MX2009002172A

MX2009002172A - Articulos absorbentes que comprenden polimeros super absorbentes teniendo propiedades superiores.

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Publication number: MX2009002172A
Application number: MX2009002172A
Authority: MX
Inventors: Norbert Herfert; Arvinder Pal Singh Kainth; Michael A Mitchell; Jason Matthew Laumer; William G J Chiang; Richard Keith Goodwing
Original assignee: Kimberly Clark Co
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2009-03-11
Also published as: KR20090042828A; AU2007290443A1; BRPI0716175A2; WO2008027489A2; WO2008027489A3; EP2061523A2; US20080058747A1

Abstract

Un artículo absorbente que tiene una hoja superior, una hoja inferior, y el núcleo absorbente colocado entre la hoja superior y la hoja inferior. En algunos aspectos, por lo menos uno de la hoja superior, de la hoja inferior y del núcleo absorbente es estirable. En otros aspectos, el núcleo absorbente puede comprender las capas por lo menos una de las cuales incluye esencialmente el material súper absorbente y por lo menos una de las cuales incluye esencialmente borra. En algunos aspectos, el artículo incluye material súper absorbente el cual tiene una capacidad de tensión centrífuga de por lo menos de alrededor de 25 g/g, una permeabilidad de cama de gel de hinchado libre de por lo menos de 200 Darcies, y una integridad de gel de por lo menos de 2. En algunos aspectos, el material súper absorbente está recubierto con una poliamina.

Description

ARTICULOS ABSORBENTES QUE COMPRENDEN POLIMEROS SUPER ABSORBENTES TENIENDO PROPIEDADES SUPERIORES ANTECEDENTES Los artículos, tales como los artículos absorbentes son útiles para absorber muchos tipos de fluidos, incluyendo fluidos segregados ó eliminados por el cuerpo humano. Los polímeros súper absorbentes (SAPs) son frecuentemente usados en los artículos absorbentes para ayudar a mejorar las propiedades absorbentes de tales artículos. Los polímeros súper absorbentes son generalmente basados en polímero y están disponibles en muchas formas tales como polvos, gránulos, micropartículas , películas y fibras, por ejemplo. Al contacto con los fluidos, los polímeros súper absorbentes se hinchan mediante el absorber los fluidos en sus estructuras. En general los polímeros súper absorbentes pueden absorber rápidamente los fluidos descargados adentro de tales artículos, y pueden retener tales fluidos para evitar el filtrado y ayudar a proporcionar una sensación seca aún después de la descarga del fluido.

Hay un esfuerzo continuado de mejorar el desempeño de tales artículos absorbentes, especialmente a niveles altos de saturación de fluido, para por tanto reducir la ocurrencia de filtrado y mejorar el entalle y la comodidad.

V' Esto es particularmente significativo cuando tales artículos son sometidos a descargas de fluido repetidas durante el uso. Esto se ha convertido en un desafío en aumento ya que los esfuerzos recientes en el diseño de artículo absorbente se han 5 enfocado generalmente en el uso de concentraciones superiores de material súper absorbente y menos fibras de borra para hacer a las estructuras absorbentes más delgadas y más flexibles . Sin embargo, a pesar del aumento en la capacidad absorbente total obtenido mediante el aumentar la concentración del material 10 súper absorbente, los artículos absorbentes pueden aún no obstante filtrarse durante el uso . Tal filtrado puede en parte ser resultado de que el componente de núcleo absorbente de un artículo teniendo una tasa de toma insuficiente (por ejemplo la tasa a la cual un fluido descargado puede ser tomado dentro de 15 y llevada dentro del núcleo absorbente para una absorción subsecuente por el material súper absorbente) debido a la baja permeabilidad y falta de volumen hueco disponible. Por tanto, hay un deseo de un artículo absorbente el cual contiene niveles altos de materiales súper absorbentes y el cual pueda mantener 20 una tasa de toma suficiente.

Además, hay una necesidad de materiales de polímero súper absorbentes que tengan unas características de permeabilidad incrementadas mientras que se retienen otras 25 características tal como una absorción y retención adecuadas. La permeabilidad es una medida de la conexión efectiva de la estructura porosa, sea ésta una estera de fibras ó una placa de espuma ó en este caso polímeros entrecruzados y puede especificarse en términos de la fracción de hueco y extensión de la conexión del material de polímero súper absorbente. La permeabilidad de gel es una propiedad de la masa de partículas como un todo y esta relacionada a la distribución de tamaño de partícula, forma de partícula y a la conexión de los poros abiertos, el módulo de corte y la modificación de superficie del gel hinchado. En términos prácticos, la permeabilidad del material de polímero súper absorbente es una medida de que tan rápidamente fluye el líquido a través de la masa de partículas hinchadas. La permeabilidad baja indica que el líquido no puede fluir fácilmente a través de el material de polímero súper absorbente, el cual está generalmente mencionado como bloque de gel, y que cualquier flujo forzado de líquido (tal como una segunda aplicación de orina durante el uso del pañal) debe tener una trayectoria alterna (por ejemplo filtrado del pañal) . Por tanto, hay un deseo de un artículo absorbente el cual exhiba características de permeabilidad incrementadas.

Un método deseable para mejorar la absorción y las propiedades de retención de las partículas de polímero súper absorbentes es el tratar la superficie de las partículas de polímero súper absorbentes. El tratamiento de superficie de las partículas de polímero súper absorbente con agentes de entrecruzamiento teniendo dos ó más grupos funcionales capaces de reaccionar con los grupos colgantes del polímero comprendiendo la partícula de súper absorbente está descrita en numerosas patentes. El tratamiento de superficie mejora la absorbencia y la rigidez de gel para aumentar el flujo de fluido y evitar que la aglomeración de la partícula de polímero súper absorbente y mejorar la resistencia de gel.

Las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie, en general, exhiben unos valores de retención y absorción de líquidos superiores a los de las partículas de polímero súper absorbente teniendo un nivel comparable de entrecruzados internos, pero careciendo de entrecruzados de superficie . Los entrecruzados internos surgen de la polimerización de los monómeros que comprenden las partículas súper absorbentes, y están presentes en la columna de polímero. Se ha hecho la teoría de que el entrecruzamiento de superficie aumenta la resistencia de las partículas de polímero súper absorbente para la deformación, reduciendo por tanto del grado de contacto entre las superficies de las partículas de polímero súper absorbente de enzimas cuando el hidrogel resultante es deformado bajo la presión externa. El grado al cual los valores de absorción de retención son mejorados por el entrecruzamiento de superficie está relacionado con la cantidad relativa y la distribución de los entrecruzados de superficie e internos, y el agente de entrecruzamiento de superficie particular y el método de entrecruzamiento de superficie.

SÍNTESIS En respuesta a las necesidades discutidas arriba, un artículo de la presente invención comprende un artículo absorbente el cual puede tener una hoja superior, una hoja inferior y un núcleo absorbente colocado entre la hoja superior y la hoja inferior. El núcleo absorbente incluye partículas de polímero súper absorbentes (partículas SAP) teniendo una capacidad de retención centrífuga de por lo menos de alrededor de 25 g/g, una permeabilidad de cama de gel de hinchado libre de por lo menos de 200 Darcies, y una integridad de gel de por lo menos 2. En algunos aspectos, por lo menos una de la hoja superior, de la hoja inferior y del núcleo absorbente puede estirarse. En otros aspectos, el núcleo absorbente puede comprender capas, por lo menos una de las cuales incluye esencialmente el material súper absorbente y por lo menos una de las cuales incluye borra esencialmente.

En algunos aspectos, las partículas de polímero súper absorbentes tienen una permeabilidad de cama de gel de hinchado libre de por lo menos de 250 Darcies. En otros aspectos, las partículas de polímero súper absorbentes tienen una integridad de gel de por lo menos de 2.5. En aún otros aspectos, las superficies de las partículas de polímero súper absorbente son hidrófobas, mientras que en otros aspectos, las superficies de las partículas de polímero súper absorbentes son hidrofílicas .

En algunos aspectos, las partículas de polímero súper absorbentes se han preparado mediante un método en el cual las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie son recubiertas con una composición de recubrimiento incluyendo una poliamina y agua, y las partículas de polímero recubiertas con poliamina son mantenidas a 25°C a 100°C por alrededor de 5 a alrededor de 60 minutos. En otros aspectos adicionales, estas partículas de polímero súper absorbente tienen una superficie hidrofílica. En otros aspectos, el polímero súper absorbente entrecruzado de superficie comprende ácido acrílico, ácido metacrílico, ó una mezcla de los mismos. En aún otros aspectos, el polímero súper absorbente entrecruzado de superficie tiene un grado de neutralización de alrededor de 25 a alrededor de 100.

En algunos aspectos, la poliamina está presente sobre la superficie del polímero súper absorbente entrecruzado de superficie en una cantidad de alrededor de 0.1% a alrededor de 2% por peso, de la partícula. En otros aspectos, la poliamina tiene uno ó más grupos amino primarios, grupos amino secundarios, grupos amino terciarios y grupos amino cuaternarios. En aún otros aspectos, la poliamina tiene un peso molecular promedio de peso de alrededor de 5,000 a alrededor de 1,000,000. En otros aspectos, la poliamina es un homopolímero ó un copolímero seleccionado del grupo que consiste de polivinilamina, una polietilenimina, una poliallilamina, una polialquileneamina, una poliazetidina, una polivinilguanidina, una poli (DADMAC) , una poliacrilamida catiónica, un poliacrilato funcionalizado poliamina y mezclas de los mismos .

En algunos aspectos, el polímero súper absorbente entrecruzado de superficie además comprende un agente de entrecruzamiento . En otros aspectos, el agente de entrecruzamiento comprende una sal que tiene (a) un catión de valencia de metal polivalente +2,4-3,, ó +4, (b) un anión polivalente de valencia 2, 3, ó 4, ó (c) un catión polivalente y un anión polivalente. En otros aspectos, el catión de metal polivalente seleccionado del grupo que consiste de Mg2+, Ca2+, A13+, Sc3+, Ti4+, Mn2+, Fe2+/3+, C02+, Ni2+, Cu+/2+, Zn2+, Y3+, Zr4+, La3+, Ce4+, Hf4+, Au3+, y mezclas de los mismos. En otros aspectos, el anión polivalente es seleccionado del grupo que consiste de sulfato, fosfato, fosfato de hidrógeno, borato, un anión de un ácido policarboxílico y mezclas de los mismos. En aún otros aspectos, el agente de entrecruzamiento comprende un componente orgánico multifuncional capaz de reaccionar con grupos amino de la poliamina. En otros aspectos, el agente de entrecruzamiento es seleccionado de un carbonato de alquileno, una poliaziridina, un haloepoxi, un poliisocianato, un compuesto de di-o poliglicidilo, un compuesto de alcoxisilil, urea, thiourea, guanidina, diciandiamina, 2 -oxazolidinona ó un derivado de los mismos, bisoxazolina, una polioxazolina, di y poliisocianato, compuestos de di y poli-N-metilol , ó un compuesto teniendo dos ó más grupos de isocianato bloqueados, un aldehido multifuncional, una cetona multifuncional , un acetal multifuncional, un cetal multifuncional ó mezclas de los mismos .

En algunos aspectos, la composición de recubrimiento de polímeros súper absorbentes entrecruzados de superficie comprende un cosolvente. En aspectos adicionales, estas partículas de polímero súper absorbente tienen una superficie hidrófoba. En otros aspectos, el cosolvente comprende un alcohol, un diol, un triol ó una mezcla de los mismos. En otros aspectos, el cosolvente comprende metanol, etanol, alcohol de propilo, alcohol isopropílico, etilenglicol , propilenglicol , un oligómero de etilenglicol, un oligómero de propilenglicol, glicerina, un monoalquil éter de propilenglicol y mezclas de los mismos .

En algunos aspectos de la invención, el polímero súper absorbente entrecruzado de superficie comprende un ácido poliacrílico entrecruzado de superficie. En otros aspectos de la invención, la poliamina comprende un copolímero ó un homopolímero de polivinilamina .

En algunos aspectos, un artículo absorbente puede tener una hoja superior, una hoja inferior y un núcleo absorbente colocado entre la hoja superior y la hoja inferior y puede incluir partículas de polímero súper absorbentes que se han preparado mediante: (a) proporcionando partículas de polímero súper absorbentes entrecruzadas de superficie; (b) aplicando una composición que comprende una poliamina, un cosolvente opcional y un agente de entrecruzamiento opcional a la superficies de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie; y (c) manteniendo las partículas de polímero entrecruzadas de superficie recubiertas del paso (b) a alrededor de 25°C a alrededor de 100°C por un periodo de tiempo suficiente para proporcionar un recubrimiento de poliamina curado sobre la superficie de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie. En aspectos adicionales, el peso de mantenimiento (c) se lleva a cabo a alrededor de 50°C a alrededor de 100 °C por alrededor de 5 minutos a alrededor de 60 minutos .

En algunos aspectos, un artículo absorbente comprende una hoja superior, una hoja inferior y un núcleo absorbente colocado entre la hoja superior y la hoja inferior; en donde el núcleo absorbente incluye partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina teniendo una superficie hidrófoba; en donde las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina tienen un índice de transmisión de menos de 2.3 centímetros después de un minuto, una permeabilidad de cama de gel de hinchado libre de por lo menos de veces mayor que las partículas de polímero súper absorbentes idénticas libres de recubrimiento de poliamina, y una integridad de gel de por lo menos de 2.5. En algunos aspectos, por lo menos una de la hoja superior, de la hoja inferior y del núcleo absorbente se pueden estirar. En otros aspectos, el núcleo absorbente puede comprender capas, por lo menos una de las cuales incluye esencialmente el material súper absorbente y por lo menos una de las cuales incluye la borra esencialmente .

En algunos aspectos, las partículas de polímero súper absorbentes recubiertas de poliamina tienen un índice de transmisión de menos de 3 centímetros después de 5 minutos. En otros aspectos, las partículas de polímeros súper absorbente recubiertas de poliamina tienen un índice de transmisión de menos de 6.5 centímetros después de 10 minutos. En otros aspectos, las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina tienen una integridad de gel de por lo menos de 3.0. En otros aspectos, las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina tienen integridad de gel de por lo menos de 3.5. En aún otros aspectos, las partículas de polímero súper absorbentes recubiertas de poliamina, después del contacto con solución de agua salada de 0.9%, exhiben un retraso de por lo menos de 5 segundos antes de absorber la solución de agua salada.

En algunos aspectos, las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina se han preparado por un método en donde las partículas de un polímero súper absorbente entrecruzado de superficie son recubiertas con una composición de recubrimiento que comprende una poliamina, un cosolvente y agua; y las partículas de polímero recubiertas de poliamina son mantenidas a alrededor de 25°C a alrededor de 100°C por alrededor de 5 a alrededor de 60 minutos.

En algunos aspectos, el polímero súper absorbente entrecruzado comprende ácido acrílico, ácido metacrílico, ó una mezcla de los mismos. En otros aspectos, el polímero súper absorbente entrecruzado tiene un grado de neutralización de alrededor de 25 a alrededor de 100.

En algunos aspectos, la poliamina está presente sobre las superficies del polímero súper absorbente entrecruzado de superficie en una cantidad de alrededor de 0.1% a alrededor de 2% por peso de la partícula. En otros aspectos, la poliamina tiene uno ó más grupos amino primarios, grupos amino secundarios, grupos amino terciarios, y grupos de amonio cuaternario. En aún otros aspectos, la poliamina tiene un peso molecular promedio de peso de alrededor de 5,000 a alrededor de 1,000,000. En aún otros aspectos, la poliamina es un homopolímero ó un copolímero seleccionado del grupo que consiste de una polivinilamina, una polietilenimina, una poliallilamina, una polialquilenamina, una poliazetidina, una polivinilguanidina, un poli (DADMAC) , una poliacrilamida catiónica, un poliacrilato funcionalizado de poliamina y mezclas de los mismos. En aún otros aspectos, la poliamina comprende un copolímero ó un homopolímero de polivinilamina.

En algunos aspectos, el cosolvente comprende un alcohol, un diol, un triol ó una mezcla de los mismos. En otros aspectos, el cosolvente comprende un metanol, etanol, alcohol de propilo, alcohol isopropilo, etilenglicol , propilenglicol, un oligómero de etilenglicol, un oligómero de propilenglicol, glicerina, un monoalguil éter de propilenglicol y mezclas de los mismos.

En algunos aspectos, el polímero súper absorbente entrecruzado de superficie comprende un ácido poliacrilico entrecruzado de superficie.

En algunos aspectos,' un artículo absorbente puede tener una hoja superior, una hoja inferior y un núcleo absorbente colocado entre la hoja superior y la hoja inferior, y puede incluir artículos de polímero súper absorbente que se han preparado mediante: (a) proporcionando partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie; (b) aplicando una composición que comprende una poliamina y cosolvente a superficies de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie; y (c) manteniendo las partículas de polímero entrecruzadas de superficie recubiertas del paso (b) a alrededor de 25°C a alrededor de 100 °C por un tiempo suficiente para proporcionar un recubrimiento de poliamina hidrófobo curado sobre las partículas de polímero entrecruzado de superficie. En aspectos adicionales, el paso de mantenimiento (c) se lleva a cabo a alrededor de 50°C a alrededor de 100 °C por alrededor de 5 minutos a alrededor de 60 minutos. En otros aspectos, el paso (b) y el paso (c) son realizados simultáneamente.

Numerosas otras características y ventajas de la presente invención aparecerán de la siguiente descripción. En la descripción, se hace referencia a las incorporaciones de ejemplo de la invención. Tales incorporaciones no representan el alcance completo de la invención. Deberá hacerse ahora referencia a las reivindicaciones aquí para interpretar el alcance completo de la invención. En interés de brevedad y de concisión, cualesquier rangos de valores establecidos en la descripción contemplan todos los valores dentro del rango y deben ser construidos para soportar las reivindicaciones recitando cualesquier subrangos teniendo puntos extremos los cuales son valores de número real dentro del rango especificado en cuestión. Por vía de ejemplo ilustrativo hipotético, una descripción en el rango de desde 1 a 5 deberá ser considerado como que soporte reivindicaciones para cualquiera de los siguientes rangos: 1-5; 1-4; 1-3; 1-2; 2-5; 2-4; 2-3; 3-5; 3-4; y 4-5.

FIGURAS Las anteriores y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor con respecto a la siguiente descripción, reivindicaciones anexas y a los dibujos acompañantes en donde: La figura 1 es una vista parcialmente en corte de un probador de capacidad saturada; La figura 2 es una vista lateral de un probador de capacidad saturada; La figura 3 es una vista trasera de un probador de capacidad saturada; La figura 4 es una vista superior del aparato de prueba empleado para la prueba de tasa de toma de fluido; La figura 5 es una vista lateral del aparato de prueba empleado para la prueba de tasa de toma de fluido; La figura 6 es una vista en perspectiva de una incorporación de un artículo absorbente que puede hacerse de acuerdo con la presente invención; La figura 7 es una vista en plano de un artículo absorbente mostrado en la figura 6 con un artículo en una condición no sujetada, desdoblada y colocado en plano mostrando la superficie del artículo que está de cara al usuario cuando se usa y con partes cortadas para mostrar las características subyacentes; La figura 8 es un diagrama esquemático de una versión de un método y un aparato para producir un núcleo absorbente ; La figura 9 es una vista en sección transversal de un núcleo absorbente en capas de acuerdo a la presente invención; La figura 10A es una vista lateral en sección transversal de un vendaje absorbente de la presente invención; La figura 10B es una vista en perspectiva superior de un vendaje absorbente de la presente invención; La figura 11 es una vista en perspectiva superior de un forro de mueble ó cama absorbente de la presente invención; La figura 12 es una vista en perspectiva de una banda para sudar absorbente de la presente invención; Las figuras 13-15 contienen una secuencia de fotografías que muestran la adición de 0.9% de agua salada a las partículas de polímero súper absorbente y el hinchado subsecuente de las partículas de polímero súper absorbente mojada sobre los primeros 30 segundos después de la adición de la agua salada.

El uso repetido de los caracteres de referencia en la presente descripción y en los dibujos se intenta que represente las mismas ó análogas características ó elementos de la presente invención.

MÉTODOS DE PRUEBA Prueba de Capacidad de Retención Centrífuga (CRC) Esta prueba determina la capacidad de hinchado libre de un polímero formador de hidrogel . La capacidad de retención resultante está declarada como gramos de líquido retenido por gramo de peso de la muestra (g/g) . En este método, 0.2000 ± 0.0050 g de partículas de polímero súper absorbente secas de fracción de tamaño de 106 a 850 µ?a se insertan en una bolsa de té. El material de bolsa de té sellable por calor, tal como aquél que está disponible de Dexter Corporation (teniendo un lugar de negocios en Windsor Locks, Connecticut, Estados Unidos de América) con la designación de modelo 1234T el papel de filtro sellable por calor trabaja bien para la mayoría de las aplicaciones. La bolsa está formada mediante el doblar una muestra de 5 pulgadas por 3 pulgadas del material de bolsa a la mitad y sellando con calor dos de las orillas abiertas para formar una bolsa rectangular de 2.5 pulgadas por 3 pulgadas. Los sellos con calor deben estar a alrededor de 0.25 pulgadas adentro de la orilla del material . Después de que la muestra es colocada en la bolsa, la orilla abierta restante de la bolsa también es sellada con calor. Las bolsas vacías también pueden hacerse para servir como controles. La bolsa de té es colocada en solución de agua salada (por ejemplo 0.9% por peso de cloruro de sodio acuoso) por 30 minutos (por lo menos 0.83 1 (litro) de solución de agua salada/1 g de polímero) , asegurándose de que las bolsas se mantengan abajo hasta que éstas están completamente mojadas. Entonces, la bolsa de té es centrifugada por 3 minutos a 250G. La cantidad absorbida de solución de agua salada es determinada mediante el medir el peso de la bolsa de té. La cantidad de solución retenida por la muestra de polímero súper absorbente, tomando en cuenta la solución retenida por la bolsa misma, es la capacidad de retención centrífuga (CRC) del polímero súper absorbente, expresada en gramos de fluido por gramo de polímero súper absorbente. Más particularmente, la capacidad de retención es determinada por la siguiente ecuación: muestra/bolsa después de centrifugado] - [bolsa vacía después de centrifugado] - [peso de muestra seca] [peso de muestra seca] Prueba de Permeabilidad de Cama de Gel de Hinchado Libre (FSGBD) Este procedimiento está descrito en la publicación de la solicitud de patente de los Estados Unidos de América No. 2005/0256757 de Sierra y otros, incorporada aquí por referencia de una manera que es consistente con al misma. Los resultados están expresados en Darcies .

Prueba de Permeabilidad de Cama de Gel (GBP 0.3 psi) Este procedimiento está descrito en la solicitud de publicación de patente No. 2005/0256757 de Sierra y otros incorporada aquí por referencia en una manera que es consistente con la misma, excepto porque el método es modificado mediante el uso de un peso de 100 gramos para proporcionar 0.3 libras por pulgada cuadrada. Los resultados están expresados en Darcies .

Prueba de Absorbencia Bajo Carga (AUL) Este procedimiento está descrito en la patente Europea WO 00/62825 de Reeves y otros, páginas 22-23, incorporada aquí por referencia en una manera que es consistente con la misma, usando un peso de 317 gramos para una absorbencia bajo carga (0.90 libras por pulgada cuadrada) .

Integridad de Gel (Glj En un plato de pesado de poliestireno pequeño (base de una pulgada de diámetro) colocar 1 gramo de una muestra de polímero súper absorbente. Las partículas de polímero súper absorbente son distribuidas parejamente sobre el fondo del plato, después 1 gramo de 0.9% por peso de agua salada es agregada al centro de las partículas de polímero súper absorbente. Las partículas se dejan permanecer por un minuto y después son evaluadas: índice de Transmisión de Fluido El procedimiento es idéntico a aquél descrito en la patente Europea No. EP 0 532 002 Bl de Byerly y otros, incorporada aquí por referencia en una manera que es consistente con la misma.

Distribución y Tamaño de Partícula (PSD) Una muestra de partículas de polímero súper absorbente es agregada a la parte superior de una serie de cribas apiladas, cada una de las cuales tienen aberturas consecutivamente más pequeñas . Las cribas son agitadas mecánicamente por un tiempo predeterminado, entonces la cantidad de partículas de polímero súper absorbentes sobre cada criba es pesada. El porcentaje de material súper absorbente sobre cada criba es calculado del peso de muestra inicial de la muestra de partículas de polímero súper absorbente.

Prueba de Capacidad Saturada La capacidad saturada es determinada usando un probador de capacidad saturada (SAT CAP) con un medidor de vacío Magnahélico y una presa de látex, comparable a la siguiente descripción. Refiriéndonos a las figuras 1-3, un aparato de vacío probador de capacidad saturada 310 comprende una cámara de vacío 312 soportada sobre miembros de cuatro patas 314. La cámara de vacío 312 incluye un miembro de pared frontal 316, un miembro de pared posterior 318 y dos paredes laterales 320 y 321. Los miembros de pared son suficientemente gruesos para soportar las presiones de vacío anticipadas, y se construyen y arreglan para proporcionar una cámara teniendo las dimensiones exteriores midiendo 59.7 centímetros de longitud, 35.6 centímetros de ancho y 20.3 centímetros de profundidad.

Una bomba de vacío (no mostrada) conecta operablemente con la cámara de vacío 321 a través de un conducto de línea de vacío apropiado y una válvula de vacío 324. Además, una línea de sangrado de aire adecuada conecta adentro de la cámara de vacío 312 a través de la válvula de sangrado de aire 326. Un conjunto colgador 328 está montado adecuadamente sobre la pared posterior 318 y está configurado con extremos arqueados-S para proporcionar un lugar de descanso conveniente para soportar una hoja de presa de látex 330 en una posición conveniente hacia afuera de la parte superior del aparato de vacío 310. Un conjunto de colgador adecuado puede ser construido de una varilla de acero inoxidable de 0.64 centímetros de diámetro. La hoja de presa de látex 330 está atada alrededor de 1 miembro de clavija 332 para facilitar el agarre y permitir un movimiento y colocación convenientes de la hoja de presa de látex 330. En la posición ilustrada, el miembro de clavija 332 está mostrado soportado en un conjunto de colgador 328 para colocar la hoja de presa de látex 330 en una posición abierta hacia afuera de la parte superior de la cámara de vacío 312.

Una orilla de fondo de la hoja de presa de látex 330 está sujetada en contra de un miembro de soporte de hebilla posterior 334 con los medios de aseguramiento adecuados, tal como las abrazaderas de fiador 340. Las abrazaderas de fiador 340 están montadas sobre el miembro de pared posterior 318 con los espaciadores adecuados 341 a los cuales proporcionan una orientación apropiada y una alineación de las abrazaderas de fiador 340 para la operación deseada. Tres flechas de soporte 342 son de 0.75 pulgadas de diámetro y están montadas removiblemente dentro de la cámara de vacío 312 -por medio de las ménsulas de soporte 344. Las ménsulas de soporte 344 están generalmente espaciadas igualmente a lo largo del miembro de pared frontal 316 y del miembro de pared posterior 318 y arregladas en pares cooperadores. Además, las ménsulas de soporte 344 están construidas y arregladas para colocar adecuadamente las partes más superiores de las flechas de soporte 342 a nivel con la parte superior de los miembros de pared frontal, posterior y lateral de la cámara de vacío 312. Por tanto, las flechas de soporte 342 están colocadas esencialmente paralelas unas con otras y están generalmente alineadas con los miembros de pared laterales 320 y 321. Además del miembro de soporte de orilla posterior 334, el aparato de vacío 310 incluye un miembro de soporte frontal 336 y dos miembros de soporte lateral 338 y 339. Cada miembro de soporte lateral mide alrededor de 2.5 centímetros de ancho y alrededor de 3.2 centímetros de altura. Las longitudes de los miembros de soporte están construidas para adecuadamente rodear la periferia de las orillas superiores abiertas de la cámara de vacío 312, y están colocadas para sobresalir arriba de las orillas superiores de los miembros de pared de cámara por una distancia de alrededor de 0.5 pulgadas.

Una capa de material de tipo de embalado de huevo 346 está colocada sobre la parte superior de las flechas de soporte 342 y las orillas superiores de los miembros de pared de la cámara de vacío 312'. El material de embalado de huevo se extiende sobre un área generalmente rectangular que mide 59.7 centímetros por 35.6 centímetros, y tiene una medición de profundidad de alrededor de 1.0 centímetros. Las células individuales de la estructura de embalado de huevo miden alrededor de 0.5 pulgadas cuadradas, y el material de hoja delgado que comprende el embalaje de huevo está compuesto de un material adecuado, tal como poliestireno . Por ejemplo, el material de embalaje de huevo puede ser un material de panel difusor transluciente de suministro de McMaster-Carr catálogo número 162 4K 14 (disponible de McMaster-Carr Supply Company, teniendo un lugar de negocios en Atlanta, Georgia, Estados Unidos de América) . Una capa de criba de 6 milímetros de maya recubierta con teflón 348 (disponible de Eagle Supply and Plastics, Inc., teniendo un lugar de negocios en Appleton, Wisconsin, Estados Unidos de América) que mide 59.7 centímetros por 35.6 centímetros, es colocada sobre la parte superior del material de embalaje de huevo 346.

Una línea de drenado adecuada y una válvula de drenado 350 conectan al fondo del miembro de placa 319 de la cámara de vacío 312 para proporcionar un mecanismo conveniente para drenar los líquidos desde la cámara de vacío 312. Los varios miembros de pared y los miembros de soporte del aparato de vacío 310 pueden estar compuestos de un material resistente a la humedad y no corrosible, tal como un plástico de policarbonato . Las varias juntas de ensamble pueden ser fijadas mediante soldadura de solvente y/o sujetadores, y el conjunto terminado del probador es construido para hacer a prueba de agua. Un medidor de vacío 352 conecta operablemente a través de un conducto dentro de la cámara de vacío 312. Un medidor de presión adecuado es un medidor diferencial Magnahelic capaz de medir un vacío de 0-100 pulgadas de agua, tal como un medidor número 2100 disponible de Dwyer Instrument Incorporated (teniendo un lugar de negocios en Michigan City, Indiana, Estados Unidos de América) .

El producto seco u otra estructura absorbente es pesada y después se coloca en un exceso de solución de agua salada de 0.9% de NaC se sumerge y se deja empapar por 20 minutos. Después de un tiempo de empapado de veinte minutos, la estructura absorbente es colocada sobre el material de embalaje de huevo y la criba recubierta con teflón de malla del aparato de vacío probador de capacidad saturada 310. La hoja de presa de látex 330 es colocada sobre la estructura ó estructuras absorbentes y la rejilla de embalaje de huevo completa de manera que la hoja de presa de látex 330 crea un sello cuando es jalado un vacío sobre el aparato de vacío 310.

Un vacío de 0.5 libras por pulgada cuadrada (psi) es mantenido en el aparato de vacío probador de capacidad saturada 310 por cinco minutos . El vacío crea una presión sobre la estructura ó estructuras absorbentes, provocando el drenado de algo de líquido. Después de cinco minutos a un vacío de 0.5 libras por pulgada cuadrada, la hoja de presa de látex 330 es enrollada de regreso y la estructura ó estructuras absorbentes son pesadas para generar un peso húmedo .

La capacidad general de cada estructura absorbente es determinada mediante el restar el peso seco de cada absorbente del peso húmedo de ese absorbente, determinado en éste punto en el procedimiento. La capacidad saturada de 0.5 libras por pulgada cuadrada ó capacidad saturada de la estructura absorbente es determinada por la siguiente fórmula: Capacidad Saturada= (peso húmedo-peso seco) /peso seco; en donde el valor de capacidad saturada tiene unidades de gramos de fluido/gramo de absorbente. Para la capacidad saturada, un mínimo de tres especímenes de cada muestra deben ser probados y los resultados deben ser promediados . Si la estructura absorbente tiene una integridad baja ó se desintegra durante el empapado ó procedimientos de transferencia, la estructura absorbente puede ser envuelta en un material de contención tal como una toalla de papel, por ejemplo las toallas de papel SCOTT fabricadas por Kimberly- Clark Corporation, teniendo un lugar de negocios en Neenah, Wisconsin, Estados Unidos de América. La estructura absorbente puede ser probada con la envoltura en el lugar y la capacidad de la envoltura puede ser determinada independientemente y restada del peso húmedo de la estructura absorbente envuelta total para obtener el peso absorbente húmedo.

Prueba de Tasa de Toma de Fluido La prueba de tasa de toma de fluido (FIR) determina la cantidad de tiempo requerida para que una estructura absorbente tome (pero no necesariamente absorba) una cantidad conocida de solución de prueba (0.9% por peso de solución de cloruro de sodio en agua destilada a la temperatura ambiente) . Un aparato adecuado para llevar a cabo la prueba de tasa de toma de fluido está mostrado en las figuras 15 y 16 y está generalmente indicado con el número 400. El aparato de prueba 400 comprende los conjuntos superior e inferior, generalmente indicados con los números 402 y 404 respectivamente, en donde el conjunto inferior comprende una placa inferior generalmente cuadrada de 17.8 centímetros por 17.8 centímetros 406 construida de un material transparente tal como PLEXIGLAS (disponible de Degussa AG, teniendo un lugar de negocios en Dusseldorf, Alemania) para soportar la muestra absorbente durante la prueba y una plataforma generalmente cuadrada de 11.4 centímetros por 11.4 centímetros 418 centrada sobre la placa inferior 406.

El conjunto superior 402 comprende una placa superior generalmente cuadrada 408 construida similar a la placa inferior 406 y teniendo una abertura central 410 formada ahí. Un cilindro (tubo de entrega de fluido) 412 teniendo un diámetro interior de alrededor de 2.5 centímetros es asegurado a la placa superior 408 en la abertura central 410 y se extiende hacia arriba esencialmente perpendicular a la placa superior. La abertura central 410 de la placa superior 408 debe tener un diámetro por lo menos igual al diámetro interior del cilindro 410 en donde el cilindro 412 está montado sobre la parte superior de la placa superior 408. Sin embargo, el diámetro de la abertura central 410 puede en vez de esto ser dimensionado suficientemente grande para recibir el diámetro exterior del cilindro 412 dentro de la abertura de manera que el cilindro 412 esté asegurado a la placa superior 408 dentro de la abertura central 410.

Los elementos de perno 414 están localizados cerca de las esquinas exteriores de la placa inferior 406, y los rebajes correspondientes 416 en la placa superior 408 están dimensionados para recibir los elementos de perno 414 para alinear adecuadamente y colocar el conjunto superior 402 sobre el conjunto inferior 404 durante la prueba. El peso del conjunto superior 402 (por ejemplo la placa superior 408 y el cilindro 412) es de aproximadamente de 360 gramos para simular aproximadamente 0.11 libras/pulgada cuadrada '(psi) de presión sobre la muestra absorbente durante la prueba de tasa de toma de fluido .

Para correr la prueba de tasa de toma de fluido, una muestra absorbente 407 que es de 7.6 centímetros de diámetro es pesada y el peso es registrado en gramos. La muestra 407 es entonces centrada sobre la plataforma 418 del conjunto inferior 404. El conjunto superior 402 es colocado sobre la muestra 407 en una relación opuesta con el conjunto inferior 404 con los elementos de perno 414 de la placa inferior 406 asentados en los rebajes 416 formados en la placa superior 408 y el cilindro 412 está generalmente centrado sobre la muestra 407. Antes de correr la prueba de tasa de toma de fluido, la prueba de capacidad saturada antes mencionada es medida sobre la muestra 407. Treinta por ciento (30%) de la capacidad de saturación es entonces calculado mediante el multiplicar la masa de la muestra seca (gramos) veces la capacidad saturada medida (gramo/gramo) veces 0.3; por ejemplo, si la muestra de prueba tiene una capacidad saturada de 20 gramos de 0.9% de solución de prueba de agua salada NaCl/gramo de la muestra de prueba, y la muestra 407 de 7.6 centímetros de diámetro pesa un gramo, entonces 6 gramos de la solución de prueba de agua salada de 0.9% NaCl (mencionada aquí como una primera descarga) son vertidos sobre la parte superior del cilindro 412 y se deja fluir hacia abajo hasta la muestra absorbente 407. Se inicia un cronómetro cuando la primera gota de solución hace contacto con la muestra 407 y se detiene cuando el anillo líquido entre la orilla del cilindro 412 y la muestra 407 desaparece. La lectura sobre el cronómetro es registrada a dos lugares decimales y representa el tiempo de toma (en segundos) requerido para que la primera descarga sea tomada adentro de la muestra absorbente 407.

Un periodo de tiempo de quince minutos se deja transcurrir, después de lo cual la segunda descarga igual a la primera descarga es vertida en la parte superior del cilindro 412 y de nuevo el tiempo de toma es medido como se describió anteriormente. Después de quince minutos, el procedimiento es repetido para una tercera descarga. Una tasa de toma (en mililitros/segundos) para cada una de las tres descargas es determinada mediante el dividir la cantidad de la solución (por ejemplo seis gramos) usada para cada descarga por el tiempo de toma medido para la descarga correspondiente .

Por lo menos tres muestras de cada prueba absorbente son sometidas a la prueba de tasa de toma de fluido y los resultados son promediados para determinar la tasa de toma .

DEFINICIONES Deberá notarse que, cuando se emplean en la presente descripción, los términos "comprende" , "comprendiendo" y otros derivados de la raíz del término "comprender" se intenta que sean términos de extremo abierto que especifiquen la presencia de cualquier características declaradas, elementos, enteros, pasos ó componentes y no se intenta el precluir la presencia ó la adición de una ó más de otras características, elementos, enteros, pasos, componentes ó grupos de los mismos.

El término "artículo absorbente" generalmente se refiere a dispositivos los cuales pueden absorber y contener fluidos. Por ejemplo, los artículos absorbentes para el cuidado personal se refieren a dispositivos los cuales son colocados en contra de ó cerca de la piel para absorber y contener los varios fluidos descargados del cuerpo. El término "desechable" es usado aquí para describir los artículos absorbentes que no se intenta que sean lavados ó de otra manera restaurados ó se vuelvan a usar como un artículo absorbente después de un uso único. Los ejemplos de los artículos absorbentes desechables incluyen, pero no se limitan a los artículos absorbentes para el cuidado personal, los artículos absorbentes para la salud/médicos , los artículos absorbentes industriales/domésticos y los artículos absorbentes para la construcción/deportes .

Como se usaron aquí, los términos "partículas de polímero base", "las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie" y las "partículas de polímero súper absorbente" se refieren a partículas de polímero súper absorbente en estado seco, por ejemplo las partículas que no contienen agua hasta las que contienen una cantidad de agua menor que el peso de las partículas . Las "partículas de polímero base" son partículas de polímero súper absorbente antes del proceso ¦ de entrecruzamiento de superficie . Las "partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie" son partículas de polímero base que se han sometido a un proceso de entrecruzamiento de superficie, como se describe más completamente de aquí en adelante. El término "partícula" se refiere a granulos, fibras, hojuelas, aglomerados, varillas, esferas, agujas, polvos, películas, plaquetas y otras formas conocidas por aquéllos expertos en el arte de los polímeros súper absorbentes así como las combinaciones de los mismos. Las partículas pueden tener cualquier forma deseada tal como, por ejemplo, cúbica, de tipo de varilla, de poliedro, esférica ó semiesférica, redondeada ó semiredondeada, angulares, irregulares y similares. Los términos "gel de polímero súper absorbente" y "hidrogel de polímero súper absorbente" se refieren al polímero súper absorbente en el estado hidratado, por ejemplo, en las partículas que han absorbido por lo menos su peso en agua, y típicamente varias veces su peso en agua. El término "partículas de polímero súper ' absorbente recubiertas" y "partículas de polímero entrecruzadas de superficie y recubiertas" se refieren a partículas de la presente invención, por ejemplo las partículas de polímero súper absorbente teniendo un recubrimiento de poliamina que comprende una poliamina y un agente de entrecruzado de superficie.

El término "coform" se intenta para describir una mezcla de fibras sopladas con fusión y fibras de celulosa que es formada mediante formación por aire de un material de polímero soplado con fusión mientras que simultáneamente se soplan fibras de celulosa suspendidas en aire adentro de la corriente de las fibras sopladas con fusión. El material coform también puede incluir otros materiales tal como materiales súper absorbentes. Las fibras sopladas con fusión que contienen las fibras de madera y/u otros materiales son recolectadas sobre una superficie formadora, tal como se proporciona por una banda perforada. La superficie formadora puede incluir un material permeable al gas, tal como un material de tela unida con hilado que se ha colocado sobre la superficie formadora.

Los términos "elástico" , "elastomérico" , "elásticamente" y "elásticamente extensibles" son usados intercambiablemente para referirse a un material ó compuesto que exhibe generalmente propiedades las cuales se aproximan a las propiedades del hule natural . El material elastomérico es generalmente capaz de ser extendido ó de otra manera deformado y después recuperar una parte significante de su forma después de que es removida la extensión ó fuerza deformante.

El término "extensible" se refiere a un material que es generalmente capaz de ser extendido ó de otra manera reformado, pero el cual no recupera una parte significante de su forma después de que es removida la fuerza de extensión ó de deformación.

Los términos "impermeable al fluido" , "impermeable a líquido" , "impenetrable al fluido" e "impenetrable a líquido" significan que el fluido tal como el agua ó los fluidos del cuerpo no pasaran esencialmente a través de la capa ó laminado bajo condiciones de uso ordinario sino en una dirección generalmente perpendicular al plano de la capa ó laminado en el punto de contacto de fluido.

El término "artículos absorbentes para la salud/médicos" incluye una variedad de productos para el cuidado de la salud del consumidor y profesionales incluyendo, pero no limitándose a productos para aplicar la terapia caliente ó fría, trajes médicos (por ejemplo trajes protectores y/o quirúrgicos) , cubiertas quirúrgicas, gorras, guantes, máscaras para la cara, vendajes, vendas para heridas, paños limpiadores, cubiertas, contenedores, filtros, prendas desechables y almohadillas para la cama, prendas absorbentes médicas, almohadillas interiores y similares.

El término "artículos absorbentes domésticos/industriales" incluyen los suministros de construcción y de empaque, los productos para limpieza y desinfección, paños limpiadores, cubiertas, filtros, toallas, hojas de corte desechables, tisú para baño, tisú facial, artículos de rollo no tejido, productos para la comodidad del hogar incluyendo almohadas, almohadillas, esteras, cojines, máscaras y productos para el cuidado del cuerpo tales como los productos usados para limpiar ó tratar la piel, sacos de laboratorio, cubre todos, bolsas de basura, removedores de manchas, composiciones tópicas, forros absorbentes para el cuidado de las mascotas, absorbentes de suciedad/tinta de lavandería, aglomeradores detergentes, separadores de fluido lipofílicos y similares.

Los términos "hidrofílico" y "humedecible" son usados intercambiablemente para referirse a un material que tiene un ángulo de contacto de agua en aire de menos de 90 grados . El término "hidrofóbico" se refiere a un material que tiene un ángulo de contacto de agua en aire de por lo menos de 90 grados. Para los propósitos de esta solicitud, las mediciones de ángulo de contacto son determinadas como se establece por Robert J. Good y Robert J. Stromberg, Editores, en "Métodos Experiméntales-Ciencia de Coloide y Superficie", vol.II (Plenum Press, 1979), la cual se incorpora aquí por referencia en una manera que es consistente con la misma.

El término "cantidad incrementada de materiales extraíbles" se refiere a partículas de polímero súper absorbente que tienen una cantidad de materiales extraíbles que es mayor que la cantidad presente en las partículas de polímero súper absorbente convencionales, como se determinó por el método establecido abajo, por ejemplo más de 3% por peso. Típicamente, la cantidad incrementada de materiales que pueden ser extraídos es mayor de 3%, y de hasta alrededor de 15% por peso, de las partículas de polímero súper absorbente.

El término "capa" cuando se uso en el singular puede tener el significado dual de un elemento único ó de una pluralidad de elementos.

El término "MD" ó "dirección de la máquina" se refiere a la orientación del tejido absorbente que está paralela a la dirección de corrida de la tela formadora y generalmente dentro del plano formado por la superficie formadora. El término "CD" ó "dirección transversal- a la máquina" se refiere a la dirección perpendicular a la dirección de la máquina y generalmente dentro del plano formado por la superficie formadora. Ambas la dirección de la máquina y la dirección transversal generalmente definen un plano que es paralelo a la superficie formadora. El término "ZD" ó "dirección-Z" se refiere a la orientación que es perpendicular al plano formado por la dirección de la máquina y la dirección transversal a la máquina.

El término "fibras sopladas con fusión" se refiere a fibras formadas mediante el extrudir un material termoplástico fundido a través de una pluralidad de vasos capilares de matriz finos, usualmente circulares, como hilos ó filamentos fundidos adentro de una corriente de gas (por ejemplo de aire) usualmente calentada y a alta velocidad la cual atenúa los filamentos del material termoplástico fundido para reducir su diámetro . En el caso particular de un proceso coform, la corriente de fibras sopladas con fusión intercepta con una ó más corrientes de material que son introducidas desde una dirección diferente. Después, las fibras sopladas con fusión y otros materiales son llevados por la corriente de gas a alta velocidad y son depositados sobre una superficie recolectora. La distribución y la orientación de las fibras sopladas con fusión dentro del tej ido formado dependen de la geometría de las condiciones de proceso. Bajo ciertos procesos y condiciones de equipo, las fibras resultantes pueden ser esencialmente "continuas" , de inido como teniendo pocas separaciones, fibras rotas ó de extremos ahusados cuando los campos múltiples de vista son examinados a través de microscopía a una amplificación de lOx ó 20x. Cuando son producidas las fibras sopladas con fusión "continuas" , los lados de las fibras individuales generalmente estarán paralelos con una variación mínima en el diámetro de fibra dentro de una longitud de fibra individual. En contraste, bajo las otras condiciones, las fibras pueden ser jaladas sobre y los hilos pueden ser rotos y formar una serie de tramos de fibra discretos e irregulares y numerosos extremos rotos. La retracción de la fibra rota una vez atenuada frecuentemente resultará en terrones grandes de polímero.

Los términos "no tejido" y "tela no tejida" se refieren a materiales y tejidos de material teniendo una estructura de fibras individuales ó filamentos los cuales están entre colocados pero no en una manera identificable como en una tela de punto. Los términos "fibras" y "filamentos" son usados aquí intercambiablemente. Los tejidos ó telas no tejidas se han formado de muchos procesos tal como, por ejemplo, los procesos de soplado con fusión, los procesos de unión con hilado, los procesos de colocación por aire y los procesos de tejido cardado y unido. El peso base de las telas no tejidas es usualmente expresado en onzas de material por yarda cuadrada (osy) ó gramos por metro cuadrado (gsm) y los diámetros de fibra son usualmente expresados en mieras . (Note que para convertir onzas por yarda cuadrada a gramos por metro cuadrado, debe multiplicarse onzas por yarda cuadrada por 33.91) .

El término "artículo absorbente para el cuidado personal" incluye, pero no se limita a los artículos absorbentes tales como los pañales, calzones pañales, paños limpiadores para bebé, calzoncillos de aprendizaje, prendas interiores absorbentes, calzones para el cuidado del niño, ropa para nadar, y otras prendas desechables ; los productos para el cuidado de la mujer incluyendo las toallas sanitarias, los paños limpiadores, las almohadillas menstruales, las pantaletas menstruales, los forros para bragas, los escudos para bragas, los interlabiales, los tapones y los aplicadores de tapones; los productos para el cuidado del adulto, incluyendo paños limpiadores, almohadillas, tal como almohadillas para el seno, recipientes, productos para incontinencia y escudos urinarios; componentes de ropa; baberos; productos atléticos y para recreación y similares .

El término "recubrimiento de poliamina" se refiere a un recubrimiento sobre la superficie de una partícula de polímero súper absorbente, en donde el recubrimiento comprende (a) un polímero que contiene por lo menos dos y típicamente una pluralidad de átomos de nitrógeno primarios y/o secundarios y/o terciarios y/o cuaternarios, (b) agua, (c) un cosolvente opcional y (d) un agente de entrecruzamiento opcional . Por lo menos una parte del agua y del cosolvente opcional típicamente evaporan desde el recubrimiento durante el paso de aplicar el recubrimiento a las partículas de polímero súper absorbente. El cosolvente es capaz de transformar la superficie del polímero súper absorbente recubierto de poliamina de hidrofílico a hidrófobo.

El término "poliolefina" como se usó aquí generalmente incluye, pero no se limita a materiales tales como polietileno, poliisobutileno, poliestireno, copolímeros de etileno vinil acetato y similares, los homopolímeros, copolímeros, terpolímeros , etc., de los mismos y mezclas y modificaciones de los mismos. El término "poliolefina" incluirá todas las estructuras posibles de la misma, las cuales incluyen, pero no se limitan a las simetrías isotáctica, sindiotáctica y al azar. Los copolímeros incluyen los copolímeros al azar y de bloque.

El término "artículos absorbentes accesorios de deporte" incluye bandas para la cabeza, bandas para las muñecas, y otros auxiliares para la absorción del sudor, envolturas absorbentes para agarraderas y manijas de equipo deportivo, y toallas ó paños limpiadores absorbentes para limpiar y secar el equipo durante el uso .

Los términos "unido con hilado" y "fibra unida con hilado" se refieren a las fibras las cuales son formadas mediante el extrudir filamentos de material termoplástico fundido de una pluralidad de vasos capilares de un órgano de hilado, usualmente circulares y finos y después reduciendo rápidamente el diámetro de los filamentos extrudidos.

El término "estirado" se refiere a materiales los cuales pueden ser extendidos ó los cuales pueden ser extendidos elásticamente .

Los términos "súper absorbente" y "polímero súper absorbente" se refieren a materiales orgánicos ó inorgánicos insolubles en agua e hinchables en agua capaces, bajo las condiciones más favorables de absorber por lo menos alrededor de 10 veces su peso, ó por lo menos alrededor de 15 veces su peso ó por lo menos alrededor de 25 veces su peso en una solución acuosa conteniendo 0.9% por peso de cloruro de sodio. En contraste, los "materiales absorbentes" son capaces, bajo las condiciones mas favorables, de absorber por lo menos 5 veces su peso de una solución acuosa conteniendo 0.9% por peso de cloruro de sodio.

Los términos "tratado de superficie" y "entrecruzado de superficie" se refieren a un polímero súper absorbente, por ejemplo, una partícula de polímero de base que tiene sus cadenas moleculares presentes y en la cercanía de la superficie de partícula entrecruzadas por un compuesto aplicada a la superficie de la partícula. El término "entrecruzamiento de superficie" significa que el nivel de entrecruzados funcionales en la cercanía de la superficie de la partícula de polímero de base generalmente es superior que el nivel de entrecruzados funcionales en el interior de la partícula de polímero de base. Como se usó aquí "superficie" describe los límites de cara exterior de la partícula. Para las partículas de polímero súper absorbente porosas, la superficie interna expuesta también están incluidas en la definición de superficie.

El término "zona de objetivo" se refiere a un área de un núcleo absorbente en donde es particularmente deseable que haga inicialmente contacto la mayoría de la descarga de fluido, tal como la orina, los fluidos menstruales ó el movimiento intestinal. En particular, para un núcleo absorbente con uno ó más puntos de descarga de fluido en el uso, la zona de objetivo de descarga se refiere al área de núcleo absorbente que se extiende en una distancia igual a 15% de la longitud total del compuesto desde cada punto de descarga en ambas direcciones.

El término "termoplástico" describe un material que se suaviza cuando se expone al calor y el cual regresa esencialmente a una condición no suavizada cuando se enfría a temperatura ambiente.

Estos términos pueden ser definidos con un lenguaje adicional en las partes restantes de la descripción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Un artículo absorbente de la presente invención puede tener una hoja superior, una hoja inferior y un núcleo absorbente colocado entre la hoja superior y la hoja inferior. El núcleo absorbente incluye partículas de polímero súper absorbentes (SAP) comprendiendo un polímero base teniendo una cantidad de material que puede ser extraído mayor de 3%, por peso, y teniendo un recubrimiento de superficie que comprende una poliamina. En algunos aspectos, por lo menos una de la hoja superior, de la hoja inferior y del núcleo absorbente es estirable. En otros aspectos, el núcleo absorbente puede comprender capas, por lo menos una de las cuales incluye esencialmente las partículas de polímero súper absorbente y por lo menos una de las cuales incluye esencialmente borra.

Para ganar un mejor entendimiento de la presente invención, la atención está dirigida a las figuras 6 y 7 para propósitos de ejemplo mostrando un calzón de aprendizaje de la presente invención. Se entiende que la presente invención es adecuada para usarse con varios otros artículos absorbentes, incluyendo pero no limitándose a otros artículos absorbentes para el cuidado personal, a artículos absorbentes médicos/para la salud, a artículos absorbentes domésticos/industriales y similares, sin departir del alcance de la presente invención.

Varios materiales y métodos para construir los calzoncillos de aprendizaje están descritos en la solicitud de patente del Tratado de Cooperación de Patentes WO 00/37009 publicada en Junio 29, 2000 por A. Fletcher y otros; las patentes de los Estados Unidos de América números 4,940,464 otorgada a Van Gompel y otros; 5,766,389 otorgada a Brandon y otros; y 6,645,190 otorgada a Olson y otros, todas las cuales se incorporan aquí por referencia en una manera que es consistente con la misma.

La figura 6 ilustra un calzoncillo de aprendizaje en una condición parcialmente sujetada, y la figura 7 ilustra un calzoncillo de aprendizaje en un estado abierto y desdoblado. El calzoncillo de aprendizaje define una dirección longitudinal 48 que se extiende desde el frente del calzoncillo de aprendizaje cuando se usa a la parte posterior del calzoncillo de aprendizaje. Perpendicular a la dirección longitudinal 48 está una dirección lateral 49.

El par de calzoncillos de aprendizaje define una región frontal 22, una región posterior 24 y una región de entrepierna 26 que se extiende longitudinalmente entre e interconecta las regiones frontal y posterior. El calzón también define una superficie interior adaptada en el uso (por ejemplo colocada en relación a los otros componentes del calzón) para ser colocada hacia el usuario, y una superficie exterior ¦ opuesta a la superficie interior. El calzoncillo de aprendizaje tiene un par de orillas de lado lateralmente opuestas y un par de orillas de cintura longitudinalmente opuestas .

El calzón ilustrado 20 puede incluir un armazón 32, un par de paneles laterales frontales lateralmente opuestos 34 que se extienden lateralmente hacia afuera en la región frontal 22 y un par de paneles laterales posteriores opuestos lateralmente 134 que se extienden lateralmente hacia afuera en la región posterior 24.

El armazón 32 incluye una hoja inferior 40 y una hoja superior 42 que puede ser unida a la hoja inferior 40 en una relación sobre impuesta con la misma por adhesivos, uniones ultrasónicas, uniones térmicas u otras técnicas convencionales. El armazón 32 puede además incluir un núcleo absorbente 44 tal como se mostró en la figura 7 colocado entre la hoja inferior 40 y la hoja superior 42 para absorber los exudados del cuerpo fluidos segregados por el usuario, y que puede además incluir un par de aletas de contención 46 aseguradas a la hoja superior 42 ó al núcleo absorbente 44 para inhibir el flujo lateral de los exudados del cuerpo.

La hoja inferior 40, la hoja superior 42 y el núcleo absorbente 44 pueden hacerse de muchos materiales diferentes conocidos por aquéllos expertos en el arte. Todas las tres capas, por ejemplo pueden ser extensibles y/o elásticamente extensibles. Además, las propiedades de estiramiento de cada capa pueden variar a fin de controlar las propiedades de estiramiento global del producto.

La hoja inferior 40, por ejemplo, puede tener capacidad para respirar y/o puede ser impermeable al fluido. La hoja inferior 40 puede ser construida de una capa única, de capas múltiples, de laminados, de telas unidas con hilado, de películas, de telas sopladas con fusión, de red elástica, de tejidos microporosos ó de tejidos cardados y unidos. La hoja inferior 40, por ejemplo, puede ser una capa única de un material impermeable al fluido ó alternativamente puede ser una estructura laminada de capas múltiples en la cual por lo menos una de las capas es impermeable al fluido.

La hoja inferior 40 puede ser extensible biaxialmente y opcionalmente elástica biaxialmente. Las telas laminadas no tejidas elásticas pueden ser usadas como la hoja inferior 40 e incluyen un material no tejido unido a una ó más películas ó telas no tejidas plegables. Los laminados unidos y estirados (SBL) y los laminados estrechados y unidos (NBL) son ejemplos de compuestos elastoméricos .

Los ejemplos de los materiales no tejidos adecuados son las telas sopladas con fusión-unidas con hilado, las telas unidas con hilado-sopladas con fusión-unidas con hilado, las telas unidas con hilado, ó los laminados de tales telas con películas, u otras telas no tejidas. Los materiales elastoméricos pueden incluir películas fraguadas ó sopladas, telas sopladas con fusión ó telas unidas con hilado compuestas de polietileno, polipropileno ó elastómeros de poliolefina, así como combinaciones de los mismos . Los materiales elastoméricos pueden incluir el elastómero PEBAX (disponible de AtoFina Chemicals, Inc., un negocio teniendo oficinas localizadas en Filadelfia, Pennsylvania, Estados Unidos de América) , poliéster elastomérico HYTREL (disponible de Invista, un negocio teniendo oficinas localizadas en Wichita, Kansas, Estados Unidos de América) , el elastómero KRATON (disponible de Kraton Polymers, un negocio teniendo oficinas localizadas en Houston, Texas, Estados Unidos de América) , ó hilos de elastómero de LYCRA (disponible de Invista) , ó similares, así como combinaciones de los mimos. La hoja inferior 40 puede incluir materiales que tienen propiedades elastoméricas a través de un proceso mecánico, un proceso de impresión, un proceso de calentamiento ó tratamiento químico. Por ejemplo, tales materiales pueden ser perforados, crepados, estrechados-estirados , activados con calor, grabados y micro-tensionados y pueden estar en la forma de películas, tejidos y laminados.

Un ejemplo de un material adecuado para una hoja inferior biaxialmente estirable 40 es un laminado de un no tejido/película elástico con capacidad para respirar, tal como se describe en la patente de los Estados Unidos de América número 5,883,028 otorgada a Morman y otros, incorporada aquí por referencia en una manera que es consistente con la misma. Los ejemplos de los materiales teniendo un estiramiento de dos vías y retracción están descritos en las patentes de los Estados Unidos de América números 5,116,662 otorgada a Morman y 5,114,781 otorgada a Morman, cada una de las cuales se incorpora aquí por referencia en una manera que es consistente con la misma. Estas dos patentes describen los materiales elásticos compuestos capaces de estirar en por lo menos dos direcciones. Los materiales tienen por lo menos una hoja elástica y por lo menos un material estrechado ó un material reversiblemente estrechado, unido a la hoja elástica por lo menos en tres ubicaciones arregladas en configuraciones no lineales, de manera que el tejido estrechado ó reversiblemente estrechado es plegado entre por lo menos dos de las ubicaciones.

La hoja superior 42 es adecuadamente dócil, de sensación suave y no irritante a la piel del usuario. La hoja superior 42 también es suficientemente permeable a líquido para permitir a los exudados del cuerpo líquidos el penetrar fácilmente a través de su espesor hasta el núcleo absorbente 44. Una hoja superior adecuada 42 puede ser fabricada de una amplia selección de materiales de tejido, tales como espumas porosas, espumas reticuladas, películas de plástico perforadas, telas tejidas y no tejidas, ó una combinación de cualquiera de tales materiales. Por ejemplo, la hoja superior 42 puede incluir una tela soplada con fusión, una tela unida con hilado ó una tela cardada y unida compuesta de fibras naturales, de fibras sintéticas ó de combinaciones de las mismas. La hoja superior 42 puede estar compuesta de un material esencialmente hidrófobo, y el material hidrófobo puede opcionalmente ser tratado con un surfactante ó de otra manera ser procesado para impartir un nivel deseado de humectabilidad y de hidrofilicidad .

La hoja superior 42 puede ser extensible y/o elastoméricamente extensible. Los materiales elastoméricos adecuados para la construcción de la hoja superior 42 pueden incluir los hilos elásticos, los elásticos de LYCRA, las películas elásticas fraguadas ó sopladas, las telas elásticas no tejidas, las telas fibrosas elastoméricas sopladas con fusión ó unidas con hilado, así como las combinaciones de los mismos. Los ejemplos de los materiales elastoméricos adecuados incluyen los elastómeros KRATON, los elastómeros HYTREL, los poliuretanos elastoméricos ESTA E (disponibles de Noveon, un negocio teniendo oficinas localizadas en Cleveland, Ohio, Estados Unidos de América) , ó elastómeros PEBAX. La hoja superior 42 también puede hacerse de materiales extensibles tal como aquéllos descritos en la patente de los Estados Unidos de América número 6,552,245 otorgada a Roessler y otros, la cual es incorporada aquí por referencia en una manera que es consistente con la misma. La hoja superior 42 también puede hacerse de materiales biaxialmente estirados como se describe en la patente de los Estados Unidos de América número 6,641,134 otorgada a Vukos y otros, la cual se incorpora aquí por referencia en una manera que es consistente con la misma.

El artículo 20 puede opcionalmente además incluir una capa de manejo de surgimiento la cual puede estar localizada a un lado del núcleo absorbente 44 y unida a varios componentes en el artículo 20 tal como el núcleo absorbente 44 ó la hoja superior 42 por métodos conocidos en el arte, tal como mediante el uso de un adhesivo. En general, una capa de manejo de surgimiento ayuda a adquirir rápidamente y a difundir los surgimientos ó brotes de líquido que pueden ser introducidos rápidamente adentro de la estructura absorbente del artículo. La capa de manejo de surgimiento puede temporalmente almacenar el líquido para liberarlo adentro de las partes de almacenamiento ó de retención del núcleo absorbente 44. Los ejemplos de las capas de manejo de surgimiento adecuadas están descritos en las patentes de los Estados Unidos de América números 5,486,166 otorgada a Bishop y otros; 5,490,846 otorgada a Ellis y otros; y 5,820,973 otorgada a Dodge y otros, cada una de las cuales es incorporada aquí por referencia en una manera que es consistente con la misma.

El artículo 20 puede además comprender un núcleo absorbente 44. El núcleo absorbente 44 puede tener cualquier número de formas. Por ejemplo, este puede tener una configuración de dos dimensiones ó de tres dimensiones, y puede ser de forma rectangular, de forma triangular, de forma oval, de forma de pista de carreras, de forma de I, generalmente de forma de reloj de arena, de forma de T y similares. Es frecuentemente adecuado que el núcleo absorbente 44 sea más estrecho en la región de entrepierna 26 que en las partes posterior 24 ó frontal 22. El núcleo absorbente 44 puede estar unido en un artículo absorbente, tal como a la hoja inferior 40 y/o a la hoja superior 42 por ejemplo, a través de medios de unión conocidos en el arte, tal como la unión ultrasónica, presión, adhesivo, perforación, calor, hilo cocido ó autógeno ó auto-adherente, ganchos y rizos ó cualquier combinación de los mismos .

En algunos aspectos, el núcleo absorbente 44 puede' tener una cantidad significante de estiramiento. Por ejemplo, el núcleo absorbente 44 puede comprender una matriz de fibras las cuales incluyen una cantidad operativa de fibras de polímero elastomérico . Otros métodos conocidos en el arte pueden incluir el sujetar las partículas de polímero súper absorbente a una película que puede ser estirada, utilizando un sustrato no tejido teniendo cortes ó hendiduras en su estructura, y similares.

El núcleo absorbente 44 puede ser formado usando métodos conocidos en el arte. Aún cuando no se desee estar limitado al método específico de fabricación, el núcleo absorbente puede utilizar un proceso de soplado con fusión y puede además ser formado sobre una línea coform. Los procesos de soplado con fusión de ejemplo están descritos en varias patentes y publicaciones, incluyendo - el reporte de Laboratorio de Investigación Naval 4364 "Fabricación de Fibras Orgánicas súper-Finas" de V.A. Wendt, E.L. Boone y C. D. Fluharty; reporte de Laboratorio de Investigación Naval 5264 "Dispositivo Mejorado Para la Formación de Fibras Termoplásticas súper-Finas" de K. D. Lawrence, R. T. Lukas y J. A. Young; y las Patentes de los Estados Unidos de América números 3,849,241 otorgada a Butin y otros, y 5,350,624 otorgada a Georger y otros, todas las cuales son incorporadas aguí por referencia en una manera que es consistente con la misma.

Para formar los materiales "coform" , los componentes adicionales son mezclados con las fibras sopladas con fusión al ser depositadas las fibras sobre la superficie formadora. Por ejemplo, las partículas de polímero súper absorbente de la presente invención y la borra, tal como las fibras de pulpa de madera, pueden ser inyectadas adentro de la corriente de fibras sopladas con fusión como para ser atrapadas y/o unidas a las fibras sopladas con fusión. Los procesos coform de ejemplo están descritos en las patentes de los Estados Unidos de América números 4,100,324 otorgada a Anderson y otros; 4,587,154 otorgada a Hotchkiss y otros; 4,604,313 otorgada a McFarland y otros; 4,655,757 otorgada a cFarland y otros; 4,724,114 otorgada a McFarland y otros; 4,100,324 otorgada a Anderson y otros; y la patente del Reino Unido de la Gran Bretaña 2,151,272 otorgada a Minto y otros, todas las cuales son incorporadas aquí por referencia en una manera que es consistente con la misma. Las telas sopladas con fusión elastoméricas y absorbentes conteniendo cantidades superiores de súper absorbente están descritas en la patente de los Estados Unidos de América número 6,362,389 otorgada a D. J. McDowall y las telas sopladas con fusión elastoméricas absorbentes conteniendo cantidades superiores de súper absorbente y valores de agitación de súper absorbente bajos están descritos en la solicitud de publicación de patente de los Estados Unidos de América pendiente número 10/883174 de X. Zhang y otros, cada una de las cuales se incorpora aquí por referencia en una manera que es consistente con la presente.

Un ejemplo de un método para formar un núcleo absorbente 44 para usarse en la presente invención está ilustrado en la figura 8. Las dimensiones del aparato de la figura 8 están descritas aquí por vía de ejemplo. Otros tipos de aparatos teniendo dimensiones diferentes y/o estructuras diferentes también pueden usarse para formar el núcleo absorbente 44. Como se mostró en la figura 8 , el material elastomérico 72 en la forma de pelotillas puede ser alimentado a través de dos tolvas de pelotillas 74 adentro de los dos extrusores de tornillo único 76 que cada uno alimentan a una bomba de hilado 78. El material elastomérico 72 puede ser una mezcla de elastómero de componentes múltiples disponible bajo la designación de comercio VISTAM7AXX 2370 de ExxonMobil Chemical Company (un negocio teniendo oficinas localizadas en Houston, Texas, Estados Unidos de América) , así como otros mencionados aquí. Cada bomba de hilado 78 alimenta el material elastomérico 72 a una matriz de soplado con fusión separada 80. Cada matriz de soplado con fusión 80 puede tener 30 orificios por pulgada (hpi) . El ángulo de matriz puede ser ajustado en cualquiera entre 0 y 70 grados de la horizontal, y es adecuadamente puesto a alrededor de 45 grados. La altura de formación puede estar a un máximo de alrededor de 16 pulgadas, pero su restricción puede diferir con el equipo diferente.

Un conducto 82 teniendo un ancho de alrededor de 24 pulgadas de ancho puede ser colocado entre las matrices de soplado con fusión 80. La profundidad ó grosor del conducto 82 puede ser ajustable en un rango de desde alrededor de 0.5 a alrededor de 1.25 pulgadas ó de desde alrededor de 0.75 a alrededor de 1.0 pulgadas. Un desfibrador 144 conecta a la parte superior del conducto 82. El desfibrador 144 es usado para desfibrar las fibras de pulpa 86. El desfibrador 144 puede ser limitado a procesar pulpas de baja resistencia desunidas (tratadas) en cuyo caso el recolector 144 puede limitar el método ilustrado a un rango muy pequeño de tipos de pulpa. En contrate a los molinos de martillo convencionales que usan martillos para pegar en las fibras de pulpa repetidamente, el desfibrador 144 usa dientes pequeños para rasgar las fibras de pulpa 86 separándolas. Las fibras de pulpa adecuadas 86 para usarse en el método ilustrado en la figura 8 incluyen aquéllas mencionadas aquí, tal como NB480 (disponible de Weyerhaeuser Co., un negocio teniendo oficinas localizadas en Federal Way, Washington, Estados Unidos de América) .

Al final del conducto 82 opuesto al desfibrador 144 está un alimentador de partículas de polímero súper absorbente 88. El alimentador 88 vierte las partículas de polímero súper absorbente 90 de la presente invención en un orificio 92 en una tubería 94 la cual entonces alimenta adentro del ventilador soplador 96. Más allá del ventilador soplador 96 está un tramo de una tubería 98 de 4 pulgadas de diámetro suficiente para desarrollar un flujo turbulento completamente desarrollado a alrededor de 5,000 pies por minuto, el cual permite a las partículas de polímero súper absorbente 90 el ser distribuidas. La tubería 98 ensancha de un diámetro de 4 pulgadas a 24 pulgadas por un conducto 82 de 0.75 pulgadas, en cuyo punto las partículas de polímero súper absorbentes 90 se mezclan con las fibras de pulpa 86 y la mezcla cae recto hacia abajo y se mezcla sobre cualquier lado a un ángulo de 45° aproximadamente con el material elastomérico 72. La mezcla de las partículas de polímero súper absorbente 90, de las fibras de pulpa 86 y del material elastomérico 72 cae sobre un transportador de alambre 100 que se mueve desde alrededor de 14 a alrededor de 35 pies por minuto. Sin embargo, antes de pegar en el transportador de alambre 100, una barra de rociado 102 opcionalmente rocía una mezcla de surfactante acuosa 104 en un rocío a través de la mezcla, haciendo por tanto al núcleo absorbente resultante 44 humedecido. La mezcla de surfactante 104 puede ser una mezcla de 1:3 de GLUCOPOM 220 UP (disponible de Cognis Corporation teniendo un lugar de negocios en Cincinnati, Ohio, Estados Unidos de América) y AHCOVEL Base N-62 (disponible de Uniqema, teniendo un lugar de negocios en New Castle, Delaware, Estados Unidos de América) . Un vacío bajo alambre 106 es colocado debajo del transportador 100 para ayudar a formar el núcleo absorbente 44.

En general, el núcleo absorbente 44 es frecuentemente una estructura unitaria que comprende una distribución esencialmente uniforme de partículas de polímero súper absorbentes, fibras y cualesquier otros aditivos opcionales. Sin embargo, refiriéndonos a la figura 9, en algunos aspectos, el núcleo absorbente 44 puede ser mejorado a través de modificaciones estructurales cuando se combina con las partículas de polímero súper absorbente de la presente invención. Por ejemplo, proporcionando una capa 65 que comprende esencialmente partículas de polímero súper absorbente de la presente invención colocadas en forma de emparedado entre las capas 67 y 64 comprendiendo fibras de borra esencialmente, tal como las de NB480, u otras fibras naturales ó sintéticas puede resultar en un núcleo absorbente 44 que tiene propiedades absorbentes mejoradas, tal como tasa de toma de descarga de fluido, cuando se comparan con una estructura que comprende una distribución esencialmente uniforme de las partículas de polímero súper absorbente y de las fibras de borra. Tal colocación en capas puede ocurrir en la dirección-z del núcleo absorbente 44 y puede opcionalmente cubrir el área x-y completa. Sin embargo, las capas 65 a 64 requieren no estar discretas una de otra. Por ejemplo, en algunos aspectos, la parte media en la dirección-z 65 del núcleo absorbente requiere solo contener un porcentaje de partículas dé polímero súper absorbente superior (por ejemplo por lo menos de alrededor de 10% por peso superior) que la capa superior 67 y/o que la capa de fondo 64 del núcleo absorbente 44. Deseablemente, las capas 65 a 64 están presentes en el área del núcleo absorbente 44 que está dentro de una zona de objetivo de descarga.

Como se mencionó anteriormente, el núcleo absorbente 44 también incluye un material absorbente, tal como las partículas de polímero súper absorbente y/o la borra. Adicionalmente, las partículas de polímero súper absorbente pueden estar contenidas operativamente dentro de una matriz de fibras, tal como las fibras poliméricas. Por tanto, el núcleo absorbente 44 puede comprender una cantidad de partículas de polímero súper absorbentes y/o de borra contenida dentro de una matriz de fibras. En algunos aspectos, la cantidad de partículas de polímero súper absorbente en el núcleo absorbente 44 puede ser de por lo menos de alrededor de 10% por peso del núcleo, tal como de por lo menos de alrededor de 30%, ó de por lo menos de alrededor de 60% por peso ó por lo menos de alrededor de 90%, ó entre de alrededor de 10% y alrededor de 99% por peso del núcleo, ó entre alrededor de 30% a alrededor de 90% por peso del núcleo para proporcionar los beneficios mejorados. Opcionalmente, la cantidad de las partículas de polímero súper absorbente pueden ser por lo menos de alrededor de 95% por peso del núcleo. En otros aspectos, el núcleo absorbente 44 puede comprender alrededor de 35% ó menos por peso de borra, tal como de alrededor de 20% ó menos, 10% ó menos por peso de borra.

Deberá entenderse que la presente invención no está restringida al uso con las partículas de polímero súper absorbente y/o la borra. En algunos aspectos, el núcleo absorbente 44 puede adicionalmente ó alternativamente incluir materiales tales como surfactantes, partículas de resina de intercambio de ion, humedecedores , emolientes, perfumes, fibras naturales, fibras sintéticas, modificadores de fluido, aditivos de control de olor, y combinaciones de los mismos. Alternativamente, el núcleo absorbente 44 puede incluir una espuma .

A fin de funcionar bien, el núcleo absorbente 44 puede tener ciertas propiedades deseadas para proporcionar un desempeño mejorado así como una comodidad mayor y confianza entre el usuario. Por ejemplo, el núcleo absorbente 44 puede tener configuraciones correspondientes de capacidades absorbentes, densidades, pesos base y/o tamaño los cuales son construidos selectivamente y arreglados para proporcionar las combinaciones deseadas de las propiedades de absorbencia tal como la tasa de toma de líquido, la capacidad absorbente, la distribución de líquido ó las propiedades de entalle tal como mantenimiento de la forma y estética. En forma similar, los componentes pueden tener proporciones de resistencia n húmedo a seco, tamaños de poro de flujo medio, permeabilidades y valores de alargamiento.

Como se menciono anteriormente, el núcleo absorbente 44 puede opcionalmente incluir las fibras de polímero elastoméricas . El material elastomérico de las fibras de polímero puede incluir un elastómero de oleofina ó un elastómero sin oleofina como se desee. Por ejemplo, las fibras elastoméricas pueden incluir copolímeros olefínicos, elastómeros de polietileno, elastómeros de polipropileno, elastómeros de poliéster, poliisopreno, polibutadieno entrecruzado, copolímeros elastoméricos y/o flexibles termoplástícos de diblogue, tribloque, tétrabloque u otros bloques múltiples tal como los copolímeros de bloque incluyendo los copolímeros de bloque de butadieno-isopreno-butadieno hidrogenados; los polipropilenos de estereobloque; copolímeros de injerto incluyendo el terpolímero de etileno-propileno-dieno ó el hule de monómero de etileno-propileno-dieno (EPDM) , los copolímeros al azar de etileno-propileno (EP ) , los hules de etileno propileno (EPR) , el etileno vinil acetato (EVA) y el etileno-metil acrilato (EMA) ; y los copolímeros de bloque estirénicos incluyendo los copolímeros dibloque y tribloque tal como de estireno-isopreno-estireno (SIS) , estireno-butadieno-estireno (SBS) , estireno-isopreno-butadieno-estireno (SIBS) , estireno-etileno/butileno-estireno (SEBS) , ó estireno-etileno/propileno-estireno (SEPS) , los cuales pueden ser obtenidos de Kraton, Inc., bajo la designación de comercio de resina elastomérica KRATON ó de Dexco, una división de ExxonMobil Chemical Company bajo la designación de comercio VECTOR (polímeros SIS y SBS) ; mezclas de elastómeros termoplásticos con mezclas termoplásticas-elastómero vulcanizadas y dinámicas; elastómeros de éster poliéter termoplásticos; elastómeros termoplásticos ionoméricos; poliuretanos elásticos termoplásticos incluyendo aquéllos disponibles de Invista Corporation bajo el nombre de comercio poliuretano LYCRA, y ESTAÑE disponible de Noveon, Inc., un negocio teniendo oficinas localizadas en Cleveland, Ohio, Estados Unidos de América; poliamidas elásticas termoplásticas, incluyendo amidas de bloque poliéter disponibles de AtoFina Chemicals, Inc., (un negocio teniendo oficinas localizadas en Filadelfia, Pennsylvania, Estados Unidos de América) bajo el nombre de comercio PEBAX; amida de bloque poliéter, poliésteres elásticos termoplásticos, incluyendo aquellos disponibles de E.I. Du Pont de Nemours Co . , bajo el nombre de comercio HYTREL, y ARNITEL de DSM Engineering Plastics (un negocio teniendo oficinas localizadas en Evansville, Indiana, Estados Unidos de América) y poliolefinas catalizadas de sitio único ó de metaloceno teniendo una densidad de menos de alrededor de 0.89 gramos/centímetro cúbico, disponibles de Dow Chemical Co., (un negocio teniendo oficinas localizadas en Freeport, Texas, Estados Unidos de América) bajo el nombre de comercio AFFINITY; y combinaciones de los mismos.

Como se usó aquí, un copolímero tribloque tiene una estructura ABA en donde A representa varias unidades repetitivas de tipo A, y B representa varias unidades repetitivas de tipo B. Como se mencionó arriba, varios ejemplos de los copolímeros de bloque estirenicos son SBS, SIS, SIBS, SEBS y SEPS . En estos copolímeros los bloques A son poliestireno y los bloques B son componente ahulado. Generalmente, estos copolímeros tribloque tienen pesos moleculares que pueden variar de desde los miles bajos a cientos de miles y el contenido de estireno puede variar de desde 5% a 75% basado sobre el peso del copolímero tribloque. Un copolímero dibloque es similar al tribloque, pero es de una estructura AB. Los dibloques adecuados incluyen los dibloques de estireno-isopreno los cuales tienen un peso molecular de aproximadamente de una mitad del peso molecular de tribloque teniendo la misma proporción de bloques A a bloques B.

En los arreglos deseados, las fibras de polímero pueden incluir por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste de copolímeros de bloque estirénico, polímeros de poliolefina elásticos y copolímeros y polímeros tipo EVA/EMA.

En algunos arreglos particulares, por ejemplo, el material elastomérico de las fibras de polímero puede incluir varias clases comerciales de poliolefinas de metaloceno de peso molecular más bajo de' baja cristalinidad, disponibles de ExxonMobil Chemical Company (una compañía teniendo oficinas localizadas en Houston, Texas, Estados Unidos de América) bajo la designación de comercio VISTAAXX. Algunos materiales VISTAMAXX se cree que son el copolímero de metaloceno propileno etileno. Por ejemplo, en un aspecto el polímero elastomérico puede ser VISTAMAXX PLTD 2210. En otros aspectos, el polímero elastomérico puede ser VISTAMAXX PLTD 1778. En un aspecto particular, el polímero elastomérico es VISTAMAXX 2370. Otro polímero elastomérico opcional es la mezcla de KRATON G 2755 de Kraton Inc. El material KRATON se cree que es una mezcla de polímero de estireno-etileno-butileno estireno, ceras de etileno y resinas glutinizantes .

En algunos aspectos, las fibras de polímero elastomérico pueden ser producidas de un material de polímero teniendo una tasa de flujo de derretido seleccionado (MFR) . En un aspecto particular, la tasa de flujo de derretido puede ser de hasta un máximo de alrededor de 300. Alternativamente, la tasa de flujo de derretido puede ser de hasta alrededor de 220 a 250. En otro aspecto, la tasa de flujo de derretido puede ser de un mínimo de no menos de alrededor de 9, ó de no menos de 20. La tasa de flujo de derretido puede alternativamente no ser de menos de alrededor de 50 para proporcionar el desempeño deseado. La tasa de flujo de derretido descrita tiene las unidades de flujo gramos por 10 minutos (g/10 minutos) . El parámetro de tasa de flujo de derretido es muy conocido y puede ser determinado por técnicas convencionales, tal como la prueba ASTM D 1238 70 "plastómero de extrusión" Condición Estándar "L" a 230°C y 2.16 kilogramos de fuerza aplicada.

Como se mencionó arriba, las fibras de polímero del núcleo absorbente 44 pueden incluir una cantidad de surfactante . El surfactante puede ser combinado con las fibras de polímero del núcleo absorbente en una manera operativa cualquiera. Las técnicas varias para combinar el surfactante son convencionales y muy conocidas por esas personas expertas en el arte. Por ejemplo, el surfactante puede ser combinado con el polímero empleado para formar la estructura de fibra soplada con fusión. En una característica particular, el surfactante puede ser configurado para emigrar operativamente ó segregar a la superficie exterior de las fibras con el enfriamiento de las fibras. Alternativamente, el surfactante puede ser aplicado ó de otra manera combinado con las fibras de polímero después de que las fibras se han formado.

Las fibras de polímero pueden incluir una cantidad operativa de surfactante, basada sobre el peso total de las fibras y del surfactante. En algunos aspectos, las fibras de polímero pueden incluir por lo menos un mínimo de alrededor de 0.1% por peso de surfactante, como se determinó por la extracción de agua. La cantidad de surfactante puede alternativamente ser de por lo menos de alrededor de 0.15% por peso, y puede opcionalmente ser de por lo menos de alrededor de 0.2% por peso para proporcionar los beneficios deseados. En otros aspectos, la cantidad de surfactante puede ser generalmente de no mas de un máximo de alrededor de 2% por peso, tal como de no mas de alrededor de 1% por peso, ó no mas de alrededor de 0.5% por peso para proporcionar el desempeño mej orado .

Si la cantidad de surfactante está fuera de los rangos deseados, pueden ocurrir varias desventajas. Por ejemplo, una cantidad excesivamente baja de surfactante puede no permitir a las fibras, tal como las fibras sopladas con fusión hidrófobas, el mojar con el fluido absorbido. En contraste, una cantidad excesivamente alta de surfactante puede permitir al surfactante el deslavarse desde las fibras e indeseablemente interferir con la capacidad del núcleo absorbente para transportar el fluido, ó puede afectar adversamente la resistencia de sujeción del núcleo absorbente al articulo absorbente. En donde el surfactante está compuesto o de otra manera agregado internamente a las fibras de polímero, un nivel excesivamente alto de surfactante puede crear condiciones que provocan una formación pobre de las fibras de polímero y de las uniones de entrefibra.

En algunas configuraciones, el surfactante puede incluir por lo menos un material seleccionado del grupo que incluye condensados de polietilenglicol éster y surfactantes de alquil glicosido. Por ejemplo, el surfactante puede ser GLUCOPON, disponible de Cognis Corporation, el cual puede ser compuesto de 40% de agua, y 60% de d-glucosa, decil, octil éteres y oligoméricos .

En otros aspectos de la invención, el surfactante puede estar en la forma de un surfactante rociado que comprende una solución de agua/surfactante la cual incluye 16 litros de agua caliente (alrededor de 45°C a 50°C) mezclada con 0.20 kilogramos de surfactante GLUCOPON 220 UP disponible de Cognis Corporation y 0.36 kilogramos de surfactante AHCHOVEL Base N-62 disponible de Uniqema. Cuando se emplea un surfactante rociado, una cantidad relativamente pequeña de surfactante rociado puede ser deseado para proporcionar la contención deseada de las partículas de polímero súper absorbente. Las cantidades excesivas del surfactante de fluido pueden perjudicar la sujeción deseada de las partículas de polímero súper absorbente a las fibras sopladas con fusión elastoméricas y derretidas, por ejemplo.

Un ejemplo de un surfactante interno ó de un agente humedecedor que puede estar combinado con el polímero de fibras elastomérico puede incluir éster MAPEG DO 400 PEG (polietilenglicol) , disponible de BASF (un negocio teniendo oficinas localizadas en Freeport, Texas, Estados Unidos de América) . Otros surfactantes internos pueden incluir un poliéter, un éster de ácido graso, un jabón ó similar así como combinaciones de los mismos.

Como se mencionó arriba, el núcleo absorbente 44 puede opcionalmente incluir borra, tal como fibras celulósicas. Tales fibras celulósicas pueden incluir, pero no se limitan a las pulpas de madera química tal como pulpas de sulfito y sulfato (algunas veces llamadas Kraft) , así como pulpas mecánicas tal como madera molida, pulpa termomecánica y pulpa quimiotermomecánica . Más particularmente, las fibras de pulpa pueden incluir algodón, otras pulpas de madera típicas, acetato de celulosa, pulpa de madera química desunida, y combinaciones de los mismos. Las pulpas derivadas de ambos árboles deciduos y coniferos pueden ser usadas. Adicionalmente, las fibras celulósicas pueden incluir tales materiales hidrofílicos como las fibras de plantas naturales, el hilo de vencetósigo, las fibras de algodón, la celulosa microcristalina, la celulosa microfibrilada, ó cualquiera de estos materiales en combinación con las fibras de pulpa de madera. Las fibras de borra celulósica adecuadas pueden incluir, por ejemplo, NB480 (disponible de Weyerhaeuser Co.); NB416, pulpa kraft de madera suave del norte blanqueada (disponible de Weyerhaeuser Co.); CR 54 pulpa kraft de madera suave del sur blanqueada (disponible de Bowater Inc., un negocio teniendo oficinas localizadas en Greenville, Carolina del Sur, Estados Unidos de América) ; el SULPHATATE HJ, una pulpa de madera dura químicamente modificada (disponible de Rayonier Inc., un negocio teniendo oficinas localizadas en Jesup, Georgia, Estados Unidos de América) ; NF 405 una pulpa kraft de madera suave del sur blanqueada y tratada químicamente (disponible de Weyerhaeuser Co.); y CR 1654 una mezcla de pulpa kraft de madera dura y de madera suave del sur blanqueada (disponible de Bowater Inc.) .

Como se mencionó arriba, el núcleo absorbente 44 también incluye una cantidad deseada de partículas de polímero súper absorbente (SAPs) de la presente invención. Las partículas de polímero súper absorbente típicamente son polímeros de ácidos carboxílicos no saturados ó derivados de los mismos. Estos polímeros se hacen insolubles en agua, pero hinchables en agua, mediante el entrecruzado del polímero con un agente de entrecruzamiento interno di- ó polifuncional . Estos polímeros entrecruzados internamente están por lo menos neutralizados parcialmente y contienen grupos de carboxilo aniónicos colgantes sobre la columna de polímero que permiten al polímero de absorber los fluidos acuosos, tal como los fluidos del cuerpo. Típicamente, las partículas SAP son sometidas a un post-tratamiento para entrecruzar los grupos de carboxilo aniónicos colgantes sobre la superficie de la partícula.

Los polímeros súper absorbentes son fabricados por técnicas de polimerización conocidas, deseablemente mediante la polimerización en solución acuosa mediante polimerización de gel . Los productos de este proceso de polimerización son los geles de polímero acuoso, por ejemplo los hidrogeles de polímero súper absorbente, que son reducidos en tamaño a partículas pequeñas mediante fuerzas mecánicas, después se secan usando procedimientos de secado y el aparato conocido en el arte . El proceso de secado es seguido por la pulverización de las partículas de polímero súper absorbente resultantes al tamaño de partícula deseado.

Para mejorar el perfil de absorción de fluido, las partículas de polímero súper absorbente son optimizadas con respecto a una ó más de la capacidad de absorción, de la tasa de absorción, del tiempo de absorción, de la resistencia de gel y/o de la permeabilidad. La optimización permite una reducción en la cantidad de fibras celulósicas en un artículo absorbente, lo cual resulta en un artículo más delgado. Sin embargo, es difícil a imposible el maximizar todas estas propiedades de perfil de absorción simultáneamente.

Un método para optimizar el perfil de absorción de fluido de las partículas de polímero súper absorbente es el de proporcionar a las partículas de polímero súper absorbente de una distribución de tamaño de partícula predeterminado. En particular, las partículas muy pequeñas en tamaño se hinchan después de absorber un fluido y pueden bloquear la absorción de un fluido adicional . Las partículas muy grandes en tamaño tienen un área de superficie reducida la cual disminuye la tasa de absorción.

Por tanto, la distribución de tamaño de partícula de las partículas de polímero súper absorbente es tal que la permeabilidad de fluido, la absorción y la retención por las partículas de polímero súper absorbente se' maximiza. Cualquier proceso subsecuente que aglomera las partículas de polímero súper absorbente para proporcionar las partículas de tamaño mayor debe ser evitado. En particular, la aglomeración de las partículas de polímero súper absorbente aumenta el tamaño de partícula aparente, el cual reduce el área de superficie de las partículas de polímero súper absorbente y a su vez afecta adversamente la absorción de un fluido acuoso por las partículas de polímero súper absorbente.

La presente invención está dirigida a superar los problemas encontrados en la mejora del perfil de absorción de las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie debido a la mejora de una propiedad frecuentemente es detrimental a una segunda propiedad. Las partículas de polímero súper absorbente presentes pueden mantener las propiedades de conflicto de la capacidad de retención centrífuga alta (CRC) , de absorbencia bajo carga (AUL) , una permeabilidad de cama de gel excelente (GBP) y una integridad de gel buena (GI) . Estos problemas son superados en algunos aspectos debido a un recubrimiento de poliamina así como en parte debido a (a) la tendencia reducida de las partículas de polímero súper absorbente presentes para aglomerar, y (b) el hinchamiento retrasado de las partículas después de la descarga, por ejemplo contacto, con un líquido acuoso.

A fin de usar una cantidad incrementada de partículas de polímero súper absorbente, y una cantidad disminuida de celulosa, en los productos absorbentes, es importante el mantener una permeabilidad líquida de polímero súper absorbente alta. En particular, la permeabilidad de la capa de hidrogel de partículas de polímero súper absorbente formada por el hinchamiento en la presencia del fluido del cuerpo es muy importante para superar el problema del filtrado desde el producto. Una falta de permeabilidad impacta directamente la capacidad de las capas de hidrogel de partículas de polímero súper absorbente para adquirir y distribuir los fluidos del cuerpo.

Las poliaminas se conocen por adherirse a la celulosa (por ejemplo borra) , y los polímeros súper absorbentes recubiertos con poliamina tienen alguna permeabilidad mejorada, como se midió en el volumen, para un polímero súper absorbente de capacidad más baja. El recubrimiento de las partículas de polímero súper absorbente con poliaminas no entrecruzadas mejora la adhesión a las fibras de celulosa debido a la alta flexibilidad de las moléculas de poliamina. Deseablemente, la unión covalente de la poliamina a las partículas de polímero súper absorbente se evita debido a que el grado de entrecruzamiento de partículas de polímero súper absorbente es aumentado y la capacidad absorbente de las partículas es reducida. Además, la unión covalente de la poliamina a la superficie de partícula de polímero súper absorbente típicamente ocurre a una temperatura mayor de 150°C, la cual afecta adversamente el color de las partículas de polímero súper absorbente y finalmente la aceptación del consumidor del artículo absorbente .

De acuerdo con la presente invención, las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie recubiertas con una solución de poliamina y un cosolvente (el cual puede ser opcional en algunos aspectos) están descritas. En algunos aspectos, la presente invención puede ayudar a superar el problema de un hinchamiento rápido de partículas de polímero súper absorbente en el punto de descarga de fluido en un pañal, lo cual podría provocar un bloqueo de gel y una desaceleración de la velocidad de toma de fluido. El resultado último del bloqueo de gel es la subutilización de las partículas de polímero súper absorbente en un núcleo absorbente. Las partículas de polímero súper absorbente de la presente invención tienen una propiedad hidrófoba transitoria que reduce el problema de bloqueo de gel debido a que es retrasado el hinchamiento de las partículas de polímero súper absorbente, como se midió por un índice de transmisión, después del contacto con el líquido acuoso.

Algunos aspectos de la presente invención demuestran el resultado inesperado que el recubrimiento de las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie con tres compuestos hidrofílicos, por ejemplo poliamina, cosolvente y agua, proporciona a las partículas' de polímero súper absorbente teniendo propiedades de superficie hidrófobas como se midió por el índice de transmisión. Además, la hidrofobicidad de las superficies de partícula de polímero súper absorbente puede ser ajustada por diferentes variables, incluyendo las proporciones relativas de la poliamina y cosolvente, temperatura del proceso de recubrimiento y uso del agente de entrecruzamiento iónico ó covalente.

Las partículas de polímero súper absorbente presentes comprenden un polímero de base. El polímero de base puede ser un homopolímero ó un copolímero. La identidad del polímero de base no está limitada siempre que el polímero sea un polímero aniónico, por ejemplo, contenga las partes de ácido colgantes, y sea capaz de hincharse y absorber por lo menos diez veces su peso en agua, cuando está en una forma neutralizada. Deseablemente los polímeros de base son polímeros entrecruzados teniendo los grupos de ácido que están por lo menos parcialmente en la forma de una sal, generalmente una sal de amonio ó de metal alcalino.

El polímero de base tiene por lo menos alrededor de 25% de las partes de ácido colgante, por ejemplo, las partes de ácido carboxílico, presentes en una forma neutralizada. Deseablemente, el polímero de base tiene alrededor de 50% a alrededor de 100%, tal como alrededor de 65% a alrededor de 80%, de las partes de ácido colgantes presentes en una forma neutralizada. De acuerdo con la presente invención, el polímero base tiene un grado de neutralización (DN) de alrededor de 25 a alrededor de 100.

El polímero de base de las partículas de polímero súper absorbente es un polímero ligeramente entrecruzado capaz de absorber varias veces su propio peso en agua y/o agua salada. Las partículas de polímero súper absorbente pueden hacerse por cualquier proceso convencional para preparar los polímeros súper absorbentes y son muy conocidas por aquéllos expertos en el arte. Un proceso para preparar las partículas de polímero súper absorbente es un método de polimerización de solución descrito en las patentes de los Estados Unidos de América números 4,076,663; 4,286,082 y 5,145,906, cada una incorporada aquí por referencia. Otro proceso es un método de polimerización y suspensión inversa descrita en las patentes de los Estados Unidos de América números 4,340,706; 4,497,930; 4,666,975; 4,507,438; y 4,683,274, cada una incorporada aquí por referencia.

Las partículas de polímero súper absorbente útiles en la presente invención son preparadas de uno ó más compuestos monoetilenicamente insaturados teniendo por lo menos una mitad ácida, tal como carboxilo, anhídrido de ácido carboxílico, sal de ácido carboxílico, ácido sulfúrico, sal de ácido sulfúrico, ácido sulfónico, sal de ácido sulfónico, ácido fosfórico, sal de ácido fosfórico, ácido fosfónico ó sal de ácido fosfónico. Las partículas de polímero súper absorbente útiles en la presente invención deseablemente son preparadas de uno ó más monómeros conteniendo anhídrido de ácido carboxilo ó carboxílico solubles en agua monoetilénicamente insaturados, y las sales de metal alcalino y de amonio de las mismas, en donde éstos monómeros deseablemente comprenden 50 a 99.9% mol del polímero base.

El polímero de base de las partículas de polímero súper absorbente deseablemente es una resina acrílica ligeramente entrecruzada, tal como el ácido poliacrílico ligeramente entrecruzado. El polímero de base ligeramente entrecruzado típicamente es preparado mediante la polimerización de un monomero acídico conteniendo una mitad de acilo, por ejemplo, ácido acrílico ó una mitad capaz de proporcionar un grupo de acilo, por ejemplo, acrilonitrilo en la presencia de un agente de entrecruzamiento interno, por ejemplo un compuesto orgánico polifuncional . El polímero de base puede contener otras unidades que pueden ser copolimerizadas, por ejemplo, otros comonómeros monoetilénicamente insaturados, muy conocidos en el arte, siempre que el polímero base sea esencialmente, por ejemplo, por lo menos 10%, tal como por lo menos 25% de las unidades de monomero acídico, por ejemplo el ácido (meth) acrílico . Para lograr la ventaja completa de la presente invención, el polímero de base contiene por lo menos 50%, tal como por lo menos 75% ó hasta 100% de unidades de monomero acídico. Las otras unidades copolimerizables pueden, por ejemplo, llegar a mejorar la hidrofilicidad del polímero.

Los monómeros de anhídrido de ácido carboxílico y de ácido carboxílico etilénicamente insaturados útiles en el polímero base incluyen el ácido acrílico, el ácido metacrílico, el ácido etacrílico, el ácido a-cloroacrílico, el ácido a-cianoacrílico, el ácido ß-metilacrílico (ácido crotónico) , el ácido ot-fenilacrílico, el ácido ß-acriloxipropionico, el ácido sórbico, el ácido a-clorosorbíco, el ácido angélico, el ácido cinámico, el ácido p-clorocinnamico, el ácido ß-estearilacrílico, el ácido itacónico, el ácido citracónico, el ácido mesacónico, el ácido glutacónico, el ácido aconítico, el ácido maléico, el ácido fumárico, el tricarboxietileno y el anhídrido maleico.

Los monómeros de ácido sulfónico y fosfónico etilénicamente insaturados incluyen los ácidos sulfónicos de vinilo alifáticos ó aromáticos, tal como el ácido vinilsulfónico, el ácido alilsulfónico, el ácido sulfónico vinil tolueno, el ácido estireno sulfónico, los ácidos sulfónicos acrílico y metacrílico, tal como el sulfoetil acrilato, el sulfoetil metacrilato, el sulfopropil acrilato, el sulfopropil metacrilato, 2-hidroxi-3-metacriloxipropil ácido sulfónico, 2-acrilamida-2-metilpropano ácido sulfónico, ácido vinilfosfónico, ácido alilfosfónico, y mezclas de los mismos.

Deseablemente, pero no en forma limitante, los monómeros incluyen el ácido acrílico, el ácido metacrílico, el ácido maléico, el ácido fumárico, el anhídrido maléico y las sales de sodio, potasio y amonio de las mismas. Un monómero especialmente deseable es el ácido acrílico.

El polímero de base puede contener los monómeros monoetilénicamente insaturados adicionales que no llevan un grupo de ácido colgante, pero que son copolimerizables con los monómeros llevando los grupos ácido. Tales compuestos incluyen, por ejemplo, las amidas y nitrilos de ácidos carboxílicos monoetilénicamente insaturados, por ejemplo, acrilamida, metacrilamida, acrilonitrilo y metacrilonitrilo . Los ejemplos de otros comonómeros adecuados incluyen, pero no se limitan a los esteres de vinilo de los ácidos carboxílicos Ci_4, tal como formato de vinilo, acetato de vinilo, y propionato de vinilo; alquil vinil éteres teniendo por lo menos dos átomos de carbono en el grupo de alquilo, por ejemplo, etil vinil éter y butil vinil éter; ésteres de los alcoholes C3-i8 monoetilénicamente insaturados y el ácido acrílico, el ácido metacrílico, ó el ácido maléico; los monoésteres de ácido maléico, por ejemplo, maleato de metil hidrógeno; ésteres acrílico y metacrílico de alcoholes saturados monohídricos alcoxilatados , por ejemplo, alcoholes teniendo de 10 a 25 átomos de carbono reaccionados con 2 a 200 moles de óxido etileno y/o el óxido de propileno por mol de alcohol; y los ésteres monoacrílicos y ésteres monometacrilicos de polietilenglicol ó polipropilenglicol , las masas molares (Mn) de los polialquilenglicoles llevando hasta alrededor de 2,000, por ejemplo. Los comonómeros adecuados adicionales incluyen, pero no se limitan a estireno y estírenos sustituidos de alquilo, tal como etilestireno y tert-butilestireno, y 2-hidroxietil acrilato.

La polimerización de los monómeros acídicos y cualquier monómeros copolimerizables muy comúnmente se lleva a cabo mediante los procesos de radical libre en la presencia de un compuesto orgánico polifuncional . Estos polímeros de base son entrecruzados internamente a una extensión suficiente de manera que el polímero de base es insoluble en agua. El entrecruzamiento interno hace al polímero de base esencialmente insoluble en agua, y en parte, sirve para determinar la capacidad de absorción del polímero de base. Para usarse en las aplicaciones de absorción, un polímero base es ligeramente entrecruzado, por ejemplo, tiene una densidad de entrecruzamiento de menos de alrededor de 20%, , tal como de menos de alrededor de 10%, ó alrededor de 0.01% a alrededor de 7%.

Un agente de entrecruzamiento puede ser deseablemente usado en una cantidad de menos de alrededor de 7% por peso, y típicamente de alrededor de 0.1% por peso a alrededor de 5% por peso basado sobre el peso total de los monómeros. Los ejemplos de los monómeros de polivinilo entrecruzados incluyen, pero no se limitan a esteres de ácido poliacrílico (ó polimetacrilico) representados por la siguiente fórmula (I) y bisacrilamidas representadas por la siguiente fórmula (II) : en donde X es etileno, propileno, trimetileno, ciclohexilo, hexametileno, 2-hidroxipropileno, (CH2CH20)nCH2CH2-, ó en donde n y m son cada uno un entero de 5 a 40, y k es 1 ó 2 ; en donde 1 es 2 ó 3.

Los compuestos de la fórmula (I) son preparados mediante el reaccionar los polioles, tal como etilenglicol , propilenglicol , trimetilolpropano, 1 , 6-hexanediol , glicerina, pentaeritritol , polietilenglicol , ó polipropilenglicol , con ácidos acrilicos ó ácidos metacrílicos . Los compuestos de la fórmula (II) son obtenidos por la reacción de polialquilen poliaminas, tal como dietilenetriamina y trietilenetetramina con ácido acrílico.

Los agentes de entrecruzamiento específicos internos incluyen, pero no se limitan a 1, 4-butanediol diacrilato, 1 , -butanediol dimetacrilato, 1 , 3 -butilenglicol diacrilato, 1, 3-butilenglicol dimetacrilato, dietilenglicol diacrilato, dietilenglicol dimetacrilato, bisfenol A diacrilato etoxilatado, bisfenol A dimetacrilato etoxilado, etilenglicol dimetacrilato, 1 , 6-hexanediol diacrilato, 1, 6-hexanediol dimetacrilato, neopentilglicol dimetacrilato, polietilenglicol diacrilato, polietilenglicol dimetacrilato, trietilenglicol diacrilato, trietilenglicol dimetacrilato, tripropilenglicol diacrilato, tetraetilenglicol diacrilato, tetraetilenglicol dimetacrilato, dipenteritritol pentaacrilato, pentaeritritol tetraacrilato, pentaeritritol triacrilato, trimetilolpropano triacrilato, trimetilolpropano trimetacrilato, tris (2-hidroxietilo) -isocianurato triacrilato, trimetilolpropano triacrilato etoxilado (ETMPTA) , por ejemplo ETMPTA etioxilado con 15 moles de óxido de etileno (EO) sobre promedio, tris (2-hidroxietilo) isocianurato trimetiacrilato, divinil esteres de un ácido policarboxilico, dialil esteres de un ácido policarboxilico, trialil tereftalato, dialil maleato, dialil fumarato, hexametilenobismaleimida, trivinil trimelitato, divinil adipato, dialil succinato, un divinil éter de etilenglicol, ciclopentadieno diacrilato, un tetraalil amonio haluro, divinil benceno, divinil éter, dialil ftalato, ó mezclas de los mismos. Los agentes de entrecruzamiento interno especialmente deseables son ?,?' -metilenobisacrilamida, ?,?'-metilenobismetacrilamida, etilenglicol dimetacrilato y trimetilolpropano triacrilato.

El polímero de base puede ser un polímero entrecruzado internamente teniendo partes de ácido colgantes que actúan como un polímero súper absorbente en su forma neutralizada. Los ejemplos de los polímeros de base incluyen, pero no se limitan a ácido poliacrílico, copolímeros de injerto de almidón- acrilonitrilo hidrolizado, copolímeros de injerto de ácido acrílico-almidón, copolímeros de éster acrílico-acetato de vinilo saponificado, copolímeros de acrilonitrilo hidrolizados, copolímeros de acrilamida hidrolizados , copolímeros de anhídrido maléico-etileno, copolímeros de anhídrido maléico-isobutileno, poli (ácido vinilsulfónico) , poli (ácido vinilfosfónico) , poli (ácido vinilfosfórico) , poli (ácido vinilsulfúrico) , poliestireno sulfonatado, poli (ácido aspártico) , poli (ácido láctico) y mezclas de los mismos. El polímero de base deseable es un homopolímero ó copolímero de ácido acrílico ó ácido metacrílico.

La polimerización de radical libre es iniciada por un iniciador ó por rallos electrónicos que actúan sobre una mezcla acuosa polimerizable . La polimerización también puede ser iniciada en la ausencia de tales iniciadores por la acción de una radiación de energía alta en la presencia de fotoiniciadores .

Los iniciadores de polimerización útiles incluyen, pero no se limitan a compuestos que descomponen en radicales libres bajo condiciones de polimerización, por ejemplo, peróxidos, hidroperóxidos, persulfatos, compuestos azo, y catalizadores de reducción oxidación. Los iniciadores solubles en agua son deseables. En algunos casos, las mezclas de diferentes iniciadores de polimerización son usadas, por ejemplo, las mezclas de peróxido de hidrógeno y peroxodisulfato de sodio ó peroxodisulfato de potasio. Las mezclas de peróxido de hidrógeno y de peroxodisulf to de sodio pueden estar en cualquier proporción.

Los ejemplos de los peróxidos orgánicos adecuados incluyen, pero no se limitan a peróxido de acetilacetona, peróxido de metil etil cetona, tert-butil hidroperóxido, cumeme hidroperóxido, tert-amil perpivalato, tert-butil perpivalato, tert-butil perneohexanoato, tert-butil perisobutirato, tert-butil per-2-etilhexanoato, tert-butil perisononanoato, tert-butil permaleato, tert-butil perbenzoato, di (2-etilhexil) peroxidicarbonato, diciclohexilo peroxidicarbonato, di (4-tert-butilciclohexilo) peroxidicarbonato, dimiristil peroxidicarbonato, diacetil peroxidicarbonato, un alil perester, cumil peroxi-neodecanoato, tert-butil per-3,5,5-trimetilhexanoato, acetilciclohexilsulfonil peróxido, dilaurilo peróxido, dibenzoil peróxido, y tert-amil perneodecanoato. Los iniciadores de polimerización particularmente adecuados son iniciadores hazo solubles en agua, por ejemplo, 2 , 2 ' -azobis (2-amidinopropano) dihidrocloruro, 2 , 2 ' -azobis (?,?' -dimetileno) isobutiramidina dihidrocloruro, 2- (carbamoylazo-isobutironitrilo, 2,2' -azobis [2- (2 ' -imidazolina-2-yl) propano] dihidrocloruro, y 4 , 4 ' -azobis (4-ácido cianovalérico) . Los iniciadores de polimerización son usados, por ejemplo, en cantidades de 0.01% a 5% tal como de 0.05% a 2.0% por peso, basado en los monómeros que van a ser polimerizados .

Los iniciadores de polimerización también incluyen los catalizadores de reducción oxidación. En los catalizadores de reducción oxidación, el compuesto de oxidación comprende por lo menos uno de los per compuestos especificados arriba, y el componente de reducción comprende, por ejemplo, ácido ascórbico, glucosa, sorbosa, bisulfito de amonio ó de metal alcalino, sulfito, tiosulfato, hiposulfito, pirosulfito, ó sulfuro, ó una sal de metal, tal como iones de hierro (II) ó hidroximetilsulfoxilato sódico. El componente de reducción del catalizador de reducción oxidación deseablemente es el ácido ascórbico ó el sulfito de sodio. Con base en la cantidad de monómeros usados en la polimerización, alrededor de 3 x 10"6 a alrededor de 1% mol del componente de reducción del sistema de catalizador de reducción oxidación pueden ser usados de alrededor de 0.001 a alrededor de 5.0% mol del componente de oxidación del catalizador de reducción oxidación pueden ser usados por ej emplo .

Cuando es iniciada la polimerización usando la radiación de alta energía, el iniciador típicamente comprende un fotoiniciador . Los fotoiniciadores incluyen, por ejemplo, a-cortadores, sistemas de H-abstracción y azidas . Los ejemplos de tales iniciadores incluyen, pero no se limitan a derivados de benzofenona, tal como cetona Michler,- derivados de fenantreno; derivados de fluoreno; derivados de antraguinona; derivados de tioxantona; derivados de coumarino; éteres de benzoino y derivados de los mismos; compuestos azo, tal como los formadores de radical libre antes mencionados, las hexaarilbisimidazoles sustituidas, los óxidos de acilfosfina ó mezclas de los mismos.

Los ejemplos de las azidas incluyen, pero no se limitan a 2 , - (N, N-dimetilamino) etil 4-azidocinamato, 2- (N,N-dimetilamino) etilo 4-azidonaftilp cetona, 2- (N,N-dimetilamino) etilo 4-azidobenzoato, 5-azido-l-naftilo 2'-(N,N-dimetilamino) etil sulfona, N- (4-sulfonilazidofenilo) maleimida, N-acetilo-4-sulfonilazidoanilina, 4-sulfonilo-azidoanilina, 4-azidoanilina, 4-azidofenacil bromuro; ácido p-azidobenzoico, 2 , 6-bis (p-azidobenzilideno) ciclohexanona y 2, 6-bis (p-azidobenzilideno) -4-metilo-ciclohexanona . Son usados acostumbradamente los fotoiniciadores, si del todo, en cantidades de alrededor de 0.01% a alrededor de 5% por peso de los monomeros que van a ser polimerizados .

Como se declaro previamente, el polímero base está parcialmente neutralizado. El grado de neutralización es de alrededor de 25 a alrededor de 100, tal como de alrededor de 50 a alrededor de 90% mol basado sobre los monomeros que contienen grupos ácido. El grado de neutralización más deseablemente es mayor de alrededor de 60% mol, tal como de alrededor de 65 a alrededor de 90% mol ó alrededor de 65 a alrededor de 80% mol, basado sobre monomeros que contienen grupos ácido .

Los agentes neutralizantes útiles para el polímero base incluyen las bases de metal alcalino, amoniaco y/o aminas. Deseablemente, el agente neutralizante comprende hidróxido de sodio acuoso, hidróxido de potasio acuoso ó hidróxido de litio. Sin embargo, la neutralización puede ser lograda usando carbonato de sodio, bicarbonato de sodio, carbonato de potasio, ó bicarbonato de potasio, u otros carbonatos ó bicarbonatos, como un sólido ó una solución. Las aminas primarias, secundarias y/o terciarias también pueden ser usadas para neutralizar el polímero base.

La neutralización del polímero base puede ser llevada a cabo antes, durante ó después de la polimerización en un aparato adecuado para este propósito. La neutralización se lleva a cabo, por ejemplo, directamente en un amasador usado para la polimerización de los monómeros .

De acuerdo con la presente invención, la polimerización de una solución de monómero acuoso, por ejemplo, la polimerización de gel, es deseable. En este método, un 10% a 70%, por .peso, de la solución acuosa de los monómeros, incluyendo el agente de entrecruzamiento interno es neutralizado en la presencia de un iniciador de radical libre. La polimerización de solución es llevada a cabo a 0°C a 150°C, tal como a 10°C a 100°C, y a una presión atmosférica, superatmosférica, ó reducida. La polimerización también puede ser llevada a cabo bajo una atmósfera de gas protector, deseablemente bajo nitrógeno.

Después de la polimerización, el hidrogel resultante del polímero de base secado, y las partículas de polímero de base secas son molidos y clasificados a un tamaño predeterminado para un perfil de absorción de fluido óptimo. De acuerdo con la presente invención, las partículas de polímero base entonces son entrecruzadas de superficie . Deberá notarse que el paso del proceso de recubrimiento de poliamina y el paso de proceso de entrecruzamiento de superficie es diferente, e imparten propiedades diferentes en las superficies de las partículas de polímero base. Las partículas de polímero base son entrecruzadas de superficie antes de la aplicación del recubrimiento de poliamina.

En un aspecto de aplicación de un recubrimiento de poliamina a las partículas de polímero de entrecruzamiento de superficie, un agente de entrecruzamiento de superficie es aplicado a las superficies de las partículas de polímero base. Después, las partículas de polímero resultantes son calentadas por un tiempo suficiente y a una temperatura suficiente para entrecruzar de superficie las partículas de polímero base. Después, una solución recubridora que contiene una poliamina disuelta en agua y, en algunos aspectos, un cosolvente y en aspectos adicionales, un agente de entrecruzamiento, se aplica a las superficies de las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie . El recubrimiento de poliamina es aplicado a las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie teniendo una temperatura de alrededor de 25°C a alrededor de 100°C, tal como de alrededor de 50°C a alrededor de 100°C. El recubrimiento de poliamina puede ser aplicado a una temperatura, por ejemplo de 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 ó 100°C.

El recubrimiento de poliamina es agregado a las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie después del paso de entrecruzamiento de superficie, en donde las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie son enfriadas, pero aún están calientes. Por tanto, el recubrimiento de poliamina es aplicado bajo el calor latente de las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie. Si se requiere, puede usarse una fuente de calor externa para lograr una temperatura de partícula de polímero súper absorbente recubierta de poliamina deseada de hasta alrededor de 100°C.

Después de aplicar el recubrimiento de poliamina a las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie, las partículas de polímero súper absorbente recubiertas son mezcladas por alrededor de 5 a alrededor de 60 minutos para formar un recubrimiento de poliamina uniforme sobre las partículas de polímero entrecruzadas de superficie y proporcionar partículas de polímero súper absorbente de la presente invención. El recubrimiento de poliamina es hidrofílico en la ausencia de un cosolvente, y es hidrófobo en la presencia de un cosolvente.

Los componentes de la solución de recubrimiento de poliamina pueden ser aplicados a las partículas de polímero súper absorbente en cualquier orden, de desde una, dos ó tres soluciones. En particular, el cosolvente opcional y el agente de entrecruzamiento opcional pueden ser aplicados a las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie independientes de la poliamina e independientes unas de otras. Alternativamente, la poliamina, el cosolvente opcional y el agente de entrecruzado opcional pueden ser administrados y aplicados desde una solución única.

En el proceso de entrecrúzameento de superficie, un compuesto multifuncional capaz de reaccionar con los grupos funcionales del polímero base es aplicado a la superficie de las partículas de polímero base, deseablemente usando una solución acuosa. La solución acuosa también puede contener solventes orgánicos miscibles en agua, como un alcohol, tal como metanol, etanol ó i-propanol; un poliol, tal como etilenglicol ó propilenglicol ; ó acetona.

Una solución de agente de entrecruzamiento de superficie es aplicada a las partículas de polímero base en una cantidad para mojar predominantemente solo las superficies exteriores de las partículas de polímero base, ya sea antes ó después de la aplicación de la poliamina. El entrecruzamiento y secado de superficie de las partículas de polímero base se lleva a cabo entonces, deseablemente mediante el calentamiento de por lo menos las superficies mojadas de las partículas de polímero base.

Típicamente, las partículas de polímero base son tratadas de superficie con una solución de un agente de entrecruzamiento de superficie conteniendo alrededor de 0.01% a alrededor de 4% por peso de agente de entrecruzamiento de superficie, tal como de alrededor de 0.4% a alrededor de 2% por peso de agente de entrecruzamiento de superficie en un solvente adecuado. La solución puede ser aplicada como un rociado fino sobre la superficie de las partículas de polímero base que se agitan libremente a una proporción de alrededor de 1:0.01 a alrededor de 1:0.5 partes por peso de las partículas de polímero base a solución de agente de entrecruzamiento de superficie . El agente de entrecruzamiento de superficie está presente en una cantidad de 0.001% a alrededor de 5% por peso de las partículas de polímero base, tal como 0.001% a alrededor de 0.5% por peso. Para lograr la ventaja completa de la presente invención, el agente de entrecruzamiento de superficie esta presente en una cantidad de alrededor de 0.001% a alrededor de 0.2% por peso de las partículas de polímero base.

El entrecruzamiento de superficie de las partículas de polímero base y el secado son logradas mediante el calentar las partículas de polímero base tratadas de superficie a una temperatura adecuada, por ejemplo de alrededor de 70°C a alrededor de 200°C, tal como de alrededor de 105°C a alrededor de 180°C. Los agentes de entrecruzamiento de superficie adecuados son capaces de- reaccionar con las mitades ácidas y los polímeros de entrecruzamiento en las superficies de las partículas de polímero base.

Los ejemplos no limitantes de los agentes de entrecruzamiento de superficie adecuados incluyen, pero no se limitan a un alquileno carbonato, tal como un etileno carbonato ó propileno carbonato; una poliaziridina, tal como 2,2-bishidroximetil butanol tris [3- (1-aziridina propianato] ó bis- N-aziridinometano; una haloepoxi tal como epiclorohidrina; un poliisocianato, tal como 2, 4-tolueno diisocianato; ó un compuesto di- poliglicidilo, tal como diglicidil fosfonatos, etilenglicol diglicidil éter ó éter bisclorohidrina de polialquilenglicol ; los compuestos de alcoxisilil; los polioles tal como etilenglicol, 1, 2-propanediol, 1 , 4-butanediol , glicerol, metiltriglicol , polietilenglicol teniendo un peso molecular promedio Mw de alrededor de 200 a alrededor de 10,000, di- y poliglicerol, pentaeritritol , sorbitol, los etoxilados de estos polioles y sus ásteres con ácidos carboxílieos, ó ácido carbónico, tal como etileno carbonato ó propileno carbonato; derivados de ácido carbónico, tal como urea, tiourea, guanidina, diciandiamida, 2-oxazolidinona y sus derivados, bisoxazolina, polioxazolinas , di- y poliisocianatos ; compuestos de di- y poli-N-metilol , tal como metilenobis (M-metilolmetacrilamida) ó resinas ' de melamina-formaldehído; compuestos teniendo dos ó más grupos de isocianato bloqueados, tal como trimetilhexametileno di-isocianato bloqueado con 2,2,3, 6-tetrametilpiperidina-4-uno; 2-hidroxietiloxazolidinona; hidroxialquilamidas como se describen en la patente de los Estados Unidos de América número 6,239,230 incorporada aquí por referencia en una manera que es consistente con la misma; y otros agentes de entrecruzamiento de superficie conocidos por las personas expertas en el arte.

Una poliamina puede ser aplicada a las partículas de polímero después de que se ha completado el paso de entrecruzamiento de superficie. Una solución conteniendo la poliamina comprende alrededor de 5% a alrededor de 50% por peso de una poliamina en un solvente adecuado. Típicamente, está presente una cantidad suficiente de un solvente para permitir a la poliamina el ser fácil y homogéneamente aplicada a las superficies de las partículas de polímero base. En algunos aspectos, las partículas de polímero pueden ser entrecruzadas de superficie . El solvente para la solución de poliamina típicamente comprende agua.

La cantidad de poliamina aplicada a las superficies de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie es suficiente para recubrir las superficies de partícula de polímero entrecruzadas de superficie. Por tanto, la cantidad de poliamina aplicada a las superficies de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie es de alrededor de 0.1% a alrededor de 2%, tal como de alrededor de 0.2% a alrededor de 1% del peso de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie. Para lograr la ventaja completa de la presente invención, la poliamina está presente sobre las superficies de partícula de polímero entrecruzadas de superficie en una cantidad de alrededor de 0.2% a alrededor de 0.5% por peso de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie .

Una poliamina puede formar una unión iónica con una partícula de polímero entrecruzada de superficie y retener las fuerzas adhesivas a la partícula entrecruzada de superficie después de que el polímero entrecruzado de superficie absorbe un fluido y se hincha. Deseablemente, una cantidad excesiva de uniones covalentes no son formadas entre la poliamina y la partícula de polímero entrecruzada de superficie, y las interacciones entre la poliamina y la partícula de polímero entrecruzada de superficie son intermoleculares, tal como las interacciones electrostática, de unión de hidrógeno y Van der Waals. Por tanto, la presencia de una poliamina sobre las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie no afecta adversamente el perfil de absorción de las partículas de polímero súper absorbente de superficie entrecruzada .

Una poliamina útil en la presente invención tiene por lo menos dos y deseablemente una pluralidad de átomos de hidrógeno por molécula. La poliamina típicamente tiene un peso molecular promedio de peso (Mw) de alrededor de 5,000 a alrededor de 1,000,000, tal como de alrededor de 20,000 a alrededor de 600,000. Para lograr la ventaja completa de la presente invención, la poliamina tiene un peso molecular de alrededor de 100,000 a alrededor de 400,000.

En general, las poliaminas útiles tienen (a) los grupos amino primarios, (b) los grupos amino secundarios, (c) los grupos amino terciarios, (d) los grupos amino cuaternarios, ó (e) las mezclas de los mismos. Los ejemplos de las poliaminas incluyen, pero no se limitan a una polivinilamina, una polialilamina, una polietileneimina, una polialquileneamina, una poliazetidina, una polivinilguanidina, un poli (DADMAC) , por ejemplo, un poli (cloruro de dialil dimetil amonio) , una poliacrilamida catiónica, un poliacrilato funcionalizado de poliamina, y mezclas de los mismos.

Los homopolimeros y copolímeros de vinilamina también pueden ser usados, por ejemplo, los copolímeros de vinilformamida y los comonómeros, los cuales son convertidos a copolímeros de vinilamina. Los comonómeros pueden ser cualquier monómero capaz de copolimerizar con vinilformamida . Los ejemplos no limitantes de tales monomeros incluyen, pero no se limitan a la acrilamida, metacrilamida, metacrilonitrilo, vinilacetato, vinilpropionato, estireno, etileno, propileno, N-vinilpirrolidona, N-vinilcaprolactama, N-vinilimidazole, monomeros conteniendo un sulfonato ó grupo fosfato, vinilglicol, sal de acrilamido (metacrilamida) alquileno trialquil amonio, sal de dialil dialquilamonio, éteres de vinilo de alquilo Ci_4 tal como metil vinil éter, etil vinil éter, isopropil vinil éter, n-propil vinil éter, t-butil vinil éter, alquil (meth) acrilamidas N-sustituido, o sustituidas por un grupo de alquil Ci_4 como por ejemplo, N-metilacrilamida, N-isopropilacrilamida, y N, N-dimetilacrilamida, ásteres de ácido alquil (meth) acrílico Ci_2o tal como metil metacrilato, etil metracrilato, propil acrilato, butil acrilato, hidroxietil acrilato, hidroxietil metacrilato, hidroxipropil acrilato, hidroxipropil metacrilato, hidroxibutil acrilato, hidroxibutil metacrilato, 2-metilbutil acrilato, 3-metilbutil acrilato, 3-pentil acrilato, neopentil acrilato, 2-metilpentil acrilato, hexil acrilato, ciclohexil acrilato, 2-etilhexil acrilato, fenil acrilato, heptil acrilato, benzil acrilato, tolil acrilato, octil acrilato, 2-octil acrilato, nonil acrilato y octil metacrilato.

Los copolimeros específicos de polivinilamina incluyen, pero no se limitan a, copolímeros de N-vinilformamida y vinil acetato, vinil propionato, un éter de vinilo alquilo Ci-4, un éster de ácido (meth) acrílico, acrilonitrilo, acrilamida ó vinilpirrolidona .

Un recubrimiento de poliamina es hidrofilico como se aplica a las partículas de polímero entrecruzadas de superficie . El recubrimiento de poliamina puede hacerse hidrófobo mediante incluir un cosolvente en el proceso de recubrimiento de poliamina. El cosolvente opcional contiene por lo menos uno, y frecuentemente dos ó tres grupos de hidroxi . Los cosolventes útiles incluyen, pero no se limitan a los alcoholes, dioles, trioles y mezclas de los mismos, por ejemplo, metanol, etanol, alcohol propílico, alcohol isopropílico, etilenglicol , propilenglicol , oligómeros de etilenglicol, oligómeros de propilenglicol, glicerina, éteres de monoalquilo de propilenglicol y los solventes que contienen hidroxi similares. Un oligómero de etilenglicol ó propilenglicol contiene dos a cuatro unidades de monómero de óxido de propileno u óxido de etileno.

En algunos aspectos, la solución de poliamina es aplicada a las partículas de polímero entrecruzadas de superficie en una manera tal que la poliamina y el cosolvente opcional son distribuidos uniformemente sobre la superficie de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie. En adición a la poliamina y el cosolvente, otros ingredientes opcionales pueden ser aplicados a las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie . Tales ingredientes opcionales incluyen, pero no se limitan a la arcilla y sílice, por ejemplo, para impartir propiedades en contra del apastelamiento a las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina. Una arcilla ó sílice también puede ser agregada a las partículas del polímero súper absorbente recubiertas de poliamina después de la aplicación y curado del recubrimiento de poliamina.

En general, el número de uniones covalentes que son formadas entre la poliamina y las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie bajo, si está presente del todo. Una poliamina sola puede impartir una pegajosidad a las superficies de las partículas de polímero de base, lo cual lleva a la numeración ó al agregado de partículas de polímero base recubiertas, especialmente si el recubrimiento de poliamina es hidrofílico. Para superar este problema potencial , puede ser usado un agente de entrecruzamiento para el recubrimiento de poliamina.

El entrecruzamiento de recubrimiento de poliamina es diferente del entrecruzado de superficie. El agente de entrecruzamiento para el recubrimiento de poliamina forma enlaces cruzados entre los átomos de nitrógeno de la poliamina. El agente- de entrecruzamiento de superficie forma entrecruzados con los grupos de carboxilo del polímero base. Además, el agente de entrecruzamiento de superficie es aplicado al polímero base y reacciona antes de la aplicación del recubrimiento de poliamina. Sin embargo, deberá entenderse que el agente de entrecruzamiento para el recubrimiento de poliamina en algunos aspectos puede reaccionar con los átomos de nitrógeno de la poliamina y un número pequeño de grupos de carboxilo del polímero base.

El agente de entrecruzamiento para el recubrimiento de poliamina puede ser orgánico ó inorgánico en naturaleza. Un agente de entrecruzamiento orgánico reacciona con los átomos de nitrógeno de la poliamina para formar uniones covalentes con los átomos de nitrógeno de poliamina. Un agente de entrecruzamiento inorgánico forma enlaces entrecruzados iónicos con los átomos de nitrógeno del recubrimiento de poliamina. Los agentes de entrecruzamiento pueden ser usados individualmente ó en combinación, por ejemplo, una mezcla de agentes de entrecruzamiento inorgánicos, una mezcla de agentes de entrecruzamiento orgánicos, ó una mezcla de agentes de entrecruzamiento inorgánicos y orgánicos .

En un aspecto particular, el agente de entrecruzamiento es una solución que contiene una sal teniendo (a) un catión de metal polivalente, por ejemplo, un catión de metal que tiene una valencia de dos, tres ó cuatro, (b) un anión polivalente, por ejemplo, un anión teniendo una valencia de dos ó mayor, ó (c) ambos un catión polivalente y un anión polivalente, es aplicado a las superficies de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie. En esta incorporación, la sal es aplicada a las partículas de polímero entrecruzadas de superficie independientemente y a la poliamina a fin de evitar una reacción de entrecruzamiento prematura. La sal puede ser aplicada a las partículas de polímero entrecruzadas de superficie antes ó después de que la poliamina es agregada a la superficie de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie .

El catión de metal polivalente y el anión polivalente son capaces de interactuar, por ejemplo, formando entrecruzados iónicos, con los átomos de nitrógeno de la poliamina. Como resultado, es formado un recubrimiento de poliamina sin pegajosidad sobre la superficie del polímero base para proporcionar partículas de polímero súper absorbente recubiertas de la presente invención.

De acuerdo con la presente invención, una sal aplicada a las superficies de las partículas de polímero base tiene una solubilidad en agua suficiente de manera que los cationes de metal polivalente y/o los aniones polivalentes están disponibles para interactuar con los átomos de nitrógeno de la poliamina. Por tanto, una sal útil tiene una solubilidad en agua de por lo menos de 0.01 g de sal por 100 mililitros de agua, tal como por lo menos 0.02 g por 100 mililitros de agua.

Un catión de metal polivalente de la sal tiene una valencia de +2 , +3 ó +4, y puede ser, pero no se limita a, Mg2+, Ca2+, Al3+, Sc3+, Ti+, Mn2+, Fe2+/3+, Co2+, Ni2+, Cu+/2+, Zn2+, Y3+, Zr4+, La3+, Ce4+, Hf4+, Au3+, y mezclas de los mismos. Los cationes adecuados son Mg2+, Ca2+, Al3+, Ti+, Zr4+, La3+, y mezclas de los mismos y particularmente adecuados son los cationes Al3+, Ti+, Zr4+, y mezclas de los mismos. El anión de sal teniendo un catión polivalente no está limitado siempre que la sal tenga una solubilidad suficiente en agua. Los ejemplos de los aniones incluyen, pero no se limitan a cloruro, bromuro y nitrato.

Un anión polivalente de la sal tiene una valencia de -2, -3 6 -4. El anión polivalente puede ser inorgánico u orgánico en estructura química. La identidad del anión polivalente no está limitada' siempre que el anión sea capaz de interactuar con los átomos de nitrógeno de la poliamina.

Los ejemplos de los aniones inorgánicos polivalentes incluyen, pero no se limitan a, sulfato, fosfato, disfosfato de hidrógeno y borato. Los ejemplos de los aniones orgánicos polivalentes incluyen, pero no se limitan a los aniones solubles en agua de ácidos policarboxílicos. En particular, el anión puede ser un anión de un ácido di- ó tri-carboxílico, tal como ácido oxálico, ácido tartárico, ácido láctico, ácido málico, ácido cítrico, ácido aspártico, ácido malónico y ácidos policarboxílicos solubles en agua similares opcionalmente conteniendo un grupo hidroxi y/o uno amino . Los aniones polivalentes útiles adicionales incluyen los compuestos amino policarboxílicos, por ejemplo, el ácido poliacrílico, el ácido etilenediaminetetraacetico (EDTA) , el ácido etilenobis (oxietilenonitrilo) tetraacético (EGTA) , el ácido dietilenotriaminopentaacético (DTPA) , el ácido N-hidroxietiletilenodiaminotriacetico (HEDTA) , y mezclas de los mismos.

Además, puede ser usada una sal conteniendo un catión de metal polivalente y un anión polivalente, siempre que la sal tenga una solubilidad en agua suficiente para hacer disuelta en un solvente para una aplicación homogénea a las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie .

La sal puede estar presente en la solución recubrídora junto con un agente de entrecruzado orgánico opcional . La sal típica está presente en la solución de recubrimiento en una cantidad de alrededor de 0.5% a 20% por peso, por ejemplo. La cantidad de sal presente en la solución recubridora, y la cantidad aplicada a las partículas de polímero entrecruzadas de superficie está relacionada a la identidad de la sal, su solubilidad en el solvente de la solución de recubrimiento, la identidad de la poliamina aplicada a las partículas de polímero entrecruzadas de superficie, y la cantidad de poliamina aplicada a las partículas de polímero entrecruzadas de superficie. En general, la cantidad de sal aplicada a las partículas de polímero entrecruzadas de superficie es suficiente para formar un recubrimiento de poliamina monolítico sin pegajosidad y proporcionar partículas de polímero súper absorbente recubiertas .

En otro aspecto particular, un agente de entrecruzamiento orgánico puede ser usado en conjunción con la poliamina. En aún otro aspecto, un agente de entrecruzamiento orgánico es aplicado a las partículas de polímero entrecruzadas de superficie, seguido por la solución de poliamina. El cosolvente opcional puede ser aplicado a las partículas de polímero entrecruzadas de superficie con el agente de entrecruzamiento orgánico, con la poliamina, con ambos ó solo, ya sea solo ó después de la aplicación del agente de entrecruzamiento orgánico ó la poliamina. En cualquier caso, las partículas de polímero súper absorbentes son entonces mantenidas a una temperatura suficiente por un tiempo suficiente para formar los entrecruzados entre la poliamina y el agente de entrecruzamiento .

En el proceso de entrecruzamiento orgánico, es aplicado un compuesto multifuncional capaz de reaccionar con los grupos amino de la poliamina a la superficie de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie. El agente de entrecruzamiento orgánico puede ser el mismo ó diferente del agente de entrecruzamiento de superficie. Sin embargo, como se discutió anteriormente, el agente de entrecruzamiento de superficie y el agente de entrecruzamiento para la poliamina son aplicados a las partículas de polímero base durante diferentes pasos de proceso y las partículas de polímero súper absorbentes son mantenidas a temperaturas diferentes, por ejemplo, el proceso de entrecruzamiento de superficie utiliza una temperatura superior para efectuar una reacción con los grupos de carboxilo del polímero base, y el proceso de entrecruzamiento de poliamina utiliza una temperatura más baja para entrecruzado a través de los átomos de nitrógeno de la poliamina.

El proceso de entrecruzado orgánico típicamente utiliza una solución acuosa del agente de entrecruzamiento. La solución acuosa también puede contener solventes orgánicos miscibles en agua, como un alcohol, tal como metanol, etanol ó i-propanol; un poliol, como etilenglicol ó propilenglicol ; Una solución de un agente de entrecruzamiento orgánico es aplicada a las partículas de polímero entrecruzadas de superficie durante ó después de la aplicación de la poliamina en una cantidad para mojar predominantemente solo las superficies exteriores de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie . El entrecruzamiento y el secado de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie recubiertas entonces son logrados mediante el mantener por lo menos las superficies mojadas de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie a una temperatura adecuada, por ejemplo, alrededor de 25°C a alrededor de 100°C, tal como de alrededor de 50°C a alrededor de 100°C, ó alrededor de 60°C a alrededor de 90 °C, por alrededor de 5 a alrededor de 60 minutos para permitir al agente de entrecruzamiento reaccionar con los átomos de nitrógeno de la poliamina.

Típicamente, las partículas de polímero entrecruzadas de superficie son tratadas con una solución de un agente de entrecruzamiento orgánico que contiene alrededor de 0.5% a alrededor de 20%, pro peso, del agente de entrecruzamiento, tal como de alrededor de 3% a alrededor de 15%, por peso, de agente de entrecruzamiento en un solvente adecuado. El agente de entrecruzamiento orgánico, si está presente del todo, está presente en una cantidad de 0.001% a alrededor de 0.5% por peso de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie, tal como 0.001% a alrededor de 0.3% por peso. Para lograr la ventaja completa de la presente invención, el agente de entrecruzamiento orgánico está presente en una cantidad de 0.001% a alrededor de 0.1%, por peso de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie.

Los ejemplos no limitantes de los agentes de entrecruzamiento orgánicos adecuados incluyen, pero no se limitan a un carbona alquileno, tal como un carbonato de etileno ó carbonato de propileno; una poliaziridina, tal como 2 , 2-bishidroximetilo butanol tris [3- (1-aziridina propionato] ó bis-N-aziridinometano; un haloepoxi, tal como epiclorohidrina; ó un poliisocianato, tal como 2,4-tolueno diisocianato; un compuesto de di- ó poliglicidilo, tal como fosfonatos de diglicidilos , etilenglicol diglicidil éter, ó éteres de bisclorohidrina de polialquilenglicoles ; compuestos alcoxisilil; derivados de ácido carbónico, tal como urea, tiourea, guanidina, diciandiamida, 2 -oxaxolidinona y sus derivados, bisoxazolina, polioxazolinas, di- y poliisocianatos; compuestos de di- y poli-N-metilol , tal como metilenobis (N-metilolmetacrilamida) ó resinas de melamina-formaldehído; compuestos teniendo dos ó más grupo de isocianato bloqueado, tal como trimetilhexametileno diisocianato bloqueado con 2 , 2 , 3 , 6-tetrametilpiperidina-4-uno; aldehidos multifuncionales , cetonas multifuncionales, acétales multifuncionales, cetales multifuncionales y otros agentes de entrecruzado orgánicos conocidos por las personas expertas en el arte . El agente de entrecruzamiento orgánico puede ser usado solo ' ó en combinación.

' Una solución del agente de entrecruzamiento orgánico es aplicada a los surfactantes de las partículas de polímero entrecruzadas de superficies simultáneamente ó antes ó después de que una solución que contiene la poliamina es aplicada a las superficies de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie. La poliamina es aplicada a las partículas después de que se ha completado un paso de entrecruzamiento de superficie.

En algunos aspectos, la solución de poliamina, y el agente de entrecruzamiento inorgánico y/u orgánico, son aplicados a las partículas de polímero entrecruzados de superficie en una manera tal que cada uno es distribuido uniformemente sobre las superficies de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie. Además del agente de entrecruzamiento, otros ingredientes opcionales pueden ser aplicados a las partículas de polímero súper absorbentes entrecruzadas de superficie en conjunción con la poliamina. Tales ingredientes opcionales incluyen, pero no se limitan a arcilla y sílice, por ejemplo, para impartir las propiedades en contra del apastelamiento a las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina. Una arcilla ó sílice también puede ser agregada a las partículas de polímero súper absorbentes recubiertas de poliamina después de la aplicación y el curado del recubrimiento de poliamina.

Cualquier método conocido para aplicar un líquido a un sólido puede usarse para aplicar el recubrimiento de poliamina a las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie, deseablemente mediante el dispersar una solución recubridora en gotas finas, por ejemplo, mediante el uso de una boquilla presurizada ó un disco giratorio. El recubrimiento uniforme de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie puede ser logrado en una mezcladora mecánica de alta intensidad ó una mezcladora fluidizada la cual suspende las partículas de polímero entrecruzadas de superficie en una corriente de gas turbulenta. Los métodos para la dispersión de un líquido sobre las superficies de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie son conocidos en el arte, vea, por ejemplo, la patente de los Estados Unidos de América número 4,734,478, incorporada aquí por referencia en una manera que es consistente con la misma.

En algunos aspectos, los métodos de recubrimiento de. las partículas de polímero entrecruzadas de superficie incluyen el aplicar la poliamina y el agente de entrecruzamiento simultáneamente. Cuando es usada una sal inorgánica como un agente de entrecruzamiento, la poliamina y la sal deseablemente son aplicadas a través de dos boquillas separadas para evitar una interacción antes de la aplicación a las superficies de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie. Un método deseable de recubrimiento del polímero entrecruzado de superficie es la adición en secuencia de los componentes. Un método más deseable es una primera aplicación de la poliamina seguido por la aplicación del agente de entrecruzamiento .

Las partículas de polímero entrecruzadas de superficie recubiertas de poliamina resultantes entonces son mantenidas a alrededor de 25°C a alrededor de 100 °c, tal como de alrededor de 30°C a alrededor de 80°C, ó alrededor de 35°C a alrededor de 60°c, por un tiempo suficiente para mantener una superficie de partícula hidrofóbica, por ejemplo, alrededor de 5 a alrededor de 60 minutos. En particular, el recubrimiento de poliamina típicamente es aplicado a las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie que no se han enfriado completamente después del proceso de entrecruzamiento de superficie. Por tanto, el paso de recubrimiento de poliamina utiliza el calor latente de las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie. Si es necesario, el calor externo puede ser aplicado para mantener una temperatura de partícula deseada de hasta alrededor de 100 °C y curar el recubrimiento de poliamina. La temperatura de las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina se mantiene alrededor de 100 °c ó menos para evitar, ó por lo menos minimizar, las reacciones que forman las uniones covalentes entre el recubrimiento de poliamina y los grupos de carboxilo del polímero base.

Después de una aplicación de la poliamina, el agua, el cosolvente opcional, y el agente de entrecruzamiento opcional a las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie, dichas partículas de polímero súper absorbente recubiertas son mezcladas alrededor de 25°C a alrededor de 100°C, por ejemplo 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 ó 100 por alrededor de 5 a alrededor de 60 minutos en un mezclador de paleta, por ejemplo, tal como aquéllos disponibles de Ruberg-Mischtechnik AG, Nieheim, Alemania y Nara achining Co., Ltd., de Frechen, Alemania. Otras mezcladoras adecuadas incluyen las mezcladoras Patterson-Kelly, las mezcladoras de turbulencia DRAIS, las mezcladores Lódige, las mezcladoras Schugi, las mezcladoras de tornillo y las mezcladoras de charola. Después del mezclado, un polímero súper absorbente recubierto con poliamina en la presente invención resulta, por ejemplo un recubrimiento de poliamina en donde los enlaces covalentes entre la poliamina y los grupos de carboxilo del polímero base son minimizados.

Las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina de la presente invención tienen propiedades de absorción excelentes, permeabilidad e integridad de gel . En algunos aspectos particulares, las partículas de polímero súper absorbente pueden tener una capacidad de retención centrífuga de por lo menos de 25 g/g. En otros aspectos, las partículas de polímero súper absorbente pueden tener un índice de transmisión de menos de 2.3 centímetros después de 1 minuto, de menos de 3 centímetros después de 5 minutos, y de menos de 6.5 centímetros después de 10 minutos. En aún otros aspectos, las presentes partículas pueden también exhibir una integridad de gel de por lo menos de 2.5, deseablemente de por lo menos de 3 , más deseablemente de por lo menos de 3.5, y más deseablemente de por lo menos de 4.0. En aún otros aspectos, las partículas de polímero súper absorbente presentes exhiben además una permeabilidad de cama de gel de hinchado libre de por lo menos de 200, deseablemente de por lo menos 210, 220, 230, 240 ó 250, y más deseablemente de 260, 270, 280, 290 ó 300 Darcies y deseablemente una permeabilidad de cama de gel de (0.3 libras por pulgada cuadrada) de por lo menos 3, más deseablemente de por lo menos de 4, 5, 6 ó 7, y más deseablemente de por lo menos de 8, 9 ó 10 Darcies. En aún otros aspectos, las partículas de polímero súper absorbente presentes pueden exhibir una permeabilidad de cama de gel de hinchado libre (FSGBP) que es por lo menos de dos veces mayor que la permeabilidad de cama de gel de hinchado libre de partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie idénticas libres de un recubrimiento de poliamina.

La presente invención, por tanto, proporciona partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina que tienen una absorbencia mejorada, una permeabilidad de fluido y una integridad de gel mejorada. Sorprendentemente, la absorbencia, permeabilidad de fluido y las propiedades de integridad de gel son independientes del índice de transmisión, por ejemplo, al disminuir el índice de transmisión, no es observada la disminución esperada en las propiedades de absorbencia y de permeabilidad.

En algunos aspectos, las partículas pueden tener una superficie hidrofóbica transitoria, como se midió por un índice de transmisión. Las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina de la presente invención por tanto pueden exhibir un mecanismo de hinchado retrasado con la descarga con orina, lo cual resuelve el problema del bloqueo de gel. El resultado final es una utilización más completa de las capacidades absorbentes completas de las partículas de polímero súper absorbente.

En particular, las partículas de polímero súper absorbente de la presente invención, después del contacto con una solución de agua salada de 0.9%, exhiben un retraso de por lo menos de 5 segundos antes de absorber la solución de agua salada. Deseablemente, las partículas de polímero súper absorbente exhiben un retraso de por lo menos de 10 segundos, tal como por lo menos de 15 segundos, antes de absorber una solución de agua salada de 0.9% que hace contacto con la partícula de polímero súper absorbente. En los aspectos más deseables, las partículas de polímero súper absorbente exhiben por lo menos un retraso de 20 segundos antes de absorber una solución de 0.9% de agua salada que hace contacto con las partículas .

La presente invención también proporciona partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina que tienen una superficie hidrófoba cuando un cosolvente es aplicado como un componente de la solución de recubrimiento el cual reduce la aglomeración de partículas de polímero súper absorbente atribuida a la naturaleza pegajosa y viscosa de las poliaminas. La presente invención proporciona las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina teniendo una superficie hidrófoba cuando las partículas de polímero súper absorbentes son mantenidas a una temperatura relativamente baja, por ejemplo, de alrededor de 25°C a alrededor de 100°C, deseablemente de alrededor de 50°C a alrededor de 100°C, y más deseablemente de alrededor de 60 °C a alrededor de 80°C, por alrededor de 5 a alrededor de 60 minutos, después de la aplicación de recubrimiento de poliamina. La presente invención también proporciona partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina que tienen una superficie hidrofílica cuando un agente de entrecruzamiento inorgánico u orgánico es aplicado como un componente de la solución recubridora, y las partículas de polímero súper absorbente son mantenidas a una temperatura relativamente baja, por ejemplo, de alrededor de 25°C a alrededor de 100°C, deseablemente de alrededor de 50 °C a alrededor de 100°C, y más deseablemente de alrededor de 60°C a alrededor de 80°C, por alrededor de 5 a alrededor de 60 minutos, después de la aplicación del recubrimiento de poliamina .

En algunos aspectos, una poliamina es aplicada a las partículas de polímero súper absorbentes entrecruzadas de superficie en una manera tal que la poliamina y cualquier agente de entrecruzamiento opcional son distribuidos uniformemente sobre las superficies de las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie. Las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie recubierta resultantes entonces son mantenidas alrededor de 25°C a alrededor de 100°C, tal como alrededor de 50 °C a alrededor de 100°C, ó alrededor de 60°C a alrededor de 80°C, por un tiempo suficiente, por ejemplo de alrededor de 5 a alrededor de 60 minutos, tal como de alrededor de 10 a alrededor de 30 minutos, para curar el recubrimiento de poliamina, mientras que se minimizan los entrecruzados covalentes entre el recubrimiento de poliamina y los grupos de carboxilo del polímero base. para demostrar las ventajas no esperadas, incluyendo pero no limitándose a la hidrofobicidad de superficie transitoria, proporcionada por las partículas de polímero súper absorbente recubiertas por algunos aspectos de la presente invención, las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina fueron preparadas y probadas para una capacidad de retención centrífuga (CRC expresada en g/g) , una absorbencia bajo carga (AUL 0.9 libras por pulgada cuadrada, expresada en g/g) , una permeabilidad de cama de gel de hinchado libre (FSGBP expresado en Darcies) , una permeabilidad de cama de gel (GBP 0.3 libras por pulgada cuadrada expresada en Darcies) , una integridad de gel (GI) (escala de 1 a 4) , y un índice de ignición de fluido (cm/min) . Estas pruebas se llevaron a cabo usando los procedimientos descritos arriba.

Además del artículo absorbente descrito anteriormente, la presente invención puede ser ejemplificada como una bomba absorbente . La atención está dirigida a las figuras 10A y 10B, las cuales muestran una posible configuración para un vendaje ó aposito de la presente invención. La figura 10A muestra una vista en sección transversal del vendaje absorbente con las capas opcionales descritas abajo. La figura 10B muestra una vista en perspectiva del vendaje en la presente invención con algunas de las capas opcionales ó removibles no estando mostradas. El vendaje absorbente 150 tiene una tira 151 de material que tiene un lado de cara al cuerpo 159 y un segundo lado 158 el cual está opuesto al lado de cara al cuerpo. La tira hace esencialmente una hoja de respaldo y esencialmente preparada de los mismos materiales descritos arriba para la hoja inferior. Además, la tira puede ser un material perforado, tal como una película perforada, ó un material el cual sea de otra manera permeable al gas, tal como una película permeable al gas. La tira 151 soporta un núcleo absorbente 152 que comprende partículas de polímero súper absorbente de la presente invención las cuales están sujetadas al lado de cara al cuerpo 159 de la tira. Además, una capa protectora absorbente 153 puede ser aplicada al núcleo absorbente 152 y puede ser coextensiva con la tira 151.

' La venda absorbente 150 de la presente invención también puede tener un adhesivo sensible a la presión 154 aplicado al lado de cara al cuerpo 159 de la tira 151. Cualquier adhesivo sensible a la presión puede ser usado, siempre que dicho adhesivo sensible a la presión no irrite la piel del usuario. Adecuadamente, el adhesivo sensible a la presión es un adhesivo sensible a la presión convencional el cual es usado actualmente sobre vendajes convencionales similares, El adhesivo sensible a la presión es deseablemente no colocado sobre el núcleo absorbente 152 ó sobre la capa protectora absorbente 153 en el área del núcleo absorbente 152. Si la capa protectora absorbente es coextensiva con la tira 151, entonces el adhesivo puede ser aplicado a las áreas de la capa protectora absorbente 153 en donde el núcleo absorbente 152 no está localizado. Mediante el tener el adhesivo sensible a la presión sobre la tira 151, el vendaje se deja estar asegurado a la piel de un usuario con necesidad del vendaje. Para proteger el adhesivo sensible a la presión y el absorbente, puede ser colocada una tira de liberación 155 sobre el lado de cara al cuerpo 159 de la venda. El forro de liberación puede ser asegurado removiblemente al adhesivo de sujeción de artículo y sirve para evitar una contaminación prematura del adhesivo antes de que el artículo absorbente sea asegurado a por ejemplo la piel. El forro de liberación puede ser colocado sobre el lado de cara al cuerpo del vendaje en una pieza única (no mostrada) ó en piezas múltiples, como se mostró en la figura 10A.

En otro aspecto de la presente invención, el núcleo absorbente del vendaje puede ser colocado entre la tira doblada. Si este método es usado para formar el vendaje, la tira es adecuadamente permeable al fluido.

Las almohadillas para muebles " y/o de cama absorbentes ó forros también están incluidos dentro de la presente invención. Como se mostró en la figura 11, un forro ó almohadilla para cama ó muebles 160 (de aquí en adelante mencionado como "almohadilla") esta mostrado en perspectiva. La almohadilla 160 tiene una hoja de respaldo impermeable al fluido 161 teniendo una superficie ó lado de cara al mueble 168 y una superficie ó lado de cara hacia arriba 169 la cual está opuesta a la superficie ó lado de cara al mueble 168. La hoja inferior impermeable al fluido 161 soporta el núcleo absorbente 162 el cual comprende los polímeros súper absorbentes de la presente invención y el cual está sujetado al lado de cara hacia arriba 169 de la hoja inferior impermeable al fluido. Además, una capa protectora absorbente opcional 163 puede ser aplicada al núcleo absorbente. La capa de sustrato opcional del núcleo absorbente puede ser una capa impermeable al fluido 161 ó la capa protectora absorbente 163 de la almohadilla.

Para mantener la almohadilla en el lugar, el lado de cara al mueble 168 de la almohadilla puede contener un adhesivo sensible a la presión, un recubrimiento de alta fricción u otro material adecuado el cual ayudará a mantener la almohadilla en el lugar durante el uso. La almohadilla de la presente invención puede ser usada en una amplia variedad de aplicaciones incluyendo la colocación sobre sillas, sofás, camas ó asientos de carro y similares para absorber cualquier ¦ fluido que pudiera ponerse en contacto con la almohadilla.

Los accesorios de construcción ó de deportes, tal como una banda de cabeza absorbente para absorber el sudor ó el secado de equipo también se incluyen dentro de la presente invención. Como se mostró en la figura 12, una banda de sudor absorbente 170 está mostrada en perspectiva. La banda de sudor 170 tiene un núcleo absorbente 180 colocado entre una hoja superior opcional 174 y/o una hoja inferior impermeable al fluido opcional 176. El núcleo absorbente 180 comprende las partículas de polímero súper absorbente de la presente invención, y en algunos aspectos puede incluir una región adicional opcional 178 (tal como una capa de distribución) , si se desea. La banda de sudor puede ser útil para interceptar el sudor antes del contacto con los ojos ó las manos. El velero u otro dispositivo de sujeción 182 puede ser usado para facilitar el ajuste ó comodidad.

La presente invención puede ser entendida mejor con referencia a los siguientes ejemplos.

EJEMPLOS EJEMPLO 1 Las partículas de polímero entrecruzadas de superficie, HySorb B-8700AD disponibles de BASF AG, de Ludwigshafen, Alemania, fueron precalentadas en un horno de laboratorio puesto a una temperatura de recubrimiento predeterminada. Cuando las partículas de polímero (1 kilogramo) obtuvieron una temperatura de recubrimiento predeterminada, las partículas de polímero de entrecruzado de superficie fueron transferidas a un mezclador Lódige de laboratorio precalentado . Las partículas fueron mantenidas a una temperatura predeterminada constante a través del paso de recubrimiento. Además de una solución de recubrimiento de polivinilamina (por ejemplo 40 gramos de LUPAMIN 9095 y 15 gramos de agua deionizada) a las partículas de polímero precalentadas se llevó a cabo mediante una jeringa desechable, con goteo sobre 15 minutos a una velocidad de mezclado Lódige de 449 revoluciones por minuto. Después de completar la adición de la solución de recubrimiento, la velocidad de mezclado Lódige fue reducida a 79 revoluciones por minuto y el mezclado fue continuado por 30 minutos. Los resultados se pueden ver en las tablas 1-3.

Tabla 1 Tabla 2 Ejemplo PSD CRC AUL 0.9 rs GBP &EP 0.3 In egridad Super icie (>860µ lg/g psi íg/g) (Dac c ies ) si de q/el SSP CDarcies) ( scala 1~4) Control 26.28 19.60 85. S 8.48 1.0 Hidrof.l ica la 5.94 24.90 17.23 229.0 6.59 4.0 Hidxofíl ica Xb 6.27 25.29 18.91 181.4 7.29 4.0 Hidrofíl ica le 6.66 25.66 19.25 152.8 6.38 2.5 Hidrofíl ica Tabla 3 ' LUPAMIN 9095, disponible de BASF Corporation, de Flor am Park, New Jersery, Estados Unidos de América, contiene 5-10% de polivinilamina lineal, peso molecular promedio de 340,000.

Las partículas de polímero súper absorbente del ejemplo 1 tienen una superficie hidrofílica debido a que un cosolvente no fue incluido en el proceso de recubrimiento de poliamina. La figura 13 contiene fotografías que muestran la adición de 0.9% de fluido de agua salada agregado a las partículas de polímero súper absorbente hidrofílicas del ejemplo 1. La secuencia de las fotografías demuestra la adición del agua salada a las partículas de polímero súper absorbente y los resultados 30 segundos después de la adición del agua salada. Notar que las partículas mojadas en la fotografía final tienen una integridad de gel pobre.

EJEMPLO 2 Las partículas de polímero entrecruzadas de superficie, HySorb B-8700AD, fueron precalentadas en un horno de laboratorio puesto a una temperatura de recubrimiento predeterminada. Cuando las partículas de polímero (1 kilogramo) obtuvieron una temperatura de recubrimiento predeterminada, las partículas fueron transferidas a una mezcladora Lódige de laboratorio precalentada. Las partículas de polímero fueron mantenidas a una temperatura predeterminada constante a través del paso de recubrimiento. La adición de una solución de recubrimiento de polivinilamina (40 gramos de LUPAMIN 9095, 10 gramos de propilenglicol (PG) , y 15 gramos de agua deionizada (DI) ) a las partículas de polímero precalentadas fue llevada a cabo mediante una jeringa desechable, con goteo sobre 5 minutos a una velocidad de mezclado Lódige de 449 revoluciones por minuto. Después de completar la adición de la solución recubridora, la velocidad de mezclado Lódige fue reducida a 79 revoluciones por minuto y el mezclado fue continuado por 30 minutos. Los resultados pueden verse en las tablas 4-6.

Tabla 4 Tabla 5 Tabla 6 índice de Transmisión (centímetros) Ejemplo 1 minuto 5 minutos 10 minutos Control 6.0 11.0 15.0 la 2.6 5.5 7.0 Ib 3.5 6.0 8.0 1c 3.0 6.0 7.0 Las fotografías en la figura 14 mostraron la integridad de gel mejorada lograda por las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina de un aspecto particular de la presente invención que tienen una superficie hidrófoba transitoria.

EJEMPLO 3 Las partículas de polímero entrecruzadas de superficie, HySorb B-8700AD, fueron precalentadas en un horno de laboratorio puesto a una temperatura predeterminada. Cuando las partículas de polímero (1 kilogramo) lograron una temperatura predeterminada, las partículas fueron transferidas a un mezclador Lódige de laboratorio precalentado . Las partículas de polímero fueron mantenidas a la temperatura predeterminada constante a través del paso de recubrimiento. Fueron preparadas dos soluciones . La preparación de la solución 1: solución de alumbre (35.8 gramos, 28.1% por peso de sulfato de aluminio) fue colocada en una primera jeringa desechable, la solución 2: solución de recubrimiento de polivinilamina (40 ó 20 gramos de LUPAMIN 9095, 10 gramos PG) fueron colocadas en una segunda jeringa desechable. La solución 1 fue agregada primero, después la solución 2, a las partículas de polímero precalentadas. Las adiciones fueron llevadas a cabo con goteo sobre 5 minutos a una velocidad de mezclado Lódige de 449 revoluciones por minuto. Después de la adición completa de las soluciones de recubrimiento, la velocidad de mezclado Lodige fue reducida a 79 revoluciones por minuto, y el mezclado se continuó por 30 minutos. Los resultados pueden verse en las tablas 7-9.

Tabla 7 Tabla 8 Ejemplo PSD CRC £UL 0.9 FS &BP CBP 0.3 Int gridad Superf cie ( 860µ tg/g) p=i (g/g) (Darcies) psi de gel SAP %por peso) (Ducit;) (escala 1-4) Corttsrol £6.28 19.60 85.53 8.58 1.0 Hidzofil ica 3a 0.17 24.89 18.50 351.60 2.06 4.0 Hidroüóbica 3b 0.19 24.30 .16.94 317.48 7.01 4.0 Kidxofíl ica 3c 0.40 24.93 16.79 323.23 3.63 4.0 Hidrofí 1 ica 3d 1.94 £3.85 18.11 253.42 11.50 3.5 Hidrofób ica 3e 0.14 24.80 17.75 247.73 9.20 2.5 Hidxofí 1 ica 3f 0.64 25.00 16.97 260.73 9.55 3.5 Hidzofíl ica Tabla 9 EJEMPLO 4 Las partículas de polímero entrecruzadas de superficie, HySorb B-8700AD, fueron precalentadas en un horno de laboratorio a 60°C. Cuando las partículas de polímero (1 kilogramo) alcanzaron 60 °C, las partículas fueron transferidas a un mezclador Lódige de laboratorio precalentado (60 °C) . Las partículas de polímero fueron mantenidas a 60°C a través del paso de recubrimiento. Dos soluciones fueron preparadas. La preparación de la solución 1 : la solución de entrecruzado iónico (35.8 gramos de solución de alumbre ó 40 gramos de 25% de solución de sulfato de sodio acuosa ó 37 gramos de 27% de solución de silicato de sodio acuosa ó 9.26 gramos de una solución de 25% acuosa de fosfato trisódico) fue colocada en una primera jeringa desechable y la solución 2: solución de recubrimiento de polivinilamina (20 gramos de LUPAMIN 9095, 10 gramos PG) se colocaron en la segunda jeringa desechable. La solución 1 fue agregada primero, después la solución 2 a las partículas de polímero precalentadas. Las adiciones fueron con goteo sobre 5 minutos a la velocidad de mezclado Lodige de 449 revoluciones por minuto. Después de la adición completa de las soluciones de recubrimiento, la velocidad de mezclado Lodige fue reducida a 79 revoluciones por minuto y el mezclado fue continuado por 30 minutos. Los resultados pueden verse en las tablas 10-12.

Tabla 10 Ejenplo LUPAHIN P o ilenglico1 Entrecruzado Temperatura Tiempo de 9095 (¾ (PG) í*por iónico de permanencia por peso) (% por recubrxmiento (minutos) peso) peso) (°C) Control · Polímero base (HySorb B-8700AD) 4a 2.0 1.0 1¾ Al (SO.) 60 30 4b 2.0 1.0 1% Na 60 30 Silicato 4c 2.0 1.0 1% Na SO, 60 30 4d 2.0 1.0 0.1* Na;P0< 60 30 4e 2.0 1.0 0.2¾ Na;P0< 60 30 Tabla 11 Tabla 12 EJEMPLO 5 Las partículas de polímero entrecruzadas de superficie, HySorb B-8700AD, fueron precalentadas en un horno de laboratorio a 60°C. Cuando las partículas de polímero (1 kilogramo) alcanzaron 60 °C, las partículas fueron transferidas a un mezclador Lodige de laboratorio precalentado (60°C) . Las partículas de polímero fueron mantenidas a 60 °C a través del paso de recubrimiento . Dos soluciones fueron preparadas . Preparación de la solución 1 : solución de entrecruzado iónico (gramos variados de solución de alumbre) fue colocada en una primera jeringa desechable y la solución 2: solución de recubrimiento de polivinilamina (40 ó 20 gramos de LUPAMIN 9095, 10 gramos PG) se colocaron en una segunda jeringa desechable. La solución 1 fue agregada primero, seguida por la solución 2, a las partículas de polímero precalentadas . Las adiciones fueron puestas con goteo sobre 5 minutos a una velocidad de mezclado Lodige de 449 revoluciones por minuto. Después de la adición completa de las soluciones de recubrimiento, la velocidad de mezclado Lodige fue reducida a 79 revoluciones por 'minuto y el mezclado fue continuado por 30 minutos. Los resultados pueden verse en las tablas 13-15.

Tabla 13 Ejenplo LUPAMIIJ Propilenglicol Sulfato Temperatura Tiempo de 9095 (¾ (PG) (*por de de permanencia por peso) Aluminio recubrimiento iminutos) peso} (% por ("O peso) Control Polímero base (HySorb B-8700AD) Sa 2.0 1.0 1.0 60 30 Sb 2.0 1.0 0.7 60 30 5c 2.0 1.0 0.5 60 30 Sd 2.0 1.0 0.3 60 30 Tabla 14 Tabla 15 EJEMPLO 6 El procedimiento del ejemplo 5 fue repetido para mostrar la absorbencia, permeabilidad de gel y la integridad de gel de las partículas HySorb B-8700AD con LUPAMIN 9095, propilenglicol y solución de sulfato de aluminio. Los resultados se pueden ver en las tablas 16-18.

Tabla 16 Tabla 17 Ejemplo PSD CRC ara. 0.9 FS GBP GBP 0.3 ntegr idad Superfí íe ( >860µ C.r/9-) psi (ff/j) (I.ccit:) p=i de gel SAP %por peso) (D.icií=) ( escala 1~4) Control 26.28 19.60 85.53 8.58 1.0 Hidrofí1 ica 6a 0.08 £4.82 18.88 214.2 14.05 3.0 Hidrofób ica Bt 0.07 25.81 18.29 298.0 4.61 4.0 Hidrof íl ica 6c · 0.07 25.39 20.10 206.9 10.93 1.0 Hidrof í 1 ca 6d 0.02 24.73 19.77 273.4 8.12 4.0 Hidrofób ica Ee 0.31 2E.23 21.26 225.5 10.65 3.0 Hidrof í 1 ica Ef 0.22 25.54 20.02 298.5 5.92 4.0 Hidro í 1 ica 69- 0.36 25.40 20.07 213.7 10.08 1.5 Hidrofí1 ica E 0.28 25.09 19.04 293.1 6.30 4.0 Hidrof íl ica Ei 0.14 25.50 20.08 251.2 9.18 4.0 Hidrofí1 ica Sj 0.14 25.44 19.36 282.0 9.63 4.0 Hidrofíl ica Tabla 18 EJEMPLO 7 Las partículas de polímero entrecruzadas de superficie, HySorb B-8700AD, fueron precalentadas en un horno de laboratorio a 80 °C. Cuando las partículas de polímero (1 kilogramo) alcanzaron 80°C, las partículas fueron transferidas a un mezclador Lódige de laboratorio precalentado (80°C) . Las partículas de polímero fueron mantenidas a 80°C a través del paso de recubrimiento. Dos soluciones fueron preparadas. Preparación de la solución 1: solución de entrecruzado covalente (1 ó 2 ó 3 gramos de etilenglicol diglicidil éter (EGDGE) en 15 gramos de agua deionizada) fueron colocados en una primera jeringa desechable y la solución 2: solución de recubrimiento de polivinilamina (40 gramos de LUPAMIN 9095, 10 gramos PG) se colocaron en una segunda jeringa desechable. La solución 1 fue agregada primero, después la solución 2 a las partículas de polímero precalentadas con goteo. Las adiciones fueron sobre 5 minutos a una velocidad de mezclado Lódige de 449 revoluciones por minuto. Después de completar la adición de la solución recubridora, la velocidad de mezclado Lódige fue reducida a 79 revoluciones por minuto, y el mezclado se mantuvo por 30 minutos. Los resultados pueden verse en las tablas 19-21.

Tabla 19 Ejeirplo LUPAHIN Propilenglicol EGDGE H.0 Tem eratura de 909S <% (PG) (Spor (% por (% por recubrimieinto por peso) peso) peso) ("Cí peso) Cont ol Polímero base (H/Sorb B-8700AD) 7a 4.0 1.0 0.1 l.S 80 7b 4.0 1.0 0.2 1.5 80 7c 4.0 1.0 0.3 l.S 80 Tabla 20 Tabla 21 EJEMPLO 8 Las partículas de polímero entrecruzadas de superficie, HySorb B-8700AD, fueron precalentadas en un horno de laboratorio a 60°C. Cuando las partículas de polímero (1 kilogramo) alcanzaron 60°C, las partículas fueron transferidas a un mezclador Lódige de laboratorio precalentado (60°C) . Las partículas fueron mantenidas a una temperatura constante de 60 °C a través del paso de recubrimiento. La adición de la solución de recubrimiento de polivinilamina (40 gramos de LUPAMIN 9095, 10 gramos de cosolvente, y 15 gramos de agua deionizada) a las partículas de polímero precalentadas se llevó a cabo usando una jeringa desechable. La adición fue con goteo sobre 5 minutos a una velocidad de mezclado Lódige de 449 revoluciones por minuto. Después de la adición completa de la solución recubridora, la velocidad de mezclado Lódige fue reducida a 79 revoluciones por minuto, y el mezclado fue continuado por 30 minutos. Los cosolventes usados en este ejemplo fueron: propilenglicol (PG) , 1 , 3-propanediol (PDO) , alcohol isopropílico (IPA) , metanol (MeOH) y etilenglicol (EG) . Los resultados pueden verse en las tablas 22-24.

Tabla 22 Ejenplo LUPAHUÍ Cosolvente H;0 Tem eratura de Tiempo de 9095 (¾ (%por peso) {% por recubrimienteo permanencia por peso) (°C) (minutos) peso} 8a 4.0 11 PG l.S 60 30 8b 4.0 1% PDO l.S 60 30 8c 4.0 1* IPA l.S 60 30 8d 4.0 1% HeOH l.S 60 30 8e 4.0 1¾ EG l.S 60 30 Tabla 23 Tabla 24 Los ejemplos 1 a 8 mostraron que las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina de la presente invención demostraron una permeabilidad excelente (0.3 libras por pulgada cuadrada GBP) , la absorbencia es mantenida (CRC) , y la integridad de gel (GI) es mejorada, en adición a una aglomeración reducida de las partículas cuando la superficie de partícula de polímero súper absorbente se hace hidrófoba mediante la incorporación de un cosolvente proceso de recubrimiento.

Además, es observado un resultado inesperado adicional con respecto al índice de transmisión. Típicamente al disminuir el índice de transmisión de una partícula de polímero súper absorbente, la permeabilidad de la partícula de polímero súper absorbente también disminuye. Esto se atribuyó a un aumento en el bloqueo de gel asociado con un índice de transmisión bajo. En contraste, las presentes partículas de polímero súper absorbente recubiertas con poliamina presentes no exhibieron una disminución en las propiedades de permeabilidad, como se demostró en los ejemplos, aún cuando el índice de transmisión de las partículas recubiertas de poliamina pueden ser más bajo que el índice de transmisión de un polímero de control. En algunos aspectos, una disminución en el índice de transmisión resultó en un aumento en las propiedades de permeabilidad. Por tanto, la absorbencia mejorada, la permeabilidad y las propiedades de integridad de gel de las presentes partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina son independientes del índice de transmisión demostrado por las partículas.

Las propiedades balanceadas de absorbencia, permeabilidad e integridad de gel demostradas por las presentes partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina, y la independencia esencial de estas propiedades del índice de transmisión pueden atribuirse a la temperatura baja relativa a la cual son mantenidas las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie después de la aplicación de la poliamina a las superficies de las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie. En particular, las temperaturas de curado bajo mantienen una integridad de gel excelente la cual es afectada adversamente por un curado de temperatura típicamente alto del recubrimiento de poliamina.

EJEMPLO 9 Las partículas de polímero entrecruzadas de superficie, HySorb B-8700AD, fueron precalentadas en un horno de laboratorio a 60 °C. Cuando las partículas de polímero (1 kilogramo) alcanzaron 60°C, las partículas fueron transferidas a un mezclador Lódige de laboratorio precalentado (60°C) . Las partículas fueron mantenidas a una temperatura constante de 60°C a través del paso de recubrimiento. La adición de solución de recubrimiento de polivinilamina (40 gramos LUPAMIN 9095, 10 gramos de cosolvente y 15 gramos de agua deionizada) a las partículas de polímero precalentadas se llevó a cabo usando una jeringa desechable. La adición fue con goteo sobre 5 minutos a una velocidad de mezclado Lódige de 449 revoluciones · por minuto. Después de la adición completa de la solución de recubrimiento, la velocidad de mezclado Lódige fue reducida a 79 revoluciones por minuto y el mezclado se llevó a cabo en forma continuada por 30 minutos. Los cosolventes usados en este ejemplo fueron: propilenglicol (PG) , 1 , 3 -propanedxol (PDO) , alcohol isopropílico (IPA) , metanol ( eOH) , y etilenglicol (EG) . Los resultados pueden verse en las tablas 25-27.

Tabla 25 Tabla 26 Ejemplo PSD CRC WL 0.9 FS GBP G-BP 0.3 In¾egxiás.d Superficie ( >350µ C_r/_r) psi lg/g) (DJICÍÍI) p=i de gel ?&? íp t ptso) (Darcies) (escala 1-4) 9a. 0. £2 £4.59 16.90 34£.5 £.45 4.0 Hidrofófc ica 9h 0. £3 £4.65 16.39 £86.5 3.76 4.0 H drofóbica 9c 0.38 £3.30 16.6£ £89.8 3.53 4.0 Hidrofób ica 9d 0.33 £4.55 17.50 30£.6 3.83 4.0 Kidrofob ica 9e 0.70 £4.64 16.60 3£8.9 3.00 4.0 Hidirofobica Tabla 27 EJEMPLO 10 Las partículas de polímero entrecruzadas de superficie, HySorb B-8700AD, fueron precalentadas en un horno de laboratorio a una temperatura predeterminada. Cuando las partículas de polímero (1 kilogramo) lograron la temperatura predeterminada, las partículas fueron transferidas a un mezclador Lodige de laboratorio precalentado. Las partículas de polímero fueron mantenidas a una temperatura predeterminada constante a través del paso de recubrimiento. La adición de la solución de recubrimiento de polivinilamina (20 gramos LUPA IN 9095, 10 gramos PGy 15 gramos de agua deionizada) a las partículas de polímero precalentadas se llevó a cabo con goteo sobre 5 minutos a una velocidad de mezclado Lodige de 449 revoluciones por minuto. Después de completar la adición de la solución recubridora, la velocidad de mezclado Lodige fue reducida a 79 revoluciones por minuto y el mezclado se continuó por 30 minutos. Los resultados pueden verse en las tablas 28-30 Tabla 28 Tabla 29 ? ¿im lo PS CE.C ftUL 0.9 G3 GBP GBP 0.3 Irtfcegr i dad Superficie ( >350µ p=i (g/g) (Darcies) p=i de g l SftP %por peso) (Daicie_ Císcala 1~4) 10 a 0.19 2S.43 18.57 307.4 6.83 3.5 -TidzoróL ica 10b 0.18 25.64 18.82 297.8 7.95 4.0 Hidrofóbica 10 c 0. OS 26.03 19.30 284.7 7.56 4+ Kidrofíl ca io a 0. OS 26.25 20.20 188.0 7.12 4+ Hidrofí 1 ica 10* 0.04 26.40 20.50 142.2 7.43 4+ Hidrofíl ica Tabla 30 EJEMPLO 11 Tiempo de Absorción Retrasado Las partículas de polímero recubiertas de polivinilamina del ejemplo 1 (1 gramo) teniendo una superficie hidrofílica, fueron transferidas adentro de una charola de pesado de plástico. Entonces, una solución de 0.9% de agua salada (1.0 gramos) fue agregada sobre las partículas de polímero por una pipeta desechable. El tiempo (en segundos) en el que desapareció la solución de agua salada de las superficies de partícula de polímero se midió (ejemplo lia) . Este procedimiento fue duplicado para (a) las partículas de HySorb B-8700AD entrecruzadas de superficie que carecieron de un recubrimiento de poliamina (Control) , y (b) las partículas de HySorb B-8700 recubiertas de poliamina del ejemplo 2 teniendo una superficie hidrófoba (ejemplo 11b) . Los resultados pueden verse en las tablas 31-33. La figura 15 y las tablas 31-33 muestran el fenómeno de tiempo de absorción retrasado demostrado por las presentes partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina teniendo una superficie hidrófoba.

Tabla 31 Tabla 32 Tabla 33 Huest a Superficie Tiempo de Desapar ic ión de ñaua Salada Total SftP (segundos) Cozzida 1 Corx ida 2 Cozxida 3 Promedio Contjrol H drofíl ica 0.0 0.0 0.0 0.0 11a Hidrofíl ica 0.0 0.0 0.0 0.0 11b Hidz o£ól ica 21.2 30.0 33.3 28.2 Típicamente, las partículas de polímero súper absorbente tienen una superficie hidrofílica, y absorben la solución de agua salada inmediatamente al contacto entre la solución de las partículas de superficie. Por tanto, en contraste a las partículas del polímero súper absorbente presente teniendo una superficie hidrófoba, los polímeros súper absorbentes entrecruzados de superficie convencionales no exhiben un tiempo de retraso de absorción de líquido.

En comparación al ejemplo 1, el ejemplo 2 y los ejemplos 9-11 mostrando que las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina de la presente invención demuestran una excelente permeabilidad (FSGBP) , la absorbencia es mantenida (CRC) , y la integridad de gel (GI) es mejorada, en adición a una aglomeración reducida de las partículas de un hinchado retrasado con la descarga cuando la superficie de partículas de polímero súper absorbente se hace hidrófoba mediante el incorporar un cosolvente en el proceso de recubrimiento.

Las propiedades balanceadas de absorbencia, permeabilidad e integridad de gel demostradas por estos ejemplos, y el hinchamiento retrasado de las partículas después de las descargas se han atribuido a la temperatura relativamente baja la cual las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficies son mantenidas después de la aplicación de la poliamina a las superficies de las partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie. En particular, las temperaturas de curado bajo mantienen una integridad de gel excelente la cual es afectada adversamente por un curado de temperatura alta de recubrimiento de poliamina.

EJEMPLO 12 Las hojas de manos fueron preparadas usando un equipo de hojas para manos de formación por aire estándar para dar la hoja de manos compuesta de 25.4 centímetros por 43.2 centímetros. Un total de 37.13 gramos de partículas de polímero súper absorbente de varios ejemplos arriba (mostrados en la tabla 34) y 19.99 gramos de fibra de borra NB480 (ambos pesos de fibra de polímero súper absorbente incluyen 5% de desperdicio debido a la acumulación cerca de las paredes del equipo de hojas de lana de formación por aire) fueron usados para crear cada ejemplo con un peso base específico de 496 gramos por metro cuadrado (GSM) . El tisú formador con el peso base de 16.6 gramos por metro cuadrado (Hoja de Envoltura Blanca, disponible de Cellu Tissue Holdings, Inc., un negocio teniendo oficinas localizadas en East Hartford, Conneticut, Estados Unidos de América) se usó para la parte superior y el fondo de las muestras. Una hoja del tisú formador se colocó sobre el fondo del formador.

El polímero súper absorbente de los ejemplos arriba y el NB480 fueron cada uno divididos en partes iguales (6 partes de borra y 5 partes de material súper absorbente) . Cada parte de borra fue entonces introducida a la parte superior del formador, seguido inmediatamente con una parte de súper absorbente, permitiendo al vacío dispersar la borra y los materiales súper absorbentes adentro de la cámara formadora y sobre el tisú formador. Este proceso fue continuado hasta que la última parte de borra fue consumida, formando una distribución esencialmente uniforme de borra y materiales súper absorbentes .

Un ejemplo comparativo también se hizo mediante el sustituir HYSORB B-8700 AD (un material súper absorbente convencional disponible de BASF) para las partículas SAP de la presente invención. Otra hoja del tisú formador fue entonces colocada sobre la parte superior de la muestra, la muestra fue colocada en una prensa CARVER modelo #4531 (disponible de Carver, Inc., un negocio teniendo oficinas localizadas en Wabash, Indiana, Estados Unidos de América) y se densifico a aproximadamente 0.35 g/cc. Las muestras fueron entonces cortadas de las hojas de manos compuestas en tamaños apropiados para la prueba, como se establece en el procedimiento de prueba descrito arriba. Las muestras fueron entonces probadas respecto de la capacidad saturada (SAT CAP) y la tasa de toma se describió en el procedimiento de prueba anterior. Los resultados pueden verse en la tabla 34.

Tabla 34 De la tabla 34, puede verse que las estructuras absorbentes comprendiendo partículas de polímero súper absorbente de la presente invención generalmente exhiben una tasa de toma de segunda y tercera descarga mejoradas a una capacidad saturada mejorada similar en comparación a los materiales súper absorbentes convencionales.

Se apreciará que los detalles de los ejemplos anteriores, dados para propósitos de ilustración no deben considerarse como limitantes del alcance de esta invención. Aún cuando solo unas cuantas incorporaciones de ejemplo de esta invención se han descrito en detalle anteriormente, aquéllos expertos en el arte fácilmente apreciarán que son posibles muchas modificaciones en los ejemplos sin departir materialmente de las enseñanzas y ventajas novedosas de esta invención. Por ejemplo, las características descritas en relación para un ejemplo pueden ser incorporadas en cualquier otro ejemplo de la invención.

Por tanto, todas las modificaciones se intenta que estén incluidas dentro del alcance de esta invención, la cual se define en las siguientes reivindicaciones y todos los equivalentes para la misma. Además, se reconoce que muchas incorporaciones pueden ser concebidas las cuales no logran todas las ventajes de algunas incorporaciones, particularmente de las incorporaciones deseables, pero que la ausencia de una ventaja particular debe considerarse como que significa necesariamente que tal incorporación está fuera del alcance de la presente invención. Como pueden hacerse varios cambios en las construcciones anteriores sin departir del alcance de la invención, se intenta que toda la materia contenida en la descripción anterior debe ser interpretada como ilustrativa y no en un sentido limitante.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Un artículo absorbente que comprende : una hoja superior; una hoja inferior; y un núcleo absorbente colocado entre la hoja superior y la hoja inferior; en donde el núcleo absorbente incluye partículas de polímero súper absorbente teniendo una capacidad de retensión centrífuga de por lo menos alrededor de 25 g/g, una permeabilidad de cama de gel de hinchado libre de por lo menos de 200 Darcies, y una integridad de gel de por lo menos de 2.

2. Un artículo absorbente que comprende: una hoja superior; una hoja inferior; y un núcleo absorbente colocado entre la hoja superior y la hoja inferior; ? L 146 en donde el núcleo absorbente incluye partículas de polímero súper absorbente que se han preparado mediante : (a) proporcionar partículas de t polímero súper absorbente 5 entrecruzadas de superficie; (b) aplicar una composición que comprende una poliamina, un cosolvente opcional y un agente de entrecruzamiento opcional a las superficies de las partículas de polímero entrecruzado de 10 superficie; (c) mantener las partículas de polímero entrecruzadas de superficie recubiertas del paso (b) a alrededor de 25°C a alrededor de 100 °C por un tiempo suficiente para proporcionar 15 un recubrimiento de poliamina curado sobre las partículas de polímero entrecruzadas .

3. Un artículo absorbente que comprende : 20 una hoja superior; una hoja inferior; y un núcleo absorbente colocado entre la hoja 25 superior y la hoja inferior; en donde el núcleo absorbente incluye partículas de polímero súper absorbentes recubiertas de poliamina teniendo una superficie hidrófoba; y en donde las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina tienen un índice de transmisión de menos de 2.3 centímetros después de un minuto, una permeabilidad de cama de gel de hinchado libre a por lo menos dos veces mayor que las partículas de polímero súper absorbente idénticas libres de un recubrimiento de poliamina, y una integridad de gel de por lo menos de 2.5.

4. Un artículo absorbente que comprende : una hoja superior; una hoja inferior; y un núcleo absorbente colocado entre la hoja superior y la hoja inferior; en donde el núcleo absorbente incluye partículas de polímero súper absorbente que se han preparado mediante: (a) proporcionar partículas de polímero súper absorbente entrecruzadas de superficie; (b) aplicar una composición que comprende una poliamina y un cosolvente a superficies de las partículas de polímero entrecruzadas de superficie;

5 (c) mantener las partículas de polímero entrecruzadas de superficie recubiertas del paso (b) a alrededor de 25 °C a alrededor de 100°C por un tiempo suficiente para proporcionar un recubrimiento de poliamina hidrófobo curado sobre las partículas de polímero entrecruzadas de superficie . 10 5. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque las partículas de polímero súper absorbente tienen una permeabilidad de cama de gel de hinchado 15 libre de por lo menos de 250 Darcies .

6. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas 1, 2 y 4, caracterizado porque las partículas de polímero súper 20 absorbente tienen una integridad de gel de por lo menos de 2.5.

7. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas 1 y 2 caracterizado porque las superficies de las partículas de 25 polímero súper absorbentes son hidrófobas.

8. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas 1 y 2 caracterizado porque las superficies de las partículas de polímero súper absorbente son hidrofílicas .

9. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas 1 y 3 caracterizado porque las partículas de polímero súper absorbente se han preparado por un método en donde las partículas de un polímero súper absorbente entrecruzado de superficies están recubiertos con una composición recubridora que comprende una poliamina y agua; y mantener las partículas de polímero recubiertas con poliamina a 25°C a 100°C por alrededor de 5 a alrededor de 60 minutos.

10. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas 2 y 4 caracterizado porque el polímero súper absorbente entrecruzado de superficie comprende ácido acrílico, ácido metacrílico ó una mezcla de los mismos .

11. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas 2, 4 y 10, caracterizado porque el polímero súper absorbente entrecruzado de superficie tiene un grado de neutralización de alrededor de 25 a alrededor de 100.

12. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas 2, 4, 10 y 11, caracterizado porque la poliamina está presente sobre superficies del polímero súper absorbente entrecruzado de superficie en una cantidad de alrededor de 0.1% a alrededor de 2% por peso de la partícula.

13. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas.2, 3, 4, 9 y 12, caracterizado porque la poliamina tiene uno ó más grupos amino primarios, grupos amino secundarios, grupos amino terciarios y grupos amonio cuaternarios.

14. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas 2, 3, 4, 9, 12 y 13, caracterizado porque la poliamina es un homopolímero ó un copolímero seleccionado de una polivinilamina, una polietilenimina, una polialilamina, un polialquilenamina, una poliazetidina, una polivinilguanidina, una poli (DADMAC) , una poliacrilamida catiónica, una poliamina funcionalizada pol'iacrilato, ó mezclas de las mismas.

15. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas 2, 4 y 10-12, caracterizado porque el polímero súper absorbente entrecruzado de superficie comprende además un agente de entrecruzamiento.

16. El artículo absorbente tal y como se reivindica en la cláusula 15, caracterizado porque el agente de entrecruzamiento comprende una sal teniendo (a) un catión de metal polivalente de valencia +2, +3, ó +4, (b) un anión polivalente de valencia -2, -3 ó -4, ó (c) un catión polivalente y un anión polivalente.

17. El artículo absorbente tal y como se reivindica en la cláusula 16, caracterizado porque el catión de metal polivalente es seleccionado del grupo que consiste de Mg2+, Ca2+, Al3+, Sc3+, Ti4+, Mn2+, Fe2+/3+, C02+, Ni2+, Cu+/2+, Zn2+, Y3+, Zr4+, La3+, Ce4+, Hf4+,Au3+, y mezclas de los mismos.

18. El artículo absorbente tal y como se reivindica en la cláusula 16, caracterizado porque el anión polivalente seleccionado del grupo que consiste de sulfato, fosfato, fosfato de hidrógeno, borato, un anión de un ácido policarboxílico y mezclas de los mismos.

19. El artículo absorbente tal y como se reivindica en la cláusula 15, caracterizado porque el agente de entrecruzamiento comprende un componente orgánico multifuncional capaz de reaccionar con los grupos amina de la poliamina .

20. El artículo absorbente tal y como se reivindica en la cláusula 15, caracterizado porgue el agente de entrecruzamiento es seleccionado de un carbonato de alquileno, una poliaziridina, un haloepoxi, un poliisocianato, un compuesto de di ó poliglicidilo, un compuesto de alcoxisilil, urea, tiourea, guanidina, dicianidiamida, 2 -oxazolidinona ó un derivado de los mismos, bisoxazolina, una polioxazolina, di y poliisocianato, compuestos de di y poli-N-metilol ó un compuesto teniendo dos ó más grupos de isocianato bloqueados, un aldehido multifuncional, una cetona multifuncional, un acetal multifuncional, un cetal multifuncional ó mezclas de los mismos.

21. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas 2, 4, y 10-20, caracterizado porque la composición recubridora de polímero súper absorbente entrecruzado de superficie comprende un cosolvente .

22. El artículo absorbente tal y como se reivindica en la cláusula 21, caracterizado porque las partículas de polímero súper absorbente tiene una superficie hidrófoba .

23. El artículo absorbente tal y como se reivindica en la cláusula 21, caracterizado porque el cosolvente comprende un alcohol, un diol, un triol ó una mezcla de los mismos.

24. El artículo absorbente tal y como se reivindica en la cláusula 21, caracterizado porque el cosolvente comprende metanol, etanol, alcohol propílico, alcohol isopropílico, etilenglicol , propilenglicol , un oligómero de etilenglicol, un oligómero de propilenglicol, glicerina, un monoalquil éter de propilenglicol ó mezclas de los mismos.

25. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas 2, 4, y 10-24, caracterizado porque el polímero súper absorbente entrecruzado de superficie comprende un ácido poliacrílico entrecruzado de superficie .

26. El artículo absorbente tal y como se reivindica en la cláusula 25, caracterizado porque la poliamina comprende un copolímero ó un homopolímero de polivinilamina .

27. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas 2 y 4, caracterizado porque el paso de mantenimiento (c) se lleva a cabo a alrededor de 50 °C a alrededor de 100 °C por alrededor de 5 minutos a alrededor de 60 minutos.

28. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas 2 y 4, caracterizado porque el paso (b) y el paso (c) se llevan a cabo simultáneamente .

29. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina tienen un índice de transmisión de menos de 3 centímetros después de 5 minutos.

30. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina tienen un índice de transmisión de menos de 6.5 centímetros después de 10 minutos.

31. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina tienen una integridad de gel de por lo menos de 3.0.

32. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina tienen una integridad de gel de por lo menos de 3.5.

33. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque las partículas de polímero súper absorbente recubiertas de poliamina, después del contacto con 0.9% de solución de agua salada, exhiben un retraso de por lo menos de cinco segundos antes de absorber la solución de agua salada.

34. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque por lo menos uno de la hoja superior, de la hoja inferior y del núcleo absorbente es estirable.

35. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque el núcleo absorbente comprende por lo menos alrededor de 30% por peso de las partículas de polímero súper absorbente recubiertas .

36. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque el núcleo absorbente comprende alrededor de 60% a alrededor de 95% por peso de las partículas de polímero súper absorbente recubiertas.

37. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque el núcleo absorbente además comprende borra.

38. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque el núcleo absorbente además comprende un surfactante .

39. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque el núcleo absorbente comprende capas.

40. El artículo absorbente tal y como se reivindica en la cláusula 39, caracterizado porque por lo menos una de las capas comprende esencialmente el material súper absorbente y por lo menos una de las capas comprende esencialmente borra.

41. El artículo absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque el artículo es seleccionado de artículos absorbentes para el cuidado personal, artículos absorbentes médicos/para la salud, artículos absorbentes industriales/domésticos y artículos absorbentes para la construcción/deportes . R E S U M E Un artículo absorbente que tiene una hoja superior, una hoja inferior, y el núcleo absorbente colocado entre la hoja superior y la hoja inferior. En algunos aspectos, por lo menos uno de la hoja superior, de la hoja inferior y del núcleo absorbente es estirable. En otros aspectos, el núcleo absorbente puede comprender las capas por lo menos una de las cuales incluye esencialmente el material súper absorbente y por lo menos una de las cuales incluye esencialmente borra. En algunos aspectos, el artículo incluye material súper absorbente el cual tiene una capacidad de tensión centrífuga de por lo menos de alrededor de 25 g/g, una permeabilidad de cama de gel de hinchado libre de por lo menos de 200 Darcies, y una integridad de gel de por lo menos de 2. En algunos aspectos, el material súper absorbente está recubierto con una poliamina.