SK279288B6 - Absorpčný výrobok na pohlcovanie telesných kvapalí - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka absorpčného výrobku na pohlcovanie telesných kvapalín. Absorpčné výrobky podľa vynálezu sú vhodné na jedno použitie, napríklad ako plienky alebo podušky pre dospelé inkontinentné osoby.

Doterajší stav techniky

Absorpčné výrobky na jedno použitie sú vo všeobecnosti známe. V súčasnosti je žiaduce vytvoriť tenší výrobok. Tenké výrobky môžu poskytovať užívateľovi komfort a zlepšené pocity. Jednou cestou, ako vytvoriť tenší výrobok pri zachovaní celkového pohlcovania výrobku, je znížiť hmotnosť obsiahnutých vlákien v absorpčnom jadre výrobku pri súčasnom zvýšení množstva časticových superabsorpčných materiálov vytvárajúcich hydrogél, ktoré sú obsiahnuté v jadre.

Pod pojmom „superabsorpčné materiály vytvárajúce hydrogél“ tu rozumieme absorpčné polyméme kompozície vo vode v podstate nerozpustné, ktoré sú v porovnaní so svojou hmotnosťou schopné prijať veľké množstvá kvapalín, ako sú voda a telesné výlučky, a vytvárať s nimi hydrogély. Také materiály sú obvykle tiež schopné zadržiavať také absorbované kvapaliny pod miernym tlakom. Superabsorpčné materiály vytvárajúce hydrogél sa môžu tiež označovať inými názvami, ako napríklad „superabsorpčné materiály“, ,hydrokoloidy“ alebo „absorpčné gélujúce materiály“.

Pre svoje absorpčné vlastnosti a cenu sú také superabsorpčné materiály vytvárajúce hydrogél mimoriadne vhodné na začleňovanie do absoipčných výrobkov, najmä výrobkov určených na jedno použitie, ako sú plienky na jedno použitie. Niektoré príklady použitia časticových superabsorpčných materiálov vytvárajúcich hydrogél v absorpčných výrobkoch opisuje americký patentový spis 3 699103 (Harper a kol., 13. júna 1972) a americký patentový spis 3 670731 (Harmon, 20. júna 1972).

Pri vytváraní výrobkov, ktoré obsahujú superabsorpčné materiály (najmä s vysokou koncentráciou superabsorpčných materiálov, t. j. s viac ako približne až 25 % hmotn.), boli však nevyhnutné kompromisy medzi začleňovaním superabsorpčných materiálov do absorpčných materiálov a pohlcovaním a mierou rozvádzania kvapalín v absorpčných výrobkoch. Absorpčné výrobky na jedno použitie, ktoré obsahujú časticové superabsorpčné materiály vytvárajúce hydrogél so štandardným celkovým rozdelením veľkosti častíc (najmä v prípade vysokých koncentrácií), majú tú nevýhodu, že ich pohlcovanie kvapalín môže byť rovnaké ako pri bežnej buničinovej vate. Pojmom „pohlcovanie kvapalín“ sa tu rozumie miera, akou sú kvapaliny prijímané absorpčným výrobkom v smere kolmom na rovinu absorpčného výrobku (t. j. v smere „z“). To platí najmä v prípade časticových superabsorpčných materiálov vytvárajúcich hydrogél, ktoré majú pomerne veľkú strednú veľkosť častíc.

Pohlcovanie kvapalín takých absorpčných výrobkov sa môže podstatne zvýšiť zredukovaním priemernej veľkosti častíc superabsorpčného materiálu vo výrobku. Ak však veľmi malé častice (alebo „prachové podiely“) v styku s kvapalinami napučiavajú, majú potom - pri začlenení do vláknitej vaty - sklon vtláčať sa do medzivláknových kapilár vaty. Napučané alebo čiastočne napučané prachové podiely môžu tiež vytvárať hmotu koagulovaných gélov držaných spolu povrchovým napätím kvapaliny, čím vytvárajú gélovú priehradku. V každom prípade je však zvýšený odpor proti prúdeniu kvapaliny štruktúrou, pretože prietokové kanáliky sú upchaté vnútri vláknitej vaty alebo hmotou gélu, čo sa prejaví poklesom priepustnosti. Tomuto javu, ktorý bráni predovšetkým transportu kvapalín v rovine absorpčnej štruktúry (v rovine „x-y“), sa bežne hovorí „gélová priehradka“. Okrem toho, pretože nie sú tieto absorpčné výrobky schopné rýchlo a účinne spracovať kvapaliny (t. j. pojať ich, rozptýliť a zadržať), môže sa zvyšovať pravdepodobnosť ich zlyhania.

Na vyriešenie problémov, spojených so začleňovaním superabsorpčných materiálov do absorpčných výrobkov, sa vynaložilo veľa úsilia. Európska prihláška vynálezu číslo 0 339 461 uverejnená 10. novembra 1985 (Kellenberger) je zameraná na nájdenie veľkosti superabsorpčného materiálu so špecifickým pomerom k veľkosti pórov absorpčného výrobku. Americký' patentový spis 4 699823 (Kellenberger a koľ, 13. októbra 1987) je zameraný na rozdelenie superabsorpčného materiálu v pozitívnom koncentračnou gradiente cez aspoň časť hrúbky absorpčnej vrstvy. Iné snahy sú zamerané na veľkosť častíc, napríklad americký patentový spis číslo 4 1054033 (Chateijee a kol.). Mnohí iní pripomínajú veľkosť častíc v rôznych súvislostiach, napríklad americký patentový spis číslo 4 102340 (Mesek a kol.); americký patentový spis 4 604313 (McFarland a kol.) a americký patentový spis 4 666975 (Yamasaki a kol.).

Ešte ďalšie snahy boli zamerané na pokusy zlepšiť rôzne vlastnosti častíc superabsorpčných materiálov takými metódami, ako pridávaním anorganických práškov alebo iných materiálov k časticiam superabsorpčného materiálu. Niektoré príklady týchto snáh sú opísané v americkom patentovom spise číslo 3 932322 (Duchan); v americkom patentovom spise číslo 4 055184 (Karam), v americkom patentovom spise číslo 4 286082 (Tsubakimoto a kol.) a v americkom patentovom spise číslo 4 500670 (McKileyovci a kol.).

Zdá sa však, že žiadny z predchádzajúcich autorov nepochopil a nezameral sa na problémy spojené s rýchlosťou transportu kvapalín tak v smere roviny x-y, ako v smere z.

Úlohou vynálezu je vyriešiť nedostatky známeho stavu techniky zavedením zlepšených absorpčných štruktúr a absorpčných výrobkov, ktoré obsahujú časticové superabsorpčné materiály vytvárajúce hydrogél so zlepšeným pohlcovaním kvapalín a so zlepšenou rýchlosťou ich distribúcie.

Podstata vynálezu

Absorpčný výrobok na pohlcovanie telesných kvapalín, ktorý pozostáva z vrchnej vrstvy prepúšťajúcej kvapaliny, zo spodnej vrstvy neprepúšťajúcej kvapaliny a z absorpčného jadra, umiestneného medzi obidvoma vrstvami a obsahujúceho častice absorpčného polyméru s veľkosťou častíc 105 až 297 pm, spočíva podľa vynálezu v tom, že absorpčné jadro obsahuje častice vo vode nerozpustného absorpčného polyméru vytvárajúceho hydrogél v množstve 25 až 90 % hmotn., vztiahnuté na hmotnosť plochy 25 cm² absorpčného jadra, pričom 80 až 95 % hmotn. častíc absorpčného polyméru má veľkosť 105 až 297 pm.

Absorpčné jadro môže obsahovať ďalej anorganický materiál vo forme prášku, vybraný zo súboru, ktorý zahŕňa oxid kremičitý, oxid titaničitý, oxid hlinitý alebo hlinky, ako je kaolín a montmorillonit a ich zmesi, najmä práškovitý amorfný oxid kremičitý.

Absorpčné jadro môže obsahovať ďalej ešte vláknitý materiál, s ktorým sú častice absorpčného polyméru a prípadne anorganického materiálu zmiešané, alebo vláknitý materiál vo forme najmenej dvoch netkaných rún, medzi ktorými sú častice absorpčného polyméru a prípadne anorganického materiálu rozložené.

Absorpčné výrobky podľa vynálezu pozostávajú teda z vrchnej vrstvy prepúšťajúcej kvapaliny, zo spodnej vrstvy kvapaliny neprepúšťajúcej a spojenej s vrchnou vrstvou a z absorpčného jadra, umiestneného medzi vrchnou a spodnou vrstvou. Absorpčné jadro tvorí zmes časticového materiálu, ktorým je v podstate vodou nerozpustný polymér vytvárajúci absorpčný hydrogél vyrobený metódami roztokovej polymerizácie, zmiešaný s anorganickým práškom. Častice polyméru majú takú veľkosť, že najmenej asi 70 % hmotn. častíc prejde sitom s veľkosťou ôk 297 mikrometrov (U.S. 50 mesh) a zachytí sa na site s veľkosťou ôk 88 mikrometrov (U.S. 170 mesh) pri nižšie opísanej preosievacej skúške častíc polyméru. Anorganickým práškom je výhodne jemný amorfný oxid kremičitý. Anorganický prášok je zmiešaný s časticami polyméru v množstve približne 0,1 až približne 5 % hmotn., vztiahnuté na hmotnosť častíc polyméru.

Riešenie podľa vynálezu prekonáva početné nedostatky známeho stavu techniky.

Bez snahy viazať vynález na akúkoľvek teóriu predpokladá sa, že nedostatok schopnosti zabezpečiť vhodné pohlcovanie je pri veľkých časticiach superabsorpčného materiálu daný malým pomerom plochy povrchu k

Pomer povrchu k hmotnosti a teda miera pohlcovania sa môže podstatne zvýšiť zmenšením priemernej veľkosti častíc v celkovej zmesi superabsorpčného materiálu. Vzhľadom na úzku veľkosť frakcie častíc, začlenených do absorbentu, neobsahujú štruktúry podľa vynálezu veľké častice a absorpčné štruktúry’ sú schopné rýchlo pohlcovať a ukladať kvapaliny. Okrem toho, pretože množstvo veľmi jemných častíc superabsorpčného materiálu je znížené, sú rýchlosti distribúcie kvapalín podstatne zlepšené oproti celkovému rozdeleniu veľkosti častíc.

Opäť bez snahy viazať vynález na akúkoľvek teóriu predpokladá sa, že prísada anorganického prášku k časticiam superabsorpčného materiálu zlepšuje ďalej rýchlosť spracovania kvapalín jedným alebo niekoľkými mechanizmami. Anorganický prášok môže zvyšovať efektívnu gólovú pevnosť častíc superabsorpčného materiálu. Alternatívne alebo prídavné môže anorganický prášok pôsobiť ako povrchovo aktívne činidlo, ktoré napomáha zvýšenému rozptýleniu kvapaliny. Vysoký merný povrch (plocha povrchu/jednotková hmotnosť) jemného anorganického prášku môže tiež poskytovať vyššie hnacie sily na rozvádzanie kvapaliny absorpčnou štruktúrou. Sú tiež možné ďalšie mechanizmy.

Vynález bližšie opisuje nasledujúci opis a pripojené obrázky.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obr. 1 a 2 sú schematicky znázornené prístroje používané pri skúške požadovanej absoipčnej schopnosti.

Na obr. 3A je skúška absorpčnej schopnosti v smere z.

Na obr. 3B je skúška absorpčnej schopnosti v rovine x-y.

Na obr. 4 je grafické znázornenie, ktoré ukazuje charakteristiky spracovania kvapalín rôzneho rozdelenia veľkosti častíc superabsorpčných materiálov v štruktúrach, ktoré pozostávajú z 50 % hmotn. superabsorpčného materiálu a 50 % hmotn. celulózových vlákien.

Na obr. 5 sú graficky vynesené údaje pre príklady 1-3 a porovnávacie príklady C¹ až C³ z tabuľky IV. Vynález rieši absorpčné jadrá, ktoré sa môžu použiť v absoipčných výrobkoch na jedno použitie.

Absorpčné jadrá obsahujú buď častice superabsorpčného materiálu, alebo zvláštnu materiálovú zmes. Zvláštna materiálová zmes pozostáva z častíc superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél, zmiešaných s malým množstvom anorganického prášku. Superabsorpčný materiál, použitý v absorpčných jadrách, má špecifické, pomerne úzke rozdelenie veľkosti častíc.

Absorpčné jadrá majú väčšie pohlcovanie kvapalín a väčšie rýchlosti ich rozvádzania ako absorpčné štruktúry so štandardným celkový m rozdelením častíc jednotlivého superabsorpčného materiálu. Absorpčné jadrá podľa vynálezu majú väčšie pohlcovanie kvapaliny a väčšie lýchlosti ich rozvádzania ako absorpčné štruktúry, ktoré obsahujú superabsorpčný materiál samotný (s rovnakým rozdelením veľkosti častíc). Tu používaným výrazom „štandardné celkové rozdelenie veľkosti častíc“ sa rozumie veľkosť častíc bežne dodávaná dodávateľmi superabsorpčných materiálov.

Zmes časticového materiálu pozostáva z častíc superabsorpčného materiálu vytvárajúceho gél, zmiešaných s malým množstvom anorganického prášku.

Superabsorpčné materiály vytvárajúce gél, použité podľa vynálezu, sú v podstate vo vode nerozpustné absorpčné polyméry, schopné absorbovať veľké množstvá kvapalín ako sú voda a telesné výlučky v závislosti od svojej hmotnosti a vytvárajúce hydrogély. Také materiály sú obvykle tiež schopné zadržiavať také absorbované kvapaliny za stredného tlaku. Superabsorpčné materiály vytvárajúce hydrogél môžu byť tiež nazývané inými menami ako jednoducho „superabsorpčné materiály“, „polyméry“, „hydrokoloidy“ alebo „absorpčné gélujúce materiály“. Typy superabsorpčných polymérov vytvárajúcich hydrogély využívané v tomto vynáleze sa môžu v širokom rozsahu meniť.

Superabsorpčné materiály vytvárajúce hydrogél, ktorým sa dáva prednosť na použitie podľa vynálezu, majú absorpčnú kapacitu (meranú tu opísanou skúškou) najmenej 18-20 gramov a výhodnejšie najmenej asi 25 gramov syntetickej močoviny na gram superabsorpčného materiálu (v jeho suchom stave). Superabsorpčné materiály vytvárajúce hydrogél, použité podľa vynálezu, majú typicky absorpčnú kapacitu asi 30 až asi 45 gramov syntetickej močoviny na gram superabsorpčného materiálu. Superabsorpčné materiály vytvárajúce hydrogél, ktoré majú absorpčnú kapacitu v tomto rozsahu, sú mimoriadne vhodné na absorpčné štruktúry a absorpčné výrobky, pretože môžu zadržiavať veľké množstvá telesných výlučkov, ako je moč, za miernych tlakov, ktoré simulujú podmienky pri použití.

Niektoré všeobecné typy vhodných superabsorpčných polymérov vytvárajúcich hydrogél a spôsoby ich prípravy, použiteľné podľa vynálezu (aj keď nie sú obmedzené na tu opísané špecifické rozdelenie veľkosti častíc) sú opísané podrobnejšie v americkej prihláške vynálezu Re. 32,649 („Hydrogel-Forming Polymér Compositions For Use in Absorbent Structures“ [Zmesi polymérov vytvárajúcich hydrogél na použitie v absorpčných štruktúrach], Brandt a kol., 19. apríla 1988).

SK 279288 Β6

Všeobecnými typmi častíc, vhodnými na použitie podľa vynálezu, môžu byť tiež častice, označované ako „prekurzorové častice“, opísané v nasledujúcich amerických prihláškach vynálezu, podaných vždy 2. apríla 1990: číslo 07/502,942 („Particulate Polymeric Compositions Having Interparticle Crosslinked Aggregates of Fine Precursors“ [Zmesi časticových polymérov so vzájomne zosieťovanými agregátmi jemných prekurzorov], Donald Carroll Roe a kol.); číslo 07/503,393 (,1'orous, Absorbent, Polymeric Microstructures and Method of Making the Samé“ [Pórovité, absorpčné, polyméme mikroštruktúry a spôsob ich prípravy], Donald Carroll Roe a kol.); číslo 07/503,499 („Method for Producing Polymeric Compositions Containing Interparticle Crosslinked Aggregates“ [Spôsob výroby polymémych zmesí, ktoré obsahujú medzičasticové zosieťované agregáty], Frank Henty Lahrman a kol.); číslo 07/503,500 (Absorbent Members Containing Interparticle Crosslinked Aggregates“ [Absorpčné členy, ktoré obsahujú medzičasticové zosieťované agregáty], Charles John Berg a kol.); číslo 07/503,501 („Absorbent Articles Containing Interparticle Crosslinked Aggregates“ [Absorpčné výrobky, ktoré obsahujú medzičasticové zosieťované agregáty], Frank Herný Lahrman a kol.); číslo 07/503,506 („Particulate, Absorbent, Polymeric Compositions Containing Interparticle Crosslinked Aggregates“ [Zmesi časticových materiálov so vzájomne zasieťovanými agregátmi], Charles John Berg a kol.). Spoločne je možné tieto prihlášky vynálezu, ktoré sú v konaní, nazvať „Inter-Particle Crosslinked Aggregate“ (Medzičasticové zosieťované agregáty).

Častice superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél môžu byť pripadne povrchovo upravené, ako je opísané v prihláškach vynálezu, ktoré sa týkajú medzičasticovo zosieťovaných agregátov. Môžu sa teda častice superabsorpčného materiálu povrchovo upraviť, ako je opísané v americkom patentovom spise číslo 4 824901 (Alexander a kol., 25. apríla 1989). Ak sú častice superabsorpčného materiálu povrchovo upravené, sú výhodne povrchovo zosieťované podľa amerického patentového spisu číslo 4 666983 (.Absorbent Article“, Tsubakimoto a kol., 19. mája 1987) a podľa amerického patentového spisu číslo 4 734478 („Water Absorbing Agent“, Tsubakimoto a kol., 19. marca 1988). Ako uvádza Tsubakimoto a kol. v americkom patentovom spise číslo 4 666983, môžu byť častice superabsorpčného materiálu povrchovo zosieťované aplikáciou povrchovo zosieťujúceho činidla na častice a zreagovaním povrchovo zosieťujúceho činidla s polymérom na povrchu častíc.

Častice superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél môžu mať tiež podiel extrahovateľného polyméru špecifikovaný v uvedenom patentovom spise autorov Brandt a kol.

Výhodné polyméry vytvárajúce hydrogél na použitie na častice superabsorpčného jadra, majú karboxylovú skupinu. Tieto polyméry zahŕňajú hydrolyzované, škrobom očkované akrylonitrilové kopolyméry, ktoré sú až z 95 % hmotn. neutralizované, škrobom očkované akrylonitrilové kopolyméry, škrobom očkované kopolyméry kyseliny akrylovej, ktoré sú až z 95 % hmotn. neutralizované, škrobom očkované kopolyméry kyseliny akrylovej, zmydelnené kopolyméry vinylacetátu a esteru kyseliny akrylovej, hydrolyzované kopolyméry akrylonitrilu alebo akrylamidu, až z 20 % hmotn. zosieťované produkty ktoréhokoľvek z uvedených kopolymérov, až z 95 % hmotn. neutralizovanú kyselinu polyakrylovú a až z 24 % hmotn. zosieťované produkty kyseliny polyakrylovej. Tieto po lyméry sa môžu používať buď nezávisle, alebo napríklad vo forme zmesi dvoch alebo niekoľkých monomérov alebo zlúčenín. Príklady takých polymémych materiálov sú opísané v amerických patentových spisoch číslo 3 661875,4 076663,4 093776,4 666983 a 4 734498.

Najvýhodnejšími polymémymi materiálmi na použitie ako častice superabsorpčného jadra vytvárajúce hydrogél sú až z 20 % hmotn. zosieťované produkty až z 95 % hmotn. neutralizovanej polyakrylovej kyseliny a ich škrobové deriváty. Najvýhodnejšie častice obsahujú približne z 50 až približne z 95 % hmotn. a predovšetkým približne zo 75 % hmotn. neutralizovanej, mierne zosieťovanej kyseliny polyakrylovej (napríklad systém poly(nátriumakrylát/akrylová kyselina).

Jednotlivé častice polymérneho materiálu sa môžu vytvárať akýmkoľvek známym spôsobom. Typické a výhodné spôsoby na výrobu takých častíc sú opísané v americkej prihláške vynálezu Re 32649 (Brandt a kol., 19. apríl 1988), v americkom patentovom spise 4 666983 (,Absorbent Articlc“, Tsuneo Tsubakimoto, Tadao Shimomura a Yoshio Irie, 19. mája 1987) a v americkom patentovom spise 4 625001 („Method For Continuous Production Of Crosslinked Polymér“, [Spôsob kontinuálnej výroby zosieťovaného polyméru], Tsuneo Tsubakimoto, Tadao Shimomura a Yoshio Irie, 25. novembra 1986).

Ako výhodné spôsoby na vytváranie polymémych častíc sa uvádzajú spôsoby s vodným roztokom alebo iné roztokové polymerizačné spôsoby na rozdiel od reverznej fázovej polymerizácie (známej tiež ako „inverzná fázová polymerizácia“ alebo „emulzná polymerizácia“). Ako je opísané v uvedenej americkej prihláške vynálezu číslo Re. 32649, zahŕňa vodná roztoková polymerizácia použitie vodnej reakčnej zmesi na uskutočňovanie polymerizácie na vytvorenie častíc.

Superabsorpčné materiály vytvárajúce hydrogél, ktoré sú začlenené do absorpčných jadier, sú vo forme častíc. Tu používaným výrazom „časticový“ sa rozumie, že superabsorpčný materiál vytvárajúci hydrogél je vo forme oddelených jednotiek, tu označovaných ako „častice“. Časticami môžu byť granuly, prášky, guľôčky, agregáty alebo aglomeráty. Spravidla sú však tu opisované častice vo veľkej miere neagregované. Častice môžu mať akýkoľvek žiaduci tvar, môžu to byť napríklad kocky, mnohosteny, guľôčky, okrúhle častice, hranaté častice, nepravidelné častice alebo častice s nepravidelným tvarom štatisticky rozdelené (napríklad práškové produkty zo stupňa mletia alebo práškovania).

Rozdelenie veľkosti častíc superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél nemá rozhodujúci význam pre charakteristiky štruktúr absorbentu. To platí najmä v prípade absorpčných jadier, ktoré obsahujú pomerne vysoké koncentrácie časticového superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél. Podiel časticového superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél na celkovom prijímaní kvapaliny a rozdelení absorpčných štruktúr sa výrazne zvýši pri vyšších koncentráciách, pretože je menej vlákien na kompenzáciu akýchkoľvek nepriaznivých vplyvov na príjem kvapaliny a na mieru rozdelenia a na zádržnú kapacitu absorpčného materiálu.

Veľké častice superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél napučiavajú veľmi pomaly a výrazne znižujú potenciál prijímania kvapaliny (to znamená miera, ktorou je kvapalina prijímaná do absorpčného jadra v zsmere). Veľmi malé častice (alebo aj Jemné“) majú sklon k rýchlejšiemu napučiavaniu, ale ľahko sa tlačia do kapilárnych priestorov za znižovania permeability jadra a

SK 279288 Β6 za dramatického znižovania rýchlosti rozptyľovania kvapaliny v jadre, najmä v rovine x-y. Tiež vysoké koncentrácie jemných častíc môžu často koagulovať do gélovej hmoty, čo pôsobí ako bariéra pre distribúciu kvapaliny. To je jav spojený s jemnými časticami, ktorý sa označuje ako „gélová priehradka“.

Pri použití špecifického, pomerne úzkeho rozdelenia veľkosti častíc v absorpčných jadrách, ktoré obsahujú superabsorpčné materiály vytvárajúce hydrogél, sa uvedené obmedzenia spracovania kvapaliny tak veľkými, ako malými časticami môžu výrazne znížiť alebo eliminovať. Aj keď nie je cieľom viazať vynález na akúkoľvek teóriu, zdá sa, že stredná veľkosť častíc vo veľkej miere ovplyvňuje potenciál prijímať kvapalinu absorpčnými časticami. To platí, pretože miera prijímania kvapaliny je závislá od celkového povrchu na jednotku hmoty superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél. Interval veľkosti častíc (alebo aj „šírka rozdelenia častíc“) ovplyvňuje tak mieru prijímania kvapaliny, ako mieru jej rozvádzania v štruktúre. Ideálne by mala byť šírka rozdelenia veľkosti častíc veľmi malá.

Vynález sa týka použitia častíc s veľkosťou v intervale približne 100 až 300 mikrometrov, pričom je najvýhodnejšia stredná veľkosť približne 125 až 250 mikrometrov. Šírka rozdelenia veľkosti častíc má byť taká, aby aspoň približne 95 % hmotn. častíc malo strednú veľkosť 100 mikrometrov (s 50 mikrometrami strednej veľkosti na spodnom konci uvedeného rozsahu). Najvýhodnejšie aspoň približne 95 % hmotn. superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél má veľkosť častíc 75 mikrometrov (s veľkosťou 50 mikrometrov na spodnom konci uvedeného rozsahu).

Špecifické rozdelenie častíc superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél, používaného podľa vynálezu, sa môže vyjadrovať použitím skutočných rozmerov častíc. Spôsob na stanovenie skutočných rozmerov častíc je podrobne opísaný v prihláške vynálezu, ktorá sa týka medzičasticovo zosieťovaného agregátu. Stanovenie skutočných rozmerov častíc je pomerne komplikovaným procesom v dôsledku rozličných tvarov a rozmerov, ktoré častice môžu mať. Preto pre jednoduchosť sa rozmery častíc absorpčných štruktúr vyjadrujú iným spôsobom.

Na ciele vynálezu sa výrazom „veľkosť častíc“ rozumie rozmer častíc, ktorý sa stanovuje opísanou sitovou analýzou. Vzorka častíc sa preosieva, ako je ďalej opísané a výsledky sa zaznamenávajú. Pripomína sa, že častice nie sú guľovité, sitový test môže stanoviť len veľkosť určitých rozmerov špecifickej častice. Výsledky takej sitovej analýz}' však dostatočne definujú veľkosť častic na ciele vynálezu. Výsledky sitovej analýzy sa môžu vyjadrovať dvomi rovnocennými konvenciami so zreteľom na charakteristiky použitých sít.

Veľkosť častic sa vyjadruje veľkosťou ôk sita. Napríklad veľkosť častíc, ktorá je zadržaná na site s otvormi 149 mikrometrov udáva veľkosť častic väčších alebo rovných 149 mikrometrom na ciele podľa vynálezu. Častice, ktoré prechádzajú sitom s otvormi 297 mikrometrov a zachytávajú sa na site s otvormi 149 mikrometrov, sú považované za častice s veľkosťou 149 až 297 mikrometrov. Častice, ktoré prechádzajú sitom s otvormi 149 mikrometrov, sú považované za častice s veľkosťou menšou ako 149 mikrometrov.

Iným spôsobom vyjadrovania veľkosti častíc ako výsledok sitovej analýzy je označenie čísla sita. Napríklad častice, ktoré prechádzajú sitom U.S. #50 a zadržiavajú sa na site #100 sa označujú ako 50/100 mesh. Podľa výhodného uskutočnenia vynálezu použité špecifické roz delenie častíc zahŕňa bez akéhokoľvek obmedzenia: 35/170 mesh, 35/140 mesh, 35/120 mesh, 40/100 mesh, 40/120 mesh, 40/140 mesh, 40/170 mesh, 50/170 mesh, 50/140 mesh, 50/120 mesh, 50/100 mesh, 45/120 mesh, 45/140 mesh, 45/170 mesh, 45/100 mesh, 60/100 mesh, 60/120 mesh, 50/70 mesh, 60/80 mesh a 70/100 mesh. Podľa najvýhodnejšieho uskutočnenia sa používa rozdelenie veľkosti častíc 50/100 mesh, 50/120 mesh, 50/140 mesh, 50/170 mesh, 45/120 mesh, 45/14 mesh, 60/100 mesh, 60/120 mesh, 50/70 mesh, 60/80 mesh.

Výsledky získané podľa obidvoch uvedených spôsobov sa môžu ľahko rozpisovať na sitové schémy s umiestnením príslušných hodnôt. Také sitové schémy sú v tabuľke 21-6 publikácie Perry’s Chemical Engineers’s Handbook, 6. vydanie (McGraw-Hill Book Company, 1984) na str. 21-15. Výhodné rozdelenie veľkosti častíc sa vyjadruje veľkosťou otvoru sita a môže sa zhrnúť v nasledujúcej tabuľke (pripomína sa, že nižšie čísla v prípade každého stanovenia mesh v stĺpci po ľavej ruke nasledujúcej tabuľky zodpovedajú väčším časticiam, uvádzaným v pravom stĺpci tabuľky).

Tabuľka I

Interval veľkosti častíc, vyjadrený sitovou analýzou Veľkosť častíc Veľkosť častíc vyjadrená radom U. S. sít vyjadrená veľkosťou otvorov sít (mikrometre)

35/170 mesh	88-	500
35/140 mesh	105-	500
35/120 mesh	125-	500
40/170 mesh	88-	420
40/140 mesh	105-	420
40/120 mesh	125-	420
40/100 mesh	149-	420
45/170 mesh	88-	354
45/140 mesh	105-	354
45/120 mesh	125-	354
45/100 mesh	149-	354
50/170 mesh	88-	297
50/140 mesh	105-	297
50/120 mesh	125-	297
50/100 mesh	149-	297
50/80 mesh	210-	297
60/120 mesh	125 -	250
60/100 mesh	149-	250
60/80 mesh	177-	250
70/100 mesh	149-	210

Je dobre známe, že vo väčšine sitových analýz môžu určité častice prechádzať alebo sa môžu zadržiavať na site pri jednej skúške a nie pri druhej totožnej skúške. To môže byť spôsobené tvarom častíc a rozdielnou orientáciou k otvoru sita, ktorú má častica pri jednotlivej skúške. Preto sa také výsledky obvykle označujú ako percento častíc, myslené hmotnostné, ktoré spravidla prejdú sitom s určitým rozmerom a sú zadržané na site s druhým rozmerom. Výhodne podľa vynálezu nie viac ako približne 20 % hmotn., najmä nie viac ako približne 10 % hmotn. a predovšetkým nie viac ako približne 5 % hmotn. častíc je väčších, ako zodpovedá situ 50 mesh (297 mikrometrov) alebo menších ako zodpovedá situ 170 mesh (88 mikrometrov).

Uvedené špecifické rozdelenie veľkosti častíc sa môže dosiahnuť akýmkoľvek vhodným spôsobom. Špecifické rozdelenie veľkosti častíc je možné dosiahnuť, aspoň v pomerne malých množstvách, sitovou operáciou.

Častice superabsorpčného materiálu akéhokoľvek špecifického rozdelenia častíc je možné premiešavať s jemným anorganickým práškom. Jemné častice anorganického prášku spravidla priľnievajú na povrch polymérnych častíc za vytvorenia kompozitu absorpčných častíc, alebo sa môžu voľne asociovať s polymémymi časticami vo forme fyzikálnej zmesi.

Jemným anorganickým práškom alebo jednoducho „anorganickým práškom“ môže byť akýkoľvek anorganický prášok. Ako vhodné anorganické prášky, bez zámeru o akékoľvek obmedzenie, sa napríklad uvádza oxid kremičitý, amorfný oxid kremičitý, oxid hlinitý, oxid titaničitý, hlinky, napríklad kaolín alebo montmorillonit a akékoľvek anorganické materiály, opísané v uvedených patentových spisoch 4 286082 (Tsubakimoto, 25. augusta 1981) alebo 4 500670 (McKinley a kol., 19. februára 1985) alebo akékoľvek zmesi uvedených práškov. (V uvedených patentových spisoch sa však neuvádzajú absorpčné štruktúry ako podľa vynálezu.) Výhodne anorganickým práškom, používaným podľa vynálezu, je jemný amorfný oxid kremičitý.

Veľkosť častíc anorganického prášku je výhodne menšia ako 1 mikrometer, predovšetkým menšia ako 0,1 mikrometra. Veľkosť častíc anorganického prášku sa môže stanovovať akýmkoľvek presným a spoľahlivým spôsobom. (Pripomína sa však, že veľkosť častíc anorganického prášku sa spravidla nezisťuje opísanou sitovou skúškou, pretože sú anorganické častice príliš malé.)

Anorganický prášok sa výhodne mieša s časticami superabsorpčného materiálu v množstve približne 0,1 až približne 5 % hmotn. (t. j. približne 0,1 až približne 5 dielov anorganického prášku na 100 dielov) so zreteľom na častice superabsorpčného materiálu. Anorganický prášok sa môže miešať s časticami superabsorpčného materiálu v podstate suchom stave alebo po pridaní vody v množstve až približne 10 hmotn. dielov vody na 100 hmotn. dielov častíc superabsorpčného polyméru.

Anorganický prášok a častice superabsorpčného materiálu sa môžu navzájom miešať akýmkoľvek vhodným spôsobom. Ako vhodné spôsoby sa uvádzajú, ale bez zámeru o akékoľvek obmedzenie, fyzikálne miešanie a spôsoby opísané v uvedených amerických patentových spisoch číslo 4 286082 (Tsubakimoto) a 4 500670 (McKinley a kol.).

Zmes častíc superabsorpčného materiálu a anorganického prášku sa tu označuje ako .zmes častíc“. Ak častice anorganického materiálu priľnievajú na povrch polymémych častíc, môžu vytvárať agregáty alebo aglomeráty. Výraz ,zmes častíc“ zahŕňa všetky usporiadania, ktoré môžu pri miešaní častice polyméru a anorganický prášok vytvárať, vrátane takých agregátov. V prípade agregátov častice v časticovom materiáli sa môžu označovať ako .zmesové absorpčné častice“.

Zmes častíc je vhodná pre absorpčné výrobky s určitými priaznivými vlastnosťami v porovnaní s absorpčnými výrobkami, ktoré obsahujú superabsorpčné materiály, ktoré nie sú zmiešané s uvedenými anorganickými práškami. Priaznivé vlastnosti sú najviac zrejmé, keď sa zmes častíc začlení do absorpčných jadier.

Opísané špecifické rozdelenie častíc poskytuje absorpčné jadrá so zvýšeným spracovaním kvapaliny. Pridaním anorganického prášku k časticiam, ktoré majú špecifické úzke rozdelenie veľkosti častíc, sa vytvára prírastkové prídavné zvýšenie miery spracovania kvapalín v prípade takých absorpčných jadier. Uvedené priaznivé pôsobenie je zrejmé pri porovnávaní s absorpčnými štruktúrami, ktoré obsahujú samotné časticové superab sorpčné materiály so štandardným celkovým rozdelením veľkosti častíc (t. j. bez pridania anorganického prášku). Priaznivé vlastnosti sú tiež zrejmé pri porovnávaní s absorpčnými štruktúrami, ktoré obsahujú časticové superabsoipčné materiály (so špecifickým rozdelením veľkosti častíc).

Použitie anorganického prášku tiež umožňuje používať široký interval veľkosti častíc v absorpčných jadrách za dosahovania podobných výsledkov ako v prípade absorpčných jadier, ktoré obsahujú tesnejšie rozdelenie veľkosti častíc superabsorpčného materiálu nezmiešaného s anorganickým práškom.

Priaznivé pôsobenie zmesových absorpčných častíc sa prejavuje v absorpčných jadrách, ktoré majú značne rozdielne koncentrácie superabsorpčného materiálu. Toto priaznivé pôsobenie je predovšetkým zrejmé v prípade absorpčných jadier, ktoré obsahujú vysoké koncentrácie častíc superabsorpčného materiálu (napríklad v prípade, keď určitá časť absorpčného výrobku má koncentráciu superabsorpčného materiálu väčšiu ako približne 25 % hmotn.). Ďalšie zvýšenie priaznivého pôsobenia je pri absorpčných jadrách, ktoré majú väčšie koncentrácie (napríklad 50 % hmotn.) častíc superabsorpčného materiálu.

Absorpčné jadrá výrobkov podľa vynálezu výhodne obsahujú primárnu štruktúru, napríklad pás, rúno alebo inú zmes vláknitého materiálu so zmesou častíc. Také textílie spravidla obsahujú vrstvu prekrížených vlákien. Podľa vynálezu sa však absorpčné jadrá neobmedzujú nutne na pás alebo na podobnú formu jednej vrstvy alebo listu materiálu. Preto absorpčné jadro môže obsahovať vrstvené útvary, pásy alebo kombinácie niekoľkých listov alebo pásov z opísaných materiálov.

V absorpčnom jadre sa môžu používať rôzne typy vláknitého materiálu. Akýkoľvek typ vláknitého materiálu, ktorý je vhodný na použitie v bežných absorpčných produktoch, je tiež vhodný na použitie v absorpčných jadrách podľa vynálezu. Ako špecifické príklady takých vlákien sa uvádzajú vlákna celulózové, modifikované celulózové, viskózový hodváb, polypropylénové a polyesterové vlákna, polyetyléntereftalové vlákna, hydrofilné polyamidové vlákna. Môžu sa však používať tiež iné vlákna, ako sú napríklad vlákna z acetátu celulózy, vlákna polyvinylfluoridové, polyvinylidénchloridové, akrylové, poly vinylacetátové, polyamidové, dvojzložkové, trojzložkové a ich zmesi. Výhodné sú však hydrofilné vlákna.

Výrazom „hydrofilné“ sa tu vždy rozumejú vlákna alebo povrch vlákien, ktoré sa zmáčajú, keď sa na ne nanesie kvapalina. (To znamená, že vlákna alebo ich povrchy sa považujú za hydrofilné, ak sa voda alebo telesné kvapaliny ľahko rozptyľujú na povrchu alebo v povrchu vlákien bez ohľadu na to, či vlákno pije kvapalinu alebo vytvára gél.) Stav typu zmáčania materiálu definuje hydrofilnosť (a zmáčanie) kontaktným uhlom a povrchovým pnutím kvapalín a obsiahnutých tuhých podielov. Podrobne je problém opisovaný v publikácii „Contact Angle, Wettability, and Adhesion“ [Kontaktný uhol, zmáčateľnosť a adhézia] (Američan Chemical Society Publication, vyd. Róbert F. Gould., 1964).

Ako príklady vhodných hydrofilných vláknitých materiálov, okrem uvedených, sa uvádzajú hydrofilizované hydrofóbne vlákna. Sú to povrchovo upravené alebo oxidom kremičitým upravené termoplastické vlákna, odvodené napríklad od polyolefinov, ako sú napríklad vlákna polyetylénové, polypropylénové, polyakrylové, polyamidové, polystyrénové a polyuretánové. V skutočnosti hydrofilizované hydrofóbne vlákna, ktoré samotné nie sú príliš absorpčné a ktoré preto nevytvárajú útvary s dostatočnou absorpčnou kapacitou, aby bolo možné používať ich v absorpčných výrobkoch, môžu byť vhodné na použitie v absorpčných jadrách výrobkov podľa vynálezu pre svoje dobré charakteristiky so zreteľom na tampóny. Táto charakteristika vlákna je na ciele podľa vynálezu dôležitá, ak nie vôbec dôležitejšia ako samotná absorpčná kapacita vlákna.

Je to kvôli vysokej miere prijímania kvapalín bez charakteristík gólovej priehradky častíc superabsorpčného materiálu vytvárajúceho gél, používaného v absorpčných jadrách výrobkov podľa vynálezu. Hydrofóbne syntetické vlákna sa môžu tiež používať, sú však menej vhodné.

Z dôvodov dostupnosti a ceny sa vo všeobecnosti dáva prednosť celulózovým vláknam ako hydrofilnému vláknitému materiálu pre absorpčné jadrá. Najvýhodnejšie sú vlákna drevnej buničiny, označované ako plsť, vytvárané prúdom vzduchu.

V niektorých opisovaných absorpčných jadrách sa môžu používať tiež iné celulózové vlákna a chemicky vystužené celulózové vlákna. Výhodne chemicky vystuženými celulózovými vláknami sú vystužené, zosúkané, tvarované celulózové vlákna, ktoré sa môžu vyrábať vnútorným zosieťovaním celulózových vlákien zo zosieťujúcim činidlom. Typy vystužených, zosúkaných, tvarovaných celulózových vlákien, vhodných ako hydrofilný vláknitý materiál na absorpčné štruktúry podľa vynálezu, sú podrobne opísané v amerických patentových spisoch číslo 4 822453 („Absorbent Structure Containing Individual Crosslinked Fibers“ [Absorpčná štruktúra, ktorá obsahuje jednotlivé zosieťované vlákna], Dean a kol., 18. apríla 1989); číslo 4 888093 („Individualized, Crosslinked Fibers And Process For Making Said Fibers“ [Individualizované, zosieťované vlákna a spôsoby ich výroby], Dean a kol., 19. decembra 1989); číslo 4 889595 („Process For Making Individualized, Crosslinked Fibers Having Reduced Residuals And Fibers Thereof“ [Spôsob výroby individualizovaných, zosieťovaných vlákien so zníženými množstvami zvyškov a spôsob ich výroby], Herrona a kol., 26. decembra 1989); číslo 4 889596 („Process For Making Individualized Crosslinked Fibers And Fibers Thereof“ [Spôsob výroby individualizovaných zosieťovaných vlákien a produkty tejto výroby], Schoggen a kol., 26. decembra 1989); číslo 4 889597 („Process For Making Wet-Laid Structures Containing Individualized Stiffened Fibers“ [Spôsob výroby štruktúr za mokra, ktoré obsahujú individualizované vystužené vlákna], Bourbon a kol., 26. decembra 1989) a číslo 4 898642 („Twisted, Chemically Stiffened Celulosic Fibers And Absorbent Structures Made Therefrom“ [Zosúkané, chemicky vystužené celulózové vlákna a absorpčné štruktúry, vyrobené s použitím týchto vlákien], Moore a kol., 6. februára 1990.

Pomerné množstvo vlákien a superabsorpčného materiálu alebo zmesi častíc, používaných na absorpčné jadrá, sa najvýhodnejšie vyjadruje hmotnostné v percentách rôznych zložiek absorpčného jadra.

Pre jednoduchosť sa hmotnostné percentá uvádzajú pre polyméme častice, pretože hmotnosť anorganického prášku je tak malá, že sa hmotnosť polymémych častíc blíži k hmotnosti častíc v určitej zmesi polymémych častíc a anorganických častíc.

Absorpčné jadrá výhodne obsahujú častice polyméru (alebo superabsorpčný materiál) v množstve približne 5 až približne 98 % hmotn., výhodne približne 10 až približne 98 % hmotn., vztiahnuté na hmotnosť absorpčné ho jadra. Koncentrácia polymémych častíc sa tiež môže vyjadrovať hmotnostným pomerom vlákien (alebo iného materiálu) k polymémym časticiam. Tento hmotnostný pomer môže byť približne 90 : 10 až 2 : 98. Pre väčšinu absorpčných jadier celkový optimálny hmotnostný pomer vlákien k časticiam je približne 90 :10 až približne 15 : 85.

Superabsorpčný materiál alebo zmes častíc môžu byť v podstate rovnomerne dispergované v celom absorpčnom jadre, ako sa opisuje v americkom patentovom spise číslo 4 610678 („High-Density Absorbent Structures“ [Absorpčná štruktúra s vysokou hustotou], Paul T Weisman a Stephen A. Goldman, 9. septembra 1986).

V absorpčných jadrách môže byť superabsorpčný materiál alebo zmes častíc dispergovaná v rôznych hmotnostných množstvách v rôznych oblastiach a hrúbkach absorpčného jadra. Napríklad zmes vláknitého materiálu a superabsorpčného materiálu alebo zmesi častíc môžu byť uložené len v určitých oblastiach absotpčného jadra.

Superabsorpčný materiál alebo zmes častíc môže byť tiež rozptýlená v oblastiach alebo zónach, ktoré majú vyššie koncentrácie častíc ako iné oblasti alebo zóny. Napríklad sa v európskej prihláške vynálezu číslo 0 198683, zverejnenej 22. októbra 1986 (Duenk a kol.) a v americkom patentovom spise číslo 4 699823 (Kellenberger a kol., 14. októbra 1987) opisujú absorpčné štruktúry, ktoré majú superabsorpčný materiál rozdelený v pozitívnom gradiente aspoň v časti hrúbky absorpčnej štruktúry. Také rozdelenie sa môže používať v absorpčných jadrách podľa vynálezu.

Bez ohľadu na homogenitu rozdelenia superabsorpčného materiálu alebo zmesi častíc v špecifickej konštrukcii jadra, je žiaduce hmotnostné množstvo polymérneho materiálu podľa vynálezu približne 5 až približne 98 %, výhodne približne 10 až približne 98 % a predovšetkým približne 25 až približne 98 % aspoň v časti absorpčného jadra. Hmotnostné percento polymémeho materiálu môže byť v akomkoľvek úzkom intervale v uvedenom rozsahu. Taký úzky rozsah napríklad zahŕňa približne 5 %, 10 %, 15 % alebo 25 % a približne buď 70 %, 75 %, 80 %, 85 % alebo 90 %. Niektoré špecifické percentá polymémeho materiálu, vhodné podľa vynálezu, ktoré spadajú do uvedeného rozsahu, napríklad zahŕňajú 35%, 50% a 70%.

Na ciele vynálezu sa uvažujú absorpčné jadrá s hmotnostným obsahom podľa vynálezu, pokiaľ je toto hmotnostné percento na aspoň 25 cm² podielu absorpčného jadra. Tento 25 cm² podiel je zvolený na základe skúšky stanovenia hmotnostného percenta superabsorpčného materiálu, ako je opísané.

Analýza hmotnostných percent

Hmotnostné percento sa stanovuje vyrezaním reprezentatívnej časti absorpčného jadra na získanie vzorky. Výrazom „reprezentatívna časť' sa tu rozumie podiel štruktúry, ktorý obsahuje superabsorpčný materiál a je charakteristickým podielom absorpčného jadra, ktorý obsahuje najvyššiu koncentráciu superabsorpčného polymémeho materiálu.

Reprezentatívna časť má plochu 25 cm². Rez môže mať akýkoľvek tvar, pokiaľ žiadny rozmer vyrezanej vzorky nepresahuje 8,5 cm.

Reprezentatívna vzorka absorpčného jadra sa môže umiestniť v rôznych polohách v danej štruktúre absorbentu. Napríklad, ak je absorpčná štruktúra v jadre (alebo v inej absorpčnej zložke) plienky alebo iného absorpčného výrobku, je reprezentatívna časť spravidla v oblasti

SK 279288 Β6 jadra, ktoré sa môže definovať okrajmi pravouholnikovej plochy, ktorá je centrovaná okolo pozdĺžnej osi absorpčného výrobku a má rozmery približne 6,4 x približne 25 cm.

Obdĺžniková plocha je umiestnená tak, že dlhšie strany obdĺžnika sú v tom istom smere ako pozdĺžna os absorpčného výrobku. Jeden z kratších okrajov obdĺžnika (tu označovaný ako horný okraj) prilieha k čelnému koncovému okraju jadra. „Čelný koncový okraj jadra“ je priečny okraj jadra, ktorý má nositeľ vpredu pri používaní absorpčného výrobku. Tento horný okraj obdĺžnika má byť vo vzdialenosti približne 2,54 cm od čelného okraja jadra. Pripomína sa však, že umiestnenie reprezentatívneho podielu plienky alebo iného absorpčného výrobku nie je obmedzené touto obdĺžnikovou plochou.

Na získanie vzorky s veľkosťou 25 cm² má byť absorpčný výrobok úplne prestrihnutý. Ak však absorpčný výrobok má viac ako jednu oddelenú vrstvu alebo zónu, (ako podľa vynálezu) majú sa získať oddelené vzorky týchto vrstiev alebo zón.

Ak vzorka získaná z ktorejkoľvek z týchto vrstiev alebo zón obsahuje superabsorpčný polymémy materiál, ktorý patrí do špecifikovaného hmotnostného percenta, potom sa usúdi, že absorpčná štruktúra má časť, ktorá je vnútri tohto hmotnostného percenta. To platí bez ohľadu na to, či iné vrstvy alebo zóny obsahujú špecifikované hmotnostné percento. Zámerom uvedenej metódy je jej aplikácia na získanie rozumným spôsobom skutočne reprezentatívnej vzorky absorpčnej štruktúry bez akýchkoľvek pokusov vylúčiť časti danej absorpčnej štruktúry, ktoré by inak mohli patriť do rozsahu vynálezu.

Hustota opísaných absorpčných štruktúr môže byť tiež významná z niekoľkých hladísk. Môže byť dôležitá pri stanovení absorpčných vlastností absorpčných štruktúr ako takých a absorpčných vlastností výrobkov, v ktorých sa majú také absorpčná štruktúry použiť. Hustota absorpčných štruktúr je vo všeobecnosti približne 0,06 g/cm³ až približne 0,50 g/cm³ a predovšetkým približne 0,08 g/cm³ až približne 0,35 g/cm³. Hodnoty hustoty týchto štruktúr sú vypočítané z ich základnej hmotnosti a z hrúbky, zmeranej dotykovým meradlom. Hrúbka sa meria za mierneho zaťaženia 10 g/cm². Základná hmotnosť sa meria vyrazením určitej vzorky a jej zvážením. Hmotnosť a plocha vzorky určujú základnú hmotnosť (hmotnosť na jednotku plochy). Hustota a hodnota základnej hmotnosti obsahujú hmotnosť zmesi časticového materiálu.

Absorpčné jadrá výrobku podľa vynálezu môžu obsahovať rôzne prípadné materiály popri vláknach alebo iných vhodných materiáloch a popri zmesi častíc. Ako také prípadné materiály sa uvádzajú napríklad pomocné prísady na rozptýlenie kvapaliny, antimikrobiálne prísady, činidlá na riadenie hodnoty pH, činidlá na obmedzovanie zápachu a parfumy. Množstvo týchto prípadných prísad nemá byť väčšie ako približne 30 % hmotn., vztiahnuté na absorpčné jadro .

Absorpčné jadro absorpčného výrobku podľa vynálezu sa môže pripravovať akýmkoľvek spôsobom, ktorým sa vytvára pás, ktorý obsahuje zmes vlákien a superabsorpčného materiálu, alebo zmes častíc. Tieto absorpčné jadrá sa výhodne pripravujú fúkaním v podstate suchej zmesi vlákien a superabsorpčného materiálu alebo zmesi častíc a prípadne alebo nutne za zahustenia získaného pásu. Taký spôsob (pre častice superabsorpčného materiálu bez pridania anorganického prášku) je úplne opísaný v americkom patentovom spise číslo 4 610678. Ako sa v tomto patentovom spise uvádza, fúkaním vytvorený pás týmto spôsobom výhodne obsahuje nespájané vlákna. Tento pás má výhodne obsah vlhkostí 10 % alebo menší.

Podľa alternatívneho uskutočnenia vynálezu môže absorpčné jadro obsahovať laminát (vrstvenú absorpčnú štruktúru), ktorý obsahuje aspoň jednu a prípadne dve alebo niekoľko vrstiev dispergovaného superabsorpčného materiálu alebo zmesi častíc. Taký laminát výhodne obsahuje vrstvy alebo pásy vláknitých materiálov.

Výrazom „pás vláknitého materiálu“ sa rozumie list tenkého, v podstate súvislého materiálu, ktorý má dva v podstate rovnobežné povrchy. Akokoľvek pás vláknitého materiálu nemusí byť teoreticky plochý alebo hladký, vytvára sa alebo sa môže vytvárať v podstate v rovinnom, dvojrozmernom usporiadaní neurčitej dĺžky a neurčitej šírky, čo vedie k dvom rozmerom. Ako príklady pásov vláknitých materiálov, používaných vo vrstvených absorpčných jadrách výrobkov podľa vynálezu, sa uvádzajú početné papiere a netkané materiály. Pás vláknitého materiálu, používaný na absorpčný výrobok podľa vynálezu, je výhodne pásom absorpčného materiálu, predovšetkým pásom absorpčného papiera a najvýhodnejšie absorpčným tkanivom. Pásy vláknitého materiálu môžu byť všetky z toho istého vláknitého materiálu alebo môžu byť z odlišného vláknitého materiálu.

Niektoré typy vrstvených absorpčných jadier sú podrobne opísané v americkom patentovom spise číslo 4 578068 („Absorbent Lamináte Structure“ [Absorpčná vrstvená štruktúra], Timothy A. Kramer, Gerald, A. Young a Ronald W. Kock, 25. marca 1986). Spôsoby a zariadenia na výrobu takých vrstvených štruktúr sú opísané v americkom patentovom spise číslo 4 551191 („Method For Uniformly Distributing Discrete Partickles On A Moving Porous Web“ [Spôsob rovnomernejšieho rozdeľovania oddelených častíc na pohybujúci sa pórovitý pás], Ronald W, Kock a John A. Esposisto, 5. novembra 1985).

Výhodne, pokiaľ absorpčné jadro absorpčného výrobku podľa vynálezu obsahuje laminát, sú superabsorpčný materiál alebo zmes častíc rozdelené na aspoň časti takého absorpčného jadra v množstve aspoň približne 35 % hmotn. samotného polymérneho materiálu alebo zmesi častíc, vztiahnuté na hmotnosť absorpčného jadra, najmä v množstve aspoň približne 40 % hmotn., vztiahnuté na hmotnosť absorpčného jadra.

Skúšobné metódy

Nasledujúce postupy sa uskutočňujú za štandardných laboratórnych podmienok pri 23 °C a 50 % relatívnej vlhkosti.

A. Absorpčná kapacita

Absorpčná kapacita superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél sa stanoví umiestnením superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél dovnútra „čajového vrecúška“, ponorením čajového vrecúška do nadbytku syntetickej močoviny a odstredením čajového vrecúška počas špecifického času po jeho vybratí zo syntetickej močoviny. Pomer koncovej hmotnosti superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél po odstredení mínus počiatočná hmotnosť (čistý zisk kvapaliny) k počiatočnej hmotnosti určuje absorpčnú kapacitu.

Materiál čajového vrecúška sa vyreže pomocou rezníka 6 cm x 12 cm, preloží sa v polovici a po dvoch stranách utesní T-rúrkovým spájadlom na čajové vrecúško s rozmermi 6 cm x 6 cm. Ak majú byť zadržiavané jemné častice, použije sa na čajové vrecúško materiál s nižšou pórovitosťou. Po pripravení čajového vrecúška sa na od

SK 279288 Β6 važovacom papieri odváži 0,200 gramov ± 0,005 gramu superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél a vnesie sa do čajového vrecúška a horný (otvorený koniec) čajového vrecúška sa utesni. Prázdne čajové vrecúško sa navrchu uzavrie a použije sa ako slepá vzorka. Do 1000 ml kadičky sa naleje približne 300 mililitrov syntetickej močoviny.

Močovinou, používanou pri skúšobných metódach, podľa vynálezu je „syntetická močovina“ so zložením: 2,0 g/1 chloridu draselného; 2,0 g/1 síranu sodného; 0,85 g/1 dihydrogénfosforečnanu amónneho; 0,15 g/1 monohydrogénfosforečnanu amónneho; 0,19 g/1 chloridu vápenatého a 0,23 g/1 chloridu horečnatého. Všetky chemikálie majú kvalitu pre analýzu. Syntetická močovina má hodnotu pH 6,0 až 6,4.

Čajové vrecúško slepej vzorky sa ponorí do kadičky so syntetickou močovinou. Čajové vrecúško s obsahom superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél (čajové vrecúško so vzorkou) sa podiží vo vodorovnej polohe kvôli rovnomernému rozdeleniu materiálu v celom čajovom vrecúšku. Čajové vrecúško so vzorkou sa potom položí na hladinu syntetickej močoviny. V čase, ktorý nepresahuje jednu minútu, sa čajové vrecúško so vzorkou nechá navlhčiť a potom sa úplne ponorí a nechá sa nasiaknuť počas 60 minút.

Po približne 2 minútach po ponorení prvej vzorky sa pripraví druhá súprava čajových vrecúšok rovnako ako prvá súprava čajových vrecúšok slepej vzorky a čajových vrecúšok so vzorkou, ponorí sa na 60 minút rovnakým spôsobom ako prvá súprava. Po uplynutí predpísaného času na nasiaknutie pre každú sadu čajových vrecúšok so vzorkou sa čajové vrecúška rýchlo vyberú (pomocou klieštikov) zo syntetickej močoviny. Potom sa vzorky odstredia ako je opísané.

Odstredivka má byť vybavená tachometrom s priamym odčítaním a elektrickou brzdou. Odstredivka je ďalej vybavená valcovým puzdrom s vonkajšou stenou vysokou asi 6,4 cm, s vonkajším priemerom 21,4 cm a vnútorným priemerom 20,2 cm a deviatimi radmi približne 106 kruhových otvorov s priemerom 0(2. cm, rovnomerne rozdelených po obvode vonkajšej steny a so šiestimi kruhovými drenážnymi otvormi s priemerom 0,6 cm na dne puzdra rovnomerne rozdelenými na dne, so stredmi vo vzdialenosti 1,3 cm od vnútorného povrchu vonkajšej steny. Puzdro je v odstredivke namontované tak, že sa otáča a brzdí súčasne s odstredivkou.

Čajové vrecúška so vzorkami sa umiestnia do puzdra prehnutým koncom čajového vrecúška v smere rotácie odstredivky na absorbovanie počiatočnej sily. Čajové vrecúška slepých vzoriek sa umiestnia po obidvoch stranách čajových vrecúšok so vzorkami. Čajové vrecúška so vzorkami druhej sady sa musia umiestniť oproti čajovým vrecúškam prvej sady na vyváženie odstredivky. Odstredivka sa zapne, nechá sa rýchlo rozbehnúť na stále otáčky 1500/min. Len čo sa dosiahnu stabilné otáčky 1500/min., nastaví sa budík na 3 minúty. Po 3 minútach sa odstredivka vypne a brzdou zastaví.

Prvé čajové vrecúško a prvé čajové vrecúško slepej vzorky sa vyberú a oddelene sa odvážia. Postup sa opakuje s druhým čajovým vrecúškom so vzorkou a s čajovým vrecúškom slepej vzorky.

Absorpčná kapacita (ac) pre každú vzorku sa vypočíta nasledovne: ac = (hmotnosť čajového vrecúška so vzorkou po odstredení mínus hmotnosť čajového vrecúška slepej vzorky po odstredení mínus hmotnosť superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél) delená (hmotnosťou superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél). Hodnota absorpčnej kapacity tu použitá je priemerom absorpčnej kapacity obidvoch vzoriek.

B. Stanovenie veľkosti častíc sitovou analýzou (preosievacia skúška)

Veľkosť častíc superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél, použitého v absorpčných jadrách absorpčného výrobku podľa vynálezu, sa stanoví kvartovaním reprezentatívnej vzorky častíc superabsorpčného materiálu a potom preosievaním súpravou sít so zmenšujúcou sa veľkosťou oka.

Skúška prebieha nasledovne: 100 gramov reprezentatívnej vzorky superabsorpčného materiálu vytvárajúceho hydrogél sa rozdelí na štyri až osem približne rovnakých podielov.

Jeden z podielov sa potom prenesie na stĺpec sít Používajú sa štandardné americké sitá. Stĺpec sít má mať veľkosť ôk zodpovedajúcu pokusu. Na analýzu celkového rozdelenia veľkosti častíc obsahuje stĺpec sít hore štandardné sito #20 (s otvormi 841 mikrometrov), štandardné sito #30 (s otvormi 595 mikrometrov), štandardné sito #50 (s otvormi 297 mikrometrov), štandardné sito #100 (s otvormi 149 mikrometrov), štandardné sito #325 (s otvormi 44 mikrometrov) a panvu.

Na analýzu špecifického, užšieho rozdelenia veľkosti častíc v nasledujúcich príkladoch (rovnako ako rozdelenia častíc uvedeného v patentových nárokoch), obsahuje stĺpec sít hore štandardné sito #50 (s otvormi 297 mikrometrov), štandardné sito #70 (s otvormi 210 mikrometrov), štmdardné sito #100 (s otvormi 149 mikrometrov), štandardné sito #170 (s otvormi 88 mikrometrov) a pan'u.

Kvartovaný podiel superabsorpčného materiálu sa preoseje na trepačke, podľa inštrukcií výrobcu. Trepačka nesie rad sít, otáča nimi a natriasa ich mechanickým pohybom podobným ako pri ručnom preosievaní. Natriasací pohyb je aplikovaný súčiastkou podobnou kladivu na „zátku“ uprostred veka, ktoré zakrýva stĺpec sít.

Kvartovaný podiel sa natriasa 10 minút za nasledujúcich podmienok. Sitová trepačka má vykonávať asi 140 až 160 poklepov za minútu. Sitová trepačka sa má otáčať pri počte otáčok približne 270 až 300/min. Zátka uprostred veka sitovej trepačky má vyčnievať presne 0,48 cm na začiatku skúšky. Superabsorpčný materiál, ktorý zostane na každom site a na sitovej panve, sa po tomto procese odváži a zaznamená.

C. Skúšobná metóda nasávacej absorpčnej schopnosti

Táto metóda je verziou štandardnej skúšky nasiaknutosti. Štandardné skúšky nasávacej absorpčnej schopnosti opísal Chatteijee, P. K. (vyd.) Absorbency, kapitola II, str. 60-62, Elsevier Science Publisher B. V., Amsterdam, Holandsko (1985).

Pristroj na uskutočňovanie tejto skúšky je schematicky zobrazený na obr. 12 a 13. Pristroj 100 pozostáva zo štvorcového košíčka 102, ktorý je umiestnený na ráme 104. Vnútorné rozmeiy košíčka sú 10,2 cm x 10,2 cm. Výška košíčka 102 je nastaviteľná mechanizmom 106. Nádrž 108 na kvapalinu je umiestnená na elektronickej váhe 110 priamo pod košíčkom 102 na umiestnenie vzorky. Elektronická váha 110 je pripojená k počítaču 112.

Môžu sa použiť košíčky dvoch typov, v závislosti od verzie uskutočňovanej skúšky. Verzie skúšky sú dve, jedna v smere z a druhá rovinná verzia v smere x-y. Rôzne verzie sa používajú na meranie rýchlosti, akou je vzorka absorpčného jadra alebo inej absorpčnej štruktúry, schopná absorbovať kvapaliny, ktoré pretekajú vzorkou v rôznom smere, v smere z a v smere roviny x-y.

SK 279288 Β6

Tu používaný termín „smer z“ znamená orientáciu vzhľadom na absorpčný výrobok. „Smer z“ je kolmý na obidva povrchy absorpčného výrobku.

Skúška v smere z je schematicky znázornená na obr. 14A. Pri skúške v smere z tvorí celé dno 10,2 cm x 10,2 cm košíčka hrubé drôtené sito 114. Vzorka 116 sa preto dotýka kvapaliny F, ako je znázornené na obr. 12. Pri tejto skúške sa požaduje, aby vzorka 116 transportovala kvapalinu len hrúbkou vzorky v zvislom smere, teda v smere osi z. Táto verzia skúšky poskytuje meranie potenciálnej rýchlosti pohlcovania kvapaliny vzorkou.

Skúška v rovine x-y je schematicky naznačená na obr. 14B. Pri skúške v rovine x-y je sito 114 len v ploche 118 (2,54 cm x 102 cm) pozdĺž okraja 120 dna košíčka na vzorke Zvyšná časť 122 dna košíčka je tvorená plexisklom a neprepúšťa kvapalinu. Boky košíčka, ktoré sa stýkajú so vzorkou sú tiež z plexiskla a neprepúšťajú kvapaliny (pri skúške v rovine x-y a pri skúške v smere z). Ako je zrejmé z obr. 14B, požaduje sa od vzorky 116 najskôr nasať kvapalinu v smere z a potom ju transportovať maximálne 7,62 cm vo vodorovnej rovine (x-y). Výsledok skúšky v rovine x-y zabezpečuje zmeranie schopnosti vzorky rozvádzať kvapalinu za potenciálnych podmienok pri použití. Tak skúška v smere z, ako skúška v rovine x-y sa uskutočňuje pri tlaku 1,4 kPa rovnomerne aplikovanom na homý povrch vzorky 116 absorpčnej štruktúry.

Skúšobný postup je nasledujúci: Najskôr sa vyreže vzorka 10,2 cm x 102 ^{cm 7} absorpčnej štruktúry. Nádrž 108 na kvapalinu sa naplní 6800 ml syntetickej močoviny a postaví sa na elektronickú váhu 110 pod skúšobným prístrojom 100. Potom sa košíček 102 spustí, až hladina kvapaliny dosahuje práve nad úroveň drôteného sita 114. Na drôtené sito 114 na dne košíčka 102 sa umiestni obchodne dostupný papierový uterák 124 s rozmermi 10,2 cm x 10,2 cm (pre smer z) alebo 2,5 cm x 10,2 cm (pre rovinu x-y) podľa toho, aká skúška sa uskutočňuje. Papierový uterák 124 zabezpečuje, že po celý čas skúšky je zabezpečený konzistentný kontakt kvapaliny so spodnou stranou vzorky 116 jadra.

Na štvorcovú kovovú doštičku 128 s rozmermi menšími ako sú vnútorné rozmery košíčka 102 na vzorku, sa vloží závažie 126. Potom sa horná časť vzorky 116 jadra pripojí na spodok kovovej doštičky 128 obojstrannou lepiacou páskou 130 alebo nastreknutím lepidla. V čase nula sa umiestni vzorka 116 do košíčka 102 a spustí sa program získavania dát na počítači. Po 30 minútach sa skúška ukončí a údaje sa vynesú a analyzujú.

Pri vyhodnocovaní dát je významné meranie 30-minútovej kapacity vzorky prijímať syntetickú močovinu. 30-minútová kapacita vzorky sa vyjadruje v gramoch syntetickej močoviny, absorbovanej vzorkou po 30 minútach na gram superabsorpčného materiálu vo vzorke. Množstvo syntetickej močoviny absorbovanej vzorkou za 30 minút sa zistí odčítaním hmotnosti syntetickej močoviny v nádrži za 30 minút od hmotnosti syntetickej močoviny v nádrži pri začiatku skúšky.

Ďalšou významnou vlastnosťou vzorky je jej rýchlosť pohlcovania a distribúcie kvapaliny. Čas, pokiaľ vzorka dosiahne 90 % svojej 30-minútovej kapacity, je jednoduchou mierkou priemernej rýchlosti nasávania kvapaliny skúšanej absorpčnej štruktúry. Udáva sa ako čas 190 a vyjadruje sa v sekundách. Čas 190 sa môže merať tak pri skúške v smere z, na zistenie rýchlosti pohlcovania kvapaliny vzorkou, ako pri skúške v rovine x-y na zistenie rýchlosti distribúcie kvapaliny vzorkou.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Nasledujúce príklady ukazujú rozdiely medzi časmi t90 skúšok v smere z alebo v rovine x-y absorpčných štruktúr, ktoré patria do troch všeobecných kategórií: (1) absorpčné štruktúry, ktoré obsahujú celkové rozdelenie veľkosti častíc superabsorpčného materiálu bez anorganického prášku; (2) absorpčné štruktúry, ktoré obsahujú špecifické rozdelenie veľkosti častíc superabsorpéných materiálov bez anorganického prášku; (3) absorpčné štruktúry, ktoré obsahujú špecifické rozdelenie veľkosti častíc superabsorpčných materiálov s prísadou anorganického prášku do častíc superabsorpčného materiálu.

Absorpčné štruktúry pre uvedené príklady sú vyrobené pomocou rozdrvenej celulózovej buničiny, časticového hydrogélu od rôznych dodávateľov a amorfného oxidu kremičitého. Absorpčné štruktúry sa môžu vo všeobecnosti pripraviť metódou a prístrojom opísaným v americkom patentovom spise 4 610678 Weisman a kol.

V každom z opísaných príkladov sú častice superabsorpčného materiálu s rozdelením veľkosti častíc uvedenom v tabuľke 3 zmiešané s 1 % hmotn. amorfného oxidu kremičitého AEROSIL 200 (alebo nezmiešané s amorfným oxidom kremičitým, pokiaľ je to uvedené v tabuľke III) v podstate v suchom stave. Častice superabsorpčného materiálu (prípadne s oxidom kremičitým) a celulózové vlákna v požadovaných hmotnostných percentách sa zmiešajú homogénne v prúde vzduchu a prúdom vzduchu sa nanesú na pohyblivý pás na vytvorenie absorpčnej štruktúry s požadovanou plošnou hmotnosťou. Absorpčné štruktúry sa potom stlačia na požadovanú hustotu v medzere medzi hnacími valcami. Hustoty špecifikované v príkladoch sú merané pod aplikovaným tlakom 0,69 kPa.

Rozdelenie veľkosti častíc superabsorpčného materiálu v každej vzorke je dôležité. Uskutočnilo sa niekoľko porovnávacích príkladov pomocou celkového rozdelenia častíc superabsorpčného materiálu bez oxidu kremičitého a špecifického rozdelenia častíc bez oxidu kremičitého. Superabsorpčný materiál použitý v absorpčných štruktúrach opísaných v príkladoch sa získa od troch rôznych dodávateľov komerčného superabsorpčného materiálu (vzorky 1, 2 a 3). Dodaný superabsorpčný materiál má úrovne extrahovateľného polymémeho materiálu špecifikované v americkej prihláške vynálezu Re. 32,649, Brandtakol., 19. apríla 1988.

Nasledujúci zoznam obsahuje celkové rozdelenie veľkosti častíc (zistené sitovou analýzou) pre všetky skúšané vzorky.

Tabuľka Π

Celkové rozdelenie veľkosti častíc

	Vzorka 1	Vzorka 2	Vzorka 3
% na site 841 mikrometrov	0,1	0,1	0,02
% na site 595 mikrometrov	9,0	19,4	—
% na site 297 mikrometrov	44,0	56,6	88,50
% na site 149 mikrometrov	30,0	16,0	10,00
% na site 44 mikrometrov	16,0	7,3	1,40
% nad 44 mikrometrov	1,6	0,7	0,02

SK 279288 Β6

Úzke rozdelenie veľkosti častíc superabsorpčných materiálov sa získa preosievaním porovnateľného celkového materiálu. Materiál, ktorý má špecifické rozdelenie veľkosti častíc, použitý v absorpčných štruktúrach je taký, ktorý prejde prvým sitom udaným v tabuľke III a je zachytený na druhom špecifickom site.

Absorpčné kapacity tak niektorých vybraných vzoriek s celkovým rozdelením veľkosti častíc, ako niekoľkých vzoriek s výhodným špecifickým rozdelením častíc, sú uvedené v nasledujúcej tabuľke HA.

Tabuľka HA

Absorpčné kapacity

Vzorka	absorpčná kapacita g/g
Vzorka č. 1 celk.	41,9
Vzorka č. 150/100 mesh*	41,6
Vzorka č. 2 celk.	39,9
Vzorka č. 2 50/100 mesh	40,0
Vzorka č. 3 celk.	41,1
Vzorka č. 3 50/100 mesh	42,1

* veľkosť otvorov sit 50/100 mesh zodpovedá 149 až

297 mikrometrom

Ostatné špecifické podmienky pre každý príklad a porovnávací príklad sú podrobnejšie opísané v tabuľke ΠΙ. Výsledky skúšok absorpčnej schopnosti v smere z a v rovine x-y uskutočnené pri každom príklade absorpčnej štruktúry sú udané v tabuľke IV. (V tabuľkách IH a IV len príklady označené číslom predstavujú absorpčnú štruktúru podľa vynálezu, čo je absorpčná štruktúra, ktorá obsahuje zmes časticového materiálu). O tých sa hovorí ako o príkladoch. Príklad označený písmenom C je porovnávací príklad. Vo všeobecnosti zahŕňajú porovnávacie príklady absorpčné štruktúry bez oxidu kremičitého. Porovnávacie príklady môžu teda obsahovať tak celkové rozdelenie veľkosti častíc polyméru, ako špecifické rozdelenie polyméru uvedeného v tabuľke ΠΙ.

Výsledky skúšok v smere z a v rovine x-y týchto porovnávacích príkladov (ktoré všetky obsahujú 50 % hmotn. celulózových vlákien a 50 % hmotn. superabsorpčného materiálu) sa môžu zhrnúť do grafu na obr. 15, ktorý sa týka rôznych frakcií so špecifickou veľkosťou častíc so zreteľom na absorpčnú schopnosť pri tlaku 1,38 kPa. (Je potrebné uviesť, že obr. 15 nezahŕňa len údaje z tabuľky IV pre 50 % zmesi, ale údaje spojené s absorpčnými štruktúrami, ktoré majú rôzne iné rozdelenie veľkosti častíc v 50 % zmesiach s cieľom diskusie.)

Os x v grafe predstavuje čas v sekundách, pokiaľ skúšobná vzorka dosiahne 90 % svojej skúšobnej kapacity v smere z. Os y v grafe znamená čas v sekundách, pokiaľ skúšobná vzorka dosiahne 90 % svojej skúšobnej kapacity v rovine x-y.

Rozdelenie veľkosti častíc v pravom hornom rohu grafu predstavuje vzorky s pomerne širokým rozdelením veľkosti častíc, ktoré obvykle obsahujú pomerne veľké častice, ktoré sa typicky získajú od výrobcov. Graf ukazuje, že rúnam s obsahom týchto častíc trvá pomerne dlho, pokiaľ dosiahnu svoju kapacitu v smere z a v rovine x-y.

Rozdelenie veľkosti častíc v dolnom ľavom rohu grafu predstavuje vzorku s pomerne jemnými časticami. Z grafu vyplýva, že zatiaľ čo rúna, ktoré obsahujú jemné častice, prijímajú kvapaliny rýchlo v smere z, dosahujú svoju kapacitu pomerne pomaly v rovine x-y. To je dôsledok opísaného problému gélového blokovania.

Ideálne rozdelenie veľkosti častíc predstavuje ľavý dolný roh grafu. To sú rúna s veľkosťou častíc, ktoré naj rýchlejšie dosahujú 90 % svojej kapacity v smere z aj v rovine x-y. Toto rozdelenie veľkosti častíc je reprezentatívne pre úzke rozdelenie veľkosti častíc superabsorpčných materiálov vytvárajúcich hydrogél, použitých v absorpčnom výrobku podľa vynálezu.

Absorpčnými štruktúrami podľa vynálezu sú tie, z ktorých aspoň časť má typicky časy t90 absorpčnej schopnosti v smere z a v rovine x-y kratšie alebo sa rovnajú 500 sek., ak je absorpčná štruktúra skúšaná podľa skúšky absorpčnej schopnosti (tak v smere z, ako v rovine x-y). Pri skúške absorpčnej schopnosti je časť jadra vybraná v súlade s kritériami stanovenými v analýze hmotnostných percent, s tou výnimkou, že veľkosť vzorky je štandardne 10,2 cm x 10,2 cm, nie štvorec so stranou 25 cm.

Výhodne majú opísané štruktúry časy absorpčnej schopnosti v smere z a v rovine x-y t90 (alebo rýchlosti) kratšie alebo sa rovnajú 500 sek., výhodne menej ako asi 400 sekúnd, výhodnejšie asi 300 sekúnd a najvýhodnejšie asi 225 sekúnd.

Časy absorpčnej schopnosti sú približne závislé od koncentrácií superabsorpčného materiálu, použitého v absorpčných štruktúrach. Napríklad absorpčné štruktúry s poslednými tromi uvedenými časmi t90 (400,300 a 225 sekúnd), majú vo všeobecnosti koncentrácie superabsorpčného materiálu asi 50 %, 35 % a 25 %.

Na obr. 16 je vplyv prísady anorganického prášku k vzorke číslo 1. Údaje absorpčnej schopnosti z príkladov 1 až 3 a porovnávacích príkladov C¹ až C³ z tabuľky TV sú znázornené graficky. Tento obrázok zreteľne ukazuje, že vnesenie jemného anorganického prášku (príklad 1 až 3) zlepšuje rý chlosť nasávania kvapalín tak v smere z, ako v rovine x-y. Obr. 16 tiež jasne ukazuje, že zlepšenie, odvodené z použitia špecifických veľkostí častíc superabsorpčného materiálu s oxidom kremičitým, je ešte väčšie, ak je superabsoipčný materiál začlenený do absorpčného výrobku vo veľkých koncentráciách.

Predpokladá sa, že problémy, ktoré sa vyskytovali pri mnohých skorších absorpčných štruktúrach sú podstatne znížené alebo odstránené v jadrách absorpčných výrobkov podľa vynálezu. Absorpčné jadrá obsahujú znížené množstvo pomerne veľkých častíc superabsorpčného materiálu, ktoré prijímajú kvapaliny pomerne pomaly a tiež znížené množstvo pomerne jemných častíc, ktoré majú sklon vytvárať gél a spomaľovať prevod kvapalín v rovine x-y. Anorganický prášok, ktorý je zmiešaný s časticami superabsorpčného materiálu, zvyšuje ďalej rýchlosť prijímania kvapalín, najmä pokiaľ sú do absorpčných štruktúr začlenené vysoké koncentrácie superabsorpčných materiálov.

Predpokladá sa, že jadrá absorpčného výrobku podľa vynálezu majú zlepšenú pohlcovaciu schopnosť (a teda menši sklon k presakovaniu), pretože sú schopné rýchlo spracovávať kvapaliny, ktoré sú na nich zachytené.

Aj keď boli ilustrované a opísané jednotlivé uskutočnenia podľa vynálezu, je pracovníkom v odbore zrejmé, že sú možné rôzne obmeny a modifikácie v rámci vynálezu.

Priemyselná využiteľnosť

Absorpčný výrobok na pohlcovanie telesných kvapalín, ktorý pozostáva z vrchnej vrstvy prepúšťajúcej kvapaliny, zo spodnej vrstvy neprepúšťajúcej kvapaliny a z absorpčného jadra, umiestneného medzi obidvomi vrstvami a obsahujúceho častice vo vode nerozpustného absorpčného polyméru vytvárajúceho hydrogél v množstve 25 až 90 % hmotn., vztiahnuté na hmotnosť plochy 25

SK 279288 Β6 cm² absorpčného jadra, pričom 80 až 95 % hmotn. častíc absorpčného polyméru má veľkosť 105 až 297 pm, je vhodný na jedno použitie, ako sú napríklad plienky a ochranné prostriedky pre inkontinentné dospelé osoby.

Tabuľka Hl

PtlXlad .'raxela notnwL Záklaa.-iA i.b(.<ou (t) v/ci·¹ íí ci ‘3 _CM

C _CI2 fj

f) fi n

K/100 SWHÍ

50/170

50/100

5C/I4O

M/170 lulk 10/71

100/1»

W to

M so

SO w M eulk p»ä colxová rotd«lanl<i veľkosti caeclc

50/100 50/líú 50/170 1W/17C 53/JUC

15/12C 5C/1SS SO/Kd

Tabuľka IV

0,0465

0.0465

0.0651

0.0449

0.040»

0.0451

0.0449

0.0449

0,0434

0,0419

0.0410

Ο,ΟίβΒ

0,0*05

0,0309

0.0414

Príklad	ťri jí:iani~
	kvapaliny	Kvapell.i,
	lí>0 <»)	Vs/’ ‘	tí(J (si	(9/9)

21$

333 m

SO tým, že absorpčné jadro obsahuje častice absorpčného polyméru, ktoré sú povrchovo zosieťované.

4. Absorpčný výrobok na pohlcovanie telesných kvapalín podľa nároku 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že absorpčné jadro obsahuje anorganický materiál vo forme prášku, vybraný zo súboru, ktorý zahŕňa οχιά kremičitý, oxid titaničitý, oxid hlinitý a hlinky, ako je kaolín a montmorillonit a ich zmesi, najmä práškovitý amorfný oxid kremičitý.

5. Absorpčný výrobok na pohlcovanie telesných kvapalín podľa nároku laž4, vyznačujúci sa tým, že absorpčné jadro obsahuje vláknitý materiál, s ktorým sú častice absorpčného polyméru a prípadne anorganického materiálu zmiešané, alebo vláknitý materiál vo forme najmenej dvoch netkaných rún, medzi ktorými sú častice absorpčného polyméru a prípadne anorganického materiálu rozložené.

6. Absorpčný výrobok na pohlcovanie telesných kvapalín podľa nároku 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že absorpčné jadro obsahuje vláknitý materiál a častice absorpčného polyméru v hmotnostnom pomere 95 : 5 až 2 : 98, výhodne 75 : 25 až 2 : 98.

výkresy

1 t 3	290 IM Hl	22,1 23.4 20,1
Cl	240	2$,«
c»	2$$	22,1
(3	IM	20,?
¢4	STS	22,1
í$	290	24 2
C«	M	ÍLl
cl	371	19,3
c·	3»	11,9
d	4M	22,3
cl#	$20	21,4
c»	290	21,J
Cl2	245	21,2

493

2M

4M

410

MO

IM

30$

120

590 ««S »5

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Absorpčný výrobok na pohlcovanie telesných kvapalín, ktorý pozostáva z vrchnej vrstvy' prepúšťajúcej kvapaliny, zo spodnej vrstvy neprepúšťajúcej kvapaliny a z absorpčného jadra, umiestneného medzi obidvomi vrstvami a obsahujúceho častice absorpčného polyméru s veľkosťou častíc 105 až 297 pm, vyznačujúci sa tým, že absorpčné jadro obsahuje častice vo vode nerozpustného absorpčného polyméru vytvárajúceho hydrogél v množstve 25 až 90 % hmotn., vztiahnuté na hmotnosť plochy 25 cm² absorpčného jadra, pričom 80 až 95 % hmotn. častíc absorpčného polyméru má veľkosť 105 až 297 pm.
2. 2. Absorpčný výrobok na pohlcovanie telesných kvapalín podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že absorpčné jadro obsahuje častice absorpčného polyméru vybraného zo súboru, ktorý zahŕňa až z 95 % hmotn. neutralizovanú kyselinu polyakrylovú, hydrolyzované a škrobom očkované akrylonitrilové kopolyméry, až z 95 % hmotn. neutralizované a škrobom očkované akrylonitrilové kopolyméry, škrobom očkované kopolyméry kyseliny akrylovej, až z 95 % hmotn. neutralizované a škrobom očkované kopolyméry kyseliny akrylovej, zmydelnené kopolyméry vinylacetátu a esteru kyseliny akrylovej, hydrolyzované kopolyméry akrylonitrilu alebo akrylamidu a až z 20 % hmotn. zosieťované produkty ktoréhokoľvek z uvedených kopolymérov.
3. 3. Absorpčný výrobok na pohlcovanie telesných kvapalín podľa nároku la 2, vyznačujúci sa