SK15494A3 - Method of hydrophilization of absorbent foam materials - Google Patents

Description

Tento vynález sa týka spôsobu premieňania bežne hydrofóbnych polymérnych. pien na hydrofilné peny. Fény, ktoré sú takto hydrofilizované, sú vhodné k používaniu pre absorpčné zariadenia á pomôcky ako uteráky, zariadenia pre prípady inkontinencie u dospelých, hygienické plienky, obväzy a podobne, ktoré sú zvlášť osobitne prispôsobené k absorbovaniu rozmanitých telových tekutín.

Doterajší stav techniky

V· komerčnej praxi j'e veľmi dobre zháme široké a rozmanité spektrum penových materiálov, bežne nazývaných huby. Pre tieto peny je typická štruktúra otvorených dutiniek /alebo tiež buniek/ a zahrňuje rôzne celulózové alebo polymérne materiály. Veľmi dlho používanými materiálmi pre prípravu syntetických pien sú napríklad rozmanité polyuretány a podobné materiály.

Ako je veľmi dobre známe v danej oblasti techniky, penové materiály sú účinnejšími absorbentmi vodných kvapalín, ak je ich povrch v podstate hydrofilný. Avšak mnoho syntetických pien sa pripravuje polymerizáciou organických monomérov, ktoré poskytujú polymérne peny, a sú v podstate hydrofóbnej povahy. Preto bola venovaná veľká pozornosť nájdeniu spôsobu, ktorým by sa mohli stáť syntetické peny hydrofilnými.

Napríklad je známe, že mnoho typov pien bolo pripravených použitím' určitých vybraných monomérov,. ktoré prepožičali aspoň niektorý zo stupňov hydrofilného charakteru výslednej polymérnej pene. Do základnej štruktúry siete peny sa takéto polyméry včleňujú v priebehu polymerizácie. Tieto hydrofilné substituenty, prítomné v uvedených monoméroch, môžu však nežiadúcim spôsobom modifikovať vo výslednej pene jej základné vlastnosti. Takže zatiaľ čo výsledná pena môže mať žiadaný hydrofilný charakter, môže zase stratiť iné svoje žiadané charakteristické štruktúrne vlastnosti alebo účinnosť niektorej' kvalitnej vlastnosti.

Okrem toho môžu byť takéto špecializované hydrofilné monoméry drahé v rorovnaní so štandardnými monomérmi používanými pre prípravu' pien, a teda sa pri ich použití môže zvýšiť celková cena peny.

Pri iných spôsoboch sa niektoré peny spracovávajú pomocou skupín^- aniontových substituentov, ako sú karboxylátové alebo sulfonátové časti na ich polymérnych štruktúrach. Takéto aniontové substituenty môžu pôsobiť na hydrofilizáciu povrchu peny, ale bohužiaľ sa pri ich použití môže stáť výsledná pena skôr tuhá a môže jej chýbať pamäť hmoty. Také peny nie sú optimálne uspokojivé pri priamom dotyku s ľudskou pokožkou, ako napríklad u plienok a hygienických pomôckach.

V niektorých prípadoch sa môžu stáť syntetické hydrofóbne peny hydrof.ľlnými včlenením malých množst'iev povrchovo aktívnych látok do matrice peny. Zatiaľ čo sa takto môžu stáť peny hydrofilnými a dobre použiteľnými pre niektoré účely, nie sú vždy peny, obsahujúce povrchovo aktívnu· látku, vhodné pre použitie pri dlhšom-kontakte s pokožkou,, lebo povrchovo aktívna látka môže pôsobiť dráždivo na pokožku. Okrem toho môžu niektoré povrchovo aktívne látky, napríklad tie, ktoré sú rozpustné vo vode, desorbovať z peny a rozpúšťať sa do kvapaliny, absorbovanej penou,. To môže významne zmeniť' povrchové napätie kvapaliny a veľmi podstatne ovplyvniť pevnosť, s ktorou je držaná penou.

Výroba hydrofilných pien pre použitie ako absorbentov tekutiny pre hygienické a zdravotnícke pomôcky_r zvlášť pre uteráky a plienky pre jednorázové použitie a hygienické obrúsky, vyžadujú, aby tieto peny mali nielen vynikajúce vlastnosti pokiaľ sa týka manipulácie s tekutinami, ale aby boli taktiež príjemné a bezpečné, ak sú v tesnej blízkosti ľudskej pokožky pri dlhšej' ďobe nosenia, Naviac je dôležité prevedenie a návrhy pien, ktoré sa používajú pre plienky a vložky pri menštruačnom krvácaní, aby fluidné vlastnosti telových tekutín ako je moč a krv pri menštruácii nemali' v podstate vplyv na hydrofilizačné činidlo, ako sa môže stáť u niektorých povrchovo aktívnych látok, napríklad u tých, ktoré sú rozpustné vo vode, používané pre hydrofilizáciu absorpčnýoh pien. Preto majú výrobcovia týchto pien skutočne podstatný záujem na bezpečnosti, účinnosti a ekonomických hľadiskách vzhľadom k hydrofilizovaným absorpčným penám. Tento vynález poskytuje bezpečný a účinný spôsob hydrofilizácie pien, ktorý splňuje vyššie uvedené požiadavky.

... .1.. :

Ľindouist:· U.S. patent 3,563,243, vydaný 16.februára 1971 sa ťý&a požitia oxyal&ľénonr substituovaných pien pre plienky, uteráky. Viď tiež Kaor japonský patent' 02-239863; Ľaiď Open

21. september 1990.

Jones a kol.: U.S., patent 4,612,334, vydaný' 16.septembra 1986 a Haq a kol. t U’.S. patent 4,606,958;: vydaný 19.augusta 1986, obidva patenty sa týkajú určitých pien, ktoré majú karboxylové a iné aniontové substitučné skupiny.

Kelly a kol. r U.8. patent 4,.985,4.67,. vydaný 15. januára 1991 popisuje hydrofilnú polyuretánovú penu obsahujúcu superabsorpčé ný materiál. Ternto patentový spis tiež cituje nasledujúce: odkazy, týkajúce sa absorpčných pien a/alebo iných absorpčných. materiálov:: patenty U’.S. - 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; 3,900,030; 4,239,043; 4,731,391 a japonské - 55 168104 /1982/;, 5T-92O32 /1982/; taktiež patenty U.S. - 3,021,290; 3,175,025;. 4,359,558;,a 4,521/544.

Barby a kol. r U’.S.. patent 4.,797,.310, vyďaný 10.januára 1989; Eďwarďs a koľ. r U’.S, patent 4,788/225, vydaný 29.novembra 1988 a Barby a kol. r U’.S.- patent 4,522/.953,. vydaný II, júna 1985, sa všetky týkajú poréznych polymérnych materiálov /pien/, niektoré obsahujú povrchovo aktívne látky a sú pravdepodobne hydrofilné.

Podstata vynálezu

Vynález poskytujé spôsob premeny v podstate hydrofóbnych polymérnych pien na peny, vhodné pre absorbovanie hyďrofilných kvapalín. Tento spôsob zahrnuje včlenenie hydrofilizačného činidla určitého typu v podstate nerozpustného vo vode, slabého, nedráždivého povrchovo aktívneho činidla, do polymérne j peny, ktorá jé v podstate hydrofóbna za neprítomnosti pridaného alebo zbytkového hydrofilizačného činidla. Použitá povrchovo aktívna látka obsahuje sorbitan monolaurát. Je včlenená ďo penového materiálu· spôsobom,, ktorý umožňuje,, aby hydrofilizačné množstvo sorbitan monolaurátovej látky bolo v uvedenom penovom materiáli' rovnomerne distribuované.

Vynález j^;e taktiež zameraný na hydrofilizované materiály, ktoré sú vhodné k absorbovaniu hyďrofilných kvapalín. Takéto peny majú vyššie uvedené hydrofilizačné činidlo, založené na sorbitan monolauráte, včlenené do peny, pričom v podstate je., .rov-4 nonierne distribuované jeho hydrofilizačné množstvo, a to aspoň 0,05 £ hmotnostnýcft na hmotnosť' danej' peny. Takéto peny okrem toho obsahujú nie viac ako 50 % hmotnostnýcft,. vzti.aftnuté na hmôt nosť bezvodnej peny.

Vynález ilustruje.dva obrázky; na obr.l je mikrografický snímok' medzier v typickej hydrofilizovateľnej absorpčnej pene podľa tohto vynálezu.

Na obr. 2 je štruktúra plienky, event. vložky, rozložená na jednotlivé časti, pričom má. jadro zostavené z dvojitej absorpčnej vrstvy;: ako jednu zo svojich častí používa hydrofilizovaný penový materiál.

Hydrofilizačný spôsob podľa tohto vynálezu umožňuje spracovaním polymérnych penových materiálov, aby boli vhodné pre absorbovanie kvapalín do svojej' penovej štruktúry. Polymérne peny je možné obecne charakterizovať ako štruktúry, získané tak, že sa najprv disperguje plyn,, relatívne neobsahujúci monomér ale bo kvapalina, relatívne neobsahujúca monomér, v podobe bublín v kvapaline obsahujúcej polymerizovateľný monomér, potom nasleduje polymerizácia polymerizovateľných monomérov v kvapaline obsahujúcej' monomér, ktorá obklopuje bubliny. Výsledná polymerizovaná disperzia môže byť vo forme poréznej ztuženej štruktúry, ktorá' j'e agregovaná' do buniek,, ktoré sú ohraničené ' lebo ich ste ny obsahujú polymerizovaný materiál. Samotné bunky obsahujú plyn relatívne bez monoméru alebo kvapalinu, relatívne bez monoméru, ktoré majú pred polymerizáciou formu bublín v kvapalnej' disperzii

Ako bude áalej podrobnejšie popísané, výhodné polymérne penové materiály užitočné v tomto vynáleze, sú také, ktoré sa pripravujú polymérizovaním zvláštneho typu emulzie vody v oleji. Takáto emulzia sa tvorí z olejovej fázy obsahujúcej relatívne ma· lé množstvo polymerizovateľného monoméru a z vodnej fázy obsahujúcej relatívne väčšie množstvo monoméru. Diskontinuálna vnútorná vodná fáza relatívne bez monoméru takto tvorí dispergované bubliny, obklopené kontinuálnou olejovou fázou, ktorá obsahuje polymerizovateľný monomér. Nasledujúcou polymerizáciou monomérov· v kontinuálnej' olejovej fáze sa tvorí bunečná - pórovitá penová štruktúra. Vodnú- kvapalinu.^,. ktorá zostala v uvedenej' pe· novej štruktúre, utvorenej po polymerizácii, je možné odstrániť lisovaním, stlaČovaním' a/alebo sušením tejto peny.

- 5 Veľmi výhodné polymérne penové materiály pre použitie v tomto vynáleze sú pripravené polymerizáciou emulzií typu vody v oleji,; obsahujúcich určité polymerizovateľné monoméry, ako je styrén, alkyl/met/alkyláty a/alebo divinylbenzén, a to v olejovej fáze takýchto emulzií. Najvýhodnejšie polymérne penové materiály tohto typu sú také,, ktoré sú popísané v súbežne prejednávaných patentových' spisoch autorov:·. DesMarais,. Stone, Thompson, Young, LaVon a

Ľýer, ktoré sú v amerických patentových spisoch rady U;.S. Seriál *

N’o. 743,839,. /P G' Čase 4451/ nazvaný Absorpčné penové materiály pre vodné telové tekutiny a absorpčný tovar obsahujúci takéto materiály, ktoré sú tu zaradené do odkazov. Takéto veľmi výhodné penové materiály budú mať obecne objem pórov 12 až 100 ml/g a kapilárnu sacm špecifickú plochu povrchu od 0,5 ďo 5,.0 m /g.

Tieto peny je možné pripraviť z emulzií typu voda v oleji, kde je hmotnostný pomer vody k oleju od 12 : 1 do 100 : 1, výhodnejšie od 20 ί 1 do 70 r 1.

Iným obvyklým typom polymérnych penových materiálov užitočným v toráto' vynáleze sú. polyuretány. Polyureténové peny sa pripravujú reagovaním· poly izokyanátov ako je ďiizokyanát, s látkou, obsahujúcou hydroxylové skupiny,, ako j'e poľyéter polyol za prítomnosti vody a katalyzátora,. Keší vzniká polymér, voda reaguje s izokyanátovými skupinami a tým dochádza k zosieťovaniur. Vzniká’ tiež oxid uhličitý a tým dochádza k tvorbec-peny. Ako naäúvadlá môžu byť použité látky ako trifluormeťán alfefeo iné vyprchávajúce látky.

Polymérne peny, vrátane tu uvedených výhodných pien, sa tu prioravujú z polymérizovateľných emulzií typu vody v oleji, môžu mať charakter relatívne uzat^vorených dutiniek /alebo tiež buniek, šalej budeme používať označenie dutinky/, ktoré budeme šalej označovať ako penové ľahčené hmoty, alebo môžu mať charakter relatívne otvorených dutiniek / alebo tiež buniek, ďalej budeme používať označenie dutinky/, ktoré budeme šalej označovať ako ľahčené hubovité hmoty; tento ich charakter závisí na tom, či a/alebo ich priestor, vymedzený stenami alebo ohraničením, t.j. okná dutiniek je naplnený polymém/m materiálom alebo nie. Polymérne ľahčené materiály, užitočné podľa spôsobu tohto vynálezu, sú s relatívne ; '. otvorenými dutinkami, pričom jednotlivé dutinky od seba navzájom nie sú väčšinou celkom izolované polymérnym materiálom stien.

V⁷ takejto štruktúre v podstate otvorených dutiniek sú dosť veľké otvory alebo okná, aby umožnili prevod tekutiny z jednej dutin ky tejto štruktúry do inej dutinky v tej istej štruktúre.

V štruktúrach, ktoré majú v podstate otvorené dutinky, tu použitého typu, budú mať obecne peny sieťový charakter s mnohonásobným vzájomným prepojením dutiniek, čím tvoria rozvetvené trojrozmerné rúna. Pramene týchto polymérnych materiálov, vytvorené rozvetvenými rúnami v štruktúre s otvorenými dutinkami, možno označiť ako vzpery. Tieto peny s otvorenými dutinkami /3alej už ich budBme nazývať hubovité hmoty, ako je už uvedené v predchádzajúcom odstavci/ majúce typickú štruktúru vzpier, sú ukázanéha príklade mikrofotografického snímku na obŕ. 1. Pre

J* h účely tohto vynálezu sú za hubové hmoty považované také ľahčené hmoty, u ktorých aspoň 80 % dutiniek v štruktúre je v spojení pomocou tekutiny s aspoň jednou susednou dutinkou.

Polymérne materiály,, ktoré tvoria takéto peny, používajú ako východziu látku pri spôsobe podľa tohto vynálezu obecne nebotnateľné látky vo vodných kvapalinách a obecne tiež neobsahujú polárne funkčné skupiny na svojich polymérnych štruktúrach. K'ečl sa tvoria štruktúry takýchto pien, ich štruktúrny povrch obsahuje také polymérne materiály, ktoré za neprítomnosti akýchkoľvek zbytkových alebo prídairných povrchovo aktívnych látok alebo iných hydrofilizujúcich činidiel, budú mať v podstate hydrof’óbne vlastnosti.

Miera, v akej sú uvedené polymérne penové materiály buä. hy drofóbne alebo hydrofilné, môže byť kvantifikovaná zavedením veličiny adhezné napätie, prejavujúce sa u takýchto pien pri kontakte s absorpčnou testujúcou kvapalinou. Adhézne napätie je definované rovnicou:

AT = cos Θ kde AT je adhezívne napätie v N/m je povrchové napätie testujúcej kvapaliny, absorbovanej daným penovým materiáloK. v TT/mp θ-je kontaktný uhol v stupňoch medzi povrchom penového materiálu a vektorom, ktorý je dotykový voči testujúcej kv.a paline v bode, kde dochádza ku styku testujúcej kvapaliny a povrchom penového polyméru.

- T Pre akýkoľvek daný penový' materiál môže byť jeho adhézne napätie určené experimentálne pomocou spôsobu, pri ktorom sa meria prírastok hmotnosti hydrofilnéj testovacej tekutiny,, napr. syntetického moču na vzorku peny o známych rozmeroch' a špecifickej' ploche povrchu, kapilárnym saním^-. Tento spôsob je popísaný pod. robnej’šie v^: ďalšej uvedenej časti,, nazvanej Spôsoby testovania.

Pre účely tohto vynálezu sa pokladajú v podstate za hydrofóbne také penové materiály,, ktoré v podstate za neprítomnosti akéhokoľvek pridaného alebo zvyškového povrchovo aktívneho činidla alebo iného hydrofilizačného činidla,, prejavujú menšie adhézív-ne napätie: ako 0,015 N/m tak,, ako sa určí podľa prebytku kapiľárnynr saním syntetického moču majúceho povrchové napätie 0,065 - 5 N/m. Naopak, za relatívne hydrofilné sa pokladajú také polymérne penové materiály,, ktoré prejavujú adhézne napätie 0,015 N/m alebo vyššie, výhodne 0,.020N/m alebo vyššie, ako sa určí podľa prebytku kapilárnym· saním syntetického moču, rovnako ako je uveďené vyššie.

Podľa tu uvedeného spôsobu hydrofilizá'cie peny sa v podstate hydrofóbne polymérne peny spracovávajú tak, že. sa dd tohto penového materiálu včleňuje hydrofilizačné činidlo, ktoré obsahuje určitý typ v podstate v.o vode nerozpustnej,, slabej,, relatívne nedráždive j povrchovo aktívnej látky, ktorá spôsobuje zvýšenie zmáčavosti polymérnych povrchov,., s ktorými prichádzajú do styku a na ktoré môžu byť nanesené. Vybraná povrchovo aktívna látka tohto typu, ktorá tu bola objavená, ako zvlášť užitočná pre schopnosť dávať žiadané hydrofilné vlastnosti polymérnym absorpčnýnr penám s otvorenými dutinkami, je sorbitan monolaurát. Sorbitan monolaurát je parciálny ester, vzniknutý reagovaním sorbitoľu alebo jeho anhydridu so zdrojom kyseliny laurovej. Sorbitan· monolaurát j'e známy emulgátor,. ktorý j'e v. podstate nerozpustný vo vode. Je. komerčne označený pod obchodným názvom SPAIr^20 a j'e dostupný vo forme jantárovej žltej kvapaliny.

Na sorbitan monolauráte založená povrchovo aktívna látka, užitočná ako hydrofilizačné činidlo, môže byť začlenená do daného penového materiálu vhodným spôsobom tak, aby vznikol penový materiál, obsahujúci na polymérnom povrchu danú povrchovo aktívnu látku. Najvýhodnejšie je použitie sorbitan monolaurátove j povrchovo aktívnej látky ako zložky pri spôsobe, použitom pre pri11.UX

- 8 pravú- penového polymérneho materiálu. Pre výhodné, tu uvedené peny, ktoré sa pripravujú polymerizáciou emulzií typu vody v oleji, je možné v podstate vo vode nerozpustný sorbitan monolaurát pridať ako emulgátor do olejovej fázy obsahujúcej' monomér, ktorá je súčasťou takejto emulzie. Pri použití takéhoto spôsobu hrá sorbitan monolaurátová povrchovo aktívna látka dvojakú úlohu a to jednak, stabilizuje. poSymerizovanú emulziu a jednak pôsobí ako zbytkové hydrofilizačné činidlo,, ktoré kontaktuje a s výhodou pokrýva polymérne povrchy penovej Štruktúry po ich vzniku.. Sorbitan monolaurátová povrchovo aktívna látka môže byť pridaná do olejovej' fázy obsahujúce j^: polymerizovateľný monomér v množstve od 0,7 do 20 % hmotnostných, s výhodou od 1 do 16' % hmotnostných, vztiahnuté na hmotnosť polymerizovateľných monomérov v olejovej fáze.

Alternatívne môže byť' sorbitan. monolaurátová povrchovo aktívna látka, použitá podľa tohto vynálezu, zavedená alebo zrrovuzaveďená ďo penového materiálu, ktorý neobsahuje žiadnu povrchovo aktívnu látku už pri výrobe alebo z neho bola táto látka odstránená. Takéto zavedenie alebo znovuzavedénie sorbitan monolaurátu sa môže využívať spracovaním takýchto pien roztokom alebo suspenziou:· vhodnej povrchovo aktívnej' látky. Táto vo vode nerozpustná' sorbitan monolaurátová povrchovo aktívna látka, tu použitá, môže byť rozpustená alebo dispergovaná vo vhodnom rozpúšťadle alebo na vhodnom nosiči',, ako j^:e izaopropanol, a výsledný roztok alebo suspenzia môže byť privedená ďo styku so spracovaným penovým materiálom. Týmto spôsobom môže byť sorbitan monolaurátová hydrofilizačné činidlo včlenené do medzier v danej' penovej' štruktúre. Takéto spracovanie penových materiálov, ktoré sú pri vzniku v podstate hyďrofóbne, môže byť obtiažne, lebo sorbitan monolaurátová roztoky alebo suspenzie nemusia byť ľahko absorbované do hydrofóbnych. pien. Preto je treba pri p.i aplikovaní roztokov alebo suspenzií založených na sorbitan monolauráte' do penovej štruktúry požiť tlaku alebo spôsobu opakovaného premývania a/alebo stläčovania, aby sa tak umožnila prijateľne rovnomerná distribúcia hydrofilizačného činidla do penovej štruktúry.

Uvedená sorbitan monolaurátová povrchovo aktívna látka použitá podľa tohto vynálezu, sa obvykle včleňuje do daného peno- 9 vého materiálu v takom množstve, ktoré spolu s iným pomocným hyčrofilizačným činidlom, ktoré môže byť použité, dáva vhodné hydrofilné vlastnosti takto spracovávanej pene. Často sa takéto množstvo včlenené sorbitan monolaurátovej povrchovo aktívnej látky pohybuje v rozpätí od 0,5 do 20 % hmotnostných, vztiahnuté na hmotnosť daného polymerizovaného penového materiálu, výhodnejšie od 1 do 16 % hmotnostných,. vztiahnuté na hmotnosť daného polymerizovaného penového materiálu.

Okrem včlenenia sorbitan monolaurátových povrchovo aktívnych látok do uvedenej penovej štruktúry, ako je vyššie uvedené, je možné včleňovať do tejto penovej štruktúry prídavné typy látok, ktoré pôsobia ako pomocné hydrofilizujúce činidlá na spracovávanie peny. Medzi najobecnejšie používané pomocné hydrofilizujúce činidlá tohto typu patria toxikologický prijateľné, hydratované alebo hyd.ratovateľné vápenaté a horečnaté soli ako je hydratovaný chlorid; vápenatý. Spôsob hydrofilizovania polymérnych penových materiálov.· tým, že sa do nich včlení kombinácia vo vode nerozpustných povrchovo aktívnych látok' /vrátane sorbitan monolaurátu/ a solí hydrofilizačných činidiel ako je hydrátovaný chlorid vápenatý, je predmetom súbežne prejednávaného amerického patentového spisu autora •Thomasa A. DesMaraisa, ktorého spis má poradové číslo 743,951* /P G Čase 4454/ a je tu uvedený ako odkaz.

ďe zjavné, že pre účinnosť sorbitan monolaurátu a iných pomocných hydrofilizačných činidiel pri udelení hydrofilných vlastností nimi spracovávané j pene musí byť ako sorbitan monolaurát tak aj pomocné hydrofilizačné činidlá v podstate rovnomerne distribuované do vnútornej štruktúry danej peny. Pokiaľ je sorbitan monolaurát a pomocné hydrofilizačné činidlá v· pene iba v oddelených diskontinuálnych oblastiach, môže sa stať, že napríklad sorbitan monolaurátom alebo hydrofilizačnýnr činidlom spracované kvapaliny tvoria guličky alebo kvapôčky v penovej štruktúre a dochádza tak ku vzniku polymérnych vzpier a potom nie je možné uskutočniť týmto spôsobom plnú účinnosť pokiaľ sa týka hydrofilizácie danej spracovávanej peny.

Predtým, ako sa použijú ako absorbenty, musia byť penové materiály, ktorých polymérne povrchy sa stali hydrofilnými tým,.

že do nich bol včlenený sorbitan monolaurát a poprípade iné pomocné hydrofilizačné činidlo ako je hydratovaný chlorid vápenatý, vysušený. Sušenie bude obecne treba preto, aby boli z takýchto spracovávaných pien odstránené kvapaliny,., napr. voda a/alebo alkoholické rozpúšťadlá, použité pri príprave peny alebo použité k uľahčeniu včlenenia hydrofilizačných činidiel do penovej štruktúry. Kvapalina sa môže odstrániť jednoducho lisovaním penového materiálu, aby sa z nej kvapalina vyžmýkala. Kvapalinu je možné tiež odstrániť pomocou vzduchu, tepla alebo.mikrovlnými spracovateľskými spôsobmi, ktoré slúžia k odstraňovaniu kvapalín z penovej štruktúry,. ale nie k odstráneniu prílišného množstva hydrofilizačných činidiel, včlenených do penovej štruktúry. Kvapaliny, použité ako rozpúšťadlá, budú často z týchto penových štruktúr odstraňované tu použitými spôsobmi pre odstraňovanie zvyškových rozpúšťadiel, napr. voľnej vody tak,, aby pena neobsahovala viac ako 50 % hmotnostných, vztiahnuté na hmotnosť /suchej/ peny, výhodnejšie nie viac ako 10 % hmotnostných, vztiahnuté na hmotnosť /suchej/ peny.

Spracovávaním polymérnych penových materiálov podľa tu uvedeného spôsobu podľa vynálezu sa stávajú takéto penové materiály vhodné pre absorbovanie hydrofilných kvapalín.. Preto sú hydrofilizované penové materiály podľa tohto vynálezu zvlášť výhodné ako absorbenť vodných telových tekutín v absorpčných: výrobkoch., ako sú plienky,, inkontinenŕné podložky, pomôcky používané pri menštruácii a podobne. Hydrofilné vlastnosti takto spracovávaných, absorpčných penových materiálov, dovoľujú ich používať k ľahšiemu prijímaniu telových kvapalín, ako je moč a krv pri menštruácii, do ich penových štruktúr. Hydrofilizované penové materiály tiež prejavujú žiadúcu schopnosť prevodu tekutín, čo je vlastnosť, prejavujúca sa voči vodným kvapalinám, ako sú telové tekutiny tak, že absorbovaná tekutina môže byť premiestnená z jednej časti absorpčnej peny do inej.

Jednoduchá orientačná skúška, používaná pre určenie relatívnej hydrofilicity vzorky spracovanej peny, zahrňuje meranie doby klesnutia. Pri takomto teste sa pustí vzorka peny do kadinky s testujúcou vodnou tekutinou, napr, so syntetickým močom a meria sa doba, potrebná k tomu, aby vzorka klesla do tekutiny. Pri vzorkách s väčšou hydrofilitou sa získajú kratšie doby. Typický test na meranie doby klesnutia je podrobnejšie ďalej popísaný v časti Spôsoby testovania.

- 11 Spôsoby testovania

Pri ponise tohto vynálezu sú popísané určité vlastnosti absoročných penových materiálov. Tu bude uvedené v nasledujúcom texte, meranie vlastností a testovacie spôsoby.

1/ Testujúce kvapaliny a príprava vzoriek

A/ Testujúca kvapalina - syntetický moč Pri niektorých meraniach, ktoré sú tu popísané v testoch, sa používa testujúca kvapalina ako je syntetický moč alebo etanol. Syntetický moč, používaný v nižšie popísaných testoch, sa pripravuje z komerčne dostupného prípravku, vyrábaného firmou Jayco Pharmaceuticals /Mechani’csburg·, PA 17055/. Tento ďayco syntetický moč,, vyrobený z preparátu:,, sa skladá z ECI, 0,2 %;· Na^SO^,

0,2 NIP₄ff₂PO₄,.. 0,085 /NH^HPO.^ 0,015 %; CaCl'₂.2H₂0, 0,025 a MgCl₂.6H₂0,. 0,.05‘ % /všetky % sú hmotnostné/. Vzorky syntetického močw sa pripravujú podľa návodu na nálepke, použitím destilovanej vody. Pri riedení sa postupuje tak, že sa zmes soli Jayco pridáva k vode. Vzorky sa filtrujú po odstránení akýchkoľvek: častíc. Pokiaľ sa nejaký syntetický moč nepoužije, po týždni sa likviduje.· Pre zvýšenie viditeľnosti sa pridáva na jeden liter syntetického moču päť kvapiek modrého potravinárskeho farbiva. Použitý syntetický moč ďayco má povrchové napätie 0,065 ⁺- 5 R/m.

B/ Príprava vzorky peny

K nasledujúcim testom na meranie adhezívneho napätia a doby klesnutia patrí príprava a testovanie vzorky peny zvláštnej špecifikovanej veľkosti. Tieto vzorky požadovanej veľkosti sa režú z veľkých blokov peny použitím ostrej' obostrannej nožovej píly. Použitínr tohto alebo ekvivalentného spôsobu rezania slúži k eliminovaniu prípadných defektov na hranách vzoriek, ktorými môžu byť merania skreslené.

K špecifikácii veľkosti vzoriek patrí špecifikácia rozmerov a hrúbky vzorky peny. Meranie rozmerov alebo hrúbky vzorky pre účely podľa tohto vynálezu sa robí, kečľ je vzorka vystavená v uzavretom priestore tlaku 350 Fa.

II/ Určenie adhezívneho napätia

Adhezívne napätie prejavujú vzorky hydrofilizovanej peny pri nasávaní testujúcich tekutín kapilárnym nasávaním; jeho hodnota sa získa násobením povrchového napätia , , hodnotou kosínu kon12 taktného uhla, ô, ktorý prejavuje kvapalina pri styku s vnútornými oovrchmi vzorky peny, Aóhézne napätie .je možné určiť experimentálne meraním rovnovážneho hmotn.ostného prebytku, získaného kapilárnym nasávaním v dvoch testovaných vzorkách tej istej peny použitím dvoch rozdielnych kvapalín, ktoré boli použité pre testovanie. Najprv sa určí, a to pri prvom kroku tohto spôsobu, špecifická plocha povrchu vzorky peny pomocou etanolu ako testujúcej·' kvapaliny.· Takto určená špecifická plocha povrchu sa potom použije ako jeden z faktorov pri experimentálnom stanovení adhezného napätia, a to meraním, prebytku kapilárneho nasávania použitím druhej testovacej kvapaliny, syntetického moču.

A/ Meranie špecifickej' plochy povrchu Špecifická plocha povrchu kapilárnym nasávaním u penových absorbentov, použitých v tu uvedenom vynáleze, sa môže určiť z rovnovážneho hmotnostného prírastku testujúcej’ kvapaliny o známom nízkom- povrchovom napätí, V tomto prípade sa použijú absolútny etanol /bod vzplanutia j'e ľ0'°C './.

Pre uskutočnenie testu sa najprv vyváži prúžok vzorky peny o vhodných rozmeroch /napríklad dĺžka 25 cm, šírka 2 cm a hrúbka 0,8 cm/ a uvedie sa do rovnovážneho stavu; pri teplote 22- 2 C, umiestni sa do vertikálnej’ polohy a jedným koncom sa ponorí na 1 až 2 mm: do zásobníka s etanolom,, k tomu sa použije laboratórny stojan so^^VOI!^?^ua kadička. Prúžok peny sa namočí do sojej’ určitej’· rovnovážnej’ výšky, ktorá je menšia ako celková dĺžka vzorky. Prúžok nasatý etanolom sa zváži a v zásobníku sa určí celková hmotnosť etanolu, aby sa tak zistila celková zádrž etanolu. Y priebehu; stanovenia sa starostlivo dbá, aby nedošlo k odparovaniu etanolu.

Špecifická plocha povrchu: vzorky peny sa počíta podľa tej’to rovnice:

M_GĽ e. n

M = hmotnosť kvapalného prebytku etanolu v gf G = gravitačná θ Q konštanta, ktorá je 980 cm/s^ = celková dĺžka vzorky v cm;

M_n = hmotnosť'suchej’·vzorky peny v g; = povrchové napätie eta-

- 13 B/ Meranie adhézneho napätia

Spôsob stanovenia kapilárnym nasávaním ako j'e vyššie popísaný pre určenie špecifickej' plochy povrchu vzorky peny sa potom- opakuje pri iných vzorkách tej istej peny rovnakým spôsobom, okrem toho,, že sa ako testujúca kvapalina použije namiesto etanolu-ďayco syntetický moč' a testy sa uskutočňujú pri teplote 37°C. Kontaktný uhol sa pre syntetický moč·, môže vypočítať podľa nasledujúcej rovnice zo známej špecifickej plochy povrchu a prebytku syntetického moču:

CO s Θ ^MU^;GLn

07U. c kde Θ = kontaktný uhol Jayco syntetického moču v/ stupňoch, = hmotnosť' kvapalného prebytku Jayco syntetického moču v g; G = o gravitačná konštanta, ktorá je 980 cm/s p M^· = hmotnosť suchej vzorky peny v g;. 3* = povrchové napätie Jayco syntetického moču, ktoré j'e - 0,067 ff/m; S = špecifická plocha povrchu; penovej 2 ^c ·.

vzorky v cm /g tak, ako je určená spôsobom pomocou prebytku etanolu·;. = dĺžka vzorky peny v cm.

V prítomnosti povrchovo aktívnej látky /napríklad zvyškového emulgátora na povrchu vzorky peny a/alebo v testujúcej kvapaline/ sa potom charakteristika postupujúcej prednej časti testujúcej' kvapaliny definuje pomocou· aplikácie adhézneho napätia /AT/ podľa rovnice:

^mt^cln.

AT = kde BT_T = hmotnosť testujúcej kvapaliny prijatej vzorkou peny, a G,. a S majú vyššie uvedený význam. /Viz- Hoďgson a Berg:

J. Colli Inť. Sci., 121 /1/, 1988, str. 22 - 31./

Pri určovaní adhézneho napätia pre akúkoľvek testujúcu·- kvapalinu sa nerobí predpoklad,, týkajúci sa numerickej hodnoty povrchového napätia pri' akomkoľvek bode v Čase tak,, že možné zmeny koncentrácie povrchovo aktívne j látky na povrchu; vzorky a/alebo v kvapaline postupujúcej' pri' zvlhčovaní, sú nepodstatné. Experimentálna hodnota adhézneho napätia / cos Θ/ je zvlášť užitočná, keä sa posudzuje ako percento maximálneho adhezívneho napätia, čo je povrchové napätie testujúcej tekutiny /napr. maximálne adhézne napätie použitého Jayco syntetického moču by bolo /65 í 5/. /cos 0 / = 0,065 - 5 N/m/.

III/ Určenie' doby klesnutia

Ή väčších; kusov; peny sa narežú valcovité vzorky majúce priemer 2,66 cui a vhodnú hrúbku /naprv 0,.8^; cm/. Tieto valcovité vzorky sa púšťajú z výšky 5 až 7ý; 6' cm ďo kaďičky o objeme 250 ml, obsahujúcej 100 ml Jayco syntetického moču tak, aby ďo styku s testujúcou; kvapalinou v kadičke došlo plochým- valcovitým povrchom. V⁵ Okamihu,, keä sa dno vzorky dotkne kvapaliny, stisnú sa stopky. ¥zorka sa pozoruje dokiaľ testujúca kvapalina nezmočí vrchnú časť' povrchu vzorky. Keď je. v podstate' zmočená celá vrchná časť vzorky, stopky sa opäť stisnú a zaznamená' sa doba klesnutia.

Dobtt klesnutia môže významne ovplyvniť teplota testujúcej kvapaliny,, zvlášť u výhodných pien, založených, na emulzii typu voda v oleji podľa tohto vynálezu. Preto by mala byť udržovaná rovnaká teplota testujúcej kvapaliny pre všetky porovnávané vzorky, najmä pri orientačných skúškach doby kles-^nuťia. Často sa používajú chladné teploty /21 až 27°C/ a horúce teploty /43 až 49°C/ testujúcich kvapalín.

Pri klady realizácie vynálezu ¥ nasledujúcich Príkladoch je ilustrovaná príprava hydrofilných absorpčných penových materiálov,, vlastnosti takýchto materiálov a použitie týchto hydrofóbnych penových absorbentov na plienky a vložky pre jednorázové použitie.

Príklad 1

Tento príklad ilustruje prípravu hydrofilizovaného penového absorbenta v merítku štyrťprevádfckov.ého zariadenia.

Príprava emulzie ¥ 378 1 vody sa rozpustí hydratovaný chlorid vápenatý /3^,32 kg/ a persulfát draselný /568 g/. Tým sa získa vodná fáza pre použitie v kontinuálnom spôsobe pre vytvorenie polymérizovateľnej emulzie s veľkou vnútornou fázou^; /BJPE - Hägh International Phase. Emulsion/.

- 15 iti

K monomérnej kombinácii, obsahujúcej styrén /1 600 g/,, ďivinylbenzén 55 % technický /1 600 g/ a 2-etylhexylekrylát /4 800 g/, sa pridá sorbitan monooleát /960 g ako SFAN^ 20/. Po premiešaní sa táto zmes nechá stáť cez noc. Usadením vzniknutý supernatan sa odťahuje a používa ako olejová fáza v kontinuálnom spôsobe pre vznik polymérizovateľnej^- HIPE emulzii. /75 g lepivých, zbytkov- sa zlikviduje/.

Oddelené prúdy olejovej fázy o teplote 22°C a -vodnej fázy o teplote 48 až 50°C sa dávkujú do dynamicky premiešávanej aparatúry. ľntenzzívneho premiešania spojených prúdov sa dosahuje pomocou rýchlobežného miešadla. V danom merítku je vhodné miešadlo tvorené valcovitýnr hriadeľom o dĺžke: 21,.6 cm . a o priemere 1,9 cm. Detailnejšie je možné uviesť, že na te®to valcovitom hriadeli sú štyri rady čapov,, pričom vo dvoch radách je 17 čapov a vo dvoch ďalších radoch 16 čapov, z ktorých každý má priemer 0,5 cm a sú umiestnené na vonkajšej' strane od stredovej osi hriadeľa v dĺžke

1,6 m. Toto rychlobežné miešadlo je namontované do valcovitej objímky, tvoriacu dynamicky premiešávanú aparatúru, pričom čapy majú vôľu vzhľadom ku- stenám objímky 0,..8 mm.

Ψ smere výstupu z uvedenej' dynamicky premiešávane j' aparatúry j'e namontovaný statický mixér, aby sa tým zaistil spätný tlak pre dynamické premiešanie a k. uľahčeniu: včlenenia zložiek do emulzie, ktorá sa tu tvorí,. Tento statický mixér je dlhý 35,6 cm a má vonkajší priemer^- 1,3 cm. Statický mixér je model TAH· Industries Model 070-821,. ktorý je modifikovaný skrátením o 6,1 cm.

Kombinovaná zmesovacia aparatúra sa naplní olejovou a vodnou fázou v pomere 2 diely vody ku 2 dielom oleja. Táto dynamicky premiešávaná aparatúra j'e odvzdušňovaná, dokiaľ nie j^:e plnenie ukončené. Prietoková rýchlosť v priebehu plnenia j'e 1,127 g/s u olejovej fázy a 2,19 cnP/s u vodnej fázy.

Po naplnení aparatúry začína v dynamickom mixére prudké premiešanie, keď^: má rýchlobežné miešadlo rýchlosť 1 800 otáčok za minútu. Prietoková rýchlosť rovnomerne vzrastá na rýchlosť 35,56 c®% . u vodnej fázy po dobu 130 s. Spätný tlak, vyvíjaný dynamickým a statickým- mixérom je v tej dobe 51,75 kPa. Rýchlosť rýchlobežného miešadla rovnomerne klesá na 1 200 otáčok za minútu po dobu 60 s. Spätný tlak klesá na 31,05 kPa. V tej istej dobe sa rýchlosť rýehlobežného miešadla rovnomerne zvyšuje na 1 800 otáčok za minútu. Spätný tlak systému zostáva potom už konštantný s hodnotou 31,05 kPa.

Polymerizácia emulzie

Vznikajúca emulzia, ktorá vychádza zo statického mixéra v tejto dobe, sa umiestňuje do ekonomických zásobných nádobiek na chladenie potravín,, používaných pri výrobe gumy -Rubbermaid Sconomy Colď Fooď Storage; Boxes,. Model 3500. Tieto nádobky sú konštruované z polyetylénu- o kvalite,, ktorá zodpovedá potravinárskym požiadavkám a-ma ju nominálne rozmery 45 cm x 66 cm x cnr. Skutočné vnútorné rozmery týchto nádob sú 3S,1 cm x 58,4 cnr x^z 22,9 cm. Nádobky sú vopred' upravené pomocou filmu roztoku, zloženého z 20 % roztoku SPAl·/^ 20 a zmesného rozpúšťadla zo xylénu a izopropanolu; tej' istej' hmotnosti', Zfcesné rozpúštadlo sa odparí a zostane iba SPAF^ 20. Do každej' nádobky sa umiestni 47 1 emulzie.

Nádobky s emulziou sa umiestnia v miestnosti, kde sa udržuje teplota 65°C na dobu 18 hodín, potrebných k polymerizácii tejto emulzie v^- nádobkách, aby vznikol polymérny penový materiál

Premývanie vodou, hydrofilizáei'a a odvodňovanie

KecF je vytvrdzovanie ukončené,, vlhkosťou nasiaknutý penový materiál sa vyberie z nádob. Penový materiál teraz obsahuje 30 až 40 krát viac /hmotnostne/ zostatkovej' vodnej fázy, obsahujúcej' emulgátory, elektrolyty a iniciátor,.άξο je hmotnosť polymerizovaného materiálu. Penový materiál sa nareže pomocou ostrej' píly s o bo j'strannými nožmi na pruhy o hrúbke 0,89 cm. Tieto pásy sa lisujú v rade troch lisovacích valcov, ktorými sa postupne znižuje, obsah vodnej fázy v pene, až je šesťnásobkom hmotnosti polymérizovaného materiálu. Potom^- sa tieto pásy nasycujú 1 % roztokom CaCl₂ pri teplote 60°C, stláčajú sa a vytláča sa vodná fáza až na ďesaťnásobok, znova sa sýti 1 % roztokom CaCl₂ pri teplote 60°C a potom sa opäť lisuje a opäť sa vytláča vodná fáza až na desaťnásobok hmotnosti penového materiálu.

Penové pásy, ktoré teraz obsahujú desaťnásobok. hmotnosti vodnej' fázy vzhľadom k hmotnosti penového materiálu, pričom vodnú fázu tvorí v podstate 1 % roztok CaCl₂, sa pretláčajú cez- finálne zariadenie pre stlačovanie a žmýkaniejrvákuovou štrbinou. Týmto posledným zariadením sa zníži obsah roztoku CaCl₂, na päťnásobok hmotnosti polyméru. Pena má po tomto konečnom stlačení rozmer - hrúbka - 0,2 cm. Potom sa pena suší v teplovzdušnej' sušiarni pri teplote 60°C počas troch hodín. Týmto sušením sa zníži obsah vlhkostí na 5 až 7 % hmotnostných, vztiahnuté na polymerizovaný materiál'. Teraz majú penové pásky hrúbku 0,19 cm. Táto pena obsahuje tiež 5 % hmotnostných /bezvodný základ/ zostatkového hydratovaného chloridu vápenatého ako hydrof ili'začného činidla spoločne s 11 % hmotnostnými zostatkového sorbitan monoľaurátu /SML·/., V kolapsov.anom stave je hustota peny takmer nulová. Kečľ expanduje na svoju voľnú kapacitu absorpčnú /26,5 ml/g/ JaycO syntetický moč, má expandovaná pena špecifickú plochu povrchu kapilárnym nasávaním 2,24 m²/g, objem pórov 29 cm^/g a priemernú veľkosť dutiniek 15 mikrónov.

Pásy typu. SML/CaCI₂- hydrofilizované peny,., pripravené v Príklade 1, reprezentujú výhodné tenké- dokiaľ ne-vlhké realizované podľa tohto vynálezu do tej miery,, že tieto hydrofilizované penové pásy sú vo forme kolapsovaného stavu penového materiálu, ktorý bude expandovať pri styku s vodnými telovými kvapalinami. Jedenkrát expandované penové materiály sú užitočné pre absorbovanie telových kvapalín, pokiaľ dôjde u peny k expandovaniu. Výhodné kolapsované peny sú tie, ktoré sú z nehydrolyzovaného polymérneho materiálu, ktorý má špecifickú plochu povrchu kapilárnym saním oď 0,.5 do 5,0 m /g, ktoré obsahujú od 0,5 do 20 % hmotnostných zvyškového sorbitan monolaurátu, a ktoré obsahujú od 0,1 do 7 % hmotnostných /na bezvodný základ/ toxikologický prijateľné,. hydroskopické, hydrátované soli,, ktorými sú s výhodou chlorid vápenatý alebo chlorid horečnatý,. ako pomocného činidla /všet ky % sú hmotnostné, vztiahnuté na hmotnosť penového materiálu/.

Vo svojom' kolapsovanom stave má tento hydrofilizovaný penový materiál obsah zostatkovej vody 4 až 15 % hmotnostných /vztiah.· nuté na polymerizovaný materiál/ za podmienok, pri ktorých j'e skladovaný, t.j. pri teplote okolo 22°c a 50 % relatívnej vlhkosti. V tomto obsahu vody j'e zahrnutá ako voda hydroskopické', hydrátované soli, tak aj voľná', absorbovaná materiálom. Hustota kolapsovaného hydrofilizovaného penového suchého materiálu je 0,08 až 0,3 g/cm^.

V expandovanom stave bude mať výhodný typ tenké- dokiaľ nevlhké SML/CaCl'2 - hydrofilizovaného materiálu objem pórov od 12 do 100 ral/g a bude prejavovať rezistenciu voči výchylkám kompresie, kečľ sa tlak 5,1 kPa vyvíja po dobu 15 minút od 5 do 95 % kompresie pri teplote 37°C na štruktúru, nasýtenú na svoju celú

Un λ V β λ í +n ΟΊΙΠ + Q + Ó A-Virm ITTO ΓΠ /Λ Τ\/-Ί TľY' O ΤΤτ-i ΓΤΊ Π Q TOQ + T* C

10” N/m·. Priemerná veľkosť dutiniek týchto výhodných hydrofilizovaných materiálov typu tenké-dokiaľ ne-vlhké v expandovanom stave je od 5 ďo 30 mikrónov. Hustota suchého základu expandovaného hydrofilizovaného penového materiálu pri nasýtení celej' svojej' voľnej absorpônej' kapacity syntetickým močom j'e 9 až 28 %, vztiahnuté na hustotu suchého základu v kolapsovanom stave.

Príklad 2

Ako penový materiál, pripravený obecne ako v príklade 1, takí konvenčné polyuretánové peny /SIF-100/ sa testujú na svoje hydrofilné vlastnosti použitím spôsobu stanovenia doby klesnutia, popísané j', tu v spôsoboch testovania. Tieto penové materiály sa tiež podrobujú rozličným spôsobom pre odstraňovanie pridaných, alebo zostatkových hydrofilizačných činidiel z týchto materiálov a pre selekciu opätovne zavedenie niektorých látok pre testovanie ich účinnosti pri udeľovaní hyďrofilných vlastností týmto penovým materiálom.

Penové materiály, spracúvava j'úc e činidlá a výsledky testovania doby klesnutia sú uvedené v Tabuľke I.

Ta buľka T

	CaClg % hmôt.	SML·1 % hmôt.	Doba klesnutia v Jayco syntetickom moči
chladný 21 - 27°C	horúci 43 - 49°C
Typ peny 2? Príkladu 1
vyrobená bez úprav premytá vodou	3,T	11	70 s	3 s
- expandovaná forma	0	11	>2Q s	4; s
- koľapsovená forma - CaCl2 znovsrspraco-	0	11	300 s	2 s
vená /s H^O/	3,6	11	180 s	3 s
TPA premytá - CaCT 2 znovuspracova-	0	0	xx plával	nedefinované XX
ná /z TPA/	~· 5;	0	plával hodiny	• plával viac ako 15 min

pokračovanie Tabuľky T

- SML znovuspracovaná /z' IPA/	0	11	<~5 s	~1 s
- SMO/STO^ znovuspra-
covaná /z- IPA/	0	19	~300 s	~180 s

PoIyuretánoyá_gena_/SIF2l00/

vyrobená bez úprav	0	0	plával	klesol veľmi pomaly
SMĽ spracovaná /z: IPA/	0	Iď	1 s	1 s

^SMĽ = sorbitan monoľaurát /SPAíffP 20/ o

ΓΡΑ = izopropanol ^SMO/STO = sorbitan monooleát /SPAN® 80/ a sorbitan trioleát /SPAK® 85/ v hmotnostnom pomere 4 r I

Údaje v Tabuľke I ukazujú,, že ako sorbitan monolaurát, tak aj kombinácia CaCl^ ^a sorbitan monolaurátu poskytujú pri včlenení do vzorky peny typu podľa Príkladu 1' poskytujú peny, ktoré majú hydrofilná vlastnosti, a sú výborné tam, kde nie je včlenené žiadne hydrofili'začné činidlo alebo Cafil2 alebo iné podobné sorbitan· esterové povrchovo aktívne činidlá. Údaje v Tabuľke ľ taktiež ukazujú, že včlenenie sorbitan monolaurátu do polyuretánovej peny rovnako dáva žiadané hyd'rofilné vlastnosti pene tohto typu.

Príklaď 3

Použitím penového absorbenta podľa tohto vynálezu sa pripraví detská plienka na jednorázové použitie. Penový absorbent je hydrofilizovaný podľa tohto vynálezu a pripravovaná detská plienka na jednorázové použitie je v rozloženom pohľade znázornená na obr. 2. Takáto plienka sa skladá z termicky spojenej' oolypropylénove j vrstvy,. 70,. zo spodnej polyetylénovej vrstvy neprepúšťajúcej kvapalinu:, 71, a z dvojitej vrstvy absorpčného jadra umiestneného medzi vrchnou a spodnou vrstvou. Dvojité absorpčné jadro je zložené z modifikovanej vrstvy pre zhromažäova20 nie/redistribúciu tekutiny, ktorá má tvar pripomínajúci tvar presýpacích hodín, 72, a obsahuje hydrofilizovsnú absorpčnú penu typu peny z Príkladu 1, umiestnenú pod uvedenou modifikovanou vrstvou; a má funkciu' získavania/distribúcie kvapaliny, 73. Vrchná' vrstva má dva v.’ podstate paralelné manžetovité prúžky,

74, ktoré sú pružné. K spodnej strane plienky sú pripevnené dva pravouhlé pružné pásovité prvky, 75. Rovnako sú pripevnené ku; každému koncw polyetylénovej^- spodnej vrstvy dva páskovíté prvky,

76, zložené z polyetylénu. K spodnej vrstve sú rovnako pripojené dva paralelné elastické prúžky* 77'. Vrstva polyetylénu;, 78, j'e pripojená' na vonkajšiu stranu; spodnej vrstvy, ktorá umožnu?j'a spevnenie povrchu pre dva prvky, 79, ktorých tvar ďo písmena Y umožňuje pripevnenia- plienky k odevu..

Vrstva pre získanie/ďistribúciu;· tekutiny v jadre plienky je zložená z 92 % / 8 % zmesi vyztužujúcieh, skrútených, zvinutých celulózových vlákien a bežných nevy ztužených. celulózových vlákien. Uvedené vyztužujúce, skrútené,, zvinuté celulózové vlákna sú vyrobené zo sulfátovej technickej celulózy z dreva z južných ihličnatých drevín /Foley fluff/ a sú zosietovené s glutaraldehydom do rozsahu 2,5 % molárnych, vztiahnuté na základ suchých anhydroglukózových celulózových vlákien. Vlákna sú zosieťované podľa suchého zosieťovacíeho spôsobu?’ ako popisuje Dean, Mbore?, Owens a Schoggen;· U.S. patent 4',822,453; vydaný 18'. apríla 1989, a tu uvedené ako odkaz.

Uvedené vyztužené, zvinuté vlákna sú podobné vláknam, ktorých vlastnosti sú uvedené v Tabuľke II.

Tabuľka IT - Vy ztužujúce zakrútené zvinuté celulózové /STCC/ vlákno.

Typ = sulfátová technická celulóza z dreva z južných ihličnatých drevín, zosieťovaná s glutaraldehydom do rozsahu 1,4.1 % molárnych, vztiahnuté na základ suchých· anhydroglukózových. vlákien

Počet zákrutov v suchom stave = 6,8 zákrutov/mm

Počet zákrutov v mokrom stave = 5,1 zákrutov/mm

Retenčná hodnota izopropylalkoholu = 24 %

Retenčná hodnota vody = 37 %

Rotečný faktor = 0,63

Bežné nevyztužené celulózové vlákna, použité v kombinácii s STCC vláknami, sú rovnako vyrobené z··· Foley fluff. Tieto nevy ztužené celulózové vlákna sú rafinované na 200 CSF /Ganadian Standard' Freeness/.

Vrstva pre získanie/ distribúciu tekutiny má priemernú hustotu v suchom stave 0,0? g/cm , priemernú hustotu pri nasýtení syntetickým močom, vztiahnuté na suchý základ, 0,08 g/cm^ a priemernú.: plošnú., hmotnosť: .. 0,03 g/cm^. Na jadro plienky z vrstvy pre získanie/distribúciu' tekutiny sa použije 9,2 g tejto vrstvy. Plocha povrchu vrstvy Dre získavanie/ďistribúciu te2 kutiny oe 302 cm’ ,. hrúbka 0,44 cm.

Vrstva pre zhromaždovanie/redistribúciu tekutiny v jadre plienky sa skladá z modifikovanej·' časti hyďrofilizovanej absorpčnej' peny typis, popísaného v Príklade 1. Na túto vrstvu pre zhromažďovani'e/redistribúciu tekutiny, ktorá má veľkosť plochy povrchu 425 cmr a hrúbku 0,826’ cm,, sa použije 12 g tejto peny.

Plienka, ktorá má toto zvláštne usporiadanie stredu, preukazujú zvláštne žiaduce a účinné užitočné vlastnosti’ jadra voči udržovaniu·, zhromažďovaniu moču a teda poskytuje výnimočne nízku možnosť medzier pre možnosf' unikania moču, pri bežnom spôsobe oblečenia dieťaťa,

Príklaď 4

Ľahké nohavičkové vložky, vhodné pre použitie v menštruačných cykloch, sa skladajú z vložkovej časti z hydrof ilizovane j peny typu podľa Príkladu 1 /plocha povrchu 117 cm ; hrúbka 1,5 mm/, ktorá j'e umiestnená medzi tenkou vrchnou vrstvou s pórmi podľa autora Ahra a kol.r u.S. patent 4,463,045, vydaného 31. júla 1984. a spodnú tenkú časť, ktorá j'e vytvorená polyetylénovou tenkou vrstvou o hrúbke 0,03 mm.

Príklad’ 5

Hygienická plienka sa pripraví podľa Príkladu 4, ale použije sa hydrofilizovaná penová vložka o hrúbke 4 mm podľa Príkladu 1 a porézna matná horná časť je tvorená tenkou pórovrchnou vrstvou. Takáto hygienická plienka má zloženie, ako popisuje Van Tilburg: U’.S. patent 4,68,478, vydaný 18. augusta 1987.

Ζώ,ίύ*.».·

Ekvivalentné patentové spisy:

USSN 74 3,339' a USSN' 743,951 sú ekvivalentné odpovedá jucí.n Medzir národným /PCT/ patentovým- spisom, označeným aspoň EPO, ktoré sú prejednávané v ITS/RO súbežne^- s týmto aktuálnym Medzinárodným /PCT/ patentovým spisom vopred alebo 12. augusta 1992.

Priemyslová využiteľnosť'

Vynále2z popisuje, spôsob pre premenu hyďrofóbnych polymérnycľr penových materiálov na hyďroŕilnépričom^- umožňuje, aby tieto materiály boli' používateľné predovšetkým^- pre pomôcky a zariadenia potrebné pre. absorbovanie., najmä vodných telových teku-

Claims (6)

1. Spôsob pre zmenu v podstate hydrofóbnych polymérnych materiálov na materiály vhodné pre absorbovanie hyd'rofilných kvapalín; spôsob vyznačujúci sa tým, že zahrňuje:

A/ včlenenie ďo polymérneho, výhodne s otvorenými dutinkami,, výhodne polyuretán,, penového.'., materiálu, ktorý v podstate neobsahuje pridané alebo zbytkové hydrofilizačné činidlá',.. je v podstate hydrofóbny, v podstate vo vode nerozpusť ného, slabého, relatívne: neďráždivého povrchovo aktívneho činidla obsahujúceho sorbitan monolaurát a poprípade vodu·; a

B/ potom poprípade sušenie uvedeného polymérneho penového materiálu; pre odstránenie vody .z tohto materiálu·, výhodne ďo takého rozsahu, aby obsahoval nie viac ako 50 % hmotnostných voľnej vody v pene, pričom % hmotnostné sú vztiahnuté na hmotnosť polymérneho penového materiálu, a týmto umožniť, aby do uvedeného polymérneho penového materiálu bolo v podstate rovnomerne včlenené, distribuované hydrofilizačné množstvo hydrofilizačného povrchovo aktívneho činidla, výhodne aspoň 0,05 % hmotnostných, vzfiah nuté na hmotnosť uvedeného polymérneho penového materiálu.

2. Spôsob podľa nároku· ľ,, vyznačujúci sa tým, že uvedený polymérny penový materiál je typ peny polymérizov.aný' emulziou: typu voda v olej·!, s výhodou obsahujúca polymérizované monoméry, ^-äybrané zo skupiny, ktorú tvorí styrén, alkyl/mat/akryláty, divinylbenzén a kombinácia týchto monomérov.

3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že. zahrňuje:

A/ polymerizáciu emulzie typu: voda v. oleji, obsahujúca polymerizovateľné monoméry, s výhodou v množstve od 1 ďo. 16 % hmotnostných, a od 0,5 do 20 % hmotnostných polymerizovateľnýcfr monomérov sorbiten monolaurátu v olejovej fáze uvedenej' emiulzie; a

B/ potom- sušenie uvedeného polymérneho penového materiálu pre odstránenie vody z tohto materiálu a týmto umožnenie včleniť ďo uvedeného penového materiálu nie viac' ako 50 % hmôt- 24 nostných, s výhodou nie viac ako 10' % hmotnostných voľnej vody, vztiahnuté na suchý uvedený penový materiál.

4. Hýdrofilizovaný' polymérny penový materiál vhodný pre absorbovanie hydrofilných kvapalín, pričom je uvedený hyďrofilizovaný polymérny penový materiál vyznačujúci sa tým,, že obsahuj-’e polymérny, výhodne s otvorenými dutinkami, s výhodou polyuretán,. penový materiál,, ktorý ak je v podstate bez pridaných, alebo zbvtkových hydrofilizačných činidiel, je v poostete nydrofóbny;. v podstate rovnomerne distribuované, hydrofilizač> né množstvo aspoň 0,05 % hmotnostných, vztiahnuté na uvedený penový materiál, v podstate vo vode nerozpustného, slabého, relatívne nedráždivého povrchovo aktívneho činidla obsahujúceho sorbitan monolaurát, včleneného do uvedeného penového materiálu; a nie viac ako 50 % hmotnostných, vztiahnuté na hmotnosť uvedeného penového materiálu, voľnej vody včlenenej do uvedeného penového materiálu.

5. Hýdrofilizovaný polymérny penový materiál podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že množstvo sorbitan. monolaurátu včleneného do uvedeného penového materiálu je v rozpätí oď 0,5 ďo 20 % hmotnostných, vztiahnuté na hmotnosť tohto penového materiálu; a množstvo vody včlenené dô uvedeného penového materiálu nie j'e vyššie ako 10 % hmotnostných, vztiahnuté ná hmotnosť tohto penového materiálu.

6. Hydrofilný polymérny penový materiál podľa ktoréhokoľvek z nárokov 4 až 5, vyznačujúci sa tým/ že tento polymérny penový materiál je polymerizovaný typom emulzie typu v.oda v. oleji, výhodne ak obsahuje polymerizovateľné monoméry, vybrané zo skupiny, ktorú tvorí styrén, alkyl/met/akryláty, ďivinylberrzén a kombinácia týchto monomérov.