HU220441B - Abszorbens mag, javított folyadékfelvevő képességgel - Google Patents

Description

A találmány tárgya egy abszorbens mag javított folyadékfelvevő képességgel olyan cikkekben való használatra, mint amilyenek az eldobható pelenkák, inkontinens cikkek, egészségügyi betétek, edzőnadrágok és hasonlók.

Az ilyen, tipikus abszorbens cikkek egy folyadékáteresztő fedőrétegből, ami a viselő teste felé néz, egy folyadékot át nem eresztő hátlapból, amely a viselő ruházata felé néz, és egy abszorbens magból állnak, ami a folyadékáteresztő fedőréteg és a folyadékot át nem eresztő hátlap között helyezkedik el. Az abszorbens magnak képesnek kell lennie viszonylag nagy mennyiségű folyadék és más, a viselő testéből távozó kiválasztási tennék, és különösen viszonylag rövid idő alatt ürülő, viszonylag nagy folyadéktérfogatok abszorbeálására és kezelésére. Az abszorbens maggal szemben az az igény, hogy képes legyen felvenni, elosztani és tárolni azt a folyadékot, amely először az abszorbens cikk fedőrétegére ürül ki. Az abszorbens mag szerkezete előnyösen olyan, hogy a mag lényegében azonnal az ürítés után felveszi az abszorbens cikk fedőrétegére ürített folyadékot azért, hogy ne gyűljön össze vagy fusson le a fedőréteg felszínéről, mert az az abszorbens cikk elégtelen vizelettárolását okozná, ami a viselő külső ruházatának átnedvesedéséhez és diszkomfortérzéséhez vezetne. Ráadásul az abszorbens magnak olyan szerkezetének kell lennie, ami elősegíti a kezdetben felvett folyadék áthelyezését a felvétel helyéről egy olyan helyre a magon belül, ahol az tárolódhat, így tehát a mag területei nem telítődnek idő előtt, és az abszorbens anyag tömege a magban ki van használva.

Számos próbálkozás történt olyan abszorbens magok tervezésére, amelyek kielégítik vagy megjavítják a fenti követelményeket, így például a WO92/11831 számú nemzetközi szabadalmi leírásban egy olyan abszorbens cikkről van szó, amelynek abszorbens magja egy hajtogatott, többrétegű abszorbens test, ami legalább egy felfogó/elosztó rétegből, ami felveszi a testi ürítéseket, és legalább egy tárolórétegből áll, ami az egyes felfogórétegek alatt van, és van még egy további tárolórétege is közvetlenül a hajtogatott, többrétegű test alatt.

A felfogó/elosztó réteg egy kis sűrűségű anyagszövedék vagy fátyol, ami egy rostos, nemszövött anyagból állhat. A réteg kis mennyiségű abszorbens gélképző anyagot tartalmazhat, feltéve, hogy az nem befolyásolja a felfogó/elosztó tulajdonságokat. A tárolórétegek „nagy sebességű” abszorbens gélképző anyagból, azaz olyan anyagból, aminek nagy az abszorbciós sebessége, és adott esetben egy kevés rostos anyagból állhatnak. A gélképző anyag lehet szemcsés, de előnyösen rostos. A hajtogatott abszorbens test egy előnyös megvalósítása két felfogó/elosztó és két tárolórétegből áll, és van egy átvezetése vagy más típusú összeköttetése az egyes rétegpárok között. Az átvezetést szükségesnek tartják, hogy lehetővé tegye az ürített folyadékok áthaladását a felső tárolórétegen - amelyben előfordulhat a „gélblokk” és emiatt csökkenhet a felvevő- vagy szállítóképessége - az alatta fekvő felfogó/elosztó és tárolórétegpár felé. További átvezetések is szükségesek, ha további tárolórétegeket is használnak.

A „gélblokk” az a jelenség, ami akadályozza a folyadékok szállítását egy abszorbens szerkezetben úgy, hogy fokozza a szerkezet ellenállását a folyadék áramlásával szemben. Ez tipikusan vagy amiatt fordul elő, mert a megduzzadt szuperabszorbens szemcsék kitöltik a rendelkezésre álló, rostok közötti üres tereket, vagy a megduzzadt finomabb szuperabszorbens szemcsék elzáqák a kapilláris (szállító) csatornákat és ezzel megakadályozzák a folyadék szállítását.

A WO92/11831 számú nemzetközi szabadalmi leírásban szereplő abszorbens cikknek az a hátránya, hogy szerkezete viszonylag bonyolult a felső tárolóréteg és az alatta fekvő rétegek között szükséges átvezetések miatt. Az átvezetések biztosítása ellenére még mindig lehet egy tendencia - különösen ha nagy alapkapacitás szükséges - a gélblokk előfordulására az abszorbens cikk néhány területén, ami csökkenti az abszorbens kapacitás hatékony kihasználását a cikkben.

A WO91/11163 számú nemzetközi szabadalmi leírásban egy olyan abszorbens szerkezet szerepel, amelynek folyadék felfogó/elosztó rétege vegyileg merevített cellulózrostokból áll és adott esetben igen kis mennyiségű (nem több mint 6%) szuperabszorbens anyagot tartalmaz; és van egy folyadéktároló rétege közvetlenül a felfogó/elosztó réteg alatt, amely legalább 15% szuperabszorbens anyagból áll. Ennek az abszorbens szerkezetnek az a hátránya, hogy a folyadék mozgása a szerkezeten át Z irányban akadályozott és így elégtelen lehet a gélblokk következtében, ami az abszorbens kapacitás kihasználatlanságához vezet. Ez akkor válik különösen problematikussá, ha kisebb és vékonyabb szerkezetet használunk viszonylag nagy alapkapacitással (vagy a szuperabszorbens anyag koncentrációja nagy).

A WO91/11978 számú nemzetközi szabadalmi leírás egy, pelenkákban vagy hasonló cikkekben használható abszorbens testet ismertet. Ez az abszorbens test tartalmaz egy első réteget, amely légnemezből vagy más, hagyományos rostfoszladékból áll egy első szuperabszorbens anyaggal keverve, amely nagyfokban térhálósított, és egy második réteget, amely egy második szuperabszorbens anyagból áll, aminek folyadékabszorbeáló képessége nagyobb, mint az első szuperabszorbens anyagé. Ha a foszladék az első rétegben nedves lesz, hajlamos összeesni az abszorbeált folyadék súlya alatt és a rá ható külső terhelés nyomása alatt. A nagyfokban térhálósított szuperabszorbens anyag, ami az első rétegben van jelen, megkísérelheti megelőzni a foszladék teljes összeesését, és lehetővé teheti, hogy az fennmaradjon és talán visszaalakuljon az összeesés után az üres térfogata úgy, hogy újra tudja abszorbeálni a következő folyadékürüléseket.

A WO91/11978 számú leírásban szereplő abszorbens testnek az a hátránya, hogy az első rétegből a második rétegbe történő folyadékszállítás hajlamos lecsökkenni, ami a felső réteg telítődéséhez vezet az alsó réteg telítődése előtt, ami az abszorbens kapacitás kihasználatlanságát okozza.

A WO90/14815 számú nemzetközi szabadalmi leírásban egy eldobható abszorbens cikk szerepel, ami legalább két szuperabszorbens anyagot tartalmaz, ame2

HU 220 441 Β1 lyek egymástól abszorbciós tulajdonságaikban és folyadék-visszatartó képességükben különböznek. A leírt abszorbens cikk előnyösen egy nagy visszatartó képességű szuperabszorbenst tartalmaz a felső rétegben és egy nagy abszorbciósebességű szuperabszorbenst az alsó rétegben, a két réteget pedig egy elválasztóréteg tartja egy adott távolságra egymástól, például egy szövet vagy egy nemszövött anyagú réteg.

A közzétett abszorbens cikk folyadékabszorbeáló tulajdonságai gyengék, és ennek az az egyik következménye, hogy az abszorbens cikk csak korlátozott mértékben képes eltávolítani a vizeletet a viselő bőréről és tárolni; ezt a jelenséget általában gyenge visszanedvesedési hajlamnak nevezzük. Ráadásul a szerkezetnek lényeges hiányosságai vannak a folyadékfelvétel és -elosztás terén is a szerkezeten belül, ami a mag abszorbens kapacitásának kihasználatlanságát vonja maga után.

Találmányi bejelentésünkkel az a célunk, hogy a korábbi problémákon segítsünk a folyadékkezelés és abszorbciós tulajdonságok területén.

Találmányunk szerint egy abszorbens mag a vastagsága mentén, sorban az alábbiakat tartalmazza:

egy első szerkezetet, amely egy felső rétegben egy első szálasanyagot tartalmaz, amelynek nedves összenyomhatósága legalább körülbelül 5 cm³/g és folyadékgyűjtő kapacitása legalább 10 g/g; a szerkezet tartalmaz még egy lényegében nem csökkenő dinamikus duzzadást sebességű első szuperabszorbens anyagot, és egy második szerkezetet, amely egy második szálasanyagot és egy második szuperabszorbens anyagot tartalmaz, amelynek dinamikus duzzadást sebessége legalább körülbelül 0,2 g/g-s és nyomás elleni abszorbciója legalább körülbelül 15 g/g 50 g/cm² esetén, ahol az első szuperabszorbens anyag dinamikus duzzadást sebessége nem nagyobb, mint a második szuperabszorbens anyag dinamikus duzzadást sebességének kétharmada. A fent említett és a többi vizsgálómódszert a későbbiekben részletesen ismertetjük.

Az abszorbens mag gyártható úgy is, hogy méretre kiszabják egy folytonos anyagból, vagy kialakítható in situ is (azaz magként rétegelhető) egy présszerszámban a kívánt méretre a szakterületen jól ismert technikákkal. Az első szerkezetnek kell használat közben a viselő teste felől elhelyezkednie.

A találmány szerinti abszorbens magnak az az előnye, hogy lehetővé teszi az ürített folyadékok fokozott áramlását vagy kezelését a magon keresztül és ezt követően ezen folyadékok hatékony tárolását.

A találmány szerinti abszorbens magnak olyan a felépítése, hogy lehetővé teszi a mag telítődését először a viselő testétől távolabbi területeken, majd fokozatosan a viselő testéhez közelebb, amíg el nem éri a mag maximális kapacitását. Találmányunkban ezt úgy érjük el, hogy biztosítunk egy fent leírt első szerkezetet, amely kezdetben egy felfogó/elosztó szerkezetként működik, és viszonylag átjárható az ürített folyadékok által. A folyadékok így viszonylag gyorsan áthaladnak az első szerkezeten a második szerkezetbe, ahol előnyösen tárolódnak. Ráadásul a szuperabszorbens anyag az első szerkezetben kiszárítja a szálasanyagot, és mivel az első szerkezet a viselő testéhez ér, fokozza a bőr szárazságát.

A második szerkezet olyan tulajdonságú, hogy hatékonyan befolyásolja az ürített folyadékok áramlását az első szerkezeten át. Ez a második szerkezet azért tudja ezt megtenni, mert gyorsabb az abszorbciós sebessége, mint az első szerkezeté.

Annak érdekében, hogy elérjük a lényeges és előnyös teljesítményjellemzőket, arra van szükség, hogy megválasszuk a különböző anyagok megfelelő kombinációját a magba, valamint ezek mennyiségét. A következő leírásban megismertetjük az alkalmas anyagokat, majd megfelelő próbadarabokat készítve azokból az egységes vizsgálatokhoz és szükség esetén úgy módosítva a próbadarabokat, hogy elérjék a kívánt vizsgálati eredményeket, jutunk el a találmány szerinti maghoz.

így például ahhoz, hogy elérjük a fent leírt folyadékkezelési előnyöket, az első szerkezetnek kellő mértékben nyíltnak vagy permeábilisnak kell lennie a második szerkezethez képest, hogy lehetővé tegye az ürített folyadékok gyors áthaladását az első szerkezetből a második szerkezetbe. Azonban az első szerkezet nem lehet túl nyílt, mert az a gélblokk kockázatának fokozódásával járna a második szerkezet szuperabszorbens anyagában, amitől kihasználatlanul maradna a szerkezet abszorbens kapacitása. Meg kell találni az egyensúlyt. A kívánt eredményt a nedves összenyomhatóság, a folyadékgyűjtő kapacitás, a dinamikus duzzadási sebesség és a nyomással szembeni abszorbció meghatározott paramétereivel étjük el.

A mag felső működő rétege (elhagyva minden szövetet vagy fedőréteget, ha jelen van) egy meghatározott nedves összenyomhatóságú és folyadékgyűjtő kapacitású szálasanyagból áll. A szálasanyag emiatt megtartja nyíltságát vagy üregtérfogatát akkor is, ha például vizelettel átnedvesedik. Egy ilyen permanensen nyitott, nagy folyadékgyűjtő kapacitású réteg használata a magban nemcsak azt jelenti, hogy a mag gyorsan felveszi az ürített folyadékokat, de azt is, hogy megvan a képessége arra, hogy ezeket a folyadékokat viszonylag gyorsan továbbítsa az első szemcsés szuperabszorbens anyag alatta fekvő rétegéhez.

Az első szálasanyag bármilyen szálasanyag lehet, aminek nedvesen kellő ellenállása van a terheléssel szemben, azaz képes fenntartani a megfelelő üregtérfogatot ilyen körülmények között is. Ezt fogjuk a későbbiekben a szálasanyag ,,nedves összenyomhatóság”-ának nevezni. A nedves összenyomhatóságot a később leírandó nedves összenyomhatósági vizsgálattal mérjük.

Az első szálasanyag „nedves összenyomhatóság”-a, vagy egy grammjának üregtérfogata 77,5 g/cm² terhelés alatt előnyösen legalább 5 cm³/g, előnyösen legalább 6 cm³/g, és legelőnyösebben 6,5 cm³/g.

Az első szálasanyag „folyadékgyűjtő kapacitás”-a legalább 10 ml/g, előnyösen legalább 15 ml/g és legelőnyösebben 20 ml/g. A „folyadékgyűjtő kapacitás” a rostos mátrixnak az a képessége, hogy szintetikus vizeletet vegyen fel egy telítési pontig, továbbítsa azt attól a ponttól, majd tartsa meg a mátrixban. A folyadékgyűjtő

HU 220 441 Β1 kapacitást a később leírandó folyadékgyűjtő kapacitási vizsgálattal mérjük.

Az első szerkezet tartalmazhat egy első, szemcsés, szuperabszorbens anyagot az első szálasanyaggal összekeverve egy lényegében homogén felső rétegben, de előnyösen a szuperabszorbens anyag egy része, (és előnyösen lényegében az összes) egy elhatárolt rétegben van jelen az első szálasanyag felső rétege alatt.

A második vagy tárolószerkezet a második szálasanyag és a második szuperabszorbens anyag keverékét tartalmazhatja. Előnyösen azonban ezek is elhatárolt rétegekben vannak jelen.

Találmányunk egy előnyös megvalósításában mind az első, mind a második szerkezet tartalmaz egy réteget a megfelelő szálasanyagból, és egy attól elhatárolt réteget a megfelelő szuperabszorbens anyagból. A találmány szerinti mag előnyös megvalósítása tehát a viselő testével szomszédos oldaláról indulva, sorban tartalmaz egy első szálasanyagréteget, egy első szemcsés szuperabszorbens anyagréteget, egy második szálasanyagréteget és egy második szuperabszorbens anyagréteget.

Szövetrétegek lehetnek elhelyezve a mag egyes rétegei között, amelyek tároló zárórétegként működnek a szuperabszorbens anyag számára.

Az alkalmas első szálasanyag vegyileg merevített cellulózrostokból állhat. Az előnyös, vegyileg merevített cellulózrostok azok a merevített, sodrott és hullámosított cellulózrostok, amelyeket a cellulózrostok egy térhálósító reagenssel végzett belső térhálósításával állítunk elő. A merevített, sodrott és hullámosított cellulózrostoknak az a típusa, amely alkalmas a találmány szerinti abszorbens szerkezetekben hidrofil szálasanyagnak, részletesen le van írva a 4.882.453 számú, „Absorbent Structure Containing Individualised Cross-linked Fibres” című, a 4.888.093 számú, „Individualised, Cross-linked Fibres and Process fór Making Said Fibres” című, a 4.889.595 számú, „Process fór Making Individualised, Cross-linked Fibres Having Reduced Residuals and Fibres Thereon” című, a 4.889.596 számú, „Process fór Making Individualised, Cross-linked Fibres and Thereof’ című, a 4.889.597 számú, „Process fór Making Wet-laid Structures Containing Individualised Stiffened Fibres” című, és a 4.898.642 számú, „Twisted, Chemically Stiffened Cellulosic Fibres and Absorbent Structures Made Therelfom” című amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásokban.

Használhatók szintetikus és természetes szálak keverékei, mint például polietilén-, polipropilén-, viszkóz- vagy rayonszálak, vagy ezen anyagok kétkomponensű szálai keverve légnemezzel, cellulózzal, módosított cellulózzal (mint fent) vagy más természetes szálakkal. Az ilyen keverékek tipikusan legalább körülbelül 5% és előnyösen legalább körülbelül 10% szintetikus szálat tartalmaznak.

Az első szálasanyagréteget általában szárazrétegezéssel alakítják ki a kívánt szálakból az abszorbens mag alább részletezett gyártása során, de kívánt esetben használható egy előre elkészített, nemszövött vagy másféle szálasanyag is.

Az első szuperabszorbens anyag lehetővé teszi, hogy az ürített folyadék, amit az első szálasanyagréteg gyorsan felvett, átjusson az első szuperabszorbens anyagrétegbe és eloszoljon ezen réteg alatt az alsó magszerkezetbe. Azok az ürített folyadékok, amelyek nem így oszlanak el, végül az első szuperabszorbens anyagrétegben tárolódnak.

Az első szerkezetben való használatra alkalmas szuperabszorbens anyagoknak lényegében nem csökkenő, dinamikus duzzadást sebességgel kell rendelkezniük. A szuperabszorbens anyag dinamikus duzzadást sebessége a szuperabszorbens anyagnak egy kémcsőben, szintetikus vizelet hozzáadására bekövetkező, egyirányú duzzadása az idő függvényében. A dinamikus duzzadást sebesség mérésére használt vizsgálómódszert a későbbiekben újuk le.

A második szerkezet elősegítheti az ürített folyadékok oldalirányú elosztását, mielőtt azok bejutnak a második szuperabszorbens anyagba. A második szerkezet szálasanyaga a találmány szerinti abszorbens anyag abszorbciós profiljához egy extra szabályozófokozatot ad. így például ez biztosíthatja az ürített folyadékok haladását, amikor azok elhagyják az első szuperabszorbens réteget és mielőtt elérik a második szuperabszorbens anyagréteget, ha - amint az előnyös - ez az alatta fekvő réteg. Ezzel minimalizálható a gélblokk előfordulása a második szuperabszorbens anyagban, amely nagyobb abszorbciós sebessége miatt érzékenyebbnek tűnik erre a jelenségre.

A második szálasanyag bármilyen, hagyományos típusú szálasanyag lehet. A szálasanyag lehet légnemez, természetes és szintetikus szálak keveréke, vegyileg térhálósított cellulózrostok vagy bármely más, ismert szálasanyag, amit közönségesen használnak az abszorbens cikkek abszorbens magjában. Kívánt esetben tartalmazhat valamennyi olyan típusú szálat is, mint az első szálasanyagé.

Minden szálasréteg integritást és emellett puhaságot adhat az abszorbens magnak.

A második szuperabszorbens anyag abszorbciós sebességének nagyobbnak kell lennie, mint az első szuperabszorbens anyagé. Ennek eredményeként gyorsabban abszorbeálja az ürített folyadékokat, mint az első szuperabszorbens anyag, és - feltéve, hogy az első szerkezet kellően permeábilis marad - átszívja az ürített folyadékokat az első szerkezetből a saját szerkezetébe.

Annak érdekében, hogy az ürített folyadékok áramlását a találmány szerinti magban a megkívánt módon irányíthassuk, a második szuperabszorbens anyag dinamikus duzzadási sebességének szükségszerűen legalább 0,2 g vizelet/másodperc/g szuperabszorbens anyag (g/g-s) kell lennie. Előnyösen a második szuperabszorbens anyag dinamikus duzzadási sebessége legalább 0,3 g/g-s. A dinamikus duzzadási sebesség mérésére szolgáló módszert a későbbiekben újuk le.

A második szuperabszorbens anyagnak azt a képességét, hogy hatásosan befolyásolja az ürített folyadékok áramlását az abszorbens mag felső rétegéből és megfelelő tárolást biztosít a tipikus használati körülmények között, a szuperabszorbens anyag szintetikus vi4

HU 220 441 Bl zeletabszorbciójával mérjük egy meghatározott nyomással szemben. Ezt a nyomással szembeni abszorbciós vizsgálattal mérjük.

A második szuperabszorbens anyag nyomással szembeni abszorbciója legalább 15 g szintetikus vizelet/g szuperabszorbens anyag (g/g) és előnyösen legalább 20 g/g 50 g/cm² terhelés esetén.

Annak érdekében, hogy fenntartsuk az első szerkezet permeabilitását a mag következő terheléseire és biztosítsuk a megkívánt folyadékfelvevő képességet, a második szuperabszorbens anyag abszorbciós sebességének nagyobbnak kell lennie, mint az első szuperabszorbens anyagé. Ezt az egyes szuperabszorbens anyagok dinamikus duzzadást sebességével mérjük, ahol az első szuperabszorbens anyag dinamikus duzzadást sebessége nem nagyobb, mint a második szuperabszorbens anyag dinamikus duzzadást sebességének kétharmada és előnyösen nem nagyobb, mint egyharmada.

Az első és második szuperabszorbens anyag fizikai megjelenése bármilyen alkalmas formájú, például szálas, lemezes vagy szemcsés lehet. Az előnyös anyagok szemcsések, amelyek lehetnek valódi gömbök, granulátumok, aggregátumok, agglomerátumok vagy szabálytalan alakú szemcsék, amilyenek tipikusan keletkeznek egy őrlési folyamatban. Ezek tipikusan hidrogélképző polimerek, amelyek akrilát-polimerekből vagy kopolimerekből állnak.

A fent leírt tulajdonságokkal rendelkező szuperabszorbens anyagokra példaként említjük az Aqualic CA (Nippon Shokubai Co. Ltd., Osaka, Japán) és a Favor SX (Chemische Fabrik Stockhausen GmbH, Krefeld, NSZK) kereskedelmi nevű anyagokat.

Amikor - amint az előnyös - a szuperabszorbens anyag az első és második szálasanyagtól elválasztott rétegben van jelen, a szuperabszorbens anyagréteg bármilyen ismert típusú szálasanyagot tartalmazhat, de előnyösen az ilyen rétegek lényegében teljesen a megfelelő szuperabszorbens anyagból állnak, amibe nincs szándékosan egy nem szuperabszorbens szálasanyag adagolva.

A szemcsés szuperabszorbens anyag lényegében teljes egészében egy polimer, abszorbens, hidrogélképző anyag lehet, vagy állhat egy szuperabszorbens, hidrogélképző anyag és egy adalék, például porított szilícium-dioxid keverékéből is.

Amikor - amint az előnyös - a szuperabszorbens anyag egy elválasztott rétegként van jelen, az eloszlása a rétegen belül változó lehet, így például létrehozható egy formázott szerkezet, amely lehet sávos (lásd például az EP-A-217.666 számú, nyilvánosságra hozott európai szabadalmi bejelentést), vagy rétegen belül formált (lásd például a 4.935.022 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírást). Másrészt a réteg lehet a Z irányban formált, akár lépcsőzetesen, akár önálló alrétegek alakjában, mint az például az EP-A-198.683 és az EP-A-478.011 számú, nyilvánosságra hozott európai szabadalmi bejelentésekben van leírva.

Az elválasztott szuperabszorbens réteg egy további következménye az, hogy a szuperabszorbens anyag előre elkészített rétegként helyezhető be, ami leegyszerűsíti a gyártási eljárást. Az ilyen előre elkészített szuperabszorbens rétegek a szuperabszorbens anyagot egy hordozóközegbe integrálva vagy abban eloszlatva tartalmazzák, például egy cellulózalapú szövedékben, vagy más nemszövött anyagban. Az előre elkészített réteg mechanikus úton állítható elő például dombornyomással vagy kalenderezéssel. Másrészt az előre kialakított rétegek állhatnak lényegében tiszta szuperabszorbens anyagból lapok vagy lemezszerű szerkezetek alakjában. Az ilyen lapok vagy lemezek a szuperabszorbens anyag polimerizációja során alakíthatók ki, vagy a szuperabszorbens anyag szálainak vagy szemcséinek ragasztóval, vagy más alkalmas módon való egymáshoz rögzítésével. így például az 5.102.597 és az 5.124.188 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások ismertetik a lemezes vagy egymáshoz rögzített szemcsés szuperabszorbens anyagok előállításának módját.

A szuperabszorbensek abszorbciós sebességében megkívánt különbség úgy érhető el, hogy különböző szemcseméretű vagy fizikai alakú szuperabszorbens anyagokat használunk az első és második tárolórétegben. Ilyen esetben az első tárolóréteg főleg durvább anyagot, és a második tárolóréteg főleg finomabb anyagot tartalmaz.

A durvább szemcsék használata az első szerkezetben fokozza a permeabilitást. A finomabb szemcsék felület/térfogat aránya nagyobb, mint a durvább szemcséké, és ezért gyorsabb abszorbcióra képesek, mint a durvább szemcsék, feltéve, hogy nem lép fel a gélblokk. A finomabb abszorbens anyagnak a második szerkezetre való korlátozása azzal az előnnyel jár, hogy csökken a veszélye a kiszabadulásának és a viselő bőrére jutásának, és ugyancsak csökken annak a veszélye, hogy a szuperabszorbens anyag áthatol a hátlapon („himlőhely”-képződés).

A szuperabszorbens anyag szemcseméretét a közepes szemcsemérettel fejezzük ki. Ezt a később leírandó szitapróbával méljük. Az első szerkezet durva szuperabszorbens anyagának közepes szemcsemérete előnyösen több, mint 300 pm, előnyösebben a 400-850 pm-es mérethatárok között és legelőnyösebben a 600-850 pmes mérethatárok között van. A második szerkezet finomabb anyagának közepes szemcsemérete tipikusan kisebb, mint 300 pm, de nagyobb 50 pm-nél, előnyösen a 100-250 pm-es és legelőnyösebben a 150-250 pm-es mérethatárok között van.

A különböző szemcseméretű szuperabszorbens anyagok használata mellett egy másik módja az első és második tárolóréteg közötti, megkívánt abszorbciós sebességkülönbség létrehozásának a különböző kémiai típusú szuperabszorbens anyagok használata, amelyek abszorbciós sebessége eleve különböző. A szuperabszorbens anyagok különböző kémiai összetételűek lehetnek, így például térhálósított, részben közömbösített poliakrilsav és egy keményítő alapú szuperabszorbens anyag. Másrészt különbözhetnek egymástól a gyártási eljárásaik alapján, mint például a „törtgél eljárás” vagy az inverz szuszpenzió- (vagy gyöngy-) polimerizálás.

Egy másik mód a szuperabszorbens anyagok közötti kémiai különbség létrehozására az, hogy lehetnek kü5

HU 220 441 Β1 lönböző térhálósító reagensekkel vagy különböző mértékben térhálósítva, vagy a szuperabszorbens anyagok egyike lehet a felületén térhálósítva, vagy mindkettő lehet a felületén térhálósítva, de különböző mértékben. Az ilyen térhálósított szuperabszorbens anyagokra fent adtunk példákat.

A találmány szerinti abszorbens mag folyadékfelvevő képessége javított a korábbiakhoz képest, és így ennek a beépítése egy abszorbens cikkbe javított teljesítményt biztosít a cikknek. Emellett a mag szerkezete lehetővé teszi, hogy az abszorbens cikket viszonylag kicsire és vékonyra, azaz kompaktra készítsék, miközben megmarad a javított teljesítménye. A találmány szerinti abszorbens mag elméleti alapkapacitása legalább 0,7 ml/cm², előnyösen legalább 0,8 ml/cm².

Az átlagos elméleti alapkapacitást úgy számítjuk ki, hogy az egyes komponensek alapkapacitását összeadva megkapjuk a mag elméleti alapkapacitását, majd ennek átlagát képezzük. Az alapkapacitást elméletinek mondjuk, mert a kiszámításához az szükséges, hogy a teljes kapacitás le legyen bontva az egyedi kapacitásokra, és mert ezt a mérést minden terhelés nélkül végezzük el, márpedig a mag gyakran terhelés alatt van a természetes használat közben. Az átlagos elméleti alapkapacitás kiszámításához a szuperabszorbens anyag alapkapacitását a „teafilter’-kapacitás alapul vételével számítjuk ki. A „teafilter”-kapacitást a később leírandó „teafilter retenciós kapacitás módszer”-rel mérjük meg.

A szálasanyagok abszorbciós kapacitását a később leírandó X, Y terheléses abszorbcióképesség-vizsgálatával mérjük meg. Ebben a vizsgálatban a légnemez 1 g száraz rostja tipikusan körülbelül 4 g szintetikus vizeletet abszorbeál, és a 4.898.642 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett, vegyileg térhálósított cellulóz például tipikusan 6 g szintetikus vizeletet abszorbeál a száraz rost 1 g-jára vonatkoztatva, 20 g/cm² terhelés alatt.

A találmány szerinti abszorbens mag viszonylag vékonyra készíthető, és mégis megmarad magas abszorbcióképessége. Ezt előnyösnek tartjuk mind a felhasználó szempontjából - például az ilyen magot tartalmazó cikkek illeszkedése és diszkrét viselhetősége miatt -, mind a gyártás szempontjából, például a csomagolási és szállítási költségek csökkenése miatt. A találmány szerinti mag rakmagassága vagy vastagsága 200 g/cm² (hacsak másként nem adjuk meg) terhelés alatt, a később leírandó rakmagasságméréssel mérve nem több, mint 9 mm, és előnyösen nem több, mint körülbelül 7,5 mm. A rakmagasságmérés egy olyan módszer, amivel egy 10 pelenkából álló csomag rakodási helyigénye becsülhető meg. A mérést tipikusan azért végzik, hogy meghatározzák az összenyomás fokát vagy erejét, amivel a pelenkacsomagot össze kell nyomni a gyártás során, hogy elérje a csomagoláshoz szükséges vastagsági méretet. A mérést annak meghatározására is használják, hogy milyen nyomást (g/cm²-ben) fog gyakorolni egy csomag a csomagolóanyagra.

A találmány szerinti abszorbens magot tartalmazó abszorbens cikk vastagsága lényegében azonos az abszorbens mag vastagságával és szokásosan nem több mint 10%-kal vastagabb a magnál. Az abszorbens cikk vastagabbra is készíthető úgy, hogy például a mag egyik vagy mindkét oldalára járulékos szálasanyagot, például egy szövetet vagy más anyagot építünk be, de hacsak nem választjuk meg elővigyázatosan ezt az anyagot, könnyen leronthatjuk az abszorbens mag teljesítményét.

Az abszorbens mag felszívási sebessége előnyösen legalább 1,5 ml/s az elméleti alapkapacitás 50%-ánál. Mivel a találmány szerinti abszorbens mag a különböző területein különböző abszorbciós sebességű szuperabszorbens anyagokat tartalmaz, a mag folyadékfelszívási profilja pontról pontra változhat mind az X, Y síkban, mind a Z irányban, és változni fog a felszívás során. Éppen ezért úgy gondoljuk, hogy sokkal reálisabb a felszívási sebességet a teljes elméleti kapacitás 50%ánál mérni, mint használatlan vagy elhasznált állapotban. Ez egy átlagos, használat közbeni magteljesitményre enged következtetni a felszívási sebesség méréséből.

A felszívási vizsgálat a vizelet bejutását szimulálja az abszorbens cikkbe. A vizsgálatban azt az időt mérjük egy abszorbens cikken, például egy pelenkán, ami a szintetikus vizelet abszorbeálásához kell egy adott terhelésig. Ezt a később leírandó felszívásisebesség-vizsgálattal mérjük.

A jó felszívóképesség mellett a találmány szerinti abszorbens magnak előnyösen jók a folyadékfelvételi tulajdonságai is. A mag folyadékfelvételi sebessége előnyösen legalább 0,05 g vizelet/másodperc/gramm száraz anyag (g/g-s) és előnyösen több mint 0,06 g/g-s. A folyadékfelvétel az abszorbens magszerkezet azon képességének a mértéke, hogy milyen hatékonysággal abszorbeálja a folyadékot és milyen könnyen osztja szét azt. Ezt a később leírandó X, Y terheléses abszorbcióképesség-vizsgálattal mérjük.

A találmány szerinti abszorbens mag folyadékfelvevő és abszorbciós tulajdonságainak egy további következménye nyilvánvaló a jó visszanedvesedési tulajdonságból. A találmány szerinti abszorbens mag visszanedvesedése nem nagyobb mint 0,6 g szintetikus vizelet, előnyösen nem nagyobb mint 0,3 g és legelőnyösebben nem nagyobb mint 0,2 g. Az alacsony visszanedvesedési érték az abszorbens magnak - vagy annak az abszorbens cikknek, amelybe be lett építve - magas vagy hatékony vizelet-visszatartását jelzi. Egy magas visszanedvesedés gyenge vizelet-visszatartást jelent, ami a vizeletnek a mag vagy a cikk felszínén való összegyűléséhez vezethet, miáltal a használó ruházata és/vagy maga is átnedvesedik. A visszanedvesedést a később leírandó visszanedvesedési próbával mérjük.

A találmány szerinti abszorbens mag néhány vagy összes rétegében tartalmazhat rétegelt szöveteket vagy más nemszövött szerkezeteket (amelyekbe szuperabszorbens anyag is lehet beépítve), feltéve, hogy azok nem rontják le az anyag teljesítményét.

A találmány szerinti mag készíthető száraz vagy nedves rétegezéssel a megfelelő anyagokból (szálak és szuperabszorbens) sorban, szokványos módon, vagy előre elkészített rétegek, például a fent leírt szuperabszorbens rétegek összeállításával, vagy ezek bármilyen,

HU 220 441 Β1 alkalmas kombinálásával. így például a GB-A2.191.793 és a GB-A-2.191.515 számú egyesült királyságbeli szabadalmi leírások szálasanyagoknak egy forgódobos rétegezőrendszerrel történő száraz rétegezését írják le, míg a GB-A-2.175.024 számú egyesült királyságbeli szabadalmi leírás és az EP-A-330.675 számú, nyilvánosságra hozott európai szabadalmi bejelentés a szuperabszorbens anyag beépítésének módját írja le az ilyen szerkezetekbe.

Találmányunk egy további szempontja szerint egy abszorbens cikk tartalmaz egy folyadékáteresztő fedőréteget, egy folyadékot át nem eresztő hátlapot, és egy fent leírt abszorbens magot a fedőréteg és a hátlap között elhelyezve úgy, hogy az első szerkezet néz a fedőréteg felé és a második szerkezet néz a hátlap felé.

A cikk lehet például egy egészségügyi betét, de előnyösen egy inkontinens cikk, egy edzőnadrág vagy egy eldobható pelenka. Megszerkeszthető hagyományos módon is. így például a hátlap az abszorbens maghoz lehet erősítve egy egyöntetű, folytonos ragasztóréteggel, egy mintázatos ragasztóréteggel, vagy különálló ragasztócsíkok, -spirálok vagy -pontok sorával. A megfelelőnek talált ragasztót a Η. B. Fuller Co. (St. Paul, Minnesota) gyártja és forgalmazza HL-1258 jelzéssel. A ragasztót előnyösen ragasztószálak rendezetlen mintázataként használjuk a 4.573.986 számú, „Disposable Waste-Containment Garment” című amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint, előnyösebben a ragasztószálak egy spirális mintázatba vannak felcsavarva, amint azt, valamint a készüléket és módszert a 3.911.173, a 4.785.996 és a 4.842.666 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások ismertetik. Ezeket a leírásokat találmányi bejelentésünkben referenciaként tartjuk számon. Másrészt a csatlakoztatás történhet hővel, nyomással, ultrahanggal, dinamikus mechanikai vagy bármely más, alkalmas módszerrel, vagy ezeknek a módszereknek a szakterületen ismert kombinációival.

A hátlap lényegében átjárhatatlan a folyadékok (például vizelet) számára, és előnyösen egy vékony műanyag fóliából készül, bár másféle hajlékony, folyadékot át nem eresztő anyagok is használhatók. A hátlap megakadályozza, hogy a mag által abszorbeált és tárolt kiválasztási termékek átnedvesítsék azokat a cikkeket, például az ágyneműt vagy alsóneműt, amelyek az abszorbens cikkel érintkeznek. A hátlap tehát állhat egy szövött vagy nemszövött anyagból, polimer fóliából, mint amilyenek a termoplasztikus polietilén- vagy polipropilénfóliák, vagy összetett anyagokból, mint amilyenek a fóliával bevont, nemszövött anyagok. A hátlap előnyösen egy 0,012-0,051 mm vastagságú termoplasztikus fólia. Különösen előnyös anyagok a hátlap számára a Tredegar Industries, Inc. (Térré Haute, Indiana) RR8220 jelzésű fújt fóliája és RR5475 jelzésű extrudált fóliája. A hátlap előnyösen lehet dombornyomott és/vagy mattírozott, hogy textilszerűbb kinézete legyen. Továbbá a hátlap átengedheti az abszorbens magból távozó gőzöket (azaz „lélegző” lehet), de ekkor sem engedi meg a kiválasztási termékek átjutását a hátlapon.

A fedőréteg az abszorbens mag testi felszínének szomszédságában helyezkedik el, és előnyösen ahhoz és a hátlaphoz van csatlakoztatva a szakterületen jól ismert módon. A „csatlakoztatva” kifejezés olyan elrendezéseket jelent, ahol egy elem közvetlenül van egy másik elemhez erősítve úgy, hogy az elemet közvetlenül a másik elemhez rögzítjük, és olyan elrendezéseket, ahol egy elem közvetve van egy másik elemhez erősítve úgy, hogy az elemet közbenső tag(ok)hoz rögzítjük, amely(ek)et a másik elemhez rögzítünk. Találmányunk egy előnyös megvalósításában a cikk egy pelenka, ahol a fedőréteg és a hátlap közvetlenül vannak egymáshoz csatlakoztatva a pelenka kerületén, és valahol közvetve csatlakoznak egymáshoz úgy, hogy közvetlenül csatlakoznak az abszorbens maghoz.

A fedőréteg engedékeny, lágy tapintású és nem irritálja a viselő bőrét. Továbbá a fedőréteg folyadékáteresztő, és lehetővé teszi, hogy folyadékok (például vizelet) gyorsan haladjanak át rajta. Egy alkalmas fedőréteg készülhet természetes vagy szintetikus szálakból. A fedőréteg előnyösen egy hidrofób anyagból készül, hogy elzárja az abszorbens magban tárolt folyadékokat a viselő bőrétől. Számos gyártási eljárás van, amivel a fedőréteg elkészíthető. így a fedőréteg készülhet sodorva kötött, kártolt, nedvesen rétegezett, olvadva fújt, vízben kuszáit vagy hasonló módon előállított, nemszövött szövedékekből. Az előnyös fedőréteg kártolt és hővel rögzített a textiliparban jártasak előtt jól ismert módon. Egy előnyös fedőréteg készül a Sawabond kereskedelmi nevű, pászmahosszúságú polipropilén szálakból gyártott szövedékből, amit a Sandler GmbH & Co. (Schwarzenbach, NSZK) állít elő.

A továbbiakban találmányunkat az alábbi ábrákra hivatkozva ismertetjük:

la. ábra a találmány szerinti abszorbens cikk vázlatos felülnézete, lb. ábra egy vázlatos keresztmetszet, amin a cikk rétegszerkezete látható keresztirányból, le. ábra vázlatos keresztmetszet hosszirányból,

2. ábra egy szárazon rétegelt nemezpámát készítő gép oldalnézetből, amivel a nedves összenyomhatóság és a folyadékgyűjtő-kapacitás vizsgálatához állítjuk elő a mintapárnákat,

3. ábra a 2. ábra egy részlete felnagyítva,

4. ábra a folyadékfelszívás vizsgálatához használt készülék keresztmetszete,

5. ábra az X, Y terheléses abszorbeióképességvizsgálatához használt készülék részleges metszetrajza,

6. ábra az 5. ábra egy részlete felnagyítva,

7. ábra keresztmetszet, ahol a folyadék áramlása látható az X, Y síkban, a találmány szerinti abszorbens magban.

A 2-7. ábrákat a vizsgálómódszereknél fogjuk leírni és hivatkozni.

Az la., b. és c. ábrára hivatkozva az 1 cikk áll egy 2 fedőrétegből, ami a viselő testével érintkezik, egy 9 hátlapból és egy újfajta magból a fedőréteg és a hátlap között. A mag tartalmazza a felfogó/elosztó 3 első

HU 220 441 Bl szálasanyagot, ami a megadott nedves összenyomhatóságú és folyadékgyűjtő kapacitású első szálasanyagból áll. Egy 4 szövetréteg, amin Z irányban két hajtás van, választja el egymástól a felfogó/elosztó 3 első szálasanyagot és az 5 első szuperabszorbens anyagot, ami a viszonylag lassú abszorbciós sebességű szuperabszorbens anyagot tartalmazza. Ez alatt van a felfogó/elosztó 6 második szálasanyag, és az alatt a 7 második szuperabszorbens anyagréteg, amely a viszonylag gyors abszorbciós sebességű szuperabszorbens anyagot tartalmazza. A 7 második szuperabszorbens anyag alsó felszíne egy 8 második szövetréteghez van rögzítve. A pelenka egyéb elemeit, például a láb közötti részt, az övrészt és a rögzítőkészüléket az ábrákon nem tüntettük fel.

Egy 9-18 kg-os kisgyermek számára a tipikus pelenka „c” szélessége körülbelül 7,6 cm, „d” szélessége körülbelül 10,2 cm, „e” hosszúsága körülbelül 25,5 cm és „f ’ hosszúsága körülbelül 40 cm.

Példák

Az 1-3. példák a találmány szerint előállított magokat mutatnak be az la-lc. ábráknak megfelelően.

Az 1. példa egy találmány szerinti abszorbens mag nagy alapkapacitással,

A 2. példa egy találmány szerinti abszorbens mag közepes alapkapacitással.

A 3. példa egy találmány szerinti abszorbens mag kis alapkapacitással.

Az I. táblázat az 1-3. példák rétegszerkezetét és a megfelelő magok tulajdonságait mutatja be.

I. táblázat

Példa	A mag tömege1 (g)	A mag felülete (cm2)	Szálak tömege2 (g)	Szálak kapacitása (ml)
1.	31	213	10,5	33,00
2.	27	213	12,5	17,50
3.	31	337	14,3	34,00

Példa	Szuperabszorbens anyag tömege (g)	Szuper- abszorbens kapacitás (ml)	Teljes mag kapacitása (ml)	Elméleti alap- kapacitás (ml/cm2)
1.	15,00	465,00	498,00	2,34
2.	9,80	295,00	332,50	1,56
3.	8,50	264,00	298,00	0,98

Példa	Első felfogó- réteg	Első szuper- abszorbens réteg	Második felfogó- réteg	Második szuper- abszorbens réteg
1. anyag	CCLC3	SXM-W 20/304	CCLC	SXM-W 60/1004
Rizsma- súly (g/m2)	294	267	294	533

Példa	Első felfogó- réteg	Első szuper- abszorbens réteg	Második felfogó- réteg	Második szuper- abszorbens réteg
Méret (cm)	25x7,5	25x7,5	25x7,5	25x7,5
2. anyag	CCLC	SXM-W 3003	CCLC	SXM-W 60/1004
Rizsma- súly (g/m2)	294	160	294	320
Méret (cm)	25x8,5	25x7,5	25x7,5	25x7,5
3. anyag	CCLC	LF761f 20/30«	CCLC	LF761f 60/100«
Rizsma- súly (g/m2)	280	100	280	240
Méret (cm)	25x7,5	25x7,5	45x7,5	45x7,5

¹ A mag tömege magában foglalja a fedőréteget, a burkolószövetet és a magot fedő, folyadékot át nem eresztő hátlapot.

² Az összes szálasanyag tömege a magban, kivéve a szövetet.

³ A CCLC a 4.898.642 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint készített, vegyileg térhálósított cellulóz.

⁴ Az SXM-W egy szuperabszorbens, amit FAVOR-SX kereskedelmi néven forgalmaznak, a megadott szemcseméretre szitálva (20/30=600-850 pm, 60/100=150-250 pm).

⁵ Az SXM 300 egy szuperabszorbens, amit FAVOR-SX kereskedelmi néven forgalmaznak, ömlesztve (szitálatlanul) használva « Az L761 f egy szuperabszorbens, amit AQUALIC CA kereskedelmi néven forgalmaznak, a megadott szemcseméretre szitálva (20/30= 600-850 pm, 60/100=150-250 pm).

A találmány szerinti példa teljesítményét számos különböző szerkezetével, köztük a bejelentő két, kereskedelmi forgalomban lévő szerkezetével és egy másik vezető abszorbenscikkgyártó egy kereskedelmi forgalomban lévő szerkezetével hasonlítjuk össze. Az eredményeket a II. táblázatban mutatjuk be.

Az 1. összehasonlító példa egy abszorbens cikk, amelynek magja csak légnemezt tartalmaz, és van egy fedőrétege és egy hátlapja.

A 2. összehasonlító példa egy abszorbens cikk, amelynek magja csak a fent leírt, vegyileg térhálósított cellulózt tartalmazza, és van egy fedőrétege és egy hátlapja.

A 3. összehasonlító példa egy abszorbens cikk, ami Pampers Baby Dry [Boy Maxi Size (8-18 kg)=a legnagyobb fiúméret] kereskedelmi néven van forgalomban. Ez a termék egy vegyes légnemez/szuperabszorbens magot tartalmaz, aminek a felső részén egy foltban a 2. összehasonlító példa vegyileg térhálósított anyaga van.

A 4. összehasonlító példa egy abszorbens cikk, ami Pampers Phases kereskedelmi néven van forgalomban. Ez a termék egy vegyes légnemez/szuperabszorbens anyagot tartalmaz.

Az 5. összehasonlító példa egy abszorbens cikk, amit Ultratrim [Boy Size 4(10-16 kg)=4. fiúméret] ke8

HU 220 441 BI reskedelmi név alatt forgalmaz a Kimberley Clark Corporation. A termék magja egy légnemez/szuperabszorbens keverék.

A 6. összehasonlító példa egy abszorbens cikk a WO92/11831 számú nemzetközi szabadalmi leírás sze- 5 rint elkészítve, aminek szerkezete lényegében azonos a

2. példa szerkezetével, de más szuperabszorbens anyag van benne. Az első és második (amelynek rizsmasúlya duplája az elsőének) szuperabszorbens anyagok igen „nagy sebességű” gélképző anyagok és a Norsolor X50 10 (ELF ATOCHEM, Cadex, Franciaország) szuperabszorbens anyagot tartalmazzák. Az első szuperabszorbens réteg 7,5 cm széles és mindkét hosszanti éle mentén van egy-egy szuperabszorbens-mentes sáv, amint az a WO/11831 számú nemzetközi szabadalmi le- 15 írásban található.

A 7. összehasonlító példa egy abszorbens cikk a WO90/14815 számú nemzetközi szabadalmi leírás szerint elkészítve, aminek szerkezete hasonlít a 2. példa szerkezetéhez, de a CCLC helyett egy 60 g/m² rizsmasúlyú szövet van benne második felvevő rétegként és más a szuperabszorbens anyaga is. Az első és második (amelynek rizsmasúlya duplája az elsőének) szuperabszorbens anyagok abszorbciós sebessége és folyadékvisszatartó képessége különböző, és rendre az Aqualic CA W-4 (Nippon Shokubai Co. Ltd., Osaka, Japán) és a Sanwet IM 5600S (Hoechst-Casella GmbH, Frankfurt, NSZK) anyagokat tartalmazzák.

Ha másként nem adjuk meg, úgy a példákban és az összehasonlító példákban használt fedőréteg és hátlap a fent leírt típusú.

II. táblázat

Szerkezet
	A mag tömege (g)	A mag felülete (cm2)	Elméleti alapkapacitás (ml/cm2)	A 9,00 mm-es rakmagassághoz szükséges terhelés (g/cm2)
Példa
1.	37	213	2,34	<200 (3)
2.	27	213	1,54	<200 (3)
3.	21	337	0,89	<200 (3)
Összehasonlító példa
1.	44	800	0,20	<350 (5)
2.	11	270	0,28	<200 (3)
3.	37	750	0,45	<350 (5)
4.	50	800	0,40	<350 (5)
5.	40	600	0,67	<200 (3)
6.	27	213	1,54	<200 (3)
7.	22	213	-	<200 (3)

Teljesítmény
	Felvétel sebessége 50 g/cm2 terhelésnél, 50% elm. kapacitásnál (ml/s)	X, Y terheléses abszorbeióképesség	Visszanedvesedés 50 g/cm2 terhelésnél, 75% elméleti kapacitásnál (g)
*90 (g/g)	T90 (s)	X9t/l*90 (g/g'S),
Példa
1.	1,0	17,0	300	0,060	0,25
2.	1,8	13,0	94	0,140	0,15
3.	1,5	14,5	270	0,054	0,50
Összehasonlító példa
1.	1,2*	4,0	35	0,120	10
2.	6,9	6,7	15	0,045	17
3.	1,3	14,2	410	0,035	0,20
4.	0,82*	12,8	610	0,022	0,70
5.	0,46*	15,6	820	0,019	0,80
6.	1,3	16,7	225	0,075	0,70
7.	0,62	18,6	1014	0,018	10,2

* 25 g/cm² terhelésnél

HU 220 441 Β1

Egy jó mag ideálisan egyesíti magában a jó teljesítményt és a jó felépítésű szerkezetet. Általában nem fogadható el egy mag, aminek teljesítménye kiváló, de amely igen tömeges és ezért esztétikailag nem megnyerő, és amelyet drágán lehet gyártani és/vagy csomagolni.

A fontos paramétereket, amelyek a korábbi típusokkal szembeni előnyöket tükrözik az összehasonlító példák szerint, a II. táblázatban foglaltuk össze. Minden egyes felsorolt paraméter a táblázatban a találmány szerinti mag csak egy speciális előnyét képezi a felhasználó számára, aki a magot tartalmazó cikket használja, akár a cikk teljes élettartama során, akár a cikk élettartamának egy adott szakaszában. A találmány szerinti magok a felsorolt paraméterek többségében jó teljesítményt mutatnak az összehasonlító példák szerint. Pontosabban, a találmány szerinti mag általában mutat:

1. jó felvételi sebességet (legalább 10 ml/s) az átlagos elméleti alapkapacitás 50%-ánál, ami jó folyadékabszorbciót jelent a teljes magban és így a cikkben is az élettartama során;

2. magas (legalább 0,05 g/g · s) X90/T90 arányt az X, Y terheléses abszorbcióképesség-vizsgálattal mérve, ami hatásos elosztómechanizmust jelent a magban, és a tárolókapacitás hatékony kihasználását eredményezi;

3. kis visszanedvesedést (nem nagyobb mint 0,6 g szintetikus vizelet), ami kiváló bőrszárító hatást jelent a felhasználó számára; és

4. magas átlagos elméleti rizsmasúlyt (legalább 0,8 g/cm²) alacsony rakmagassággal (nem nagyobb mint 9 mm) együtt, ami lehetővé teszi kisebb és vékonyabb, hatékony abszorbens magok és ezáltal cikkek készítését, amelyeket diszkréten lehet használni, és amelyekkel csomagolási és szállítási költség takarítható meg.

Egyedül a 6. összehasonlító példa kielégítő a paraméterek többségében. A 2. példa azonban ezzel az összehasonlító példával lényegében azonos szerkezetű, és felülmúlja azt a felvételi sebesség, a visszanedvesedés és az X, Y terheléses abszorbcióképesség vonatkozásában azon nehézkes gyártási megoldások nélkül, amelyeket a 6. összehasonlító példa szerkezete igényel (mint például az átvezetések a felső tárolórétegből az alsó tárolóréteghez a mag szerkezetén belül). Úgy gondoljuk, hogy a találmány szerinti mag fölénye a paraméterek tekintetében a különböző folyadékfelvételi sebességű szuperabszorbens anyagok kombinálásának, és a találmány szerinti mag speciális szerkezetébe történő beépítésük módjának az eredménye.

Vizsgálómódszerek

Az összes vizsgálatot 23 ±2 °C hőmérsékleten és 50 ±10% relatív páratartalom mellett végeztük.

A vizsgálómódszerekben használt speciális szintetikus vizelet általában Jayco SynUrine néven ismert és a Jayco Pharmaceuticals Company-tól (Camp Hill, Pennsylvania) szerezhető be. Összetétele a következő: 2,0 g/1 kálium-klorid, 2,0 g/1 nátrium-szulfát, 0,85 g/1 ammónium-dihidrogén-foszfát, 0,15 g/1 diammónium-hidrogén-foszfát, 0,19 g/1 kalcium-klorid és 0,23 g/1 magnézium-klorid. Az összes vegyület „analitikailag tiszta” fokozatú. A szintetikus vizelet pH-ja 6,0-6,4.

Mintapárna készítése a nedves összenyomhatóság és a folyadékgyűjtő kapacitás vizsgálatához

A mintapámákat egy pámakészítő géppel, az alábbiakban leírt módon, vagy egy azzal egyenértékű géppel, amely tömör és homogén foszladékréteget biztosít, készítjük el.

A 2. és 3. ábrákat hivatkozzuk.

A száraz foszladékból (vagy azzal egyenértékű anyagból, például vegyileg térhálósított cellulózból) kimérünk négy, 30 g-os adagot. Egy papírszövetet, ami elég porózus ahhoz, hogy a levegő átmenjen rajta, de visszatartja a foszladékot, 36,8x36,8 cm-esre vágunk és simán ráhelyezzük a 22 formázórácsra egy 21 szárazon rétegelt nemezpámát készítő gépben. A szövet (nem látható) teljesen lefedi a formázórácsot és széleit felhajtjuk, hogy megelőzzük a foszladék megszökését. A szövet képezi a párna alapját.

A 23 vákuumot, a 24 kamramotort és a pámakészítő gép sűrítettlevegő-forrását bekapcsoljuk. Egy 30 g-os foszladékadagot kis adagokban bejuttatunk a 26 adagolónyíláson át a pámakészítő gép 25 mintakamrájába, vigyázva, hogy ne tömítsük el a gép 27 keverőlapátjait. A sűrített levegőt erélyesen cirkuláltatjuk a kamrában, hogy előmozdítsuk a szálak szétválását és átjutását a 28 plexiüveg hengeren és a 29 prizmoid oszlopon keresztül a 22 formázórácsra.

A 23 vákuumot kikapcsoljuk, a 22 formázórácsot kihúzzuk az 21 pámakészítő gépből és az óramutató járásának megfelelő irányban egy negyed fordulattal elfordítjuk. A rácsot visszatesszük a pámakészítő gépbe. Egy másik 30 g-os adag foszladékot adunk a gép 25 mintakamrájába és a fenti műveletet megismételjük. A foszladékot addig adagoljuk azonos módon, amíg mind a négy adagot rájuttattuk a formázórácsra. Ezután a formázórácsot és a rajta kialakult párnát kivesszük a pámakészítő gépből és a párnát óvatosan áttesszük a rácsról egy darab kartonpapírra vagy egy hasonlóan sima, lapos felületre. Egy második papírszövetet teszünk a párna tetejére és egy második darab kartonpapírt a szövetre.

Egy acélsúlyt, aminek méretei körülbelül 35,6x35,6x2,5 cm és tömege körülbelül 16,3 kg, teszünk a párnára körülbelül 120 másodpercre vagy tovább, amíg a párna igényli. Ezután a súlyt levesszük, és a párnát körülbelül 45000 N erővel összenyomjuk egy nagy Carver-présben, hogy fokozzuk az integritását. A párnát kivesszük a présből és egy papírvágóval körülbelül 30,5 χ 30,5 cm-es méretűre szabjuk, majd továbbszabjuk olyan méretűre, amilyet az adott vizsgálat, amiben használjuk, megkíván.

A pámakészítő gép használatát a mintapámák készítésére nem szánjuk kizárólagosnak. Bármilyen alkalmas módszer használható, feltéve, hogy tömör és homogén foszladékréteget ad, amelyet a fenti módon összenyomva, lényegében a fenti módon előállítottal azonos sűrűségű és rizsmasúlyú párnát kapunk.

A nedves összenyomhatóság vizsgálata

Ezt a vizsgálatot arra terveztük, hogy megmérjük a szálasanyagból készült párna nedves térfogatát kü10

HU 220 441 Β1 lönböző terhelések mellett. A célja az, hogy megmérjük a szálasanyag ellenállását a terheléssel szemben úgy, hogy megmérjük a terhelés alatt megtartott térfogatát.

Egy foszladék-mintapámát készítünk a fent leírt módon. A párna felszínén lévő összes szövetet eltávolítjuk. A párnát ezután 3,6 kg/cm² terheléssel tömörítjük az integritás érdekében egy Carver laboratóriumi préssel. Megmérjük a párna vastagságát és kiszámítjuk a szálsűrűségét a párna tömege párna vastagsága χ párna felülete képlet segítségével.

A párna száraz tömegét 10-zel megszorozva kapjuk meg a célzott nedves tömeget a telítéskor. A száraz párnát egy felül terhelhető mérlegre tesszük, aminek érzékenysége 0,01 g. A szintetikus vizeletet lassan adagoljuk a párnára, amíg elérjük a célzott nedves tömeget a mérleggel mérve. Ekkor a nedves párnát óvatosan áttesszük az összenyomhatóságot mérő Buckeye-készülék lapjára, és egy súlyt eresztünk lassan a párnára, aminek felszíne lényegében a párnáéval egyenlő (körülbelül 10,2 x 10,2 cm), és ami 77 g/cm² terhelést gyakorol a mintára. A párnát 60 másodpercig hagyjuk ekvilibrálódni a terhelés alatt, majd az összenyomott párna vastagságát tolómércével megmérjük.

A nedves összenyomhatóság az 1 g száraz foszladék üregtérfogata, amit az alábbi módon számítunk ki:

üregtérfogat (cm^}) = teljes térfogat-száltérfogat=[párna vastagsága terhelés alatt (cm) x párna felülete (cm²)]-[párna száraz tömege (g)/szálsűrűség (g/cm³)] nedves Ö55zenyo/n/iaíáság=üregtérfogat/g=[párna vastagsága terhelés alatt (cm) χ párna felülete (cm²)]- [párna száraz tömege (g)/szálsűrűség (g/cm³)]+páma száraz tömege (g) ahol a szálsűrűséget az eredeti (azaz terheletlen állapotban mért) pámatömegből és vastagsági méretekből számítjuk ki.

A folyadékgyűjtő kapacitás mérése

A fent leírt módon előállított mintapárnát 7,5 x 7,5 cm-es méretre vágjuk egy papírvágóval. A párnát leméijük és egy nagy lyukú dróthálóra tesszük, amit egy cseppfogó tálcán helyezünk el. Végül az egész készüléket egy felül terhelhető mérlegre tesszük.

A szintetikus vizeletet egy szivattyúval (Model 7520-00, Cole-Palmer Instruments Co., Chichago, USA) juttatjuk a mintapáma közepére 5±0,25 ml/s sebességgel. Feljegyezzük azt az időt, amikor az első csepp szintetikus vizelet lecseppen a párna aljáról a cseppfogó tálcára. Ekkor a szivattyút azonnal leállítjuk. A mért időtartamból és a szivattyú adagolási sebességéből kiszámítjuk a szintetikus vizelet mennyiségét, amit a minta abszorbeált a telítettség eléréséig, azaz a csepegés kezdetéig. (Ezt a mérleggel időnként ellenőrizzük, amivel minimalizálhatók a szivattyú szállítási sebességéből eredő ingadozások.) Az így kapott adatot folyadékgyűjtő kapacitásnak nevezzük és az alábbi módon számítjuk ki:

mintapámában megtartott vizelet a telítettség _elérésekor (ml)_ minta száraz tömege (g)

A dinamikus duzzadást sebesség mérése

0,358 g, 0,001 g pontossággal kimért, száraz szuperabszorbens anyagot teszünk egy szokványos kémcsőbe, aminek külső átmérője 16 mm, magassága 125 mm és falvastagsága 0,8 mm, és ami függőlegesen van elhelyezve például egy kémcsőállványban. (Csak korábban még nem használt kémcsövet lehet használni ehhez a vizsgálathoz, és el kell dobni a használat után.)

A kémcsőbe 10 ml Jayco szintetikus vizeletet teszünk automata pipettával, körülbelül 5 ml/s sebességgel. A szintetikus vizelet hozzáadására a szuperabszorbens elkezd duzzadni, és egy felszín alakul ki, ami felfelé mozog a kémcsőben. A felszín mozgását az idő függvényében regisztráljuk, akár kézi módszerrel, akár egy videofelvételen végzett képanalízissel. Ezután a felszín magasságából kiszámítjuk a pillanatnyi X telítés [az X(t)] értékét:

h(t) a megduzzadt szuperabszorbens anyag magassága a kémcsőben, a t időpontban, és

H a szintetikus vizelet magassága a kémcsőben, ami megfelel a teljes, 28 g/g X telítésnek (ha 0,358 g szuperabszorbens anyag 10 g szintetikus vizeletet abszorbeál, az X telítés éppen 28 g/g);

az X telítés a szintetikus vizeletnek az a g-ban mért mennyisége, amit 1 g szuperabszorbens anyag abszorbeálni tud.

Ezután az X(t) telítési értékeket az idő függvényében ábrázoljuk. Feltételezzük, hogy a vizsgált szuperabszorbens anyag egyensúlyi abszorbens kapacitása nagyobb, mint 28 g/g.

Az X(t) arányát a hozzá tartozó t időhöz „duzzadást sebesség függvény”-nek (SR) nevezzük; ez az érték az átlagos duzzadási sebesség az X(t) eléréséig, azaz

A fentiekkel összefüggésben a „dinamikus duzzadási sebesség” (DSR) a duzzadási sebesség függvényének az X(t)=28 g/g telítéskor kapott értéke, azaz g/g

DSR=——, ahol ^l28 t₂g az az időtartam, ami alatt X(t) eléri a 28 g/g értéket.

Találmányunkban a dinamikus duzzadási vizsgálat eredményeit a következőképpen értékeljük. Ha nem lép fel gélblokk a szuperabszorbens anyag felszínénél, az anyagot viszonylag permeábilisnek mondjuk és az idő - X(t) grafikon lényegében egy vízszintes vonal lesz. Ez azt jelenti, hogy az SR(t) érték lényegében állandó.

Másrészt néhány anyag permeabilitása a duzzadás során fokozódik; ilyenkor az SR(t) nő az idő előrehaladásával, ami a gélblokk elmaradását is jelzi. Ha azon11

HU 220 441 Bl bán a gélblokk fellép, a permeabilitás és az SR(t) csökken az idő múlásával.

Találmányunk szempontjából akkor nevezünk egy szuperabszorbens anyagot lényegében nem csökkenő dinamikus duzzadást képességűnek, ha a duzzadást sebesség függvény értéke lényegében nem csökken a ^l14 [az az idő, ami a szuperabszorbens anyag 50%-os telítettségének eléréséig telik el, azaz ahol X(t)=14 g/g] és a t₂₈ időpontok (meghatározását lásd fent) között. Ez azt jelenti, hogy a

SR(ti4)-SR(t_2g)

SR(t2g) relatív eltérés a t₁₄ és t₂₈ időpontokhoz tartozó duzzadást sebességek között kisebb 50%-nál, előnyösen kisebb 25%-nál és legelőnyösebben kisebb 20%-nál.

A nyomással szembeni abszorbció vizsgálata

Ez a vizsgálat egy szuperabszorbens anyag abszorbciós kapacitását méri, amikor 20 g/cm² külső terheléssel szemben abszorbeál; a szuperabszorbens anyag egyirányú duzzadását mérjük ezzel a terheléssel szemben.

Egy 120 mm átmérőjű és 0 porozitású, kerámia szűrőlapot (Duran, Schott) egy 150 mm átmérőjű és 30 mm magas Petri-csészébe teszünk. A Petri-csészébe annyi 0,9 tömeg%-os, desztillált vízzel készített nátrium-klorid-oldatot teszünk, hogy ellepje a szűrőlapot. Egy 125 mm átmérőjű, kerek szűrőpapírkorongot (Schwarzband 589, Schleicher és Schüll) teszünk a szűrőlapra és gondosan átnedvesítjük a nátrium-kloridoldattal.

Egy plexiüveg henger - aminek belső átmérője 60 ±0,1 mm és magassága 50 mm - alját elzárjuk egy szűrővászonnal, aminek lyukmérete 36 pm. A tiszta és száraz plexiüveg hengerben 0,9000+0,0005 g szuperabszorbens anyagot szórunk óvatosan a szűrő vászonra. El kell étjük, hogy a szuperabszorbens anyag egyenletesen oszoljék el a szűrővásznon.

Egy fedőlapunk van, aminek külső átmérője 59+0,1 mm, belső átmérője 51 mm és magassága 25 mm, amihez egy 50 mm átmérőjű és 34 mm magas súly van erősítve; az egész tömege 565 g, ami megfelel 20 g/cm² terhelésnek. A fedőlapot és a súlyt a hengerbe tesszük és az egész hengerkészüléket 0,01 g pontossággal lemérjük. Ezután a készüléket nedves szűrőpapírra állítjuk a Petri-csészében és 1 órán át hagyjuk abszorbeálni. Ezután a hengerkészüléket kiemeljük és újra leméqük a tömegét.

A hengerkészüléket és a szűrőlemezt a mérések között alaposan meg kell tisztítani, a nátrium-klorid-oldatot és a szűrőpapírt minden mérés előtt fel kell újítani.

A nyomással szembeni abszorbció (AAP) kiszámítása a következő módon történik:

AAP=[(a készülék tömege abszorbció után)-(a száraz készülék tömege)]+szuperabszorbens kezdeti tömege

Szitavizsgálat

A szuperabszorbens anyag szemcseméret-eloszlását úgy határozzuk meg, hogy ismert tömegű mintát teszünk egy Retsch mechanikus szitakészülékbe és megadott ideig rázatjuk meghatározott körülmények között.

Az egyes szitákon és a fenékserpenyőn maradt mintarészeket lemérjük és az eredményeket az eredeti minta tömegének %-ában adjuk meg.

A szuperabszorbens polimer anyagból 100+0,5 got lemérünk egy mérőedénybe és fedővel lezárjuk.

A készülékbe négy szitát helyezünk be alulról felfelé a következő sorrendben: rozsdamentes acél fenékserpenyő, No. 325, No. 100, No. 50 és No. 20 sziták; a számok az amerikai egyesült államokbeli szabvány szitasorozat (ASTM-E-11-61) számozása. A mintát a szitasor legfelső lapjára juttatjuk és a port egyenletesen elterítjük a szitán. Egy rozsdamentes acélfedőt teszünk a No. 20 szitára.

Ezután a szitasort egy Vibrotonic VEI (Retsch), időkapcsolóval ellátott szitarázó gépre tesszük. Biztosítjuk, hogy a Retsch-fedő olyan szorosan illeszkedjen a rázógép tetejére, ahogy csak lehet. Az időkapcsolót 10 percre állítjuk be és elkezdjük a vizsgálatot. Amikor a rázógép leállt, a szitákat levesszük róla.

Ezután a szitákon visszamaradt frakciókat megmérjük. Fontos, hogy gyorsan dolgozzunk ebben a mérésben, hogy megelőzzük, hogy a szuperabszorbens anyag nedvességet vegyen fel.

A teafilter retenciós kapacitásvizsgálata

A szuperabszorbens anyagot egy „teafilter”-be tesszük, szintetikus vizeletbe merítjük 20 percre, majd 3 percig centrifugáljuk. A szuperabszorbens anyag abszorbciós kapacitása a megtartott folyadék tömegének aránya a száraz szuperabszorbens anyag tömegéhez viszonyítva.

Desztillált vízben készített 0,9 tömeg%-os nátriumklorid-oldatból 2 1-t öntünk egy 24x30 cm-es tálcára. A folyadék töltésmagassága körülbelül 3 cm.

A teafilterzacskó mérete 6,5 χ 6,5 cm és a Teekanne nevű cégtől kapható (Düsseldorf, NSZK). A zacskó hővel zárható egy szokványos, konyhai műanyagzacskóforrasztó készülékkel (például VACUPAC₂ PLUS, Krups, NSZK).

A teászacskót óvatosan, részben felvágva kinyitjuk és lemérjük. A szuperabszorbens anyagból 0,200+0,005 g-os mintát teszünk a zacskóba. Ezután a zacskót a hőforrasztóval lezárjuk. Ezt hívjuk mintának.

Egy üres teászacskót leforrasztunk, és kontrollként használjuk.

A teászacskókat vízszintesen lefektetjük és a mintát úgy rázogatjuk, hogy a szuperabszorbens anyag egyenletesen eloszoljon a zacskóban. Ezután a mintát és a kontroll teászacskót a szintetikus vizelet felszínére fektetjük és belemerítjük egy spatulával körülbelül 5 másodperc időtartamra, hogy teljesen átnedvesedjenek (a teászacskók úsznak a szintetikus vizelet felszínén még teljesen átnedvesedve is). Az órát azonnal elindítjuk.

Húsz perc áztatás után a mintát és a kontrollt kivesszük a szintetikus vizeletből, és egy Bauknecht WS130, Bosch 772 NZK096 vagy ezzel egyenértékű (230 mm átmérőjű) centrifugába tesszük úgy, hogy minden zacskó feltapadjon a centrifuga kosarának külső falára. (Ez úgy oldható meg például, hogy a teászacskó egyik végét behajtjuk a centrifuga forgásirányába, hogy felvegye a kezdeti erőt?) A centrifuga fedelét lecsukjuk,

HU 220 441 Bl a centrifugát elindítjuk és a sebességét hirtelen 1400 fordulat/percre állítjuk be. Amint a centrifuga stabilizálódott az 1400 fordulat/perc fordulatszámon, elindítjuk az órát. Három perc elteltével leállítjuk a centrifugát.

A mintát és a kontroll teászacskót kivesszük és külön lemérjük.

A szuperabszorbens hidrogélképző anyag abszorbciós kapacitását (AC) az alábbi módon számítjuk ki:

AC=[(minta tömege centrifúgálás után)-(kontroll tömege centrifúgálás után)-(száraz szuperabszorbens tömege)]+száraz szuperabszorbens anyag tömege

A rakmagasság vizsgálata

A rakmagasság vizsgálatával a 10 abszorbens cikket, például pelenkát tartalmazó csomag csomagolási tulajdonságait vizsgáljuk a csomagbeli állapotokat szimulálva.

Tíz abszorbens cikket, vagy találmány szerinti abszorbens magot pelenkavázba építve, aminek van egy (fent leírt) fedőrétege és egy (fent leírt) hátlapja, a kereskedelembe kiszállítható készárut szimulálva középen összehajtjuk (kétszeresen egymásra), hogy megfeleljen a csomagolás szélességi és hosszméreteinek. A 10 abszorbens cikkből álló egységet egy hidraulikus préssel Thwing-Albert Instrument Co., TA 240-10 Alpha Hydraulic Press/Sample Cutter, Philadelphia, USA, 8000 N erővel 3 másodpercre összenyomjuk. Az előre összenyomott szerkezeteket ekkor egy Instron Series 6000 feszültség/összenyomódás mérő készülékbe tesszük Instron Ltd., Buchs, E. K. és felveszünk egy kompressziós görbét. A kompressziós görbe az egység magasságát vagy vastagságát ábrázolja a rá ható összenyomó erő függvényében. Az erőből egyszerűen kiszámítható az adott vastagság eléréséhez szükséges nyomás.

A „rakmagasság” egy cikk magassága vagy vastagsága egy adott terhelés alatt, és úgy kapjuk meg, hogy a rakmagasság vizsgálatban kapott magasságértéket elosztjuk az egységben lévő cikkek számával.

A felszívási sebesség vizsgálata

A 4. ábrára hivatkozva, egy 10 abszorbens cikket 50 ml szintetikus vizelet 10 ml/s sebességgel való rászivattyúzásával Model 7520-00, Cole-Palmer Instruments Co., Chichago, USA terhelünk 5 cm magasságról a minta felszínére. A vizelet abszorbeálásának idejét órával méijük. A rászivattyúzást minden 5 percben, pontosan 5 perces intervallumokban megismételjük, amíg az elméleti kapacitást el nem étjük.

A vizsgált mintát, amely tartalmaz egy magot és van egy fent leírt fedőrétege és egy fent leírt hátlapja, vízszintesen lefektetjük egy 11 szivacslapra egy plexiüveg dobozban (aminek csak a 12 alapja látható). Egy 13 plexiüveg lapot, aminek egy 5 cm átmérőjű lyuk van a közepén, teszünk a mintára. A szintetikus vizeletet a mintára a 14 hengeren át juttatjuk, ami a lyukba van illesztve és ragasztva. A 15 elektródok a lemez alsó felszínén helyezkednek el a 10 abszorbens cikk felszínével érintkezve. Az elektródok az órához csatlakoznak. A 16 súlyokat a lemezre helyezve szimuláljuk például egy kisgyermek súlyát. A vizsgálatban általában 50 g/cm² terhelést alkalmazunk.

Amint a vizeletet az abszorbens szerkezet tetejére helyezett hengerbe engedjük, az áramkör záródik az elektródok között. Ez indítja el az órát. Az óra akkor áll meg, amikor az abszorbens szerkezet abszorbeálta a ráöntött vizeletet és az elektromos kontaktus megszakad az elektródok között.

A felszívási sebesség az időegység alatt abszorbeált vizelet ml. A felszívási sebességet minden, a mintára öntött vizeletadagra külön kiszámítjuk.

Amint már korábban említettük, hasznosnak tartjuk a találmány szerinti abszorbens mag szempontjából, ha a felvételi sebességet az elméleti kapacitás 50%-os kitöltöttsége mellett méijük meg. Ezt a pontot egyik módon úgy határozhatjuk meg, hogy a felvételi sebességet az adagolt összes szintetikus vizelet térfogatának függvényében ábrázoljuk, majd meghatározzuk a felvételi sebességet az elméleti kapacitás 50%-ánál. Más módon meghatározhatjuk közvetlenül is úgy, hogy vesszük annak a ráöntésnek a felvételi sebességét, amely a legközelebb, 15 ml-en belül van a középértékhez.

Az X, Y terheléses abszorbcióképesség-vizsgálata

Az X, Y terheléses abszorbcióképesség-vizsgálatának módszere a standard terheléses nedvesedőképesség vizsgálómódszerének egy változata. Hivatkozásul, a standard terheléses nedvesedőképesség vizsgálata az alábbi kézikönyvben van leírva: Chatteijee, P. K. szerkesztő: Absorbency, II. fejezet, 60-62; Elsevier Science Publisher Β. V., Amsterdam, The Netherlands 1985.

A vizsgálathoz használt készülék az 5. és 6. ábrákon látható. A 100 készülékben van egy négyszögletes 102 mintakosár a 104 keretre felfüggesztve. A kosár belső méretei 10,2 χ 7,6 cm. A 102 mintakosár magassága a 106 áttételes mechanizmussal szabályozható. A 108 folyadéktartály egy 110 elektronikus mérlegre van helyezve, ami a 112 számítógéphez csatlakozik.

Az X-Y-sík-vizsgálat sematikusan a 7. ábrán látható. Az X-Y-sík-vizsgálatban a 114 rács csak egy 2,54 χ 7,62 cm-es 118 területen van jelen a mintakosár aljának egyik 20 éle mentén. A mintakosár fenekének többi része, 122-vel jelölve, plexiüvegből készült és folyadékot át nem eresztő. A mintakosár oldalai, amelyek a mintával érintkeznek, szintén plexiüvegből készültek és folyadékot át nem eresztők. Amint az a 7. ábrán látható, ez a vizsgálat azt igényli a 116 mintától - ami egy magból, egy fent leírt fedőrétegből és egy fent leírt hátlapból áll -, hogy először Z irányban vegye fel a folyadékot, majd szállítsa el maximum 7,62 cm-re a vízszintes X-Y síkban. Az X-Y-sík-vizsgálat a minta azon képességéről szolgáltat adatot, hogy miként osztja el a folyadékot a potenciális használat közbeni körülmények között. Az X-Y-sík-vizsgálatot úgy végezzük el az abszorbens szerkezet 116 mintával, hogy egyenletesen 20 g/cm² terhelést alkalmazunk a 116 minta felső felszínére.

A mérési eljárás a következő. Először készítünk egy 10,2x7,6 cm-es mintát a találmány szerinti abszorbens magból. A 108 folyadéktartályba 6800 ml szintetikus vizeletet öntünk és kinullázzuk a 110 elektronikus mérleget a 100 készülék alatt.

Ezután a 102 mintakosarat addig engedjük lefelé, amíg a folyadékszint éppen a 114 rács tetejéig ér. Egy

HU 220 441 Bl darab kereskedelmi, kétrétegű BOUNTY® 124 papírzsebkendőt teszünk a 114 rácsra, a 102 mintakosár alá. A BOUNTY 124 papírzsebkendő biztosítja, hogy a folytonos folyadékkapcsolat fennmaradjon álló minta alsó oldalával a vizsgálat tartama alatt.

A 126 súly egy négyszögletes fém 128 lemezhez van erősítve, aminek méretei valamivel kisebbek, mint a 102 mintakosár belső méretei. Ezután a 116 minta felső felszínét az említett 128 lemez alsó oldalához erősítjük egy 130 kétoldalú ragasztószalaggal, vagy ragasztópermettel. A nulla időpontban tesszük a 116 mintát a 102 mintakosárba.

A vizsgálatot 2000 másodperc időtartamig folytatjuk. A 2000. másodpercben a végső X-Y síkban lévő telítettséget, az X_end értéket, a mérleg leolvasásával határozzuk meg korrigálva az ez idő alatt fellépő párolgási veszteséggel, amit osztunk a száraz minta tömegével. Az X_end értékből kiszámítjuk a 90%-os telítettséghez tartozó Χ<χ) értéket és meghatározzuk a t₉₀ időtartamot. A folyadékfelvételi sebesség az X^tgo hányados.

A szálasanyag abszorbciós kapacitása az X, Y terheléses abszorbcióképesség mérése alapján

A vizsgálatot a fent leírtakkal azonos módon végezzük, de a minta csak szálasanyagot tartalmaz. Ebben az esetben a minta kapacitása az X_end érték, szemben az X₉₀ értékkel.

A visszanedvesedés vizsgálata

Ez a vizsgálat különösen fontos egy abszorbens mag, vagy egy olyan abszorbens cikk, amelybe ilyen mag van beépítve, használat közbeni teljesítményének meghatározása szempontjából. A vizsgálat szűrőpapírrétegek átnedvesedésének mérésén alapszik, amelyeket egy szintetikus vizelettel telített abszorbens magra teszünk, majd megterhelünk.

Egy abszorbens magot egy (fent leírt) fedőréteggel és egy (fent leírt) hátlappal egy sima felületre fektetünk a fedőréteggel felfelé. Az elméleti alapkapacitás 75%ának megfelelő - a fent leírt módon kiszámított - térfogatú szintetikus vizeletet adagolunk 7 ml/s sebességgel az abszorbens magra egy adagolási ponton, ami a mag szélességének közepén és a mag első élétől körülbelül 11 cm-re van.

Egy 10,2 χ 10,2 cm-es, 50 g/cm² terhelést biztosító súlyt helyezünk középpontjával az adagolási pontra, és a magot 15 percig hagyjuk ekvilibrálódni ez alatt a terhelés alatt. Ezután a súlyt eltávolítjuk és öt rétegben előre lemért szűrőpapírokat (Eaton Dikeman 939, Nr. 7), amelyek mérete 10,2x10,2 cm, helyezünk a durva oldalukkal lefelé, középpontjukkal az adagolási pontra, és a súlyt rájuk tesszük 30 másodpercre. Ezután a súlyt levesszük és a szűrőpapírokat lemérjük. A szűrőpapírok tömegkülönbsége az első visszanedvesedési érték.

Ezután öt új szűrőpapírt teszünk az abszorbens magra hasonló módon, és a súlyt rájuk tesszük 30 másodpercre, mint az előbb. A súlyt eltávolítjuk és a második szűrőpapírcsomagot megmérjük. A szűrőpapírok tömegkülönbsége a második visszanedvesedési érték.

Az eljárást még egyszer megismételjük, hogy megkapjuk a harmadik visszanedvesedési értéket.

A teljes visszanedvesedés a három egyedi visszanedvesedési érték összege, azaz:

Teljes vn=első+második+harmadik visszanedvesedés.

Claims (16)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Abszorbens mag, amely vastagsága mentén, sorban tartalmaz egy első szálasanyagot (3) tartalmazó felső réteget és egy első szuperabszorbens anyagot (5) is tartalmazó első szerkezetet és egy második szálasanyagot (6) és egy második szuperabszorbens anyagot (7) tartalmazó második szerkezetet, azzal jellemezve, hogy az első szálasanyag (3) nedves összenyomhatósága legalább 5 cm³/g és folyadékgyűjtő kapacitása legalább 10 g/g, és az első szuperabszorbens anyag (5) lényegében nem csökkenő dinamikus duzzadási sebességű, és a második szuperabszorbens anyag (7) dinamikus duzzadási sebessége legalább 0,2 g/g-s és nyomással szembeni abszorbciója legalább 15 g/g 50 g/cm² esetén, továbbá az első szuperabszorbens anyag (5) dinamikus duzzadási sebessége nem nagyobb, mint a második szuperabszorbens anyag (7) dinamikus duzzadási sebességének kétharmada.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti abszorbens mag, azzal jellemezve, hogy az első szerkezet sorban tartalmazza az első szálasanyagból (3) álló felső réteget és egy réteget, amely az első szuperabszorbens anyagból (5) áll, és a második szerkezet sorban tartalmaz egy réteget, amely a második szálasanyagból (6) áll és egy réteget, amely a második szuperabszorbens anyagból (7) áll.
3. 3. A 2. igénypont szerinti abszorbens mag, azzal jellemezve, hogy minden réteg, amely szuperabszorbens anyagot tartalmaz, lényegében csak szuperabszorbens anyagból áll.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti abszorbens mag, azzal jellemezve, hogy visszanedvesedése nem nagyobb mint 0,6 g, szintetikus vizelet esetén.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti abszorbens mag, azzal jellemezve, hogy az első szuperabszorbens anyag (5) dinamikus duzzadási sebessége nem nagyobb, mint a második szuperabszorbens anyag (7) dinamikus duzzadási sebességének egyharmada.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti abszorbens mag, azzal jellemezve, hogy a második szuperabszorbens anyag (7) nyomással szembeni abszorbciója legalább 20 g/g 50 g/cm² esetén.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti abszorbens mag, azzal jellemezve, hogy az első szálasanyagot (3) vegyileg térhálósított cellulózrostok alkotják.
8. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti abszorbens mag, azzal jellemezve, hogy átlagos elméleti alapkapacitása legalább 0,7 ml/cm², és felszívási sebessége legalább 1,5 ml/s az elméleti alapkapacitás 50%-ánál, és folyadékfelvételi sebessége legalább 0,05 g/g-s az X, Y terheléses abszorbcióképesség-vizsgálattal mérve.

   HU 220 441 Β1
9. 9. A 8. igénypont szerinti abszorbens mag, azzal jellemezve, hogy folyadékfelvételi sebessége legalább 0,06 g/g s.
10. 10. A 8. vagy 9. igénypont szerinti abszorbens mag, azzal jellemezve, hogy átlagos elméleti alapkapacitása legalább 0,8 ml/cm².
11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti abszorbens mag, azzal jellemezve, hogy rakmagassága nem több, mint 9 mm a rakmagasság-vizsgálattal, 200 g/cm² terhelés alatt mérve.
12. 12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti abszorbens mag, azzal jellemezve, hogy az első és/vagy a második szuperabszorbens anyag (5, 7) szemcsés.
13. 13. A 12. igénypont szerinti abszorbens mag, azzal jellemezve, hogy az első szuperabszorbens anyag (5) szemcsés és közepes szemcsemérete nagyobb, mint 300 pm, és a második szuperabszorbens anyag (7) szemcsés és közepes szemcsemérete kisebb, mint 300 pm.
14. 14. A 13. igénypont szerinti abszorbens mag, azzal jellemezve, hogy az első szemcsés szuperabszorbens anyag (5) szemcsemérete 600-850 pm, és a második szemcsés szuperabszorbens anyag (7) szemcsemérete 150-250 pm mérethatárok között van.
15. 15. Abszorbens cikk, amelynek van egy folyadékáteresztő fedőrétege (2), folyadékot át nem eresztő hátlapja (9), a fedőréteg (2) és a hátlap (9) között elhelyezett abszorbens magja, azzal jellemezve, hogy az abszorbens mag az 1-14. igénypontok bármelyike szerinti kialakítású, és az abszorbens mag első rétege a fedőréteg (2) felé irányul.
16. 16. A 15. igénypont szerinti abszorbens cikk, azzal jellemezve, hogy eldobható pelenka, inkontinens cikk vagy gyakorlónadrág.