PL206459B1

PL206459B1 - Wyrób chłonny

Info

Publication number: PL206459B1
Application number: PL371662A
Authority: PL
Inventors: Torgny Falk
Original assignee: Sca Hygiene Prod Ab; Sca Hygiene Products Ab
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2010-08-31
Also published as: ECSP045312A; RU2308973C2; CO5611171A2; WO2003080136A1; SE0200950D0; RU2004131646A; EP1487509B1; CN1642586A; JP2005520637A; AU2003216023A1; ATE447980T1; AU2003216023B2; BR0308700B1; PL371662A1; BR0308700A; TW200305449A; TWI256897B; JP4436686B2; KR20040094857A; MXPA04008530A

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206459 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 371662 (51) Int.Cl.

(22) Data zgłoszenia: 26.03.2003 A61L 15/60 (2006.01)

A61F 13/534 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

26.03.2003, PCT/SE03/000501 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

02.10.2003, WO03/080136 (54)

Wyrób chłonny

(30) Pierwszeństwo: 27.03.2002, SE, 0200950-4	(73) Uprawniony z patentu: SCA HYGIENE PRODUCTS AB, Goteborg, SE
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 27.06.2005 BUP 13/05	(72) Twórca(y) wynalazku: TORGNY FALK, Hisings-Backa, SE
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.08.2010 WUP 08/10	(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Anna Hołyst

PL 206 459 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wyrób chłonny.

Wynalazek dotyczy wyrobu chłonnego, takiego jak wkładka higieniczna, podpaska higieniczna lub wyrób ochronny dla osób nie panujących nad wydalaniem, do wchłaniania płynów zawierających krew i mocz, w skład którego to wyrobu wchodzi element chłonny zawierający materiał SAP.

Materiały z polimerów superabsorpcyjnych (SAP) (SAP - Super Absorbent Polymer) stały się popularne do stosowania w różnorodnych wyrobach chłonnych. Materiał SAP ma zdolność do wchłaniania cieczy w ilości kilka razy większej niż jego własna waga, co czyni SAP przydatnym do stosowania jako element składowy w, na przykład, elementach chłonnych do wkładek higienicznych, podpasek higienicznych lub pieluch.

Typowo, materiał SAP jest dodawany do pozostałego elementu chłonnego w postaci cząstek polimeru. Cząstki te są budowane z łańcuchów polimeru superabsorpcyjnego tworzących sieć, która jest trzymana razem w wyniku usieciowania. Dla uzyskania tego usieciowania stosuje się środki sieciujące.

Na przykład, w opisie DE-A-19941423 ujawniono polimer SAP i jego wytwarzanie, który zawiera (a) 55-99,9% (wagowych) zdolnego do polimeryzacji monomeru zawierającego etylen, (b) 0-40% (wagowych) zdolnego do kopolimeryzacji z (a) monomeru, (c) 0,01-5,0, korzystnie 0,1-2,0% (wagowych) środka sieciującego, oraz (d) 0-30% (wagowych) polimeru rozpuszczalnego w wodzie.

Stopień usieciowania określa elastyczność materiału, jak również jego właściwości chłonne. Wyższy stopień usieciowania skutkuje materiałem o większej kruchości, ale również o wyższej początkowej zdolności do wchłaniania płynów, tj. SAP staje się szybki, ale uzyskuje mniejszą całkowitą zdolność do wchłaniania dużych ilości, tj. mniejszą pojemność całkowitą. Niski stopień usieciowania daje lepki, zdolny do rozszerzania materiału, który ma zdolność do wchłaniania dużych ilości cieczy. Jednakże niski stopień usieciowania może skutkować stosunkowo wolnym wchłanianiem. Powodem tego jest zwiększanie się stałej dyfuzji i szybsze pęcznienie (przy wyższym stopniu usieciowania), ale zmniejszanie się pojemności całkowitej („Nowoczesna technologia polimerów superabsorpcyjnych, Buchholz and Graham, Wiley-VCH, 1998). Dlatego pożądana jest równowaga pomiędzy tymi dwoma rozwiązaniami skrajnymi.

Skutkiem wysokiego stopnia usieciowania jest również wysoka odporność na ścinanie. Odporność na ścinanie jest miarą zdolności żelu SAP do wytrzymywania nacisku bez straty płynu. Zatem cząstka SAP o wysokiej odporności na ścinanie ma dużą zdolność do trzymania płynu pod obciążeniem tak jak wtedy, gdy użytkownik wyrobu chłonnego siedzi lub leży w taki sposób, że wyrób, i znajdująca się w nim cząstka SAP, jest ściskany.

Płynami, które muszą być zdolne do wchłonięcia przez wyrób chłonny w kategorii wkładek higienicznych, podpasek higienicznych, wkładów ochronnych dla osób nie panujących nad wydalaniem lub tamponów, są głównie mocz i płyny zawierające krew, takie jak płyn menstruacyjny. Mocz jest roztworem na bazie wody, w skład którego wchodzą między innymi różne sole. Krew ma wyższą lepkość niż mocz. W skład krwi wchodzi do około 45% krwinek i do około 55% osocza krwi. W skład osocza krwi wchodzą między innymi sole, woda i białka (między innymi albumina, IgG i fibrynogen). Białka stanowią około 7 do 8% plazmy krwi. Ilość białek w krwi jest rzędu 10¹⁷/ml krwi, a ilość krwinek jest rzędu 10⁹/ml krwi.

W trakcie wchłaniania krwi przez cząstkę SAP białka bę dą oddziaływały z dużo większą intensywnością niż krwinki z powierzchnią cząstek SAP. Białka oddziałują negatywnie na pojemność chłonną cząstek SAP. Cząstki SAP służą głównie do wchłaniania wody. Zatem istotne jest skonstruowanie powierzchni cząstek SAP w taki sposób, żeby ułatwić transport molekuł wody do cząstek. Nadając powierzchni cząstek SAP właściwości hydrofilowe zmniejsza się zdolność białek do oddziaływania z powierzchnią cząstek. Badania (Nadarajah i inni, „Modelowanie dynamiki wchłaniania białek przez powierzchnie z ACS Symposium Series 602, Białka i powierzchnie przejściowe, II-Fundamentals and Applications (Horbett and Brasch, 1995): rozdział 13) wykazały, że powierzchnia hydrofilowa skutkuje mniejszym stopniem oddziaływania białek. Jednakże cząsteczki wody są polarne i bę dą zatem oddziaływać bardzo intensywnie z powierzchnią hydrofilową. To samo dotyczy soli, które znajdują się w roztworze wodnym w postaci jonów, i również będą przyciągane przez powierzchnię cząstek SAP. W ten sposób transport wody i soli ku powierzchni cząstek SAP, a zatem możliwość ich wchłonięcia przez cząstki SAP, będzie się zwiększać kosztem gromadzenia się białek na powierzchni, jeżeli powierzchnia cząstek SAP jest hydrofilowa. Ponadto duża różnica w stężeniu jonów wewnątrz

PL 206 459 B1 i na zewną trz czą stek SAP moż e dać wysokie ciś nienie osmotyczne, które przyczynia się do wysokiej zdolności chłonnej.

W ten sposób, różne płyny, które mają być wchłonięte przez wyrób chłonny w obszarze technicznym wynalazku są różne pod względem ich właściwości chemicznych.

Obecnie istnieje szereg wyrobów związanych z wchłanianiem płynów mających różne właściwości chemiczne. W opisie WO97/13484 ujawniono tak zwany gradient porów do wchłaniania płynów ustrojowych. Ten gradient porów rozciąga się w kierunku Z, w kierunku grubości, i składa się z kilku warstw materiału chłonnego mających różne wymiary porów w celu skutecznego wchłaniania płynów.

W opisie EP-A-1077051 ujawniono wkładkę higieniczną zbudowaną z dwóch warstw materiału, w której warstwa dolna zawiera materiał SAP. W WO96/23474 ujawniono wyrób chł onny do wch ł aniania płynów ustrojowych. W skład tego wyrobu wchodzą w zasadzie dwa składniki: składnik gromadzący i składnik magazynujący. Zadaniem składnika gromadzącego, który znajduje się pomiędzy źródłem płynu (nośnikiem), a składnikiem magazynującym, jest zbieranie, na przykład krwinek, oraz umożliwianie fazie ciekłej transportu do i magazynowania w składniku magazynującym. Składnik magazynujący zawiera SAP. Jednakże żaden z tych dokumentów nie ujawnia materiału SAP, który jest specjalnie przystosowany do wchłaniania krwi.

W opisie UA-A-5985432 przedstawiono porowaty materiał chł onny, który, ze wzglę du na swoją dobrą zwilżalność i mały kąt zwilżania dla płynów zawierających krew (0-40°), jest przystosowany do wchłaniania krwi. Ponadto w opisie US-A-5241009 opisano wyrób chłonny, który można użyć do wchłaniania krwi. W dokumencie tym zaleca się do wchłaniania krwi stopień usieciowania około 0,12,0%. W US-A-5985432 ujawniono SAP o stopniu usieciowania 0,001 do 5% (na mol). W tym przypadku materiał chłonny zawiera wiązanie polieterowe i/lub polikationowe do polimeru chłonnego, co skutkuje kątem zwilżenia dla krwi w przedziale 0 do 40°. Takie materiały SAP, mające stosunkowo niski stopień usieciowania, są jednakże głównie odpowiednie do wchłaniania wody lub moczu. Ponieważ wyroby te nie są utworzone do umożliwiania wchłaniania krwi, przy specyficznym składzie krwi, mają skłonność do nie funkcjonowania w przypadkach, w których muszą być wchłonięte zarówno mocz, jak i krew.

W opisie EP-A-278601 ujawniono chł onny materiał kompozytowy do stosowania w wyrobie chłonnym. W skład tego materiału kompozytowego wchodzi polimer wchłaniający wodę, nierozpuszczalny w wodzie materiał nieorganiczny i nierozpuszczalny w wodzie hydrofilowy materiał włóknisty. Jednakże nie ujawniono materiałów superabsorpcyjnych. Jednym z celów tego rozwiązania jest wchłanianie płynów o zmiennej lepkości.

W opisie WO98/06364 ujawniono makrostrukturę chłonną, która zawiera agregat związanych cząstek zawierający cząstki usieciowane z, na przykład, zasadniczo nierozpuszczalnego w wodzie, chłonnego, formującego hydrożel, materiału polimerowego. Celem jest zapewnienie materiału, w którym uniknięto problemu blokowania żelowego i zoptymalizowano właściwości przepuszczalne.

Odpowiednio, w tym obszarze techniki istnieje wiele rozwiązań technicznych do wchłaniania krwi i moczu. Jednakże ciągle nierozwiązanym problemem jest skuteczne wchłanianie krwi i moczu przez ten sam element chłonny. Zatem istnieje zapotrzebowanie na element chłonny, który to element jest utworzony w taki sposób, że zarówno krew jak i mocz mogą być wchłonięte w tak skuteczny sposób, że ryzyko przecieków jest zminimalizowane.

Celem obecnego wynalazku jest zapewnienie wyrobu chłonnego z elementem chłonnym, który to element chłonny jest skonstruowany w taki sposób, że zarówno mocz, jak płyny zawierające krew, są w wysokim stopniu wchłaniane.

Wyrób chłonny, taki jak wkładka higieniczna, podpaska higieniczna, wyrób ochronny dla osób nie panujących nad wydalaniem lub tampon, do wchłaniania moczu, krwi lub płynu menstruacyjnego, zawierający przepuszczalną dla płynów warstwę wierzchnią zwrócona ku użytkownikowi w trakcie używania, nieprzepuszczalną dla płynów warstwę spodnią odwróconą od użytkownika w trakcie używania, oraz element chłonny, umieszczony pomiędzy warstwą wierzchnią a warstwą spodnią, gdzie element chłonny zawiera polimery superabsorpcyjne, według wynalazku charakteryzuje się tym, że materiał polimeru superabsorpcyjnego jest w co najmniej dwóch wariantach, gdzie pierwszy wariant jest polimerem superabsorpcyjnym o stopniu usieciowania w przedziale od 0,02 do 2,0%, a drugi wariant jest polimerem superabsorpcyjnym o stopniu usieciowania w przedziale od 3,0 do 7,0%, gdzie drugi wariant jest przeznaczony głównie do wchłaniania krwi i ma odporność na ścinanie wyższą niż 18 kPa, i gdzie materiał polimeru superabsorpcyjnego jest umieszczony w co najmniej dwóch strefach w elemencie chł onnym, przy czym co najmniej jedna strefa zasadniczo zawiera materiał polimeru

PL 206 459 B1 superabsorpcyjnego pierwszego wariantu, i co najmniej jedna ze stref zasadniczo zawiera materiał polimeru superabsorpcyjnego drugiego wariantu.

Korzystnie pierwszy wariant polimeru superabsorpcyjnego ma stopień usieciowania w przedziale od 0,1 do 1,0%, a drugi wariant polimeru superabsorpcyjnego ma stopień usieciowania w przedziale od 4,0 do 5,0%.

Korzystnie drugi wariant polimeru superabsorpcyjnego ma odporność na ścinanie wyższą niż 25 kPa.

Korzystnie drugi wariant polimeru superabsorpcyjnego ma odporność na ścinanie wyższą niż 30 kPa.

Korzystnie drugi wariant polimeru superabsorpcyjnego ma kąt zwilżania na swojej powierzchni, który jest mniejszy niż 60°, korzystnie mniejszy niż 40%, mierząc za pomocą odwłóknionej krwi owczej.

Korzystnie element chłonny zasadniczo zawiera warstwę górną i dolną, w którym każdy z tych dwóch wariantów polimeru superabsorpcyjnego znajduje się zasadniczo w jednej z tych dwóch warstw.

Korzystnie materiał polimeru superabsorpcyjnego warstwy górnej składa się z drugiego wariantu polimeru superabsorpcyjnego, a materiał polimeru superabsorpcyjnego w dolnej warstwie składa się z pierwszego wariantu polimeru superabsorpcyjnego.

Korzystnie warstwa górna ma całkowitą pojemność chłonną co najmniej 2 ml, i warstwa dolna ma całkowitą pojemność chłonną co najmniej 2 ml.

Korzystnie warstwa górna jest przystosowana do wchłaniania płynów zawierających krew, a warstwa dolna jest przystosowana do wchł aniania moczu.

Korzystnie strefa z materiału polimeru superabsorpcyjnego drugiego wariantu jest umieszczona w ś rodku elementu chł onnego oraz co najmniej jedna strefa z materiał u polimeru superabsorpcyjnego pierwszego wariantu jest umieszczona podłużnie przed i/lub za, i/lub wokół strefy z drugiego wariantu.

Korzystnie materiał polimeru superabsorpcyjnego drugiego wariantu ma pojemność chłonną pod obciążeniem wynoszącą co najmniej 6 g krwi/g polimeru superabsorpcyjnego, korzystnie co najmniej 10 g krwi/g polimeru superabsorpcyjnego, a bardziej korzystnie co najmniej 13 g krwi/g polimeru superabsorpcyjnego, a pierwszy wariant ma pojemność chłonną pod obciążeniem 2 kPa wynoszącą co najmniej 20 g roztworu soli/g polimeru superabsorpcyjnego, korzystnie co najmniej 30 g roztworu soli/g polimeru superabsorpcyjnego, a bardziej korzystnie co najmniej 35 g roztworu soli/g polimeru superabsorpcyjnego.

Korzystnie ilość materiału polimeru superabsorpcyjnego w elemencie chłonnym jest w przedziale od 1 do 100%, korzystnie od 10 do 60%.

Te i inne cele zrealizowano za pomocą obecnego wynalazku, w którym ujawniono wyrób chłonny, taki jak wkładka higieniczna, podpaska higieniczna, wyrób ochronny dla osób nie panujących nad wydalaniem lub tampon, przeznaczony do wchłaniania krwi lub płynów menstruacyjnych, który zawiera przepuszczalną dla cieczy warstwę wierzchnią, która w trakcie używania ma być zwrócona ku użytkownikowi, nieprzepuszczalną dla cieczy warstwę spodnią, która w trakcie używania jest odwrócona od użytkownika, oraz element chłonny, który zawiera polimery superabsorpcyjne (SAP). Wyrób ten charakteryzuje się tym, że materiał SAP jest w co najmniej dwóch wariantach, gdzie pierwszy wariant jest materiałem SAP o stopniu usieciowania w przedziale 0,02 do 2,0%, a drugi wariant jest materiałem SAP o stopniu usieciowania w przedziale od 3,0 do 7,0%. W ten sposób materiał SAP przystosowany do wchłaniania moczu jest połączony z materiałem SAP do wchłaniania cieczy zawierających krew.

W zalecanym przykładzie wykonania element chłonny składa się z warstwy górnej i warstwy dolnej, gdzie warstwa górna zawiera materiał SAP, który jest przystosowany do wchłaniania krwi, a warstwa dolna zawiera materiał SAP, który jest przystosowany do wchłaniania moczu. W ten sposób uzyskuje się korzystne wchłanianie zarówno krwi jak i moczu, ponieważ mocz mający niską lepkość jest łatwo transportowany przez silnie usieciowaną warstwę górną do warstwy dolnej o wysokiej zdolności do pęcznienia.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wkładkę higieniczną według jednego przykładu wykonania wynalazku, w której element chłonny zawiera dwie warstwy, fig. 2 - przekrój struktury włóknistej, która, po przekrojeniu jest używana jako element chłonny, fig. 3 - przekrój głównego konturu elementu chłonnego według jednego z przykł adów wykonania wynalazku, w którym element chł onny zawiera dwie warstwy materia ł u, fig. 4

PL 206 459 B1

- przykład wykonania według wynalazku z materiałem SAP w róż nych strefach, a fig. 5 - inny przykład wykonania według wynalazku z materiałem SAP w różnych strefach.

Na fig. 1 pokazano główny szkic podpaski higienicznej 1 według wynalazku. Jednakże wynalazek nie jest ograniczony do podpasek higienicznych, ale może również być stosowany w innych wyrobach, takich jak wkładki higieniczne, wkłady ochronne dla osób niepanujących nad wydalaniem i tampony, które są przeznaczone do wchłaniania krwi, płynu menstruacyjnego i/lub moczu. W jednym z przykładów wykonania podpaska higieniczna może zawierać dwa krótkie boki 2, 3 i dwa długie boki 4, 5. Przepuszczalna dla cieczy warstwa wierzchnia 6 jest stosowana na tej stronie podpaski higienicznej 1, która w trakcie używania jest zwrócona ku użytkownikowi. Przepuszczalna dla cieczy warstwa wierzchnia 6, korzystnie, zawiera miękki, przyjazny dla skóry materiał. Przykładami odpowiednich materiałów przepuszczalnych dla cieczy są różne rodzaje włókninowych materiałów włóknistych. Innymi użytecznymi warstwami wierzchnimi są perforowane folie z tworzyw sztucznych, siatki, materiały tekstylne dziane, koronkowe lub tkane, oraz kombinacje i laminaty wymienionych typów materiałów.

Nieprzepuszczalna dla cieczy warstwa spodnia 7 składa się z materiału nieprzepuszczalnego dla cieczy. Odpowiednimi do tego celu są cienkie, odporne na ciecze folie z tworzyw sztucznych, ale możliwe jest również stosowanie materiałów, które początkowo są przepuszczalne dla cieczy, ale które są zaopatrzone w powłokę z tworzyw sztucznych, żywicy lub jakiegoś innego materiału odpornego na płyny. W ten sposób zapobiega się przeciekaniu płynów od spodu wyrobu chłonnego. Warstwa spodnia 7 może zatem zawierać dowolny materiał spełniający kryterium nieprzepuszczalności dla cieczy i cechujący się odpowiednią giętkością oraz tym, że jest przyjazny dla skóry. Przykładami materiałów nadających się do zastosowania jako warstwa spodnia są folie z tworzyw sztucznych, włókniny i ich laminaty. Folia z tworzywa sztucznego może, na przykład, być polietylenowa, polipropylenowa, poliestrowa lub z włókien z tworzywa sztucznego. Alternatywnie, warstwa spodnia może składać się z laminatu przepuszczalnej dla cieczy warstwy z tworzywa sztucznego, zwróconej ku elementowi chłonnemu, oraz włókniny zwróconej ku bieliźnie użytkownika. Konstrukcja tego typu zapewnia warstwę zabezpieczoną przed przeciekami mającą właściwości materiału tekstylnego. Blokująca płyny warstwa spodnia 7 może również składać się z materiału przepuszczalnego dla par. Przewiewna warstwa spodnia 7 tego typu może przykładowo być tak zwanym materiałem S-M-S (spunbondmeltblown-spunbond) albo przewiewną folią z tworzywa sztucznego wykonaną z polietylenu. Folię z tworzywa sztucznego tego typu ujawniono w EP-A-283200. W celu utrzymania przewiewności, nawet kiedy materiał jest nałożony na wyrób, spód nie powinien być całkowicie pokryty środkami mocującymi.

Te dwie warstwy owijające (warstwa wierzchnia i warstwa spodnia 6, Z) mogą być połączone ze sobą i opcjonalnie tworzą wystającą krawędź łączącą 8 wokół linii konturowej podpaski higienicznej. Połączenie to można wykonać dowolną techniką nadającą się do tego celu, taką jak klejenie, zgrzewanie lub szycie. Te dwie warstwy owijające nie są niezbędne, ale w niektórych przypadkach mogą być odpowiednie.

Pomiędzy warstwą wierzchnią a warstwą spodnią 6, 7 jest umieszczony cienki, giętki element chłonny 11, który może składać się z jednej lub więcej warstw materiałowych 12, 13. Element chłonny 11 jest odpowiednio wytwarzany z jednej lub więcej warstw pulpy celulozowej. Pulpa ta może być początkowo w postaci zwojów, bel lub arkuszy, które, w trakcie produkcji podpaski higienicznej są odwłókniane na sucho i przekształcane z postaci puszystej w matę z pulpy, zawierającą czasami tak zwane superabsorbenty, które są polimerami zdolnymi do wchłaniania wody lub płynów ustrojowych w ilościach kilka razy przekraczających ich wagę. Rozwiązaniem alternatywnym do tego jest formowanie na sucho maty z pulpy, takiej jak opisana w WO94/10965. Przykładami innych użytecznych materiałów chłonnych są różne rodzaje włókien naturalnych, takich jak włókna bawełny, torfu lub podobnych. Naturalnie, możliwe jest również stosowanie syntetycznych włókien chłonnych, albo cząstek silnie chłonnego materiału polimerowego tego typu, które podczas absorpcji wiążą chemicznie duże ilości cieczy podczas formowania żelu zawierającego ciecz, albo mieszanki włókien naturalnych lub włókien syntetycznych. W skład elementu chłonnego 11 mogą ponadto wchodzić dodatkowe elementy składowe, takie jak środki stabilizujące postać, środki rozprowadzające płyn, lub spoiwa, takie jak, na przykład, włókna termoplastyczne, które poddano obróbce termicznej w celu zamocowania krótkich włókien i cząstek do elementu łączącego. Możliwe jest również stosowanie w elemencie chłonnym różnych typów piankowych materiałów chłonnych. Jeszcze innym wariantem jest wytwarzanie elementu chłonnego tylko z materiału SAP.

PL 206 459 B1

Na fig. 2 pokazano przekrój struktury włóknistej, która jest częściowo ściśnięta. Struktura włóknista może być, na przykład, z tworzywa sztucznego, pulpy, SAP lub mieszanki tych materiałów.

W pierwszym przyk ł adzie wykonania wynalazku, element chł onny zawiera dwa róż ne materiał y SAP, przy czym pierwszy wariant ma stopień usieciowania w przedziale od 0,02 do 2,0%, a drugi wariant ma stopień usieciowania w przedziale od 3,0 do 7,0%. Dalej termin „pierwszy wariant SAP odnosi się do wariantu SAP mającego niski stopień usieciowania, a „drugi wariant SAP odnosi się do wariantu SAP mającego wysoki stopień usieciowania. Zatem pierwszy wariant jest konwencjonalnym materiałem SAP o wysokiej zdolności do pęcznienia, a tym samym nadającym się do wchłaniania moczu. Drugi wariant jest materiałem SAP ujawnionym w SE0103961-9 (złożone 27 listopada 2001), który to dokument włącza się tu przez odniesienie. Ten drugi wariant jest szczególnie odpowiedni do wchłaniania płynów zawierających krew ze względu na swój wysoki stopień usieciowania i swoją hydrofilową powierzchnię. W ten sposób zapewniono element chłonny zdolny do wchłaniania zarówno krwi, jak i moczu. Korzystnie, pierwszy wariant SAP ma stopień usieciowania w przedziale od 0,1 do 1,0%, a drugi wariant ma stopień usieciowania w przedziale 4,0 do 5,0%.

W innym przykł adzie wykonania, drugi wariant SAP, który jest przystosowany do wchł aniania krwi, ma odporność na ścinanie wyższą niż 18 kPa, korzystnie wyższą niż 25 kPa, bardziej korzystnie wyższą niż 30 kPa. Materiał SAP o takiej odporności na ścinanie ma szczególnie korzystne właściwości pod względem wchłaniania krwi. Dalsze szczegóły dotyczące wytwarzania cząstek SAP według drugiego wariantu, jak również jego właściwości chłonne, podano w SE0103961-9. Typowo, pierwszy wariant SAP ma odporność na ścinanie niższą niż 10 kPa, normalnie około 5 kPa.

Odporność na ścinanie żelu SAP (moduł sprężystości poprzecznej) można określić, na przykład, za pomocą instrumentów TA AR 1000 N. Na przykład, do 0,5 gramowej próbki SAP dodaje się 2,5 ml 0, 9% roztworu NaCl. Moduł sprężystości próbek SAP wyznacza się za pomocą instrumentów TA AR 1000 N. Analizę przeprowadza się za pomocą równoległej płyty akrylowej o grubości 40 mm, z siatką rysek w temperaturze 20°C. W skł ad procedury wchodzi poddanie próbek oscylacjom w przedziale od 0,1 do 100 Hz. Oscylacyjne naprężenie ścinania wynosi 10,00 Pa. Zmierzone naprężenie ścinania oznacza się G' i jest mierzone przy częstotliwości 1 Hz.

Polimery superabsorpcyjne (SAP) według wynalazku wytwarza się z monomerów kwasu poliakrylowego, które można dostać, na przykład, z KeboLab. Monomery te poddaje się następnie obróbce w celu utworzenia polimerów. Dodaje się je do innego materiału chłonnego w postaci perełek, granulek, pianki, włókien, nici, folii lub podobnej. W wynalazku zaleca się granulki o przybliżonych wymiarach 100 do 850 μm. Naturalnie, można stosować również inne sposoby wytwarzania o ile można nimi uzyskać materiały SAP o wspomnianych powyżej właściwościach.

Do innych materiałów, jakie można stosować do wytwarzania polimerów superabsorpcyjnych odpowiednich do stosowania w wynalazku, należą hydrolizowane szczepione kopolimery skrobi z akrylonitrylem, szczepione kopolimery skrobi z kwasem akrylowym, zmydlone kopolimery octanu winylu z estrem akrylu, hydrolizowane kopolimery akrylonitrylu, hydrolizowane kopolimery akryloamidu, kopolimery etylenu z bezwodnikiem maleinowym, kopolimery izobutylenu z bezwodnikiem maleinowym, poli(kwas winylosulfonowy), poli(kwas winylofosfonowy), poli(kwas winylofosforowy), poli(kwas winylosiarkowy), sulfonowany polistyren, poli(kwas asparaginowy), poli(kwas mlekowy), oraz ich mieszaniny, jak również mieszaniny wspomnianych powyżej związków i kwasu poliakrylowego. Oczywiście, możliwe jest również używanie innych kombinacji materiałów znanych w tej dziedzinie techniki i one również mieszczą się w zakresie wynalazku.

Łańcuchy polimerowe są trzymane razem za pomocą sieciowania, które realizuje się dodając środek sieciujący, taki jak metylobisakryloamid (MBA) do oryginalnych polimerów. Do innych możliwych środków sieciujących należą, na przykład, siarczan glinu, N,N'-metylenobisakryloamid, N,N'-metylenobismetakryloamid, dwumetakrylan glikolu etylenowego oraz triakrylan trimetylopropanu. Powinno być rozumiane przez specjalistę z tej dziedziny, że w zakresie wynalazku mieszczą się również inne środki sieciujące zapewniające pożądane usieciowanie.

Według wynalazku, środek sieciujący dodaje się do polimeru SAP w stężeniu 0,02% do 2% (na mol), korzystnie 0,1 do 1% (na mol), dla pierwszego wariantu oraz 3 do 7% (na mol), korzystnie 4 do 5% (na mol), dla drugiego wariantu. Okazało się, że dla drugiego wariantu wartości te skutkują szczególnie korzystnymi właściwościami chłonnymi dla krwi lub płynu menstruacyjnego. Wartości te mierzy się przy obciążeniu 2 kPa za pomocą metody AUL (Wchłanianie pod Obciążeniem) w ogniwie AUL, które zmodyfikowano wymieniając standardowy filtr na filtr metalowy (o oczkach 100 x 100 μm). Te filtry metalowe mają dostatecznie duże oczka dla przejścia przez nie krwinek (około 10 μm średnicy).

PL 206 459 B1

Wspomniane tu wartości pojemności chłonnej mierzy się zgodnie z metodą edana 441.1-99 (odśrodkowa pojemność retencyjna).

Powierzchnia cząstek SAP jest obrabiana w taki sposób, żeby, korzystnie, wykazywała pewien stopień zwilżalności (hydrofilowość). Zwilżalność mierzy się za pomocą tak zwanego kąta zwilżania. Do pomiaru kąta zwilżania dla cząstek SAP, które mają być używane do wchłaniania płynów zawierających krew stosuje się standardowo odwłóknioną krew owiec. Kąt zwilżania (patrz, na przykład, „Lexikon i Kemi, Gleerups forlag, 1976, wydanie 1) stanowi kąt pomiędzy powierzchnią a kroplą wody, znajdującą się na powierzchni. Im bardziej hydrofilowa powierzchnia, tym kropla staje się bardziej ściśnięta (mniejszy kąt). Powierzchnia, dla której wartość kąta zwilżania wynosi poniżej 90° jest uważana za hydrofilową. W wyrobie chłonnym według wynalazku kąt zwilżania dla drugiego wariantu materiału SAP, mierzony dla odwłóknionej krwi owczej wynosi mniej niż 60°, a korzystnie mniej niż 40°.

Kąt zwilżania pomiędzy odwłóknioną krwią owczą a cząstkami SAP można wyznaczać za pomocą DAT 1100 Fibro System AB. Analizy przeprowadza się, na przykład, w normalnym środowisku laboratoryjnym w temperaturze 22°C i przy wilgotności względnej powietrza 50%. Na przykład, do analizy wybiera się wielkości cząstek pomiędzy 100 a 315 μm.

Aby powierzchnia cząstek SAP miała pożądaną hydrofilowość, powierzchnię tę obrabia się za pomocą modyfikatora powierzchni, takiego jak chlorek glinu (AlCl3) i/lub siarczan glinu (Al2(SO4)3). Podczas obróbki powierzchni cząstki SAP tymi związkami jonowymi, jony chlorku i/lub siarczanu dysocjują i uzyskuje się wiązanie trójwartościowego, naładowanego dodatnio jonu glinu na powierzchni. W trakcie wchłaniania cieczy zawierających wodę, dipol wody jest następnie przyciągany do jonu glinu i będzie się z nim wiązał. Do innych modyfikatorów powierzchni, jakie można zastosować, należą związki krzemu, takie jak tlenki krzemu, związki organiczne, takie jak węglan etylenu i tensydy. Wszystkie modyfikatory powierzchni dające pożądany efekt, tj. pożądany kąt zwilżania, są w pełni możliwe do użycia w wynalazku.

Materiał SAP według drugiego wariantu może na przykład być obrobiony i zmodyfikowany powierzchniowo w następujący sposób: do 25% roztworu kwasu akrylowego, zobojętnionego do 75%, dodaje się metylenobisakrylamidu do stopnia usieciowania rzędu 0,1 do 10%. Tę reakcję inicjuje się za pomocą 0,1% mola Va-044 (Wako Pure Chemical Industries LTD, Japonia), i jest zobojętniany za pomocą jonów sodu (takich jak wodorotlenek sodu lub węglan sodu). Uzyskany żel jest myty, suszony, mielony (Janke & Kundel, Analyzsen Mufce A 10) i frakcjonowany do wielkości w przedziale od 100 do 850 μm.

W trakcie sieciowania powierzchniowego cząstki są odparowywane w roztworze etanolu, chlorku glinu i wodorotlenku sodu. Realizuje się to mieszając 25 ml 96% etanolu, 0,1 g wolnego od wody AlCl₃ i 300 μl 4M NaOH z 2 g SAP. Mieszankę zostawia się do sieciowania na około 30 minut w temperaturze 70°C podczas wirowania. Następnie etanol usuwa się pod próżnią.

W zalecanym przykładzie wykonania według wynalazku, element chłonny zasadniczo zawiera warstwę górną 13 i warstwę dolną 12, dzięki czemu każdy z dwóch wariantów SAP jest zasadniczo obecny w jednej z tych dwóch warstw. W ten sposób jedna z tych warstw jest specjalnie przystosowana do wchłaniania krwi, a druga jest specjalnie przystosowana do wchłaniania moczu.

W szczególnie korzystnym przykładzie wykonania (fig. 3) materiał SAP warstwy górnej 13 składa się z drugiego wariantu SAP, a materiał SAP warstwy dolnej 12 składa się z pierwszego wariantu. W ten sposób uzyskuje się element chłonny w wyrobie chłonnym, w którym to elemencie warstwa górna ma wysoki stopień usieciowania, a warstwa dolna ma niski stopień usieciowania. Mocz 18, który jest płynem o niskiej lepkości, będzie łatwo przepływał przez warstwę górną i głównie będzie wchłaniany przez warstwę dolną. Płyny 17 zawierające krew, takie jak płyn menstruacyjny, które to płyny są stosunkowo lepkie, będą wchłaniane przez warstwę górną, a tym samym w zasadzie nie płyną w dół do warstwy dolnej. Ponadto, ponieważ warstwa górna jest silnie usieciowana, zmniejsza się ryzyko blokady żelowej, ponieważ silnie usieciowane polimery nie rozszerzają się w taki sam sposób jak słabo usieciowane polimery i dlatego nie będą blokowały transportu płynów.

W innym aspekcie wynalazku, można zastosować oba warianty SAP w taki sposób, że tworzy się strefy w/na elemencie chłonnym. Na przykład, w jednym z przykładów wykonania (fig. 4) strefa z materiału SAP wariantu drugiego (wysoki stopień usieciowania) jest umieszczona w środku (podłużnie) elementu chłonnego 20, a jedna, dwie lub więcej stref z materiału SAP wariantu pierwszego (niski stopień usieciowania) jest umieszczonych przed 21 i/lub za 22 (podłużnie) strefą drugiego wariantu. Celem tego przykładu wykonania jest rozmieszczenie stref SAP w taki sposób, żeby w trakcie używa8

PL 206 459 B1 nia znajdowały się blisko tych części ciała użytkownika, z których są wydzielane płyny, jakie mają być wchłonięte, takie jak płyny menstruacyjne i mocz.

W innym przykładzie wykonania (fig. 5), strefa z SAP drugiego wariantu 23 znajduje się centralnie na, w środku elementu chłonnego, na przykład w postaci koła, wskutek czego SAP pierwszego wariantu jest umieszczany w strefie 24 wokół strefy SAP drugiego wariantu 23. Celem jest rozmieszczenie wariantów SAP w taki sposób, aby uzyskać możliwie skuteczne wchłanianie pożądanych płynów ustrojowych.

W jeszcze innym przykładzie wykonania oba warianty SAP mogą być zmieszane w jednej warstwie, albo w kilku warstwach, w wyniku czego, na przykład, względne proporcje ilościowe różnych wariantów materiału SAP są różne w różnych warstwach tak, że, na przykład, warstwa górna zawiera większość SAP drugiego wariantu, a warstwa dolna zawiera większość SAP pierwszego wariantu. Ponadto można stosować więcej niż dwie warstwy, gdzie różne warstwy zawierają różne składy materiału SAP.

Inne warianty i kombinacje wspomnianych powyżej przykładów wykonania są również całkowicie możliwe, pod warunkiem, że element chłonny zawiera materiał SAP co najmniej dwóch wariantów, jak opisano powyżej.

Użytkownik cierpiący na, na przykład, średnie nietrzymanie moczu, wydala na ogół co najmniej kilka ml płynu menstrualnego i moczu. Według zalecanego przykładu wykonania, wynalazek jest zatem skonstruowany w taki sposób, żeby warstwa górna miała całkowitą pojemność chłonną co najmniej 2 ml, i warstwa dolna miała całkowitą pojemność chłonną co najmniej 2 ml. W ten sposób 2 ml płynu zawierającego krew może, korzystnie, być wchłonięte przez warstwę górną, a 2 ml moczu może być wchłonięte przez warstwę dolną. W innym przykładzie wykonania, wynalazek jest skonstruowany w taki sposób, żeby całkowite pojemności chłonne obu warstw wzięte łącznie wynosiły 15-20 ml. Zatem wyrób chłonny według wynalazku jest, na przykład, szczególnie odpowiedni dla osób o średnim nieotrzymaniu moczu mających również menstruacje, albo dla innych użytkowników, u których wydalane są zarówno mocz, jak i krew.

W jednym z przykładów wykonania wynalazku, materiał SAP drugiego wariantu ma pojemność chłonną pod obciążeniem co najmniej 6 g krwi/g SAP, bardziej korzystnie co najmniej 10 g krwi/g SAP, a najbardziej korzystnie co najmniej 13 g krwi/g SAP, oraz pierwszy wariant ma pojemność chłonną pod obciążeniem (AUL) co najmniej 20 g roztworu soli/g SAP, bardziej korzystnie co najmniej 30 g roztworu soli/g SAP, a najbardziej korzystnie co najmniej 35 g roztworu soli/g SAP. Przez roztwór soli rozumie się tutaj, na przykład, 0,9% roztwór NaCl, na przykład solankę. Pojemność chłonną mierzy się według edana 441.1-99 (odśrodkowa pojemność retencyjna).

Cząstki SAP dodaje się do elementu chłonnego w ilości 1 do 100, korzystnie 10 do 60% całkowitej wagi elementu chłonnego, w celu uzyskania dobrego rozprowadzania i/lub pojemności chłonnej.

Pomiędzy warstwą wierzchnią 6 a elementem chłonnym 11 można umieścić warstwę wlotową. Zadaniem warstwy wlotowej jest kierowanie cieczy do wyrobu chłonnego oraz jej transport w dół do elementu chłonnego 11. Warstwa wlotowa może być materiałem włókninowym o małej gęstości.

Na dolnej stronie wyrobu chłonnego można umieścić środki mocujące. Środki mocujące zawierają, korzystnie, klej, ale mogą to być również mechaniczne środki mocujące, takie jak haczyki i pętelki, przyciski, okładziny cierne, środki zaciskowe lub tym podobne. Klej może być nałożony w postaci jednego lub więcej pasm, albo według dowolnego innego wzoru.

Alternatywnie, cały spód wyrobu chłonnego 1 jest powleczony klejem. Możliwe jest również stosowanie kleju mocującego, który jest przewiewny, oraz nanoszenie go na cały spód wyrobu, tak, żeby działał jako połączona warstwa odporna na ciecz i środki mocujące. Ponadto, środki mocujące mogą być klejami do ciała, hydrożelami lub może ich nie być.

Na środki mocujące można nanieść warstwę ochronną, np. kiedy klej jest używany jako środek mocujący. Korzystnie, warstwą ochronną jest papier silikonowany, ale możliwe są również oczywiście inne warianty warstw ochronnych, takie jak papiery woskowane, wytłaczane lub obrobione za pomocą środka antyadhezyjnego folie z tworzywa sztucznego, wstęgi tekstylne do mocowania haczyków i pętelek, itp.

W skład wyrobu chłonnego według wynalazku mogą ponadto wchodzić również klapki mocujące 9 i 10, które są stosowane wzdłuż długich boków wyrobu chłonnego. Celem tych klapek jest ich składanie wzdłuż krawędzi majtek, a tym samym trzymanie wyrobu chłonnego w miejscu. Ponadto można stosować inne rodzaje systemów mocujących.

PL 206 459 B1

Głównie wyrób chłonny według wynalazku jest wkładką higieniczną, podpaską higieniczną lub wkładem ochronnym dla osób nie panujących nad wydalaniem, przystosowanymi do wchłaniania moczu, krwi lub płynu menstruacyjnego.

W jeszcze innym aspekcie, wynalazek dotyczy zastosowania opisanego powyż ej wyrobu do wchłaniania zarówno moczu, jak i płynów zawierających krew.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wyrób chł onny, taki jak wkł adka higieniczna, podpaska higieniczna, wyrób ochronny dla osób nie panujących nad wydalaniem lub tampon, do wchłaniania moczu, krwi lub płynu menstruacyjnego, zawierający przepuszczalną dla płynów warstwę wierzchnią zwróconą ku użytkownikowi w trakcie używania, nieprzepuszczalną dla płynów warstwę spodnią odwróconą od użytkownika w trakcie używania, oraz element chłonny, umieszczony pomiędzy warstwą wierzchnią a warstwą spodnią, gdzie element chłonny zawiera polimery superabsorpcyjne, znamienny tym, że materiał polimeru superabsorpcyjnego jest w co najmniej dwóch wariantach, gdzie pierwszy wariant jest polimerem superabsorpcyjnym o stopniu usieciowania w przedziale od 0,02 do 2,0%, a drugi wariant jest polimerem superabsorpcyjnym o stopniu usieciowania w przedziale od 3,0 do 7,0%, gdzie drugi wariant jest przeznaczony głównie do wchłaniania krwi i ma odporność na ścinanie wyższą niż 18 kPa, i gdzie materiał polimeru superabsorpcyjnego jest umieszczony w co najmniej dwóch strefach w elemencie chłonnym, przy czym co najmniej jedna strefa zawiera materiał polimeru superabsorpcyjnego pierwszego wariantu, i co najmniej jedna ze stref zawiera materiał polimeru superabsorpcyjnego drugiego wariantu.
2. Wyrób według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy wariant polimeru superabsorpcyjnego ma stopień usieciowania w przedziale od 0,1 do 1,0%, a drugi wariant polimeru superabsorpcyjnego ma stopień usieciowania w przedziale od 4,0 do 5,0%.
3. Wyrób według zastrz. 2, znamienny tym, ż e drugi wariant polimeru superabsorpcyjnego ma odporność na ścinanie wyższą niż 25 kPa.
4. Wyrób według zastrz. 3, znamienny tym, ż e drugi wariant polimeru superabsorpcyjnego ma odporność na ścinanie wyższą niż 30 kPa.
5. Wyrób według dowolnego z zastrz. poprzednich, znamienny tym, ż e drugi wariant polimeru superabsorpcyjnego ma kąt zwilżania na swojej powierzchni, który jest mniejszy niż 60°, korzystnie mniejszy niż 40%, mierząc za pomocą odwłóknionej krwi owczej.
6. Wyrób wedł ug dowolnego z zastrz. poprzednich, znamienny tym, ż e element chł onny zawiera warstwę górną i dolną, w którym każdy z tych dwóch wariantów polimeru superabsorpcyjnego znajduje się w jednej z tych dwóch warstw.
7. Wyrób według zastrz. 6, znamienny tym, że materiał polimeru superabsorpcyjnego warstwy górnej składa się z drugiego wariantu polimeru superabsorpcyjnego, a materiał polimeru superabsorpcyjnego w dolnej warstwie składa się z pierwszego wariantu polimeru superabsorpcyjnego.
8. Wyrób według zastrz. 7 albo 8, znamienny tym, że warstwa górna ma całkowitą pojemność chłonną co najmniej 2 ml, i warstwa dolna ma całkowitą pojemność chłonną co najmniej 2 ml.
9. Wyrób według dowolnego z zastrz. 6-8, znamienny tym, że warstwa górna jest przystosowana do wchłaniania płynów zawierających krew, a warstwa dolna jest przystosowana do wchłaniania moczu.
10. Wyrób według dowolnego z zastrz. 1-9, znamienny tym, że strefa z materiału polimeru superabsorpcyjnego drugiego wariantu jest umieszczona w środku elementu chłonnego oraz co najmniej jedna strefa z materiału polimeru superabsorpcyjnego pierwszego wariantu jest umieszczona podłużnie przed i/lub za, i/lub wokół strefy z drugiego wariantu.
11. Wyrób według dowolnego z zastrz. poprzednich, znamienny tym, że materiał polimeru superabsorpcyjnego drugiego wariantu ma pojemność chłonną pod obciążeniem wynoszącą co najmniej 6 g krwi/g polimeru superabsorpcyjnego, korzystnie co najmniej 10 g krwi/g polimeru superabsorpcyjnego, a bardziej korzystnie co najmniej 13 g krwi/g polimeru superabsorpcyjnego, a pierwszy wariant ma pojemność chłonną pod obciążeniem 2 kPa wynoszącą co najmniej 20 g roztworu soli/g polimeru superabsorpcyjnego, korzystnie co najmniej 30 g roztworu soli/g polimeru superabsorpcyjnego, a bardziej korzystnie co najmniej 35 g roztworu soli/g polimeru superabsorpcyjnego.
12. Wyrób według dowolnego z zastrz. poprzednich, znamienny tym, że ilość materiału polimeru superabsorpcyjnego w elemencie chłonnym jest w przedziale od 1 do 100%, korzystnie od 10 do 60%.