CZ245795A3 - Polymeric foam exhibiting high absorption capacity - Google Patents

Description

Vysoce absorbující polymerní pěna

Oblast techniky

Vynález se týká vysoce absorbujících polymerních pěn a zvláště zlepšené vysoce absorbující polymerní pěny mající morfologií, jež zajišťuje zlepšené absorpční vlastnosti, např. mající spojité vzájemně propojené kanálky v podstatě v celém objemu pěny a mající relativně vysokou hodnotu poměru plochy povrchu k hmotnosti. Vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu jsou zejména vhodné pro. použití v absorpčních dílech, jež mohou být zabudovány do absorbujících výrobků, jako jsou např. plenky, vložky pro dospělé osoby trpící inkontinencí, dámské vložky a podobné výrobky. Vynález se také týká způsobů výroby těchto vysoce absorbujících pěn.

Dosavadní stav techniky

Vysoce absorbující polymerní materiály (nazývané také hydrogely, hydrokoloidy, osmotické materiály a absorpční gelové materiály) mohou absorbovat velká množství tekutin, jako je např. voda a tělesné exsudáty, a mohou za mírných tlaků také tyto absorbované tekutiny zadržovat. Díky těmto absorpčním charakteristikám jsou tyto materiály zvláště vhodné pro zabudování do absorbujících výrobků např. do plenek, dámských vložek a podobných výrobků.

Jsou známy vysoce absorbující pěny zhotovené z vysoce absorbujících polymerních materiálů 4,529,739 vydaný Scottovi a kol.

4,649,164 vydaný Scottovi a kol. 10.3.1987 popisují vypěněný, vodbu botnatelný, vodu absorbující polymerní materiál, jenž byl připraven uvedením do vzájemného kontaktu polymeru, jenž může mít vodou botnatelný charakter a jenž obsahuje kyselé skupiny ve formě kyseliny, a nadouvadla, jež může neutralizovat kyselé skupiny polymeru. U.S. Patent 4,808,637 vydaný Boardmanovi

Na příklad, U.S. Patent 16.7.1985 a U.S. Patent a kol. 28.2.1989 a přihláška 0295438 zveřejněná Boardmanem (European Patent Application) 21.12.1988 popisují akrylátovou vysoce absorbující směs se zlepšenou rychlostí absorbce, nízkým zbytkovým obsahem kyseliny a nízkým obsahem akrylátového monomeru, která byla připravena reakcí směsi kyseliny akrylové, soli karboxylové kyseliny s alkalickým kovem, octanu hlinitého, persíranu sodného a vody za použití mikrovlného tepelného,.

-zdroj'eVU7S7“Patent~5,154,713 vydaný Lindovi 13.10.1992 popisuje vysoce absorbující polymer se zvýšenou rychlostí absorpce vody, který byl připraven přídavkem (nejlépe před začátkem polymerizace) uhličitanového nadouvadla k roztoku monomerů určených pro přípravu vysoce absorbujícího polyme_ru. _______________ ' Jsou známý také pěny obsahující zrnité nevypěněné vysoce absorbující materiály. Viz např. U.S. Patent 4,394,930 vydaný Korpmanovi 26.7.1983; U.S. Patent 4,415,388 vydaný Korpmanovi 15.11.1983 a přihlášku (Great Britain Patent Application) 2136813A z veřej něnou Korpmanem 2 6_..9_..1.9.8-4-.—V—těch-feo-oďk-a-zech—jsou^- pěny v přítomnosti činidla a iniciátoru

I když uvedené pěny materiály, nevykazují však výrobcích na jedno použití, .^popisovány—pěnové -výrobky -připravené“ z^_J tuhého zrnitého vysoce absorbujícího polymeru, nadouvadla a kapalné polyhydroxy sloučeniny. U.S. Patent 4,725,629 vydaný Garveymu a kol. 16.2.1988 popisuje vysoce absorbující polyurethanovou pěnu na základě vzájemně propletené polymerní sítě ze zesilovaného polyurethanu a zesilovaného přídavného polymeru, která byla zhotovena připravením polyurethanové polymerizovatených monomerů, síťujícího radikálové polymerizace.

mohou být použity jako absorpční nej lepší vlastnosti při použití ve jelikož jejich absorpční vlastnosti jsou omezené. Vysoce absorbující pěny z vysoce absorbujících materiálů mají sklon k tomu,., aby. obsahovaly-nespojité kanálky;

U téchto___pěn_^ j e_tendence__v.ýsky-tu—r-ela-t-ivně- velké ' průměrně velikosti dutinek a široké distribuce velikosti dutinek, t.j. pěny mají kapilární strukturu o relativně velkém průměru, t

přičemž průměr kapilár se nahodile a široce lisí. Předpokládá se, že z velké průměrné velikosti dutinek a z nespojitých kanálků vyplývá pěnový výrobek o relativně nízké hodnotě poměru plochy povrchu k hmotnosti a tím i o nikoliv optimální osmotícké absorpční, rychlosti. Dále se předpokládá, že nespojitost kanálků pěny a široká distribuce velikosti dutinek zhoršují schopnost tekutin protékat pěnou působením kapilárního transportu. Předpokládá se, že toto zhoršení kapilárního transportu zhoršuje jak osmotícké vlastnosti tak i kapilární absorpční vlastnosti těchto pěn, zejména kapilární absorpční kapacitu, kapilární absorpční rychlost i rychlost osmotické absorpce. Absorpční rychlosti a kapacity těchto pěnových výrobků bývají proto omezené.

Ve směsi obsahující v pěné (netvořené vysoce absorbujícím materiálem např. polyurethanem) zrnitý vysoce absorbující polymerní materiál pěnový podíl směsi není vysoce absorbující (podle zde uvedené definice), jelikož nevykazuje dostatečnou schopnost zadržovat absorbované tekutiny. Celková kapacita pěny pro absorpci a zadržování tekutin je proto omezena, i když vysoce absorbující zrnitý’ podíl struktury může tekutiny zadržovat. Mimoto, celkové absorpční vlastnosti pěny bývají zhoršené v důsledku relativně nízké hodnoty poměru plochy povrchu k hmotnosti, zrnitého podílu. Předpokládá se, že toto má velký význam u absorpce tělových tekutin obsahujících vysokomolekulární složky, např. u krve a měsíčků. Předpokládá se, že tyto složky desaktivují zrnitý vysoce absorbující Ů, materiál v důsledku velké hmotnosti jejich molekul vzhledem gí.

k zrnitému materiálu. Vysokomolekulární složky mohou také desaktivovat oblasti pěny s nespojitými kanálky. Mimoto, použití polyurethanových materiálů v těch aplikacích, kde se budou dotýkat lidského těla (např. u plenek), může vyvolat problémy * související s potenciální toxicitou látek používaných k přípravě polyurethanů.

V oboru vysoce absorbujících materiálů vystává proto potřeba nových materiálů s vyššími rychlostmi absorpce a s většími absorpčními kapacitami. Vystává zejména potřeba absorbujících výrobků se zlepšenými uvedenými absorpčními vlastnostmi, přičemž se zároveň může snížit celková tlouštka absorbujícího výrobku. U absorbujících výrobků je žádoucí použít netoxických materiálů. Je mimoto žádoucí zhotovit tyto materiály a absorbující výrobky ekonomicky, t.j. rychlým, jednoduchým a bezpečným výrobním postupem.

Cílem tohoto vynálezu je předložit vysoce- absorbující polymerní pěnu se zlepšenou rychlostí absorpce a se zlepšenými vlastnostmi distribuce tekutin. Dalším cílem tohoto vynálezu je i

předložit vysoce absorbující polymerní pěnu s morfologií, jež umožňuje zvýšenou rychlost absorpce a jež je zejména charakterizována vysokou hodnotou poměru povrchu k hmotnosti.

Dalším cílem tohoto vynálezu je předložit vysoce absorbující polymerní pěnu, která nepřináší nežádoucí rizika pro lidské zdraví. Dále, cílem tohoto vynálezu je p_ře.d.l.až.it_ekonom-i-<=:k-ý— způsob přípravy těchto pén.

Dalším cílem tohoto vynálezu je předložit absorbující výrobky a absorbující díly se zlepšenými rychlostmi absorpce. Dalším cílem tohoto vynálezu je předložit absorbující díly, jejichž absorpční vlastnosti j sou. n as taven a . tak,..aby vyhověly požadavkům na danou aplikaci. Dalším cílem tohoto vynálezu je dosažení minimální tloušťky absorbujících výrobků při současném dosažení zlepšených absorpčních vlastností.

Podstata vynálezu-----·--Vynález se týká vysoce absorbující polymerní pěny obsahující vysoce absorbující polymerní materiál. U přednostního provedení je vysoce absorbující polymerní materiál připraven z v podstatě vodorozpustného nenasyceného monomeru obsahujícího zneutralizované karboxylové skupiny, jenž byl zreagován s v podstatě vodorozpustným vnitřním síťovacím činidlem. U přednostního provedení jsou monomer a vnitřní síťovací činidlo expandované v přítomnosti nadouvadla a rozpouštědla, čímž vzniká nadouvaná strúktura, přičemž rozpouštědlo je rozpouštědlem pro monomer a pro vnitřní síťovací činidlo, ale nikoliv pro nadouvadlo a pro vysoce absorbující polymerní materiál (rozpouštědlem je výhodné voda). Expandovaná struktura je

........vystavena takovým podmínkám·, -aby*' monomer a'vnitřní síťovací _____________-činidlo—zreagovaly--za - - tvorby vysoce“ absorbuj ící ho poíymerního materiálu. Nadouvánía reakce jsou řízeny tak, aby výsledná vysoce absorbující polymerní pěna vykazovala morfologii zajišťující zlepšenou rychlost absorpce a která může být charakterizována v podstatě spojitými vzájemně propojenými kanálky v podstatě v celém objemu pěny a též může být charakterizována relativné vysokou hodnotou poměru povrchu k hmotnosti, malým průměrem velikosti dutinek a nízkou hustotou.

Předpokládá se, že vysoce absorbující polymerní pěna podle tohoto vynálezu vykazuje zlepšené rychlosti absorpce a zlepšené kapacity vzhledem ke známým vysoce absorbujícím pěnám. Bylo zjištěno, že při kontaktu pěny podle tohoto vynálezu s tekutinami tato pěna botná v podstatě isotropně a to i za působení mírného omezujícího tlaku, tato pěna dále absorbuje tyto tekutiny do navzájem propojených kanálků a transportuje je těmito kanálky. Vysoce absorbující polymerní materiál pěny tyto tekutiny botnají a jsou v tomto materiálu zadržovány. Jelikož tato pěna obsahuje v podstatě nekonečné vzájemně propojené kanálky v podstatě v celém svém objemu, pěna rychle absorbuje tekutiny působením v podstatě neomezeného kapilárního transportu a to zejména ve vertikálním směru. Mimoto, jelikož vzájemně propojené kanálky umožňují distribuci tekutin v celém objemu

J pěny, umožňují tím i zvýšené využití vlastností polymeru souvisejících se zadržováním tekutin (osmotická absorpce). Předpokládá se, že pokud je využita plná osmotická absorpční kapacita, vzájemně propojené kanálky mají zlepšenou kapacitu kapilární absorpce. Pěny podle tohoto vynálezu mají poměrně vysokou hodnotu povrchu k hmotnosti, což zvyšuje rychlost osmotické absorpce polymerního materiálu. Celková rychlost absorpce a celková kapacita pěny směřují proto k maximální hodnotě.

Morfologie pěn podle tohoto vynálezu může také minimalizovat desaktivaci vysoce absorbujícího materiálu vysokomolekulárními tekutinami. Mimoto, tyto pěny často vykazují větší pružnost ve srovnání se známými pěnami, jež byly připraveny z vysoce absorbujících polymerních materiálů. Vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu nepřinášejí nežádoucí rizika pro lidské zdraví na rozdíl od některých známých vysoce absorbujících pěn.

Vynález se také týká zlepšených absorbujících výrobků, absorbujících dílů a absorbujících předmětů obsahujících vysoce absorbující polymerní pěnu podle tohoto vynálezu., Předpokládá se, že tyto pěny zlepšují vlastnosti těchto výrobků související se zpracováním tekutin tím, že rychle přijímají tekutiny, rozptyluji je ve svém objemu a zadržují je, čímž se umožní přijetí a přemístění dalších dávek tekutiny. V důsledku toho se zvyšuje celková rychlost absorpce a celková absorpční kapacita těchto výrobků a dílů.

Vynález se také týká způsobů přípravy . těchto vysoce absorbujících polymerních pén. U přednostního provedení je pěna připravena podle schématu:

(I) příprava reakční směsi obsahující monomer, vnitřní síúovací činidlo a rozpouštědlo;

(II) dispergace nadouvadla v reakční směsi;_____ (III) stabilizace disperze nadouvadla v reakční směsi;

(IV) expandování nadouvadla;

(V) reakce monomeru a vnitřního síúovacího činidla za tvorby vysoce absorbujícího polymerního materiálu;

(ví) řízení dispergace, stabilizace, expa.ndpyání„.a....reakčních. kroků tak, aby výsledná vysoce absorbující polymerní pěna měla takovou morfologii, jež zajišůuje zlepšenou rychlost absorpce a zlepšené vlastnosti distribuce tekutin.

Přehled obrázk.ú_n.a_v-y.kr.ese·----I když po tomto popisu následují patentové nároky, zdůrazňující a jasně formulující předložený vynález, předpokládá se, že tento vynález bude lépe pochopen z následujícího popisu ve spojení s přiloženými výkresy, kde:·

Obr.l je fotomikrografie představující pohled zeshora na okraj vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu ve zvětšení přibližné 50x a také část této fotomikrografie ve zvětšení- přibližně 250x.

Obr.2 je fotomikrografie představující pohled- zeshora na okraj vysoce absorbující polymerní pěny z obr.l zhotovená z roviny kolmé na rovinu okraje na obr.l, ve zvětšení přibližně 50x, a také část této fotomikrografie ve zvětšení přibližně _____Obr--3—-představuje-—půdorys—-plenky na ’ jedno”'použití v provedení podle tohoto vynálezu, přičemž některé části nejsou znázorněny, aby byla patrná pod nimi se nacházející struktura a přičemž vnější povrch plenky je obrácen k pozorovateli.

Obr.4 představuje půdorys dámské vložky v provefdení podle tohoto vynálezu, přičemž některé části vložky nejsou znázorněny.

Obr.5 představuje závislost viskozity na teplotě reakční směsi podle tohoto vynálezu.'

Příklady provedeni vynálezu

Vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu mohou absorbovat velká množství tekutin (t.j. kapalin), jako jsou např. voda anebo tělové exsudáty (např. moč nebo měsíčky) a dále za mírných tlaků (jež vznikají při nošení absorbujících výrobků) mohou tyto tekutiny zadržovat. Pěny jsou připraveny z vysoce absorbujících polymerních materiálů, jež jsou často nazývané hydrogely, hydrokoloidy, osmotické a absorpční gelové materiály. Pojem vysoce absorbující polymer, jak je zde použit, označuje v podstatě nerozpustný ve vodě, mírně zesilovaný, částečně zneutralizovaný a hydrogel vytvářející polymerní materiál, který může absorbovat a zadržovat velká množství tekutin, jako jsou např. voda anebo tělové exsudáty.

V typickém případě mají vysoce absorbující polymerní materiály schopnost za mírných tlaků absorbovat a zadržovat tyto tekutiny v množstvích, jež činí alespoň 10 násobek, výhodně alespoň 15 násobek a nejvýhodněji alespoň přibližně 50 násobek suché váhy polymerního materiálu. Pojem polymerní pěna označuje .·$£ strukturu, která vzniká dispergací plynu nebo kapaliny, jež 4 téměř neobsahují monomer, ve formě bublinek v kapalině, která obsahuje polymerizovatelná vysoce absorbující . polymer vytvářející reakční činidla, přičemž po dispergací následuje expanze bublinek a polymerizace reakčních činidel v kapalině obklopující expandované bublinky. Výsledná polymerizovaná .¾ expandovaná struktura může mít formu porézní tuhé struktury, jež je agregátem jednotlivých dutinek, přičemž hranice neboli stěny dutinek jsou tvořeny tuhým zpolymerovaným materiálem. Po expanzi a polymerizaci neobsahují dutinky v typickém případě plyn nebo kapalinu, jež téměř neobsahovaly monomer a jež před expanzi a polymerizaci tvořily bublinky v kapalné disperzi.

Vysoce absorbující polymerní pěna podle tohoto vynálezu je obecně tvořena vysoce absorbujícím polymerním materiálem, jenž vznikl z reakční směsi obsahující (i) vysoce absorbující polymer vytvářející reakční. činidla, které se v podstatě mohou rozpustit v rozpouštědle a (ii) toto rozpouštědlo. Nadouvadlo je v reakční směsi dispergováno, stabilizováno a expandováno, čímž vzniká expandovaná struktura. V průběhu tvorby expandované struktury nebo po jejím vytvoření reagují vysoce absorbující polymer vytvářející reakční činidla za tvorby polymerního materiálu, jenž je v rozpouštědle v podstatě nerozpustný. (V okamžiku, kdy př reakci se utváří nerozpustný polymer, tento polymer může nebo nemusí být vysoce absorbující. Jestliže v tomto okamžiku polymer není vysoce absorbující, polymer získá vysoce absorbující vlastnosti další reakcí). D_is.per.gace-,—s-tabi-l-i-zaee-;—expanze a reakční kroky jsou řízeny tak, aby morfologie výsledné polymerní .pěny zajišťovala zlepšené absorpční vlastnosti, přičemž tato morfologie se vyznačuje vzájemně propojenými kanálky, jež v podstatě spojitými nacházejí v podstatě se v celém ob jemu pěny,. a též.. .se, v.yznaču je-vysokou- hodnotou* -poměru povrchu k hmotnosti.

Pojem disperze nadouvadla v reakční směsi znamená, že nadouvadlo je v reakční směsi přítomno ve formě jednotlivých částic a tyto části téměř neobsahují vysoce absorbující polymer —vytvářející—rea-kén-í— č-i-n-i-d±a—a^-rczpťušTěďlóé Pojem v podstatě rozpustný^- znamená, že vysoce absorbující polymer vytvářející reakční činidlo (nebo jiná uvedená složka) mohou být rozpuštěny nebo dispergovány v rozpouštědle tak, aby z rozpouštědla mohla být extrahována minimální definovaná úroveň, reakčního činidla (nebo' složky). V podstatě rozpustná reakční činidla (nebo -složky) jsou ta, která mohou být rozpuštěna nebo dispergována v rozpouštědle tak, aby z rozpouštědla mohlo být extrahováno alespoň okolo 50%, výhodně alespoň okolo 60%, výhodněji alespoň okolo 75% a nejvýhodněji alespoň okolo 80% rozpuštěného nebo dispergovaného, reakčního činidla nebo složky. V' podstatě nerozpustný znamená, že reakční činidlo, složka, reakční produkt nebo jiný materiál (včetně vysoce absorbujícího polymerního materiálu na základě vysoce absorbující polymerní —pén-y-)-mohou· být-rozpuštěny nebodí spTrpovaKy v rozpouštědla tak,

-----aby—méně než-OkoTo^SO^V“výhodné méně než okolo 40%, výhodněji méně než okolo 25% a nejvýhodněji méně než 20% tohoto reakčního činidla, složky, reakčního produktu nebo jiného materiálu bylo extrahovatelného. Vhodný způsob ¹ stanovení extrahovatelných úrovní je popsán v oddíle Zkušební způsoby. V typickém případě zde připravené v podstatě nerozpustné polymerní materiály mají relativné vysokou průměrnou molekulovou hmotnost, např. alespoň ' okolo 200000 g/mói. Tato vysoká molekulová hmotnost je typickou vlastností zesiťovaných polymerů o určitém stupni síťování.

Naproti tomu, v podstatě rozpustné polymery jsou v typické případě v podstatě lineární polymery, t.j. polymerní molekula je obecně dvojrozměrná s minimálním stupněm síťování nebo zcela nesíťovaná.

U přednostního provedení vysoce absorbující polymerní pěna je tvořena vysoce absorbující polymerním materiálem připraveným z:

(I) v podstatě vodorozpustného nenasyceného monomeru obsahujícího zneutralizované karboxylové skupiny a (II) v podstatě vodorozpustného vnitřního síťovacího činidla zreagovaného s monomerem.

Přednostní vysoce absorbující polymerní pěna se výhodně t zhotoví nejdříve přípravou reakční směsi obsahující monomer, vnitřní síťovací činidlo a vhodné rozpouštědlo (nejlépe vodu). V reakční směsi se potom stabilním způsobem disperguje nadouvadlo, následuje expanze nadouvadla a reakce monomeru a vnitřního síťujícího činidla za vzniku pěny tvořené v podstatě ve vodě nerozpustným polymerním materiálem. (v závislosti na typu reakčního činidla a na reakčních podmínkách může být nerozpustný polymer buď vysoce absorbující nebo nemusí být vysoce absorbující a v tomto případě je zapotřebí další reakce, např. neutralizace karboxylových skupin anebo další zesíťování polymerního materiálu, jež ho přemění na vysoce absorbující polymerní materiál). Dispergace, stabilizace, expanze a reakční kroky jsou řízeny tak, aby morfologie pěny se vyznačovala vzájemně propojenými kanálky a relativně vysokou hodnotou poměru povrchu k hmotnosti.

Příprava reakční směsi

Jednou složkou přednostní reakční směsi je v podstatě *

¹ vodorozpustný monomer obsahující zneutralizované nebo

J. zneutralizovatelné karboxylové skupiny. Monomer výhodné obsahuje dostatečné množství karboxylových skupin a proto je z něj připravený lineární polymer v . podstatě vodorozpustný (karboxylové skupiny jsou hydrofilní). Mohou být použity také směsi těchto monomerů.

Monomery s karboxylovými skupinami zahrnují kyseliny, anhydridy kyselin a monomery obsahující esterové skupiny. Tyto monomery mohou také obsahovat jiné hydrofilní skupiny, jako jsou např. hydroxylové skupiny, amidové skupiny, aminové skupiny, nitrilové skupiny a kvarterní amoniové soli. Výhodněji obsahuje monomer alespoň okolo 5% mol., nejvýhodněji nejméně okolo 10% mol. kyselinových skupin.

Monomery obsahující karboxylové skupiny zahrnuji olefinicky

----nenasycené' kyseliny, j~ejich estery a anhydridy, jež obsahují alespoň jednu uhlík - uhlík olefinickou dvojnou va2bu. Přesněji tyto monomery' mohou být vybrány z olefinicky nenasycených karboxylových kyselin, esterů těchto karboxylových kyselin, anhydridů kyselin, sulfonových kyselin, esterů těchto . _ sulfonových kyselin a směsi dvou nebo více uvedených monomerů.

olefinicky nenasycené karboxylové kyseliny a anhydridy zahrnují kyselinu akrylovou a její deriváty, v typickém případě vlastní kyselinu akrylovou, kyselinu methakrylovou, kyselinu e thakry lovou,_kyselinu_a 1 f a-chlorakr-v-lovou-.—-kysei-rnu-_______alf a-kya_hoakr.y lovou,------kys el-inu - - - -be ta-metfty T “ ” akrylovou (t.j.

kyselinu krotonovou), kyselinu alfa-fenyl akrylovou, kyselinu beta-akryloxy propionovou, kyselinu beta-steryl akrylovou, kyselinu maleinovou a maleinanhydrid. Jinými monomery tohoto typu jsou kyselina sorbová, kyselina alfa-chlorosorbová, kyselina angelova, kyselina skořicová, kyselina p-chloroskořicová, kyselina itakonová, kyselina citrakoniková, kyselina mesakoniková, kyselina glutakoniková, kyselina akonitiková, kyselina fumarová a trikarboxyethylen. Monomery na základě, olefinicky nenasycených sulfonových kyselin a jejich derivátů zahrnují alifatické nebo aromatické vinylsulfonové kyseliny, jako je např. kyselina vinylsulfonová, kyselina allylsulfonová, kyselina vinyltoluensulfonová a kyselina styrensulfonová; deriváty, akrylových a methakrylových sulfonových _ kyselin^ jako., -.jsou—-např. -sulf oethyiakrylaV, y’ sulfoethylmethakrylát, sulfopropylakrylát, sulfopropylmethakrylát, 2-hydroxy-3-akryloxy propyl sulfonová kyselina, , 2-hydroxy-3-methakryloxy propyl sulfonová kyselina a 2-akrylamido-2-methyl propane sulfonová kyselina.

Karboxylové skupiny (např. kyselinové skupiny) jsou alespoň částečně zneutralizovány kationty, které jsou schopny vytvořit s monomerem sůl za vzniku monomeru se zneutralizovanými karboxylovými skupinami. Tyto soli vytvářející kationty např. zahrnují alkalické kovy, ammoniak, substituovaný amoniak a aminy, jak je podrobné diskutováno v U.S.Patent Re. 32,649, jenž byl vydán Brandtovi a kol. 19.4.1988 a jenž je sem vtělen formou odkazu. Neutralizace se přednostně provádí jakýmkoliv běžným způsobem, v jehož důsledku je zneutrali2ováno alespoň 25% mol., výhodněji alespoň okolo 50% mol. a nejvýhodněji okolo 75% mol. celkového množství karboxylových skupin. Karboxylové skupiny se výhodně neutralizují před vznikem v podstatě ve vodě nerozpustné polymerní pěny, např. neutralizace se výhodně provádí na monomeru nebo na vodorozpustném polymeru připraveném z tohoto monomeru.

Monomery s jinými hydrofilními skupinami než karboxylovými mohou být použity spolu s monomerem obsahujícím karboxylové skupiny. Jiné hydrofilní skupiny zahrnují hydroxylové skupiny, amidové skupiny, aminové skupiny a kvarterní amoniové skupiny. Monomery obsahující tyto skupiny jsou dobře známy a jsou podrobněji popsány např. v U.S.Patentu 4,076,663, jenž byl vydán Masudovi a kol. 23.2.19,78 a v U.S. Patentu 4,062,817, jenž byl vydán Westermanovi 13.12.1977, přičemž oba tyto patenty jsou sem vtěleny formou odkazu. V,monomeru může být přítomna jedna tato skupina nebo více těchto skupin.

Ačkoliv tento popis se většinou zabývá monomery, mělo by být jasné, že i v podstatě vodorozpustné homopolymery, kopolymery nebo reakční produkty monomerů mohou být použity místo monomerů nebo spolu s monomery. Tyto alternativní výchozí materiály zahrnují v podstatě vodorozpustné homopolymery z daného monomeru nebo v podstatě vodorozpustné reakční produkty daného monomeru nebo jeho homopolymeru a vnitřního síťovacího činidla. Na příklad, v podstatě lineární- v podstatě vodorozpustný homopolymer může být připraven vystavením monomeru známým podmínkám polymerizace. V podstatě vodorozpustný částečně zesíťovaný polymer může být také připraven reakcí (např.

t zahřátím) monomeru nebo lineárního polymeru z tohoto monomeru se síťovacím činidlem, jako je např. zde používané vnitřní síťovací činidlo. Tyto polymery jsou v typickém případě jen mírně zesíťované, např. stupeň zesíťování je nižší než 5%.

Uvedené polymery z daných monomerů (zejména lineární polymery) mohou být výhodnými výchozími materiály, jelikož umožňují nastavit viskozitu reakční směsi a tím napomoci vzniku pěny s požadovanou morfologií mající zejména relativně malé dutinky. V obecném případě, reakční směs využívající těchto polymerů má vyšší viskO2Ítu ve srovnání s reakčními směsmi, které jako výchozí materiály využívají samotné monomery. Použití těchto polymerů může být také zvláště výhodné tam, kde se požadují pěny s malým zbytkovým obsahem monomeru,___jeliko.ž, —z-by-tk-ový-monom'er^_při'tomný v polymeru (t.j. v lineárním polymeru) může být odstraněn známými způsoby, např. tepelné, před použitím v reakční směsi.

Přednostní reakční smés dále obsahuje v podstatě vodorozpustné vnitřní ' sítovací činidlo. Vhodnými vnitřními sítovacími činidly jsou sloučeniny, které mohou reagovat s monomerem za tvorby v podstatě ve vodé nerozpustného výhodně vysoce absorbujícího polymerního materiálu. Přednostně je vnitřní síůovací činidlo zvoleno tak, aby reakční směs měla aktivační teplotu vyšší než jsou teplot.a_bř.ev-eden-i—nadouvad-l-a—do~ plynné _fá_ze__ a. ..kritická - teplota-.—Aktivační teplota pro danou reakční směs je teplota, při které vnitřní síťovací činidlo reaguje s monomerem za tvorby vysokomolekulárního zesilovaného polymeru. Aktivační teplota může být stanovena pomocí diferenční snímací kalorimetrie (DSC). Tato technika je popsána v Analytical Calorimetry, sv.3, Roger S. Porter a kol., Plenům Press (1974), str.17-44, přičemž tento popis je sem vtělen formou odkazu. Vhodné zařízení pro DSC zahrnují přístroj Perkin-Elmer DSC7 Series Thermal Analysis System, komerčně dostupný u firmy Perkin-Elmer, Norwalk, CT, USA. Vhodný způsob stanovení aktivační teploty je popsán v příručce Perkin-Elmer 7 Series Thermal Analysis System, Perkin-Elmer, leden 1990, jež je sem vtělena formou odkazu.

Vhodná vnitřní sí.ůovací.._ činidla.. .zahrnuj í- sloučeniny -ma jíci nejméně dvě polymerizovatelné .. dvojné-vazby;- sloučeniny mající' nejméně dvě funkční skupiny schopné reakce s monomerem; a vícevazné sloučeniny kovů schopné tvorby iontových vazeb. Mohou být použity jedno nebo dvě vnitřní síůovací činidla. Typická vnitřní sítovací činidla jsou podrobněji popsána ve výše uvedeném U.S.Patentu 4,076,663. Volba určitého vnitřního sítovacího činidla je dána také požadovanou rychlosti reakce vnitřního sítovaciho činidla s monomerem při dané' teplotě, přičemž tato rychlost může být - snadno stanovena osobou znalou oboru. Vnitřní sííovací činidlo* se výhodně volí ze skupiny z Ν,Ν'-methylenbisakrylamidu, triallylamínu, a di- · nebo polyglycidyletherů alifatických zestávajicí se *

triallylfosfátu

polyvalentních alkoholů. Nejvýhodněji se používá

N,N'-methylenbisakrylamid.

Koncentrace vnitřního sítovacího činidla v reakční směsi činí v typickém případě okolo 0,001% mol. až 5% mol. vztaženo na celkový počet molů monomeru ve směsi (t.j. okolo 0,01 ‘až 20 váhových dílů vztaženo na 100 váhových dílů monomerního materiálu).

Reakční směs také obsahuje rozpouštědlo. Vhodná rozpouštědla jsou ta, v kterých jsou monomer a vnitřní síbovací činidlo v podstatě rozpustné a vysoce absorbující polymer a nadouvadlo v podstatě nerozpustné. Teplota přechodu do plynné' fáze vhodných rozpouštědel je vyšší než teplota přechodu do plynné fáze nadouvadla a kritická teplota reakční směsi a dále je výhodně vyšší než' aktivační ' teplota. U přednostního provedení, kde se používají v podstatě ve vodě rozpustné monomery, je rozpouštědlem výhodně voda, vodorozpustný alkohol (např. nižší alkoholy, ‘ jako jsou např. methanol, ethanol, propanoly a butanoly) nebo směs dvou nebo yíce těchto sloučenin. Výhodněji je rozpouštědlem voda. Ačkoliv koncentrace různých složek v reakční směsi se může různit v širokých mezích pokud se může dosáhnout dispergace, stabilizace, expanze a reakční kroků, většinou obsahuje reakční směs okolo 1 váhového dílu monomeru na 1 váhový díl rozpouštědla.

Reakční směs může také obsahovat různé přídavné složky zahrnující povrchově aktivní činidla, iniciátory polymerizace a činidla nastavující viskozitu. Běžná aditiva absorpčních gelovýčh materiálů, např. antioxidanty a deodoranty, mohou být také použita.

Je zvláště žádoucí, jedno povrchově aktivní aby reakční směs obsahovala alespoň činidlo. Povrchově aktivním činidlem může být kterékoliv povrchově aktivní činidlo známé v oboru přípravy pén a vybírá se na základě jeho schopnosti stabilizovat disperzi nadouvadla v reakční směsi. Povrchově aktivní činidlo může napomáhat tvorbě vysoce absorbující polymerní pěny o požadované morfologii.. Předpokládá se, že povrchově aktivní činidlo napomáhá vzniku relativně malých dutinek a pěny s relativně úzkou distribucí velikosti dutinek tím, že má vliv na velikost částic nadouvadla a na distribuci jejich velikostí. Pokud je rozpouštědlem voda nebo je rozpouštědlo ve vodě rozpustné a nadouvadlo je v podstatě ve vodě nerozpustné, vhodná povrchově aktivní činidla zahrnují neiontové povrchově aktivní látky, které mají jak hydrofilní tak i hydrofóbni skupiny. Může Syť použito jedno nebo více povrchově aktivních činidel pro získání těchto skupin. Přítomnost obou, hydrofilních i hydrófobňích, skupin může zlepšit stabilizaci tím, že se zabrání separaci fázi do olejovité fáze tvořené nadouvadlem a vodné fáze tvořené reakčními činidly. Přítomnost obou skupin umožní vytvořit, podle požadavků, povrchové aktivní systém zlepšující stabilizaci disperze v závislosti na hydrofilitě nebo hydrofobitě složek reakční směsi. Obecně platí, že pokud se zvyšuje hodnota poměru hydrofóbních skupin k hydrofilním _skupinám v povrchově aktivním_činidle.,—zlepšuje-se—s-ta-b-i-l-i-zace-;-----Z a —p řed po k ladu,· ž e j e p ř r t omno^dos ťa'ťe čhe množství “hydróf i 1 η í c h skupin, jež zabrání separaci fází. Povrchové aktivní činidlo (nebo směs povrchově aktivních činidel) se volí tak, aby odpovídalo-hydrófilní-lipofilní rovnováze (t.j. HLB) nadouvadla.

V případě v podstatě nerozpustných nadouvadel se nadouvadlo lépe stabilizuje, když hodnota HLB povrchově aktivního činidla klesá. Systém přiřazení hodnoty HLB emulzifikátoru k jedné nebo k více emulzifikovaným složkám. je popsán v technickém bulletinu Meaning of HLB Advantages and Limitations, ICI Americas lne., 1984, jež je sem vtělen formou odkazu.

Neiontové povrchově aktivní činidlo se přednostně vybírá ze skupiny obsahující lineární alkoxylované alkoholy,, lineární alkylfenoxylované alkoholy a jejich estry. Přednost' se dává ethoxy_lovaným_ _ _kqppl ymerům...esterů—sorbitov-ých-ma-s-tnýehHíyseiin-,— ______jako___jsou např.__ethoxy lované-kopol-ymery- -monolaurátu sorbiťanu (komerčně dostupné jako TWEEN20, ICI Americas, lne.) a sorbitanu monooleátu (komerčně dostupný jako TWEEN80, ICI Americas, lne.). Může být použita také směs obou uvedených povrchově aktivních činidel s v podstatě hydrofóbním (t.j. lipofílním) povrchově aktivním činidlem. Vhodná hydrofóbni povrchově aktivní činidla zahrnují sorbitanové estery mastných kyselin, jako jsou např.

......sorbitan. monolaurát- (komerčně dostupný.....jako SPAN20, ICI

Americas, lne.) a sorbitan monooleát (komerčně dostupný jako Spaň80, ICI Americas, lne.).

I když se koncentrace povrchově aktivního činidla může různit, většinou je žádoucí použít minimální koncentraci potřebnou pro stabilizaci nadouvadla. Použití minimální koncentrace může zabránit škodlivému vlivu na absorpční vlastnosti výsledné pěny (nebo může tento škodlivý vliv minimalizovat), jenž je dán zbytkovým obsahem povrchově aktivního činidla, a dále použití minimální koncentrace je ekonomické. Množství povrchově aktivního činidla v typickém případě činí okolo jedné desetiny množsví nadouvadla. Povrchově aktivní činidlo může být přidáno do reakční směsi nebo může být před reakcí smícháno s nadouvadlem a potom je s nadouvadlem společně dispergováno v reakční směsi.

Případný iniciátor je zvláště vhodný k tomu, aby inicioval polymerizací (obecně) monomeru a vnitřního sí£ovacího činidla.

Obvykle se dává přednost použití iniciátoru, jelikož v typickém případě snižuje aktivační teplotu vnitřního síúovacího činidla.·

Použiti iniciátoru je zvláště vhodné tam, kde se požaduje zvýšená rychlost reakce a proto se mu dává přednost kvůli *;

't ekonomice výroby. Mimoto, použití iniciátoru je zvláště vhodné tam, kde se pěna připravuje na prosakovací podložce. Po aktivaci iniciátoru a tím i po iniciaci polymerizace zvyšuje se viskozita disperze. Zvýšení viskozity může napomáhat tvorbě požadovaného typu pěny na prosakovací podložce.

*

Iniciátorem může být jakýkoliv běžný iniciátor polymerizace. Iniciátor je výhodně v podstatě rozpustný v rozpouštědle a jeho volba závisí také na zamýšleném způsobu vyvolání reakce monomeru. Vhodnými iniciátory jsou proto iniciátory aktivované světlem a teplem. Na přiklad, pokud se požadují tenké pěnové fólie, může být použit světlem aktivovaný iniciátor, jenž vyvolá rychlou reakci po vystavení směsi zdroji světelného záření. Případné polymerizační iniciátory zahrnují iniciátory radikálové polymerizace včetně např. peroxidických sloučenin, jako jsou např. persírany sodný, draselný a amonný, kaprylyl peroxid, benzoyl peroxid, peroxid vodíku, kuraenhydroperoxid, terciální butyl diperftalát, terciální butyl perbenzoát, peracetát. sodný, perkarbonát sodný a podobné. Mohou být použity také běžné redox iniciátory,, např. systémy kombinující uvedené peroxidické sloučeniny s redukčními činidly, jako jsou např. hydrosířičitan sodný, kyselina L-askorbová nebo železnaté soli. Množství iniciátoru může odpovídat jeho množství, jež se běžné používá v oboru polymerní chemie. V typickém případě činí koncentrace iniciátoru až okolo 5% mol., výhodně činí okolo 0,001 až 0,5% mol. vztaženo na celkové množství molů polymerizovatelného monomeru.________

Jinou výhodnou možnou přídavnou složkou reakční směsi je činidlo nastavující vískozitu. Činidlo nastavující viskozitu zvyšuje viskozitu reakční směsi a umožňuje kontrolu velikosti částic nadouvadla, jež jsou dispergovány v reakční směsi.

V obecném případě platí, že při vyšší viskoz.itě ‘ je .snadnější .....

řídit velikost částic. Činidlo nastavující viskozitu se proto může použít k dispergaci a stabilizaci nadouvadla v reakční směsi. Činidlo nastavující viskozitu může také usnadnit nanášení ’ nebo natištění stabilní disperze na podložku zejména na prosakovací _p_o.d.l.o.žku---Z-V-ýšen-í-m—v-i-sko-ž-i-t-y—rea-kční—smě’s'i^—můzě '

-ě-i-ni-d-l-o-usnadnit^tvorbu'pěhy“o^ožádovane struktuře na podložce. Činidlo nastavující viskozitu může také zamezit nebo minimalizovat separaci rozpouštědla' od reakční směsi' (t.j. vydělování) a to zejména, pokud se na prosakovací podložku nanáší stabilní disperze, čímž se podporuje vznik, rovnoměrné struktury mající optimální vlastnosti. Vhodná činidla, nastavující viskozitu jsou s výhodou v podstatě rozpustná v rozpouštědle. Vodorozpustnými činidly nastavujícími viskozitu jsou např. ' karboxymethyl celulóza, hydroxyethyl celulóza a kyselina polyákrylová. V typickém. . případě.činí- koncentrace činidla nastavujícího viskozitu ve směsi méně než okolo 2%, v typičtějším případě méně než okolo 1% vztaženo na celkovou váhu monomeru.

Vznik .stabilní disperze ------- ---------------------V reakční směsi je stabilní disperze nadouvadla vytvořena přidáním nadouvadla do reakční směsi, v typickém případě bud během tvorby reakční smési nebo po jejím vzniku; následuje dispergace nadouvadla a stabilizace disperze. Nadouvadlo je v reakční směsi dispergováno a stabilizováno tak, aby vznikla stabilní nespojitá’ fáze nadouvadla (t.j. částice nadouvadla) ve fázi tvořené reakční směsí. Částice nadouvadla neobsahují relativně žádný monomer, vnitřní síťovací činidlo a rozpouštědlo.

Vhodná nadouvadla zahrnuji jakákoliv běžná nadouvací činidla, jež jsou v podstatě nerozpustná v rozpouštědle a jejichž velikost částic může být po dispergaci v reakční směsi nastavena a stabilizována. Mimoto musí být nadouvadlo schopno řízené expanze. Teplota přechodu do plynné fáze (t.j. bod varu) vhodných nadouvadel je nižší než je při daném tlaku teplota přechodu do plynné fáze rozpouštědla. Bod varu nadouvadla.je s výhodou nižší než kritická teplota, což umožní dostatečnou expanzi nadouvadla před tím, než vznikne v podstatě ve . vodě nerozpustný polymer. Příklady nadouvadel jsou popsány v knize Chemical Encyclopedia, H.Lasman, National Polychemicals, lne.

Sv.2, str.534, jež je sem vtělena formou odkazu. U přednostního provedení, u něhož rozpouštědlem je voda, jsou nadouvadla v podstatě ve vodě nerozpustné kapaliny s bodem varu nižším než je přibližně 100°C, výhodněji méně než přibližně 80 °C a nejvýhodněji méně než přibližně 50’C. V typickém případě leží bod varu nadouvadla v rozmezí od okolo -20’C do 80°C a výhodně ód okolo -20’C do 50’C. Tato nadouvadla zahrnují alifatické

St a aromatické uhlovodíky, jež mohou být cykliclé nebo • -4 aiicyklické, lineární nebo větvené a nasycené nebo nenasycené.

Příklady nadouvadel představují pentany, hexany, heptany, benzen, substituované benzeny, chloromethany, chloroethany, chlorofluoromethany a chlorofluoroethany, které jsou popsány .. $ v uvedené knize Chemical Encyclopedia. Přednostně se používá pentan (např. n-pentan, 2-methylbutan anebo 2,2-dimethylpropan) nebo 1,1,2-trichlorofluoroethan. I když se množství použitého nadouvadla může různit v širokých mezích při získání pěny s požadovanou morfologií, většinou se přidává nadouvadlo v koncentraci 5 až 50 váhových dílů na 100 váhových dílů monomeru. V typickém případě se používá okolo 20 až 30 váhových dilů nadouvadla na 100 váhových dílů monomeru.

Nadouvadlo může být dispergováno v reakční směsi s použitím střihového napětí (např. mícháním s velkým střihovým napětím) a pokud je to nutné nastavením viskozitního poměru fáze nadouvadla k fázi tvořené reakční směsí (zde použitý pojem viskozitní poměr značí hodnotu viskozity fáze nadouvadla dělenou hodnotou viskozity fáze tvořené reakční směsí) anebo použitím povrchově aktivního činidla. Dispergační proces je řízen tak, aby bylo dosaženo požadované velikosti částic nadouvadla. Velikost částic dispergovaného nadouvadla ovlivňuje velikost dutinek (včetně distribuce velikosti dutinek), vzájemné propojení kanálků pěny a hodnotu poměru povrchu k hmotnosti výsledné vysoce absorbující .polymerní pěny. Parametry, ovlivňující velikost částic zahrnují střihové napětí, typ povrchově aktivní látky, viskozitní poměr a isotropie reakční směsi. Tyto parametry jsou přednostně voleny tak, aby byla dosažena co nejmenší velikost částic nadouvadla. V typickém případě je nadouvadlo dispergováno na velikost částic menší, než., je přibližně 10 μτη, výhodně méně než přibližně 5 μπ, výhodněji méně než přibližně 2 μια. Nejmenší velikost částic činí v typickém případě přibližné 0,1 μιη.

Pro dosažení relativně malé velikosti částic nadouvadla dává se přednost při_di.sp.er.g.aci—nadou-vad-l-a—v-yu-ž-i-t-í—retatrvněr -vysokých— ••s-t-ř-i-hových-nap'ěťí'7~’V^-'óbečňěm případě/ čím větší je střihové napětí, tím je menší průměrná velikost částic nadouvadla. Pokud jsou požádovány částice s v podstatě jednotnou velikosti, dává se přednost využití stejnoměrného střihového napětí v celém objemu směsi.

Pro danou reakční směs, nadouvadlo, teplotu a střihové napětí snižuje se v typickém případě velikost částic nadouvadla se snížením viskozitního poměru fáze dispergovaného nadouvadl-a k spojité fázi tvořené reakční směsí. Při snížení'viskozitního poměru- je snadnější nastavit velikost částic nadouvadla na. menší rozměr. Je proto většinou výhodné minimalizovat viskozitní poměr, v typickém případě činí viskozitní poměr disperze méně než přibližně 0,5, výhodněji méně než přibližně 0,25.

____ Visko zi tn í„_po.mě.r„.s e^-_ s—výhodou—s-n-i-žu j-e—při-dáním^činídla' nastavujícího, viskozitu do spojité- reakční směsi' anebo”použitím nadouvadla o nízké viskozitě. Viskozitní poměr může být také změněn změnou reakčních podmínek, např. změnou teploty nebo změnou koncentrace reakčních činidel (pojem reakční činidlo značí látky vytvářející vysoce absorbující polymerní materiály, včetně monomeru a vnitřního sítovacího činidla). V obecném případě se při snížení teploty nebo při zvýšení koncentrace reakčních -činidel sníží' viskozitní poměř. Viskozitní poměr se také může měnit v závislosti, na reaktivitě daných vysoce absorbující polymer vytvářejících látek, které jsou přítomny v reakční směsi. Reakční podmínky a typy reakčních činidel mohou být- měněny, čímž se řídí rychlost reakce v roztoku a tím i viskozita roztoku, v obecném případě; s postupující reakcí vedoucí k tvorbě v podstatě ve vodě nerozpustného polymerního materiálu (např. když vzniká z monomeru lineární polymer), zvyšuje se viskozita roztoku a viskozitní poměr klesá. Mimoto, viskozitní poměr může být snížen přidáním do reakční směsi před počátkem reakce jako suroviny pro přípravu vysoce absorbujícího polymerního materiálu polymeru, jenž vznikl polymerací použitého monomeru a jenž je vodorozpustný. Pokud se vyžaduje jednotná velikost částic, dává se přednost v podstatě isotropní reakční směsi, t.j. složky reakční směsi jsou smíchány tak, aby byly v podstatě stejnoměrné rozmíchány v celém objemu směsi.

Disperze s požadovanou velikosti částic nadouvadla se s výhodou stabilizuje před expandováním a reakčními kroky vedoucími k vytvoření v podstatě nerozpustné polymerní pěny. Stabilizace se provádí ε výhodou současné s dispergací. Pojmy stabilní nebo stabilizovaný a pod. značí, že požadovaná velikost částic nadouvadla je udržena po dostatečnou· dobu k tomu, aby monomer a vnitřní sífovací činidlo vytvořily v podstatě ve vodě nerozpustnou polymerní pěnu mající požadovanou morfologii, např. v podstatě vzájemně propojené kanálky nacházející se v podstatě v celém objemu pěny a mající _A relativně malou velikost dutinek, nízkou hustotu a vysokou .<·, hodnotu povrchu k hmotnosti.

Může být použit jakýkoliv způsob stabilizace disperze.

K stabilizaci disperze se výhodně používá povrchově aktivní činidlo. V obecném případě platí, že čím menší a jednotnější jsou částice nadouvadla, tím je disperze stabilnější. Stabilizaci se proto napomáhá nastavením viskozitního poměru.

V obecném případě platí, že čím menší je viskozitní poměr při daném střihovém napětí, tím menší jsou částice nadouvadla a tím stabilnější je disperze.

Expandování a reakce

Po vzniku stabilní disperze nadouvadla s požadovanou velikostí částic nadouvadlo expanduje a vytváří expandovanou strukturu a monomer nebo monomer a vnitřní sífovací činidlo reagují za tvorby v podstatě v rozpouštědle nerozpustného polymeru (t.j. vytváří se expandovaná v podstatě v rozpouštědle nerozpustná polymerní struktura). U přednostního provedení, kde rozpouštědlem je voda, je polymer v podstatě ve vodě nerozpustný. ______

Expandovaní a reakce jsou řízeny tak, aby do okamžiku vzniku v . podstatě nerozpustného polymeru měla expandovaná, struktura tu morfologii, která je požadována u vysoce absorbující polymerní pěny (v okamžiku vzniku nerozpustnosti polymer nemusí být vysoce absorbující). Expandování nadouvadla jě s výhodou prováděno společně s reakcí monomeru nebo monomeru a vnitřního síůovacího činidla, čímž výsledná vysoce absorbující polymerní pěna má v podstatě spojité vzájemné propojené kanálky v podstatě v celém objemu pěny, průměrnou velikost dutinek menší než přibližně 100 μπι, hodnotu poměr.u_pov.r.chu—k—hmotnos-fe-i—nejméně._přibl-ižně. 0,2- m-^/g-a -hustotu-mensí' ne“ž'^-při’bri’žhě^_OTSg/rP.

V obecném případě jsou částice nadouvadla stabilizované disperze expandovány tak, aby se zamezilo při expandování přílišné koalescenci nadouvadla, t.j. částice nadouvadla většinou expandují úměrně jejich počáteční· stabilizované velikosti a tvaru. V typickém případě jsou částice nadouvadla expandovány na velikost lOx větší než je jejich původní velikost.. Během, nebo po expanzi (výhodně po expanzi) monomer nebo monomer a vnitřní .sítovací činidlo reagují za tvorby v podstatě nerozpustného polymeru, čímž se expandovaná struktura stabilizuje (vzniká v podstatě ve vodě nerozpustná polymerní pěna).

V obecném případě jsou při tvorbě v podstatě ve vodě nerozpustného polymeru . rychlost..... expanze ~ nadouvadla' a_ viskoelastic.ké„.v.lastnos.ti--reakčn-í......směsi řřzeny současně, čímž vzniká pěna s otevřenými dutinkami a s požadovanou morfologií. Jestliže je expanze příliš rychlá nebo příliš pomalá vzhledem k tvorbě v podstatě ve vodě nerozpustného polymeru, pěna nemá potom požadovanou morfologii, zejména nemá požadovanou hodnotu poměru povrchu k hmotnosti. Elasticita reakční směsi anebo elasticita vznikajícího polymeru by měla být schopna odpovídat vytváření, v podstatě ve vodě nerozpustného polymerního materiálu, jenž má velikost a tvar odpovídající expandovaným částicím .nadouvadla. V obecném případě by měla elasticita reakční směsi anebo elasticita vznikajícího polymeru být schopna odolat tlaku par expandujícího nadouvadla.

Pro jakoukoliv reakční směs existuje kritická viskozita, při které je obtížné získat pěnu s požadovanou morfologií.

Kritická viskozita odpovídá níže popsané kritické teplotě. Kritické viskozity se v typickém případě dosáhne, když monomer nebo monomer a vnitřní síťovací činidlo byly polymerizovány tak, že viskoelastické vlastnosti výsledného polymeru neumožňují vznik pěny s otevřenými dutinkami. Proto se při přípravě pěn podle tohoto vynálezu expanduji částice nadouvadla za tvorby expandované struktury před dosažením kritické viskozity reakční směsi. Výhodněji, expandovaná struktura má v podstatě morfologii požadované vysoce absorbující polymerní pěny před dosažením.......

<* kritické viskozity. Výhodně alespoň 90%, výhodněji alespoň 95% v konečném produktu požadovaných otevřených dutinek by mělo vzniknout před dosažením kritické viskozity.

Při dosažení kritické viskozity je polymer v typickém případě v podstatě nerozpustný ve vodě. V podstatě ve vodé nerozpustný polymer může být připraven polymerizací samotného monomeru. Tato reakce- může být iniciována teplem anebo světelným zářením. Výsledný polymer může být podroben další reakci za tvorby vysoce absorbujícího polymerního materiálu, např. reakci

Λ·.

polymeru se síťovacím činidlem (a neutralizaci karboxylových skupin, je-li to nutné). U přednostního provedení, u něhož je -a

v.' zfc vnitřní siťovací činidlo přítomno v reakční směsi, je polymer . » zesítován zahříváním expandované v podstatě ve vodě nerozpustné polymerní struktury na teplotu, jež je vyšší než kritická teplota, v obecném případě nejméně na aktivační teplotu. Alternativně nebo pro doplnění vnitřního sítovacího činidla může být polymer zreagován s vnějším sítovacím činidlem.

V podstatě ve vodé nerozpustný polymer může být také připraven reakcí monomeru (nebo v podstatě vodorozpustného polymeru připraveného z tohoto monomeru) a vnitřního sítovacího činidla. Tato reakce je v typickém případě iniciována teplem, které buď přímo působí na reakční činidla nebo které vzniká polymerizační reakcí .monomeru, jež byla vyvolána světelným zářením. Vzniklý polymer může být podroben další reakci, což může být nutné -pro vznik vysoce absorbujícího polymerního materiálu, např. vystavením expandované polymerní struktury zvýšeným teplotám nebo reakcí polymerní struktury s dalším sítovacím Činidlem (a neutralizací karboxylových skupin polymeru, pokud to je nutné).

Pokud je reakce vedoucí k tvorbě v podstatě nerozpustného polymeru iniciována teplem, potom existuje kritická teplota, při —~--které—reakce nastaval Kritička teplota odpovídá kritické viskozitě a proto i v typickém příkladě tvorbě v podstatě nerozpustného polymeru. Kritická’ teplota i kritická viskozita závisí na složení dané reakční směsi, t.j. na monomeru, vnitřním síťovacím činidle a na případném iniciátoru.

- Kritická'· teplota’' pro danou reakční směs může být zjištěna stanovením maximální rychlosti změny viskozity reakční směsi v závislosti na teplotě. Viskozita reakční směsi při různých teplotách může být stanovena známými rheometrickými způsoby. Zde použitý pojem viskozita značí zdánlivou viskozitu._t,._j.._ ___visko žita je _určena-_k-cha.rakter-i-zaG-i- -p-l-ného-spek tra--tekutin^-nebo disperzí. Toto plné spektrum zahrnuje jednoduché Newtonské tekutiny, u nichž viskozita je konstantou úměrnosti, jež odpovídá střihové síle na jednotku plochy umocněnou na zápornou hodnotu lokálního gradientu rychlosti, a dále zahrnuje jiné tekutiny, ne něž se nevztahuje tento jednoduchý zákon (např, pasty, kaly, vysokomolekulární polymery a disperze nerozpustných látek ve směsi s rozpustnými látkami). Tyto zákonitosti jsou podrobněji popsány v knize Transport Phenomenon, Bird a kol.,

John Wiley & Sons, lne. (1966), Kap. 1, jež je sem vtělena formou odkazu.

Jelikož kritická teplota dané reakční směsi může záviset na rychlosti reakce a na době, při které je při dané teplotě udržována reakční směs, viskozity se_měří. pro_r.eakční-směs-------udržovanou při__různých daných; .teplotách po. konstantní dobu-.----·—

Nejsnadnéji se to provádí s použitím' rheometru, jenž může zahřívat vzorek reakční směsi řízeným způsobem. Vhodné rheometry

I zahrnují Sangamo Visco-Elastic Analyzer a Brabender Blender a Rheometer. Principy směšovacího zařízení a rheometru, které se využívají v přístroji Brabender jsou popsány v příručce Handbook of Polymer Science and Technology, Sv.3, Applications.' and Processing Operation Cheremisinoff,- Marcel--Dekker Inc. (1939), str.373-419. Alternativně, viskosita jednotlivých vzorků dané reakční směsi může být stanovena spolu s viskozitou vzorků, které byly měřeny poté, co byly udržovány při dané teplotě po konstantní dobu.

Viskoz.ita se vynáší jako funkce teploty, přičemž typická výsledná křivka je znázorněna na obr.5. Jak je na obr.5 ukázáno, má výsledná křivka počáteční v podstatě lineární mírně skloněnou část 5a odpovídající malé změně viskozity na jednotku změny teploty a druhou část 5b tvořenou rychle stoupajícími hodnotami odpovídajícími . rychlému vzestupu viskozity na jednotku změny teploty. Alespoň první část 5c této druhé části 5b může být označena za parabolu odpovídající exponenciálnímu vzrůstu viskozity na jednotku změny teploty. Za touto parabolickou částí 5c následuje v podstatě lineární strmě skloněná část 5d.

Jak je' na obr. 5 znázorněno, - kritická teplota (T_c) a kritická viskozita (V_c) se stanoví z průsečíku tečny k v podstatě lineární mírné skloněné části 5a a tečny k v podstatě lineární strmé skloněné části 5d. Kritická teplota a kritická viskozita se stanoví extrapolací od průsečíku k ose x (T_c) a k ose y (V_c).

V některých případech za parabolickou částí 5c nenásleduje v podstatě lineární část, ale křivka např. může si zachovat paraboliský tvar. Mimoto, u některých systémů může být obtížné stanovovat viskozitu ve všech bodech na parabolické křivce (t.j. nad určitou teplotou). V těchto případech může být kritická teplota zjištěna výpočtem. První derivace křivky (viskozita jako funkce teploty se zjistí pro různé teploty a vynese se jako funkce těchto teplot. Výsledná křivka se v typickém případě vyznačuje inflexním bodem, jenž odpovídá maximální rychlosti změny viskozity reakční směsi v závislosti na teplotě. Teplota odpovídající této maximální rychlosti změny může být zjištěna graficky a je to kritická teplota.

Aby před dosažením kritické viskozity mohl proběhnout expanzní krok, jsou částice nadouvadla expandovány zahrátím stabilní disperze na teplotu, jež je větší nebo se rovná teplotě přechodu do plynné fáze nadouvadla a je menší nebo rovna kritické teplotě, s výhodou je menší než kritická teplota, nejvýhodnéji je přibližně o 5°C až o 10°C menší než je kritická teplota. Nadouvadlo je proto přednostně zvoleno tak, aby přešlo do plynné fáze (odpařilo se) při této teplotě. U alternativního provedení tohoto vynálezu je expanze vyvolána snížením tlaku nad stabilní disperzí, mimoto mohou být zvoleny různé kombinace tlaků a teplot, které vyvolají expanzi disperze.

Pokud k vyvolání expanze nadouvadla je použit pouze pokles tlaku, kritické viskozity se v obecném případě v expanzním kroku nedosáhne. ^;V tomto případě je důležité tvořit v podstatě ve v.o.dě—nerozpustný—po-l-ymer—v—tom okazTku, kdy expandovaná struktura má v podstatě stejnou morfologii, jaká je vyžadována ve výsledné, pěně. Dosáhne-se- toho v typickém případě zvýšením teploty expandované struktury na alespoň kritickou teplotu, čímž se vyvolá reakce monomeru nebo monomeru a vnitřního síťovacího činidla, za--tvorby- v -podstatě'· ve' vodě’ něrožpůstríeho polymeru,

Většinou se dává přednost co nejpomalejšímu expandování nadouvadla. v typické případě je nadouvadlo expandováno zahříváním stabilní disperze na teplotu přechodu do parní fáze nadouvadla rychlostí menší než je přibližně l°C/min, výhodněji_ ~men'ší ňěz príSližné 0,5°C/mi_n__a__nejvýhodně ji—menš-í—než—je—— přibližně 0,l*C/min až 0,2’C/min. Rychlost zahřívání může být zvýšena, pokud na disperzi působí protitlak, čímž se dosáhne v podstatě stejné rychlost expanze, jako při tom, když se jenom teplota- zvyšuje výhodnou rychlosti. Alternativně, pokud k expanzi nadouvadla se použije poklesu tlaku, může být použita odpovídající řízená rychlost poklesu tlaku (při dané teplotě) k tvorbě expandované struktury.

_fJak bylo výše uvedeno, reagují monomer nebo monomer a vnitřní síťovací činidlo za tvorby expandované struktury, jež je tvořena v podstatě've vodě nerozpustným polymerem (t.j. vytváří se v podstatě ve vodě nerozpustná pěna). Reakce může být vyvolána zahřátím expandované struktury na alespoň kritickou teplotu. Výhodně se expandovaná struktura _zahřívá_na_kritickou____ teplotu. Monomer a vnitřní síťovací činidlo, potom... reagují ~za— tvorby zesilovaného, v typickém případě, vysoce absorbujícího polymeru. Tato reakce je vyvolána zahřátím struktury na alespoň aktivační teplotu. Aktivační teplota se může rovnat nebo muže být větší než kritická teplota. Výhodně je složení reakční směsi navrženo tak (přesněji: vnitřní síťovací činidlo anebo iniciátor jsou zvoleny), aby aktivační teplota byla vyšší než kritická teplota, výhodněji, aby aktivační.. .teplota.. byla. vyšší než kritická teplota o přibližně 10’C až 20°C. Síťování bude podrobněji popsáno níže.

Rychlost zahřívání vyvolávající reakci monomeru (nebo polymeru připraveného z tohoto monomeru) a vnitřního síťovacího činidla za tvorby zesilovaného polymeru je výhodně nízká, aby nedošlo k rychlému převedení do parní fáze zbytkového nadouvadla a aby se zamezilo nebo minimalizovalo rozrušení expandované struktury. Když je aktivační teplota vyšší než kritická teplota, rychlost zahřívání vyvolávající reakci nemusí být tak pomalá jako rychlost zahřívání vyvolávající expanzi, výhodné rychlost zahřívání vyvolávající reakci je menší než přibližně 10°C/min, výhodněji leží v rozmezí od 5°C/min do 10°C/min a nejvýhodněji od přibližně 8’C/min do 10°C/min.

Ačkoliv složky stabilní disperze mohou být zvoleny tak, aby teplota převedení nadouvadla dó parní fáze, kritická' teplota a aktivační teplota byly stejné, u přednostních pěn podle tohoto vynálezu jsou tyto složky zvoleny tak, že teplota převedení nadouvadla do parní fáze je nižší než kritická teplota,, která je menší než aktivační teplota. Nejvýhodněji, složky jsou zvoleny tak, že teplota převedení nadouvadla do parní fáze je. o , přibližné 5’C až 10’C nižší než kritická teplota, která je $ přibližně 10’C až 20’C nižší než aktivační teplota. 4

Podmínky expanze a reakce jsou výhodně rovnoměrné v celém objemu disperze anebo expandované struktury. Této rovnoměrnosti se v obecném případě dosáhne zajištěním relativně isotropní V reakční směsi a rovnoměrné teploty anebo' tlaku v celém objemu disperze anebo expandované struktury. Na' rovnoměrnost teploty a tlaku mají vliv zahřívací zařízení, objem anebo hloubka zpracovávané disperze, přechod tepla (t.j. rychlost zahřívání) a množství uvolněného exothermického tepla reagující disperzí.

Tyto parametry jsou výhodně řízeny tak, aby byl zajištěn rovnoměrný přestup tepla (t.j. gradienty teploty napříč expandujícím materiálem jsou minimalizovány) v celém objemu disperze anebo expandované struktury. Pro přípravu pěnového materiálu v jednou kusu 2vlášté vhodným reaktorem zajištujícím rovnoměrný přestup tepla je míchaný trubkový reaktor. Pro přípravu tenkých pěnových fólií (majících tlouštku od kolem

0,025 mm (1 mil) do kolem- 12,5 mm (500 mil)) je většinou vhodné použít ultrafialové, infračervené, mikrovlnné anebo elektronové záření k vyvolání expanze anebo reakce. U těchto tenkých fólií pro dosažení rychlé reakce se většinou dává přednost ultrafialovému zářeni. Pokud vsak tlouštka připravované pěny má být větší než 12,5 mm (500 mil), dává se přednost infračervenému * s záření anebo proudu elektronů, čímž se zamezí nebo minimalizuje vznik nerovnoměrné struktury dutinek v pěně.

Expanze anebo reakce se mohou provádět v uzavřeném nebo v -otevřeném—prostředí—

Expanze se muže provádět napr. v uzavrene formě. Expanze anebo reakce se mohou provádět v otevřeném systému-,· např. rta tkanině, riá 'níž byla např. vytlačováním nebo tištěním nanesena stabilní disperze. Disperze může být před expanzí a reakcí vedoucí k tvorbě polymerní pěny nanesena na dočasnou· - nebo - trvaTOU ‘ podTó“žkul‘

Jak bylo . výše uvedeno, reaguje v podstatě ve vodě nerozpustný polymer za tvorby v podstatě ve vodě nerozpustného zesilovaného polymeru. V typickém příkladě je reakce vyvolána zahřátím expandované v podstatě ve vodě nerozpustné _P-O.ly.mer.nl·polymerizace, U.S.Patentu Tsubakimotovi Tsubakimotovi zahřátí (t.j

Re

32,649 kol.

4,666,983

4,625,001 vydaných vydaném struktury na aktivačni__teplotu,-ijak—by-l-o- -v-ýše-uvedenoT^aktivacní' teplota se může rovnat kritické teplotě, přičemž v tomto případě zesítování probíhá současně s tvorbou nerozpustného polymeru.

V tomto případě není zapotřebí, další^- reakce (ačkoliv další zesíťování-se^-může využít k pozměnění absorpčních vlastností).

Podmínky reakce v podstatě ve vodě nerozpustného polymeru vedoucí ke vzniku zesilovaného polymeru mohou být zvoleny tak, aby ' byly v souladu s výše uvedenými reakčními^- podmínkami jež jsou obecně popsány ve výše uvedených a U.S.Patentu a U.S.Patentu a kol. Tyto reakční podmínky obvykle zahrnují tepelnou aktivaci) polymeru na teplotu od přibližně O’C do přibližně 100’_C_í_výhodné.j.i_pd.„př.Í.bl.i.žně_20d-C-dopřibíižně 80’C a nej výhodněji od .přibližně 50’C. do přibližné80°C. Pro získání pěn s nízkým obsahem extrahovatelných látek v-polymeru dává se přednost teplotám menším než přibližně 80’C. Podmínky, za kterých se udržuje polymer, také zahrnují např. vystavení polymeru ' jakékoliv běžné formě polymerizací aktivujícího záření. Radioaktivní> elektronové, ultrafialové nebo elektromagnetické záření představuje vhodnou altrenativu k běžným způsobům polymerizace. - ............... '.........

Síť vytvářející síťování značí reakci probíhájící na reaktivních místech monomeru nebo polymeru připraveného z tohoto monomeru s reaktivními místy vnitřního síťovacího činidla za tvorby trojrozměrné polymerní sítě, v které se nacházejí

A sífovací spoje mezi různými polymernímí řetězci, přičemž polymerní . řetězce obecně vznikají polymerizaci monomeru. Dostatečným zesífováním vzniká v podstatě ve vodě nerozpustný polymer. Dostatečné zesífování do stupně, jenž může nebo nemusí být stejný jako stupeň zesífování zajištující nerozpustnost, také způsobí, že polymer je vysoce absorbující (v polymeru je přítomno dostatečné . množství neutralizovaných karboxylových skupin). Pro vznik vysoce absorbující struktury může být proto vyžadováno další zesífování nerozpustného polymerního materiálu. Stupeň zesífování nerozpustného polymerního materiálu obecně závisí na typu reakčního činidla (zejména sítovacího činidla) a koncentrací a reakčních podmínkách. Proto, je-li to nezbytné, v podstatě ve vodě nerozpustný polymerní materiál může nabýt vysoce absorbujících vlastností jeho vystavením extrémnějším reakčním podmínkám anebo dalšímu sítovacímu činidlu. (Jelikož na stupeň absorpce má také vliv množství skupin tvořících,sůl v polymeru, polymer může nabýt různě vysokých stupňů absorpce neutralizací alespoň části skupin, jež mohou vytvářet sůl (např. karboxylových skupin), jak bylo výše uvedeno.)

Stupeň zesífování (t.j. hustota sítě) může být různý v závislosti na přípravě, jak je v oboru dobře známo, a lze, podle požadavků, připravit gely o různé mechanické pevnosti a o různém objemu. Obecně platí, že při zvyšováni hustoty sítě zvyšuje se pevnost gelu, zmenšuje se objem gelu a při konstantní hodnotě poměru povrchu k hmotnosti snižuje se stupeň absorpce. Stupeň zesífování proto též má vliv na absorpční kapacitu a rychlost absorpce vysoce absorbujícího polymerního materiálu a tudíž i vysoce absorbující polymerní pěny. Stupeň zesífování má také vliv na obsah zbytkového extrahovatelných látek v polymerní provedeni reakce vnitřního sífovaciho činidla a monomeru probíhá monomeru a na obsah pěně. U přednostního ve vodě nerozpustný vysoce částečně zesítovaný, čímž se pevnosti gelu a požadovaného tak, aby vznikl v podstatě absorbující polymer, jenž je dosáhne požadované mechanické objemu gelu.

U přednostního provedení, kde rozpouštědlem je voda a kde expanze a reakční krok byly provedeny- při teplotách nižších než je bod varu vody (100°C při 0,1 MPa), obsahuje výsledná pěna vodu absorbovanou vysoce absorbujícím polymerním materiálem z reakční směsi. Většinou se v pěně vyžaduje 'určité množství vody, nebot voda zvýší ohebnost pěny a rychlost absorpce pěnou.

Výhodně pěna obsahuje méně než kolem 20% váh, vody, výhodněji__ méně—než^-koTem Γ0'% váh.^-) nejvýhodněji méně než kolem 5% váh. vody na 100 váhových dílů vysoce absorbujícího polymerního materiálu pěny. (Tato výhodná množství vody zahrnují vodu, jež může být absorbována z vnějšího prostředí). Stupeň absorbované vody může být nastaven změnou množství vody v reakční směsi.

Mimoto do vysoce absorbující polymerní pěny může být přidána * voda (např. jako vnější plastifikátor). I když to většinou není nutné, obsah vody může být snížen např. nahražením vody nižším ·> alkoholem, např. těmi alkoholy, jež zde byly uvedeny, anebo obsah vody může být snížen zahřát im pěny, čímž_se—voda-odpa-ř-í_ ¹ i (např. _mikroyln.ý.m.^zářenim -------- ---------------- ---------Pokud rozpouštědlem není voda, zbylé rozpouštědlo může být z výsledné pěny odstraněno zcela nebo částečně. Nejsnadněji se to provádí zahříváním pěnového materiálu na teplotu, která je postačující k odpaření rozpouštědla za přijatelnou dobu t.j. zahřívání na teplotu blízko bodu varu rozpouštědla nebo nad tímto bodem varu.

Složky reakční směsi a nadouvadla jsou v typickém případě vpraveny do nádoby opatřené mícháním o vysokém střihovém napětí, přičemž se v této nádobě vytvoří výše popsaná stabilní disperze. Nadouvadlo je potom ponecháno expandovat a monomer · a vnitřní síbovací činidlo reagují za tvorby pěny. Pěna v typickém případě nabývá svého tvaru během svého vzniku nebo po svém vzniku. Tvarování může- být provedeno . jakýmkoliv -běžným tvarovacím způsobem, jjakýje známky obor,u._přípravý pěn-- s určitým-tvarem a” velikostí. Výhodné způsoby tvarování pěny zahrnují odlévání do formy, lisování a tvářecí procesy. »

Součástí odlévacích a lisovacích způsobů je vpravení stabilní disperze do dutiny formy (otevřené nebo uzavřené), vyvolání expanze a reakce tak, aby pěna přizpůsobila svůj tvar tvaru dutiny formy. Příklady zde použitelných tvářecích způsobů zahrnují tlakové lisování, vstřikování, vytlačování a laminování. Tvářecí procesy zahrnují různé procesy se stabilními disperzemi nebo s pěnou, jež mění tvar nebo velikost pěny. Příklady zde použitelných tvářecích procesů zahrnují mletí, sekání, řezání, povlékání tenkou vrstvou a vytlačovací disperze na dočasnou t

a reakce vnitřního procesy. Stabilní disperze může být např. vytlačena tryskou za tvorby pěny mající tvar odpovídající tvaru trysky. Stabilní disperze může také být odlita na určitý povrch za tvorby pěny s určitým tvarem nebo s určitou povrchovou morfologií. Jakýkoliv z těchto způsobů nebo všechny tyto způsoby mohou být také. společně využity pro vytváření tvarované pěny. Pro tyto procesy může být použito jakékoliv vhodné zařízení, jež je známé v oboru.

Vysoce absorbující' polymerní pěny podle tohoto vynálezu se používají ve volné formě včetně kusové formy (granule, odřezky a pod.), ve formě fólií nebo v trojrozměrné, formě. Kusový pěnový materiál může být získán z Jednoho kusu pěny jakýmkoliv vhodným způsobem např. odsekáváním nebo mletím. Ve všech těchto procesech je však žádoucí v podstatě zachovat morfologii (např. hodnotu poměrů povrchu k hmotnosti) pěnového materiálu, tak jak byl původně pěnový materiál zhotoven. Pro přípravu volné („t.j. nenesené) pěnové fólie se nanáší stabilní podložku, následuje expanze nadouvadla sítovacího činidla s monomerem za tvorby v podstatě ve vodě nerozpustné polymerní- pěny. Pěna se potom snadno odstraní s dočasné podložky. Dočasné podložky jsou tvořeny jakýmikoliv materiály, jež se používají k těmto účelům, např. teflonovými fóliemi, mylarovými fóliemi a povlečenými kovovými fóliemi. Stabilní disperze může být na podložku nanesena jakýmkoliv běžným způsobem přípravy fólií, filmů nebo tištěných vrstev, např. nanášením nožem, rozprašováním, povlékáním reverzním válcem, rytinovou technikou, vytlačováním-za studená, odléváním a pod. Nanesením stabilní disperze na podložku může být získán pěnový výrobek s požadovaným tvarem. Alternativně, pěnový výrobek může být na požadovaný tvar nařezán.

Vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu se také používají spojené s nosným materiálem za tvorby absorbujícího dílu. Nosným materiálem může být jakýkoliv nosný materiál známý v oboru, jako jsou např. netkané textilie, jemné tkaniny, běžné pěny, polyakrylátová vládna, děrované polymerní tkaniny, syntetická vlákna, kovové fólie, elastomery a pod. Nosným materiálem může být jakýkoliv nosný materiál používaný v absorpčních výrobcích včetně prosakovacích a neprosakovacích materiálů. Příklady prosakovacích nosných materiálů zahrnují hedvábný papír (včetně smyčkové tkaniny). Příklady neprosakovacích nosných materiálů zahrnují polymerní fólie např. polypropylenovou fólii. Pro použití v absorbujících výrobcích -zvl-ášté vh'o'ďn'ým nosným materiálem je hedvábný papír. Vhodný hedvábný papír je např. popsán v U.S.Patentu 4,191,609 vydaném Trokhanovi 4.3.1980, v U.S.Patentu 4,529,480 vydaném Trokhanovi 16.7.1985 a v U.S.Patentu 4,637,859 vydaném Trokhanovi 20.1.1987, přičemž všechny tyto patenty jsou sem vtěleny formou Odkazu.“ Vhodné ‘ nosné ' materiály také zahrnují jakékoliv zde popsané fóliové materiály určené pro absorbující výrobky. Nosný materiál muže mít jakýkoliv požadovaný tvar a může být vytvarován před spojením s pěnou, během spojování anebo po spojení s pěnou._____._ _____Péna_muže—být _s po je na—s—nosným—ma-teri-á±em^_pro'sťřednictvím jakéhokoliv chemického nebo fyzikálního spojovacího způsobu, jaké jsou známy, včetně využití lepidel nebo chemických látek, které svou reakcí připevní pěnu k nosnému materiálu. Spojení zahrnuje obecně nevázané kombinace pěny s jinými materiály např. zapouzdření nebo uzavření pěny v sandwichové struktuře mezi jinými materiály. Alternativně, pěna může být s nosným materiálem spojena nanesením stabilní disperze na nosný materiál, vyvoláním expanze a reakce za tvorby pěny na nosném materiálu (t.j. nosný materiál tvoří trvalou podložku), čímž vzniká vysoce absorbující pěnu obsahující struktura. Pěny jsou spojeny s nosným materiálem jakýmkoliv z těchto způsobů spojité · nebo v nespojitém obrazci.

Pokud je pěna _vytyořena;_na,„_no.sném_..ma-ter-iá.lu-—(t-J-.—nosný— materiál tvoři_tryalou_ __p_odio7kub,____výhodně- -senosný materiál-- - a pěnový materiál volí tak, aby mezi pěnou a nosným materiálem byla dostatečná vazba, (fyzikální anebo chemická), jak to vyžaduje budoucí aplikace. Stabilní disperze se může nanášet na celý povrch nosněho materiálu nebo na jeho část v jakémkoliv spojitém nebo nespojitém vzoru. Vhodné vzory mohou být zvoleny podle požadovaných absorpčních vlastností pěnové struktury. Na příklad, pro. plenky na jedno použití mohou být vytvořeny zvláštní vzory, čímž se zajistí určité absorpční vlastnosti plenek pro ženské nebo mužské použití.

u přednostního provedení tohoto vynálezu, transportuje se a vytlačuje se stabilní disperze běžným vytlačovacím zařízením.

Příklad vytlačovacího zařízení je znázorněn na obr. 12 až 14 v knize Principles of Polymer Materials, 2.vydání (McGraw-Híll Book Co., 1982) na str.331, jež je sem vtělena formou odkazu. Stabilní disperze je vytlačována tryskou vytlačovacího zařízení na dočasnou nebo trvalou textilní podložku, následuje expanze a reakční kroky, čímž vzniká volná pěnová fólie nebo struktura nesoucí pěnu. Ve vytlačovacím stroji mohou být nastaveny teplota a tlak, čímž se řídí expanzní a reakční kroky procesu. Na příklad, polymerizace monomeru za tvorby v podstatě lineárního polymeru může být vyvolána ve fázi, kdy je směs ve vytlačovacím stroji'. Expanze a: reakce lineárního polymeru, jakéhokoliv zbytkového monomeru a vnitřního sítovacího činidla zá tvorby v podstatě ve vodé nerozpustné polymerní pěny mohou být potom vyvolány, když se disperze nachází u trysky nebo za tryskou.

U jiného přednostního provedení se stabilní disperze tiskne na trvalou podložku, následuje expanze a reakce za tvorby pěny nesené podložkou. Příklady zařízení a technik pro tento postup zahrnují válcový hlubotisk a flexografický· tisk, jež jsou popsány v knize Flexography Principles and Practices, 4.vyd., Flexographic Technical Association, lne., 1991, jež je sem vtělena formou odkazu. Trvalá podložka může být jakoukoliv z těch podložek, jež zde byly diskutovány, výhodné je tvořena prosakovacím materiálem, výhodněji je tvořena celulózovými vlákny, nejvýhodněji buničinovými vlákny.

Když je použita prosakovací podložka, je zvláště vhodné tisknout stabilní disperzí v nespojitém vzoru na prosakovací podložku za tvorby absorbujícího dílu, jenž potom vykazuje jak kapilární absorpční vlastnosti prosakovacího materiálu tak i osmotické absorpční vlastnosti výsledného nespojitého vzoru vysoce absorbující pěny. Při tvorbě nespojitého vzoru je většinou žádoucí použití stabilní disperze s dostatečné vysokou viskozitou, takže nenastává větší prosakování disperze do podložky. Tímto způsobem se v podstatě zachovají prosakovací vlastnosti podložky. Mimoto, vyšší viskozita zamezí nebo minimalizuje vzájemnou separaci rozpouštědla a reakčních činidel. Viskozita může být nastavena jakýmkoliv zde ve spojení se stabilními disperzemi diskutovaným způsobem, např. použitím činidla nastavujícího viskozitu anebo vícestupňové reakce. Mimoto je většinou žádoucí iniciovat expanzi a reakci vedoucí ke tvorbě pěny během krátkého časového intervalu, nejlépe ihned po vytištění stabilní disperze na podložku. Na příklad, polymerizace monomeru vedoucí ke tvorbě lineárního polymeru může být iniciována např. vystavením vytištěné disperze účinkům ultrafialového záření. Expanze a reakce lineárního polymeru, jakéhokoliv zbytkového monomeru a vnitřního síťovacího činidla v natištěné disperzi může být potom vyvolána např. vystavením natištěné disperze působení tepla. Ultrafialové záření použité k iniciaci polymerizace monomeru. postačuje, pokud nadouvadlo má dostatečně nízký bod varu a sítovací činidlo má dostatečné j nízkou aktivační teplotu. Jestliže je to nutné, mohou být použity další zdroje tepla např. infračervené záření. '

U zvláště výhodného provedení je zvýšena ohebnost vysoce

-a-b sor buj-í-c í—p o -1-ymer n-í—p é ny-p o d-l-e—fe© h©-fe©—-v-y-n á-1- e zu-.—Z-v-ý se n-íohebnosti se dosáhne přidáním vhodných vniťřních plastifikátorů do reakční směsi, přičemž plastifikátory jsou schopné reakce s alespoň jednou z vysoce absorbujících polymer vytvářejích látek. Některé vnitřní plastifikátory mohou být použity jako monomerní složka reakční směsi, buď jako jediný monomer nebo jako příměs k výše uvedeným monomerům, za předpokladu, že tento vnitřní plastifikátor vyhoví uvedeným požadavkům kladeným na monomery. Tyto látky mohou být zvoleny jakoukoliv osobou znalou oboru.

Vnitřní plastifikátory zahrnují nenasycené látky schopné reagovat za výše uvedených podmínek polymerizace za tvorby adičních polymemích materiálů nebo za tvorby samotného’adičního polymeru. Adiční polymery mají relativně nízkou teplotu skelného pre'ch‘odu‘ •(Tz')^—n'a'p'ř'r^-n'i*žš'i^_~n’e'ž'p'řibi-i-žně2^,5-'^,e-.-'-p-l-a-S't-i-f-i-kátor-in'ů-že-*------y ”bbsahďváThýďřbfíTní ' skup íhy např. kyše li nové nebo· jiné funkční- skupiny. Vhodné vnitřní plastifikátory zahrnují olefiny, aromatické ethylenicky nenasycené monomery, C1-C24 alkyl estery ⁴ nenasyceých karboxylových kyselin. Vnitřním plastifikátorem je výhodně isobutylen nebo 2-ethylhexylakrylát,

Typ a množství vnitřního plastifikátoru může být zvoleno každou osobou znalou oboru a jeho využitím se získá vysoce absorbující polymerní péna o daném stupni ohebnosti. Pěna je.....

výhodně navržena tak, aby absorbující výrobek, jako jsou např.

plenky nebo dámské hygienické výrobky, byl dostatečné poddajný a aby se rychle přizpůsobil tvaru a obrysu těla uživatele.

Místo vnitřního plastifikátoru nebo vedle tohoto plastifikátoru může být použit vnější plastifikátor, který dodá ohebnost výsledné vysoce absorbující polymerní pěně. Vnější plastifikátory obecné zahrnují jiné plastifikační sloučeniny než jsou výše uvedené adiční polymery a adiční polymerní materiály. Tyto plastifikátory zahrnují hydrofilní sloučeniny a hyďroskopícké sloučeniny. Příkladem hydrofilních sloučenin je voda a polyoly o relativně vyšší molekulové váze, jako jsou polyethylen glykol a polypropylen glykol mající průměrnou molekulovou váhu okolo 600 g/mol. Výhodně se používá hydroskopická sloučenina.· Příkladem hydroskopické sloučeniny je glycerol á relativně nízkomolekulární polyoly, jako jsou např.

polyethylen glykol a polypropylen glykol mající průměrnou : * molekulovou váhu okolo 200 g/mol. Vnějším plastifikátorem je nejvýhodněji glycerol.

Vnější plastifikátory mohou nebo nemusí být reaktivní a‘ mohou nebo nemusí zreagovat s vysoce absorbující polymer vytvářejícími látkami, Plastifikátor může být přidán do výše popsané reakční směsi. Alternativně může být vysoce'absorbující polymerní pěna po svém vzniku zreagována s vnějším plastifikátorem, např. může být zreagována ponořením do činidla nebo rozprášením činidla.

Osoba mající běžné znalosti o zvyšování ohebnosti vysoce absorbujících polymerních pěn na požadovaný stupeň může zvolit'· správné množství vnějšího plastifikátoru. Na příklad, když plastifikátor je součástí reakční směsi a když může reagovat s jednou nebo s více látkami vytvářejícími vysoce absorbující polymery, potom může být použit v stechiometricky nadbytečném množství a dosáhne se tak požadované ohebnosti. Alternativně, vnější plastifikátor může být přidán do reakční směsi, kde potom zreaguje za podmínek, jež nejsou dostatečné k tomu, aby vyvolaly plnou reakci plastifikátoru s požadovanými látkami vytvářejícími vysoce absorbující polymery.

Když v podstatě ve vodě nerozpustný polymerní materiál není zesítován nebo je zesítován pouze částečně, pěna může být podrobena další reakci, při které se polymerní, materiál zesítuje nebo došituje. Jak bylo výše uvedeno, k tomu, aby polymer byl vysoce absorbující je třeba určitého stupně zesitováni. Mimoto se může vyžadovat¹ další zesitováni, čímž se upraví určité absorpční vlastnosti polymerní pěny, jež již je vysoce absorbující.

Nezesilovaná pána může vzniknout tam, kde v podstatě ve _yodě__nero.z.pus-tný—po-l-y-me-r-n-í—mat.eri'ál^—je tvořen pouze^-monomerem v polymerizované formě, např. v tom případě, kde reakční směs neobsahuje vnitřní sítovací činidlo nebo latentní sítovací činidlo. Z přítomnosti latentního sítovacího činidla může vyplynout částečné síťování. Pojem latentní sítovací činidlo značí, že sítovací činiďl-o nereaguje zá'daných'podmínek, jež se používají pro reakci monomeru a vnitřního sítovací činidla pro tvorbu ve vodě nerozpustného polymeru pro polymerní pěnu. Výše popsaná vnitřní sítovací činidla mohou být proto použita jako latentní sítovací činidla, pokud jsou .reakční podmínky zvoleny. ^—takj~a'b'ý podpořily latentní_re_akci_.....Reakční—směs- a-l-e-s- výhodou obsahuje alespoň jedno vnitřní sítovací činidlo, které reakcí poskytne v podstatě ve.vodě nerozpustný polymerní materiál.

Pokud je použito latentní sítovací činidlo, pěna může být vystavena takovým teplotním a časovým podmínkám, při kterých latentní sítovací činidlo se zabuduje do polymerní sítě v podstatě ve vodě nerozpustného polymeru určeného pro polymerní .pěnu. Ačkoliv' pro 'tuto reakci vyžadované reakční podmínky se mohou různit, např. v závislosti na použitých chemických činidlech, reakce většinou obsahuje zahřátí pěny na teplotu od přibližně 100“C do přibližně 250 °C na přibližné 1 minutu až přibližně 30 minut. Při takové reakci většinou dojde k zesítování v podstatě v celém objemu polymerního pěnového materiálu. V důsledku toho se v typickém případě zvyšuje mechanická pevnost gelu (a zmenšuje se objem gelu) v podstatéčelého polymerního pěnového materiálu.

Částečné zesítování může být také důsledkem reakce pouze některých reaktivních míst monomeru s vnitřním sítovacím činidlem, což nastane např. v důsledku stechiometrického nedostatku vnitřního sítovacího činidla při tvorbě v podstatě ve vodě nerozpustné polymerní pěny. Polymerní pěnový materiál (který může být již vysoce absorbující) může být potom po vzniku pěny zesítován reakcí polymerního materiálu s vhodným vnějším sítovacím činidlem. V důsledku vnějšího síťování polymerní materiál síťuje na povrchu pěny, kde se pěna dostane do kontaktu se sítovacím činidlem, a v závislosti na reakčních podmínkách sítuje též vrstva pod povrchem pěny. V obecném případě platí, že čím extrémnější jsou reakční podmínky nebo čím reaktivnější jsou reakční činidla, tím více povrchového polymerního materiálu a podpovrchového polymerního materiálu zesítuje. Sífovací reakce může proniknout do různých hloubek polymerního pěnového materiálu, od povrchů polymeru, jež jsou v kontaktu s vnějším sítovacím činidlem, až do vnitřku polymerního.materiálu. Mimoto, mohou vzniknout zóny o různé sítové hustotě, např. stupňovitým sitováním. Tímto způsobem může vzniknout sítový gradient, přičemž nejvyšší sítová hustota je u povrchů polymeru (tyto povrchy zahrnují i ' povrchy vzájemně propojených kanálků).

U přednostního provedení jsou v dalším kroku zesítovány pouze povrchy pěny z vysoce absorbujícího polymeru a proto povrchy pěny, včetně povrchu vzájemně propojených kanálků, vykazují relativně vysokou mechanickou pevnost, zatímco mechanická pevnost a objem gelu podpovrchového polymeru se prakticky nezměnily. Bez . odkazu na teorii se předpokládá, že v důsledku sítování má gel dostatečnou mechanickou pevnost k tomu, aby po smočení pěny povrch byl suchý (a proto při aplikaci kůže zůstává suchá), aniž by to mělo podstatné nepříznivé vlastnosti na osmotickou absorpční kapacitu a rychlost absorpce. Mimoto, zesífování povrchů může zvýšit rychlost kapilární absorpce.

Vhodná vnější sífovací činidla zahrnují ta činidla, která jsou zde popsána v odkazech na vnitřní sífovací činidla. Vnější sífovací činidlo může výhodné vytvářet kovalentní sífovací vazby s polymerním pěnovým materiálem, t.j. vnější sífovací činidlo obsahuje jednu nebo více funkčních skupin nebo nenasycených skupin, jež mohou reagovat s pěnovým polymerním materiálem. Pokud v podstatě ve vodě nerozpustný polymer obsahuje karboxylové skupiny ve formě kyseliny, výhodné kovalentní sítování se uskutečňuje v důsledku tvorby esteru,, amidu, imidu nebo urethanu reakcí karboxylové.kyseliny s odpovídající funkční skupinou sítovacího činidla. 2 toho plyne, že výhodná sífovací činidla zahrnují polyhydroxy sloučeniny, polyaminy, polyisokyanáty, polyamidy,, polyepoxidy a- hydroxyoxidové sloučeniny. Vnějším sítovacím činidlem je výhodně polyhydroxy sloučenina např. polyethylen glykol, polypropylen glykol a glycerol. Nejvýhodněji se používá glycerol.

. Polymer může reagovat s vnějším sítovacím činidlem nejprve vystavením pěny vnějšímu sítovacímu činidlu např. rozprášením, ponořením do činidla nebo působením par. Polymerní pěnový ' materiál je potom- nechán zreagovat s vnějším sítovacím činidlem -z-a—teplOtnxch a^časových' podmínek, jez jsou dostatečné k tomu, aby vyvolaly reakci v požadovaném rozsahu v závislosti na daném polymerním materiálu á na vnějším sítovacím činidlu. Tyto podmínky mohou být snadno osobou znalou oboru stanoveny.

V závislosti na použitých činidlech může sítovací reakce po kontaktu- polymerní pěny a sítovacího činidla proběhnout spontáně, ale většinou musí být vyvolána např. ozářením nebo zahřátím. Vnější sítovací činidlo .musí proto být zvoleno s ohledem na způsob iniciace reakce.

Některá vnější sitovaci činidla,_jako např. -po_ly.hydr.oxysloučeniny_,moho.u_ —také—sloužit- -jako - -vnější- — plastif ikátory. Jakékoliv vnější sítovací činidlo tohoto typu, které se plně nezabudovalo chemickou reakcí do vysoce absorbujícího polymeru, slouží obecně jako vnější plastifikátor. Může se toho dosáhnout použitím stechiometriekého přebytku vnějšího síčovacího¹ činidla vzhledem k polymernímu materiálu nebo nastavením podmínek vnější sítovací reakce tak, aby se zabránilo dokončení reakce sítovacího činidla s polymerním materiálem. Mimoto, voda, která mohla být naabsorbována hydroskopickým síúovacím činidlem, např. glycerolem, může plastifikovat vysoce absorbující pěnový polymer.

Výsledná vysoce absorbující polymerní pěna podle tohoto vynálezu může se vyznačovat různým ..„stupněm . absorpce .a- · různými strukturními^ mechanickými_a..jjLnými„_vlas-tnos.tmi následovně: -----Absorpční vlastnosti

Absorpční kapacita je kapacita vysoce absorbující polymerní pěny absorbovat a zadržovat tekutiny, s kterými pěna přichází do kontaktu. Absorpční kapacita pěn podle tohoto vynálezu má dvě složky: osmotickou absorpční a kapilární absorpční kapacitu, týká schopnosti polymerního kapacitu (t.j. objem gelu)' Osmoticka absorpční kapacita se pěnového materiálu absorbovat tekutiny, kdežto kapilární absorpční kapacita se týká schopnosti kanálků v pěně absorbovat tekutiny (prosakováním). Podobně se pěny podle tohoto vynálezu vyznačují rychlostí osmotické absorpce (rychlosti, jíž polymerní materiál absorbuje tekutiny) a rychlostí kapilární absorpce (rychlosti, jíž kanálky absorbují tekutiny). Pokud nebude jinak vyznačeno, absorpční kapacita a rychlost se týkají celkové (t.j. kombinované osmotické a· kapilární) absorpční kapacity a rychlosti.

Absorpční kapacita silné závisí na povaze absorbované tekutiny a na způsobu kontaktu mezi tekutinou a pěnou. Pro účely tohoto vynálezu je absorpční kapacita definována jako množství . syntetické moče absorbované daným vysoce absorbujícím polymerním pěnovým materiálem a vyjadřuje se v g syntetické moče na g pěny podle níže defřvaného postupu (jelikož 'specifická váha syntetické moče činí přibližné 1,0, může být také absorpční kapacita vyjádřena v ml syntetické moče na g pěny).

Vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu jsou ty, které mají absorpční kapacitu alespoň okolo 10 g, výhodněji alespoň okolo 15 g, nejvýhodněji alespoň okolo 50 g syntetické moče na g pěny. Vysoce absorbující polymerní pěny s touto relativně vysokou hodnotou absorpční kapacity jsou zvláště vhodné pro absorbující struktury a výrobky, jelikož tyto pěnymohou zadržet požadovaná vysoká množství vyloučených tělových tekutin, jako je např. moč.

Rychlost absorpce je absorpční kapacita za určitou dobu. Rychlost absorpce v g syntetické moče na g vysoce absorbující polymerní pěny za sekundu činí výhodné alespoň okolo 0,5 g/g/s, výhodněji alespoň okolo 1 g/g/s a nejvýhodnéji alespoň okolo 2 g/g/s.

Absorpční kapacita a rychlost mohou být zjištěny pro * jakýkoliv daný vzorek pěny s použitím postupu, jenž bude popsán v oddíle Postupy zkoušek.

Kromě relativné vysoké absorpční kapacity a rychlosti absorpce vykazuje vysoce absorbující polymerní pěna také výhodně jisté pevnostní vlastnosti. Pevnost gelu značí schopnost gelu deformovat se nebo roztáhnout se vlivem napětí poté, co pěna absorbovala tekutinu. Bež odkazu na teorii se předpokládá, že u daného vysoce absorbujícího poíymerního materiálu s danou pevností gelu mohou být kapilární absorpční kapacita a rychlosti kapilární a osmotické absorpce zvýšeny zvýšením hodnoty poměru povrchu pěny k hmotnosti. Je proto žádoucí používat v absorpčních předmětech a výrobcích ty vysoce absorbující polymerní pěny mající přijatelnou pevnost gelu a co největší hodnotu poměru povrchu pěny k hmotnosti._, _

Bylo také zjištěno, že pevnost gelu (sklon k deformaci gelu) přímo koreluje s modulem pružnosti ve smyku vysoce absorbující polymerní pěny. 2 toho plyne, že vysoce absorbující polymerní pěny mající dostatečnou pevnost gelu určené pro absorbující výrobky a předměty mohou být dobře charakterizovány-... údajem pevnosti gelu vyjádřeným jako modul pružnosti ve smyku.

Modul pružnosti ve smyku může být normálně měřen např. využitím postupu, v němž se používá rheometr k stanovení poměru (a) napětí působícího na daný vzorek pěny k (b) výsledné deformaci—v.z.o.r.ku..—T-imto—způsobem—méř-ený—vzorek—pěny^-j'e^—zbotnán ——do-své kapa’ci'ty ^syntetickou moč i. Poměr napětí ku deformaci je změřen a modul pružnosti ve smyku vzorku pěny v ďyn/cm² je potom vypočítán z tohoto poměru. Vhodný postup je popsán v U.S.Patentu Re 32,649 vydaném Brandtovi a kol. 19.4.1988, jenž je sem vtělen formou odkazu.

Vysoce absorbující polymerní pěna podle tohoto vynálezu má výhodně takovou pevnost gelu, aby tato pěna vykazovala modul pružnosti ve smyku alespoň okolo 1 dyn/cm² a výhodněji v rozmezí od okolo 1 dyn/cm² do 5- dyn/cm². Předpokládá, se bez odkazu na jakoukoliv teorii, že pěny mající, tyto. pevnosti gelu po absorpci tekutiny odolají deformaci a budou mít malý sklon k toku (t.j. pěny jsou v prostředí tekutin stabilní). Pevnosti výhodných gélů umožní proto, aby vzájemně propojené kanálky v pěně podle tohoto ____vynálezu -ρο- -zbo tnán-í-pény tekutinami“-se^-’ za“c'hova~lY^ řozsiřily'’, — takže—-pěna--múž-e—-přijímát-a -transportovat po’ sobě následující . dávky tekutin. Výhodné pevnosti gelů také zvýší suchost pokožky.

Jiným charakteristickým znakem pěn podle tohoto vynálezu je to, že pěny botnají isotropně, a to i za mírných tlaků, poté, co pěny se dostanou do kontaktu s tekutinou. Zde použitý pojem isotropní botnání značí, že pěna po smočení -botná stejně ve všech směrech. Isotropní botnání je důležitou vlastností pěny, jelikož vysoce absorbující pěnový polymerní materiál, dutinky v pěně a vzájemné propojené kanálky si mohou zachovávat svoji poměrnou geometrii i po zbotnání, takže kapilární kanálky jsou zachovány nebo zvětšeny během použití výrobku (polymerní materiál, dutinky a kanálky se během botnání zvětšují). Pěna proto může pohlcovat a transportovat po sobě jdoucí dávky tekutiny.

Strukturní vlastnosti

Specifické a do jisté míry vzájemně závisející strukturní vlastnosti vysoce absorbujících polymerních pén jsou velmi žádoucí u aplikací, kde dochází k absorpci tělových tekutin. Strukturní vlastnosti vysoce absorbujících polymerních pěn mohou být shrnuty následovně:

A) Hodnota poměru povrchu k hmotnosti

Hodnota poměru povrchu k hmotnosti je pomér celkové plochy všech povrchů vysoce absorbující polymerní pěny (včetně povrchů dutinek a vzájemně propojených kanálků) k celkového hmotnosti • i vysoce absorbujícího polymerního pěnového materiálu. Hodnota ý. poměru povrchu k hmotnosti naznačuje rychlost pohlcování tekutiny, zejména rychlost osmotické absorpce, pěnou. Čím je větší hodnota poměru povrchu k hmotnosti, tím více plochy je f ..«R k dispozici pro difúzi absorbované tekutiny. Proto se pro pěny / '»’ ýj vyznačující se danou pevnostní charakteristikou dává přednost vyšší hodnotě poměru povrchu k hmotnosti.

Předpokládá se také, že hodnota poměru povrchu k hmotnosti má velký vliv na minimalizaci desaktívace vysoce absorbujícího polymerního pěnového materiálu tělovými tekutinami obsahujícími vysokomolekulární látky, jako jsou např. krev a měsíčky. Jestliže je hodnota poměru povrchu k hmotnosti příliš malá, předpokládá se, že tyto složky v důsledku jejich vysoké molekulové hmotnosti fyzikálně dezaktivují pěnu nebo její části.

Z těchto důvodů je žádoucí maximalizovat hodnotu poměru povrchu k hmotnosti vysoce absorbujícího polymerního pěnového materiálu podle tohoto vynálezu. V obecném případě platí, že jakákoliv vlastnost zvyšující kapilaritu pěny zvyšuje také hodnotu poměru povrchu k hmotnosti. Na příklad, hodnota poměru povrchu k hmotnosti se zvyšuje, když se zmenšuje velikost dutinek anebo když se počet dutinek, podíl otevřených dutinek anebo podíl vzájemně propojených kanálků zvyšuje. Z toho plyne, že hodnota poměru povrchu k hmotnosti může být zvýšena změnou složení pěny nebo změnou výrobních parametrů, jež mají vliv na výslednou strukturu, pěny.

Vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu -ma-j-í v typickém případe hodnotu poměru povrchu k hmotnosti alespoň kolem 0,2 m²/g, výhodněji alespoň kolem 1,6 m²/g a nejvýhodněji alespoň kolem 3 m²/g. Vhodné způsoby stanovení hodnoty poměru povrchu k hmotnosti (za použití absorpce plynu podle Brunauera, Emmeta a Tellera [BET]) jsou podrobně popsány ~voddíTe' Postupy zkoušek.* ~ v

B) Podíl otevřených dutinek v pěně

Polymerní pěny mohou mít buď relativně _otev.řené—d-u-t-i-nk-y-—--nebo, relati y_n ě_u z a vře n é ^d u-ti-n k-y—v—z á v is Ιό sti^-n a^-tom, zda^- ’(cí^-v jakém rozasahu) jsou stěny nebo hranice dutinek zaplněny polymerním. materiálem. Vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu... mají relativné otevřené dutinky, nebot jednotlivé dutinky nejsou většinou od sebe odděleny stěnami obsahujícími polymerní materiál. Dutinky v těchto strukturách pěny mají proto mezi dutinkami otvory neboli okna, jež jsou dostatečně velké- k tomu, aby dovolily transport' tekutiny z jedné dutinky do druhé..·. Struktura s otevřenými dutinkami je důležitou podmínkou pro rychlost kapilární absorpce i pro absorpční, kapacitu pěnu. Zvýšený kapilární transport také zvyšuje rychlost osmotické absorpce, jelikož je kapalině vystavena větší plocha vysoce absorbujícího polymerního pěnového materiálu.

U struktury _s v podstatě„o.tey.ř.en.ými—dut-i-nk-ami—tohoto-typu-----------má pěn^ většinou retiky.lár.ní_. charakter-, -přičemž jednotlivé------- ý dutinky tvoří- vzájemně propojenou,' třírozměrnou, větvenou pavučinovou strukturu. Praménky polymerního materiálu vytvářející pavučinovou strukturu pěnové struktury s otevřenými dutinkami jsou nazvány rozpěry. Pro účely tohoto vynálezu vysoce absorbující polymerní pěna má strukturu s otevřenými dutinkami, jestliže alespoň okolo 25%, výhodně alespoň okolo 50% a nej výhodné ji alespoň okolo- 7-5% dutinek v pěnové struktuře umožní průchod tekutin do alespoň jedné sousední dutinky. Alternativně může být pěna považována za strukturu s otevřenými dutinkami, jestliže využitelný objem pórů (dutinek) převyšuje zde uvedené hodnoty.

Mimoto mezidutinkové otvory pěny podle tohoto vynálezu tvoří v podstatě spojité vzájemně propojené kanálky v podstatě v celém objemu zesíťované pěny, t.j. mezidutinkové otvory tvoří vzájemně propojenou sít kanálků, v nichž není polymerní materiál, čímž je pěna propustná pro kapaliny. Kanálky (kapilární transportní kanálky) umožňují působením kapilárních sil transport tekutin, jež se dostaly do kontaktu s pěnou, do jiných částí pěny, takže pro absorpci tekutin je využit celý v objem pény. Mimoto, dutinky a vzájemně propojené kanálky po zbotnání dovolují tekutinám procházet pěnou do jiné části vysoce τ absorbujícího polymerního pěnového materiálu vzdáleného od místa prvotního kontaktu nebo do jiných materiálů, které se dotýkají pěny. Pěna je proto propustná pro tekutiny v důsledku existence dutinek a vzájemné propojených kanálků. Předpokládá se, že vzájemně propojené kanálky zvyšují rychlost kapilární absorpce a absorpční kapacitu. Jelikož kanálky umožňují distribuci tekutin v celém objemu pény, umožňují také zlepšené využití zadržovacích vlastností vysoce absorbujícího polymerního 1¾ pěnového materiálu a tím zvyšují i rychlost osmotické absorpce pěny.

Mezidutinkové otvory dovolují výhodné mezidutinkový . kapilární tok tekutin (t.j. mezidutinkové propojení) mezi okolo .X alespoň 25%, výhodněji mezi alespoň okolo 50% a nejvýhodněji mezi okolo alespoň 75% dutinek. Hodnota poměru povrchu k hmotnosti a využitelný objem pórů mohou naznačit velikost podílů dutinek, mezi nimiž je mezidutinkové propojení.

Parametry ovlivňující tvorbu vzájemně propojených kanálků i? zahrnují koncentraci, velikost částic a distribuci velikosti částic nadouvadla a řízení expanzního a reakčního kroku při expanzi nadouvadla před dosažením kritické viskozity.

C) Průměrná velikost dutinek a distribuce velikosti dutinek

Jiným strukturním charakteristickým znakem vysoce absorbujících polymerních pěnových materiálů podle tohoto vynálezu je velikost dutinek. Dutinky pény mají často v podstatě sférický tvar. Velikost nebo průměr těchto v podstatě sférických dutinek je proto běžně používaným parametrem při charakterizaci pěn obecně, jakož i pro charakterizaci výhodných vysoce absorbujících polymerních pěnových materiálů podle tohoto vynálezu. Jelikož dutinky v daném vzorku polymerní pěny nemají vždy stejnou velikost, udává se často průměrná velikost dutinelž_ (průměrný průměr dutinek). Podobné se může udávat distribuce velikosti dutinek odrážející rozsah velikostí dutinek.

Jelikož velikost dutinek je parametr odrážející kapilaritu pěny, je velikost dutinek parametr přímo ovlivňující rychlost osmotické absorpce i rychlost kapilární absorpce vysoce absorbujících polymerních pěnových materiálů podle tohoto vynálezu. Velikost dutinek ve spojení s počtem dutinek (na němž závisí hustota) může také ovlivňovat mechanické vlastnosti, včetně ohebnosti, pén. V. obecném případě pro danou hustotu _platí, že celková_o.he.b.n os .t—pěny—s e—z-vyš-uje—s e —sn-řž o vání m^- —průměrné velikosti dutinek. “ '

Pro stanovení průměrné velikosti dutinek v pěnách je známa řada způsobů. Tyto způsoby zahrnují metody rtuíové porozimetrie, jež jsou v oboru dobře známy. Nej vhodnějším způsobem stanovení velikosti dutinek v pěnách je však jednoduché fotografické měření vzorku pěny. Na příklad obr.l je fotoraikrografie okraje typické vysoce absorbující pěny podle tohoto vynálezu. Na fotomikrografii označené la (zvětšení přibližné 50x) je měřítko představující rozměr 50 mm; na části označené lb (což je' výsek obr.la, zvětšení přibližně 250x). je měřítko představující 100 μιη. (Podobně je obr. 2 fotomikrograf ie okraje pěny z obr.l zhotovená v rovině kolmé na rovinu okraje na obr.l, tato fotomikrografie má vyznačená měřítka na částech označených 2a (50x)_ a_ 2b._(. 250X-) Tato- -mé-ř-ít-k-a- mohou- být použita k stanovení' . průměrné--.velikosti dutinek- prostřednictvím obrazové“analýzy. Tato analýza je běžné používanou metodou použitelnou k stanovení průměrné velikosti dutinek. Tato metoda je podrobněji popsána v U.S.Patentu 4,788,225 vydaném Edwardsovi a kol. 29.11.1988, jenž je sem vtělen formou odkazu. 2 různých měření velikosti dutinek při měřeni průměrné velikosti dutinek může být snadno stanovena distribuce velikosti dutinek, včetně rozsahu velikostí dutinek a podílu jednotlivých velikosti dutinek v tomto rozsahu.

Obecně je žádoucí připravit pěny o minimální možné velikosti dutinek, jež jsou vzájemně propojené, a mající uvedenou hodnotu poměru povrchu k hmotnosti. Jak lze stanovit z přímého fotografického měření mají v typickém případě vysoce absorbující polymerní pěnové materiály podle tohoto vynálezu průměrnou velikost dutinek menší než okolo 100 μη, výhodněji menší než okolo 50 μπι a nej výhodně ji menši než okolo 20 um. Minimální velikost dutinek je v rozmezí od okolo 1 do 10 μιη. Výhodně nejméně kolem 50%, výhodněji kolem 75% a ne jvýho.dné j i kolem 90% dutinek se nachází v uvedených rozmezích.

Distribuce velikosti dutinek může ovlivnit rychlost omotické absorpce i rychlost kapilární absorpce. Předpokládá se,, že pro maximalizaci rychlosti kapilární absorpce je vhodná úzká distribuce velikosti dutinek, výhodně taková, aby hodnota distribuce činila max. 5, výhodněji max. 3 a nejvýhodněji max. 2. Pro dosažení co nejrychlejší kapilární absorpce hodnota distribuce činí výhodně—l_(_t..-j-.—v-sechny— du-fe-i-nk-ý—maj-í—stejnou^- ——ve-l-i-kost-)-z- Hodnoty distribuce velikosti dutinek odpovídající těmto hodnotám jsou shrnuty v tab.í. Dále se předpokládá, že rychlost osmotické absorpce je maximalizována u pěny s morfologií vyznačující se kombinací malých dutinek a široké distribuce dutinek, takže malé dutinky se vyskytují kolem větších.dutinek. Proto, aby bylo dosaženo vhodné rovnováhy mezi rychlostí osmotické absorpce a rychlosti kapilární absorpce v pěnách podle, tohoto vynálezu dává se přednost tomu, aby distribuce velikosti dutinek byla větší než 1 a menší než 3, nejvýhodněji menší než 2. ......

Velikost dutinek vysoce absorbujícího .polymerního pěnového materiálu může být -ovlivněna a nastavena změnou složení pěny a změnou podmínek přípravy, jak bylo výše uvedeno, zvláště těch ______podmínek,____které.... -ma j-í- - v-l-i~v—-na—v-e-l-i-kost— -částře—'nadouvadla ~v

......stabilní — -disperzi·.- N-a— velikost- dutinek máji např. vliv viskozitní poměr, střihové napětí při vytváření disperze a-teplota a tlak expanzního a reakčního kroku. U přípravy dostatečně ohebných pěn může být také ‘změněna velikost dutinek pouhým stlačením výsledné tuhé pěnové struktury.

Vzniku úzké distribuce dutinek může tak pomoci vhodný výběr povrchové aktivního činidla pro dané nadouvadlo a pro danou - reakční směs-, čímž - se•minimalizujé kdálescěnce dispergovaných částic nadouvadla před expanzí nebo po expanzi. Na příklad, povrchově aktivní činidlo obsahující hydrofilní a hydrofóbni skupiny je většinou účinné při stabilizaci ve vodě nerozpustného nadouvadla, pokud rozpouštědlem v reakční směsi je voda. Poměr hydrofilních a hydrofóbnich skupin v nadouvadle může být měněn, aby byla minimalizována koalescence částic nadouvadla, nejlépe uvedením do souladu hodnot HLB povrchově aktivního činidla a nadouvadla, čímž se napomáhá vzniku dutinek se stejnou velikostí. Sníženi viskozitního poměru muže také podpořit vznik úzké distribuce velikosti dutinek.

Tabulka I

Hodnota distribuce dutinek*

Průměrná
velikost 1 dutinek	2	3	4	5
100 μιη 100%-100	50%-95-105	33,3%-95-105	25%-95-105	17%-95-105 V
	25%-75<95	33,3%-65<95	37,5%-62<95	41,5%-”.<95
	25%>Í05-125	33,3%>105-135	37, 5%>105-138 4.1,5>105
f 50 μιη 100%-50	50%-45-55	33,3%-45-55	25%-45-55	17%-45-55
	25%-35<45	33,3%-35<45	37,5%-33<45	41,5%-.<4 5 ,<-'r
	25%>55-65	33,3%>55-65	37,5%>55-65	41,5%T->55 •s
20 μϊΐΐ 100%-20	5Q%-18-22	33,3%-18-22	25%-18-22	17%-18-22
	25%-15<18	33,3%-15<18	37,5%-12<18	41,5%-<18
	25%>22-25	33,3%>22-25	37,5%>22-26	41,5%->22

it f j

Procento dutinek majících uvedenou velikost v μτη>

(např. 25% - >105-125 značí, že 25% dutinek má velikost větší i než 105 μη a menší nebo rovnou 125 μιη).

D) Hustota pěny

Hustota vysoce absorbujícího polymerního pěnového materiálu může mít vliv na řadu výkonnostních charakteristik a na mechanické vlastnosti tohoto pěnového materiálu. Tyto charakteristiky a vlastnosti zahrnují osmotickou a kapilární absorpční kapacitu a rychlosti a ohebnost pěny. V obecném případě platí, že pro danou hodnotu poměru povrchu k hmotnosti a pro danou velikost dutinek čím nižší je hustota pěny, tím vyšší je rychlost osmotické absorpce a kapilární absorpční kapacita._

Jě důležité, že hustota vysoce absorbujícího polymerního pěnového materiálu má také vliv na cenu z něho vyrobených . . ábs'o”řbujících předmětu.

Hustota pěny (v g pěnového- materiálu na cm³ objemu pěny na vzduchu) je zde uváděna na suchém základě. Jakákoliv absorbovaná..____________

Vodná kapalina (např. zbytková kapalina v pěně po skončení přípravy pěny) není proto vzata do výpočtů a nemá vliv na uvedenou hustotu pér.y. Zde uváděné hustoty pěny ale zahrnují _ť.

všechny zbytkové tuhé látky, jako jsou např. povrchově aktivní činidla, vnější plastif ikát_or_y_atd----lež—mohou—bý-t—př-í-tomny~ve--vys o c e-a-bs orbu j i c í rc -poiy me r ním^péno vem“ rnůteífiTliT.^-Tyt7zbytkové látky mohou v praxi podstatně přispět k hmotnosti pěnového materiálu'.

Všechny vhodné vážkové postupy stanovení hmotnosti tuhého pěnového materiálu na -jednotku objemu pěny mohou být použity k stanovení hustoty pěny. Na příklad vhodný vážkový postup je podrobněji popsán v U.S.Patentu 5,147,345 vydaném Youngovi a kol. 15.9.1992. Tento patent je sem vtělen formou odkazu. V těch. případech-, kde příprava vzorku pěny může nevhodným způsobem ovlivnit výsledky měření hustoty (např... sušení,., stárnutí, ohýbání při přípravě vzorku) mohou být použity alternativní stanovení hustoty. Tyto alternativní způsoby např. zahrnují vážková měření hustoty využívající zkušební kapalinu ___absorbovanou^ y_p_énov_ém._ma.ter-iá-l-u .--Ty-feo-způsoby-stanovení^ hustoty

IDphou být. vhodné..pro -charakterizaci- -pěn s velmi nízkou hustotou,' .....

jako jsou např. zde připravené pěny, u nichž suchá hustota přibližně odpovídá převrácené hodnotě objemu pórů v pěně. viz » kniha Chatterjee, Absorbency, Textile Science and Technology,

Sv.7, str.41, jež je sem vtělena formou odkazu. Níže uvedená rozmezí hustot pěny mají zahrnovat hodnoty získané všemi měřeními, t.j. mají zahrnovat hodnoty hustot stanovené jakýmkoliv rozumným-experimentálnímzpůsobem.

Je většinou žádoucí minimalizovat hustotu vysoce absorbujícího polymerního pěnového materiálu a získat pěnový materiál s požadovanou strukturou vzájemně propojených kanálků, s požadovanou velikostí dutinek a s požadovanou hodnotou poměru povrchu k hmotnosti. Hustota pěny muže být nastavena využitím určitého složení pěny a určitých parametrů přípravy pěny, např. koncentrací nadouvadla. Vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu mají v typickém případě hodnoty hustoty (vztaženo na suchý»základ) v rozmezí od okoio 0,1 do 0,5 g/cm³.

Hustota vysoce absorbujícího polymerního pěnového materiálu podle tohoto vynálezu nemusí být stejná v celém objemu; t.j. některé části nebo zóny pěny mohou mít relativné vyšší nebo nižší hustotu než jiné části nebo zóny. Pokud má však pěna v podstatě spojité. vzájemné propojené- kanálky v podstatě v celém svém objemu a relativně nízkou hodnotu distribuce velikostí dutinek, hustota jě v podstatě v celém objemu pěny stejná.

E) Objem pórů

Jak bylo výše uvedeno, u pěn s velmi nízkou hustotou suchá .¾ hustota přibližně odpovídá převrácené hodnotě objemu pórů. Objem .,.¾ pórů může proto sloužit k stanovení hustoty těchto pěn. Mimoto může objem pórů korelovat s počtem dutinek, podílem otevřených dutinek a podílem vzájemně propojených kanálků v pěně. V obecném případě platí, že při zvyšování objemu pórů se také zvyšuje počet dutinek, počet otevřených dutinek a stupeň propojení mezi kanálky.

Objem pórů je mírou objemu otvoru nebo dutinek v porézní pěně na jednotku hmoty tuhého materiálu (t.j. polymerní struktury a všech zbytkových tuhých látek), jenž vytváří pěnovou strukturu. Objem pórů může významné ovlivňovat řadu výkonnostních charakteristik a mechanických vlastností vysoce absorbujícího polymerního pěnového materiálu, tak jak je uvedeno u hustoty pěny.

Objem pórů může být stanoven jakýmkoliv vhodným experimentálním způsobem, jenž dá přesnou hodnotu skutečného objemů pórů ve struktuře. Tyto experimentální způsoby zahrnují měření objemu anebo hmotnosti zkušební kapaliny, jež může být zavedena do pěny a jež proto koreluje s objemem zaujatým otevřenými dutinkami. 2 těchto důvodů tento parametr objemu pórů může-být označen jako využitelný objem pórů.

Jeden běžný způsob stanovení využitelného objemu pórů využívá zavedení kapaliny o nízkém povrchovém napětí {např. isopropanol) do pěnové struktury z prostoru mimo pěnovou strukturu. Postup stanovení využitelného objemu póru s použitím isopropanolu je uveden ve výše citovaném U.S.Patentu 5,147,345. Mělo by být však jasné, že k stanovení využitelného objemu pórů mohou být použity i jiné zkušební tekutiny a postupy.

Je většinou žádoucí maximalizovat objem pórů pěn podle tohoto vynálezu. Objem pórů vysoce absorbujícího^polymerního pěnového materiálu může být ovlivněn a nastaven upravením mnoha stejných parametrů (složení pěny a podmínky přípravy) jako u nastavení hustoty pěny. Parametry ovlivňující objem pórů mohou a

např. zahrnovat koncentraci nadouvadla a velikost částic nadouvadla____._ —— Vysoce absorbuj ící po týmemí“^ pěny podle tohoto^vynálezu mají většinou hodnotu objemu pórů alespoň okolo 5 ml/g, výhodněji alespoň okolo 10 ml/g a nejvýhodněji alespoň okolo. 30 ml/g. V typickém případě je objem pórů v rozmezí od okolo 5 do 40 ml/g. Tato rozmezí objemu pórů mají být zahrnující definicí teoretické objemu pórů pro pěny podle tohoto vynálezu.

Z toho plyne, že pokud jakýkoliv experimentální.způsob, u něhož rozumně lze očekávat, že dá výsledky odpovídající teoretickému objemu pórů, poskytne hodnoty spadající do uvedených rozmezí, potom pěnové materiály zkoušené tímto způsobem , zapadaj.í do rozsahu tohoto vynálezu.

F) Specifický povrch využitelný pro kapilární sání

-----Jinou--· strukturní-—vlastností upřednostněného vysoce ' absorbujícího polymerního pěnového materiálu podle tohoto vynálezu je určitá hodnota specifického povrchu využitelného pro > kapilární sání. Specifický povrch vužitelný pro kapilární sání je obecně mírou velikosti povrchové plochy polymerní struktury přístupné zkušební kapalině; a odpovídá pěné vztažené ne jednotku hmotnosti kusu pěnového materiálu (t.j. polymerního materiálu plus tuhých zbytkových látek). Specifický povrch.......

využitelný pro kapilární sání je dán jak rozměry (průměrem) dutinkových jednotek v pěné tak i velikostí (délkou, šířkou a tloušťkou) rozpěr tvořících dutinkové jednotky. Specifický povrch využitelný pro kapilární sáni umožňuje proto kvantifikaci celkové plochy pevného povrchu daného pěnovou sítí, pokud tento povrch se účastní absorpčního procesu.

Specifický povrch využitelný pro kapilární sání pěnové struktury s otevřenými dutinkami, jakou představuje- vysoce absorbující polymerní pěna podle tohoto vynálezu , je vlastnost pěny spjatá s kapilaritou (nebo kapilárním sáním) pěny. Ačkoliv hodnota poměru povrchu k hmotnosti má velký vliv na rychlost osmotické absorpce_; pěnou, kapilarita pěny múze být zvolena a nastavena tak, aby.vysoce absorbující polymerní pěny vykazovaly stupen kapilarity umožňující transport (např, prosakováním) tekutin pěnovou strukturou. Nastavení hodnoty specifického povrchu využitelného pro kapilární sání představuje proto vhodný prostředek k zajištěni požadovaného stupně kapilarity vysoce absorbujících polymerních pěn. Pěny s relativné vysokou hodnotou specifického povrchu využitelného pro kapilární sání mohou proto představovat velmi žádoucí kombinaci vysoké hodnoty kapacity kapilární absorpce a rychlostí osmotické absorpce. Vysoká . hodnota specifického povrchu je důsledkem jemnosti rozpér tvořících pěnovou strukturu.

Specifický povrch využitelný pro kapilární sání vysoce . , i ·ίΆ absorbujících pěn je ovlivněn a nastaven úpravou mnoha stejných ' * ‘--nt· parametrů (složení pěny a podmínky přípravy) jako u nastavení a, 't &, hustoty pěny a objemu pórů.

Pro účely tohoto vynálezu specifický povrch jakéhokoliv daného vysoce absorbujícího polymerního pěnového materiálu může být stanoven a obvykle je stanoven postupem na principu kapilárního sání. Při použití tohoto postupu specifický povrch využitelný pro kapilární sání se stanoví měřením množství kapilárně pohlcené kapaliny o nízkém povrchovém napětí (např. ethanolu) vzorkem pěny o známé hmotnosti a rozměrech. Podrobný popis tohoto postupu stanovení specifického povrchu využívajícího kapilární sání a jenž je vhodný pro použití v tomto vynálezu je uveden ve výše citovaném U.S.Patentu 5,147,345. Jakýkoliv jiný rozumný způsob stanovení specifického povrchu využitelného pro kapilární sání může být také použit.

Vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu mají výhodné speciřický povrch využitelný pro kapilární sání činící alespoň okolo 0,1 irr/g, výhodněji alespoň okolo 0,5 m /g a nejvýhodněji alespoň okolo 1 m /g. V typickém případě cim specifický povrch využitelný pro kapilární sání od okolo 0,1 do 5 m /g. Vysoce absorbující pěny mající uvedený specifický povrch využitelný pro kapilární sání mohou vykazovat zvláště žádoucí_ rovnováhu kapilární absorpční a osmotické absorpční kapacity á kapilární a osmotické rychlosti pro vodné tělové tekutiny,, jako je např. moč.

Mechanické vlastnosti . ........

Vysoce absorbující polymerní pěny mají výhodně takové mechanické vlastnosti (např. ohebnost, pevnost, měkkost atd.), jež je činí zvláště dobře použitelnými pro absorbující výrobky, jako _js.o_u_n.a.př-—p.lenky_na—gedno —použ-i-t-í--^:—~ ~Vysoce^a’b’sbrbující^-polymerní pěny podle tohoto vynálezu, pokud jsou určeny pro absorbující výrobky, jsou výhodně ohebné. Pojem ohebný znamená, že pěnový materiál může být použit.jako absorbující díl nebo v tomto dílu, přičemž tento díl se přizpůsobí tvaru a obrysům- lidského . těla. V obecném případě mohou být ohebné pěny deformovány nebo ohnuty až do rozsahu

nezbytného pro použití v absorbujících, výrobcích, aniž by se zásadním způsobem poškodila jejich strukturní integrita nebo aniž by došlo k podstatné ztrátě jejich, absorpčních vlastností.

Vysoce absorbující polymerní pěny .podle tohoto vynálezu jsou také výhodné dostatečně ohebné, aby vydržely stlačující nebo deformující síly, jež mohou působit během přípravy, zpracování, balení, transportu a skladování absorbujících

.. jvýr.óbků—obsahu jí-cích—tyto - - pěnové—-mater i-á-ly;—Plenky ^_na^ j edncT” -,použití—j-sou---např.-—většinou - ·baleny a ' prodávány ve složeném’ stavu, přičemž jádro plenky je přehnuto, jak v podélném tak i v příčném směru. Plenky na jedno použití jsou také většinou prodávány ve formě balíků obsahujících složené plenky, přičemž tyto balíky jsou stlačovány působením na nich ležících dalších balíků. Z toho plyne, že stlačující a deformující síly, jež mohou během zpracování a distribuce působit na vysoce absorbující pěnu;'mohou být dokonce větší něž síly, které působí na pěnové materiály při použiti.

Při zacházení, které musí vysoce absorbující polymerní pěny většinou vydržet, musí výhodné pěnové materiály podle tohoto vynálezu vykazovat ohebnost, což je vlastnost, která může být výhodné pěny podle tak ohebné, že při kvantifikována schopností pěny vydržet ohýbání, aniž by strukturní integrita pěny byla podstatným způsobem porušena. V oddíle Postupy zkoušek je popsán postup stanoveni ohebnosti pěn podle tohoto vynálezu stanovením zda nebo kolikrát může být . ohnut, bez porušení danou rychlostí vzorek pěny o dané velikosti kolem válcovitého trnu. Zvláště tohoto vynálezu jsou ty pěny, které jsou nasycení syntetickou močí a při teplotě 37’C vydrží tuto ohýbací zkoušku bez porušení (t.j. pěna má ohýbací hodnotu alespoň 1 cyklus), výhodněji pěny mohou být ohnuty alespoň 2x, nejvýhodněji alespoň 5x.

Vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu dále výhodně vykazují strukturní integritu při použití a měkkost na dotek (t.j. nedráždi pokožku). Vysoce absorbující pěny pro použití v absorpčních výrobcích, jako jsou např. dětské plenky, jsou'často v těchto výrobcích vystaveny dynamickým i statickým silám (když uživatel plenky jde, utíká, leze nebo skáče). Tyto síly mají sklon k tomu, aby roztrhly nebo natrhly pěnovou strukturu. Je proto výhodné, aby pěny (zejména pěnové fólie) určené k tomuto použití měly dostatečnou strukturní integritu, jež minimalizuje trháni nebo rozdrolování pěny při použití. ,,

Vysoce absorbující pěny mohou být také použity <· v

v absorpčních výrobcích v takových konfiguracích, v nichž povrch pěnového materiálu přichází těsně do blízkosti pokožky uživatele. Z toho plyne, že je velice žádoucí, aby povrch vysoce absorbující pěny byl přijatelné měkký a aby při doteku nedráždil pokožku.

Různé vlastnosti

Vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu určené pro použití v absorbujících výrobcích s výhodou obsahují malá .množství extrahovatelných polymerních látek. Předpokládá se, že polymerní látka extrahovaná tělovou tekutinou poté, co vysoce absorbující polymerní pěna se přemění na hydrogel, může změnit chemické i fyzikální vlastnosti tělové tekutiny do takové míry, že tekutina je absorbována pomaleji a je hůře zadržována vysoce absorbující polymerní pěnou obsaženou v absorbujícím výrobku. Tyto jevy jsou popsány ve výše citovaném U.S.Patentu Re

32,649. V důsledku tohoto vymývání polymeru do absorbované tělové tekutiny se vysoce absorbující polymerní pěna využívá méně účinně v absorbujícím výrobku a zvětšuje se pravděpodobnost nežádoucího úniku tělové tekutiny z tohoto absorbujícího výrobku.

Množství extrahovatelného polymeru z vysoce absorbujících polymerních pěn může být stanoveno uvedením vzorku pěny do kontaktu s roztokem syntetické moče v delším časovém intervalu (např. alespoň 16 hodin), jenž je zapotřebí k dosažení extrakční rovnováhy. Následuje filtrace zbotnalého pěnového materiálu od . kapaliny a nakonec stanovení obsahu polymeru ve filtrátu. Tento způsob stanovení obsahu extrahovatelného polymeru u vysoce _absorbujících polymerních__materiálů-s-kar-box-y-l-ov-ým-i-a----------—-su-lfonov-ýml·- -skupinami,—jenž^'je “vhodný “pro' použití vtomto vynálezu, je popsán ve výše citovaném U.S.Patentu Re 32,649, .

Výhodné vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu obsahují dva druhy charakteristik extrahovatelného polymeru. Předpokládá se, že jak celkové množství extrahovatelného polymeru v pěně tak i rychlost vymývání těchto extrahovatelných látek mají význam vzhledem k absorpčnímu výkonu. Z toho vyplývá, že vysoce absorbující, polymerní pěna vykazuje výhodně počáteční obsah extrahovatelného polymeru (t.j. množství extrahovatelného polymeru, který je odstraněn po 1 hodině kontaktu -se syntetickou močí) ne větší než okolo 7,5% váh., výhodněji ne větší než okolo 5% váh. vztaženo ' na váhu pěny. Mimoto, pěny vykazují také výhodně rovnovážný obsah . .extrahovatelného. . polymeru ... (t.j........rovnovážné - množství.....

... ____.extrahovatelného polymeru odstraněné např. po 16 hodinách— kontaktu se syntetickou močí) ne větší než okolo 17% váh. a výhodněji ne větší než okolo 10% váh. vztaženo na váhu vzorku.

Mimoto výhodné vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu mají určitý vztah mezi absorpční kapacitou a rovnovážným obsahem extrahovatelného polymeru, jak je uvedeno ve výše citovaném U.S.Patentu Re 32,649. Tyto výhodné pěny mohou

........být připraveny podle obecných poznatků z U.S.Patentu Re 32,649, jež jsou vlastní těmto polymerním materiálům. Na příklad, obsah extrahovatelného polymeru může být minimalizován řízeným minimálním použitím iniciátoru (pokud se iniciátor používá) anebo použitím relativné nízkých teplot pro reakci monomeru anebo vnitřního sítovacího činidla (např. od okolo 20’C do okolo 80°C).

Použití a

Vysoce absorbující polymerní pěny mohou být použity k mnoha různým účelům v mnoha oborech, jak je známo osobám znalým oboru pěn. Pěny jsou zejména vhodné pro aplikace, kde je žádoucí absorbovat anebo zadržovat tekutiny, např. v absorbujících výrobcích; další aplikace představují papírové ubrousky (včetně ručníků); balící krabice; prostředky podávání léčiv; prostředky k ošetření ran; prostředky pro ošetření spálenin; materiály pro intovýménné kolony; konstrukční materiály; zemědělské nebo zahradnické materiály např. fólie pro semena nebo materiály zadržující vodu; a dále průmyslové aplikace, jako jsou např. činidla dehydratuj ící kaly či oleje, materiály zamezující vzniku vlhkosti, sušidla a materiály nastavující vlhkost. ,.#

Díky jedinečným absorpčním vlastnostem jsou vysoce , absorbující polymerní pěny zvláště vhodné pro použití jako absorpční jádra v absorbujících výrobcích, zejména .. v absorbujících výrobcích na jedno použití. Pojem absorbující . výrobek, jak je zde používán, označuje prostředky absorbující a jímající tělové exsudáty a zejména označuje prostředky, které se umístí na tělo- člověka nebo do jeho blízkosti, aby absorbovaly a zadržovaly různé tělové exsudáty vyloučené z těla.

Pojem na jedno použití , jak je zde používán, popisuje absorbující výrobky, jež nejsou určeny k praní nebo jinému obnovení nebo opětovnému použití jako absorbující výrobky (t.j. jsou určeny k tomu, aby po jednom použití byly vyhozeny a výhodně, aby byly recyklovány, kompostovány nebo jinak bylo s nimi naloženo ekologicky vhodným způsobem). Pojem jednotkový absorbující výrobek označuje absorbující výrobky, jež jsou zhotoveny z oddělených části, jež jsou potom spojeny za tvorby jednotky, takže pro manipulaci nevyžadují oddělené díly, jako jsou zvláštní poutka a držáky. Přednostním provedením absorbujícího výrobku podle tohoto vynálezu je jednotkový absorbující výrobek na jedno použití, plenka 20, znázorněná na obr.3. Pojem plenka, jak je zde používán, označuje absorbující výrobek většinou nošený malými dětmi a osobami trpícími inkontinencí a jenž je nošen ve spodní části těla. Mělo by být vsak jasné, že tento vynález je také použitelný u jiných absorbujících výrobků, jako jsou např. kalhotky pro osoby trpící inkontinencí, spodní prádlo pro osoby trpící inkontinencí, podpěrné prádlo pro plenky, dámské hygienické prádlo, dámské vložky, hygienické kalhotky a podobně.

Obr.3 představuje půdorys plenky 20 podle tohoto vynálezu ve vyrovnaném a nekontrahovaném stavu (t.j.bez elastické kontrakce), přičemž něktré části byly odstraněny, aby byla τ jasněji patrna konstrukce plenky 20; na obr. je část plenky 20. jež je odvrácena od uživatele, a vnější povrch 52 orientovaný ή k pozorovateli. Jak je ukázáno na obr.3, plenka 20 je s výhodou _tvořena vrchní_f.ó.lií_24_p.r.o.p.us.tno.u_pro_kapall.n.y_a_spodní_f.ó.l.i.í-----^-----26—n e p r o pu s tno u~ p r o ~ka paTřn y ~a s po j e no u^-s^-v r c hn'í~f óTi'í ~24~;~^'d~á' l“e je ukázáno absorpční jádro 28 (mající povrch 100 obrácený k prádlu, povrch 102 obrácený k tělu, boční okraje 82 a pasové okraje 83) umístěné * mezi vrchní fólií 24 a spodní fólií 26; elastikované boční díly 30; elastikované manžety 32; elastikovaný díl pasu 34 a upevňovací systém 36..

Plenka 20 zobrazená na obr.3 má vnější povrch 52, vnitřní povrch 54 protilehlý vnějšímu povrchu 52, první oblast pasu 56, druhou oblast pasu 58 protilehlou první oblasti pasu 56 a obvod 60, jenž je vymezen vnějšími okraji plenky 20, jejíž podélné okraje jsou označeny 62 a koncové okraje jsou označeny 64.

(I když osoba znalá oboru ví, že plenka se obvykle popisuje tak, •že má pár ' oblastí pasu a oblast rozkroku mezi oblastmi pasu, ______________-V„-té.to-„př.ihl.áš.ce—. se Jcv-ůll--jednoduchosti—u-vád-í-,—ž e-p-l-enk-a—2 Q—má-----......—.....pouze oblasti pasu,-přičemž obé oblasti pasu zahrnují část, jež- -A-by mohla být označena za část oblasti rozkroku), Vnitřní povrch 54 plenky 20 je tvořen tou částí plenky 20, jež se při použití nachází u lidského těla (t.j. vnitřní povrch 54 je tvořen alespoň částí vrchní fólie 24 a jinými komponentami spojenými s vrchní fólii 24.) . Vnější povrch 52 je tvořen tou částí plenky, jež se při použití nachází dále od lidského těla (t.j. vnější

-......- -povrch 52 je tvořen alespoň částí spodní fólie’26 a jinými komponentami spojenými se spodní fólií 26).

Obr.3 znázorňuje přednostní provedení plenky 20 , u níž vrchní fólie 24 i spodní fólie 26 mají rozměry šířky i délky větší, než jsou tyto rozměry u absorpčního jádra 28. Vrchní fólie 24 i spodní fólie 26 přesahuji přes okraje absorpčního jádra 28, čímž vytvářejí obvod 60 plenky 20. I když vrchní fólie 24, spodní fólie 26 a absorpční jádro 28 mohou být vzájemně sestaveny do řady známých konfigurací, přednostní konfigurace plenky jsou popsány v U.S.Patentu 3,860,003 Kontrahovatelné boční díly pro plenku na jedno použití, jenž byl vydán Kennethu B. Buellovi 14.1.1975 a v U.S.Patentu 5,151,092 Absorbující výrobek s dynamickým elastickým pasem mající pružný ohybový závěs, jenž byl vydán Kennethu B. Buellovi 29.9.1992, přičemž oba patenty jsou sem vtěleny formou odkazu. Alternativní přednostní konfigurace plenky na jedno použití jsou popsány v U.S.Patentu 4,808,178 Absorbující výrobek na jedno použití s elastikovanými klopami opatřený dílem zabraňujícím únik, jenž byl vydán Mohammědovi I. Azizovi a Tedovi L. Blaneymu

28.2.1989, v U.S.Patentu 4,695,278 Absorbující výrobek s dvojitými manžetami, jenž byl vydán Michaelu I. Lawsonovi 22.9.1987 a v U.S.Patentu 4,816,025 Absorbující výrobek, se zadržující kapsou, jenž byl vydán Johnovi H. Foremanovi

28.3.1989. Všechny tyto patenty jsou sem vtěleny formou odkazu. Vrchní fólie 24 přiléhá k tělovému povrchu 102 absorpčního jádra 28.· Vrchní fólie 2 4 je poddajná, měkká na dotek a nedráždí pokožku uživatele. Dále je vrchní kapaliny - dovoluje kapalinám (např její tloušťkou. Vhodná vrchní fólie materiálů, jako jsou např. porézní

A

4-f fólie 24 propustná _řpro moči) snadno proniknout může být vyráběna z řady pěny, děrované fólie z plastů, síťované pěny, tkané nebo netkané textilie z přírodních vláken (např. celulózových nebe bavlněných vláken), textilie ze syntetických vláken (např. polyesterových nebo polypropylenových vláken) nebo z kombinace přírodních a syntetických vláken. Je řada výrobních způsobů použitelných k výrobě vrchní fólie 24 . příklad, vrchní fólie 24 může být netkanou textilií z vláken, přičemž textilie může být předená, mykaná, zhotovená mokrou cestou, vyfukovaná nebo připravená kombinací těchto způsobů nebo podobným jiným způsobem. Přednostní vrchní fólie je mykaná a tepelně spojovaná způsoby, jež jsou dobře známy osobám znalým oboru. Přednostní vrchní fólie je tvořena textilií ze staplových polypropylenových vláken, jaké jsou např. vyráběny firmou Veratec, lne., a Division of International Paper Company, Walpole,

Massachusetts, USA pod označením P-8.

Vrchní fólie 24 může být spojena s absorpčním jádrem ,28 a se spodní fólií 26 pomocí spojovacích prostředků (nejsou zobrazeny), jež jsou dobře známy v oboru. Vhodné spojovací prostředky jsou zde popsány v souvislosti se spojováním spodní fólie 26 a absorpčního jádra 28. Pojem spojený, jak je zde používán, zahrnuje konfigurace, u nichž je díl přímo připevněn k jinému dílu přímým spojením těchto dvou dílů a zahrnuje též konfigurace, u nichž je díl k jinému dílu připevněn nepřímo * spojením dílu s mezičlánkem (nebo mezičlánky),' který (nebo které) jsou spojeny s dalším dílem. U- přednostního provedení 3 tohoto vynálezu jsou vzájemně vrchní fólie 24 a spodní fólie 26 _spojeny_přímo na_o.by_o.d ě_.6.0_a_j .s o.u_v.z á j .emn ě-n e p ř-í-mo -s pojeny—^j—--prostřednictvím—absorpčnrho^jádra 2'8T~^VřčRní “folTě ~24 nebo spodní fólie 26 mohou být přímo spojeny s absorpčním jádrem 28, jenž je tvořeno vysoce absorbující pěnou, a to zhotovením pěny na povrchu materiálu vrchní fólie nebo spodní fólie. Alternativně, např. pokud absorpční jádra 28 je pěnová fólie z vysoce absorbujícího materiálu nebo struktura obsahující pěnu (např. hedvábný papír obsahující.vysoce absorbující pěnu), potom* vrchní nebo spodní fólie mohou být spojeny s jádrem spojovacími prostředky, např. těmi, které jsou dobře známy v oboru.

Spodní fólie 26 přiléhá k prádlovému povrchu 100 absorpčního jádra 28. Spodní fólie 26 a absorpční jádro 28 mohou být spojeny zhotovením pěny na materiálu spodní fólie nebo např. kde je použita pěnová fólie z vysoce absorbujícího materiálu __. . ... -nebo_str.uktur.a_.obs.ahuj.íc.i.-.pěnu-—ga-ko^-a-bsorpěn-i—jád-ro—28-7—s-pojen-í-----------...... .se provede spojovacími prostředky (nejsou zobrazeny) např. těmi,— které jsou dobře známy v oboru. Na příklad, spodní fólie 26 může být připevněna k absorpčnímu jádru 28 rovnoměrnou nepřerušovanou vrstvou lepidla, vrstvou lepidla o určitém obrazci nebo pomocí čar, spirál nebo teček z lepidla. Bylo zjištěno, že vyhovující lepidla vyrábí firma H.B.Fuller Company, St.Paul, Minnesota, USA a jsou dodávány na trh pod označením HL-1258 nebo H-2031.

— - Spojovací prostředky-jsou s-výhodou ' tvořeny otevřeným sítovým obrazcem z vláken lepidla, jak je popsáno v U.S.Patentu .4,573,986 Prádlo na jedno použití zadržující odpady, jenž byl vydán Minetolovi a kol. 4.3.1986 a s větší výhodou jsou tvořeny několika čarami z vláken lepidla ve spirálovém obrazci, jak je »

popsáno na zařízení a způsobech, jež jsou součástí U.S.Patentu 3,911,173, jenž byl vydán Spraguemu Jr. 7.10.1975 a U.S.Patentu 4,785,996, jenž byl vydán Zieckerovi a kol. 22.11.1978 a U.S.Patentu 4,842,666, Všechny tyto patenty Alternativně mohou být jenž byl vydán Wereniczovi 27.6.1989.

jsou sem vtěleny formou odkazu, spojovacími prostředky tepelné' spoje, tlakové spoje, ultrazvukové spoje, dynamické mechanické spoje nebo jakékoliv jiné vhodné spojovací prostředky nebo kombinace těchto spojovacích prostředků, jak jsou známy v oboru.

Spodní fólie 26 je nepropustná pro kapaliny.(např. pro moč) a výhodně se vyrábí z tenké fólie z plastu, i když mohou být použity jiné ohebné pro kapaliny nepropustné materiály. Pojem ohebný, jak se zde používán, označuje materiály, které jsou poddajné a rychle se přizpůsobí tvarům a obrysům lidského těla. Spodní fólie 26 zabraňuje v absorpčním jádru 28 absorbovaným a zadrženým exsudátům zvlhčovat předměty, jež se dotýkají plenky 'a

20, jako jsou např. ložní povlečení a spodní prádlo. Spodní fólie 26 může být tvořena tkaným nebo netkaným materiálem, polymerními fóliemi např. thermoplastickými fóliemi z polyethylenu nebo polypropylenu nebo kompozitními materiály např. netkanou textilií povlečenou tenkou vrstvou jiného materiálu. S výhodou je spodní fólie 26 thermoplastická fólie o tloušťce od okolo 0,012 mm (0,5 mil) do 0,051 mm (2,0 mil). Zvláště výhodné materiály pro spodní vrstvu zahrnují RR8220 vyfukované fólie a RR5475 odlévané fólie vyráběné firmou Tredegar Industries, lne., Terre Haute, IN, USA. Spodní fólie 26 je s výhodou reliéfová nebo matovaná, což dodává více látkový vzhled. Mimoto může spodní fólie 26 umožnit odchod par z absorpčního jádra 28 (t.j. je prodyšná), i když stále zamezí exsudátům proniknout spodní fólií 26.

Absorpční jádro 28 se nachází mezi vrchní fólií 24 a spodní fólií 26 Absorpční jádro 28 je stlačitelné, s přizpůsobivým tvarem, nedráždí lidskou pokožku a je schopné absorbovat a zadržovat kapaliny, jako jsou např. moč a některé jiné tělové exsudáty. Jak je zobrazeno na obr.3, absorpční jádro 28 má prádlový povrch 100, tělový povrch 102, boční okraje 82 a pasové okraje 83. Absorpční jádro 28 může být vyráběno v néjrůznějsích velikostech a tvarech (např. může být pravoúhlé, může mít tvar hodinového skla, tvar T, asymetrický tvar atd.). Jak je ukázáno na obr.3, absorpční jádro má přednostně tvar modifikovaného T. Absorpční jádro může mít jednu nebo více vrstev z absorpčních materiálů z široké nabídky materiálů běžně používaných _v_plenkách-na—jedno—pou-ž-i-fe-í—a—v—j-i-n-ýeh—absorbuj-rc-ích-výrobcích.“ Celková absorpční kapacita absorpčního jádra 28 by vsak měla být slučitelná s požadovanou kapacitou a' s určením plenky 20. Mimoto, velikost a absorpční kapacita absorpčního jádra 28 mohou být upravovány, aby vyhověly různým uživatelům od malých dětí po dospělé osoby.· - - - -........ -’·· ...... -- - - - - Absorpční jádro 28 je tvořeno vysoce absorbující polymerní pěnou podle tohoto vynálezu. Vysoce absorbující polymerní pěna může být zabudována do absorpčního jádra 28 v jakékoliv zde popsané formě (např. ve formě drobných kousků, ve formě fólie nebo muže by't spojena_s podložkou)__jakýmkoliv ^běžným ..způsobem...

Vysoce absorbující pěna ve formě drobných kousků může být zabudována do plenky stejným způsobem jako běžné vysoce absorbující nebo absorpční gelové materiály. Alternativně, pěnová fólie vyříznutá nebo zformovaná na požadovanou velikost * může být přímo zabudována jako absorpční jádro 28 nebo jako jedna nebo více vrstev absorpčního jádra, u jiného provedení je vysoce absorbující, pěna zabudována, tak jak byla zhotovena, na povrch jedné nebo na povrch více komponent plenky 20 (např. na vrchní fólii 24 , na jiný absorpční materiál jádra např. na hedvábný papír nebo na spodní fólii 26), přičemž komponenta plenky slouží jako trvalá podložka (nosič). U výhodného provedení je vysoce absorbující polymerní pěna připravena na absorpčním nosiči, ve výhodnějším provedení na nosiči, jež umožňuje rychlé prosakování kapalin (hedvábný papír), takže funkci absorpčního jádra má kompozitní absorbující materiál.

Absorpční jádra podle tohoto vynálezu se- mohou sestávat z jedné nebo z více vrstev z vysoce absorbující polymerní pěny nebo z nosičů s pěnou podle tohoto vynálezu; mohou být tvořena kombinací vrstev obsahujích pěny nebo nosiče s pěnou; nebo je možná jakákoliv jiná konfigurace absorpčního jádra včetně těch, které obsahují jednu nebo více pěn nebo nosičů s pěnou. Absorpční jádro může proto také obsahovat běžné absorpční materiály pro absorpční jádra. Příklady absorpčních materiálů představují krepované jiných vhodných celulózové silné rouno, vyfukované polymery včetně smésových, chemicky ztužovaná, modifikovaná nebo zesitovaná celulozová vlákna, jemné tkaniny včetně vrstvených, běžné absorpční pěny, absorpční houby, běžné vysoce absorbující polymery a absorpční gelové materiály (např. zrnité, vláknité polymerní materiály) nebo jakýkoliv rovnocenný materiál nebo jejich kombinace.

Absorpční jádro je výhodně tvořeno nosnou textilií z vláknitého materiálu a vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu. Tato jádra mohou být připravena jakýmkoliv způsobem, jakým vzniká vláknitá nosná textilie a pěna.

U výhodného provedení je absorpční jádro připraveno vytvořením textilie z, vláken za sucha a jestliže je to žádoucí nebo nutné , zhuštěním výsledné textilie, potom následuje zhotovení vysoce absorbující pěny na textilii. Za sucha vrstvená textilie se výhodné sestává z v podstatě nepropojených vláken a obsah vlkosti v této textilii výhodně činí 10% nebo méně. Pěna může být zhotovena vytištěním stabilizované disperze na této textilii, následuje expanze a reakce disperze, čímž vznikne ^: $ vysoce absorbující pěna na textilii. Pěna se může nacházet na určitých oblastech textilie anebo v určitém obrazci na textilii, čímž jsou zajištěny absorpční vlastnosti pro určité použití plenky 20. ^Na příklad textilie s pěnou může odpovídat požadavkům na plenky pro chlapce nebo děvčata. Textilie nesoucí vyšoce Λ absorbující pěnu může být zabudována do plenky 20 jakýmkoliv 'Ψ běžným způsobem.

Pro nosnou textilii mohou být použity různé typy vláknitého materiálu. Všechny typy vláknitých materiálů, které jsou vhodné pro běžné absorbující výrobky, jsou také vhodné pro použití na nosné textilii. Příklady těchto vláknitých materiálů představují celulozová vlákna, modifikovaná celulozová vlákna, umělé hedvábí, polypropylen a polyesterová vlákna např. polyethylen tereftalát (Dacron), hydrofilní nylon (Hydrofil) a podobné. Jiné vláknité materiály zahrnují acetát celulózy, polyvinyl acetát', polyamidy (Nylon), dvojsložková vlákna, trojsložková vlákna a jejich směsi. Dává se přednost hydrfilním vláknitým materiálům. Příklady vhodných hydrofilních vláknitých materiálů, mimo těch již zmíněných, představují hydrofilizovaná hydrofóbní vlákna, jako jsou např. vlákna z thermoplastů modifikovaná povrchově aktivními činidly nebo silikou, jež jsou deriváty např. polyolefinů (např. polyethylenu nebo polypropylenu), polyakrylátů, polyamidů, polystyrenů a pod. Hydrofilizovaná hydrofóbní vlákna, jež jsou málo absorbující, neposkytují proto textilie s dostatečnou absorpční kapacitou pro použití v běžných_ absorpčních výrobcích, ale jsou vhodná pro použití v absorpčních komponentách podle tohoto prosakovacím vlastnostem. Je podle tohoto vynálezu je vynálezu díky jejím dobrým to dáno tím, že ve strukturách důležitá schopnost prosakování vláknitým materiálem, jež je možná důležitější než absorpční kapacita vláknitého materiálu a to díky vysokému pohlcování tekutin vysoce absorbujícími polymerními pěnami podle tohoto vynálezu, jež jsou také součástí jádra. Hydrofóbní syntetická vlákna mohou být také použita, ale nedává se jim přednost.

_Jako materiál pro .a.bs.o.r.p.čn.í—j.ádr.o-se—z-důvod-ů-dostupnos-t-i—a—

- ceny------dá-vá-------přednos t -^11- hydrof řln im' '^χ cel uló zovýnT vláknům.'

Nejvýhodnější jsou vlákna z buničiny také nazývaná vzdušná plst.

Mezi jiné materiály z celulózových vláken, jež mohou být vhodné pro použití v absorpčních jádrech, patří chemicky ztužovaná .celulózová vlákna. Výhodná chemicky ztužovaná celulózová vlákna jsou ztužovaná skaná kadeřená celulózová vlákna, která byla vyrobena vnitřním zesilováním celulózových vláken síůovacím činidlem. Druhy ztužovaných skaných kadeřených celulózových vláken vhodných k použití jako hydrofilní materiál pro absorpční jádra podle tohoto vynálezu jsou podrobněji popsány v U.S.Patentu 4,822,453 Absorbující struktury obsahující jednotlivá zesíéovaná vlákna s nižším obsahem zbytkových látek a vlákna z těchto struktur, jenž byl vydán Herronovi a. kol. 26.12.1939, v -U.S.Patentu 4,889-,597·- Způsob _____přípravy.. struktur—mokrou--cestou obsahu jících—jednotlivá, ztužená“ vlákna, jenž' byl vydán Bourbonovi a kol. 26.12.1989 a v U.S.patentu 4,898,642 Skaná chemicky ztužovaná celulózová vlákna a absorbující struktury z těchto vláken, jenž byl vydán Mooreovi a kol. 6.2.1990. Všechny tyto patenty jsou sem vtěleny formou odkazu.

Vzájemné poměry vláknitého materiálu a vysoce absorbující polymerní pěny ve výsledném materiálu mohou být snadno vyjádřeny ve váhových procentech absorpčního jádra. Absorpční já$ra výhodně obsahují od okolo 2% do 98%, výhodněji od okolo 5 do 75% a nejvýhodnéji od okolo 10 do 60% váh. vysoce absorbující polymerní pěny, vztaženo na váhu absorpčního jádra. Tato koncentrace pěny může být vyjádřena jako váhový poměr vláken k pěně. U většiny absorpčních jader optimálně činí tento poměr 95:5 až 25:75, výhodněji 90:10 až 40:60.

U alternativního provedení má plenka 20 absorpční jádro s dvojitou vrstvou obsahující absorbující díl a fólii z vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu. V typickém případě se pěnová fólie nachází pod absorpčním dílem (t.j. nachází se- mezi absorpčním dílem a spodní fólií 26.

Funkcí absorpčního dílu je rychlé shromažďování a dočasné jímání vyloučených kapalin a transport prostřednictvím prosakování těchto kapalin z místa počátečního kontaktu do jiných míst absorpčního dílu a do pěnové fólie. Absorpční díl je výhodně tvořen tkanou nebo netkanou textilií z vláken. Pro absorpční díl mohou být použity různé, výše uvedené, druhy vláken. Dává se většinou přednost celulózovým vláknům, zejména buničinovým. Absorpční díl může také obsahovat určitá množství zrnitých absorpčních polymemích materiálů. Absorpční díl*může např. obsahovat až 50% váh. těchto absorpčních polymemích materiálů. U nejvýhodnéjších provedení obsahuje absorpční díl od 0%' do 8% váh. absorpčního polymerního materiálu. U alternativních výhodných provedení obsahuje absorpční díl výše popsaná chemicky ztužená celulózová vlákna. Příklady provedení

Jí absorpčního dílu vhodného pro použití v tomto vynálezu jsou popsány v U.S.Patentů 4,673,402 Absorbující výrobek s dvojitými jádry, jenž byl vydán Paulu T.Weismanovi 16.6.1987 a v U.S.Patentu 4,834,735 Absorpční díly o vysoké hustotě mající přijímací zóny o nižší hustotě a nižší plošné váze, jenž byl vydán Miguelu Alemanymu 30.6.1989. Tyto patenty jsou sem vtěleny formou odkazu. Absorpční díly mající jímací zónu a přijímací zónu s nižší průměrnou . hustotou a nižší průměrnou plošnou váhou než má jímací zóna, čímž přijímací zóna může rychle a účinně přijímat vyloučenou tekutinu, jsou zvláště vhodné pro použití v tomto vynálezu.

Absorpční díl může mít jakýkoliv požadovaný tvar, např. pravoúhlý, oválný, obdélníkový, asymetrický nebo může mít tvar hodinového skla. Tvar absorpčního dílu může dát tvar výsledné plence 20.

Pěnová fólie podle tohoto vynálezu nemusí mít stejnou velikost jako absorpční díl a může mít vrchní povrch, jenž je podstatně menší nebo větší než vrchní povrch absorpčního dílu.

Pěnová fólie muže být menší než absorpční díl, např. její vrchní povrch je přibližně Ο,ίΟχ až l,Ox násobkem plochy, absorpčního

-d-í-l-u-.—V-ýhod-něj-i—tento—poměr—povrchů—či-n-í—od—okoTo—G7TO“do^-0775—-a nejvýhodněji od okolo 0,10 do 0,5. Alternativně absorpční díl je menš-í- než -pěnová-- f-ó-l-i-e a- jeho vrchní povrch je' přibližně 0,25x až l,0x násobkem plochy pěnové fólie, výhodněji tento poměr povrchů činí od okolo 0,3 do 0,95, U tohoto alternativního

.... —provedení · j-e -a-bsorpčn-í-· -d-í-1—výhodně- —tvořen' chemicky.....ztuženými celulózovými vlákny.

Pěnová fólie se výhodně nachází v určité poloze vzhledem ke spodní folii anebo vzhledem k absorpčnímu dílu plenky. Přesněji, pěnová fólie se spíše nachází u přední části plenky tak, aby byla umístěna co nej účinněji z hlediska přijímáni a zadržování__ vyloučených kapalin.

U alternativních výhodných provedení, může být použito.větší množství pěnových fólií, výhodně od dvou do šesti proužků pěny nebo fólií. Mimoto do absorpčního jádra mohou být vloženy přídavné absorpční vrstvy, díly nebo struktury. Na příklad, přídavný absorpční díl může být umístěn mezi pěnovou fólií a spodní fólií, čímž vytváří rezervní kapacitu pro absorpční jádro, anebo tam může být umístněna vrstva rozmístňující kapaliny procházející pěnovou fólií do jiných částí absorpčního jádra nebo pěnové fólie'. Pěnová ' fólie se také” může alternativně nacházet nad absorpčním dílem, takže je mezi vrchní fólií a absorpčním dílem.

U alternativního provedení absorpčního jádra podle tohoto vynálezu je absorpční jádro 'tvořeno laminátem (t.j. jedná se o vrstvené absorpční jádro) obsahujícím alespoň jednu a výhodné dvě nebo více vrstev z částic vysoce absorbující polymerní pěny podle tohoto vynálezu. Lamináty jsou výhodně z vrstev nebo z výše popsaných textilií z vláknitých materiálů, výhodné z fólie z absorbujícího materiálu, jako je např. hedvábný papír. Tyto vrstvené absorpční struktury jsou plněji popsány v U.S.Patentu 4,578,068 Absorpční vrstvená struktura,..jenž. byl,. vydán Timothy A,. Kramerovi a kol. 25.3.1986, přičemž tento vtělen formou odkazu. Další zařízení a způsoby laminátů jsou posány v U.S.Patentu 4,551,191 patent je sem výroby těchto

Způsob rovnoměrné distribuce jednotlivých částic na pohyblivé porézní textilii, jenž byl vydán Ronaldu W.Kockovi a kol. 5.11.1985, přičemž tento patent je sem vtělen formou odkazu.

Poměr množství vláknitého materiálu vysoce absorbující pěny může být textilním v různých absorpčního a částic pěny se absorpčního jádra.

stejný jako ve výše uvedeném případě u pěny na nociči. Mimoto částice pěny mohou být rozptýleny váhových poměrech v různých oblastech a tloušťkách jádra. Na příklad, směs vláknitého materiálu může nacházet jenom v některých částech Absorpční jádro výhodně obsahuje rovnoměrně rozptýlenou směs hydrofilního vláknitého materiálu a částic pěny. Částice pěny mohou být v podstatě rovnoměrně rozptýleny v celém objemu absorpčního jádra, jak je popsáno v U.S.Patentu 4,610,678 Absorpční struktury o vysoké hustotě, jenž byl vydán Weismanovi a kol. 9.9.1986, přičemž tento patent je sem vtělen formou odkazu. Alternativně mohou být částice pěny rozptýleny v oblastech nebo zónách, jež mají vyšší koncentraci pěny^:,néž jiné oblasti nebo zóny. Na příklad, U.S.Patent 4,699,823 vydaný Kellenbergovi a kol. 13.10.1987 popisuje absorpční díl obsahující částicové absorpční polymerní materiály rozptýlené >

s kladným gradientem alespoň přes část tloušťky absorpčního dílu. Koncentrační gradient ve směru tlouštky má výhodně nejmenší koncentraci na povrchu absorpčního dílu (nebo blízko tohoto povrchu), jenž přijímá tekutiny (t.j. na vrchním povrchu), a nejvyšší koncentraci na spodním povrchu absorpčního dílu (nebo blízko tohoto povrchu). Tento patent je sem vtělen formou odkazu.

Alternativní provedení vrstveného absorpčního jádra podle tohoto vynálezu představuje vak obsahující zrnitou vysoce absorbující polymerní pěnu. Vak je vrstvené absorpční jádro, jak bylo výše popsáno, přičemž počet vláknitých textilií se rovná dvěma. Vláknité textilie jsou na svém obvodě vzájemné spojeny, čímž' vzniká uprostřed vaku velká kapsa.Částice pěny jsou uzavřeny mezi vláknitými textiliemi v kapse. Vak se podobá čajovému sáčku v tom, že částice pěny mohou volně v kapse botnat a absorbovat kapalinu. Vláknité textilie tvořící vak jsou tvořeny netkanou textilií, jež jsou známy v oboru netkaných textilií, a jsou kolem svého obvodu k sobé tepelně přitaveny, ačkoliv jsou v oboru známy i jiné způsoby vzájemného spojování textilií (např. lepení nebo utrazvukové svařování), které mohou '^,ΤΛ být také použity.

Absorpční jádra podle tohoto vynálezu mohou také kromě vláknitých materiálů a vysoce absorbujících polymerních pěn obsahovat různé další látky. Tyto přídavné látky mohou např. zahrnovat činidla zlepšující distribuci tekutin, antimikrobiální látky, činidla . nastavující pH, parfémy atd. Jestliže jsou tyto látky přítomny, jejich obsah nepřevýší kolem 30% váh. absorpčního jádra. _ _ ,

Plenka 20 má výhodně též elastikované nohavicové manžety 32 kvůli lepšímu zachycování kapalin a jiných tělových exsudátů. Obě elastikované nohavicové manžety 32 mohou být v různých provedeních a omezují únik tělových exsudátů do oblasti nohou. (Nohavicové manžety_mohou—bý-t—.též—někdy—nazývány—noha-v-i-eovékapaliny v . oblasti výrobek s dvojitými 22.9.1987, popisuje

4,695,278. .„Absorpční byl vydán Lawsonovi použiti s dvojitými a bariérovou manžetu

-pásky—boční““chTopně7^_bar'ieřdve manžebý^-nebo elastické manžety). Výše citovaný U.S.Patent 3,860,003 popisuje plenku na jedno použití, jež je opatřena kontrahovatelnými otvory pro nohy s boční chlopní a s jedním nebo s více elastickými díly tvořícími elastikovanou nohavicovou manžetu (těsnící manžetu)

U.S.Patent 4,909,803 Absorbující výrobek na jedno použití mající elastikované chlopně, jenž byl vydán Azizovi a kol. 20.3.1990, popisuje plenku na jedno- použití mající vztyčené elastikované chlopně (bariérové manžety) zlepšující zachycení. nohou. _t U.S.Patent.

manžetami, jenž plenku na jedno manžetami obsahujícími těsnící manžetu _X Jcdyž _ _e.las.tikoYané— -nohav-i-cové—manžety—32- -mohou—-mí-t^t-a-kové-----..uspořádání ,-ab-y- -byly—podobné- zm-íněným-nohavicovým- páskům, bočním ' chlopním, bariérovým manžetám nebo elastickým manžetám, dává se přednost tomu, aby elastikované nohavicové manžety 32 měly alespoň vnitřní bariérovou manžetu s bariérovou chlopní a nastavující elastický díl tak, jak je popsáno vé výše citovaném U.S.Patentu 4,909,803. U přednostního provedení elastikované nohavicové manžety 32 dále mají elastickou těsnící manžetu s jedním- nebo- s '^_ více elastickými pásky umístěnými vně . bariérové manžety, jak je popsáno ve výše citovaném U.S.Patentu 4,695,278.

Plenka 20 dále s výhodou obsahuje díl elastického pasu 34, jenž zlepšuje sezení na těle a zachycení kapalin. Dii elastického pasu 34 vychází v podélném směru ven od okrajů pasu 83 absorpčního jádra 28 a většinou vytváří alespoň část koncových okrajů 64 plenky 20. Díl elastického pasu 34 tvoří proto tu část plenky, jež vychází od okrajů pasu 83 absorpčního jádra 28 ke koncovým okrajům 64 plenky 20 a má se při použití nacházet u pasu uživatele. I když jsou plenky na jedno použití většinou sestrojeny tak, že mají dva díly elastického pasu, jeden v první oblasti pasu a druhý v druhé oblasti pasu, plenky mohou mít i jenom jeden díl elastického pasu obkružující uživatele..Mimoto, i když díly elastického pasu nebo jakékoliv jiné základní díly mohou tvořit oddělený díl upevněný k plence 20, jsou díly elastického pasu 34 výhodně tvořeny protažením jiných dílů plenky, jako jsou např. spodní fólie 26 nebo vrchní fólie 24 , nebo výhodné, jak spodní fólie 26 tak i vrchní fólie 24.

Díly elastického pasu 34 mohou být zhotoveny v řadé různých konfigurací včetně konfigurací popsaných v U.S.Patentu 4,515,595 vydaném Kievitovi a kol. 7.5.1985 a ve výše citovaném U.S.Patentu 5,151,092, přičemž oba patenty jsou sem vtěleny formou odkazu.

Plenka 20 má také upevňovací systém 36, který tvoří boční uzávěry udržující první oblast pasu 56 a druhou oblast- pasu 58 ve vzájemně se překrývající poloze, takže kolem'obvodu plenky je příčné pnutí udržující plenku na uživateli. Upevňovací systém může být proveden v řadé konfigurací, jako jsou např. poutka využívající lepivou pásku, poutka využívající mechanické uzávěry, upevňovadla v neměnné poloze nebo jakékoli jiné prostředky napínání dílu elastického pasu, jaké jsou známy v oboru. Příklady upevňovacího systému jsou popsány v U.S.Patentu 4,846,815 Plenka na jedno použití se zlepšeným upevňovacím prostředkem,· jenž byl vydán Scrippsovi 11.7.1989, v U.S.Patentu 4,894,060 Plenka na jedno použití se zlepšeným háčkovým upevňovadlem, jenž byl vydán Nestegardovi 16.1.1990, v U.S.Patentu 4,946,527 Adhezivní upinadlo citlivé na tlak a způsob jeho výroby, jenž byl vydán Battrellovi 7.8.1990, U.S.Patentu 3,848,594 Páskový upínací systém pro plenku na jedno použití, jenž byl vydán Buellovi 19.11.1974, v U.S.Patentu Bl 4,662,875 Absorbující výrobek, jenž byl vydán Hirotsumu a kol. 5.5.1987 a ve výše citovaném U.S.Patentu umístěný, plenky jsou

5,151,092, přičemž všechny tyto patenty jsou sem vtěleny formou odkazu. U přednostního systému je upínací systém tvořen upínacím systémem na základě dvojího napětí, jenž byl popsán ve výše _c.i.t ová n é m—Lk-S—Pa-t e n-t u—5-, -1-5 -1—0-9 -2-----------;--u přednostního provedení obsahuje plenka také elastikované boční díly 30 umístěné v druhé oblasti pasu 58. (Pojem jak je zde používán, znamená, že díl nebo díly vytvořeny (připevněny a umístěny) na určitém místě .nebo- v-..u-r-či-té--p©loze-a vy-t-vářej-í nedělennou strukturus dalšími díly plenky nebo vytvářejí oddělitelný díl připojený k dalšímu dílu plenky. Elastikované boční - díly 30 tvoří elasticky roztažítelný díl umožňující pohodlnější a přesnější sezení plenky na těle uživatele, přičemž tyto vlastnosti se zachovají beKem cěTé~cioby použ i ti , £ _ když plenka . je naplněna exs.udá.ty—.

a to, protože elastikované boční díly plenky umožňují roztahování a smršťování boků plenky. Elastikované boční díly 30 dovolují lepší využití plenky 20, protože i v tom případě, kdy uživatel.plenky vytlačuje jeden elastikovaný boční díl 30 dále než druhý (t.j. vytlačuje oba díly asymetricky), plenka 20 si sama upraví svou polohu. I když plenka 20 podle tohoto vynálezu má s výhodou, elastikované boční díly 30 ve druhé oblasti pasu 58, může mít také plenka 20 elastikované boční díly 30 v první oblasti pasu ‘ 56 .nebo. je může mít, jak v první oblasti pasu 56 tak i ve druhé oblasti pasu 58.

I když elastikované boční díly 30 mohou být zhotoveny v řadě uspořádání, příklady plenek s elastikovanými bočními díly umístěnými v uchách (ušní chlopně) plenek jsou popsány v Ú.Š.Patentu 4,857,067 Plenka na jedno použití s uchy, jenž byl vydán Woodovi a kol. 15.8.1989, v U.S.Patentu 4,381,781, jenž byl vydán Sciaraffovi a kol. 3.5.1983, v U.S.Patentu 4,938,753, jenž byl vydán Van Gompelovi a kol. 3.7.1990 a ve výše citovaném U.S.Patentu 5,151,092, přičemž všechny tyto patenty jsou sem vtěleny formou odkazu. Všechny elastikované boční díly 30 výhodné mají ušní chlopně a část elastického bočního dílu s nimi spojenou, jak je popsáno ; ve výše. citovaném U.S.Patentu 5,151,092.

Plenka 20 se s výhodou obleče na uživatele umístěním jedné oblasti pasu, přednostně druhé oblasti pasu 58, pod uživatelův zadek a natažením zbytku plenky mezí nohy, takže zbývající oblast pasu, přednostně první oblast pasu 56, je na předku uživatele. Osoba oblékající plenku potom dá elastikoýané boční díly do polohy kolem uživatele plenky a při tom většinou drží alespoň část upínacího systému 36. Elastikované boční díly 30 se při tom roztáhnou, čímž· se přizpůsobí velikosti a tvaru uživatele plenky. Upevňovací systém je připevněn' (většinou k vnějšímu povrchu 52 plenky), čímž se plenka na boku uzavře.

Jiné výhodné, provedení absorbujícího výrobků na jedno použití podle tohoto vynálezu „ představuje menstruační dámská vložka 420, zobrazená na obr.4. Pojem dámská vložka, jak je zde používán, označuje absorbující výrobek, * který mohou ženy nosit ve stydké oblasti, vně urogenitální oblasti, a který je určen k absorpci a zadržování menstruačních tekutin a dalších vaginálních exkretů (např. krve, měsíčků a moče). Interlabiální prostředky spočívající částečně uvnitř a částečně vné vestibulu uživatelky uživatelky patří také do tohoto vynálezu. Pojem stydký, jak je zde používán, označuje vnější viditelné ženské &

pohlavní orgány.

Obr.4 představuje pohled svrchu na dámskou vložku 420 podle tohoto vynálezu před jejím, umístěním do spodního prádla uživatelky. Jak je na obr.4 znázorněno, výhodná dámská vložka se sestává z pro kapaliny propustné vrchní vrstvy ft424, z absorpčního -jádra 4 28, ze spodní pro kapaliny nepropustné vrstvy 426 a z upevňovacího systému 436, jenž upevňuje dámskou vložku ke spodnímu prádlu uživatelky. I když vrchní vrstva 4 24, absorpční jádro 428 a spodní vrstva 426 mohou být sestaveny řadou velmi dobře známých způsobů, je přednostní dámská vložka ukázána a popsána v U.S.Patentu 4,687,478 Tvarovaná dámská vložka s chlopněmi, jenž byl vydán Van Tilburgovi 18.8.1987, kde dámská vložka 420 má i chlopně 432 a 4 32*. Jiné výhodné dámské vložky jsou popsány v U.S.Patentu 4,950,264 Tenká ohebná dámská vložka, jenž byl vydán Osbornovi 21.8.1990, v U.S.Patentu 4,589,876 Dámská vložka, jenž byl vydán Van Tilburgovi 20.5.1986, v U.S.Patentu 4,425,130 Kombinovaná dámská vložka, jenž byl vydán DesMaraisovi 10.1.1984 a.v U.S.Patentu 4,321,924 Lemovaný absorbující výrobek na jedno použití, jenž byl vydán Ahrovi 30.3.1982. Všechny tyto patenty jsou sem vtěleny formou odkazu.

V literatuře jsou popsána četná další provedení dámských vložek, která mohou být příkladem pro uspořádání dámských vložek podle tohoto vynálezu. Vhodná uspořádáni jsou např. popsána v PCT International Publication Nos. WO 93/01785 Roztažitelné absorbující výrobky Osborn a kol. a WO 93/01781 Zaoblený tvarovaný absorbující výrobek Johnson a kol. Obě byly zveřejněny 4.2.1993 a jsou sem vtěleny formou odkazu. Jiná zde použitelná provedení dámské vložky jsou popsána v U.S.Patentu 5,009,653, vydaném Osbornovi 23.4.1991 a v U.S.Patentu 4,917,697 vydaném Osbornovi III a kol. 17.4.1990. U jiných alternativních provedení mohou být komponenty nebo oblasti dámské vložky dále strukturně modifikovány skládáním, ohýbáním, vytvářením vlnité struktury, vrstvením a vzájemným spojováním vrstev. Vložky mohou být modifikovány, využit,ím_jed né-n ebo—v-í-ce-Struktur—-popsaných - - v — př i-h-láškách “ -European Patent“ A“ppličat’ión Publication Nos. 0,335,252 a 0,335,253 zveřejněných Buellem 4.10.1989 a v PCT International Publication No. WO 92/07535 zveřejněné Visscherem a kol.

Obr.4 znázorňuje výhodné provedení dámské vložky 420, u něhož vrchní fólie 4 24 a spodní fólie 4~26 jsou stejně velké, přičemž jejich délka a šířka jsou větší než délka a šířka absorpčního jádra 428, čímž vznikají chlopně 432 a 432 * . Vrchní fólie 424 je položena přes' spodní fólii 426 a je s ní spojena, čímž vzniká obvod dámské vložky 420. Dámská vložka 420 má vnitřní povrch 454 a vnější povrch 452. V obecném případě sahá vnější povrch 452 od jednoho koncové “okraje 464 ke druhému koncovému okraji 464 a od jednoho podélného okraje 462 ke druhému podélnému ^ okraj_i ,.4,6.2 ..„al· ..tento- -povrch- j-e- při použ-i-tínejvzdálenějším povrchem od lidského těla. Pokud je použita spodní fólie 426, vytváří potom v typickém případě vnější povrch 4 52.. Vnitřní povrch 454- je ten povrch, který leží na protilehlé straně než vnější povrch 452. a u zobrazeného provedení je tvořen vrchní fólií 424. V obecném případě má vnitřní povrch 454 stejné rozměry jako vnější povrch 452 a je při použití dámské vložky 420 z větší části v kontaktu s tělem .uživatelky.

U výhodného provedeni dámské ·· vložky 420 znázorněné na obr.4 obsahuje upevňovací systém adhezivum je na vnějším povrchu

442,

420.

znám

436 upevňovací díl 452 dámské vložky a uvolňovací díl (není na obr.4 znázorněn), jenž je v oboru, je připevněný uvolnitelným způsobem k adhezivu upevňovacího dílu 442.

Jelikož výhodné provedení dámské vložky 420 podle tohoto vynálezu má chlopně 432 a 432' , má upevňovací systém 436 upevňovací díly pro chlopně 446 a 446¹ , přičemž na chlopních 432 a 432¹ je adhezivum, které udržuje chlopně 432 a 432' v dané poloze poté, co chlopně 432 a 432' byly přehnuty přes okraj rozkrokové oblasti spodního prádla. Uvolňovací díl (není znázorněn) překrývá upevňovací díly pro chlopně 446 a 446¹ a tím chrání adhezivum před použitím dámské vložky 420; po odstranění upevňovacího dílu se chlopeň muže přeložit přes okraj rozkrokové části spodního prádla.

Vrchní fólie 424 muže být tvořena jakýmkoliv u plenek popsaným materiálem pro vrchní fólie. Výhodnou vrchní fólií je děrovaná fólie. Těmto fóliím se dává přednost, ňěbót jsou propustné pro tělové exsudáty a přitom nejsou absorbující a jenom v omezené míře dovolují zpětný průtok kapalinám (jen_;ž by způsobil opětovné zvhlčení pokožky uživatelky). Povrch těchto fólií při doteku s lidským tělem zůstává proto suchý, čímž se . omezuje znečištění těla a čímž je výrobek pro uživatelku příjemný na dotyk. Vhodné fólie jsou popsány v U.S.Patentu 3,929,135 Absorbující struktury s konickými kapilárami, jenž byl vydán Thompsonovi 30.12.1975, v U.S. Patentu 4,324-,246 Absorbující výrobek na jedno použití mající vrchní fólii * i 4 odolnou proti znečištění, jenž byl vydán Mullanenu a kol. 13.4.1982, v U.S.Patentu 4,342,314 Pružná textilie z plastu s vlastnostmi vlákna, jenž byl vydán Radelovi a kol. 3.8.1982, v U.S.Patentu 4,463,045 Makroskopicky prodloužená třírozměrná sífovina Z plastu s matným povrchem a na dotek působící jako textilní látka, jenž byl vydán Ahrovi a kol. 31.7.1984 a v U.S.Patentu. 5,006,394 polymerní fólie svíce vrstvami, jenž byl vydán Bairdovi 9.4.1991. Všechny tyto patenty jsou sem vtěleny formou odkazu. Přednostní vrchní fólie podle tohoto vynálezu je zhotovena z fólie popsané v jednom nebo ve více z uvedených patentů a uvedena na trh v dámské vložce firmou The Proctor & Gamble Company, Cincínnati, Ohio, USA pod značkou Dri-Weavé.

Vrchní fólie 4 2_4 má dvé strany (povrchy), a to stranu obrácenou k tělu uživatelky a stranu' obrácenou k prádlu (a obrácenou k jádru). Strana obrácená k tělu vrchní fólie 424 vytváří alespoň část vnitřního povrchu 454 dámské vložky 420.

U přednostního provedeni tohoto vynálezu strana vrchní fólie obrácená k tělu je hydrofilní, čímž se napomáhá kapalině přočhažět vrchní folii rychleji než v případě, kdy tato strana není hydrofilní, čímž se snižuje pravděpodobnost, že menstruační krev' budě stékat bokem po vrchní fólii místo toho, aby touto fólií procházela a pak byla absorbována v absopčním jádru.

U přednostního provedení obsahují polymerní materiály tvořící vrchní folTi 'povrchově aktivní činidlo, jak je popsáno v přihlášce U.S.Patent Application Seriál No. 07/794,745 Absorbující výrobek mající krycí fólii z netkaného a děrovaného materiálu, jenž byla podána 19.11.1991 Azizem a kol. a jež je sem vtělena formou odkazu. Alternativně může_b.ý_t_pov.r.ch—vrchní_f.ólie---obrácený—k--tě-l-u—z-hyďrof i-H-zován^—opracován ím^fóTiě s povrchově aktivním činidlem, jak je popsáno ve výše citovaném U.S.Patentu 4,950,264 vydaném Osbornovi.

Spodní fólie 426 může být tvořena jakýmkoliv výše ve spojitosti s plenkami popsaným materiálem pro spodní fólie. Spodní fólie je s výhodou tvořena polyethylenovou fólií o tlouštce od kolem 0,012 mm (0,5 mil) do kolem 0,051 mm (2,0 mil,). Vhodné polyethylenové fólie jsou např. vyráběny firmou. Clopay Corporation, Cincinnati, Ohio, USA, pod označením P18-0401 a firmou Ethyl Corporation, Visqueen Division, Terre Haute, Indiana, USA pod označením XP-39385. Spodní fólie je s výhodou ražená nebo matovaná, čímž získá více látkový vzhled. Mimoto může spodní fólie 426 umožnit parám únik z absorpčního jádra ^c-Í· l®-J2r°-4yšná]___a...to.,_„-i._kdy-ž—zamezuje—průchod----exsudátů.___________ ______ _____ ........... . . ... - ......—

Absorpční jádro 428 še nachází mezi vrchní fólií 424 a spodní fólií 426 a je to tvořeno vysoce absorbující polymerní pěnou podle tohoto vynálezu. Pěny mohou být zabudovány do absorpčního jádra stejným způsobem, jak by výše popsáno ve spojitosti s plenkou. U přednostního provedení je absorpční jádro 428 tvořeno vysoce absorbující polymerní pěnou zhotovenou na. absorpčním nosiči- nebo výhodněji na nosiči umožňujícím rychlé......

prosakování, jako je např. hedvábný papír (absorpčním jádrem je kompozitní materiál). Absorpční jádro výhodně obsahuje nosnou textilii z vláknitého materiálu. Vhodné vláknité materiály a jádra obsahují ty materiály, jež byly výše popsány ve spojení s plenkami. U přednostního provedení je absorpční jádro zhotoveno vytvořením vrstvy z v podstatě suché směsi vláken suchou cestou, zhuštěním výsledné vrstvy (jestliže je to požadováno nebo nutné) a potom zhotovením vysoce absorbující pěny na textilní vrstvě.

U přednostního provedení tohoto vynálezu mezi vrchní fólií 424 a absorpčním jádrem 428 může se nacházet přijímací vrstva. Přijímací vrstva může plnit několik funkcí včetně zlepšování prosakování exsudátů před absorpčním jádrem 428 a do absorpčního jádra 428. Zlepšení prosakováni exsudátů je důležité z několika důvodů, včetně toho, že je předpokladem rovnoměrnější distribuce exsudátů v celém objemu absorpčního jádra 428, což umožní přípravu relativné tenké dámské vložky 420. (Pojmem prosakování se zde rozumí transport kapalin v jednom směru, ve dvou směrech nebo ve všech směrech, t.j. v rovině x-y anobo ve směru z). Přijímací vrstva může být tvořena několika různými materiály včetně tkaných i netkaných textilií ze syntetických vláken, včetně polyesterových, polypropylenových nebo polyethylenových, „v.

z přírodních vláken včetně bavlněných nebo celulózových, nebo z jakýchkoliv rovnocenných materiálů nebo z jejich kombinací.

Dámská vložka 420 je při použití připevněna k vnitřní straně rozkrokové oblasti spodního prádla prostřednictvím adhezivního upínadla citlivého na tlak, které je na dámské ' ¹ vložce 42Q blízko rozkrokové oblasti spodního prádla. Spodní prádlo slouží takto jako upínací -díl pro upínací systém 436. Uvolňovací díl se odstraní z upínacího dílu 442 a dámská vložka 420 se zachytí v určené poloze silnějším přitlačením odkrytého adhezivního upínadla 442 ma rozkrokovou oblast spodního prádla. Uvolňovací díl se odstraní z upevňovacích dílů pro chlopně 446 a 446¹, čímž se odkryje adhezivum. chlopně 432 a 432' se potom přehnou přes spodní prádlo v rozkroku a připevní se silnějším přitlačením odkrytých upevňovacích dílů pro chlopně 446 a 446' na spodní prádlo v rozkroku, čímž vzniká dvojitá bariéra.

Postupy zkoušek

Při popisu tohoto vynálezu je vysoce absorbující polymerní pěna charakterizována strukturními a mechanickými vlastnostmi a vlastnostmi charakterizujícími vztah materiálu a sorbovaných kapalin. V některých případech byly způsoby stanovení těchto vlastností popsány výše nebo byl učiněn odkaz na 'příslušné patenty a publikace, kde tyto způsoby jsou popsány.

.---U—všech—těchto—zkušebních způšóbu^je důležité, aby zkoušený vzorek pěny měl v podstatě stejnou morfologii jako původně zhotovený vzorek. Pěnové materiály bý měly být proto zkoušeny, aniž by byly podrobeny před tím jakémukoliv mechanickému namáhání, které morfologii může narušit, např. třídění na sítech -nebo --mletí. - Pokud^-~ se ' požaduje’” nebo pokud je nutné použít vyříznutý vzorek pěny, mělo by se zabránit vzniku okrajového zhuštění, jak je popsáno u zkoušek ohebnosti.

1) Zkušební tekutiny - syntetická moč _____ ___ i. _. _______:—---Syntetická moč používaná v následujících zkouškách je roztok solí v destilované vodě, přičemž povrchové napětí roztoku je upraveno na 45 dyn/cm pomocí 0,0025% roztoku povrchové aktivního činidla na bázi oktylfenoxy polyethoxyethanolu (triton X-100, Rohm and Haas Co.). Tato syntetická moč obsahuje 15 dílů 1% Tritonu X-100, 60 dílů NaCL, 1,8 dílu CaCl₂.2H₂O, 3,6 dílu . MgCl₂.H₂O a 6000 dílů destilované vody.

2) Stanovení absorpčních vlastností

A) Absorpční kapacita a rychlost - zkouška pomocí čajového sáčku

Absorpční kapacita a rychlost mohoubýt .^zjištěny-Vážkov-ým_______ analytickým postupem s_ použitím syntetické ...moče j,ako tekutiny,---pro níž mohou být vypočítány absorpční kapacita a rychlost pěny. Vzorek vysoce absorbující polymerní pěny se vloží do čajového sáčku, ponoří se na určitou dobu do přebytku syntetické moče a potom se po určitou dobu odstřeďuje. Poměr konečné váhy vysoce absorbující polymerní pěny po odstřeďování minus původní váha této pěny k původní váze této pěny udává absorpční kapacitu. Rychlost je absorpční kapacita za.časovou jednotku. - -..........

Za standardních laboratorních podmínek při 25’C (73°F) a při 50% relativní vlhkosti se používá následující postup. Pomocí raznice o rozměrech 6 cm x 23 cm se vysekne materiál pro čajový sáček, v polovině (v podélném směru) se vyseknutý měl by být Naváží se materiál přeloží a na obou okrajích zataví s požitím svařovačky s čelistmi ve tvaru T. Vznikne tak čtvercový čajový sáček o rozměrech 6 cm x 6 cm. Materiál pro čajový sáček lze získat u firmy C.H.Dexter, Division of Dexter Corp., Windsor Locks, pod označením 1234 heat sealable materiál. Jestliže je žádoucí zachycovat pěnový materiál s menšími částicemi, použit materiál pro čajový sáček s menší porozitou.

0,200 g + 0,005 g vysoce absorbující polymerní pěny a toto množství se přenese do čajového sáčku a horní okraj (otevřený okraj) čajového sáčku se zataví. Prázdný čajový sáček je zataven na horním okraji a používá se jako srovnávací. Do 1000 ml kádinky se vlije přibližně 300 ml syntetické moče. Srovnávací čajový sáček se ponoří do syntetické moče. čajový sáček obsahující vysoce absorbující polymerní pěnu (čajový sáček se vzorkem) se drží v horizontální poloze, čímž se materiál v sáčku rovnoměrně rozptýlí. Čajový sáček se položí na povrch syntet-ické moče. Během časového intervalu kratšího než 1 minuta se čajový sáček nechá smočit a po uplynutí tohoto intervalu se čajový sáček plně ponoří a máčí po dobu 60 minut. Přibližně po uplynutí 2 minut po ponoření prvního vzorku se ponoří druhá sada čajových sáčků, jež byla připravena úplně stejně jako první sada srovnávacího sáčku a sáčků se vzorkem, a máčí se po dobu 60 minut stejným způsobem jako první sada. Po uplynutí předepsané doby máčení pro obé sady vzorků se čajové sáčky rychle vyjmou (pomocí pinzety nebo kleští) ze syntetické moče. Vzorky se odstředí, jak bude dále popsáno. Používá se centrifuga Delux Dynac II Centrifuge, Fisher Model No. 05-100-26, jenž je dostupná u firmy Fisher Scientific Co., Pittsburg, PA, USA nebo podobný typ centrifugy. Centrifuga by měla být opatřena tachometrem s možností přímého odečítání a elektrickou brzdou. Centrifuga je taká vybavena válcovitou vložkou s rozměrem vnější stěny 6,35 cm (2,5 palce), s vnějším průměrem 21,425 cm (8,435 palce), s vnitřním průměrem 20,155 cm (7,935 palce) a 9 řadami kruhových otvorů o průměru přibližně 0,238 cm (3/32 palce), jež v

jsou v pravidelných intervalech rozmístěny kolem obvodu vnější stěny, přičemž dno válcovité vložky má 6 kruhových odvodňovacích otvorů o průměru 0,635 cm (1/4 palce) v pravidelných intervalech kolem obvodu dna vložky ve vzdálenosti 1,27 cm (1/2 palce) od vnitřního povrchu vnější stěny ke středu odvodňovacích otvorů.

Vložka je nasazena do centrifugy, aby mohla rotovat, případně brzdit, spolu s odstředivkou, čajové sáčky se vzorky jsou umístěny ve vložce centrigugy tak, aby přehnutý okraj čajového, sáčku byl ve směru otáčení centrifugy a tak absorboval počáteční sílu. Srovnávací čajové sáčky jsou na obou stranách odpovídajících sáčku se vzorky. Sáček se vzorkem z druhé sady musí být umístěn do protilehlé polohy vzhledem k sáčku se vzorkem z první sady a srovnávací sáček z druhé sady_do protilehlé polohy vzhledem ke srovnávacímu sáčku z první sady kvůli vyvážení centrifugy. Centrifuga se zapne a její rychlost se může rychle zvyšovat až na stabilní rychlost 1500 ot/min a časový spínač se nastaví na 3 minuty. Po 3 minutách se _centrifuga vypne a začí n á_s.e—br.z d i-t —P-r-v-n-i— ě aj o vý—s áč ek~ s e~

-----vzor-kem-a- první—srovnávací“^_ča'j'ový sáček se’Ty jmou a odděleně se zváží. Postup se opakuje u druhého čajového sáčku se vzorkem a druhého srovnávacího čajového sáčku.

Absorpční kapacita (AC) jednotlivých vzorků se vypočítá následovně:

AC = (váha sáčku se vzorkem po odstřeďování minus váha srovnávacího sáčku po odstřeďování minus váha vysoce absorbující polymerní pěny)/(váha suché vysoce absorbující polymerní pěny)

Hodnota absorpční kapacity je průměrem absorpčních kapacit obou vzorků.

Rychlost absorpce (AR) může bý vypočítána následovně:

AR = (AC daného vzorku)/(doba ponoření vzorku)

Na příklad, ~e připraveno -10- -sad -tvořených' vzorkem

... a srovnávacím ..sáčkem a - jsou- ponořeny -do roztoku, jak je' uvedeno' u popisu stanovení absorpční kapacity s tím rozdílem, že jedna sada je vyjmuta po 1 minutě a odstředěna tak, jak je uvedeno u popisu stanovení absorpční kapacity. Absorpční kapacita a rychlost absorpce se potom počítají podle požadavku pro různé časové intervaly, jak je výše uvedeno.

.. - B) Absorpční- kapacita a rychlost - 'zkouška pomočí modrého dextrinu

Absorpční kapacita vyjádřená v g syntetické moče absorbované 1 g vysoce absorbující polymer,ní pěny se stanoví botnáním vzorků pěny v různých množstvích syntetické moče. Množství syntetické moče skutečně absorbované pěnou se stanoví postupem, v němž se používá modrý dextrin, a tak lze k výpočtu množství syntetické moče neabsorbované pěnou použít měření optické absorbence.

a) Příprava roztoku modrého dextrinu

0,03% roztok modrého dextrinu (BD) se připraví rozpuštěním 0,3 dílů modrého dextrinu (Blue Dextrin, Sigma D-5751) v 1000 dílech syntetické moče. Výsledný roztok má absorbenci okolo 0,25 a maximum jeho absorbence leží u 617 nm.

b) Uvedení pěny do rovnovážného stavu

Poměrná množství charakterizované vysoce absorbující polymerní pěny jsou botnána v: (i) 20 dílech syntetické moče (SU) a (ii) 20 dílech roztoku modrého dextrinu (BD). Suspenze v roztoku modrého dextrinu (BD) je připravena dvojmo. Ve většině případů se vyžaduje 0,1 až 0,2 dílů suchého pěnového materiálu k tomu, aby spektrofotometrická měření byla dostatečně citlivá' při použití referenčního roztoku modrého dextrinu. Pro dosažení botnací rovnováhy při pokojové teplotě a za mírného míchání postačuje 1 hodina. Po dosažení rovnováhy se dekantací následovanou odstředěním od suspenze oddělí a > 3 ml matečného roztoku.

c) Stanovení absorpční kapacity

Optická absorbance (ABS) matečných roztoků se 2jistí spektrofotometricky s přesností 0,001 absorbančních jednotek. Roztok syntetické moče je použit jako referenční roztok ABS - 0,0. Absorbance matečného roztoku ze syntetické moče bez modrého dextrinu neměl by přesáhnout 0,01 absorbančních jednotek; vyšší hodnoty značí roztyl od zbytkových částic pěny nebo zbytková aditiva a v tomto případě je nutné další odstřeďování. Absorbance matečného roztoku s modrým dextrinem bý měla být vyšší než absorbance referenčního roztoku s modrým dextrinem nejméně o 0,1 absorbanční jednotku. Nižší hodnoty absorbance naznačují nutnost změnit množství vysoce absorbující polymerní pěny použité k přípravě suspenze.

dj Vypučet absorpční kapacity

Absorpční kapacita vysoce absorbující polymerní pěny vyjádřená v g/g se vypočítá z (i) váhového zlomku pěny v suspenzi a z (ii) poměru vyloučeného objemu k celkovému objemu suspenze. Jelikož' vylučování modrého . dextrinu z pěny je způsobeno jeho vysokou molekulovou váhou, hodnota tohoto poměru odpovídá měřeným absorbancím. K výpočtu absorpční kapacity se používá následující vzorec:

_______—-----------------(g rozr. BD) - - - (ABS rozt.BD)--^:--- ' '

Abs.kapacita = ---- χ [1- --] (g pěny) ABS BD mateč.r.X ABS SU mateč.r.

Rychlost absorpce může být zjištěna z absorpční kapacity za určitý časový interval stejným způsobem jako u výše popsané zkoušky ε čajovým sáčkem, t.j. AR = AC/čas. Na příklad, absorpční kapacita může být stanovena měřením řady vzorků, které byly zbotnány v'syntetické moči za různou dobu. např. za 1, 3, 5 a 10 minut a. z těchto hodnot může být vypočtena rychlost absorpce. Nebo může být získána souvislá závislost absorpční kapacity SU a BD roztoků na botnací době za použití detektoru fototrodového typu a z této závislosti může být získána hodnota absorpční rychlosti.

3) Poměr-povrchu-BET k hmotnostní jednotce

Hodnota poměru specifického povrchu k hmotnosti (m^/g) vysoce absorbující polymerní pěny se zjistí pomocí adsorpce plynu podle Brunauera, Emmeta a Tellera (BET). Tento postup využívá adsorpce monovrstvy plynu (dusík Nj) na vzorku vysoce absorbující polymerní pěny o známé kapalného dusíku/' Adsorbovaný N2 je vzorku desorbován (tepelná desorpce) využívajícím tepelnou vodivost (TCD), s integrujícím zapisovačem. Plocha maxima desorbovaného N2 je proto známa, u dalších vzorků jsou zaznamenány desorpční maxima hmotnosti pn teplote potom zvýšením teploty a detekován detektorem jehož výstup je spojen

- 76 a jejich průměr tvoří plochu signálu (A). Po analýze vzorků se zjistí odezva přístroje (A_ca^) vstříknutím známého množství (v_c) plynného dusíku (99,99%+) do systému a zaznamená se odezva přístroje pomocí integračního zapisovače. A_ca^ je průměrem několika měření získaných vstříknutím známých množství N₂. Hodnoty A, A_ca^ a V_c se potom použijí k stanovení specifického povrchu vzorku s použitím vícebodových výpočtů BET.

Zařízení pro tyto analýzy je dostupné u firmy Quantachrome Corporation (Syosset, NY, USA) a sestává se stanice Outgassing Quantector, ze zařízení řídícího průtok a z analyzační jednotky Quantasorb Jr. Tyto přístroje se používají podle příruček pro použití přístroje Quantasorb Junior Sorption System, 2/1985, jež jsou sem vtěleny formou odkazu. Jako adsorpční plyn se používají různé směsi získané smícháním čistého N₂ a čistého helia pomocí zařízení řídícího průtok.

0,75 ± 0,05 g vzorku pěny se naváží do skleněné cely (o objemu kolem 2,5 ml). Skleněná cela se vzorkem se potom vloží do proudu plynu v přístroji. Vzorky jsou odplyňovány s použitím Quantektoru proudem helia o průtoku 30 ml/min po dobu (v typickém případě min. 4 hodiny) dostatečnou k tomu, aby se ze vzorků odstranily všechny plyny kromě helia. Po ukončení odplynění je proud helia nahrazen směsí dusík - helium o daném složení. Skleněná cela je ponořena do kapalného dusíku a je ponechána tam do dosažení' rovnováhy. Vzniká adsorpční křivka. Po vyjmutí vzorku z kapalného dusíku a ponoření skleněné ampule do teplé vody adsorbovaný N₂ začíná desorbovat. Desorpci adsorbovaného N₂ popisuje* desorpční křivka a hodnota maxima (používá se k výpočtu plochy signálu (A)). Při měření procesu adsorpce/desorpce se u každého vzorku používá směs N₂-helium o jiném složení.

Specifický povrch Sg se vypočte následovně:

S_g - S_t/w;

kde W je váha vzorku a S_t se rovná X_m(6,02 x 1O²³)A_CS; a A_cs je 3 2 průřez adsorbátem. Pro N₂ hodnota S_t se rovná X_In(3,483 x 10 )m ; kde X_m se rovná 1/(S + I). S je směrnice a I úsek na ose y závislosti 1/X[(P_Q/P)-1] na P/P_Q.

Při výpočtu hodnot x a y uvedené závislosti x se rovná (A)X_c/(A)_ca^. A je plocha signálu, A_ca-^ je kalibrační plocha a X_c se rovná P_aM_aV_c/6,235 x 10^ T. P_a je tlak okolního prostředí,

M_a molekulová váha adsorbátu (u N₂ činí 28,0134), V_c je kalibrační objem a T je teplota okolního prostředí v ’K. P je parciální tlak absorbátu, p_Q je tlak nasycené páry a rovná se Pg + P_a, přičemž Pg je tlak par (vyšší než okolní) a P_a je okolní tlak.

4) Stanovení ohebnosti

Ohebnost pěny může být kvantifikována pomocí postupu, jenž je modifikací zkoušky ASTM D 3574-86 používané k zjištění ohebnosti porézních organických polymerních pěnových výrobků. Tato modifikovaná zkouška používá vzorek pěny o rozměru 7 cm x

0,8 cm x 0,8 cm, jehož absorpční_kapa.cita_b.yla—plně—nasycenasyntetickou—moě-í—při—3-7-*-G—(t—jc—byl^ponořen^-do syntetické moče na přibližně 15 minut). Proužek pěny nasycený syntetickou močí je ohýbán (tak, aby se oba jeho konce vzájemně dotkly) kolem o průměru 0,8 cm rovnoměrnou rychlostí 1 ohyb pěna během této zkoušky nepraskne nebo se pěna úspěšné projde jedním ohýbacím cyklem), pěna je považována za ohebnou.

Je velmi důležité, aby při vyřezávání či vysekávání vzorků nevznikaly v proužku pěny okrajové defekty. Proužky pěny o požadované velikosti by měly být vyříznuty z větších bloků materiálu za použití ostré vratné nožové pily. Použití tohoto nebo rovnocenného ostrého řezacího zařízení v podstatě vylučuje vznik okrajových defektů a zhuštění- pěny na okraj ích, jež by niě ly -nepříznivý,. ůcpad____na_přesnost—některých- měření— -M-i-moto-;plpušťka _ (či .kalípr) ..se mají. měřit,-když na vzorek absorpční struktury působí tlak 350 Pa (0,05 psi).

válcovitého trnu za 5 s. Pokud neroztrhne (t.j

5) Stanovení množství extrahovatelných látek (a nerozpustných látek) obsahu

Rozpustnost či nerozpustnost určité látky, složky atd. (dále. jen. vzork-u'-') v rozpouštědle se zjistí stanovením extrahovatelnosti složky nebo látky v rozpouštědle při pokojové teplotě (kolem 22°C). Extrahovatelnost se měří vážkovým postupem, přičemž měřený vzorek se smíchá s rozpouštědlem, směs se zfiltruje a zjisti se váha výsledného zbytku¹:

Do 500 ml Erlenmeyerovi baňky se naváží přesně (s přesností ± 0,1 mg) kolem 0,25 g měřeného vzorku (W_s). Přidá se 250 ml rozpouštědla a smés se pomalu 1 hodinu míchá. Po 1 hodině se míchání zastaví a směs se zfiltruje s použitím Erlenmeyerovy baňky opatřené zváženým 0,45 μτη fitračním papírem. Váha papíru je (W_p). Po filtraci se filtrační papír vyjme z nálevky a suší se 1 hodinu v sušárně při 120°C. Filtrační papír je ochlazen a opět zvážen, čímž se získá hodnota (W_r). (W_r) - (Wp) se rovná váze zbytku (r).

Spolu s první baňkou se míchá i druhá baňka obsahující 250 ml rozpouštědla. Následuje filtrace, filtrační papír je vysušen (stejně jako u pokusu se vzorkem) a získá se tím srovnávací váha (W^). Srovnácí filtrační papír byl před pokusem zvážen (W_bf). se rovná srovnávací zbytek (br). Upravená váha zbytku (ar) se rovná (r) - (br).

Množství extrahovatelných látek činí [(ar)/(W_s)] χ 100. <

Příklad I

Vysoce absorbující polymerní pěna může být připravena následovně: přibližně 250 g vodného roztoku kyseliny akrylové (50% váh.) je ze 75% zneutralizováno pomocí 0,lN NaOH na akpylát sodný. Aby nedošlo ke vzniku polyakrylové kyseliny, je neutralizace prováděna postupným přidáváním NaOH k roztoku kyseliny akrylové za mírného míchání a za chlazení (suchým ledem).

Reakční směs se připravuje následovně:

200 g vodného roztoku akrylátu sodného (příprava viz předcházející odstavec), 0,50 g N,N'-methylenbisakrylamidu, 1,3 g V-50 (2,2'-azobis(2-amidinopropanu) dihydrochloridu od firmy Wako Chemicals USA, Lne.) a 20 g PEG-600 (polyethylen glykolu o váhovém středu molekulových vah okolo 600, od firmy Union Carbide Co., Danbury, Connecticut) se přidá do skleněného reaktoru o objemu 1 litr, jenž je opatřen teploměrem a manometrem a míchacím zařízením působícím velkými střižnými silami (např. mixerem Ultra Turray dostupným u firmy Tekmar Company, Cincinnati, Ohio, USA). Do reaktoru se potom přidá směs 60 g Freonu 1,1,2 (1,1,2-trichlorotrifluoroethanu, jenž lze získat u firmy Aldrich Chemical, Milwaukee, Wisconsin, USA),

3,5 g látky SPAN20 (monolaurát sorbitolu, jenž lze získat u Aldrich Chemical) a 6,5 g látky TWEEN20 (ethoxylovaný monolaurát sorbitolu, dostupný u Aldrich Chemical). Tato κπιρς_ςρ. připraví předem smícháním jednotlivých složek v reaktoru, jenž je výše posanému reaktoru podobný .a .jenž má dobré míchání...

Reakční směs, aby mohla vzniknout stabilní disperze Freonu 1,1,2, se míchá kolem 10 minut při 850 ot/min. Z disperze se potom míchací zařízení vy jme.„.._Péna__ vzniká... .zvýšením. -teploty v reaktoru na 60°C a udržováním této teploty v reaktoru po dobu 1 hodiny, následuje zvýšení teploty na 80‘C a udržování této teploty v reaktoru po dobu 30 minut, následuje zvýšení teploty na 120’C a udržování této teploty po dobu 30 minut. Reaktor je -po.tom-och-l-a-zen—na—př-i-b-l-i-žně-oko-lní—tep-l-otu~('koTem^— '' Směs 5 g glycerolu a 25 g isopropylalkoholu se přidá ke pěně v reaktoru, čímž se pěna touto směsí impregnuje. Teplota v reaktoru se potom zvýší na 180’C a tato. teplota se v reaktoru udržuje přibližně po dobu 1 hodiny. Reaktor je potom ochlazen na teplotu okol-ního prostředí (kolem 22°C), pěna se z reaktoru vyjme a ponechá se nezakrytá ve vlhkém prostředí (s relativní vlhkostí 80%) po dobu 6 hodin.

Tímto způsobem připravená vysoce absorbující polymerní pěna s otevřenými póry by měla mít následující vlastnosti: objem gelu (t.j . absorpční kapacitu.) .5.0 -g/g,· rychlost- bot-nání (t.j. rychlost absorpce) 2,8 g/g/s, průměrnou velikost dutinek pěny 30 μ-m (se. směrodatnou odchylkou + 16 μιη) a hodnotu poměru povrchu k hmotnosti 0,48 m²/g.

I když byla popsána určitá provedení předloženého vynálezu, osobám znalým oboru by mělo být jasné, že různé změny a modifikace mohou být provedeny, aniž by došlo k odchýlení se od povahy a rozsahu vynálezu. Přiložené nároky mají proto obsáhnout všechny takové změny a modifikace, jež jsou v rozsahu tohoto vynálezu.

Claims (7)

1. polymerní pěna, vyznačuj íc í s ě tvořena velkým počtem vzájemně spojených z vysoce absorbujícího polymerního materiálu, vytvářejících otevřené dutinky, přičemž polymerní pěna má:

   o (a) hodnotu poměru povrchu k hmotnosti alespoň 0,2 m /g;

   (b) průměrnou velikost dutinek menší než 100 μιη, výhodně menší než 50 μπι a výhodněji menší než 20 μτη;

   (c) hustotu menší než 0,5 g/cm³ a výhodné (d) hodnotu distribuce velikosti dutinek menší a výhodněji od 1 do 3.

   nez
2. 2. Polymerní pěna podle nároku 1, vyznačující se tím , že vysoce absorbující polymerní materiál je tvořen činidly, jež mohou vytvořit vysoce absorbující polymerní materiál, přičemž zmíněná činidla se mohou stát v podstatě « rozpustnými v rozpouštědle, <ϋ přičemž jako rozpouštědlo se výhodně volí voda, v podstatě vodorozpustné rozpouštědlo, jímž je výhodné nižší alkohol, nebo jejich směs, přičemž rozpouštědlem je výhodněji voda;

   a přičemž zmíněná činidla výhodné zahrnují;

   (a) v podstatě vodorozpustný nenasycený monomer obsahující neutralizované karboxylové skupiny, přičemž je monomer výhodně odvezený od kyseliny akrylové, . kyseliny maleinové, kyseliny methakrylové, kyseliny fumarové, kyseliny itakonové, maleinanhydridu, ethylakrylátu, butylakrylátu nebo jejich směsí;

   (b) v podstatě vodorozpustné vnitřní síťovací činidlo, jež může reagovat s uvedeným monomerem za tvorby v podstatě ve vodě nerozpustného polymerního materiálu, přičemž toto činidlo se výhodné voli ze sloučenin majících alespoň dvě polymerizovatelné dvojné .vazby, ze sloučenin majících alespoň jednu polymerizovatelnou dvojnou vazbu a alespoň jednu funkční skupinu schopnou reakce s uvedeným monomerem, ze sloučenin majících alespoň dvě funkční skupiny schopné reakce s uvedeným monomerem a ze
3. 6. Absorbující výrobek, vyznačující se tím, že obsahuje pro kapaliny nepropustnou spodní fólii a absorpční jádro, přičemž absorpční jádro obsahuje polymerní pěnu podle alespoň jednoho z nároků 1 až 4 nebo absorbující díl podle nároku 5.
4. 7. Absorbující výrobek podle nároku 6, vyznačuj ící se tím , že obsahuje pro kapal iny _ propustn_ou vrchní fólii, jež je spojena se spodní fólií, přičemž absorpční jádro se nachází mezi vrchní a spodní fólií.
5. 8. Způsob přípravy polymerní ' pěny s otevřenými póry,

   -v_y_z_n_a—č_u^_í—o—í s-e nás-l-eduj-í-cimi—kroky: ^:(I) vytvoření reakční směsi obsahující:

   (a) v podstatě vodorozpustný nenasycený monomer obsahující neutralizované karboxylové skupiny, přičemž je monomer výhodně odvozený od kyseliny ‘akrylové, kyseliny maleinové, kyseliny methakrylové, kyseliny fumarové, kyseliny itakonové, maleinanhydridu, ethylakrylátu, butylakrylátu nebo jejich směsí;

   (b) v podstatě vodorozpustné vnitřní síťovací činidlo, jež může reagovat s uvedeným, monomerem za . tvorby vysoce absorbujícího poíymerního materiálu, přičemž toto činidlo se výhodně volí ze sloučenin majících alespoň dvě polymerizovatelné dvojné vazby, ze sloučenin majících —:—a-lespoň- -j-ed-nu—polymer-i-zovatei-nou’“dvojn'ou~‘va''zbaⁱ'á”'al'ěšpoň· jednu funkční skupinu 'schopnou reakce s uvedeným monomerem, ze sloučenin majících alespoň dvě funkční skupiny schopné reakce s uvedeným monomerem a ze sloučenin víc.emocných kovů, které mohou tvořit iontové vazby, přičemž toto činidlo se výhodněji volí z ‘ Ν,Ν'-methylenbisakrylamidu, triallylaminu, triallylfosfátu a di- nebo polyglycidyl - etherů

   .....alifatických vícemócných alkoholů;

   (c) v podstatě vodorozpustné rozpouštědlo, které se výhodně volí z vody, z nižšího „ alkoholu nebo z jejich směsi, výhodněji je rozpouštědlem voda;

   přičemž reakční směs výhodně obsahuje přídavnou látku, jež se volí z plastifikátorů, z povrchově aktivního činidla, z iniciátoru, z činidla nastavujícího viskozitu nebo z jejich směsi;

   (II) dispergaci v podstatě ve vodě, nerozpustného nadouvadla v reakční smési za tvorby disperze částic nadouvadla v reakční smési, přičemž teplota přechodu nadouvadla do plynné fáze je výhodně nižší než 50’C;

   (III) stabilizaci disperze za tvorby stabilní disperze částic nadouvadla v reakční směsi; ..

   (IV) expandování částic nadouvadla za tvorby expandované struktury, přičemž expandování výhodně zahrnuje: (i) zvýšení teploty stabilní disperze výhodně na teplotu, která je vyšší nebo se rovná teplotě přechodu nadouvadla do plynné fáze, která je zároveň nižší než aktivační teplota reakční směsi a nižší než teplota přechodů do parní fáze použitého rozpouštědla nebo (ii) snížení tlaku stabilní disperze;

   (V) reakci použitého monomeru a vnitřního síťovacího činidla za tvorby ' vysoce absorbujícího polymerního materiálu, přičemž tato reakce výhodné spočívá ve vystavení expandované struktury tepelnému nebo světelnému záření, výhodněji v zahřátí expandované struktury na teplotu, která je vyšší nebo se rovná aktivační teplotě reakční směsi a zároveň je nižší než teplota přechodu použitého rozpouštědla do parní fáze a (VI) řízení dispergačního kroku (II), stabilizačního kroku (III), expanzního kroku (IV) a reakčního kroku (V) tak, aby vznikla polymerní pěna tvořená velkým počtem vzájemně spojených stěn, jež jsou z vysoce absorbujícího polymerního materiálu, vytvářejících otevřené dutinky, přičemž tato polymerní pěna má:

   (a) hodnotu poměru povrchu k hmotnosti alespoň 0,2 m /g;

   (b) průměrnou velikost dutinek menší než 100 μπι, výhodné menší než 50 μπι a výhodněji menší než 20 μπι;

   (c) hustotu.menší než 0,5 g/cm³ a výhodně (d) hodnotu distribuce velikosti dutinek menší než 5 a výhodněji od 1 do 3;________:_____ přičemž řídící krok (VI) výhodně zahrnuje:

   (i) nastavení velikosti částic nadouvadla v dispergačním kroku (II) tak, aby tyto částice měly průměrnou velikost menší než 10 μρ, přičemž., toto...nastavení . velikosti částic výhodně spočívá v nastavení viskozitního poměru nadouvadla k reakční směsi, přičemž nastavení viskozitního poměru spočívá v přidání činidla nastavujícího viskozitu do reakční ___smés.i.;-_:--(-ii-)--použití- ' 'ňěioňógěnhíhó povrchově aktivního činidla majícího hydrofilní a hydrofóbní skupiny v stabilizačním kroku (III);.

   (iii) expandování částic nadouvadla v expanzním kroku (IV) zvýšením teploty stabilní disperze rychlostí menší než l’C/min a (iv) reakci použitého monomeru a vnitřního síťovacího činidla v reakčním kroku (V) vyvolanou zahříváním expandované struktury, přičemž teplota se zvyšuje rychlostí menší než 10°C/min.
6. 9. Způsob podle nároku 8,vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok reakce polymerní pěny s vnějším

   .................. .....síťov-ací-m -činid-l-em·.--------------·· - -·- ------------------------^----------*--------. ' ' ...../
7. 10. Způsob podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok vnější plastifikace polymerní pěny*.