PL171302B1 - Sposób wytwarzania polimerycznego materialu piankowego PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania polimerycznego materialu piankowego zdolnego do pochlania- nia cieczy hydrofilowych, w którym polimeryzuje sie emulsje typu woda w oleju zawierajaca monomery ulegajace polimeryzacji i wytworzony polimeryczny material piankowy suszy sie usuwajac z niego wode i pozostawiajac nie wiecej niz 50% wagowych wolnej wody w przeliczeniu na material piankowy, znamienny tym, ze polimeryzacje prowadzi sie w fazie olejowej emulsji w obecnosci od 0,5 do 20% wagowych monolaurynianu sorbitu w przeli- czeniu na monomery ulegajace polimeryzacji, przy czym wytworzona pianka zawiera hydro- filizujaca ilosc zasadniczo równomiernie rozmieszczonego monolaurynianu sorbitu. 3. Sposób wytwarzania polimerycznego materialu piankowego zdolnego do pochlania- nia cieczy hydrofilowych, w którym polimeryzuje sie emulsje typu woda w oleju zawierajaca w fazie olejowej emulsji typu woda w oleju monomery ulegajace polimeryzacji wybrane sposród styrenu, alkilometakrylanów, diwinylobenzenu i kombinacji tych monomerów, po czym suszy sie wytworzony polimeryczny material piankowy usuwajac wode i pozostawiajac nie wiecej niz 50% wagowych wolnej wody w przeliczeniu na material piankowy, znamienny tym, ze polimeryzacje prowadzi sie w fazie olejowej emulsji w obecnosci od 0,5 do 20% wagowych monolaurynianu sorbitu w przeliczeniu na monomery ulegajace polimeryzacji, przy czym wytworzona pianka zawiera hydrofilizujaca ilosc zasadniczo równomiernie roz- mieszczonego monolaurynianu sorbitu. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania polimerycznego materiału piankowego zdolnego do pochłaniania cieczy hydrofilowych. Takie materiały piankowe są przydatne do stosowania w elementach absorpcyjnych, takich jak pieluszki, wkładki dla osób dorosłych nie trzymających moczu, podpaski, bandaże itp., a szczególnie odpowiednie do wchłaniania różnych opartych na wodzie płynów ustrojowych.

Znanych jest wiele różnych materiałów piankowych powszechnie określanych jako gąbki, które skutecznie chłoną wilgoć. Zazwyczaj są to pianki o strukturze otwartokomórkowej, zawierające różne materiały celulozowe lub polimerowe. Tak np. różne poliuretany i inne podobne materiały od dawna stosowane są do wytwarzania syntetycznych pianek. Jak wiadomo, materiały piankowe skuteczniej działają jako absorbenty uwodnionych cieczy, gdy ich powierzchnie są zasadniczo hydrofilowe. Jednakże wiele syntetycznych pianek wytwarza się w wyniku polimeryzacji monomerów organicznych, z których uzyskuje się pianki polimerowe o zasadniczo hydrofobowym charakterze. W związku z tym zwrócono znaczną uwagę na znalezienie sposobów umożliwiających nadanie hydrofobowym syntetycznym piankom właściwości hydrofilowych.

Tak np. wiadomo, ze pewne typy pianek wytwarza się przy stosowaniu pewnych wybranych monomerów, które same nadają co najmniej pewien stopień hydrofilowości uzyskiwanej

171 302 pianki polimerowej. Monomery takie wbudowują się w podstawową strukturę siatki pianki w czasie polimeryzacji. Niestety hydrofitowe podstawniki w takich monomerach mogą niekorzySUUV HlUuj'ttru w αν pe j lowww νηαο^^ι v/ w ovi anai n^nb< T ·» »-c z~\ < w no· mlcnr» 1 .< r-.

nvj piuiuu. .i mw nnuiu izj u^j οκαιια ριαίυοα wykazuje pożądany hydrofilowy charakter, może ona utracić pewne inne pożądane cechy strukturalne lub właściwości użytkowe. Ponadto takie specjalne, hydrofilowe monomery mogą być znacznie droższe od zwykłych monomerów wykorzystywanych do wytwarzania pianek i ich zastosowanie może zwiększyć ogólny koszt pianki.

Zgodnie z innymi sposobami pewne pianki poddaje się obróbce w celu wprowadzenia do struktur polimerowych podstawników w postaci grup anionowych takich jak grupy karboksylanowe lub sulfonianowe. Takie anionowe podstawniki mogą skutecznie hydrofilizować powierzchnię pianki, ale ich stosowanie może niestety doprowadzić do tego,że uzyskana pianka będzie raczej sztywna i mało sprężysta. Pianki takie nie zapewniają optymalnej wygody gdy stosowane są w sąsiedztwie z ludzką skórą, np w pieluszkach i sanitariatach.

W pewnych przypadkach syntetycznym hydrofobowym piankom można nadać hydrofilowość wprowadzając niewielkie ilości środków powierzchniowo czynnych do matrycy pianki. Jakkolwiek może to nadać piance hydrofilowość, tak że będzie ona nadawać się do pewnych zastosowań, to pianki zawierające środki powierzchniowo czynne nie zawsze nadają się do stosowania w przypadku przedłużonego zetknięcia ze skórą, gdyż środek powierzchniowo czynny może powodować podrażnienie skóry. Na dodatek pewne środki powierzchniowo czynne mogą desorbować z pianki i rozpuszczać się w płynie wchłanianym przez piankę. Może to znacznie zmienić napięcie powierzchniowe płynu i zdecydowanie wpłynąć na siłę, z jaką zatrzymywany jest on przez piankę.

Przy wytwarzaniu hydrofilowych pianek do stosowaniajako absorbenty płynu w wyrobach sanitarnych, zwłaszcza w jednorazowych pieluszkach i podpaskach, niezbędne jest, aby pianka nie tylko wykazywała doskonałą zdolność zatrzymywania płynu, ale również była przyjemna dla osoby, która ją nosi, oraz bezpieczna przy stosowaniu w bliskim sąsiedztwie ludzkiej skóry przy dłuższym noszeniu. Ponadto dla właściowści użytkowych pianek przeznaczonych do stosowania w pieluszkach i sanitariatach, istotne jest, aby środek hydrofilizujący nie wpływał w znaczący sposób na płyny ustrojowe, takie jak mocz i płyny miesiączkowe w takim samym stopniu jaki zdarza się przy stosowaniu pewnych środków powierzchniowo czynnych, np. rozpuszczalnych w wodzie, do hydrofilizowania pianek absorpcyjnych. W związku z tym istnieje znaczne zainteresowanie producentów takich wyrobów bezpiecznymi, skutecznymi j niedrogimi środkami do hydrofilizowania pianek absorpcyjnych. Wynalazek zapewnia bezpieczny i skuteczny sposób wytwarzania polimerycznego materiału piankowego, spełniającego powyższe wymagania.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 563 243 ujawniono stosowanie pianek z oksyalkileno-podstawionych poliuretanów w pieluszkach. Patrz również Kao, opis japońskiego zgłoszenia patenowego nr 02-239863.

W opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 4 612 334 oraz 4 606 958 ujawniono pewne pianki zawierające jako podstawniki grupy karboksylowe inne grupy anionowe.

W opisie europejskiego zgłoszenia patentowego nr 299 762 ujawniono stosowanie chlorku wapniowego przy wytwarzaniu pianek emulsyjnych o dużej zawartości fazy wewnętrznej.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 498 5467 ujawniono hydrofilową piankę poliuretanową zawierającą materiał superabsorpcyjny. W opisie tym zacytowano również następujące pozycje dotyczące pianek absorpcyjnych i/lub innych materiałów absorpcyjnych: opisy patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr: 4 104 435, 4 717 738, 4 725 629, 4 076 663, 4 454 268, 4 337 181, 4 133 784, 3 669 103, 4 464 428, 4 394 930, 3 900030,4 239 043 i 4 711 391, japońskie opisy patentowe nr 55-168104 (1982) oraz 57-92032 (1982), a także opisy patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 3 021 290, 3 171 820,

175 025, 4 359 558 i 4 521 544.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 4 797 310, 4 788 225 oraz

522 953 ujawniono porowate materiały polimerowe (pianki), przy czym pewne z tych materiałów zawierają środki powierzchniowo czynne, a przeważnie są hydrofilowe.

171 302

Sposób wytwarzania polimerycznego materiału piankowego zdolnego do pochłaniania cieczy hydrofilowych, w którym polimeryzuje się emulsje typu woda w oleju zawierające monomery ulegające polimeryzacji i wytworzony polimeryczny materiał piankowy suszy się usuwając z niego wodę i pozostawiając nie więcej niż 50% wagowych wolnej wody w przeliczeniu na materiał piankowy, według wynalazku polega na tym, że polimeryzację prowadzi się w fazie olejowej emulsji w obecności od 0,5 do 20% wagowych monolaurynianu sorbitu w przeliczeniu na monomery ulegające polimeryzacji, przy czym wytworzona pianka zawiera hydrofilizującą ilość zasadniczo równomiernie rozmieszczonego monolaurynianu sorbitu.

W sposobie według wynalazku korzystnie polimeryzuje się emulsję zawierającą w fazie olejowej od 1% do 16% wagowych monolaurynianu sorbitu w przeliczeniu na monomery ulegające polimeryzacji i suszy się polimeryczny materiał piankowy aż do zawartości nie więcej niż 10% wagowych wolnej wody w przeliczeniu na materiał piankowy.

W ariant sposobu wytwarzania polimerycznego materiału piankowego zdolnego do pochłaniania cieczy hydrofilowych, w którym polimeryzuje się emulsję typu woda w oleju zawierającą w fazie olejowej emulsji typu woda w oleju monomery ulegające polimeryzacji wybrane spośród styrenu, alkilometakrylanów, diwinylobenzenu i kombinacji tych monomerów, po czym suszy się wytworzony polimeryczny materiał piankowy usuwając wodę i pozostawiając nie więcej niż 50% wagowych wolnej wody w przeliczeniu na materiał piankowy, według wynalazku polega na tym, że polimeryzację prowadzi się w fazie olejowej emulsji w obecności od 0,5 do 20% wagowych monolaurynianu sorbitu w przeliczeniu na monomery ulegające polimeryzacji, przy czym wytworzona pianka zawiera hydrofilizującą ilość zasadniczo równomiernie rozmieszczonego monolaurynianu sorbitu.

Korzystnie w sposobie według wynalazkujako polimeryczny materiał piankowy wytwarza się piankę o otwartych komórkach.

Korzystnie także pozostawia się w materiale piankowym monolaurynian sorbitu w ilości co najmniej 0,05% wagowych w przeliczeniu na materiał piankowy.

Polimeryczny materiał piankowy wytworzony sposobem według wynalazku wchłania uwodnione płyny. Pianki takie zawierają wprowadzony wspomniany środek hydrofilizujący oparty na monolaurynianie sorbitu zasadniczo równomiernie rozprowadzony w hydrofilizujących ilościach, stanowiących co najmniej 0,05% wagowych pianki. Pianki takie zawierają również nie więcej niż 50% swobodnej wody, w stosunku do pianki.

Na figurze 1 przedstawiono mikrofotografię komórek typowej hydrofilizowanej pianki absorpcyjnej wytworzonej według wynalazku.

Na figurze 2 pokazano w rozłożeniu widok składników struktury pieluszki z dwuwarstwowym rdzeniem absorbentu, w której wykorzystuje się hydrofilizowany piankowy materiał absorpcyjny jako jeden z elementów.

Sposób wytwarzania materiału piankowego według wynalazku dotyczy obróbki polimerowych materiałów piankowych nadających się do wchłaniania cieczy przez ich struktury piankowe. Pianki polimerowe można ogólnie określić jako struktury powstałe wówczas, gdy względnie pozbawiony monomeru gaz lub względnie pozbawioną monomeru ciecz zdysperguje się w postaci pęcherzyków w cieczy zawierającej polimeryzujący monomer, po czym przeprowadza się polimeryzację monomerów ulegających polimeryzacji w cieczy zawierającej monomer, która otacza pęcherzyki. Uzyskana spolimeryzowana dyspersja może być w postaci porowatej zestalonej struktury, która stanowi zespół komórek, przy czym granice lub ścianki komórek stanowi stały spolimeryzowany materiał. Same komórki zawierają względnie pozbawiony monomeru gaz lub względnie pozbawioną monomeru ciecz, które to materiały utworzyły przez polimeryzację pęcherzyki w ciekłej dyspersji.

Poniżej opisano korzystne polimeryczne materiały piankowe wytworzone w wyniku polimeryzacji szczególnego typu emulsji woda w oleju. Emulsję taką uzyskuje się ze względnie niewielkiej ilości fazy olejowej zawierającej polimeryzujący monomer oraz względnie dużej ilości fazy wodnej względnie pozbawionej monomeru. Powstaje w ten sposób względnie pozbawiona monomeru, nieciągła wewnętrzna faza wodna tworząca zdyspergowane pęcherzyki otoczone ciągłą fazą olejową zawierającą polimeryzujący monomer. W wyniku prowadzonej następnie polimeryzacji monomerów w ciągłej fazie olejowej powstaje komórkowa

171 302 struktura piankowa. Ciecz zawierająca wodę pozostającą w strukturze piankowej powstałej w wyniku polimeryzacji można usunąć na drodze wyciskania i/lub suszenia.

• V — ~ 1 i-V-\ ^»/-\l , H 7 /'Ί'·» <-» t ΛΤΜ O F/a

Do wysoce korzy stnych polimer owy ch muter tulu

Auj t>i o r> Ι/'Γ'ϊττζλ ir> K um Tn/nno n ufk \_z »v |>juiMvvwyvn wy iwuizjuiiy vn ορνονυνηΐ według wynalazku należą materiały wytworzone w wyniku polimeryzacji emulsji woda w oleju zawierających pewne polimeryzujące monomery, takie jak styren (met)akrylany alkilu i/lub diwinylobenzen w fazie olejowej takich emulsji. Do najkorzystniejszych polimerycznych materiałów piankowych tego typu należą materiały opisane w równocześnie wniesionym w Stanach Zjednoczonych Ameryki zgłoszeniu patentowym DesMarais’a, Stone’a Thompsona, Younga, LaVona i Gyera, o nr 07/743839, (P&G sprawa 4451), zatytułowanym Absorbent Foam Materials for Aqueous Body Fluids and Absorbent Articles Containing Such Materials, które wprowadza się tu jako źródło literaturowe. W takich wysoce korzystnych materiałach piankowych objętość porów wynosi zazwyczaj od 12 do 100 ml/g, a powierzchnia właściwa ssania kapilarnego od 0,5 do 5,0 m2g. Pianki takie wytwarza się z emulsji woda w oleju, w których stosunek wagowy wody do oleju wynosi od 1·1 do 100 :1, a jeszcze korzystniej od 20 :1 do 70:1.

Do innych znanych polimerowych materiałów piankowych wytwarzanych zgodnie ze sposobem według wynalazku należą poliuretany. Pianki poliuretanowe wytwarza się w reakcji poliizocyjanianu, takiego jak duzocyjanian z materiałem zawierającym grupy hydroksylowe, takim jak polieteropoliol w obecności wody i katalizatora. Przy powstawaniu polimeru woda reaguje z grupami izocyjanianowymi powodując usieciowanie. Wydziela się również dwutlenek węgla, powodujący spienianie. Stosować można także trifluorometan lub inne lotne materiały jako środki spieniające.

Polimerowe pianki, w tym korzystnie pianki wytworzone z polimeryzujących emulsji woda w oleju mogą mieć charakter względnie zamkniętokomórkowy lub względnie otwartokomórkowy, w zależności od tego czy i/lub w jakim stopniu ścianki lub granice komórek, czyli okienka komórek zostaną wypełnione lub zajęte przez polimeryczny materiał. Do polimerowych materiałów piankowych wytwarzanych zgodnie ze sposobem według wynalazku należą materiały względnie otwartokomórkowe, w których poszczególne komórki pianki nie są w większości całkowicie oddzielone od siebie przez polimerowy materiał ścianek komórkowych. W związku z tym komórki z takich zasadniczo otwartokomórkowych strukturach piankowych zawierają międzykomórkowe otwory lub okienka na tyle duże, aby umożliwić łatwe przemieszczanie się cieczy z jednej komórki do drugiej wewnątrz struktury piankowej.

W zasadniczo otwartokomórkowych strukturach wytwarzanych zgodnie ze sposobem według wynalazku pianka będzie zazwyczaj miała charakter siatkowy, tak że poszczególne komórki będą określone przez szereg wzajemnie połączonych, trójwymiarowo rozgałęzionych pasm. Wiązki materiału polimerowego tworzące rozgałęzione pasma otwartokomórkowej struktury pianki można określić jako podpórki. Otwartokomórkowe pianki o typowej strukturze podpórkowej przedstawiono przykładowo na mikrofotografii pokazanej na fig. 1. W znaczeniu użytym w opisie materiał piankowy określa się jako otwartokomórkowy, jeśli co najmniej 80% komórek w strukturze pianki jest połączonych z co najmniej jedną sąsiadującą komórką w sposób umożliwiający przepływ cieczy.

Materiały polimerowe tworzące piankę, przydatne jako materiały wyjściowe w sposobie według wynalazku zasadniczo nie ulegają pęcznieniu w cieczach opartych na wodzie i zazwyczaj nie zawierają polarnych grup funkcyjnych w strukturach polimerowych. W związku z tym po wytworzeniu struktur takich pianek powierzchnię ich będą stanowić materiały polimerowe, które w nieobecności jakichkolwiek resztkowych lub dodanych środków powierzchniowo czynnych lub innych środków hydrofilizujących będą miały zasadniczo hydrofobowy charakter.

Stopień hydrofobowości lub hydrofilowości polimerowych materiałów piankowych można określić ilościowo na podstawie napięcia zwilżania wykazywanego przez takie pianki w kontakcie z ulegającą absorpcji testową cieczą. Napięcie zwilżania określa się równaniem

AT = ycosG gdzie AT oznacza napięcie zwilżania w 10‘⁵ N/cm γ oznacza napięcie powierzchniowe testowej cieczy z zaabsorbowanej przez materiał piankowy w 10'⁵ N/cm

171 302 oznacza kąt zwilżania w stopniach między powierzchnią polimerowego materiału piankowego i wgktergm stycznym Oe cieczy teatowej w punkcie, w którym teatowa ciecz atyka aię z powierzchnią pelimeru piankowggo.

Dla Oewelnege Oanege materiału piankewege napięcie zwilżania wykazywane przez piankę meżna wyznaczyć 0ośwla0czalnlg wykerzyatując proceOurę, zgeOnie z którą mierzy aię wagewe ilość hyOrofilowej cieczy testowej, np. ayntetycznege meczu, wchłoniętego przez próbkę pianki e znanych wymiarach i pewigrzcdni właściwej kapilar aaącycd. PreceOurę taką epiaane OekłaOniej peniżej.

W epiaie wynalazku kenkretny materiał piankewy uważa aię za zaaaOmęze hyOrofobowy jeśli zaaaOnicze w nigobgcneśęi jakichkelwigk OeOanych lub reaztkewych śreOków powierzchhowo czynnych lub innych śreOków hyOrofilizującyęh jego napięcie zwilżania bęOzie niżaze oO 15 10⁵ N/cm, przy oznaczaniu chłonności kapilarnej ayntetycznege moczu o napięciu powierzchniowym 65± 5-10’⁵ N/cm. 1 eOwrotnie polimerowy materiał piankowy uważa aię za wzglęOnie hyOrefilewy, gOy wykazuje napięcie zwilżania 15· 10’' N/cm lub powyżej, a ko^atnie 20· 110-5 N/cm lub powyżej, przy oznaczaniu chłonności kapilarnej tego aamego ayntetycznege meczu.

ZgoOnie ze apoaobem wytwarzaniahyOrofilizowangj pianki weOług wynalazku zaaaOnicze hyOrofebową piankę polimerową poOOaje aię obróbce tak, aby wprowaOzić Oe materiału piankowego pewnego typu śreOek hyOrofilizujący, który atanewi pewien zaaaOnicze nierozpuazczalny w woOzie, łagoOny, wzglęOnie nieOrażniący związek powierzchniowo czynny wykazujący zOolneść zwiękazania zwilżalności powierzchni polimerowych, z którymi atyka aię i na których może zeatać eaaOzeny. StwierOzono, że wybranym śroOkiem powierzchniowo czynnym tego typu, który jeat azęzggólnig przyOatny w naOawaniu hyOrofilowego charakteru otwartokomórkowym polimerowym piankom abaorpcyjnym jeat monolaurynian aorbitu. Monolaurynian aorbitu jeat częściowym eatrem wytworzonym w reakcji aorbitu lub jego bezwoOników ze źróOtem kwaau laurynowego. Monolaurynian aorbitu jeat znanym emulgatorem, który zaaaOniczo nie rozpuazcza aię w woOzie. Jeat on Ooatępny w hanOlu poO nazwą SPAN® 20 w poataci cieczy o barwie buraztynowej.

ŚroOek powierzchniowo czynny oparty namonolaurynianie aorbitu przyOatny jako śroOek hyOrofilizujący wprowaOzać można Oo materiałów piankowych wytwarzanych apoaobem weOług wynalazku w Oowolny oOpowieOni apoaób zapewniający kontakt jeOnego lub więcej śroOków powierzchniowo czynnych z powierzchnią polimerowego materiału piankowego. Najkorzyatnigj można to oaiągnąć atoaując śroOek powierzchniowo czynny w poataci monolaurynianu aorbitu jako akłaOnik w proceaie wytwarzania materiałów piankowych apoaobgm weOług wynalazku. W przypaOku korzyatnych pianek, które wytwarza aię w wyniku polimeryzacji emulaji typu woOa w oleju, zaaaOniczo nierozpuazczalny w woOzie monolaurynian aorbitu OoOawać można jako emulgator Oo zawierającej monomer fazy olejowej takich emulaji. W taki apoaób śroOek powierzchniowo czynny w poataci monolaurynianu aorbitu apełnia poOwójną rolę atabilizowania polimeryzujących emulaji oraz działanie jako reaztkowy śroOek hyOrofilizujący, który atyka aię z powierzchniami polimerowymi atruktury piankowej po jej powataniu, a korzyatnig powleka te powierzchnie. ŚroOek powierzchniowo czynny w poataci monolaurynianu aorbitu OoOawać można Oo fazy olejowej zawierającej polimeryzujący monomer w ilości oO 0,5 Oo 20% wagowych. a jeazcze korzyatniej 1-16% wagowych w atoaunku Oo polimeryzujących monomerów w fazie olejowej

Alternatywnie śroOek powierzchniowo czynny w poataci monolaurynianu aorbitu atoaowany zgeOnie ze apoaobgm weOług wynalazku można wprowaOzać lub ponownie wprowaOzać Oo materiału piankowego, który nie zawiera śreOka powierzchniowo czynnego po wytworzeniu, lub z którego reaztki śroOków powierzchniowo czynnych zoatały uaunięte. Takie wprowaOzanie lub ponowne wprowaOzanie monolaurynianu aorbitu oaiągnąć można w wyniku poOOania takich pianek obróbce oOpowigOnlm roztworem lub zawigainą śroOka powierzchniowo czynnego. I tak nlgrozpuazęzalny w woOzie śroOek powierzchniowo czynny w poataci monolaurynianu aorbitu rozpuścić można lub zOyapergować w oOpowlgOnim rozpuazczalniku lub nośniku, takim jak izopropanol i uzyakany roztwór lub zawieainę można połączyć z materiałem piankowym w celu przgprowaOzgnla obróbki. W taki apoaób śroOek hyOrofilizujący w poataci monolaurynianu

171 302 sorbitu wprowadzić można do pustych przestrzeni struktury piankowej. Jednakże taka obróbka materiałów piankowych, które po wytworzeniu są zasadniczo hydrofobowe, może być trudna, gdyż, luziwuiy luu zawiL-Miiy riui^rvii iyyulujiuz.ując.vgu υμαι tugu na uiuiiuiauiyuiiuiJŁ iuiuiiu mogą me absorbować się łatwo w hydrofobowych piankach. W takich przypadkach niezbędne może okazać się wtłaczanie roztworu środka hydrofilizującego opartego na monolaurynianie sorbitu do struktury piankowej z wykorzystaniem ciśnienia lub powtarzając etapy przemywania i/lub wyciskania, tak aby uzyskać dopuszczalne równomierne rozprowadzenie środka hydrofilizującego w strukturze piankowej.

Środek powierzchniowo czynny w postaci monolaurynianu sorbitu stosowany zgodnie ze sposobem według wynalazku wprowadza się zazwyczaj do materiałów piankowych w ilościach nadających, w połączeniu z uzupełniającymi środkami hydrofilizującymi, które można zastosować, odpowiednią charakterystykę hydrofilowości piankom poddawanym obróbce. Często takie ilości wprowadzanego środka powierzchniowo czynnego w postaci monolaurynianu sorbitu będą wynosić od 0,5 do 20% wagowych w stosunku do spolimeryzowanego materiału piankowego, ajeszcze korzystniej od 1do 16% wagowych w stosunku do spolimeryzowanego materiału piankowego.

Oprócz wprowadzania do struktury piankowej środka powierzchniowo czynnego w postaci monolaurynianu sorbitu w sposób opisany powyżej można także wprowadzać do struktury piankowej dodatkowe typy materiałów, które działają jako uzupełniające środki hydrofilizujące w piankach poddawanych obróbce. Do najczęściej wykorzystywanych uzupełniających środków hydrofilizujących tego typu należą toksykologicznie dopuszczalne, uwodnione lub ulegające hydratacji sole wapniowe lub magnezowe, takiejak chlorek wapniowy. Sposób hydrofilizowania polimerowych materiałów piankowych poprzez wprowadzanie do nich kombinacji nierozpuszczalnych w wodzie środków powierzchniowo czynnych (w tym monolaurynianu sorbitu) oraz soli będących środkami hydrofilizującymi, takich jak chlorek wapniowy, jest w rzeczywistości przedmiotem równocześnie wniesionego zgłoszenia patentowego w Stanach Zjednoczonych Ameryki Thomasa A. DesMarais'a, (P&G sprawa 4454), które wprowadza się tu jako źródło literaturowe.

Zrozumiale jest, że aby monolaurynian sorbitu oraz inne uzupełniające środki hydrofihzujące skutecznie nadawały hydrofitowy charakter piance, zarówno monolaurynian sorbitu jak i uzupełniające środki hydrofilizujące powinny być równomiernie rozprowadzone na wewnętrznej powierzchni pianki. Gdy monolaurynian sorbitu i uzupełniające środki hydrofilizujące zostaną osadzone jedynie w odrębnych nieciągłych obszarach, co może zdarzyć się np. gdy ciecze do obróbki zawierające monolaurynian sorbitu i uzupełniające środki hydrofilizujące tworzą perełki lub kropelki w strukturze pianki utworzone przez polimerowe podpórki, można nie osiągnąć efektu pełnego hydrofilowania pianki wytworzonej sposobem według wynalazku.

Przed ich zastosowaniem jako absorbentów materiały piankowe, których polimerowym powierzchniom nadano hydrofilowość w wyniku wprowadzenia monolaurynianu sorbitu oraz ewentualnie innych dodatkowych środków hydrofilizujących, takich jak chlorek wapniowy, zazwyczaj powinny być wysuszone. Suszenie jest zazwyczaj niezbędne w celu usunięcia z takich pianek cieczy, np. wody i/lub rozpuszczalników alkoholowych, które użyto przy wytwarzaniu pianki lub zastosowano w' celu ułatwienia wprowadzenia środków hydrofilizujących do struktury piankowej. Ciecze usuwać można po prostu przez ściskanie materiału piankowego w celu wyciśnięcia ich z niego. Ciecze usunąć można również stosując suszenie na powietrzu, w wyniku ogrzewania lub za pomocą obróbki mikrofalowej, albo innymi odpowiednimi sposobami usuwania cieczy, ale bez usuwania nadmiernej ilości wprowadzonych środków hydrofilizujących ze struktury piankowej. Często ciecze, takie jak rozpuszczalniki, będą usuwane ze struktur piankowych wytwarzanych sposobem według wynalazku w taki sposób, aby pozostałość rozpuszczalnikowa, np. wolnej wody w piance stanowiła nie więcej niż 50% wagowych (suchej) pianki, ajeszcze korzystniej nie więcej niż 10% wagowych (suchej) pianki.

Polimerowe materiały piankowe wytwarzane sposobem według wynalazku mają zdolność wchłaniania hydrofilowych cieczy. W związku z tym są one szczególnie przydatne jako asorbenty opartych na wodzie płynów ustrojowych w wyrobach absorpcyjnych, takich jak pieluszki, wkładki dla osób dorosłych nie trzymających moczu, sanitaria itp. Hydrofilowy charakter takich

171 302 pianek absorpcyjnych umożliwia łatwe wchłanianie przez struktury piankowe płynów ustrojowych, takich jak mocz lub płyny miesiączkowe. Hydrofilizowane materiały piankowe będą zasadniczo wykazywac pożądaną zdolność transportu płynów, np. działanie ssące w stosunku do opartych na wodzie płynów, takich jak płyny ustrojowe, tak ze wchłonięty płyn będzie przemieszczać się w materiale z jednego obszaru pianki absorpcyjnej do drugiego.

Proste badanie selekcjonujące przydatne do określania względnej hydrofilowości próbek pianki poddanej obróbce stanowi pomiar czasu zatapiania próbki pianki. W badaniu takim próbki pianki wrzuca się do zlewki z testowym płynem opartym na wodzie, np. z syntetycznym moczem i mierzy się czas do zatopienia próbek. Krótsze czasy zatapiania obserwuje się dla próbek o większej hydrofilowości. Typowy pomiar czasu zatapiania opisano dokładniej poniżej.

W powyższym opisie wynalazku wymieniono pewne właściowści absorpcyjnych materiałów piankowych. Wspomniane właściwości można określać wykorzystując następujące płyny testowe i metody badań.

I) Płyny testowe i przygotowywanie próbek pianki

A) Płyn testowy - syntetyczny mocz

Szereg pomiarów opisanych w badaniach obejmuje stosowanie testowego płynu, takiego jak syntetyczny mocz lub etanol. Syntetyczny mocz stosowany w testach opisanych poniżej przyrządza się z dostępnego w handlu preparatu syntetycznego moczu, wytwarzanego przez Jayco Pharmaceuticals (Mechanicsburg. PA, 17055). Taki syntetyczny mocz Jayco wykonany z preparatu zawiera 0,2% KC1,0,2% Na2 SO4, 0.085% NH4H2PO4, 0,015% (NH4)2HPO4, 0,025% CaC2-2H2O i 0,05% MgCl2-6!H>O (% wagowe). Próbki syntetycznego moczu wykonano zgodnie z instrukcją na etykiecie stosując wodę destylowaną. Aby ułatwić rozpuszczanie preparatu mieszankę soli Jayco powoli dodaje się do wody. Próbkę sączy się w razie potrzeby w celu usunięcia jakichkolwiek stałych cząstek. Nie wykorzystany syntetyczny mocz wylewa się po tygodniu. W celu lepszego uwidocznienia płynu na litr roztworu syntetycznego moczu dodać można 5 kropli błękitnego barwnika spożywczego. Stosowany syntetyczny mocz Jayco wykazuje napięcie 65±10’⁵ N/cm.

B) . Przygotowywanie próbek pianki

Opisane poniżej badania napięcia zwilżania i szybkości zatapiania obejmują przygotowywania i badanie próbek pianki o określonej wielkości. Takie próbki pianki o wymaganej wielkości powinny być wycięte z większych bloków pianki za pomocą ostrej piły nożowej o ruchu posuwisto-zwrotnym. Urządzenia do cięcia pianki takiego lub równoważnego typu stosuje się w celu zasadniczego wyeliminowania strzępienia się krawędzi próbki pianki, które mogłoby niekorzystnie wpłynąć na wyniki pewnych pomiarów prowadzonych w badaniach opisanych poniżej.

Wymagania odnośnie wielkości próbki obejmują również grubość próbki pianki. W zakresie objętym wynalazkiem pomiar grubości wykonuje się, gdy próbka pianki znajduje się pod obciążeniem ściskającym 350 Pa.

II) Pomiar napięcia zwilżania

Napięcie zwilżania wykazywane przez próbki hydrofilizowanej pianki, która chłonie testowe płyny na skutek ssania kapilarnego, stanowi iloczyn napięcia powierzchniowego y testowego płynu oraz cosinusa kąta zwilżania 0, wykazywanego przez testowy płyn w zetknięciu z wewnętrznymi powierzchniami próbki pianki. Napięcie zwilżania wyznaczyć można doświadczalnie mierząc równowagowy przyrost masy spowodowany chłonnością kapilarną, wykazywany przez dwie próbki z tej samej pianki w odniesieniu do dwóch różnych testowych cieczy. W pierwszym etapie takiego badania wyznacza się powierzchnię właściwą próbki pianki z wykorzystaniem etanolu jako płynu testowego. Tak wyznaczoną powierzchnię właściwą wykorzystuje się następnie jako jeden czynnik w doświadczalnym wyznaczaniu napięcia zwilżania poprzez pomiar spowodowanej ssaniem kapilarnym chłonności drugiego testowego płynu, syntetycznego moczu.

A) Pomiary powierzchni właściwej

Powierzchnię właściwą ssania kapilarnego absorbentów piankowych wytwarzanych sposobem według wynalazku wyznaczyć można na podstawie równowagowego przyrostu masy

171 302 próbki w cieczy testowej o znanym niskim napięciu powierzchniowym. W konkretnym przypadku zastosowano absolutny etanol o temperaturze zapłonu 10°C.

Przy wykonywaniu pomiaru zważony pasek pianki o odpowiednich wymiarach (np. długość 25 cm x szerokość 2 cm x grubość 0,8 cm), doprowadzony do stanu równowagi w 20 -22°C, zawiesza się pionowo i zanurza jednym końcem na głębokość 1-2 mm w zbiorniku z etanolem, wykorzystując podnośnik laboratoryjny. Całość pozostawia się do zassania etanolu przez pasek pianki na równowagową wysokość, która powinna być mniejsza od długości próbki Pasek nasączony etanolem waży się następnie tak, że dotyka on przez cały czas zbiornika, w celu ustalenia wagi wchłoniętego etanolu. W czasie pomiaru próbka powinna być osłonięta, aby zapobiec odparowaniu etanolu.

Powierzchnię właściwą próbki pianki można wyliczyć z następującego wzoru:

„ _ Me GL_n ^C_ M_nYe w którym Sc oznacza powierzchnię właściwą ssania kapilarnego w cm²/g; Me oznacza masę wchłoniętego etanolu w g; G oznacza przyspieszenie ziemskie wynoszące 980 cm/s2; L„ oznacza całkowitą długość próbki w cm; Mn oznacza masę suchej próbki w g; ye oznacza napięcie powierzchniowe etanolu, wynoszące 22,3-10^-5 N/cm.

B) Pomiary napięcia zwilżania

Opisaną powyżej procedurę ssania kapilarnego wykorzystywaną do pomiaru powierzchni właściwej próbki pianki powtarza się stosując inne próbki tej samej pianki w identyczny sposób jak w przypadku etanolu, ale używając syntetyczny mocz JAYCO jako płyn testowy oraz wykonując pomiar w 37°C. Następnie wyliczyć można kąt zwilżania syntetycznego moczu na podstawie znanej powierzchni właściwej i pomiaru chłonności syntetycznego moczu:

cos S_u =

Mu GL» Mn Yu Sc gdzie Su =kąt zwilżania syntetycznego moczu Jayco w stopniach; Mu = masa wchłoniętego syntetycznego moczu Jayco w g; G = przyspieszenie ziemskie wynoszące 980 cm/s2; Mn = masa suchej próbki pianki w g; yu = napięcie powierzchniowe moczu JAYCO wynoszące około 65· 10N/cm; Sc = powierzchnia właściwa pianki w g/cm2, wyznaczona w pomiarze chłonności etanolu; Ln = długość próbki pianki w cm.

Gdy obecny jest środek powierzchniowo czynny (np. resztki emulgatora na powierzchniach próbki pianki i/lub w podnoszącej się testowej cieczy), szacunek frontu wznoszącej się cieczy przeprowadza się w oparciu o równanie napięcia zwilżania (AT)

Mf GLn Mn S_c gdzie Mt oznacza masę cieczy testowej wchłoniętej przez próbkę pianki, a G, Ln, Mn i Sc mają znaczenie podane wyżej.

[Patrz Hodgson i Berg, J. Coli. Int. Sci , 121(1), 1988, 22-31].

Przy wyznaczaniu napięcia zwilżania dla dowolnej danej cieczy testowej nie przyjmuje się żadnych założonych wielkości napięcia powierzchniowego w jakimkolwiek momencie czasu, tak że ewentualne zmiany stężenia środka powierzchniowo czynnego na powierzchniach próbki i/lub we wznoszącej się cieczy w czasie zachodzącego ssania są bez znaczenia. Wielkość doświadczalna napięcia zwilżania (ycosO) jest szczególnie przydatna, gdy przedstawi się ją jako procent maksymalnego napięcia zwilżania będącego napięciem powierzchniowym cieczy testowej (tak np. maksymalne napięcie zwilżania przy wykorzystaniu syntetycznego moczu JAYCO powinno wynosić [65+5] [cosO°] = 65± 510-5 N/cm).

171 302

III) Wyznaczanie czasu zatapiania

Z większych kawałków pianki wycina się cylindryczne próbki pianki o średnicy 2,86 cm i dowolnej odpowiedniej gruoosci np. 0,8 cm. cylinuiyczne próbki upuszcza się z wysokości

5-7,6 cm do 250 ml zlewki zawierającej około 100 ml syntetycznego moczu Jayco, w taki sposób, że płaska powierzchnia cylindra będzie stykać się z płynem testowym w zlewce. Uruchamia się sekundomierz w momencie, gdy spód próbki pianki dotknie powierzchni płynu. Obserwuje się próbkę do momentu aż testowy płyn dojdzie do górnej powierzchni próbki. Gdy górna powierzchnia próbki pianki będzie zasadniczo mokra, wyłącza się sekundomierz, rejestrując w ten sposób czas zatapiania.

Temperatura płynu testowego może w znaczący sposób wpływać na czas zatapiania, zwłaszcza w przypadku pianek wytwarzanych sposobem według wynalazku w emisji typu woda w oleju. W związku z tym płyn testowy powinien być utrzymywany w tej samej temperaturze w przypadku wszystkich porównawczo badanych próbek w selekcjonującym teście określania czasu zatapiania. Często wykorzystuje się zimny płyn testowy o temperaturze 21-27°C oraz gorący płyn testowy o temperaturze 43-49°C.

Poniższe przykłady ilustrują sposób wytwarzania polimerycznego materiału piankowego zdolnego do pochłaniania cieczy hydrofilowych, właściwości takich hydrofilizowanych materiałów piankowych oraz wykorzystanie takich hydrofobowych polimerycznych materiałów piankowych w pieluszkach jednorazowych.

Przykład I. W przykładzie tym zilustrowano wytwarzanie hydrofilizowanego absorbenta piankowego w skali półtechnicznej.

Wytwarzanie emulsji

Chlorek wapniowy (36,32 kg) i nadsiarczan potasowy (568 g) rozpuszcza się w 378 litrach wody. Uzyskuje się w ten sposób strumień fazy wodnej stosowany w Ciągłym procesie wytwarzania emulsji o wysokiej zawartości fazy wewnętrznej (HIPE).

Do mieszanki monomerów zawierającej styren (1600 g), 55% techniczny diwinylobenzen (1600 g) i akrylan 2-etyloheksylu (4800 g) dodaje się monolaurynian sorbitu (960 g sPaN® 20).

Po wymieszaniu uzyskaną mieszankę pozostawia się na noc do rozwarstwienia. Ciecz znad osadu zlewa się i stosuje jako fazę olejową w ciągłym procesie wytwarzania ulegającej polimeryzacji emulsji HIPE. Około 75 g lepkiej pozostałości odrzuca się.

Przy temperaturze fazy wodnej 48-50°C i temperaturze fazy olejowej 22°C odrębne strumienie fazy olejowej i fazy wodnej wprowadza się do komory dynamicznego mieszania. Dokładne wymieszanie połączonych strumieni w komorze dynamicznego mieszania osiąga się stosując wirnik kołkowy. W tej skali odpowiedni wirnik kołkowy stanowi cylindryczny wał o długości około 21,6 cm i średnicy około 1.9 cm. Na wale znajdują się 4 rzędy kołków, po dwa rzędy z 17 i po dwa rzędy z 16 cylindrycznymi kołkami, z których każdy o średnicy 0,5 cm wystaje promieniowo na zewnątrz od głównej osi wału na odległość 1,6 cm. Wirnik kołkowy zamontowany jest w cylindrycznej tulei tworzącej komorę dynamicznego mieszania, przy czym między ścianką cylindrycznej tulei i kołkami.wirnika istnieje prześwit 0,8 mm.

Mieszalnik statyczny zamontowany jest za komorą dynamicznego mieszania, aby zapewnić wytworzenie ciśnienia wstecznego w mieszalniku dynamicznym i lepsze wprowadzenie składników do emulsji, która w efekcie tworzy się. Długość tego statycznego mieszalnika wynosi 35,6 cm, a jego średnica zewnętrzna 1,3 cm. Zastosowano mieszalnik statyczny TAH Industries Model 070-821, zmodyfikowany przez obcięcie 6,1 cm.

Kombinowany zestaw mieszalników napełnia się fazą olejową i wodną w stosunku 2 części wody na 1 część oleju. Urządzenie do mieszania dynamicznego odpowietrza się w celu usunięcia powietrza, tak aby urządzenie napełnić w całości. W czasie napełniania szybkość przepływu fazy olejowej wynosi 1,127 g/s, a fazy wodnej 2,19 cm³/s.

Po napełnieniu zestawu urządzeń uruchamia się mieszanie w mieszalniku dynamicznym przy szybkości wirnika 1800 obrotów /minutę (RPM). Następnie szybkość przepływu fazy wodnej zwiększa się w sposób ciągły do 35,56 cm³/s w ciągu 130 s W tym momencie ciśnienie wsteczne wytworzone przez mieszalnik statyczny i dynamiczny wynosi 51,75 kPa. Następnie szybkość wirnika zmniejsza się w sposób ciągły do 1200 RPM w ciągu 60 s. Ciśnienie wsteczne

171 302 spada do 31,05 kPa. Szybkość wirnika zwiększa się momentalnie do 1800 RPM. Ciśnienie wsteczne w układzie pozostaje na stałym poziomie, 31,05 kPa.

Polimeryzacja emulsji

Od tego momentu wytworzoną emulsję wypływającą z mieszalnika statycznego zbiera się w pudełkach Rubbermaid Economy Cold Food Storage Boxes, Model 3500. Pudełka o nominalnych wymiarach 45,7 x 66 x 22,9 cm wykonane są z polietylenu do środków spożywczych. Rzeczywiście wymiary wewnętrzne pudełek są następujące: 38,1 x 58,4 x 22,9 cm. Na powierzchnie pudełek nanosi się wstępnie warstewkę roztworu stanowiącego 20% roztwór SPAN® 20 w równowagowej mieszaninie rozpuszczalników, ksylenu i izopropanolu. Pudełka pozostawia się do odparowania mieszaniny rozpuszczalników i pozostawienie samego środka SPAN® 20. W każdym z pudełek zbiera się po 47 litrów emulsji.

Pudełka z emulsją przetrzymuje się w pomieszczeniu w 65°C przez 18 godzin w celu przeprowadzenia polimeryzacji emulsji w pudełkach i uzyskania polimerowego materiału piankowego.

Przemywanie, hydrofilizowanie i odwadnianie pianki

Po pełnym utwardzeniu wilgotny utwardzony materiał piankowy wyjmuje się z pudełek. Na tym etapie pianka zawiera fazę wodną z rozpuszczonymi emulgatorami, elektrolitem i inincjatorem w ilości 30-40 razy większej (30-40Χ) od masy spolimeryzowanego materiału. Materiał piankowy rozcina się za pomocą ostrej piły nożowej o ruchu posuwisto-zwrotnym na arkusze o grubości 0,89 cm. Arkusze te wyciska się w serii 3 walców wyciskających, gdzie następuje stopniowe zmniejszenie zawartości fazy wodnej do ilości 6 razy większej (6X) od masy spolimeryzowanego materiału. W takim stanie arkusze wysyca się 1% CaCb w 60°C i wyciska się na walcach do uzyskania zawartości fazy wodnej około 10Χ, ponownie wysyca się 1% CaCb i znowu wyciska się na walcach do zawartości fazy wodnej około 10Χ.

Arkusze pianki, zawierające zasadniczo 1 % roztwór CaCb w ilości około 10Χ, przepuszcza się przez końcowy zestaw walców ze szczeliną próżniową. Ostatnie walce zmniejszają zawartość roztworu CaCb do ilości około 5 razy większej (5X) od masy polimeru. Po przepuszczeniu przez ostatnie walce pianka pozostaje ściśnięta na grubość około 0,2 cm. Piankę suszy się w suszarce z obiegiem powietrza w około 60°C przez około 3 godziny. Takie suszenie zmniejsza zawartość wilgoci do 5 - 7% wagowych w stosunku do spolimeryzowanego materiału. W tym stadium uzyskuje się arkusze pianki o grubości około 0,19 cm, łatwo układające się. Pianka zawiera również 5% wagowych w przeliczeniu na suchą masę resztkowego uwodnionego chlorku wapniowego będącego środkiem hydrofilizującym, a także 11 % resztkowego monolaurymanu sorbitu (SML). W stanie zapadniętym gęstość pianki wynosi 0,17 g/cm³. Po rozszerzeniu się i uzyskaniu swobodnej pojemności absorpcyjnej (26,5 ml/g) w syntetycznym moczu JAYCO ekspandowana pianka wykazuje powierzchnię właściwą ssania kapilarnego 2,24 m2/g, objętość porów 29,5 cm/g i średnią wielkość porów 15 gm.

Arkusze pianki hydrofilizowane SML/CaCb wytworzone w przykładzie IX stanowią korzystne rozwiązanie cienkiej aż do zamoczenia pianki wytwarzanej sposobem według wynalazku, gdyż takie arkusze hydrofilizowanej pianki są w postaci zapadniętego materiału piankowego, który będzie rozszerzać się w kontakcie z opartymi na wodzie płynami ustrojowymi. Po rozszerzeniu się materiały piankowe mogą wchłonąć płyny ustrojowe, które spowodowały ich rozszerzenie się. Takimi korzystnymi zapadniętymi piankami są materiały piankowe wytworzone z nie hydrolizowanego materiału polimerowego, a powierzchni właściwej ssania kapilarnego od 0,5 do 5,0 m2/g, zawierające 0,5-20% resztkowego emulgatora i 0,1-7% wagowych (w przeliczeniu na suchą masę materiału piankowego) toksykologicznie dopuszczalnej, higroskopowej, uwodnionej soli, korzystnie chlorku wapniowego lub chlorku magnezowego, jako soli będącej środkiem hydrofilizującym.

W stanie zapadniętym resztkowa zawartość wody w takim hydrofilizowanym materiale piankowym będzie wynosić 4-15% wagowych, w stosunku do spolimeryzowanego materiału, gdy piankę tą przechowuje się w warunkach otoczenia w 22°C przy wilgotności względnej 50%. Wodę zawartą w piance stanowi zarówno woda hydratacyjna związana z higroskopową, uwodnioną solą, jak i wolna woda zaabsorbowana przez piankę. Gęstość (w przeliczeniu na suchą masę) takiej zapadniętej pianki wynosić będzie 0,08-0,3 g/cm³.

171 302

W atanie ekapanOowanym takie korzyatne cienkie az Oo zamoczenia materiały piankowe hyOrofilizowane SML/CaCb bęOą zawierać pory w ilości 12-100 ml/g i bęOą wykazywać oOporność na oOkaztałcenie ściakające, tak że wytworzy aię ciśnienie 5,1 kra po 15 minutach oOkaztałcania Oo ściśnięcia o 5-95% atruktury wyayęangj w 3ΤΌ ayntetycznym moczem o napięciu powierzchniowym 65± 5· 10'⁵ N/cm, Oo oaiągnięcia awoboOnej pojemności abaorpcyjnej. ŚreOnia wielkość komórek takich korzyatnych cienkich aż Oo zamoczenia hyOrofilizowanych materiałów piankowych w atanie ekapanOowanym bęOzie wynoaić 5-30 μm. Gęatość w przeliczeniu na auchą maaę ekapanOowanego hyOrofilizowanego materiału piankowego po wyayceniu Oo atanu awoboOnej pojemności abaorpcyjnej w ayntetycznym moczu bęOzie atanowić 8-28% gęatośęi ( w przeliczeniu na auchą maaę) w atanie zapaOniętym.

Przykład 13. Materiał piankowy wytworzony ogólnym apoaobgm opiaanym w przykłaOzie I oraz zwykłą piankę poliuretanową (SIF-100) zbaOano w celu określenia jego hyOrofilowości wykorzyatując pomiar czaau zatapiania opiaany powyżej. Materiały piankowe poOOano również różnym obróbkom w celu uaunięcia z nich OoOanych lub reaztkowych śroOków hyOrofilizująęyęh oraz aelektywnego wprowaOzgnia pewnych materiałów w celu zbaOania ich akuteczności w naOawaniu hyOrofilowgj charaktgryatyki materiałom piankowym.

Dane eOnośnie materiału piankowego, śroOków atoaowanych w obróbce oraz wyniki pomiarów czaau zatapiania poOano poniżej w tabeli 1.

Tabela 1

RoOzaj pianki	CaCl2 % wagowe	SML1 % wagowe	Czaa zatapiania w ayntetycznym moczu JAYCO
na zimno (~21-27°C)	na gorąco (~43-49°C)
Pianka z przykłaOu I Po wytworzeniu	3,7%	11%	70 a	3 a
Po przemyciu woOą W atanie ekapanOowanym	0	11%	>20 mm	4 a
W atanie zapaOniętym	0	11%	300a	2 a
Po ponownej obróbce CaCl2 (z woOy)	3,6%	11%	180 a	3 a
Po przemyciu IPA2	0	0	Pływa nieakończenie Oługo
Po ponownej obróbce CaCl2 (z IPA)	-5%	0	Pływa przez	Pływa >15 min
Po ponownej obróbce SML (z IPA)	0	11%	goOziny -5 a	~1 a
Po ponownej obróbce SMO/STO3 (z IPA)	0	19%	-300 a	180 a
Pianka poliuretanowa (SIF-100) Po wytworzeniu	0	0	Pływa	Tonie barOzo
Po obróbce SML (z IPA)	0	16%	1 a	wolno 1 a

SML = Monolaurynian aorbitu (SPAN® 20)

IPA = Izopropanol „ r i fjb Ob

SMO/STO = Monoolcinian aorbitu (SPAN“ 80) i trioleinian aorbitu (SPAN 85) w atoaunku wagowym 4:1

Dane z tabeli 1 wykazują, że zarówno monolaurynian aorbitu jak i kombinacja CaCl₂ i monolaurynianu aorbitu wprowaOzana Oo próbek pianki z przykłaOu I zapewnia uzyakanie pianek o hyOrofilowości zaaaOniczo przewyżazającej pianki, Oo których nie ‘wprowaOzono żaOnych śroOków hyOrofilizująęych, albo wprowaOzono tylko CaCl₂ lub śroOek powierzchniowo czynny. Wynik w tabeli 1 wakazują również, że wprowaOzenie monolaurynianu aorbitu Oo pianki poliuretanowej także naOają pożąOany charakter hyOrofilowy piance tego typu.

171 302

Przykład III. Jednorazowe pieluszki dla dzieci zawierające hydrofilowy absorbent piankowy wytworzony sposobem według wynalazku wykonano wykorzystując układ i składniki przedstawione w powiększeniu w stanic rozłożonym' na fig. 21. Pieluszka taka zawiera zgrzany wierzchni arkusz polipropylenowy 70, nie przepuszczający płynu spodni arkusz polietylenowy 71 oraz podwójną warstwę rdzenia absorpcyjnego umieszczoną między arkuszem wierzchnim i spodnim. Podwójna warstwa rdzenia absorpcyjnego zawiera warstwę 72 o zmodyfikowanym kształcie globoidalnym, utrzymującą i rozprowadzającą płyn, zawierającą hydrofilizowaną piankę absorpcyjną z przykładu I, umieszczoną poniżej warstwy 73 o zmodyfikowanym kształcie globoidalnym, przejmującej i rozprowadzającej płyn. Arkusz wierzchni zawiera dwa zasadniczo równoległe elastyczne paski 74 stanowiące uszczelnienie przy nogach. Do arkusza spodniego pieluszki przymocowane są dwa prostokątne uelastycznione elementy opasujące 75. Do każdego końca arkusza spodniego z polietylenu przymocowane są również dwa elementy osłaniające pas 76, wykonane z polietylenu. Do arkusza spodniego przytwierdzone są także dwa elastyczne paski nożne 77. Arkusz polietylenowy 78 przymocowany jest na zewnątrz arkusza spodniego jako powierzchnia przeznaczona do mocowania dwóch elementów 79 w kształcie litery Y, które można wykorzystać do mocowania pieluszki wokół użytkownika.

Warstwa przyjmująca/rozprowadzająca rdzenia pieluszki zawiera nawarstwianą na mokro mieszankę 92%/8% usztywnionych, skręcanych i kędzierzawionych włókien celulozowych oraz zwykłych, nieusztywnionych włókien celulozowych. Usztywnione, skręcane, kędzierzawione włókna celulozowe wykonane są z siarczanowej masy celulozowej z południowych drzew iglastych (puchu Foley’a), usieciowanej aldehydem glurarowym w ilości około 2,5% molowych w stosunku do zawartości anhydroglikozy w suchych włóknach celulozowych. Włókna usieciowano sposobem sieciowania na sucho opisanym w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 822 453.

Takie usztywnione włókna są podobne do włókien, których charakterystykę przedstawiono poniżej w tabeli 2.

Tabela 2

Usztywnione, skręcane, kędziarzawione włókna celulozowe (STCC)

Typ = siarczanowa masa celulozowa z południowych drzew iglastych usieciowana aldehydem glutarowym w ilości 1,-41% molowych w stosunku do zawartości anhydroglikozy w suchych włóknach celulozowych

Liczba skręcania na sucho = 6,8 węzłów/mm Liczba skręcania na mokro = 5,1 węzłów/mm Zatrzymywanie alkoholu izopropylowego = 24%

Zatrzymywanie wody = 37%

Wskaźnik kędzierzawienia = 0,63

Zwykłe, nieusztywnione włókna celulozowe stosowane w kombinacji z włóknami STCC również wykonano z puchu Foley’a. Takie nieusztywnione włókna celulozowe rafinowano do uzyskania około 200 CSF (Canadian Standard Freeness, kanadyjska chudość standardowa).

Przeciętna gęstość na sucho warstwy przejmującej/rozprowadzającej wynosi 0,07 g/cm³, średnia gęstość po nasyceniu syntetycznym moczem, w przeliczeniu na suchą masę, 0,08 g/cm' oraz gramaturę 0,03 g/cm2 Rdzeń pieluszki zawiera 9,2 g warstwy przejmującej/rozprowadzającej. Powierzchnia warstwy przejmującej/rozprowadzającej wynosi 302 cm², a jej grubość 0,44 mm.

Warstwę utrzymującą/rozprowadzającą rdzenia pieluszki stanowi element o zmodyfikowanym kształcie globoidalnym z hydrofilizowanej pianki absorpcyjnej opisanej powyżej w przykładzie I. Do wykonania takiej warstwy utrzymującej/rozprowadzającej o powierzchni 425 cm²1 grubości 0,826 cm stosuje się 12 g pianki.

Pieluszka o takiej konstrukcji rdzenia zapewnia szczególnie korzystne i skuteczne wykorzystanie rdzenia do utrzymywania wydalonego moczu i w związku z tym prawdopodobieństwo jego wycieku przy noszeniu przez niemowlę w zwykły sposób jest wyjątkowo niskie.

171 302

Przykład IV. Lekka wkładka do majteczek przydatna do stosowania między okresami miesiączkowania zawiera wkład z hydrofilizowanej pianki z przykładu I (powierzchnia 117 cm², _____L ~ 1 C giuuość 1,5 nm), przy czym wkład ten znajduje się między pon /atym arkuszem wierzchnim z folii, według opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 463 045 oraz arkuszem spodnim z folii polietylenowej o grubości 0,03 mm.

Przykład V. Podpaskę wykonuje się jak w przykładzie IV, z tym że stosując wkład z hydrofilizowanej pianki z przykładu I o grubości 4 mm, oraz porowaty, me błyszczący wierzchni arkusz uformowany z folii. Konstrukcja podpaski opisana jest w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 687 478.

171 302

Fig. 1

O tOu

171 302

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.

Cena 4,00 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania polimerycznego materiału piankowego zdolnego do pochłaniania cieczy hydrofilowych, w którym polimeryzuje się emulsję typu woda w oleju zawierającą monomery ulegające polimeryzacji i wytworzony polimeryczny materiał piankowy suszy się usuwając z niego wodę i pozostawiając nie więcej niż 50% wagowych wolnej wody w przeliczeniu na materiał piankowy, znamienny tym, ze polimeryzację prowadzi się w fazie olejowej emulsji w obecności od 0,5 do 20% wagowych monolaurynianu sorbitu w przeliczeniu na monomery ulegające polimeryzacji, przy czym wytworzona pianka zawiera hydrofilizującą ilość zasadniczo równomiernie rozmieszczonego monolaurynianu sorbitu.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze polimeryzuje się emulsję zawierającą w fazie olejowej od 1% do I6%o wagowych monolaurynianu sorbitu w przeliczeniu na monomery ulegające polimeryzacji i suszy się polimeryczny materiał piankowy aż do zawartości nie więcej niż 10% wagowych wolnej wody w przeliczeniu na materiał piankowy.
3. 3. Sposób wytwarzania polimerycznego materiału piankowego zdolnego do pochłaniania cieczy hydrofilowych, w którym polimeryzuje się emulsję typu woda w oleju zawierającą w fazie olejowej emulsji typu woda w oleju monomery ulegające polimeryzacji wybrane spośród styrenu, alkilometakrylanów, diwinylobenzenu i kombinacji tych monomerów, po czym suszy się wytworzony polimeryczny materiał piankowy usuwając wodę i pozostawiając nie więcej niż 50% wagowych wolnej wody w przeliczeniu na materiał piankowy, znamienny tym, że polimeryzację prowadzi się w fazie olejowej emulsji w obecności od 0,5 do 20% wagowych monolaurynianu sorbitu w przeliczeniu na monomery ulegające polimeryzacji, przy czym wytworzona pianka zawiera hydrofilizującą ilość zasadniczo równomiernie rozmieszczonego monolaurynianu sorbitu.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako polimeryczny materiał piankowy wytwarza się piankę o otwartych komórkach.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że pozostawia się w materiale piankowym monolaurynian sorbitu w ilości co najmniej 0,05% wagowych w przeliczeniu na materiał piankowy.