azért előnyös, mert csökkenti a gélblokkolást, mert az előtermékszemcsék aggregált állapotban maradnak meg akkor is, ha folyadékokkal érintkeznek, és lehetővé teszi előzőleg egymástól független, finom szemcsék aggregátum alakjában történő felhasználását annak érdekében, hogy növeljük a kapott makrostruktúra folyadékfelvételi sebességét anélkül, hogy gélblokkoló elemet vinnénk be a rendszerbe.

Az aggregátum makrostruktúra folyadékstabilitása kétlépéses eljárással mérhető. Először megfigyeljük az aggregált makrostruktúra kezdeti dinamikus válaszát a folyadékkal történő érintkezés során, majd a teljes duzzadást egyensúlyt elért aggregátum makrostruktúra állapotát. Az ezen a kritériumon alapuló folyadékstabilitás egy vizsgálati módszerét az alábbi „Vizsgálati módszerek” című fejezetben írjuk le.

Használat folyamán a makrostruktúrában lerakódó vagy azzal érintkezésbe kerülő folyadékokat az előtermékszemcsék felszívják, vagy azok a pórusokba és a makrostruktúrák egyéb részeihez jutnak, ahol azokat más előtermékszemcsék szívják be, vagy azokat a makrostruktúra egyéb, maga mellett elhelyezkedő elemeihez szállítja.

A 4-6. ábrák a jelen találmány egy másik lehetséges kiviteli alakját szemléltetik, amelyben az előtermékszemcsék különböző alakúak és különféle kémiai összetételűek. Az előtermékszemcsék szabálytalan alakú granulumokból és szálak (vagyis szuperabszorbens rostok) keverékéből állnak. A 4-6. ábrán bemutatott kiviteli alaknál a szálak az Arco Chemical Co., Wilmington, DE cégtől beszerezhető FIBERSORB rostok. A 4. ábra egy ilyen makrostruktúra alakját mutatja általában. Mint látható, a rostok egy mátrixot képeznek, amelyben a granulumok között aránylag kis pórusok, a rostok között aránylag nagy pórusok vannak. Az 5. ábra részletesebben szemlélteti a pórusok alakját és méretét, valamint azt, hogy a granulumokat és a rostokat térhálókötések kötik össze. A 6. ábra részletesebben mutatja a makrostruktúrában a rostok hozzáadása és szemcse/rost kötések létrejötte következtében képződött nagy pórusokat és csatornákat.

A granulumokkal kevert szuperabszorbens rostok relatív mennyisége tág határok között változhat. A makrostruktúrát képezhetik például csupán a szuperabszorbens rostok is; ebben az esetben a makrostruktúra megjelenése olyan, mint a nemszőtt paplanoké. A 4-6. ábrákon bemutatott kiviteli alakoknál a szuperabszorbens rostok körülbelül 0,1 tömeg% és körülbelül 50 tömeg% közötti mennyiségű, előnyösebben körülbelül 0,5 tömeg% és körülbelül 10 tömeg% közötti mennyiségű előtermékszemcsét tartalmaznak.

Abban az esetben, ha a rostok bizonyos mennyiségű előtermékszemcsét tartalmaznak, akkor a rostok előnyös módon alaposan össze vannak keverve az előtermékszemcsék többi részével úgy, hogy a rostok a különböző előtermékszemcsék közötti szövedéket képeznek.

A 7. ábra a jelen találmány szerinti makrostruktúra egy olyan alternatív kiviteli alakját szemlélteti, amelyben az erősítőelemek (mint rostok vagy szálas anyagok) a makrostruktúrába vannak beágyazva. Az erősítőelemek a duzzadt makrostruktúra szilárdságát (vagyis szerkezeti) integritását biztosítják. Bizonyos kiviteli alakok esetében az erősítőrostok olyan elemeket is biztosítanak, amelyek a folyadékot gyorsan elirányítják a makrostruktúra egyéb részeihez és/vagy a szerkezet további abszorbens anyagaihoz. Az erősítőelemek előnyösen szálas anyagok (erősítőszálaknak is nevezett elemek); bár egyéb, erősítő tulajdonságokkal rendelkező anyagok, mint elemi szálak, sodort szálak, paplanok, nemszőtt paplanok, szőtt paplanok vagy bélésanyagok is használhatók. A 7. ábra olyan kiviteli alakot mutat, amelyben poliészterszálak szövik át az egész makróstruktúrát. A poliészterszálak az egymással közlekedő csatornákban helyezkednek el, megnövelik a makrostruktúra szerkezeti integritását duzzadt állapotban.

A jelen találmány szerinti makrostruktúrák erősítőelemei céljára különféle típusú szálanyagok használhatók. Bármely konvencionális abszorbens termékek céljára használt szálas anyag a találmány szerinti makrostruktúrák céljára is használható. Ilyen szálas anyagok közé tartoznak például a cellulózrostok, módosított cellulózrostok, műselyem, polipropilén, poliészterszálak, mint a poli(etilén-tereftalát) (DACRON), a hidrofil nejlon (HYDRO-FIL), és hasonlók. Egyéb, a jelen találmány szerint használható szálas anyagok a hidrofilizált hidrofób szálak, mint a felületaktív szerekkel vagy szilícium-dioxiddal kezelt, hőre lágyuló műszálak, poliolefin-, például polietilén- vagy polipropilén-származék, poliakrilát-, poliamid-, polisztirol-poliuretán- vagy hasonló műszálak. Valójában a hidrofilizált hidrofób szálak, amelyek önmagukban nem nagyon abszorbensek, és emiatt nem képeznek megfelelő abszorpcióképességű paplanokat ahhoz, hogy szokásos abszorbens szerkezetekben legyenek felhasználhatók, jó felszívó tulajdonságuk következtében alkalmasak a jelen találmány szerinti makrostruktúrákban történő felhasználásra. Ez azért van így, mert az itt tárgyalt makrostruktúrákban a szálak felszívóképessége legalább olyan fontos - ha nem fontosabb -, mint a szálas anyag abszorpcióképessége. A találmány szerinti makrostruktúráknak ugyanis gyors kell legyen a folyadékfelvétele, és nem lehetnek gélblokkoló tulajdonságúak. A makrostruktúra szálanyagkomponenseként általában a szintetikus szálak az előnyösek. A legelőnyösebben a poliolefin- és poliészterszálak használhatók.

HU 220 254 Β

Egyéb, bizonyos itt tárgyalt makrostruktúrákban használható cellulózrost anyagok a kémiai úton merevített cellulózrostok. Előnyös kémiai úton merevített cellulózrostok a merevített, sodort, göndörített cellulózrostok, amelyek úgy állíthatók elő, hogy a cellulózrostokat belsőleg térhálósítószerrel térhálósítjuk. Hidrofil szálanyagként használható merevített, sodort, göndörített cellulózrostokat írnak le részletesebben a 4 888 093 számú, „Individualized, Crosslinked Fibers and Process fór Making Said Fibers” című (1989. december 19.; Dean és mások); a 4 889 595 számú, „Process fór Making Individualized, Crosslinked Fibers Having Reduced Residuals and Fibers Thereof ’ című (1989. december 26.; Herron és mások); a 4 889 596 számú, „Process fór Making Individualized Crosslinked Fibers and Fibers Thereof’ című (1989. december 26.; Schoggen és mások); a 4 889 597 számú, „Process fór Making Wet-Laid Structures Containing Individualized Stiffened Fibers” című (1989. december 26.; Bourbon és mások), és a 4 898 647 számú, „Twisted, Chemically Stiffened Fibers and Absorbent Structures Made Therefrom” című (1990. február 6.; Moore és mások) amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások. Ezek mindegyikét itt hivatkozásként említjük.

„Hidrofil” szálak vagy szálfelületek alatt itt azt értjük, hogy a szálakat a rájuk lerakódó folyadékok nedvesítik (vagyis a víz vagy vizes testfolyadék könnyen terül el a szál felületén, függetlenül attól, hogy a szál valójában beszívja-e a folyadékot vagy gélt képez). Az anyagok nedvesedésére vonatkozóan a tudomány állása a hidrofobicitást (és nedvesedést) az érintett folyadékok és szilárd anyagok közötti kontaktszögekkel és felületi feszültségértékekkel jellemzi. Ezt részletesebben a „Contact Angié, Wettability, and Adhesion” című, Róbert F. Gould szerkesztésében megjelent, 1964-ben kiadott közlemény tárgyalja. Akkor mondjuk, hogy egy folyadék valamely szál felületét vagy annak egy részletét nedvesíti, ha a folyadék és a szál vagy a felület közötti kontakt szög kisebb, mint 90°, vagy ha a folyadék önmagától szétteljed a szál teljes felületén; mindkét feltételnek egyidejűén kell fennállnia.

A szálanyag úgy adható a makrostruktúrákhoz, hogy a szálakat a szemcsék között térhálósító szer oldatához adjuk, a szemcsék között térhálósító szer alkalmazása előtt az előtermékszemcsékkel keveijük össze, vagy a szálanyagot a szemcsék között térhálósítószer/előtermékszemcsék keverékhez adjuk. Egy előnyös kiviteli alak esetében a szálanyagot a szemcsék között térhálósítószer/előtermékszemcsék keverékkel gyúrógépben gyűljük. A szálanyagot előnyösen alaposan összekeverjük az oldatokkal úgy, hogy a szálanyag egyenletesen legyen a makrostruktúrában diszpergálva. A rostokat ugyancsak előnyösen, azelőtt adjuk hozzá az elegyhez, mielőtt a szemcsék között térhálósító szert az előtermékszemcsék polimer anyagával reagáltatnánk.

Az előtermékszemcsékkel összekevert szálanyag mennyisége tág határok között változhat. 100 tömegrész előtermékszemcsére számítva előnyösen körülbelül 0,01 tömegrésztől körülbelül 5 tömegrészig terjedő mennyiségű, előnyösebben körülbelül 0,5 tömegrésztől körülbelül 2 tömegrészig terjedő mennyiségű szálasanyag-mennyiséget alkalmazunk.

A porózus, abszorbens makrostruktúrák sokféle területen, sokféle célra használhatók. Használhatók például csomagolóedények; gyógyszerszállító edények; sebtisztító csomagok; égések kezelésére szolgáló eszközök; ioncserélő oszlopanyagok; építőanyagok; mezőgazdasági vagy kertészeti anyagok, mint vetőmaglapok vagy vizet visszatartó anyagok céljára; valamint ipari célokra, mint iszap- vagy olajvíztelenítésre, harmatképződést gátló anyagok, szárítóanyagok és nedvességet szabályozó anyagok céljára.

A találmány szerinti porózus, abszorbens, polimer makrostruktúrák akkor hasznosak, ha egy hordozóanyaggal vannak társítva. Ilyen, a jelen találmány szerint használható hordozóanyagok például a cellulózrostok. A hordozóanyagok egyéb hordozók, mint nemszőtt paplanok, fátyolpaplanok, habok, poliakrilátszálak, perforált polimer fóliák, szintetikus szálak, fémfóliák, elasztomerek és hasonlók is lehetnek. A makrostruktúrák a hordozóanyaggal közvetlenül vagy közvetett módon lehetnek társítva, és ahhoz kémiai vagy fizikai kötésekkel kötődhetnek, mint ez azoknak az anyagoknak, köztük ragasztóanyagoknak vagy vegyszereknek esetében ismert, amelyek úgy reagálnak, hogy a makrostruktúrákat a hordozóanyaghoz ragasztják.

A jelen találmány szerinti porózus, abszorbens polimer makrostruktúrák különleges abszorbens tulajdonságai miatt, a makrostruktúrák különösen alkalmasak abszorbens tárgyak, különösen eldobható abszorbens tárgyak abszorbens magjaként. „Abszorbens tárgy” alatt e leírásban olyan tárgyakat értünk, amelyek abszorbeálják és magukban tartják a kiürített testnedveket, és specifikusan olyan tárgyakat, amelyeket a viselő személy testére vagy annak közelében helyeznek el azzal a céllal, hogy abszorbeálják és magukban tartsák a különböző kiürített testnedveket. Ezen túlmenően „eldobható” abszorbens tárgyak alatt olyan termékeket értünk, amelyeket egyetlen alkalommal történő használat után szemétbe dobnak (vagyis az eredeti abszorbens tárgyat teljes egészében nem szánják kimosásra vagy egyéb úton történő felújításra vagy újra felhasználásra, noha az abszorbens tárgyak bizonyos anyagai vagy azok teljes egésze újrahasznosítható, újrahasználható vagy komposztálható). Az eldobható abszorbens tárgy egy kiviteli alakját, a 20 pelenkát a 8. ábra mutatja be. A „pelenka” alatt általában gyermekek vagy szükséglet-visszatartási képességgel nem rendelkező egyének által viselt betéteket értünk, amelyeket a viselő hátsó testrésze körül visel. Megjegyezzük azonban, hogy a jelen találmány egyéb abszorbens tárgyak, mint csökkent képességű egyének részére szükséges betétek, bélések, edzőnadrágok, pelenkabetétek, egészségügyi betétek, arckendők, papírtörölközők és hasonlók céljára is alkalmazhatók.

A 8. ábra a jelen találmány szerinti 20 pelenka perspektivikus képe annak össze nem húzott állapotában (vagyis arról minden elasztikus összehúzóelemet eltávolítottunk). A szerkezet egyes elemeit kimetszettük, hogy világosabban bemutassuk a 20 pelenka konstrukcióját, és az ábra a pelenkát a felől az oldal felől mutatja, amely

HU 220 254 Β az azt viselő személlyel érintkezik. Ez a 8. ábra szerinti 20 pelenka előnyösen egy 38 folyadékáteresztő felső lapot; egy, a 38 felső lappal társított 40 hátsó lapot; egy a 38 felső lap és a 40 hátsó lap között elhelyezett 42 abszorbens magot; 44 rugalmas elemeket, és 46 tépőzárrögzítőket tartalmaz. A 38 fedőlap, 40 hátsólap, 42 abszorbens mag és 44 rugalmas elemek sokféle ismert módon összeszerelhetők. Egy előnyös pelenkakonfigurációt általánosan a 3 860 003 számú, „Contractable Sídé Portions Fór Disposable Diaper” című (1975. január 14.; Kenneth B. Buell) amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ír le, amelyet itt hivatkozásként említünk. Egyéb lehetséges, előnyös eldobható pelenkakonfigurációkat ismertetnek szintén a 4 808 178 számú, „Disposable Absorbenst Article Having Elasticized Flaps Provided With Leakage Resistant Portions” című (1989. február 28.: Mohammed I. Aziz és Td L. Blaney); a 4 695 278 számú, „Absorbent Article Having Dual Cuffs” című (1987. szeptember 22.; Michael I. Lawson); és a 4 826 025 számú, „Absorbent Article Having A Containment Pocket” című (1989. március 28.; John H. Foreman) amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások. E leírásokat hivatkozásként említjük.

A 8. ábra a 20 pelenka egy olyan előnyös kiviteli alakját mutatja, amelynél a 38 fedőlap és a 40 hátsó lap egyforma méretű és hosszúságú, valamint szélességük általában nagyobb, mint a 42 abszorbens magé. A 38 fedőlap 40 hátsólappal van összekötve, arra rá van helyezve, így képezik a 40 pelenka kerületét. Kerületük határozza meg a 20 pelenka széleit. A kerület magában foglalja a 32 végső, és a 30 hosszanti irányú éleket.

A 38 felső lap simulékony, puha érzést keltő és nem irritálja a viselő személy bőrét. A 38 felső lap ezenkívül folyadékáteresztő, ami lehetővé teszi, hogy a folyadékok könnyen áthatoljanak teljes vastagságán. Alkalmas 38 felső lap készíthető számos anyagból, mint porózus habokból, redőzött habokból, perforált műanyag fóliákból, természetes rostanyagokból (például fa- vagy gyapotrostokból), szintetikus szálakból (például poliésztervagy polipropilénszálakból) vagy természetes és szintetikus szálak kombinációjából. A 38 felső lap előnyösen valamely hidrofób anyagból készül, hogy a viselő személy bőrét elszigetelje a 42 abszorbens magban lévő folyadékoktól.

A 38 felső lap egy különösen előnyös kiviteli alakja körülbelül 1,5 denier finomságú vágott polipropilénszálakat tartalmaz, mint amilyen a Hercules, Inc. Wilmington, Delaware cég által forgalmazott típusú polipropilén. „Vágott szál” alatt itt legalább 15,9 mm hosszúságú szálakat értünk.

A 38 felső lap számos gyártási módszerrel készíthető. A 38 fedőlap lehet szőtt, nemszőtt, fonott, kártolt vagy hasonló. Előnyös a kártolt és a textilszakmában jól ismert hórögzítéssel készült lap. A 38 felső lap tömege előnyösen körülbelül 18-25 g/m², száraz állapotban minimális szakítószilárdsága gépirányban legalább körülbelül 400 g/cm és nedves szilárdsága gépirányban merőlegesen legalább körülbelül 55 g/cm.

A 40 hátsó lap folyadék-átnemeresztő, és előnyösen vékony műanyag fóliából készül, noha egyéb, folyadékot át nem eresztő anyag is használható. A 40 hátsó lap meggátolja, hogy a 42 abszorbens mag által felszívott és abban lévő nedvek a 20 pelenkával érintkező tárgyakat, mint ágyneműt vagy alsóneműt benedvesítsenek. A 40 hátsó lap előnyösen körülbelül 0,012 mm-0,051 cm vastag polietilénfólia, noha egyéb, flexibilis, folyadékot át nem eresztő anyagok is használhatók e célra. „Flexibilis” kifejezés alatt itt azt értjük, hogy az anyag simulékony, könnyen illeszkedik a viselő személy testformájához és annak körvonalaihoz.

Alkalmas polietilénfóliát gyárt és forgalmaz a Monsanto Chemical Corporation Film No. 8020 terméknéven. A 40 hátsó lap előnyösen prégelve van és/vagy mattírozott felületű, hogy textilanyagszerűbb legyen a megjelenése. A 40 hátsó lap továbbá átengedhet a 42 abszorbens magból távozó gázokat, miközben továbbra is megakadályozza, hogy kiürített anyagok hatoljanak át rajta.

A 40 hátsó lap méretét a 42 abszorbens mag mérete és a pelenka tervezett alakja határozza meg. Egy előnyös kiviteli alak esetében a 40 hátsó lap módosított óraüveg alakú, amely a 42 abszorbens mag mögé nyúlik legalább 1,3-2,5 cm-rel, a pelenka teljes kerülete mentén.

A 38 fedőlap és 40 hátsó lap bármely alkalmas módon társítható össze egymással. A „társítható” kifejezés alatt itt azt értjük, hogy a 38 fedőlap közvetlenül is rögzíthető a 40 fedőlaphoz, meg olyan kiviteli alakok is lehetségesek, ahol a 38 fedőlap közbenső, a 40 hátsó laphoz rögzített elemek közbeiktatásával, közvetett módon van rögzítve a 40 hátsó laphoz. Egy előnyös kiviteli alak esetében a 38 fedőlap és a 40 hátsó lap közvetlenül van egymáshoz rögzítve a pelenka kerülete mentén valamilyen rögzítőeszköz (ezt az ábra nem mutatja), például ragasztóanyag segítségével vagy egyéb, a szakmában ismert módon. Például egy folytonos ragasztóréteg, valamely mintázott ragasztóanyag-réteg vagy különálló ragasztóanyag-vonalakból vagy ragasztóanyagpontokból álló elrendezés használható a 38 fedőlap 40 hátlaphoz rögzítéséhez.

A 46 tépőzárrögzítőt tipikusan a 20 pelenka hátsó deréktáján helyezzük el, hogy a pelenkát viselőjének testén rögzítsük. E rögzítőelemek bármilyen, a szakmában ismert típusúak lehetnek, mint például azok, melyeket a 3 848 594 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1974. november 9.; Kenneth B. Buell) ismertet. A leírást itt hivatkozásként említjük. Ezeket a 46 rögzítőelemeket vagy egyéb pelenkarögzítő eszközöket tipikusan a 20 pelenka sarkainak közelében helyezzük el.

A 44 rugalmas elemek a 20 pelenka kerülete mellett, előnyösen a 30 hosszanti irányú él mentén vannak elhelyezve oly módon, hogy azok a 20 pelenkát a viselő személy lábszárai felé húzzák, és ott tartsák. Alternatív módon a 44 rugalmas elemek a 20 pelenka 32 végső élei közelében is elhelyezhetők. Ebben az esetben azok derékkötő-mandzsettát is képeznek, semmint lábszármandzsettát. Ilyen alkalmas derékkötőt ismertet például a 4 515 595 számú, „Disposable Dapers with Elastically Contractible Waistbands” című, amerikai egye14

HU 220 254 Β sült államokbeli szabadalmi leírás (1985. május 7.; Dávid J. Kievit és Thomas F. Osterhage), melyet itt hivatkozásként említünk. Továbbá elasztikusán összehúzódó elasztikus elemekkel ellátott eldobható pelenkagyártási módszert és berendezést ír le a 4 081 301 számú, „Method and Apparátus fór Contimously Attaching Discrete, Stretched Elastic Strands to Predetermined Isolated Portions of Disposable Absorbent Products” című, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1978. március 28.; Kenneth B. Buell), melyet itt hivatkozásként említünk.

A 44 rugalmas elemeket a 20 pelenkához elasztikusán összehúzódni képes módon rögzítjük, úgyhogy normális, nem kifeszített állapotban a 44 rugalmas elemek a 20 pelenkát hatásos módon összehúzzák. A 44 rugalmas elemek legalább kétféle módon rögzíthetők elasztikusán összehúzódni képes módon. Eljárhatunk úgy, hogy a 44 rugalmas elemeket kinyújtott állapotban rögzítjük a kiterített 20 pelenkához. Alternatív módon úgy is eljárhatunk, hogy a 20 pelenkát például összeráncoljuk, a 44 elasztikus elemeket pedig nem nyújtott vagy részben nyújtott állapotban rögzítjük hozzá.

A 8. ábrán szemléltetett kiviteli alaknál a 44 elasztikus elemek a 20 pelenka hosszának egy részén vannak elrendezve. Alternatív módon ezek a 44 rugalmas elemek a 20 pelenka teljes hosszára teqedhetnek vagy bármilyen olyan hosszúságuk lehet, amely elasztikus összehúzást képes biztosítani. A 44 rugalmas elemek hosszát a pelenka tervezett alakja határozza meg.

A 44 elasztikus elemek alakja sokféle lehet. Szélességük például körülbelül 0,25 mm-től körülbelül 25 mmig vagy még tovább terjedhet; állhatnak egyetlen elasztikus anyagcsíkból vagy több párhuzamos vagy nem párhuzamos elasztikus anyagcsíkból; lehetnek szögletesek vagy görbe keresztmetszetűek. A 44 elasztikus elemek továbbá bármely, a szakmában ismert módon rögzíthetők a pelenkához. Rögzíthetők ultrahangos kötéssel, hőimpulzusos vagy sajtolásos hegesztéssel a 20 pelenkára, sokféle mintázat szerint vagy egyszerűen rá is ragaszthatok arra.

A 20 pelenka 42 abszorbens magja a 38 fedőlap és a 40 hátlap között van elhelyezve, a 42 abszorbens mag sokféle méretben és alakban (például négyszögletes, óraüveg, aszimmetrikus stb. alakban) és sokféle anyagból gyártható. A 42 abszorbens mag összes abszorpcióképességének azonban összhangban kell lennie az abszorbens tárgy vagy pelenka használati céljának megfelelő, tervezett folyadékterheléssel. Ezen túlmenően, a 42 abszorbens mag mérete és abszorpcióképessége aszerint is változhat, hogy gyermekek vagy felnőttek használják-e. A 42 abszorbens mag tartalmazza a jelen találmány szerinti porózus, abszorbens, polimer makrostruktúrákat.

A 20 pelenka egy előnyös kiviteli alakjának négyszög formájú 42 abszorbens magja van. Mint ez a 9. ábrán látható, a 42 abszorbens mag előnyösen egy 50 borítópaplant, és egy ebben elrendezett 52 polimer makróstruktúrát tartalmazó 48 abszorbens elemet foglal magában. A makrostruktúra azért van bezárva az 50 borítópaplanba, hogy minimálisra szorítsuk az előtermékszemcsék fedőlapon keresztül történő kivándorlását, egy további folyadékszállító réteget biztosítsunk a 38 fedőlap és az 52 polimer makrostrukúra között a folyadék befogadására, és minimálisra csökkentsük a selejtet. Mint ezt a 9. ábra mutatja, az 52 polimer makrostruktúra köré egy 50 borítópaplant borítunk, amelynek ily módon 54 első és 56 második rétege van. Az 50 borítópaplan széleit annak kerülete mentén bármely szokásos módszerrel, mint egy ragasztóanyaggal, ultrahangos vagy hőimpulzusos/sajtolásos módszerrel lezárjuk, és így egy zacskót alakítunk ki. Az 50 borítópaplan számos anyagból, mint nemszőtt paplanból, papírpaplanból vagy abszorbens anyag paplanból készülhet. Az 50 borítópaplan előnyösen egy, a 38 felső lap előállításához használt nemfonott paplanhoz hasonló paplanból áll. A fonott paplan előnyösen hidrofil tulajdonságú, hogy a folyadékok gyorsan áthaladhassanak az 50 borítópaplanon. Hasonló rétegelt abszorbens elemeket ír le részletesebben a 4 578 068 számú, „Absorbent Laminate Structure” című, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (1986. március 25.; Timoty A. Kramer, Gerlad A. Young és Rónáid W. Kock), melyet itt hivatkozásként említünk.

Alternatív módon a jelen találmány szerinti 42 abszorbens magok állhatnak csupán egy vagy több, jelen találmány szerinti porózus, abszorbens, polimer makrostruktúrából; tartalmazhatják több, a jelen találmány szerinti makrostruktúrákat magukba foglaló rétegek kombinációját; vagy bármely más, a jelen találmány szerinti makrostruktúrák egyikét vagy többjét tartalmazó abszorbens mag kombinációit.

A 10. ábra a 120 pelenka egy olyan kiviteli alakját ábrázolja, amely egy módosított óraüveg alakú 60 abszorbens elemből, és egy azalatt elhelyezett (vagyis a 60 abszorbens elem és a 40 hátsó lap között elhelyezett) 62 porózus, abszorbens makrostruktúra-rétegből álló, kétrétegű 142 abszorbens magot tartalmaz.

A 60 abszorbens elem a kiürített folyadékok gyors összegyűjtésére, azok időleges megtartására szolgál, valamint arra, hogy az ilyen folyadékokat felszívás által az eredeti érintkezés helyéről a 60 abszorbens elem más részeihez, és a 62 makrostruktúra-réteghez szállítsa. A 60 abszorbens elem előnyösen rostpaplant vagy zúzott rostanyagokat tartalmaz. A 60 abszorbens elemhez különféle rostanyagok, mint az előzőekben tárgyalt rostanyagok használhatók fel. Általában előnyösek e célra a cellulózrostok, különösen a facellulóz rostok. A 60 abszorbens elem bizonyos mennyiségű szemcsés, abszorbens polimer kompozíciót is tartalmazhat. A 60 abszorbens elem például tömegének 50%-áig terjedő mennyiségű polimer kompozíciót tartalmazhat. A legelőnyösebb kiviteli alakok esetében a 60 abszorbens elem tömegének 8%-áig terjedő mennyiségű szemcsés, abszorbens polimer kompozíciót tartalmaz. Egyéb, adott esetben előnyös kiviteli alakok esetében - az előzőekben már tárgyalt - kémiai úton merevített cellulózrostokat tartalmaz. A jelen találmány szerint használható 60 abszorbens elemek kiviteli alakjainak példáit a 4 673 402 számú, „Absorbent Article With Dual-Layered Cores” című (1987. június 16.; Paul T. Weisman, Dawn I. Houghton és Dalé A. Gellert); a

HU 220 254 Β

834 735 számú, „High Density Absorbent Members Having Lower Density and Lower Basis Weight Acquisiton Zones” című (1989. május 30.; Miguel Alemany és Charles J. Berg) amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások írják le. E szabadalmi leírásokat itt hivatkozásként említjük. Különösen előnyösen használhatók az olyan abszorbens elemek, amelyeknek van egy tárolózónája, és egy, ennél a tárolózónánál kisebb átlagsűrűségű és kisebb átlagos alaptömeg/felületegység értékű befogadózónája. Az ilyen befogadózónák különösen előnyösen használhatók fel kiürített folyadékok befogadására.

A 60 abszorbens elem kívánság szerinti, például négyszögletes, ovális, téglalap, aszimmetrikus vagy óraüveg alakú lehet. A 60 abszorbens elem alakja meghatározhatja az eredményezett 120 pelenka általános alakját. A 10. ábrán mutatott előnyös kiviteli alak esetében a 60 abszorbens elem óraüveg alakú.

A jelen találmány szerinti 62 makrostruktúra-rétegnek nem kell ugyanolyan alakúnak lennie, mint a 60 abszorbens elemnek, felső felülete lényegesen kisebb vagy nagyobb lehet, mint a 60 abszorbens elem felső felületi területe. Mint ezt a 10. ábra mutatja, a 62 makrostruktúra-réteg kisebb, mint a 60 abszorbens elem, és felső felületi területe körülbelül a 60 abszorbens elemének 0,10-1,0-szerese. Előnyösebben, a 62 makrostruktúra-réteg felső felületi területe csak körülbelül 0,10-0,75-szöröse, és legelőnyösebben körülbelül 0,10-0,5-szöröse a 60 abszorbens elemének. Egy másik lehetséges kiviteli alaknál a 60 abszorbens elem kisebb, mint a 62 makrostruktúra-réteg, és felső felületi területe körülbelül 0,25-1,0-szerese, előnyösebben körülbelül 0,3-0,95-szöröse a 62 makrostruktúra rétegének. Ennél az alternatív kiviteli alaknál a 60 abszorbens elem előnyösen kémiai úton merevített cellulózrostokat tartalmaz.

A pelenkában a 62 makrostruktúra-réteg a 40 hátlaphoz és/vagy a 60 abszorbens elemhez képest előnyös módon speciális helyzetben van elhelyezve. Közelebbről, a 62 makrostruktúra-réteg általában a pelenka elülső része felé van elrendezve úgy, hogy a 62 makrostruktúra-lemez a legelőnyösebb helyzetben legyen a kiürített folyadékok befogadására és tárolására.

Egyéb lehetséges kiviteli alakoknál a 10. ábrán látható egyetlen makrostruktúra-réteg több makrostruktúrával, előnyösen körülbelül 1-6 makrostruktúracsíkkal vagy -réteggel helyettesíthető. Ezen túlmenően, a 42 abszorbens magban további abszorbens rétegek, elemek vagy szerkezetek helyezhetők el. A 62 makrostruktúra-réteg és a 40 hátsó lap közé például egy további abszorbens elem helyezhető el abból a célból, hogy a 142 abszorbens mag részére tartalékkapacitást biztosítsunk, és/vagy egy olyan réteget biztosítsunk, amely képes arra, hogy a 62 makrostruktúra-rétegen áthatoló folyadékokat a 142 abszorbens mag vagy a 62 makrostruktúra-réteg egyéb részeibe oszlassa el. A 62 makrostruktúra-réteg adott esetben a 60 abszorbens elem felett is elhelyezhető oly módon, hogy az a 38 fedőlap és a 60 abszorbens elem között foglal helyet.

Használat során a 20 pelenkát úgy helyezzük rá viselőjére, hogy annak hátsó derékoldali korcát a viselő személy háta alá tesszük, majd a 20 pelenka többi részét áthúzzuk a viselő személy lábszárai között úgy, hogy a homlokoldali derékkorc a viselő személy arc felőli oldalán keresztben legyen. A 46 rögzítőelemeket ezután előnyösen a 20 pelenka kifelé eső részén rögzítjük. Használat közben a találmány szerinti, porózus, abszorbens makrostruktúrákat magukban foglaló eldobható pelenkák vagy egyéb abszorbens tárgyak a makrostruktúrák nagy abszorpcióképessége következtében gyorsabban és hatásosan oszlatják el és tárolják a folyadékokat, és így kifelé szárazak maradnak.

Mesterséges vizelet

A jelen találmány vizsgálati módszereinél használt speciális szintetikus vizeletet leírásunkban „mesterséges vizelet”-nek nevezzük. Ez a mesterséges vizelet általánosan Jayco SynUrine néven ismert, és a Jayco Pharmaceuticals Company of Camp Hill, Pennsylvania cégtől szerezhető be. Összetétele a következő: 2,0 g/1 kálium-klorid; 2,0 g/1 nátrium-szulfát; 0,85 g/1 ammónium-dihidrofoszfát; 0,15 g/1 ammónium-hidrofoszfát; 0,19 g/1 kalcium-klorid és 0,23 g/1 magnézium-klorid. Valamennyi vegyszer reagens minőségű. A mesterséges vizelet pH-ja 6,0 és 6,4 között van.

Vizsgálati módszerek

A) Az előtermékszemcsék abszorpcióképessége

A polimer kompozíciót egy „teászacskóba” helyezzük, és meghatározott időtartamra fölös mennyiségű mesterséges vizeletbe mártjuk, majd meghatározott ideig centrifugáljuk. A polimer kompozíció centrifugálás utáni tömege, mínusz annak eredeti tömege (a nettó folyadékfelvétel)/ a kezdeti tömeg az abszorpcióképesség.

A következő vizsgálatot standard laboratóriumi körülmények között, 23 °C hőmérsékleten és 50% relatív nedvesség mellett hajtjuk végre. 6x12 cm méretű kivágószerszámmal kivágjuk a teászacskó anyagát, azt hosszában félbevágjuk, és két éle mentén T alakú hegesztőpofával lehegesztjük. Ily módon 6 χ 6 cm méretű teászacskót kapunk. A használt teászacskóanyag a C. H. Dexter, Division of Dexter Corp., Wndsor Locks, Connecticut, USA cég 1234 típusú, hőimpulzussal hegeszthető anyaga vagy ezzel egyenértékű anyag. Ha a finom szemcséket vissza akarjuk tartani, akkor kisebb porozitású teászacskóanyagot kell használnunk. 0,200±0,005 g polimer kompozíciót bemérőpapíron lemérünk, azt a teászacskóba töltjük, és annak nyitott szélét lehegesztjük. Egy üres teászacskó nyitott szélét is lehegesztjük, ezt vakpróbaként használjuk. Körülbelül 300 ml mesterséges vizeletet egy 1.000 milliliteres főzőpohárba töltünk. A vakpróba-teászacskót a mesterséges vizeletbe merítjük. A polimer kompozíciót tartalmazó teászacskót (a mintateászacskót) vízszintes helyzetben tartva a zacskóban lévő anyagot egyenletesen oszlatjuk el. A zacskót a mesterséges vizelet felszínére fektetjük, azt egy percnél nem hosszabb ideig nedvesedni hagyjuk, majd teljesen bemerítjük és 60 percig áztatjuk. Körülbelül 2 perccel az első minta bemerítése után egy második, az elsővel azonos módon elkészített teászacskókészletet (minta+vakpróba) merítünk be, és az

HU 220 254 Β első készlettel azonos módon 60 percig áztatjuk. Az előírt áztatási idő letelte után a teászacskókat (csipesszel) hirtelen kiemeljük a mesterséges vizeletből. Ezután a mintákat az alábbiakban leírt módon centrifugáljuk. E célra Delux II, No. 05-100-26 Fisher típusú centrifugát használunk, amely a Fisher Scientific Co., Pittsburgh, PA cégtől szerezhető be. A centrifuga közvetlen leolvasású fordulatszámlálóval és villamos fékkel kell legyen felszerelve. A centrifuga fel van szerelve továbbá egy körülbelül 6,5 cm magas, 21,425 cm külső átmérőjű, 20,155 cm belső átmérőjű hengeres kosárbéléssel, amelynek külső fala mentén 9 sorban elhelyezett, egyenként 0,238 cm átmérőjű, egymástól egyforma távolságra elhelyezett kör alakú furata van, feneke hat darab 0,635 cm átmérőjű, a kosárfenék kerülete mentén egymástól egyforma távolságra elhelyezett kör alakú, leürítő furattal van ellátva, amelyek a külső fal és a leürítő furatok középpontja közötti 1,27 cm távolságra vannak elrendezve. Használható ezzel egyenértékű más berendezés is. A kosarat a centrifugába helyezzük oly módon, hogy az a centrifugával összhangban forogjon és fékeződjék. A mintateászacskókat hajtogatott élükkel a centrifuga forgásirányába, a centrifugakosárba helyezzük, hogy a kezdeti gyorsulást felvegyék. A vakpróba-teászacskók a nekik megfelelő mintateászacskó bármelyik oldalára helyezhetők. A második készlet mintateászacskóját az első készlet mintateászacskójával szemben kell elhelyezni; és a második készlet vakpróba-zacskóját az első készlet vakpróba-zacskójával szemben, hogy a centrifugát kiegyensúlyozzuk. A centrifugát beindítjuk és gyorsan felpörgetjük stabilis, 1.500 fordulat/perc fordulatszámra. Amikor a centrifuga 1.500 fordulat/perc fordulatszámra beállt, 3 perc határidővel stopperórát indítunk be. 3 perc eltelte után a centrifugát fékezéssel leállítjuk. Az első mintateászacskót és az első vakpróba-teászacskót kivesszük, és külön-külön lemérjük. A műveletet a második mintateászacskóval és vakpróba-teászacskóval megismételjük. A minták abszorpcióképességét (ak) a következőképpen számítjuk ki: ak (a mintateászacskó centrifúgálás utáni tömege, mínusz a vakpróba-teászacskó centriíúgálás utáni tömege, mínusz a polimer kompozíció tömege száraz állapotban), osztva a polimer kompozíció tömegével száraz állapotban. Az itt használt abszorpcióképesség-értékek mindig két párhuzamos mérés átlagértékei.

B) Folyadékstabilitás

A vizsgálati módszer célja annak megállapítása, hogy milyen az aggregátum stabilitása mesterséges vizelettel szemben.

A makrostruktúra-mintát lapos csészébe helyezzük, és fölös mennyiségű mesterséges vizeletet adunk hozzá. A makrostruktúra duzzadását figyeljük meg az egyensúlyi állapot eléréséig. A duzzadó makrostruktúra megfigyelése folyamán azt nézzük, hogy az aggregátumról letöredeznek-e kis részecskék, úsznak-e el tőle lemez alakú szemcsék, illetve azt, hogy ezek mennyire növekszenek a kétdimenziós X-Y síkban. Ha az aggregátumról sok részecske (szemcse) szakad le, akkor a makrostruktúrát instabilisnak tekintjük. A makrostruktúra izotróp duzzadását is meg kell figyelnünk. Ha a makrostruktúra aránylag stabilis marad, és az előtermékszemcsék, valamint pórusok térbeli elrendeződése a vizsgálat után fennmarad, akkor a makrostruktúrát stabilisnak tekintjük. A folyadékstabil, előnyös makrostruktúrák duzzadt állapotukban is kiszedhetők anélkül, hogy széttöredeznének.

C) Előtermékszemcsék mérete és tömegátlag részecskemérete g előtermékszemcse-nyersminta tömeg% szerinti részecskeméret-eloszlását úgy határozzuk meg, hogy a mintát egy 19 szitából álló szitasorozattal szitáljuk át. A sziták mérete a szabványos 20-as szitától (850 μ) a szabványos 400-as szitáig (38 μ) terjed. A szabványos sziták a Gilson Company, Inc., Worthington, Ohio cégtől szerezhetők be. A műveletet három szitából álló szitakészlettel végezzük, mert a használt berendezés 19 darab szitát egyszerre nem képes befogadni. Az első szitakészlet a szabványos 20-as, 25-ös, 30-as, 35-ös, 40-es, 45-ös és 50-es szitákból, meg az átszitált terméket felfogó edényből áll; a második szitakészlet a szabványos 60-as, 70-es, 80-as, 100-as, 120-as és 140-es szitából, meg az átszitált terméket befogadó edényből áll; a harmadik szitakészlet a szabványos 170-es, 200-as, 230as, 270-es, 325-ös és 400-as szitát meg az átszitált terméket felfogó edényt tartalmazza. Az e sziták mindegyikén fennmaradó előtermékszemcséket a tömeg% szerinti részecskeméret-eloszlás meghatározása céljából azután lemérjük.

Az első szitakészletet egy rázógépre szereljük fel, és a szabványos 20-as szitára 10,0±0,00 g mintát mérünk be. A rázógép egy SS-5 típusú, 7,62 cm-es vibrációs rázógép, amely a Gilson Company, Inc., Worthington, Ohio cégtől szerezhető be. A szitakészletet 3 percig körülbelül 2100 vibráció/perc sebességgel („6”-os műszer-mutatóállás mellett) rázzuk. Ezután a szita-felfogóedényt levesszük, és a szitakészletet későbbi mérés céljára félretesszük. A szita-felfogóedényben maradt anyagmintát puha kefével bemérőpapirosra visszük át. A rázógépre felszereljük a második szitakészletet, és a bemérőpapiroson lévő anyagot a szabványos 60-as szitára visszük át. A második szitakészletet 3 percig 2100 vibráció/perc sebességgel rázzuk. A szita-felfogóedényben maradt anyagot bemérőpapirosra visszük át, és félretesszük. Felszereljük a rázógépre a harmadik szitakészletet, és a félretett mintát a szabványos 170-es szitára ürítjük. A harmadik szitakészletet 3 percig körülbelül 2100 vibráció/perc sebességgel rázzuk. Az egyes szitákon fennmaradt anyagokat letárázott bemérőpapírra visszük át. Ezeket standard, három tizedes pontossággal mérőmérlegen lemérjük, és az egyes szitákon fennmaradt anyag tömegét feljegyezzük. Ezt a műveletet megismételjük, minden egyes szitán maradó anyaghoz - és a szita-felfogóedényben lévő anyaghoz is - új bemérőpapirost használunk. Ezt a módszert két további 10 grammos mintával megismételjük. A három, egy adott méretű szitán fennmaradt anyag tömegének átlagértéke határozza meg a minta tömegátlag részecskeméret-eloszlását mindegyik szitaméretnél.

HU 220 254 Β

A nyersminta 10 g-jának tömegátlag részecskeméretét (trm) a következő módon számítjuk ki:

ahol Mj az egy adott szitán fennmaradt szemcsék tömege; Dj pedig az adott szita „méretparamétere”. Valamely adott szita méretparamétere alatt a hozzá legközelebb álló nagyobb szita mikronban kifejezett méretét értjük, így például a szabványos 50-es szitaméret paramétere 355 μ. Ez (a hozzá legközelebb álló) a szabványos 45-ös szita lyukméretének felel meg. A jelen leírásban tömegátlag részecskeméret alatt három párhuzamos minta tömegátlag részecskeméretének középértékét értjük.

Előtermékszemcse példa

Köpennyel ellátott, 10 literes, 220x420 mm nyílásméretű, 240 mm mély, két 120 mm forgásátmérőjű, szigma típusú karral ellátott gyúróberendezést tömített fedéllel látunk el. Vizes, 37 tömeg% monomert tartalmazó monomer oldatot készítünk el. A monomer 75 mól% nátrium-akrilátból és 25 mól% akrilsavból áll. Ennek a monomer oldatnak 5500 grammját a gyúróberendezésbe töltjük, amelyet előzőleg a benne lévő levegő kiszorítása céljából nitrogénnel öblítünk át. Ezután a két szigma típusú keverőkart 46 fordulat/perc sebességgel megindítjuk, és a köpenyt 35 °C-os vízzel melegítjük. A gyúróberendezésbe 2,8 g nátrium-perszulfátot és 0,14 g 1-aszkorbinsavat, mint polimerizáció-iniciátort adagolunk be. A polimerizáció az iniciátorok beadagolása után körülbelül négy perccel megindul. Az iniciátorok beadagolása után 15 perccel a reaktorrendszerben 82 °C csúcshőmérsékletet érünk el. A hidratált polimer gél a keverés hatására körülbelül 5 mm méretű szemcsékké alakul. A polimerizáció megindítása után 60 perccel a berendezés fedelét levesszük, és az anyagot a gyúróberendezésből leürítjük.

Az így nyert, hidratált vizes polimer gélt szabványos 50-es szitán terítjük ki, és meleg levegővel 150 °C hőmérsékleten 90 percig szárítjuk. A megszárított szemcséket kalapácsmalom típusú örlőberendezésben őröljük, és szabványos 20-as (850 μ) szitán szitáljuk át, így a szabványos 20-as szitán áthulló szemcséket kapunk. Ezeknek a szemcséknek a tömegátlag részecskemérete 405 μ..

1. példa

Az „Előtermékszemcse” példában leírtaknak megfelelően előállított előtermékszemcsék 350,0 g-ját 4,73 literes, álló helyzetű konyhai típusú keverőkészülékbe töltjük. Az előtermékszemcsék részecskeméret-eloszlása olyan, hogy azok a szabványos 60-as szitán (250 μ) áthullanak, de a szabványos 100-as szitán (150 μ) fennmaradnak. 7,0 g glicerinből, 35,0 g metanolból és 7,0 g vízből oldatot készítünk. Ezt az oldatot az előtermékszemcsékre permetezzük egy Preval permetezőberendezéssel, amely a The Precision Val ve Corporation of Yonkers, NY. cégtől szerezhető be. Az oldatot a működő keverőberendezésben permetezzük az előtermékszemcsékre. A permetezés első tizenöt másodperce alatt a keverőberendezést a beállítható legalacsonyabb fordulatszámon működtetjük. Az első tizenöt másodperc után a keverőberendezést a beállítható legnagyobb fordulatszámmal működtetjük. A teljes permetezési művelet 3 percet vesz igénybe, ezalatt az oldat teljes térfogatát az előtermékszemcsékre permetezzük. Az elegyet további két percen át a keverőberendezés legnagyobb fordulatszáma mellett keverjük, hogy az előtermékszemcsék mindegyike átnedvesedjen az oldattal. A nyert keveréket azután egy, az előzőekben leírt extruder adagolótölcsérébe töltjük. Az extrudercsigának 20,3 cm hosszú, és 5, egyenként 3,8 cm hosszú menete van. Az extrudercsiga külső átmérője 4,45 cm, és a csigarés mérete 0,51 cm. Az extrudert 47 fordulat/perc fordulatszámmal működtetjük. A keveréket extrudálás után adott, de változtatható résméretű, krómacél hengerpár (simító hengerpár) között vezetjük át. A tömörítőhengerek 22,8 cm átmérőjűek, és fordulatszámuk 5,4 fordulat/perc. A hengerrés 0,38 mm. Az így képezett aggregátumlapot ezután körülbelül 30 x40 cm méretű darabokká vágjuk fel. A kapott aggregátumlapokat kényszer-légcirkulációs szárítószekrényben 210 °C hőfokon 45 percig melegítjük a glicerin előtermékszemcsék polimer anyagával történő reagáltatása céljából. Az így nyert lapok körülbelül 0,8 mm vastagok, és körülbelül 4,95 cm szélesek.

2. példa

0,5 g glicerint, 0,5 g vizet és 3,0 g izopropanolt tartalmazó oldatot készítünk. Ezt az oldatot 25 g, a „Előtermékszemcse” példában leírt módon előállított előtermékszemcsére visszük fel. Az előtermékszemcsék részecskeméret-eloszlása olyan, hogy azok a szabványos 40-es szitán (425 μ) áthullanak, de a szabványos 50-es szitán (300 μ) fennmaradnak. A keveréket spatulával alaposan megkeveijük, hogy a fenti oldat minden előtermékszemcsét bevonjon. Ezt a keveréket két, körülbelül egyforma részre osztjuk. Egyik felét egyenletes rétegben egy, a Sassafras Entreprises, Inc., Evanston, IL. cégtől beszerezhető SUPERSTONE sütőlapra terítjük ki egyenletes rétegben. A keveréket a lapon gyengén megsajtoljuk. Az így formázott lapra 0,16 g KODEL poliészterszálat terítünk. A poliészterszálak 3,2 cm hosszú, göndörített, 15,0 denier finomságú szálak. A keverék másik felét a poliészterszálakra terítjük egyenletesen, és enyhén sajtoljuk. Az egész szerkezetet ezután fából készült sodrófával 1,5 mm vastagságúra hengereljük. A lap tetejére egy MYLAR fóliát helyezünk, hogy a keverék sodrófára tapadását megakadályozzuk. A lap éleit ezután egymásra hajtjuk, és a hengerlést megismételjük. Ezt a hajtási/hengerlési (gyúrási) műveletet kétszer megismételjük. Ezután a lapot kényszer-légcirkulációs szárítószekrényben 200 °C hőmérsékleten 45 percig melegítjük, hogy a glicerint az előtermékszemcsék polimer anyagával reagáltassuk. Az így nyert makróstruktúra vastagsága körülbelül 1,5 mm.

3. példa

1,6 g glicerinből, 3,2 g vízből és 12,8 g izopropanolból oldatot készítünk. Ezt az oldatot az „Eló18

HU 220 254 Β szemcsék polimer anyagával reagáltassuk. Az így nyert makrostruktúra olyan szemcséi között térhálósított aggregátumból áll, amelynek szerkezete a nemszőtt paplanhoz hasonlít.

termékszemcse” példában leírtaknak megfelelően előállított, 8,0 g előtermékszemcsére visszük fel. Az előtermékszemcsék részecskeméret-eloszlása olyan, hogy 8 tömeg%-a átmegy a szabványos 20-as szitán (850 μ), és fennmarad a szabványos 30-as szitán (600 μ); 15 tömeg%-a átmegy a szabványos 30-as szitán (600 μ) és fennmarad a szabványos 40-es szitán (425 μ); 22 tömeg%-a átmegy a szabványos 40-es szitán (425 μ), és fennmarad a szabványos 50-es szitán (300 μ); 36 tömeg%-a átmegy a szabványos 50-es szitán (300 μ), és fennmarad a szabványos 100-as szitán (150 μ) és 19 tömeg%-a átmegy a szabványos 100-as szitán (150 μ). Ezt az oldatot spatula segítségével addig keverjük, míg minden előtermékszemcse bevonódik az oldattal. A kapott keveréket ezután lazán SUPERSTONE sütőlapra terítjük ki, és sodrófával körülbelül 1,5 m vastag lappá hengereljük. A lap tetejére MYLAR fóliát helyezünk, hogy a keverék sodrófára tapadását megakadályozzuk. Ezután a lapot kényszer-légcirkulációs szárítószekrényben 200 °C hőmérsékleten 45 percig melegítjük, hogy a glicerint az előtermékszemcsék polimer anyagával reagáltassuk. A kapott makrostruktúra 1,5 mm vastag.

4. példa

0,342 g glicerint, 0,136 g vizet és 1,713 g metanolt tartalmazó oldatot készítünk. Külön összekeverünk 0,512 g FIBERSORB rostot (beszerezhető az Arco Chemical Company-tól) és 13,364 g, az „Előtermékszemcse” példában leírtak szerint előállított, a szabványos 100-as szitán (150 μ) átszitált előtermékszemcsét egy előtermékszemcse-keverékké. A rostokat kócból vágjuk körülbelül 1,25 és 6,35 cm közötti hosszúságúra. A fenti oldatot az előtermékszemcse-keverékhez adjuk, és spatulával aggregátumkeverékké keveijük. A kapott aggregátumkeveréket 15 cm PYREX Petri-csészére terítjük ki, és kis spatulával körülbelül 3,8 mm vastag lappá nyomkodjuk. A lapot ezután kényszer-légcirkulációs szárítószekrényben 200 °C hőmérsékleten 40 percig melegítjük, hogy a glicerint az előtermékszemcsék polimer anyagával (mind a FIBERSORB polimerével, mind az „Előtermékszemcse” példa szerint előállított szemcsékkel) reagáltassuk. A kapott makrostruktúrának sajátságos, aránylag kis, szabálytalan granulumokból és granulumokkal összekevert rostokból álló szerkezete van.

5. példa

0,023 glicerinből, 0,014 g vízből, és 0,580 g metanolból álló oldatot készítünk. Ezt az oldatot 0,880 g olyan előtermékszemcséhez adjuk hozzá, amely (az Arco Chemical Company-tól beszerezhető) FIBERSORB rostokból áll. A rostokat kócból, kézi erővel vágjuk körülbelül 1,25-6,35 cm hosszúságúra. Ezután az oldatot és az előtermékszemcséket egy keverőspatulával aggregátumkeverékké keveijük alaposan össze. A kapott aggregátumkeveréket 15 cm-es PYREX Petri-csészére terítjük ki, és egy kis spatulával körülbelül 0,178 mm vastagságúra nyomkodjuk. A lapot azután 200 °C hőmérsékleten 30 percig melegítjük, hogy a glicerint az előtermék-

Claims

1. Eljárás vízben oldhatatlan, abszorbens, hidrogélképzó polimer részecskék térhálósított aggregátumát tartalmazó, porózus, abszorbens polimer makrostruktúra előállítására, azzal jellemezve, hogy

b) pórusok közötti kapcsolatot biztosító csatornákkal rendelkező porózus aggregátumok létrehozására a részecskéket egymással bensőségesen érinkeztetjük, és

c) a bensőséges kapcsolatban lévő részecskék közötti térhálósított kötések és legalább 10 mm³ száraz térfogatú részecskék között térhálósított porózus aggregátumok kialakítására a térhálósítószert a porózus aggregátumot alkotó polimerrel reagáltatjuk.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kisebb, mint 600 pm, előnyösen kisebb, mint 300 pm tömegátlag részecskeméretű polimert használunk.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szálas formájú polimer részecskéket használunk.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy felületén is térhálósított polimer részecskéket használunk.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy karboxicsoportokat tartalmazó, abszorbens, hidrogélképező polimer részecskéket használunk, és a részecskék közötti térhálósítást létrehozó szemek molekulánként legalább két a polimer karboxicsoportjával reagálni képes funkciós csoportja van.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy abszorbens, hidrogélképző polimer részecskékként hidrolizált keményítő-akrilnitril ojtott kopolimert, részben semlegesített keményítőakrilnitril ojtott kopolimert, keményítő-akrilsav ojtott kopolimert, részben semlegesített keményítő-akrilsav ojtott kopolimert, elszappanosított vinil-acetát-akrilészter kopolimert, hidrolizált akrilnitril vagy akril-amid kopolimert, az előzőkben említett kopolimerek enyhén térhálósított származékait, részben semlegesített poliakrilsavat vagy ennek enyhén térhálósított származékát használjuk.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy részecskék közötti térhálósítást létrehozó szerként polihidroxi-alkohol-vegyületet, poliglicidil-éter-vegyületet, polifunkciós aziridinvegyületet, polifunkciós aminvegyületet vagy polifunkciós izocianátvegyületet használunk.

HU 220 254 Β

8. Abszorbens cikk, amely tartalmaz egy folyadékot áteresztő fedőlapot, egy, a fedőlaphoz csatlakozó, folyadékot át nem eresztő hátlapot, és a hátlap és a fedőlap között elhelyezkedő abszorbens magot, azzal jellemezve, hogy az abszorbens mag az 1-7. igénypontok bár- 5 melyike szerinti eljárással előállított, abszorbens, porózus polimer makrostruktúrájú hidrogélképző polimert tartalmaz.

9. A 8. igénypont szerinti abszorbens cikk, azzal jellemezve, hogy az abszorbens polimer több, mint 0,25 mm, előnyösen 0,5-3 mm vastagságú lapban helyezkedik el.