ВОДОПОГЛОЩАЮЩИЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ЧАСТИЦЫ
WATER-ABSORBING POLYMER PARTICLES

Настоящее изобретение относится к способу получения водопоглощающих полимерных частиц путем полимеризации капель раствора мономера в окружающей газовой фазе при определенных условиях.
Получение водопоглощающих полимерных частиц описано в монографии "Modern Superabsorbent Polymer Technology", F.L. Buchholz and AT. Graham, Wiley-VCH, 1998, на стр. 71-103.
Как материалы, абсорбирующие водные растворы, водопоглощающие полимерные частицы используются в производстве подгузников, тампонов, гигиенических салфеток и других предметов гигиены, а также в качестве водоудерживающих средств в области озеленения. Водопоглощающие полимерные частицы также называют "суперабсорбирующими полимерами" или "суперабсорбентами".
Получение водопоглощающих полимерных частиц путем полимеризации капель раствора мономера описано, например, в ЕР 0348180 А1, WO 96/40427 А1, US 5,269,980, DE 10314466 А1, DE 10340253 А1, DE 102004024437 А1, DE 102005002412 А1, DE 102006001596 А1, WO 2008/009580 A1, WO 2008/009598 A1, WO 2008/009599 A1, WO 2008/009612 A1, WO 2008/040715 A2, WO 2008/052971 и WO 2008/086976 A1.
Полимеризация капель раствора мономера в окружающей капли газовой фазе ("капельная полимеризация") позволяет получить круглые водопоглощающие полимерные частицы с высокой средней сферичностью (mSPHT). Средняя сферичность является мерой округлости полимерных частиц и может быть определена, например, с помощью системы анализа изображений Camsizer (Retsch Technology GmbH; Хаан; Германия). Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем капельной полимеризации, обычно представляют собой полые сферы.
2
Цель данного изобретения состоит в получении водопоглощающих полимерных частиц, обладающих улучшенными характеристиками, т.е. содержащих водопоглощающие полимерные частицы с высоким показателем удержания в центрифуге (CRC), высокой абсорбцией при нагрузке 49,2 г/см (AUHL), а также отличной механической стабильностью.
Еще одна цель состоит в получении водопоглощающих полимерных частиц с высокой насыпной плотностью и узким распределением значений диаметра частиц.
Еще одна цель состоит в получении водопоглощающих полимерных частиц с отличными свойствами дозирования и транспортировки, позволяющими снизить изменчивость дозирования и повреждение частиц.
Еще одна цель состоит в получении водопоглощающих полимерных частиц с отличной устойчивостью в условиях механического напряжения.
Цель достигается с помощью способа получения водопоглощающих полимерных частиц путем полимеризации капель раствора мономера в окружающей нагретой газовой фазе и пропускания спутного потока газа через камеру полимеризации, отличающегося тем, что температура газа, выходящего из камеры полимеризации, составляет 130°С или менее, скорость газа внутри камеры полимеризации составляет по меньшей мере 0,5 м/с, и капли создаются с помощью каплеобразующей пластины, имеющей множество отверстий.
Водопоглощающие полимерные частицы, получаемые путем капельной полимеризации, обычно имеют форму частично изрезанных полых сфер, имеющих одну большую полость. Полые сферы чувствительны к механическим воздействиям.
Настоящее изобретение основано на обнаруженном сильном влиянии снижения температуры реакции, повышения скорости газа и увеличения расстояния между отверстиями на структуру водопоглощающих полимерных частиц, полученных путем капельной полимеризации.
В результате использования определенных условий в соответствии со способом согласно настоящему изобретению получают водопоглощающие полимерные частицы с повышенной насыпной плотностью, узким распределением значений диаметра частиц, несколькими меньшими полостями вместо одной большой полости, отличной механической стабильностью, а также отличными дозировочными свойствами.
3
Настоящее изобретение также относится к частицам водопоглощающего полимера, получаемым способом согласно данному изобретению, отличающимся тем, что полимерные частицы имеют среднюю сферичность от 0,86 до 0,99, насыпную плотность по меньшей мере 0,58 г/см, средний диаметр частиц от 250 до 550 мкм, что распределение значений диаметра частиц составляет менее 0,7, а отношение количества частиц, имеющих одну полость, к количеству частиц с несколькими полостями составляет менее 1,0.
Настоящее изобретение также относится к абсорбирующим жидкость изделиям, которые содержат водопоглощающие полимерные частицы согласно данному изобретению.
Подробное описание изобретения
А. Определения
Используемый здесь термин "абсорбирующая жидкость-композиция" означает компонент абсорбирующего жидкость изделия, который в основном осуществляет обработку жидкости в абсорбирующем жидкость изделии, включая принятие, транспортировку, распределение и хранение жидкостей организма.
Используемый здесь термин "абсорбирующая жидкость сердцевина" означает абсорбирующую жидкость композицию, содержащую волокнистый материал и водопоглощающие полимерные частицы. Абсорбирующая жидкость-сердцевина в основном осуществляет обработку жидкости в абсорбирующем жидкость изделии, включая принятие, транспортировку, распределение и хранение жидкостей организма.
Используемый здесь термин "слой" означает абсорбирующую жидкость композицию, имеющую основные размеры по длине и ширине. Следует отметить, что сфера применения термина "слой" не ограничена единичными слоями или листами абсорбирующей жидкость композиции. Таким образом, слой может включать ламинаты, композиты, сочетания из нескольких листов или полотен различных материалов.
Используемый здесь термин "размер x" относится к длине, а термин "размер y" - к ширине абсорбирующей жидкость композиции, слоя, сердцевины или изделия. В общем, термин "измерение x-y" относится к плоскости, ортогональной высоте или толщине абсорбирующей жидкость композиции, слоя, сердцевины или изделия.
Используемый здесь термин "размер z" относится к размеру, ортогональному длине и ширине абсорбирующей жидкость композиции, слоя, сердцевины или изделия. В целом, термин "размер z" означает высоту абсорбирующей жидкость композиции.
Используемый здесь термин "каркас" означает абсорбирующий жидкость материал, включающий верхний проницаемый для жидкости слой и нижний непроницаемый для жидкости слой.
Используемый здесь термин "базовая масса" означает массу абсорбирующей жидкость сердцевины на квадратный метр и включает каркас абсорбирующего жидкость изделия. Базовая масса определяется в отдельных областях абсорбирующей жидкость сердцевины: общее среднее значение в передней части - это базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины на участке от точки на расстоянии 5,5 см от центра сердцевины в направлении вперед до переднего дистального края сердцевины; область воздействия - это базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины на участке от точки на расстоянии 5,5 см от центра сердцевины в направлении вперед до точки на расстоянии 0,5 см от центра сердцевины в направлении назад; общее среднее значение в задней части - это базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины на участке от точки на расстоянии 0,5 см от центра сердцевины в направлении назад до заднего дистального края сердцевины.
Используемый здесь термин "плотность" означает массу абсорбирующей жидкость сердцевины на единицу объема и включает каркас абсорбирующего жидкость изделия. Плотность определяется в отдельных областях абсорбирующей жидкость сердцевины: общее среднее значение в передней части - это плотность абсорбирующей жидкость сердцевины на участке от точки на расстоянии 5,5 см от центра сердцевины в направлении вперед до переднего дистального края сердцевины; область воздействия - это плотность абсорбирующей жидкость сердцевины на участке от точки на расстоянии 5,5 см от центра сердцевины в направлении вперед до точки на расстоянии 0,5 см от центра сердцевины в направлении назад; общее среднее значение в задней части - это плотность абсорбирующей жидкость сердцевины на участке от точки на расстоянии 0,5 см от центра сердцевины в направлении назад до заднего дистального края сердцевины.
Следует понимать, что термин "верхний" относится к абсорбирующим жидкость композициям, которые расположены ближе к пользователю, который носит абсорбирующее жидкость изделие. Как правило, верхний слой является ближайшей к пользователю абсорбирующего жидкость изделия композицией. Далее в описании он будет называться "верхним проницаемым для жидкости слоем". И наоборот, термин "нижний" относится к абсорбирующим жидкость композициям, которые расположены дальше от пользователя, который носит абсорбирующее жидкость изделие. Как правило, обратный слой является наиболее удаленной от пользователя абсорбирующего жидкость изделия композицией. Далее в описании он будет называться "нижним непроницаемым для жидкости слоем".
Используемый здесь термин "проницаемый для жидкости" относится к подложке, слою или ламинату, который позволяет жидкостям, т.е. жидкостям организма, таким как моча, менструация и/или влагалищные выделения, легко проникать сквозь его толщу.
Используемый здесь термин "непроницаемый для жидкости" относится к подложке, слою или ламинату, который не позволяет жидкостям организма проходить в направлении, в целом перпендикулярном плоскости слоя в месте контакта с жидкостью при обычных условиях использования.
Абсорбирующие жидкость изделия также могут содержать несколько абсорбирующих жидкость сердцевин, в предпочтительном варианте - систему из двух сердцевин, включающую верхнюю и нижнюю сердцевины, которые далее будут называться "первичной сердцевиной" и "вторичной сердцевиной".
Используемый здесь термин "гидрофильный" означает смачиваемость волокон водой, попадающей на них. Термин "гидрофильный" определяется углом контакта и поверхностным натяжением жидкостей организма. Согласно определению Robert F. Gould (Роберта Ф. Гулда), приведенному в 1964 году в публикации American Chemical Society (Американского Химического Общества) "Contact angle, wettability and adhesion" (Угол контакта, смачиваемость и адгезия), волокно считается гидрофильным, если угол контакта между жидкостью и волокном, особенно поверхностью волокна, составляет менее 90°, или если жидкость имеет тенденцию спонтанно распространяться по той же поверхности.
Наоборот, термин "гидрофобный" соответствует волокнам с углом контакта свыше 90° или отсутствию спонтанного распространения жидкости по поверхности волокна.
Употребляемый здесь термин "область" или "зона" означает определенный участок абсорбирующей жидкость-композиции.
Используемый здесь термин "изделие" относится к любому трехмерному твердому материалу, способному принимать и хранить жидкости, которые выделяет тело. Предпочтительными изделиями в соответствии с настоящим изобретением являются одноразовые абсорбирующие жидкость изделия, предназначенные для ношения в контакте с телом пользователя, такие как одноразовые абсорбирующие жидкость прокладки для крепления на трусах, гигиенические салфетки, прокладки для использования во время менструации, вставки/прокладки на случай недержания мочи, подгузники, подкладки для тренировочных брюк, лактационные прокладки, интерлабиальные вставки/прокладки и т.п.
Используемый здесь термин "жидкости тела" относится к любой жидкости, образующейся в организме человека или животного, и выделяющейся из него, такой как моча, менструальные жидкости, фекалии, влагалищные выделения и т.п.
В. Водопоглощающие полимерные частицы
Водопоглощающие полимерные частицы получают путем полимеризации капель раствора мономера, включающего
a) по меньшей мере, один этиленненасыщенный мономер, который имеет кислотные группы и может быть по меньшей мере частично нейтрализован,
b) по меньшей мере, один сшивающий агент,
c) по меньшей мере, один инициатор,
d) возможно один или несколько этиленненасыщенных мономеров, которые могут сополимеризоваться с мономерами, указанными в а),
e) необязательно, один или несколько водорастворимых полимеров, и
f) воду,
в окружающей нагретой газовой фазе и пропускания спутного потока газа через камеру полимеризации, причем температура газа, выходящего из камеры полимеризации, составляет 130°С или менее, скорость газа внутри камеры полимеризации составляет по меньшей мере 0,5 м/с, и капли создаются с помощью каплеобразующей пластины, имеющей множество отверстий.
Водопоглощающие полимерные частицы обычно нерастворимы в воде, но набухают в ней.
Мономеры а) предпочтительно растворимы в воде, т.е. растворимость в воде при 23°С обычно составляет по меньшей мере 1 г на 100 г воды, предпочтительно - по меньшей мере 5 г на 100 г воды, более предпочтительно - по меньшей мере 25 г на 100 г воды, наиболее предпочтительно - по меньшей мере 35 г на 100 г воды.
Подходящими мономерами а) являются, например, этиленненасыщенные карбоновые кислоты, такие как акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновая кислота и итаконовая кислота. Особенно предпочтительными мономерами являются акриловая кислота и метакриловая кислота. Особое предпочтение отдают акриловой кислоте.
Другими подходящими мономерами а) являются, например, этиленненасыщенные сульфокислоты, такие как винилсульфоновая кислота, стиролсульфоновая кислота и 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислота (AMPS).
Примеси могут оказывать сильное влияние на полимеризацию. Предпочтение отдается специально очищенным мономерам а). Полезные методы очистки раскрыты в WO 2002/055469 А1, WO 2003/078378 А1 и WO 2004/035514 А1. Подходящим мономером а) является мономер согласно WO 2004/035514 А1 -очищенная акриловая кислота с 99,8460 мас.% акриловой кислоты, 0,0950 мас.% уксусной кислоты, 0,0332 мас.% воды, 0,0203 мас.% пропионовой кислоты, 0,0001 мас.% от фурфуролов, 0,0001 мас.% малеинового ангидрида, 0,0003 мас.% диакриловой кислоты и 0,0050 мас.% гидрохинон монометилового эфира.
Полимеризованная диакриловая кислота является источником остаточных мономеров, связанных с термическим разложением. Если во время процесса температура низкая, концентрация диакриловой кислоты более не является очень важной, и в способе согласно изобретению могут использоваться акриловые кислоты с более высокой концентрацией диакриловой кислоты, т.е. от 500 до 10 000 частей на миллион.
Содержание акриловой кислоты и/ее солей в общем количестве мономеров а) составляет предпочтительно по меньшей мере 50 мол.%, более предпочтительно - по меньшей мере, 90 мол.% и наиболее предпочтительно - по меньшей мере, 95 мол.%.
Кислотные группы мономеров а), как правило, частично нейтрализованы, предпочтительно в степени от 25 до 85 мол.%, более предпочтительно - в степени от 50 до 80 мол.%, более предпочтительно - от 60 до 75% мол.%. Для этого могут использоваться обычные нейтрализующие агенты, предпочтительно гидроксиды щелочных металлов, оксиды щелочных металлов, карбонаты щелочных металлов или гидрокарбонаты щелочных металлов и их смеси. Вместо солей щелочных металлов также возможно использование аммиака или органических аминов, например, триэтаноламина. Кроме того, можно использовать оксиды, карбонаты, гидрокарбонаты и гидроксиды магния,  кальция, стронция, цинка или алюминия в виде порошков, суспензий или растворов и смеси любых из вышеуказанных нейтрализующих агентов. Примером смеси является раствор алюмината натрия. Натрий и калий являются особенно предпочтительными в качестве щелочных металлов, однако особое предпочтение отдается гидроксиду натрия, карбонату натрия и бикарбонату натрия, а также их смесям. Как правило, нейтрализация достигается путем смешивания нейтрализующего агента в виде водного раствора, в виде расплава или, предпочтительно, также в виде твердого тела. Например, гидроксид натрия с содержанием воды значительно ниже 50 мас.% может присутствовать в виде воскового материала, имеющего температуру плавления выше 23°С. В этом случае возможно дозированное добавление в виде кусков материала или расплава при повышенной температуре.
По желанию, можно добавить в раствор мономера или в его исходные материалы один или несколько хелатообразующих агентов для маскирования ионов металлов, например, железа с целью стабилизации. Подходящими хелатообразующими агентами являются, например, цитраты щелочных металлов, лимонная кислота, татраты щелочных металлов, лактаты и гликоляты щелочных металлов, 5-замещенный трифосфат натрия, этилендиамин тетраацетат, нитрилотриуксусная кислота и все хелатообразующие агенты, известные под названием Trilon, например, Trilon С (5-замещенный диэтилентриаминпентаацетат натрия), Trilon D (3-замещенный натрия (гидроксиэтил)-этилендиаминтриацетат) и Trilon М (метилглициндиуксусная кислота).
Мономеры а) обычно включают ингибиторы полимеризации, предпочтительно моноэфиры гидрохинона, в качестве ингибитора для хранения.
Раствор мономера содержит предпочтительно до 250 частей на миллион по массе, более предпочтительно - не более 130 частей на миллион по массе, наиболее предпочтительно - не более 70 частей на миллион по массе, предпочтительно - по меньшей мере 10 частей на миллион по массе, более предпочтительно по меньшей мере - 30 частей на миллион по массе и особенно - около 50 частей на миллион по массе моноэфира гидрохинона, в каждом случае на основе акриловой кислоты, причем соли акриловой кислоты считаются акриловой кислотой. Например, раствор мономера может быть приготовлен с использованием акриловой кислоты с соответствующим содержанием моноэфира гидрохинона. Однако, моноэфиры гидрохинона могут также быть удалены из раствора мономера путем поглощения, например, на активированном угле.
Предпочтительными моноэфирами гидрохинона являются монометиловый эфир гидрохинона (MEHQ) и/или альфа-токоферол (витамин Е).
Подходящие сшивающие агенты b) являются соединениями, имеющими по меньшей мере две группы, которые подходят для сшивания. Такие группы являются, например, этиленненасыщенными группами, которые могут быть полимеризованы посредством свободно-радикального механизма в полимерную цепь и функциональные группы, которые могут образовывать ковалентные связи с кислотными группами мономера а). Кроме того, поливалентные ионы металлов, которые могут образовывать координационную связь с по меньшей мере двумя кислотными группами мономера а), также являются подходящими сшивающими агентами b).
Сшивающие агенты b) предпочтительно являются соединениями, имеющими по меньшей мере две свободно-радикальные полимеризуемые группы, которые могут полимеризоваться посредством свободно-радикального механизма в полимерную сеть. Подходящие сшивающие агенты Ь) представляют собой, например, этиленгликоль диметакрилат, диэтиленгликоль диакрилат, поли-этиленгликоль диакрилат, аллил метакрилат, триметилолпропан триакрилат, триаллиламин, тетрааллиламмоний хлорид, тетрааллилоксиэтан, как описано в ЕР 0530438 А1, ди- и триакрилаты, как описано в ЕР 0547847 А1, ЕР 0559476 А1, ЕР 0632068 А1, WO 93/21237 А1, WO 2003/104299 А1, WO 2003/104300 A1, WO 2003/104301 A1 и DE 10331450 A1, смешанные акрилаты, которые, также как и акрилатные группы, содержат другие этиленненасыщенные группы, как описано в DE 10331456 А1 и DE 10355401 А1, или смеси сшивающих агентов, как описано, например, в DE 19543368 А1, DE 19646484 А1, WO 90/15830 А1 и WO 2002/32962 А2.
Подходящие сшивающие агенты b) представляют собой, в частности, пента-эритритол триаллиловый эфир, тетрааллилоксиэтан, N.N'-метиленбисакриламид, 15-кратно этоксилированный триметилолпропан, полиэтиленгликоль диакрилат, триметилолпропан триакрилат и триаллиламин.
Особенно предпочтительные сшивающие агенты b) представляют собой полиэтоксилированные и/или - пропоксилированные глицерины, которые были этерифицированы акриловой кислотой или метакриловой кислотой для получения ди- или триакрилатов, как это описано, например, в WO 2003/104301 А1. Ди- и/или триакрилаты 3-10-кратно этоксилированного глицерина особенно предпочтительны. Особое предпочтение отдается ди- или триакрилатам 1-5-кратно этоксилированного и/или пропоксилированного глицерина. Наиболее предпочтительными являются триакрилаты 3-5-кратно этоксилированного и/или пропоксилированного глицерина и особенно - триакрилат 3-кратно этоксилированного глицерина.
2
Количество сшивающего агента b) предпочтительно составляет от 0,05 мас.% до 1,5 мас.%, более предпочтительно - от 0,1 мас.% до 1 мас.%, наиболее предпочтительно от 0,3 мас.% до 0,6 мас.% в каждом случае от массы мономера а). При увеличении количества сшивающего агента b) снижается показатель удержания в центрифуге (CRC), а абсорбция при нагрузке 21,0 г/см(AUL) проходит через максимум.
В качестве инициаторов с) могут использоваться все соединения, которые распадаются на свободные радикалы в условиях полимеризации, например, перекиси, гидроперекиси, перекись водорода, персульфаты, азосоединения и инициаторы окислительно-восстановительных процессов. Предпочтение отдается использованию водорастворимых инициаторов. В некоторых случаях целесообразно использовать смеси различных инициаторов, например, смеси перекиси водорода и пероксодисульфата натрия или калия. Смеси перекиси водорода и пероксодисульфата натрия могут использоваться в любых пропорциях.
Особенно предпочтительными инициаторами с) являются азоинициаторы, такие как 2,2'-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)пропан] дигидрохлорид и 2,2'-азобис[2-(5-метил-2-имидазолин-2-ил)пропан] дигидрохлорид, и фотоинициаторы, такие как 2-гидрокси-2-метилпропиофенон и 1-[4-(2-гидроксиэтокси)фенил]-2-гидрокси-2-метил-1-пропан-1-он, инициаторы окислительно-восстановительных процессов, такие как персульфат натрия/гидроксиметилсульфиновая кислота, пероксодисульфат аммония/гидроксиметилсульфиновая кислота, пероксид водорода/гидроксиметилсульфиновая кислота, персульфат натрия/аскорбиновая кислота, пероксодисульфат аммония/аскорбиновая кислота и пероксид водорода/аскорбиновая кислота, фотоинициаторы, такие как 1-[4-(2-гидроксиэтокси)фенил]-2-гидрокси-2-метил-1-пропан-1-он, и их смеси. Однако предпочтительным используемым восстанавливающим компонентом является смесь натриевой соли 2-гидрокси-2-сульфинатоуксусной кислоты, динатриевой соли 2-гидрокси-2-сульфонатоуксусной кислоты и бисульфита натрия. Такие смеси могут быть получены как продукты Brüggolite FF6 и Brüggolite FF7 (Brüggemann Chemicals; Хайлбронн, Германия).
Инициаторы используются в обычных количествах, например, в количестве от 0,001 до 5 мас.%, предпочтительно от 0,01 до 2 мас.% от массы мономеров а).
Примерами этиленненасыщенных мономеров с), которые могут сополимеризоваться с мономерами а), являются: акриламид, метакриламид, гидроксиэтилакрилат, гидроксиэтилметакрилат, диметиламиноэтилакрилат, диметиламиноэтилметакрилат, диметиламинопропилакрилат и диэтиламинопропил-метакрилат.
Полезные водорастворимые полимеры d) включают: поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, крахмал, производные крахмала, модифицированную целлюлозу, такую как метилцеллюлоза или гидроксиэтилцеллюлоза, желатин, полигликоли или полиакриловые кислоты, полиэфиры и полиамиды, полимолочную кислоту, поливиниламин, предпочтительно крахмал, производные крахмала и модифицированную целлюлозу.
Для оптимального действия для предпочтительных ингибиторов полимеризации требуется растворенный кислород. Таким образом, раствор мономера может быть освобожден от растворенного кислорода перед полимеризацией путем инертизации, например, путем пропускания через раствор инертного газа, предпочтительно азота. Можно также снизить концентрацию растворенного кислорода путем добавления восстановителя. Содержание кислорода в растворе мономера предпочтительно снижают перед полимеризацией до менее 1 части на миллион по массе, более предпочтительно - менее 0,5 части на миллион по массе.
Содержание воды в растворе мономера составляет предпочтительно менее 65 мас.%, более предпочтительно - менее 62 мас.%, более предпочтительно - менее 60 мас.%, наиболее предпочтительно - менее 58 мас.%.
·
·
·
Динамическая вязкость раствора мономера при 20°С составляет предпочтительно от 0,002 до 0,02 Пас, более предпочтительно - от 0,004 до 0,015 Пас, наиболее предпочтительно - от 0,005 до 0,01 Пас. Средний диаметр капель в процессе каплеобразования увеличивается с ростом динамической вязкости.
3
3
3
Плотность раствора мономера при 20°С составляет предпочтительно от 1 до 1,3 г/см, более предпочтительно - от 1,05 до 1,25 г/см, наиболее предпочтительно - от 1,1 до 1,2 г/см.
Поверхностное натяжение раствора мономера при 20°С составляет предпочтительно от 0,02 до 0,06 Н/м, более предпочтительно - от 0,03 до 0,05 Н/м, наиболее предпочтительно - от 0,035 до 0,045 Н/м. Средний диаметр капель в процессе каплеобразования увеличивается с ростом поверхностного натяжения.
Полимеризация
Раствор мономера дозируют в газовую фазу в виде капель, т.е., используя систему, описанную в WO 2008/069639 А1 и WO 2008/086976 А1. Капли получают с помощью каплеобразующей пластины.
Каплеобразующая пластина представляет собой пластину со множеством отверстий, где жидкость поступает в отверстия сверху. Каплеобразующая пластина или жидкости могут колебаться, в результате чего в нижней части каплеобразующей пластины образуется цепочка идеально монодисперсных капель в каждом отверстии. В предпочтительном варианте осуществления каплеобразующую пластину не встряхивают.
Количество и размер отверстий выбирают в зависимости от требуемой производительности и размера капель. Обычно диаметр капли в 1,9 раза больше диаметра отверстия. В этой связи важно, чтобы жидкость, из которой формируют капли, не проходила через отверстие слишком быстро, и падение давления в отверстии не было слишком большим. В противном случае, из жидкости не будут формироваться капли, а, наоборот, струя жидкости будет разбиваться (распыляться) в связи с высокой кинетической энергией. Число Рейнольдса, зависящее от количества жидкости, проходящего через отверстие, и диаметра отверстия, составляет предпочтительно менее 2000, более предпочтительно - менее 1600, более предпочтительно - менее 1400, наиболее предпочтительно - менее 1200.
Нижняя сторона каплеобразующей пластины имеет угол контакта для воды предпочтительно по меньшей мере 60°, более предпочтительно - по меньшей мере 75°, наиболее предпочтительно - по меньшей мере 90°.
Угол контакта является мерой смачивания жидкостью, в частности водой, поверхности и может определяться с помощью обычных методов, например, в соответствии с ASTM D 5725. Малый угол контакта означает хорошее смачивание, а большой - плохое.
Каплеобразующая пластина также может быть выполнена из материала с малым углом контакта для воды, например, из стали с кодом строительного материала Германии 1.4571 и может быть покрыта материалом, имеющим больший угол контакта для воды.
Покрытия, которые могут использоваться, включают, например, фтористые полимеры, такие как перфторалкоксиэтилен, политетрафторэтилен, сополимеры этилен-хлортрифторэтилен, сополимеры этилен-тетрафторэтилен и фторированный полиэтилен.
Покрытия могут наноситься на подложку в виде дисперсии, и в этом случае растворитель далее выпаривают, а покрытие подвергают термообработке. Применительно для политетрафторэтилена это описано, например, в US-3,243,321.
Другие процессы нанесения покрытия описаны под заголовком "Thin Films" (Тонкие пленки) в электронной версии "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry" (Обновленное шестое издание, 2000 Электронная версия).
Покрытия могут далее включаться в слой никеля в процессе химической никелизации.
Плохая смачиваемость каплеобразующей пластины обеспечивает получение монодисперсных капель с узким распределением размеров капель.
Каплеобразующая пластина имеет предпочтительно по меньшей мере 5, более предпочтительно - по меньшей мере 25, наиболее предпочтительно - по меньшей мере 50 и предпочтительно - до 750, более предпочтительно - до 500 и наиболее предпочтительно - до 250 отверстий. Диаметр отверстий выбирают в зависимости от требуемого размера капель.
Расстояние между отверстиями обычно составляет от 10 до 50 мм, предпочтительно от 12 до 40 мм, более предпочтительно от 14 до 35 мм, наиболее предпочтительно от 15 до 30 мм. Меньшие расстояния между отверстиями вызывают агломерацию полимеризующихся капель.
Диаметр отверстия составляет предпочтительно от 50 до 500 мкм, более предпочтительно от 100 до 300 мкм, наиболее предпочтительно от 150 до 250 мкм.
Температура раствора мономера, проходящего через отверстие, составляет предпочтительно от 5 до 80°С, более предпочтительно от 10 до 70°С, наиболее предпочтительно от 30 до 60°С.
Газ протекает через реакционную камеру. Газа-носитель подается через реакционную камеру потоком, спутным свободно падающим каплям раствора мономера, т.е. сверху вниз. После одного прохода, газ предпочтительно рециркулируется по меньшей мере частично, предпочтительно степень рециркуляции в реакционную камеру в качестве газа для осуществления цикла составляет по меньшей мере 50%, более предпочтительно - по меньшей мере 75%. Как правило, часть газа-носителя выпускается после каждого прохода, предпочтительно - до 10%, более предпочтительно - до 3% и наиболее предпочтительно - до 1 %.
Содержание кислорода в газе-носителе предпочтительно составляет от 0,5 до 15 об.%, более предпочтительно - от 1 до 10 об.%, наиболее предпочтительно - от 2 до 7 мас.%.
Помимо кислорода газ-носитель предпочтительно содержит азот. Содержание азота в газе-носителе предпочтительно составляет по меньшей мере 80 об.%, более предпочтительно - по меньшей мере 90 об.%, наиболее предпочтительно - по меньшей мере 95 об.%. Другие возможные газы-носители могут быть выбраны из углекислого газа, аргона, ксенона, криптона, неона, гелия. Может использоваться любая смесь газов-носителей. Газ-носитель может также нести пары воды и/или акриловой кислоты.
Скорость газа предпочтительно регулируется таким образом, чтобы поток в реакционной камере был направленным, например, без конвекционных потоков, противоположных общему направлению потока, и составляет по меньшей мере 0,5 м/с, предпочтительно - от 0,5 до 1,5 м/с, более предпочтительно - от 0,6 до 1,2 м/с, более предпочтительно - от 0,65 до 1,0 м/с, наиболее предпочтительно - от 0,7 до 0,9 м/с.
Температура газа на входе регулируется таким образом, чтобы температура газа на выходе, т.е. температура газа, выходящего из реакционной камеры, составляла 130°С или меньше, предпочтительно - от 100 до 130°С, более предпочтительно - от 105 до 128°С, еще более предпочтительно - от 110 до 126°С, наиболее предпочтительно - от 115 до 125°С.
Водопоглощающие полимерные частицы можно разделить на три категории: водопоглощающие полимерные частицы 1 типа, т.е. частицы с одной полостью, водопоглощающие полимерные частицы 2 типа, т.е. частицы с несколькими полостями, и водопоглощающие полимерные частицы 3 типа, т.е. твердые частицы без видимых полостей.
Морфологией водопоглощающих полимерных частиц можно управлять посредством условий реакции в процессе полимеризации. Водопоглощающие полимерные частицы, содержащие большое количество частиц с одной полостью (тип 1), могут быть получены с использованием малых скоростей газа и высоких значений температуры газа на выходе. Водопоглощающие полимерные частицы, содержащие большое количество частиц с несколькими полостями (тип 2), могут быть получены с использованием высоких скоростей газа и малых значений температуры газа на выходе.
Водопоглощающие полимерные частицы, имеющие более одной полости (тип 2), демонстрируют повышенную механическую стабильность.
Реакция может проводиться при повышенном давлении или при пониженном давлении, предпочтение отдается пониженному давлению до 100 мбар относительно давления окружающей среды.
Отходящий газ реакции, т.е. газ, выходящий из реакционной камеры, может, например, охлаждаться в теплообменнике. В результате этого конденсируется вода и не прореагировавший мономер а). Отходящий газ реакции может повторно нагреваться по меньшей мере частично и рециркулироваться в реакционную камеру в качестве газа для проведения цикла. Часть отходящего газа реакции может выпускаться и заменяться новым газом. В этом случае содержащиеся в отходящем газе реакции вода и не прореагировавшие мономеры а) могут извлекаться и рециркулироваться.
Особое предпочтение отдается термически интегрированной системе, т.е. системе, в которой часть тепла, выделяющегося при охлаждении отходящего газа, используется для подогрева газа для цикла.
Реакторы могут нагреваться контролируемым образом. В этом случае контролируемое нагревание осуществляется таким образом, чтобы температура стенок была по меньшей мере на 5°С выше температуры внутри реактора, и конденсация на стенках реактора была надежно предотвращена.
Последующая термообработка
Удаление остаточных мономеров из водопоглощающих полимерных частиц, полученных путем капельной полимеризации, может осуществляться путем последующей термообработки в присутствии потока газа. Лучший показатель удаления остаточных мономеров может достигаться при относительно высоких температурах и относительно длительном времени пребывания. Здесь важно, чтобы водопоглощающие полимерные частицы были не слишком сухими. Если частицы слишком сухие, снижение количества остаточных мономеров будет незначительным. Слишком высокое содержание воды усиливает тенденцию спекания водопоглощающих полимерных частиц. Чтобы водопоглощающие полимерные частицы не высыхали слишком быстро во время последующей термообработки, используемый газ должен содержать пар.
Последующая термообработка может выполняться во внутреннем и/или внешнем псевдоожиженном слое. Внутренний псевдоожиженный слой означает, что продукт капельной полимеризации накапливается в псевдоожиженном слое на дне реакционной камеры.
В псевдоожиженном состоянии кинетическая энергия частиц полимера превышает потенциал когезии или адгезии частиц полимера.
Псевдоожиженное состояние может быть достигнуто посредством псевдоожиженного слоя. В этом слое существует восходящий поток к частицам водопоглощающего полимера, таким образом, частицы образуют псевдоожиженный слой. Высота псевдоожиженного слоя регулируется потоком и скоростью газа, т.е. посредством падения давления псевдоожиженного слоя (кинетическая энергия газа).
Скорость потока газа в псевдоожиженном слое составляет предпочтительно от 0,5 до 2,5 м/с, более предпочтительно - от 0,6 до 1,5 м/с, наиболее предпочтительно - от 0,7 до 1,0 м/с.
В более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения последующая термообработка проводится во внешнем смесителе с движущимися инструментами для смешивания, предпочтительно - горизонтальных смесителях, таких как шнековые смесители, дисковые смесители, шнеково-ременные смесители и смесители с лопастной мешалкой. Подходящими смесителями являются, например, лопаточные миксеры Becker (Gebr. Lödige Maschinenbau GmbH; Падерборн; Германия), смесители с лопастной мешалкой Nara (NARA Machinery Europe; Фрешен, Германия), плужные смесители Pflugschar (Gebr. Lödige Maschinenbau GmbH; Падерборн, Германия), смесители непрерывного действия Vrieco-Nauta (Hosokawa Micron BV; Детинчем, Нидерланды), смесители Processall Mixmill (Processall Incorporated; Цинциннати, США) и смесители непрерывного потока Ruberg (Gebrüder Ruberg GmbH & Co KG; Найхайм, Германия). Смесители непрерывного потока Ruberg, лопаточные миксеры Becker и плужные смесители Pflugschar являются предпочтительными.
Содержание влаги в частицах водопоглощающего полимера в процессе последующей термообработки предпочтительно составляет от 3 до 50 мас.%, более предпочтительно - от 6 до 30 мас.%, наиболее предпочтительно - от 8 до 20 мас.%.
Температура водопоглощающих полимерных частиц в процессе последующей термообработки предпочтительно составляет от 60 до 140°С, более предпочтительно - от 70 до 125°С, наиболее предпочтительно - от 80 до 110°С.
Среднее время пребывания в смесителе, используемое при последующей термообработке, предпочтительно составляет от 10 до 120 минут, более предпочтительно - от 15 до 90 минут, наиболее предпочтительно - от 20 до 60 минут.
Содержание пара в газе предпочтительно составляет от 0,01 до 1 кг на кг сухого газа, более предпочтительно - от 0,05 до 0,5 кг на кг сухого газа, наиболее предпочтительно - от 0,1 до 0,25 кг на кг сухого газа.
Последующая термообработка может выполняться во внешнем смесителе непрерывного или прерывистого действия.
3
3
3
Количество газа, используемое во внешнем смесителе прерывистого действия, предпочтительно составляет от 0,01 до 5 Нм/ч, более предпочтительно - от 0,05 до 2 Нм/ч, наиболее предпочтительно - от 0,1 до 0,5 Нм/ч, в каждом случае на кг водопоглощающих полимерных частиц.
3
3
3
Количество газа, используемое во внешнем смесителе непрерывного действия, предпочтительно составляет от 0,01 до 5 Нм/ч, более предпочтительно - от 0,05 до 2 Нм/ч, наиболее предпочтительно - от 0,1 до 0,5 Нм/ч, в каждом случае на кг/ч выхода водопоглощающих полимерных частиц.
Другие составляющие газа - предпочтительно азот, углекислый газ, аргон, ксенон, криптон, неон, гелий, воздух или смеси воздуха/азота, более предпочтительно - азот или смеси воздуха/азота, содержащие менее 10 об.% кислорода. Кислород может вызвать изменение цвета.
Последующее сшивание
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полимерные частицы подвергаются последующему сшиванию для дальнейшего улучшения свойств.
Средства для последующего сшивания являются соединениями, которые включают группы, которые могут образовывать по меньшей мере две ковалентные связи с карбоксилатными группами полимерных частиц. Подходящими соединениями являются, например, полифункциональные амины, полифункциональные амидоамины, полифункциональные эпоксиды, такие как описанные в ЕР 0083022 А2, ЕР 0543303 А1 и ЕР 0937736 А2, ди- или полифункциональные спирты, такие как описанные в DE 3314019 А1, DE 3523617 А1 и ЕР 0450922 А2, или β-гидроксиалкиламиды, такие как описанные в DE 10204938 А1 и US 6,239,230.
Поливиниламин, полиамидоамины и поливиниловый спирт - примеры многофункциональных полимерных средств для последующего сшивания.
Кроме того, DE 4020780 С1 описывает циклические карбонаты, DE 19807502 А1 описывает 2-оксазолидон и его производные, такие как 2-гидроксиэтил-2-оксазолидон, DE 19807992 C1 описывает бис- и поли-2-оксазолидиноны, DE 19854573 А1 описывает 2 оксотетрагидро-1,3-оксазин и его производные, DE 19854574 А1 описывает N-ацил-2 оксазолидоны, DE 10204937 А1 описывает циклические мочевины, DE 10334584 А1 описывает бициклические ацетали амидов, ЕР 1199327 А2 описывает оксетаны и циклические мочевины, и WO 2003/31482 А1 описывает морфолин-2,3-дион и его производные, как подходящие средства для последующего сшивания.
Особенно предпочтительными средствами для последующего сшивания являются: этиленкарбонат, смеси пропиленгликоля, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, смеси 1,3-пропандиола и 1,4-бутандиола, этиленгликоль диглицидиловый эфир и продукты реакции полиамидов и эпихлоргидрина.
Особенно предпочтительными являются средства для последующего сшивания 2-гидроксиэтил-2-оксазолидон, 2-оксазолидон и 1,3-пропандиол.
Кроме того, можно также использовать средства для последующего сшивания, включающие дополнительные полимеризуемые этиленненасыщенные группы, как описано в DE 3713601 А1.
Количество средства для последующего сшивания предпочтительно составляет от 0,001 мас.% до 2 мас.%, более предпочтительно - от 0,02 мас.% до 1 мас.%, наиболее предпочтительно от 0,05 мас.% до 0,2 мас.% в каждом случае от массы полимера.
В предпочтительном варианте настоящего изобретения поливалентные катионы наносятся на поверхность частиц в дополнение к средствам для последующего сшивания перед последующим сшиванием, во время или после него.
Поливалентные катионы, которые могут использоваться в способе согласно изобретению - это, например, двухвалентные катионы, такие как катионы цинка, магния, кальция, железа и стронция, трехвалентные катионы, такие как катионы алюминия, железа, хрома, редкоземельных металлов и марганца, четырехвалентные катионы, такие как катионы титана и циркония, а также их смеси. Возможными противоионами являются хлорид, бромид, сульфат, гидросульфат, карбонат, гидрокарбонат, нитрат, гидроксид, фосфат, гидрофосфат, дигидрофосфат и карбоксилат, такой как ацетат, гликолят, тартрат, формиат, пропионат и лактат, а также их смеси. Сульфат алюминия, ацетат алюминия и лактат алюминия являются предпочтительными. Наряду с солями металлов можно также использовать полиамины и/или полимерные амины в качестве поливалентных катионов. Может использоваться как одна соль металла, так и смесь солей металлов и/или полиаминов, указанных выше.
Количество используемого поливалентного катиона предпочтительно составляет, например, от 0,001 мас.% до 1,5 мас.%, более предпочтительно - от 0,005 мас.% до 1 мас.%, наиболее предпочтительно от 0,02 мас.% до 0,8 мас.% в каждом случае от массы полимера.
Последующее сшивание обычно выполняется таким образом, что раствор средства для последующего сшивания распыляют на гидрогель или сухие частицы полимера. После распыления частицы полимера, покрытые средством для последующего сшивания, сушат термообработкой и охлаждают, а реакция последующего сшивания может происходить до или в процессе сушки.
Распыление раствора средства для последующего сшивания предпочтительно проводят в смесителях с движущимися инструментами для смешивания, такими как шнековые смесители, дисковые смесители и лопастные мешалки. Подходящими смесителями являются, например, горизонтальные плужные смесители Pflugschar (Gebr. Lodige Maschinenbau GmbH; Падерборн, Германия), смесители непрерывного действия Vrieco-Nauta (Hosokawa Micron BV; Детинчем, Нидерланды), смесители Processall Mixmill (Processall Incorporated; Цинциннати, США) и смесители непрерывного потока Ruberg (Gebruder Ruberg GmbH & Co KG; Найхайм, Германия). Смесители непрерывного потока Ruberg и горизонтальные плужные смесители Pflugschar являются предпочтительными. Раствор средства для последующего сшивания может также распыляться в псевдоожиженном слое.
В случае использования внешнего смесителя или внешнего псевдоожиженного слоя при последующей термообработке раствор средства для последующего сшивания можно распылять во внешний смеситель или внешний псевдоожиженный слой.
Средства для последующего сшивания обычно используются в виде водного раствора. Кроме того, неводный растворитель может использоваться для регулировки глубины проникновения средства для последующего сшивания в частицы полимера.
Термическая сушка предпочтительно проводится в контактных сушилках, более предпочтительно - в лопастных сушилках, наиболее предпочтительно - в дисковых сушилках. Подходящими сушилками являются, например, горизонтальные лопастные сушилки Hosokawa Верех (Hosokawa Micron GmbH; Лайнгартен, Германия), дисковые сушилки Hosokawa Верех (Hosokawa Micron GmbH; Лайнгартен, Германия), сушилки Holo-Flite (Metso Minerals Industries, Inc; Данвилл, США) и лопастные сушилки Nara (NARA Machinery Europe; Фрешен, Германия). Предпочтительными являются лопастные сушилки Nara, а случае использования полифункциональных эпоксидов - сушилки Holo-Flite. Кроме того, можно также использовать сушилки с псевдоожиженным слоем.
Сушка может осуществляться в самом смесителе путем нагревания рубашки или продувки теплым воздухом. Не менее подходящей является расположенная ниже по потоку сушилка, например, полочная сушилка, поворотная трубчатая печь или нагреваемый шнек. Особенно выгодным является смешивание и сушка в сушилке с псевдоожиженным слоем.
Предпочтительные температуры сушки находятся в диапазоне от 50 до 220°С, предпочтительно - от 100 до 180°С, более предпочтительно - от 120 до 160°С, наиболее предпочтительно - от 130 до 150°С. Предпочтительное время пребывания при этой температуре в реакционном смесителе или сушилке предпочтительно составляет по меньшей мере 10 минут, более предпочтительно - по меньшей мере 20 минут, наиболее предпочтительно - по меньшей мере 30 минут и, как правило, не более 60 минут.
Желательно охладить полимерные частицы после термической сушки. Охлаждение предпочтительно проводится в контактных охладителях, более предпочтительно - в лопастных охладителях, наиболее предпочтительно - в дисковых охладителях. Подходящими охладителями являются, например, горизонтальные лопастные охладители Hosokawa Верех (Hosokawa Micron GmbH; Лайнгартен, Германия), дисковые охладители Hosokawa Верех (Hosokawa Micron GmbH; Лайнгартен, Германия), охладители Holo-Flite (Metso Minerals Industries, Inc; Данвилл, США) и лопастные охладители Nara (NARA Machinery Europe; Фрешен, Германия). Кроме того, можно также использовать охладители с псевдоожиженным слоем.
В охладителе полимерные частицы охлаждают до температуры в диапазоне от 20 до 150°С, предпочтительно - от 40 до 120°С, более предпочтительно -от 60 до 100°С, наиболее предпочтительно - от 70 до 90°С. Охлаждение теплой водой является предпочтительным, особенно при использовании контактных охладителей.
Покрытие
Для улучшения свойств на водопоглощающие полимерные частицы можно наносить покрытие, и/или они могут необязательно увлажняться. Внутренний псевдоожиженный слой, внешний псевдоожиженный слой и/или внешний смеситель, используемый для последующей термообработки, и/или отдельный аппарат для нанесения покрытия (смеситель) могут использоваться для нанесения покрытия на водопоглощающие полимерные частицы. Кроме того, охладитель и/или отдельный аппарат для нанесения покрытия (смеситель) могут быть использованы для нанесения покрытия/увлажнения прошедших последующее поперечное сшивание водопоглощающих полимерных частиц. Подходящими покрытиями для регулировки показателей принятия жидкости и повышения проницаемости (SFC (проводимость потока солевого раствора ) или GBP (проницаемость гелевого слоя)) являются, например, неорганические инертные вещества, такие как нерастворимые в воде соли металлов, органические полимеры, катионные полимеры и поливалентные катионы металлов. Подходящими покрытиями для повышения стабильности цвета являются, например, восстановители и антиоксиданты. Подходящими покрытиями для связывания присыпки являются, например, полиолы. Подходящими покрытиями для предотвращения нежелательного спекания частиц полимера являются, например, микрокремнезем, такой как Aerosil 200, а также поверхностно-активные вещества, такие как Span 20. Предпочтительными покрытиями являются моноацетат алюминия, сульфат алюминия, лактат алюминия, Brüggolite FF7 и Span 20.
Подходящими неорганическими инертными веществами являются силикаты, такие как монтмориллонит, каолинит и тальк, цеолиты, активированные угли, поликремниевые кислоты, карбонат магния, карбонат кальция, фосфат кальция, сульфат бария, оксид алюминия, диоксид титана и оксид железа (II). Предпочтение отдается использованию поликремниевых кислот, которые делятся на осажденные диоксиды кремния и микрокремнеземы в зависимости от их способа получения. Оба варианта имеются в продаже под названиями Silica FK, Sipernat, Wessalon (осажденные диоксиды кремния) и Aerosil (микрокремнезем), соответственно. Неорганические инертные вещества могут использоваться в виде дисперсии в водном или смешиваемом с водой диспергаторе или веществе.
Если водопоглощающие полимерные частицы покрываются неорганическими инертными веществами, количество используемых неорганических инертных веществ по отношению к частицам водорастворимого полимера предпочтительно составляет от 0,05 до 5 мас.%, более предпочтительно - от 0,1 до 1,5 мас.%, наиболее предпочтительно - от 0,3 до 1 мас.%.
Подходящими органическими полимерами являются полиалкилметакрилаты или термопласты, такие как поливинилхлорид, воск на основе полиэтилена, полипропилена, полиамида или политетрафторэтилена. Другими примерами являются стирол-изопрен-стирольные блок-сополимеры или стирол-бутадиен-стирольные блок-сополимеры.
Подходящими катионными полимерами являются полиалкиленполиамины, катионные производные полиакриламидов, полиэтиленимины и поличетвертичные амины.
Поличетвертичными аминами являются, например, продукты конденсации гексаметилендиамина, диметиламина и эпихлоргидрина, продукты конденсации диметиламина и эпихлоргидрина, сополимеры гидроксиэтилцеллюлозы и диаллилдиметиламмоний хлорида, сополимеры акриламида и α-метакрилоилоксиэтилтриметиламмоний хлорида, продукты конденсации гидроксиэтилцеллюлозы, эпихлоргидрина и триметиламина, гомополимеры диаллилдиметиламмоний хлорида и продукты присоединения эпихлоргидрина к амидоаминам. Кроме того, поличетвертичные амины могут быть получены путем реакции ди метил сульфата с полимерами, такими как полиэтиленимины, сополимеры винилпирролидона и
диметиламиноэтилметакрилата или сополимеров этилметакрилата и диэтиламиноэтилметакрилата. Поличетвертичные амины доступны в широком диапазоне молекулярного веса.
Тем не менее, также можно создавать катионные полимеры на поверхности частиц с помощью реагентов, способных образовывать сеть с самими собой, таких как продукты присоединения эпихлоргидрина к полиамидоаминам, или путем применения катионных полимеров, которые могут реагировать с добавленным сшивающим агентом, таким как полиамины или полиимины в сочетании с полиэпоксидами, полифункциональными эфирами, полифункциональными кислотами или полифункциональными (мет)акрилатами.
Можно использовать все полифункциональные амины, имеющие первичные или вторичные аминогруппы, такие как полиэтиленимин, полиаллиламин и полилизин. Жидкость, распыляемая с использованием способа согласно изобретению, предпочтительно содержит по меньшей мере один полиамин, например, поливиниламин или частично гидролизованный поливинилформамид.
Катионные полимеры могут использоваться в виде раствора в водном или смешиваемом с водой растворителе, в виде дисперсии в водном или смешиваемом с водой диспергаторе или веществе.
В случае нанесения на водопоглощающие полимерные частицы покрытия из катионного полимера количество используемого катионного полимера по отношению к частицам водопоглощающего полимера обычно составляет по меньшей мере 0,001 мас.%, как правило, по меньшей мере 0,01 мас.%, предпочтительно - от 0,1 до 15 мас.%, более предпочтительно - от 0,5 до 10 мас.%, наиболее предпочтительно - от 1 до 5 мас.%.
2+
2+
3+
3+
4+
2+
2+/3+
2+
2+
+/2+
2+
3+
4+
+
3+
4+
4+
+/3+
2+
2+
3+
4+
4+
3+
3+
4+
4+
Подходящими поливалентными катионами металлов являются Мg, Са, Al, Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Ni Cu, Zn, Y, Zr, Ag, La, Ce, Hf и Au; предпочтительными катионами металлов являются Mg, Са, Al, Ti, Zr и La; особенно предпочтительными катионами металлов являются Al, Ti и Zr. Катионы металлов могут использоваться по отдельности или в виде их смеси. Подходящими солями металлов упомянутых катионов металлов являются все те, которые обладают достаточной растворимостью в используемом растворителе. Особенно подходящие соли металлов имеют анионы со слабым показателем комплексообразования, такие как хлорид, гидроксид, карбонат, нитрат и сульфат. Соли металлов предпочтительно используются в виде раствора или в виде стабильной водной коллоидной дисперсии. Используемыми для солей металлов растворителями могут быть: вода, спирты, диметилформамид, диметилсульфоксид и их смеси. Особое предпочтение отдается воде и смесям вода/ спирт, таким как вода/метанол, вода/изопропанол, вода/1,3-пропандиол, вода/1,2-пропандиол/1,4-бутандиол или вода/пропиленгликоль.
Если водопоглощающие полимерные частицы покрываются поливалентными катионами металлов, количество используемых поливалентных катионов металлов по отношению к частицам водорастворимого полимера предпочтительно составляет от 0,05 до 5 мас.%, более предпочтительно - от 0,1 до 1,5 мас.%, наиболее предпочтительно - от 0,3 до 1 мас.%.
Подходящими восстановителями являются, например, сульфит натрия, гидросульфит натрия (бисульфит натрия), дитионит натрия, сульфиновые кислоты и их соли, аскорбиновая кислота, гипофосфит натрия, фосфит натрия, фосфиновые кислоты и их соли. Однако предпочтение отдается солям фосфорноватистой кислоты, например, гипофосфиту натрия, солям сульфиновых кислот, например, динатриевой соли 2-гидрокси-2-сульфинатоуксусной кислоты и продуктам присоединения альдегидов, например, динатриевой соли 2-гидрокси-2-сульфонатоуксусной кислоты. Однако используемый восстановитель может представлять собой смесь натриевой соли 2-гидрокси-2-сульфинатоуксусной кислоты, динатриевой соли 2-гидрокси-2-сульфонатоуксусной кислоты и бисульфита натрия. Такие смеси могут быть получены как продукты Brüggolite FF6 и Brüggolite FF7 (Brüggemann Chemicals; Хайлбронн, Германия).
Обычно восстановители используются в виде раствора в подходящем растворителе, предпочтительно воде. Восстановители могут использоваться в виде чистого вещества или смеси указанных выше восстановителей.
Если водопоглощающие полимерные частицы покрываются восстановителем, количество используемого восстановителя по отношению к частицам водорастворимого полимера предпочтительно составляет от 0,01 до 5 мас.%, более предпочтительно - от 0,05 до 2 мас.%, наиболее предпочтительно - от 0,1 до 1 мас.%.
Подходящими полиолами являются полиэтиленгликоли с молекулярной массой от 400 до 20000 г/моль, полиглицерин, 3-100-кратно этоксилированные полиолы, такие как триметилолпропан, глицерин, сорбит и неопентилгликоль. Особенно подходящими полиолами являются 7-20-кратно этоксилированный глицерин или триметилолпропан, например Polyol TP 70 (Perstorp АВ, Персторп, Швеция). Последние имеют, в частности, то преимущество, что они только незначительно снижают поверхностное натяжение водного экстракта водопоглощающих полимерных частиц. Полиолы предпочтительно используют в виде раствора в водных или смешивающихся с водой растворителях.
Если водопоглощающие полимерные частицы покрываются полиолом, количество используемого полиола по отношению к частицам водорастворимого полимера предпочтительно составляет от 0,005 до 2 мас.%, более предпочтительно - от 0,01 до 1 мас.%, наиболее предпочтительно - от 0,05 до 0,5 мас.%.
Нанесение покрытия предпочтительно проводят в смесителях с движущимися инструментами для смешивания, таких как шнековые смесители, дисковые смесители и лопастные мешалки. Подходящими смесителями являются, например, горизонтальные плужные смесители Pflugschar (Gebr. Lödige Maschinenbau GmbH; Падерборн, Германия), смесители непрерывного действия Vrieco-Nauta (Hosokawa Micron BV; Детинчем, Нидерланды), смесители Processall Mixmill (Processall Incorporated; Цинциннати, США) и смесители непрерывного потока Ruberg (Gebruder Ruberg GmbH & Co KG; Найхайм, Германия). Кроме того, для смешивания может использоваться псевдоожиженный слой.
Агломерация
Водопоглощающие полимерные частицы могут в дальнейшем подвергаться селективной агломерации. Агломерация может происходить после полимеризации, последующей термообработки, последующего сшивания или нанесения покрытия.
Способствующие агломерации вещества, которые могут использоваться, включают воду и смешивающиеся с водой органические растворители, такие как спирты, тетрагидрофуран и ацетон. В дополнение к ним могут использоваться водорастворимые полимеры.
Для агломерации раствор, содержащий способствующее агломерации вещество, распыляют на водопоглощающие полимерные частицы. Обработку распылением раствора можно проводить, например, в смесителях с движущимися приспособлениями для смешивания, таких как шнековые смесители, лопастные мешалки, дисковые смесители, плужные смесители и лопаточные миксеры. Подходящими смесителями являются, например, смесители Lödige, Верех, Nauta, Processall и Schugi. Предпочтительными являются вертикальные смесители. Особенно предпочтительными являются аппараты с псевдоожиженным слоем.
Сочетание последующей термообработки, последующего сшивания и необязательного нанесения покрытия
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения этапы последующей термообработки и последующего сшивания объединяют в рамках одного этапа процесса. Такое сочетание позволяет использовать высоко реакционно-способные средства для последующего сшивания без какого-либо риска наличия остаточных средств для последующего сшивания в конечном продукте. Оно также позволяет использовать недорогое оборудование и, кроме того, процесс может происходить при низких температурах, что является экономически эффективным и позволяет избежать изменения цвета и потери эксплуатационных свойств готового продукта в результате термического разложения.
В данном предпочтительном варианте осуществления средства для последующего сшивания выбираются из эпоксидов, азиридинов, полифункциональных эпоксидов и полифункциональных азиридинов. Примерами являются диглицидиловый эфир этиленгликоля, диглицидиловый эфир пропиленг-ликоля, диглицидиловый эфир полиэтиленгликоля, полиглицидиловый эфир полиглицерина, полиглицидиловый эфир глицерина, полиглицидиловый эфир сорбита, полиглицидиловый эфир пентаэритрита. Такие соединения можно приобрести, например, под торговой маркой Denacol (Nagase ChemteX Corporation, Осака, Япония). Эти соединения реагируют с карбоксилатными группами водопоглощающих полимеров с образованием сшивки уже при температуре продукта менее 160°С.
Смеситель может быть выбран из любых вариантов оборудования, указанных в разделе, посвященном последующей термообработке. Смесители непрерывного потока Ruberg, лопаточные миксеры Becker и плужные смесители Pflugschar являются предпочтительными.
В данном конкретном предпочтительном варианте осуществления раствор средства для последующего сшивания распыляют на водопоглощающие полимерные частицы при перемешивании. Температура водопоглощающих полимерных частиц внутри смесителя составляет по меньшей мере 60°С, предпочтительно - по меньшей мере 80°С, более предпочтительно - по меньшей мере 90°С, наиболее предпочтительно - по меньшей мере 100°С и предпочтительно - не более 160°С, более предпочтительно - не более 140°С, наиболее предпочтительно - не более 115°С. Последующая термообработка и последующее сшивание выполняют в присутствии потока газа с содержанием влаги, указанным в разделе, посвященном последующей термообработке.
После последующей термообработки/последующего сшивания водопоглощающие полимерные частицы сушат до желаемого уровня влажности, и для выполнения этого этапа может использоваться любая сушилка из указанных в разделе, посвященном последующему сшиванию. Однако, поскольку в этом конкретном предпочтительном варианте осуществления должна выполняться только сушка, можно использовать простые и недорогие контактные сушилки, такие как сушилка с подогревом шнека, например сушилка Holo-Flite (Metso Minerals Industries, Inc, Данвилл, США). А альтернативном варианте может использоваться псевдоожиженный слой. В случаях, когда продукт должен подвергаться сушке с заданным и ограниченным временем пребывания, можно использовать тороидальные дисковые сушилки или лопастные сушки, например, лопастную сушку Nara (NARA Machinery Europe; Фрешен, Германия), однако при проектировании и использовании с применением пара низкого давления или нагревающей жидкости температура продукта во время сушки не должна превышать 160°С, предпочтительно - не должна превышать 150°С, более предпочтительно - не должна превышать 140°С, наиболее предпочтительно - составляет от 90 до 135°С.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения поливалентные катионы, указанные в разделе, посвященном последующему сшиванию, наносятся на поверхность частиц до, во время или после добавления средства для последующего сшивания путем использования различных точек добавления, расположенных вдоль оси горизонтального смесителя.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения этапы последующей термообработки, последующего сшивания и нанесения покрытия объединяют в рамках одного этапа процесса. Подходящими покрытиями являются катионные полимеры, поверхностно-активные вещества и неорганические инертные вещества, указанные в разделе, посвященном покрытиям. Вещество покрытия может наноситься на поверхность частиц до, во время или после добавления средства для последующего сшивания также путем использования различных точек добавления, расположенных вдоль оси горизонтального смесителя.
Поливалентные катионы и/или катионные полимеры могут выступать в качестве дополнительных поглотителей остаточного количества средств для последующего сшивания. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения средства для последующего сшивания добавляются до поливалентных катионов и/или катионных полимеров, чтобы средство для последующего сшивания прореагировало в первую очередь.
Поверхностно-активные вещества и/или неорганические инертные вещества могут использоваться для того, чтобы избежать прилипания или спекания во время этого этапа процесса в условиях влажной атмосферы. Предпочтительным поверхностно-активным веществом является Span 20. Предпочтительными неорганическими инертными веществами являются осажденные диоксиды кремния и микрокремнеземы в виде порошка или дисперсии.
Общее количество жидкости, используемое для получения растворов/дисперсий обычно составляет от 0,01 мас.% до 25 мас.%, предпочтительно - от 0,5 мас.% до 12 мас.%, более предпочтительно - от 2 мас.% до 7 мас.%, наиболее предпочтительно от 3 мас.% до 6 мас.% от массы обрабатываемых водопоглощающих полимерных частиц.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения проиллюстрированы на Фиг.1-8.
Фиг.1: Технологическая схема (с внешним псевдоожиженным слоем)
Фиг.2: Технологическая схема (без внешнего псевдоожиженного слоя)
Фиг.3: Схема Т-образных измерений на выходе
Фиг.4: Схема расположения устройств каплеобразования
Фиг.5: Устройство каплеобразования (продольный разрез)
Фиг.6: Устройство каплеобразования (поперечный разрез)
Фиг.7: Технологическая схема (внешняя последующая термообработка и последующее сшивание)
Фиг.8: Технологическая схема (внешняя последующая термообработка, последующее сшивание и нанесение покрытия)
Номера позиций на чертежах имеют следующие значения:
1 Трубка для ввода сушильного газа
2 Измерение количества сушильного газа
3 Распределитель газа
4 I Устройства каплеобразования
5 Распылительная сушилка со спутным потоком, цилиндрическая часть
6 Конус
7 Т-образное измерение на выходе
8 Труба для отходящих газов в башне
9 Рукавный фильтр
10 Вентилятор
11 Сопла охлаждения
12 Конденсационная колонка, охлаждение в противотоке
13 Теплообменник
14 Насос
15 Насос
16 Выход для воды
17 Вентилятор
18 Выход для отходящего газа
19 Впуск азота
20 Теплообменник
21 Вентилятор
22 Теплообменник
23 Впрыск пара через сопла
24 Измерение загрузки воды
25 Кондиционный газ для внутреннего псевдоожиженного слоя
26 Измерение температуры продукта во внутреннем псевдоожиженном слое
27 Внутренний псевдоожиженный слой
28 Выпуск продукта во внешний псевдоожиженный слой, поворотный клапан
29 Внешний псевдоожиженный слой
30 Вентилятор
31 Выход для отходящего их внешнего псевдоожиженного слоя в рукавный фильтр
32 Лопастной затвор
33 Сетчатый фильтр
34 Конечный продукт
35 Вход для фильтрованного воздуха
36 Вентилятор
37 Теплообменник
38 Впрыск пара через сопла
39 Измерение загрузки воды
40 Кондиционный газ для внешнего псевдоожиженного слоя
41 Статический смеситель
42 Статический смеситель
43 Подача инициатора
44 Подача инициатора
45 Подача мономера
46 Вывод фракции мелких частиц для переработки
47 Т-образное измерение на выходе (средняя температура на основании 3 измерений по окружности башни)
48 Устройство каплеобразования
49 Подача мономера, предварительно смешанного с инициатором
50 Стенка башни распылительной сушилки
51 Наружная трубка устройства каплеобразования
52 Внутренняя трубка устройства каплеобразования
53 Кассета каплеобразования
54 Тефлоновый блок
55 Клапан
56 Соединитель трубы для ввода мономера, предварительно смешанного с инициатором
57 Каплеобразующая пластина
58 Противоположная пластина
59 Каналы для воды, используемой для регулировки температуры
60 Канал для раствора мономера без застойного объема
61 Блок из нержавеющей стали кассеты каплеобразования
62 Внешняя последующая термообработка
63 Необязательная подача материала покрытия
64 Подача средства для последующего сшивания
65 Тепловая сушка (последующее сшивание)
66 Охладитель
67 Необязательная подача материала покрытия/воды
68 Аппарат для нанесения покрытий
69 Подача материала покрытия/воды
Сушильный газ подается через распределитель газа (3) в верхней части распылительной сушилки, как показано на Фиг.1. Сушильный газ частично рециркулируется (контур сушильного газа) через рукавный фильтр (9) и конденсационную колонку (12). Давление внутри распылительной сушилки ниже давления окружающей среды.
Температуру на выходе распылительной сушилки предпочтительно измеряют в трех точках по окружности на краю цилиндрической части, как показано на Фиг.3. Отдельные измерения (47) используются для расчета средней температуры на выходе цилиндрической распылительной сушилки.
Продукт накапливается во внутреннем псевдоожиженном слое (27). Кондиционный газ для внутреннего псевдоожиженного слоя подается во внутренний псевдоожиженный слой (27) по трубопроводу (25). Относительная влажность газа для внутреннего псевдоожиженного слоя предпочтительно регулируется путем добавления пара по трубопроводу (23).
Отходящий газ распылительной сушилки фильтруется рукавным фильтром (9) и направляется в конденсационную колонку (12) для гашения/охлаждения. После рукавного фильтра (9) может использоваться система теплообменника с рекуперацией тепла для подогрева газа после конденсационной колонки (12). Излишек воды откачивается из конденсационной колонки (12) путем регулирования (поддержания постоянным) уровня наполнения внутри конденсационной колонки (12). Вода внутри конденсационной колонки (12) охлаждается в теплообменнике (13) и закачивается против потока газа через сопла охлаждения (11), так что температура внутри конденсационной колонки (12) предпочтительно составляет от 20 до 100°С, более предпочтительно - от 30 до 80°С, наиболее предпочтительно - от 40 до 75°С. рН воды внутри конденсационной колонки (12) поддерживается в щелочном диапазоне путем дозированной подачи нейтрализующего агента, чтобы смыть пары мономера а). Водный раствор из конденсационной колонки (12) может быть возвращен для получения раствора мономера.
Отходящий газ из конденсационной колонки распределяется в трубку ввода сушильного газа (1) и кондиционный газ для внутреннего псевдоожиженного слоя (25). Управление температурой газа осуществляется посредством теплообменников (20) и (22). Горячий сушильный газ подается в распылительную сушилку со спутным потоком через распределитель газа (3). Распределитель газа (3) состоит предпочтительно из набора пластин, обеспечивающих падение давления, предпочтительно составляющее от 1 до 100 мбар, более предпочтительно - от 2 до 30 мбар, наиболее предпочтительно - от 4 до 20 мбар, в зависимости от количества сушильного газа. При необходимости в сушильному газу может придаваться турбулентность и/или центробежная скорость с помощью газовых сопел или отражающих пластин.
Продукт выгружается из внутреннего псевдоожиженного слоя (27) через поворотный клапан (28) во внешний псевдоожиженный слой (29). Кондиционный газ для внешнего псевдоожиженного слоя подается во внешний псевдоожиженный слой (29) по трубопроводу (40). Относительная влажность газа для внешнего псевдоожиженного слоя предпочтительно регулируется путем добавления пара по трубопроводу (38). Время удержания продукта во внутреннем псевдоожиженном слое (27) может регулироваться с помощью высоты перегородки или скорости вращения поворотного клапана (28).
Продукт выгружается из внешнего псевдоожиженного слоя (29) через поворотный клапан (32) в сетчатый фильтр (33). Время удержания продукта во внешнем псевдоожиженном слое (28) может регулироваться с помощью высоты перегородки или скорости вращения поворотного клапана (32). Сетчатый фильтр (33) используется для отсеивания некондиции/комков.
Раствор мономера предпочтительно получают путем смешивания вначале мономера а) с нейтрализующим агентом, а затем - со средством для последующего сшивания b). Температура во время нейтрализации поддерживается предпочтительно в диапазоне от 5 до 60°С, более предпочтительно - от 8 до 40°С, наиболее предпочтительно - от 10 до 30°С, используя теплообменник и насосы в контуре. Предпочтительно блок фильтра используется в цикле после насоса. Инициаторы дозируются в раствор мономера выше по течению от устройства каплеобразования с помощью статических смесителей (41) и (42) по линиям (43) и (44), как показано на Фиг.1. В предпочтительном варианте раствор перекиси с температурой предпочтительно от 5 до 60°С, более предпочтительно - от 10 до 50°С, наиболее предпочтительно - от 15 до 40°С добавляют по трубопроводу (43) и, предпочтительно, раствор азоинициатора, имеющий температуру предпочтительно от 2 до 30°С, более предпочтительно - от 3 до 15°С, наиболее предпочтительно - от 4 до 8°С, добавляют по трубопроводу (44). Каждый инициатор предпочтительно закачивается в контур и дозируется с помощью регулирующих клапанов в каждое устройство каплеобразования. Второй блок фильтра предпочтительно используется после статического смесителя (42). Среднее время пребывания раствора мономера, смешанного с полным набором инициатора в трубопроводе до пластин каплеобразования (57), предпочтительно составляет менее 60 с, более предпочтительно - менее 30 с, наиболее предпочтительно - менее 10 с.
Для дозирования раствора мономера в верхнюю часть распылительной сушилки предпочтительно используют три устройства каплеобразования, как показано на Фиг.4.
Устройство каплеобразования состоит из наружной трубы (51), имеющей отверстие для кассеты каплеобразования (53), как показано на Фиг.5. Кассета каплеобразования (53) соединена с внутренней трубой (52). Внутренняя труба (53), имеющая блок из PTFE (тефлон) (54) на краю в качестве уплотнения, может вдвигаться и выдвигаться из наружной трубы (51) во время процесса для целей технического обслуживания.
Температура кассеты каплеобразования (61) поддерживается предпочтительно от 5 до 80°С, более предпочтительно - от 10 до 70°С, наиболее предпочтительно - от 30 до 60°С посредством каналов для подачи потока воды (59), как показано на Фиг. 6.
Кассета каплеобразования имеет предпочтительно от 10 до 1500, более предпочтительно - от 50 до 1000, наиболее предпочтительно - от 100 до 500 отверстий диаметром предпочтительно от 50 до 500 мкм, более предпочтительно - от 100 до 300 мкм, наиболее предпочтительно - от 150 до 250 мкм. Отверстия могут быть круглыми, прямоугольными, треугольными или любой другой формы. Предпочтительными являются круглые отверстия. Отношение длины отверстия к его диаметру составляет предпочтительно от 0,5 до 10, более предпочтительно от 0,8 до 5, наиболее предпочтительно от 1 до 3. При использовании впускного канала отверстия толщина отверстий в пластине каплеобразования (57) может превышать длину. Пластина каплеобразования (57) предпочтительно длинная и узкая, как описано в WO 2008/086976 А1. На пластине каплеобразования может быть несколько рядов отверстий, предпочтительно от 1 до 20 строк, более предпочтительно - от 2 до 5 строк.
Кассета каплеобразования (61) включает канал (60), не имеющий по существу застойного объема, для равномерного распределения предварительно смешанных растворов мономера и инициатора и две пластины каплеобразования (57). Пластины каплеобразования (57) имеют угловую конфигурацию с углом предпочтительно от 1 до 90°С, более предпочтительно от 3 до 45°С, наиболее предпочтительно от 5 до 20°С. Каждая пластина каплеобразования (57) предпочтительно изготовлена из нержавеющей стали или фтористых полимеров, таких как перфторалкоксиэтилен, политетрафторэтилен, сополимеры этилен-хлортрифторэтилен, сополимеры этилен-тетрафторэтилен и фторированный полиэтилен. Могут также использоваться пластины каплеобразования с покрытием, как описано в WO 2007/031441 А1. Выбор материала для пластины каплеобразования не ограничен, за исключением того, что должно происходить каплеобразование, и предпочтительно использовать материалы, не являющиеся катализатором начала полимеризации на ее поверхности.
Пропускная способность каждого устройства каплеобразования для мономера с растворами инициаторов составляет предпочтительно от 150 до 2500 кг/ч, более предпочтительно - от 200 до 1000 кг/ч, наиболее предпочтительно
- от 300 до 600 кг/ч. Пропускная способность каждого отверстия составляет предпочтительно от 0,5 до 10 кг/ч, более предпочтительно - от 0,8 до 5 кг/ч, наиболее предпочтительно - от 1 до 3 кг/ч.
Водопоглощающие полимерные частицы
Настоящее изобретение относится к водопоглощающим полимерным частицам, имеющим более одной полости, причем полости имеют внутренний диаметр предпочтительно от 1 до 50 мкм, более предпочтительно - от 2 до 30 мкм, более предпочтительно - от 5 до 20 мкм, наиболее предпочтительно
- от 7 до 15 мкм, в то время как остальные частицы не имеют видимых полостей внутри. Полости с диаметром менее 1 мкм считаются невидимыми полостями.
3
Настоящее изобретение также относится к водопоглощающим полимерным частицам, получаемым способом согласно данному изобретению, отличающимся тем, что полимерные частицы имеют среднюю сферичность от 0,86 до 0,99, насыпную плотность по меньшей мере 0,58 г/см, средний диаметр частиц от 250 до 550 мкм, что распределение значений диаметра частиц составляет менее 0,7, а отношение количества частиц, имеющих одну полость, к количеству частиц с несколькими полостями составляет менее 1,0.
3
В одном конкретном варианте осуществления настоящее изобретение также относится к водопоглощающим полимерным частицам, получаемым способом согласно данному изобретению, причем эти частицы имеют среднюю сферичность от 0,86 до 0,99, насыпную плотность по меньшей мере 0,58 г/см, средний диаметр частиц от 250 до 550 мкм, отличающимся тем, что распределение значений диаметра частиц составляет менее 0,7, и по меньшей мере 50% водопоглощающих полимерных частиц имеют одну или более одной полости, а остальные частицы не имеют видимых полостей внутри.
Водопоглощающие полимерные частицы, которые получают согласно способу по данному изобретению, имеют среднюю сферичность от 0,86 до 0,99, более предпочтительно - от 0,87 до 0,97, более предпочтительно - от 0,88 до 0,95, наиболее предпочтительно - от 0,89 до 0,93. Сферичность (SPHT) определяется следующим образом:
<mrow><mi>S</mi><mi>P</mi><mi>H</mi><mi>T</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>4</mn><mi>π</mi><mi>A</mi></mrow><mrow><msup><mi>U</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac></mrow>
, где А - площадь поперечного сечения, U - окружность частиц полимера в поперечном сечении. Средняя сферичность - средняя сферичность в объеме.
Средняя сферичность может быть определена, например, с помощью системы анализа изображений Camsizer (Retsch Technology GmbH; Хаан; Германия).
Для проведения измерений продукт подается через воронку и перемещается на сбрасывающий вал с измерительным каналом. В то время как частицы падают через световую стену, их выборочно регистрирует камера. Записанные изображения оцениваются с помощью программного обеспечения в соответствии с выбранными параметрами.
min
min
min
Для характеристики округлости применяют параметры, обозначенные в программе как "сферичность". В отчет вносятся такие параметры, как средняя взвешенная по объему величина сферичности, объем частицы, определенный через эквивалентный диаметр xc. Для определения эквивалентного диаметра xc в каждом случае определяют самую длинную из хорд-диаметров среди 32 различных пространственных направлений. Эквивалентный диаметр xc определяют как самую короткую из этих 32 хорд-диаметров. Для регистрации частиц применяют так называемую ПЗС-зум камеру (CAM-Z). Для контроля за измерительным каналом предварительно определяют долю охвата поверхности регистрирующим окном камеры (передачу) на уровне 0,5%.
Водопоглощающие полимерные частицы с относительно низкой сферичностью получают путем обратной суспензионной полимеризации, при которой шарики полимера агломерируются во время или после полимеризации.
Водопоглощающие полимерные частицы, которые получают обычной полимеризацией в растворе (полимеризацией геля), измельчают и классифицируют после сушки с целью получения полимерных частиц неправильной формы. Средняя сферичность этих частиц полимера составляет от около 0,72 до около 0,78.
Содержание гидрофобного растворителя в частицах водопоглощающего полимера согласно данному изобретению составляет предпочтительно менее 0,005 мас.%, более предпочтительно - менее 0,002 мас.% и наиболее предпочтительно - менее 0,001 мас.%. Содержание гидрофобного растворителя может быть определено с помощью газовой хроматографии, например, с помощью технологии определения состава летучих веществ в свободном пространстве над продуктом.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем обратной суспензионной полимеризации, все еще содержат около 0,01 мас.% гидрофобного растворителя, используемого в качестве реакционной среды.
Содержание диспергатора в частицах водопоглощающего полимера согласно данному изобретению обычно составляет менее 1 мас.%, предпочтительно - менее 0,5 мас.%, более предпочтительно - менее 0,1 мас.% и наиболее предпочтительно - менее 0,05 мас.%.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем обратной суспензионной полимеризации, все еще содержат обычно по меньшей мере 1 мас.% диспергатора, например, этилцеллюлозы, используемого для стабилизации суспензии.
3
3
3
3
Водопоглощающие полимерные частицы, которые получают согласно способу по данному изобретению, имеют насыпную плотность предпочтительно по меньшей мере 0,6 г/см, более предпочтительно - по меньшей мере 0,65 г/см, наиболее предпочтительно - по меньшей мере 0,7 г/см и обычно менее 1 г/см.
Средний диаметр водопоглощающих полимерных частиц согласно изобретению составляет предпочтительно от 320 до 500 мкм, более предпочтительно от 370 до 470 мкм, наиболее предпочтительно от 400 до 450 мкм.
Распределение значений диаметров частиц предпочтительно меньше 0,65, более предпочтительно - менее 0,62, более предпочтительно - менее 0,6.
Морфологию водопоглощающих полимерных частиц исследуют в набухшем состоянии путем анализа под микроскопом. Водопоглощающие полимерные частицы можно разделить на три категории: К типу 1 относятся частицы с одной полостью с диаметром обычно от 0,4 до 2,5 мм, к типу 2 - частицы с несколькими полостями с диаметром обычно от 0,001 до 0,3 мм и к типу 3 - твердые частицы без видимых полостей.
Отношение количества частиц с одной полостью (тип 1) к количеству частиц с несколькими полостями (тип 2) предпочтительно составляет менее 0,7, более предпочтительно - менее 0,5, наиболее предпочтительно - менее 0,4. Меньшие значения отношения коррелируются с большими насыпными плотностями.
Водопоглощающие полимерные частицы, которые получают согласно способу по данному изобретению, имеют содержание влаги предпочтительно от 0,5 до 15 мас.%, более предпочтительно - от 3 до 12 мас.%, наиболее предпочтительно - от 5 до 10 мас.%.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения остаточное содержание не прореагировавшего мономера в частицах водопоглощающего полимера уменьшают путем последующей термообработки с применением водяного пара с повышенной температурой. Эта последующая термообработка может проводиться после того, как водопоглощающие полимерные частицы покинули реакционную камеру. Водопоглощающие полимерные частицы также могут необязательно храниться в буферном бункере до последующей термообработки или после нее. Особенно предпочтительные водопоглощающие полимерные частицы имеют остаточное содержание мономера не более 2000 частей на миллион, как правило - не более 1000 частей на миллион, предпочтительно - менее 700 частей на миллион, более предпочтительно - от 0 до 500 частей на миллион, наиболее предпочтительно - от 50 до 400 частей на миллион.
Водопоглощающие полимерные частицы, которые получают согласно способу по данному изобретению, имеют показатель удержания в центрифуге (CRC), как правило, по меньшей мере 20 г/г, предпочтительно - по меньшей мере 25 г/г, предпочтительно -' по меньшей мере 28 г/г, более предпочтительно - по меньшей мере 30 г/г, наиболее предпочтительно - по меньшей мере 32 г/г. Показатель удержания в центрифуге (CRC) водопоглощающих полимерных частиц, как правило, меньше 60 г/г.
2
Водопоглощающие полимерные частицы, которые получают согласно способу по данному изобретению, имеют показатель абсорбции при нагрузке 49,2 г/см (AUHL), как правило, по меньшей мере 15 г/г, предпочтительно - по меньшей мере 16 г/г, предпочтительно - по меньшей мере 20 г/г, более предпочтительно - по меньшей мере 23 г/г, наиболее предпочтительно - по меньшей мере 25 г/г и, как правило, не больше 50 г/г.
-7
3
-7
3
-7
3
-7
3
-7
3
-7
3
-7
3
Водопоглощающие полимерные частицы, которые получают согласно способу по данному изобретению, имеют проводимость потока солевого раствора (SFC), как правило, не меньше 10×10 смс/г, обычно - не меньше 20×10 смс/г, предпочтительно - не меньше 50×10 смс/г, предпочтительно - не меньше 80×10 смс/г, более предпочтительно - не меньше 120×10смс/г, наиболее предпочтительно - не меньше 150×10 смс/г и, как правило, не больше 300×10смс/г.
Водопоглощающие полимерные частицы, которые получают согласно способу по данному изобретению, имеют проницаемость гелевого слоя при свободном набухании (GBP), как правило, по меньшей мере 5 дарси, обычно - по меньшей мере 10 дарси, предпочтительно - по меньшей мере 20 дарси, предпочтительно - по меньшей мере 30 дарси, более предпочтительно - по меньшей мере 40 дарси, наиболее предпочтительно - по меньшей мере 50 дарси и, как правило, не больше 250 дарси.
-7
3
-7
3
-7
3
-7
3
Предпочтительными частицами водопоглощающего полимера являются частицы полимера, имеющие показатель удержания в центрифуге (CRC) не менее 30 г/г, предпочтительно - не менее 32 г/г, более предпочтительно - не менее 33 г/г, наиболее предпочтительно - не менее 34 г/г, показатель абсорбции при высокой нагрузке (AUHL) не менее 20 г/г, предпочтительно - не менее 22 г/г, более предпочтительно - не менее 24 г/г, наиболее предпочтительно - не менее 25 г/г, проводимость потока солевого раствора (SFC) не менее 10×10 смс/г, предпочтительно - не менее 12×10 смс/г, более предпочтительно - не менее 14×10 смс/г, наиболее предпочтительно - не менее 15×10смс/г.
-7
3
-7
3
-7
3
-7
3
Также предпочтительными частицами водопоглощающего полимера являются частицы полимера, имеющие показатель удержания в центрифуге (CRC) не менее 20 г/г, предпочтительно - не менее 24 г/г, более предпочтительно - не менее 26 г/г, наиболее предпочтительно - не менее 28 г/г, показатель абсорбции при высокой нагрузке (AUHL) не менее 15 г/г, предпочтительно - не менее 17 г/г, более предпочтительно - не менее 19 г/г, наиболее предпочтительно - не менее 20 г/г, проводимость потока солевого раствора (SFC) не менее 80×10 смс/г, предпочтительно - не менее 110×10 смс/г, более предпочтительно - не менее 130×10 смс/г, наиболее предпочтительно - не менее 150×10 смс/г.
-7
3
-7
3
-7
3
-7
3
Также предпочтительными частицами водопоглощающего полимера являются частицы полимера, имеющие показатель удержания в центрифуге (CRC) не менее 30 г/г, предпочтительно - не менее 31 г/г, более предпочтительно -не менее 32 г/г, наиболее предпочтительно - не менее 33 г/г, показатель абсорбции при высокой нагрузке (AUHL) не менее 16 г/г, предпочтительно - не менее 19 г/г, более предпочтительно - не менее 21 г/г, наиболее предпочтительно - не менее 23 г/г, проводимость потока солевого раствора (SFC) не менее 20×10 смс/г, предпочтительно - не менее 30×10 смс/г, более предпочтительно - не менее 35×10 смс/г, наиболее предпочтительно - не менее 40×10 смс/г.
Водопоглощающие полимерные частицы согласно изобретению имеют улучшенные характеристики механической стабильности и узкое распределение размеров малых частиц. Кроме того, водопоглощающие полимерные частицы согласно изобретению обладают лучшими характеристиками пригодности к обработке, пониженной тенденцией к сегрегации, меньшими отклонениями в эксплуатационных качествах в зависимости от размера частиц, уменьшенными потерями проницаемости (SFC или GBP) и абсорбции при высокой нагрузке (AUHL) под действием механических напряжений, а также пониженным пылеобразованием, вызванным истиранием.
Водопоглощающие полимерные частицы согласно изобретению могут быть смешаны с другими частицами водопоглощающего полимера, полученными иными способами, например, путем полимеризации в растворе.
С. Абсорбирующие жидкость изделия
Абсорбирующее жидкость изделие включает:
(A) верхний проницаемый для жидкости слой
(B) нижний непроницаемый для жидкости слой
(C) абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), включающую
от 5 до 90 мас.% волокнистого материала и от 10 до 95 мас.% водопоглощающих полимерных частиц;
предпочтительно - от 20 до 80 мас.% волокнистого материала и от 20 до 80 мас.% водопоглощающих полимерных частиц;
более предпочтительно - от 30 до 75 мас.% волокнистого материала и от 25 до 70 мас.% водопоглощающих полимерных частиц;
наиболее предпочтительно - от 40 до 70 мас.% волокнистого материала и от 30 до 60 мас.% водопоглощающих полимерных частиц;
(D) необязательный принимающий-распределяющий слой между (А) и (С), включающий
от 80 до 100 мас.% волокнистого материала и от 0 до 20 мас.% водопоглощающих полимерных частиц;
предпочтительно - от 85 до 99,9 мас.% волокнистого материала и от 0,01 до 15 мас.% водопоглощающих полимерных частиц;
более предпочтительно - от 90 до 99,5 мас.% волокнистого материала и от 0,5 до 10 мас.% водопоглощающих полимерных частиц;
наиболее предпочтительно - от 95 до 99 мас.% волокнистого материала и от 1 до 5 мас.% водопоглощающих полимерных частиц;
(E) необязательный слой ткани, расположенный непосредственно над и/или под (С); и
(F) другие необязательные компоненты.
Под абсорбирующими жидкость изделиями понимают, например, прокладки на случай недержания мочи, специальные трусы на случай недержания для взрослых и подгузники для детей. Подходящие абсорбирующие жидкость изделия включают абсорбирующие жидкость композиции, содержащие волокнистые материалы и, необязательно, водопоглощающие полимерные частицы с образованием волокнистого полотна или матриц для подложек, слоев, листов и/или абсорбирующей жидкость сердцевины.
Подходящие абсорбирующие жидкость изделия состоят из нескольких слоев, отдельные элементы которых должны предпочтительно иметь определенный функциональный параметр, такой как сухость - для верхнего проницаемого для жидкости слоя, проницаемость для паров без сквозного смачивания - для нижнего непроницаемого для жидкости слоя, также гибкая, проницаемая для паров и тонкая абсорбирующая жидкость сердцевина, обеспечивающая быстрое впитывание и способная удерживать большие количества жидкостей организма, а также принимающий-распределяющий слой между верхним слоем и сердцевиной, выполняющий функции транспортировки и распределения вышедших из организма жидкостей. Эти отдельные элементы сочетаются таким образом, чтобы полученное в результате абсорбирующее жидкость изделие отвечало общим критериям, таким как гибкость, проницаемость для водяного пара, сухость, удобство ношения и защита - с одной стороны, и удержание жидкости, повторное смачивание и предотвращение сквозного намокания - с другой стороны. Определенное сочетание этих слоев позволяет получить абсорбирующее жидкость изделие, обеспечивающее как высокий уровень защиты, так и высокий уровень комфорта для потребителя.
Проницаемый для жидкости слой (А)
Проницаемый для жидкости слой (А) - это слой, пребывающий в непосредственном контакте с кожей. Таким образом, проницаемый для жидкости слой предпочтительно является гибким, мягким на ощупь и не оказывающим раздражающего действия на кожу пользователя. В целом, термин "проницаемый для жидкости" означает, что жидкости, т.е. жидкости организма, такие как моча, менструальные выделения и/или влагалищные выделения, могут легко проникать сквозь толщу. Основная функция проницаемого для жидкости слоя состоит в получении и транспортировке жидкостей организма от пользователя к абсорбирующей жидкость сердцевине. Обычно проницаемые для жидкости слои формируются из любых материалов, известных в данной области техники, таких как нетканый материал, пленки или их сочетаний. Подходящие проницаемые для жидкости слои (А) состоят из обычных синтетических или полусинтетических волокон или двухкомпонентных волокон или пленок из полиэфира, полиолефинов, вискозы или натуральных волокон или любого их сочетания. В случае нетканых материалов волокна, как правило, должны быть связаны связующими веществами, такими как полиакрилаты. Кроме того, проницаемый для жидкости слой может содержать упругие композиции, имеющие эластичные свойства, обеспечивающие возможность растяжения в одном или двух направлениях.
Подходящие синтетические волокна изготавливают из поливинилхлорида, поливинилфторида, политетрафторэтилена, поливинилиденхлорида, полиакрила, поливинилацетата, полиэтилвинилацетата, нерастворимого или растворимого поливинилового спирта, полиолефинов, таких как полиэтилен, полипропилен, полиамиды, полиэфиры, полиуретаны, полистиролы и т.п.
Примерами пленок являются формованные термопластичные пленки с отверстиями, полимерные пленки с отверстиями, гидроформованные термопластичные пленки, сетчатые термопластичные пленки, пористые пены, сетчатые пены и термопластичные сетки.
Примеры подходящих модифицированных или не модифицированных натуральных волокон включают: хлопок, жмых, ость, лен, шелк, шерсть, древесную массу, химически модифицированную древесную массу, джут, вискозу, этилцеллюлозу и ацетат целлюлозы.
Подходящие древесные волокна могут быть получены с помощью химических процессов, таких как крафт-обработка и обработка сульфитами, а также от механических процессов, таких как измельчение древесины, рафинирующая механическая, термомеханическая, химико-механическая и химико-термомеханическая обработка древесной массы. Кроме того, могут использоваться переработанные древесные волокна, отбеленные, неотбеленные, не содержащие элементарного хлора (ECF) или совершенно не содержащие хлора (TCF) древесные волокна.
Волокнистый материал может включать только натуральные волокна, синтетические волокна или любое их сочетание. Предпочтительными материалами являются полиэфир, вискоза и их смеси, полиэтилен, полипропилен.
Волокнистый материал, как компонент абсорбирующих жидкость композиций, может быть гидрофильным, гидрофобным или может быть сочетанием гидрофильных и гидрофобных волокон. Определение понятия "гидрофильный" приведено в разделе "Определения" выше. Выбор соотношения гидрофильности/гидрофобности и, соответственно, количества гидрофильных и гидрофобных волокон в абсорбирующей жидкость композиции будет зависеть от свойств обработки жидкости и количества водопоглощающих полимерных частиц в полученной абсорбирующей жидкость композиции. Такое использование гидрофобных волокон является предпочтительным, если абсорбирующая жидкость композиция прилегает к пользователю абсорбирующего жидкость изделия, в качестве частичной или полной замены верхнего проницаемого для жидкости слоя. Предпочтительно использовать для этого гидрофобные нетканые материалы. Гидрофобные волокна могут также быть часть нижнего дышащего, но непроницаемого для жидкости слоя, выполняя в нем роль непроницаемого для жидкости барьера.
Примерами гидрофильных волокон являются целлюлозные волокна, волокна модифицированной целлюлозы, вискоза, полиэфирные волокна, такие как полиэтилентерефталат, гидрофильный нейлон и т.п. Гидрофильные волокна могут быть также получены из гидрофобных волокон, прошедших гидрофилизацию, например, путем поверхностной обработки или обработки кремнеземом. Таким образом, могут использоваться гидрофильные термопластичные волокна, полученные из полиолефинов, таких как полипропилен, полиамиды, полистиролы и т.п., прошедшие обработку поверхности или обработку кремнеземом.
Для повышения прочности и целостности верхнего слоя волокна, как правило, должны иметь точки связывания, которые выступают в качестве поперечных связей между волокнами в слое.
Технологии удержания волокон в полотне - механическое связывание, термосвязывание и химическое связывание. В процессе механического связывания волокна переплетаются механически, например, с помощью струй воды (спанлейс), чтобы обеспечить целостность полотна. Термосвязывание осуществляется путем повышения температуры в присутствии легкоплавких полимеров. Примерами процессов термосвязывания являются фильерный способ и связывание с применением смол.
Предпочтительными средствами повышения целостности являются: термосвязывание, связывание с использованием фильерного способа, связывание с применением смол, высокоскоростного потока воздуха и/или воды.
В случае термосвязывания к волокнам добавляют термопластичный материал. После термообработки по меньшей мере часть этого термопластичного материала плавится и перемещается в места пересечения волокон под действием капиллярных эффектов. Эти пересечения затвердевают с образованием точек связывания после охлаждения и повышают целостность волокнистой матрицы. Кроме того, в случае химически усиленных целлюлозных волокон плавление и перемещение термопластичного материала влечет за собой увеличение размера пор получаемого в результате волокнистого слоя, сохраняя при этом его плотность и базовую массу. После смачивания структура и целостность слоя остается стабильной. Таким образом, добавление термопластичного материала приводит к повышению проницаемости для выделяемых телом жидкостей, а значит - улучшению свойств принятия жидкостей.
Подходящие термопластичные материалы включают полиолефины, такие как полиэтилен и полипропилен, полиэфиры, сополиэфиры, поливинилацетат, полиэтилвинилацетат, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, полиакрилы, полиамиды, сополиамиды, полистиролы, полиуретаны и сополимеры любых из указанных полимеров.
Подходящие термопластичные волокна могут быть изготовлены из одного полимера. В этом случае получают однокомпонентные волокна. В альтернативном варианте они могут быть изготовлены из нескольких полимеров, т.е. двухкомпонентные или многокомпонентные волокна. Термин "двухкомпонентные волокна" означает термопластичные волокна, включающие волокно-сердцевину, выполненное из материала, отличного от материала оболочки. Обычно оба материала волокна имеют различную температуру плавления, причем, как правило, оболочка плавится при более низких температурах. Двухкомпонентные волокна могут быть концентрическими или эксцентрическими, в зависимости от того, является ли толщина оболочки равномерной или неравномерной по площади поперечного сечения двухкомпонентного волокна. Преимущество отдается эксцентричным двухкомпонентным волокнам, обладающим более высокой прочностью на сжатие при более низкой толщине волокна. Кроме того, двухкомпонентные волокна могут быть "не изогнутыми" (разгибающимися) или "изогнутыми" (сгибающимися), а также обладать различной степенью смазывания поверхности.
Примеры двухкомпонентных волокон включают следующие сочетания полимеров: полиэтилен/полипропилен, полиэтилвинилацетат/полипропилен, полиэтилен/полиэфир, полипропилен/полиэфир, сополиэфир/полиэфир и т.п.
Подходящие термопластичные материалы имеют температуру плавления ниже температуры, при которой волокна слоя могут быть повреждены, но не ниже температуры, при которой обычно хранятся абсорбирующие жидкость изделия. Предпочтительно температура плавления составляет от 75°С до 175°С. Типичная длина термопластичных волокон составляет от около 0,4 до 6 см, предпочтительно - от около 0,5 до 1 см. Диаметр термопластичных волокон определяется в денье (грамм на 9000 метров) или дтекс (грамм на 10 000 метров). Типичные термопластичные волокна имеют показатель дтекс в диапазоне от около 1,2 до 20, предпочтительно - от около 1,4 до 10.
Еще одним средством повышения целостности абсорбирующей жидкость композиции является использование фильерного способа. Технология производства волокнистых слоев с помощью фильерного способа основана на превращении непосредственно полимерных гранул в непрерывные нити, после чего изготавливают волокнистый слой.
Изготовленные фильерным способом ткани производят путем нанесения экструдированных, крученых волокон на движущуюся ленту равномерным и случайным образом с последующим термосвязыванием волокон. Волокна разделяют в процессе укладки полотна, используя воздушные струи. Связи между волокнами формируются путем применения нагретых роликов и игл к частично расплавленному полимеру и сплавления волокон между собой. Поскольку молекулярная ориентация увеличивает температуру плавления, в качестве волокон для термосвязывания могут использоваться волокна, которые не были сильно вытянуты. Полиэтилен или случайные сополимеры этилена/пропилена используются в качестве участков связывания с низкой температурой плавления.
Помимо фильерного способа к методам термосвязывания также относится связывание с использованием смолы. В этой технологии для формирования участков связывания используют специальные клеи на основе, например, эпоксидной смолы, полиуретана и акрила, которые добавляют в волокнистый материал, а полученную матрицу подвергают термообработке. Таким образом, полотно соединено смолой, и/или термопластичные смолы диспергированы в волокнистом материале.
В качестве еще одной технологии термосвязывания может использоваться связывание с продувкой воздухом, при котором горячий воздух воздействует на поверхность волокнистой ткани. Горячий воздух циркулирует непосредственно, над волокнистой тканью, но не подается под давлением сквозь волокнистую ткань. Участки связывания формируются путем добавления связующих веществ. Подходящие связующие вещества, используемые при термосвязывании с продувкой воздухом, включают кристаллические связующие волокна, двухкомпонентные связующие волокна и порошки. При использовании кристаллических связующих волокон или порошков связующее вещество полностью расплавляется и образует капли расплава по всему поперечному сечению нетканого полотна. Связывание происходит в этих точках при охлаждении. В случае использования связующих волокон оболочки/сердцевины оболочка играет роль связующего волокна, а сердцевина - несущего волокна. Продукты, изготавливаемые с использованием печей с продувкой воздухом, обычно оказываются крупными, открытыми, мягкими, прочными, растягиваемыми, дышащими и абсорбирующими. Связывание путем продувки воздухом с последующим немедленным холодным каландрованием обеспечивает разницу в толщине между продуктом, полученным каландрованием горячим роликом, и продуктом сшивания путем подачи воздуха без сжатия. Даже после холодного каландрования этот продукт является более мягким, более гибким и более растягиваемым, материал, обработанный горячим каландрированием для связывания.
Спанлейсинг ("гидроперепутывание") является еще одним способом повышения целостности полотна. Сформированное полотно из свободных волокон (обычно уложенных воздухом или влагой) сначала уплотняется и предварительно смачивается для устранения воздушных пробок. В технологии спанлейсинга используются несколько рядов тонких высокоскоростных струй воды, которые ударяют по полотну на пористой ленте или перемещающейся или фасонной сетке, так что волокна запутываются друг за друга, образуя узлы. Давление воды обычно увеличивается от первого до последнего инжектора. Для направления струи воды на полотно используются давления порядка 150 бар. Это давление является достаточным для большинства нетканых волокон, хотя в специальных применениях используются более высокое давления.
Процесс спанлейсинга представляет собой систему производства нетканых материалов, в которой используются струи воды, чтобы запутать волокна и, таким образом, обеспечить целостность ткани. Мягкость, драпировка, легкость изменения формы, а также сравнительно высокая прочность являются основными характеристиками нетканого материала, полученного методом спанлейсинга.
В новейших исследованиях указаны преимущества некоторых структурных особенностей получаемых проницаемых для жидкости слоев. Например, толщина слоя очень важна и влияет вместе со своим измерением х-у на характеристики принятия-распределения слоя. При наличии других встроенных профилированных структур направление принятия и распределения может определяться в зависимости от трехмерной структуры слоя. Таким образом, в качестве проницаемого для жидкости слоя предпочтительным является 3D-полиэтилен.
Таким образом, подходящими проницаемыми для жидкости слоями (А) являются нетканые слои, изготовленные из указанных выше волокон с использованием термосвязывания, фильерного способа, связывания с помощью смол и с использованием продувки воздухом. Другими подходящими проницаемыми для жидкости слоями являются слои 3D-полиэтилена и слои, полученные способом спанлейсинга.
Предпочтительные 3D-полиэтиленовые и спанлейсинговые слои имеют базовую массу от 12 до 22 г/кв.м.
Обычно проницаемые для жидкости слои (А) простираются по всей или части абсорбирующей жидкость структуры и могут проходить до и/или являются частью всех предпочтительных боковых клапанов, боковых элементов обертки, крыльев и ушек.
Непроницаемый для жидкости слой (В)
Непроницаемый для жидкости слой (В) предотвращает проникновение экссудатов, которые впитала и удерживает абсорбирующая жидкость сердцевина, на изделия, пребывающие в контакте с абсорбирующим воду изделием, например, простыни, брюки, пижамы и нижнее белье. Таким образом, непроницаемый для жидкости слой (В) может включать тканый или нетканый материал, полимерные пленки, такие как термопластичная пленка из полиэтилена или полипропилена, или композитные материалы, такие как покрытый пленкой нетканый материал.
Подходящие непроницаемые для жидкости слои включают нетканые материалы, пластмассы и/или ламинаты из пластмассы и нетканых материалов. Пластмассы и/или ламинаты из пластмассы и нетканых материалов могут обладать соответствующими "дышащими" свойствами, что означает, что пары могут проникать из абсорбирующего жидкость материала через непроницаемый для жидкости слой (В). Таким образом, непроницаемый для жидкости слой должен иметь определенный показатель пропускания водяного пара и, в то же время, уровень непроницаемости. Чтобы объединить эти характеристики, подходящие непроницаемые для жидкости слои включают по меньшей мере два слоя, например, ламинаты из волокнистого нетканого материала с заданной базовой массой и размером пор и непрерывной трехмерной пленки, например, из поливинилового спирта, в качестве второго слоя с заданной толщиной и, необязательно, с пористой структурой. Такой ламинат действует как барьер и не осуществляет транспортировку жидкости или не промокает насквозь. Таким образом, подходящие непроницаемые для жидкости слои содержат по меньшей мере первый дышащий слой пористого полотна, представляющего собой волокнистый нетканый материал, например, композитного полотна из нетканого материала, полученного аэродинамическим способом из расплава, или нетканого материала, полученного фильерным способом, изготовленных из синтетических волокон, и по меньшей мере второй слой эластичного трехмерного полотна, состоящего из непроницаемой для жидкости полимерной пленки, например, пластмасс, необязательно имеющих поры, действующих в качестве капилляров, которые предпочтительно не перпендикулярны плоскости пленки, а расположены под углом менее 90° по отношению к плоскости пленки.
Подходящие непроницаемые для жидкости слои проницаемы для пара. Предпочтительно, непроницаемый для жидкости слой изготовлен из паропроницаемого материала, имеющего показатель проницаемости для водяного пара (WVTR) не менее около 100 г/кв.м за 24 часа, предпочтительно - не менее около 250 г/кв.м за 24 часа и наиболее предпочтительно - не менее около 500 г/кв.м за 24 часа.
Предпочтительно, чтобы непроницаемый для жидкости слой (В) был изготовлен из нетканых материалов с содержанием гидрофобных материалов, например, из синтетических волокон или непроницаемой для жидкости полимерной пленки, включающей пластмассы, например полиэтилен. Толщина непроницаемого для жидкости слоя предпочтительно составляет от 15 до 30 мкм.
Кроме того, непроницаемый для жидкости слой (В) предпочтительно изготавливают из ламината нетканого материала и пластмасс, содержащего нетканый материал с плотностью от 12 до 15 г/кв.м и слой полиэтилена толщиной от около 10 до 20 мкм.
Обычно непроницаемый для жидкости слой (В) простирается по всей или части абсорбирующей жидкость структуры и могут проходить до и/или являются частью всех предпочтительных боковых клапанов, боковых элементов обертки, крыльев и ушек.
Абсорбирующая жидкость сердцевина (С)
Абсорбирующая жидкость сердцевина (С) располагается между верхним проницаемым для жидкости слоем (А) и нижним непроницаемым для жидкости слоем (В). Подходящие абсорбирующие жидкость сердцевины (С) могут быть выбраны из любых известных из уровня техники систем абсорбирующих жидкость сердцевин при условии соответствия требованиям паропроницаемости, гибкости и толщины. Подходящими абсорбирующими жидкость сердцевинами являются любые абсорбирующие жидкость композиции, основная функция которых заключается в принятии, транспортировке, распространении, впитывании, хранении и удержании выделившихся жидкостей организма.
2
2
2
Верхняя площадь абсорбирующей жидкость сердцевины (С) предпочтительно составляет не менее 200 см, более предпочтительно - не менее 250 см, наиболее предпочтительно - не менее 300 см. Верхняя площадь - это часть сердцевины, которая соприкасается с верхним проницаемым для жидкости слоем.
В соответствии с настоящим изобретением абсорбирующая жидкость сердцевина может включать следующие компоненты:
1) необязательное покрытие для сердцевины
2) слой для хранения жидкости
3) необязательный отсеивающий слой
1. Необязательное покрытие для сердцевины
В целях повышения целостности абсорбирующей жидкость сердцевины используется покрытие для сердцевины. Это покрытие может располагаться сверху и/или снизу относительно абсорбирующей жидкость сердцевины. Кроме того, это покрытие может включать всю абсорбирующую жидкость сердцевину с единым листом материала и, таким образом, функционировать в качестве обертки. Обертывание может быть полным, частичным или С-образным.
Материал покрытия для сердцевины может включать любой известный тип подложки, в том числе полотна, одежду, текстиль, пленки, ткани и ламинаты из двух или более субстратов или полотен. Материал покрытия для сердцевины может состоять из натуральных волокон, таких как целлюлоза, хлопок, грубый лен, лен, пенька, шерсть, шелк, мех, волос и встречающихся в природе минеральных волокон. Материал покрытия для сердцевины может также содержать синтетические волокна, такие как вискоза и лиоцелл (производные целлюлозы), полисахариды (крахмал), полиолефиновые волокна (полипропилен, полиэтилен), полиамиды, полиэфир, бутадиен-стирольные блок-сополимеры, полиуретан и их сочетания. Предпочтительно, материал покрытия для сердцевины содержит синтетические волокна или ткань.
Волокна могут быть моно- или мультикомпонентными. Многокомпонентные волокна могут включать гомополимер, сополимер или их смеси.
2. Слой для хранения жидкости
Абсорбирующие жидкость композиции, входящие в состав абсорбирующей жидкость сердцевины, включают волокнистые материалы и водопоглощающие полимерные частицы.
Волокна, используемые в настоящем изобретении, включают натуральные волокна и синтетические волокна. Примеры подходящих модифицированных или не модифицированных натуральных волокон приведены в разделе "Проницаемый для жидкости слой (А)" выше. Из них предпочтительными являются волокна из древесной массы.
Примеры подходящих синтетических волокон приведены в разделе "Проницаемый для жидкости слой (А)" выше. Волокнистый материал может включать только натуральные волокна, синтетические волокна или любое их сочетание.
Волокнистый материал, как компонент абсорбирующих жидкость композиций, может быть гидрофильным, гидрофобным или может быть сочетанием гидрофильных и гидрофобных волокон.
Обычно гидрофильные волокна являются предпочтительными для использования в абсорбирующей жидкость сердцевине, расположенной между верхним слоем (А) и нижним слоем (В). Это особенно относится к абсорбирующим жидкость композициям, которые должны быстро принимать, передавать и распределять выделившиеся из организма жидкости в другие участки абсорбирующей жидкость композиции или абсорбирующей жидкость сердцевины. Использование гидрофильных волокон является особенно предпочтительным для абсорбирующих жидкость композиций, содержащих водопоглощающие полимерные частицы.
Примеры гидрофильных волокон приведены в разделе "Проницаемый для жидкости слой (А)" выше. Желательно, чтобы абсорбирующая жидкость сердцевина была изготовлена из ацетата вискозы, полиэфира и/или полипропилена.
Волокнистый материал абсорбирующей жидкость сердцевины может быть равномерно смешан с образованием однородной или неоднородной абсорбирующей жидкость сердцевины. Кроме того, волокнистый материал может концентрироваться или укладываться отдельными слоями, необязательно содержащими водопоглощающий полимерный материал. Подходящие слои для хранения в абсорбирующей жидкость сердцевине включают однородные смеси волокнистых материалов, содержащих водопоглощающий полимерный материал. Подходящие слои для хранения абсорбирующей жидкость сердцевины включают слоистую систему сердцевины, которая включает однородные смеси волокнистых материалов и включает водопоглощающий полимерный материал, причем каждый из слоев может быть изготовлен из любого волокнистого материала с использованием известных в данной области методов. Последовательность слоев может быть выбрана таким образом, чтобы достигнуть желаемых результатов впитывания, распределения и перемещения жидкости, в зависимости от количества и распределения введенного абсорбирующего жидкость материала, например, частиц водопоглощающего полимера. Предпочтительным является наличие дискретных зон самой высокой степени поглощения или удержания в слое для хранения в абсорбирующей жидкость сердцевине, так что образованные слои или неоднородные смеси волокнистого материала выступают в качестве матрицы для включения водопоглощающих полимерных частиц. Эти зоны могут простираться по всей площади абсорбирующей жидкость сердцевины или могут составлять лишь части ее.
Подходящие абсорбирующие жидкость сердцевины включают волокнистый материал и абсорбирующий жидкость материал. Подходящим является любой абсорбирующий жидкость материал, способный поглощать и удерживать жидкости или экссудаты организма, такой как целлюлозная вата, модифицированная и не модифицированная целлюлоза, сшитая целлюлоза, ламинаты, композиционные материалы, поглощающие жидкость пены, материалы, описанные в разделе "Проницаемый для жидкости слой (А)" выше, водопоглощающие полимерные частицы и их сочетания.
Как правило, абсорбирующие жидкость сердцевины могут содержать один тип водопоглощающих полимерных частиц или могут содержать частицы водопоглощающих полимеров, полученных из различных видов водопоглощающих полимерных материалов. Таким образом, можно добавлять водопоглощающие полимерные частицы одного вида полимерного материала или смеси частиц водопоглощающих полимеров из различных видов полимерных материалов, например, смесь обычных водопоглощающих полимерных частиц, полученных путем полимеризации геля, с частицами водопоглощающего полимера, полученными путем капельной полимеризации. Альтернативно, можно добавить водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем обратной суспензионной полимеризации.
В качестве альтернативы можно смешивать водопоглощающие полимерные частицы, обладающие различными свойствами. Таким образом, абсорбирующая жидкость сердцевина может содержать водопоглощающие полимерные частицы с одинаковой величиной рН, или она может содержать водопоглощающие полимерные частицы с различными значениями рН, например, двух- или более компонентные смеси водопоглощающих полимерных частиц с рН в диапазоне от 4,0 до 7,0. Предпочтительно применяют смеси, полученные из смесей водопоглощающих полимерных частиц, полученных в результате полимеризации геля или обратный суспензионной полимеризации с рН в диапазоне от 4,0 до 7,0, и водопоглощающих полимерных частиц, полученных в результате капельной полимеризации.
Подходящие абсорбирующие жидкость сердцевины также изготовляют из свободно-волокнистых материалов путем добавления поглощающих жидкость частиц и/или волокон водопоглощающего полимера или их смесей. Волокна водопоглощающего полимера могут быть изготовлены из одного типа волокон водопоглощающего полимера или могут содержать волокна водопоглощающих полимеров, полученных из различных полимерных материалов. Добавление волокон водопоглощающего полимера может быть предпочтительным по сравнению с частицами водопоглощающего полимера с точки зрения простоты распределения и добавления в волокнистую структуру и способности оставаться на месте. Таким образом, снижается тенденция блокировки геля, вызванная контактом друг с другом. Кроме того, волокна водопоглощающего полимера являются более мягкими и гибкими.
В процессе изготовления абсорбирующей жидкость сердцевины водопоглощающие полимерные частицы и/или абсорбирующие жидкость волокна собираются вместе с формирующими структуру соединениями, такими как волокнистые матрицы. Таким образом, водопоглощающие полимерные частицы и/или абсорбирующие жидкость волокна могут быть добавлены в процессе формирования абсорбирующей жидкость сердцевины из отдельных волокон. Абсорбирующая жидкость сердцевина может быть получена путем смешивания водопоглощающих полимерных частиц и/или абсорбирующих жидкость волокон с волокнистыми материалами матрицы одновременно или путем добавления одного компонента в смесь двух или большего числа других компонентов одновременно или путем непрерывного добавления.
Подходящие абсорбирующие жидкость сердцевины содержат смеси водопоглощающих полимерных частиц и/ли абсорбирующих жидкость волокон и волокнистый материал, создающий матрицы для включения абсорбирующего жидкость материала. Такие смеси могут выполняться однородными, т.е. все компоненты перемешиваются с получением однородной структуры. Количество абсорбирующих жидкость материалов может быть равномерным по всей абсорбирующей жидкость сердцевины или может варьироваться, например, между центральным участком и дистальной областью, чтобы получить профилированную сердцевину в смысле концентрации абсорбирующего жидкость материала.
Способы внесения водопоглощающих полимерных материалов в абсорбирующую сердцевину известны специалистам в данной области и могут быть объемными, связанными с потерей веса или гравиметрическими. Известные методы включают применение вибрационных систем, одной или нескольких шнековых систем, дозирующего ролика, ленты конвейерных весов, объемных систем с псевдоожиженным слоем и гравитационных систем разбрызгивания и/или распыления. Другими способами введения являются пневматические системы попутного или противоположного нанесения падающих доз или метод вакуумной печати для нанесения абсорбирующих жидкость полимерных материалов
Подходящие абсорбирующие жидкость сердцевины могут также включать слои, сформированные в процессе изготовления абсорбирующего жидкость изделия. Слоистая структура может быть образована путем последующего создания различных слоев в z-направлении.
В альтернативном варианте структура сердцевины может быть сформирована из двух или большего числа предварительно сформированных слоев для получения слоистой абсорбирующей жидкость сердцевины. Слои могут иметь различную концентрацию водопоглощающего полимерного материала, имеющего концентрации в диапазоне от 10 до 95%. Эти однородные или различные слои могут быть прикреплены друг к другу на их прилегающих плоских поверхностях. В альтернативном варианте слои могут быть объединены с образованием множества камер, в которые отдельно включается водопоглощающий полимерный материал.
Подходящие предварительно сформованные слои являются обработанными, например, уложенными с помощью воздуха, воды, имеющие ламинатную или композитную структуру.
Кроме того, могут быть добавлены слои других материалов, например, слои вспененного материала с открытыми или закрытыми порами или перфорированные пленки. Сюда также включены ламинаты, состоящие из не менее двух слоев и содержащие указанный водопоглощающий полимерный материал.
Далее композитная структура может быть образована из несущего слоя (например, полимерной пленки), к которому прикрепляют водопоглощающий полимерный материал. Такое прикрепление может выполняться с одной стороны или с обеих сторон. Несущий слой может быть проницаемым или непроницаемым для жидкостей тела.
В альтернативном варианте можно добавить раствор мономера после формирования слоя или на несущий слой и полимеризовать раствор покрытия с использованием технологий УФ-индуцированной полимеризации. Таким образом, полимеризация "in situ" ("на месте") является еще одним методом нанесения водопоглощающих полимеров.
Таким образом, подходящие абсорбирующие жидкость сердцевины содержат от 5 до 90 мас.% волокнистого материала и от 10 до 95 мас.% водопоглощающих полимерных частиц; предпочтительно - от 20 до 80 мас.% волокнистого материала и от 20 до 80 мас.% водопоглощающих полимерных частиц; более предпочтительно - от 30 до 75 мас. % волокнистого материала и от 25 до 70 мас.% водопоглощающих полимерных частиц и наиболее предпочтительно - от 40 до 70 мас.% волокнистого материала и от 30 до 60 мас.% водопоглощающих полимерных частиц.
Количество водопоглощающих полимерных частиц и/или абсорбирующих жидкость волокон в абсорбирующей жидкость сердцевине составляет от 3 до 20 г, предпочтительно - от 6 до 14 г и от 8 до 12 г в случае подгузников большого размера, а в изделиях для взрослых, страдающих недержанием - до около 50 г.
Обычно абсорбирующие жидкость изделия включают по меньшей мере один верхний проницаемый для жидкости слой (А) по меньшей мере один нижний непроницаемый для жидкости слой (В) и по меньшей мере одну абсорбирующую жидкость сердцевину, расположенную между слоем (А) и слоем (В), помимо других дополнительных слоев. Для улучшения контроля за поглощением жидкостей организма и/или повышения гибкости соотношения в процентах по массе между частицами водопоглощающего полимера и волокнистой матрицей может быть полезно добавить одну или несколько дополнительных абсорбирующих жидкость сердцевин. Добавление второй абсорбирующей жидкость сердцевины к первой абсорбирующей жидкость сердцевине дает больше возможностей в смысле перемещения и распределения жидкости организма. При этом могут удерживаться большие количества выделяемых организмом жидкостей. Имея возможность объединения нескольких слоев, имеющих разные концентрации и содержание водопоглощающего полимера, можно уменьшить толщину абсорбирующего жидкость изделия до минимума, даже при наличии нескольких абсорбирующих жидкость сердцевин.
Подходящие абсорбирующие жидкость сердцевины могут быть выполнены из любого материала, известного в данной области и предназначенного для принятия, транспортировки и удержания выделившихся жидкостей организма. Технология производства также может быть любой из известных из уровня техники. Предпочтительные технологии включают нанесение раствора мономера на транспортируемую волокнистую матрицу и проведение полимеризации, известной как технология in-situ (на месте), и производство уложенных с помощью воздуха композитов.
Подходящие абсорбирующие жидкость изделия включают системы с одной или несколькими сердцевинами в любом сочетании с другими слоями, которые обычно присутствуют в абсорбирующих жидкость изделиях. Предпочтительные абсорбирующие жидкость изделия включает системы с одной или двумя сердцевинами; наиболее предпочтительные абсорбирующие жидкость изделия включает одну абсорбирующую жидкость сердцевину.
Абсорбирующая жидкость сердцевина обычно имеет равномерный размер или профиль. Подходящие абсорбирующие жидкость сердцевины также могут иметь профилированные структуры в смысле формы сердцевины и/или содержания водопоглощающих полимерных частиц и/или распределения водопоглощающих полимерных частиц и/или размеров различных слоев в случае, если абсорбирующая жидкость сердцевина содержит слои.
Известны абсорбирующие сердцевины, обеспечивающие хорошую иммобилизацию влаги путем объединения нескольких слоев, например, слоя субстрата, слоев водопоглощающего полимера и слоев термопластичного материала. Подходящие абсорбирующие сердцевины могут также включать ткань или тканевые ламинаты. Из уровня известны одно- или двухслойные тканевые ламинаты, формируемые путем складывания ткани или тканевого ламината в несколько слоев.
Эти слои или результаты складывания предпочтительно соединены между собой, например, путем добавления клеев или механического, термического или ультразвукового соединения или их сочетаний. Водопоглощающие полимерные частицы могут содержаться в отдельных слоях или между ними, например, путем формирования отдельных слоев водопоглощающего полимера.
Таким образом, в зависимости от количества слоев или высоты объемной сердцевины, будет определяться полученная в результате толщина абсорбирующей жидкость сердцевины. Таким образом, абсорбирующие жидкость сердцевины могут быть плоскими, как один слой (плоский), или могут иметь трехмерный профиль.
В целом, верхний проницаемый для жидкости слой (А) и нижний непроницаемый для жидкости слой (В) могут быть формы и размеры в соответствии с требованиями различных типов абсорбирующих жидкость изделий, а также в соответствии с размерами пользователей этих изделий. Таким образом, сочетание верхнего проницаемого для жидкости слоя и нижнего непроницаемого для жидкости слоя может иметь любые размеры или формы, известные из уровня техники. Подходящие сочетания имеют форму песочных часов, прямоугольную, трапециевидную форму, Т-образную или двойную Т-образную форму или соответствующие анатомическим особенностям размеры.
Абсорбирующая жидкость сердцевина может содержать дополнительные добавки, обычно присутствующие в абсорбирующих жидкость изделиях, известных из уровня техники. Примерами добавок являются волокна для укрепления и стабилизации абсорбирующей жидкость сердцевины. Для укрепления абсорбирующей жидкость сердцевины предпочтительно используют полиэтилен.
Другими подходящими стабилизаторами для укрепления абсорбирующей жидкость сердцевины являются материалы, действующие в качестве связующего.
Путем использования различных видов связующего материала или количества используемого связующего материала на разных участках абсорбирующей жидкость сердцевины можно получить профилированную стабилизацию. Например, различные связывающие материалы, имеющие разные температуры плавления, могут использоваться на участках абсорбирующей жидкость сердцевины, например, материал с более низкой температурой плавления на центральном участке сердцевины и материал с более высокой температурой плавления - на дистальных участках. Подходящие связующие материалы могут быть адгезивными или не адгезивными волокнами, непрерывно или периодически экструдируемыми волокнами, двухкомпонентными штапельными волокнами, неэластомерными волокнами и распыляемым жидким связующим веществом или любым сочетанием этих связующих материалов.
Кроме того, термопластичные композиции обычно добавляют для увеличения целостности слоя сердцевины. Термопластичные композиции могут содержать один тип термопластичных полимеров или смесь термопластичных полимеров. Кроме того, термопластичная композиция может содержать клей-расплав, содержащий по меньшей мере один термопластичный полимер вместе с термопластичными разбавителями, такими как вещества, повышающие клейкость, пластификаторы или другие добавки, например антиоксиданты. Термопластичная композиция может дополнительно содержать чувствительные к давлению клеи-расплавы, включающие, например, кристаллический полипропилен и аморфный полиальфаолефин или стирольный блок-сополимер или смесь восков.
п
Подходящие термопластичные полимеры являются стирольными блок-сополимерами, включающими А-В-А триблочные сегменты, А-В диблочные сегменты и (А-В) радиальные сегменты блок-сополимера. Буква А означает неэластомерные полимерные участки, например, полистирол, а В означает ненасыщенный сопряженный диен или его (частично) гидрогенизированную форму. Предпочтительно В включает изопрен, бутадиен, этилен/бутилен (гидрированный бутадиен), этилен/пропилен (гидрированный изопрен) и их смеси.
Другими подходящими термопластичными полимерами являются аморфные полиолефины, аморфные полиальфаолефины и металлоценовые полиолефины.
Для регулирования запаха могут необязательно добавляться парфюмерные вещества и/ли добавки для регулирования запаха. Подходящими добавками для регулирования запаха являются все известные из уровня техники вещества, уменьшающие запах, образующийся при ношении абсорбирующих жидкость изделий с течением времени. Таким образом, подходящими регулирующими запах добавками являются неорганические материалы, такие как цеолиты, активированный уголь, бентонит, диоксид кремния, аэросил, кизельгур, глины; хеланты, такие как этилендиаминтетрауксусная кислота (EDTA), циклодекстрины, аминополикарбоновые кислоты, этилендиаминтетраметиленфосфоновая кислота, аминофосфат, полифункциональные ароматы, N.N-диянтарная кислота.
Подходящими добавками для регулирования запаха еще являются антимикробные средства, такие как четвертичный аммоний, фенольные, амидные и нитросоединения и их смеси; бактерицидные вещества, такие как соли серебра, соли цинка, цетилпиридиния хлорид и/или триклозан, а также поверхностно-активные вещества, имеющие значение HLB (гидрофильно-липофильный баланс) менее 12.
2
8
3
5
Подходящими добавками для регулирования запаха еще являются соединения с ангидридными группами, такими как малеиновый, итаконовый, полималеиновый или полиитаконовый ангидрид, сополимеры малеиновой кислоты с С-С-олефинами или стиролом, полималеиновый ангидрид или сополимеры малеинового ангидрида с изобутаном, диизобутаном или стиролом, соединения с кислотными группами, такими как аскорбиновая, бензойная, лимонная, салициловая и сорбиновая кислоты и растворимые в жидкости полимеры из мономеров с кислотными группами, гомо- или сополимеры С-С мононенасыщенных карбоновых кислот.
Подходящими добавками для регулирования запаха еще являются парфюмерные вещества, такие как аллилкапроат, аллилциклогексанацетат, аллилциклогексанпропионат, аллилгептаноат, амилацетат, амилпропионат, анетол, аниксиновый альдегид, анизол, бензальдегид, бензилацетат, бензилацетон, бензиловый спирт, бензилбутират, бензилформиат, камфен, камфорная камедь, лаэво-карвеол, циннамилформиат, цис-жасмон, цитраль, цитронеллол и его производные, куминовый спирт и его производных, циклал С, диметилбензилкарбинол и его производные, диметилоктанол и его производные, эв-калиптол, производные геранила, лавандулилацетат, лигустрал, d-лимонен, линалоол, производные линалила, ментон и его производные, мирцен и его производные, нерал, нерол, р-крезол, р-цимол, оранжевые терпены, альфа-понен, 4-терпинеол, тимол и т.д.
В качестве добавок для регулирования запаха могут использоваться маскирующие средства. Маскирующие средства представляют собой парфюмерные вещества, находящиеся внутри материала, образующего твердые стенки. Предпочтительно, материал стенок содержит растворимую в жидкости ячеистую матрицу, используемую для высвобождения парфюмерного ингредиента с задержкой по времени.
Другими подходящими добавками для регулирования запаха являются переходные металлы, такие как Сu, Аg и Zn, ферменты, такие как ингибиторы уреазы, крахмал, материал-буфер рН, хитин, экстракты зеленого чая, ионообменные смолы, карбонат, бикарбонат, фосфат, сульфат или их смеси.
Предпочтительные добавками для регулирования запаха являются экстракты зеленого чая, диоксид кремния, цеолит, углерод, крахмал, хелатообразователь, материал-буфер рН, хитин, кизельгур, глина, ионообменные смолы, карбонат, бикарбонат, фосфат, сульфат, маскирующее средство или их смеси. Подходящие концентрации добавок для регулирования запаха составляют от около 0,5 до около 300 г/кв.м.
В новейших разработках предлагается добавлять индикаторы степени намокания. Помимо электрических средств контроля намокания в абсорбирующем жидкость изделии известны добавки-индикаторы намокания, включающие клей-расплав и индикатор намокания. Добавка-индикатор намокания меняет цвет от желтого до относительно темного и глубоко синего. Это изменение цвета легко заметно через непроницаемый для жидкости наружный материал абсорбирующего жидкость изделия. Известные индикаторы намокания также включают нанесение на обратный слой водорастворимых чернил, которые перестают быть видимыми при намокании.
Подходящие добавки-индикаторы намокания содержат смесь сорбитанмоноолеата и полиэтоксилированного гидрогенизированного касторового масла. Предпочтительно, количество добавок-индикаторов намокания составляет от около 1 до 5 мас.% от массы абсорбирующей жидкость сердцевины.
3
Базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины составляет от 600 до 1200 г/кв.м. Плотность абсорбирующей жидкость сердцевины составляет от 0,1 до 0,25 г/см. Толщина абсорбирующей жидкость сердцевины в случае подгузников составляет от 1 до 5 мм, предпочтительно - от 1,5 до 3 мм, в случае изделий для страдающих недержанием - от 3 до 15 мм.
3. Необязательный отсеивающий слой
Дополнительным компонентом является отсеивающий слой, прилегающий к абсорбирующей сердцевину. Отсеивающий слой является волокнистым слоем и может располагаться сверху и/или снизу относительно абсорбирующей сердцевины. Как правило, отсеивающий слой располагается под слоем для хранения. Этот нижний слой называется отсеивающим, поскольку он выполняет роль носителя для нанесенных водопоглощающих полимерных частиц в процессе производства абсорбирующей жидкость сердцевины. Если водопоглощающий полимерный материал имеет вид макроструктур, пленок или хлопьев, включение отсеивающего слоя не является необходимым. Если водопоглощающие полимерные частицы получены путем капельной полимеризации, они имеют гладкую поверхность без краев. В этом случае также добавление отсеивающего слоя к абсорбирующей жидкость сердцевине не является необходимым. С другой стороны, в качестве большого преимущества, отсеивающий слой обеспечивает некоторые дополнительные свойства по обработке жидкости, такие как капиллярное растекание жидкости, а также может уменьшить количество точечных каналов или мелких вмятин на непроницаемом для жидкости слое (В).
Предпочтительно, отсеивающий слой является волокнистым слоем, содержащим пух (целлюлозные волокна).
Необязательный принимающий-распределяющий слой (D)
Необязательный принимающий-распределяющий слой (D) располагается между верхним слоем (А) и абсорбирующей жидкость сердцевиной (С) и предпочтительно выполнен таким образом, чтобы принимать выделившиеся жидкости организма, транспортировать и распределять их по другим участкам абсорбирующей жидкость композиции или другим слоям, где жидкости организма иммобилизуются и хранятся. Таким образом, верхний слой передает выделенную жидкость в принимающий-распределяющий слой (D) для распределения ее в абсорбирующей жидкость сердцевине.
Принимающий-распределяющий слой содержит волокнистый материал и, необязательно, водопоглощающие полимерные частицы.
Волокнистый материал может быть гидрофильным, гидрофобным или может быть сочетанием гидрофильных и гидрофобных волокон. Он может быть получен из натуральных, синтетических волокон или их сочетания.
Подходящие принимающие-распределяющие слои изготавливают из целлюлозных волокон и/или волокон модифицированной целлюлозы и/или синтетических материалов или их сочетаний. Таким образом, подходящие принимающие-распределяющие слои могут содержать целлюлозные волокна, в частности, пух из древесной массы. Примеры других подходящих гидрофильных, гидрофобных волокон, а также модифицированных или не модифицированных натуральных волокон приведены в разделе "Проницаемый для жидкости слой (А)" выше.
Предпочтительным является использование волокон модифицированной целлюлозы, особенно для обеспечения свойств как принятия жидкости, так и ее распределения. Примерами волокон из модифицированной целлюлозы являются химически обработанные целлюлозные волокна, особенно химически усиленные целлюлозные волокна. Термин "химически усиленные целлюлозные волокна" означает целлюлозные волокна, которые были усилены химическими средствами для увеличения прочности волокон. Такие средства включают добавление химического усиливающего вещества в виде покрытий и пропиток. Подходящие полимерные усиливающие вещества могут включать: катионные модифицированные крахмалы, имеющие азотсодержащие группы, латексы, влагопрочные смолы, такие как полиамид-эпихлоргидриновая смола, полиакриламидная, формальдегид мочевины- и меламинформальдегидные смолы и полиэтилениминовые смолы.
2
8
2
8
2
9
Усиление также может включать изменение химической структуры, например, путем сшивания полимерных цепочек. Таким образом, сшивающие агенты могут воздействовать на волокна с химическим образованием связей между волокнами. Кроме того, целлюлозные волокна могут быть усилены путем образования отдельных сшивающих связей. Подходящие химические усиливающие вещества обычно являются мономерными сшивающими средствами, включая С-Сдиальдегид, С-Смоноальдегид, имеющий кислотную функциональность, и, особенно, С-Споликарбоновые кислоты.
Предпочтительными волокнами из модифицированной целлюлозы являются химически обработанные целлюлозные волокна. Особенно предпочтительными являются волнистые волокна, которые могут быть получены путем обработки целлюлозных волокон лимонной кислотой. Предпочтительно, базовая масса целлюлозных волокон и волокон из модифицированной целлюлозы составляет от 50 до 200 г/кв.м.
Подходящие принимающие-распределяющие слои также содержат синтетические волокна. Известные примеры синтетических волокон приведены в разделе "Проницаемый для жидкости слой (А)" выше. Предпочтительный принимающий-распределяющий слой изготавливают из 3D-полиэтилена.
Кроме того, как и в случае целлюлозных волокон, предпочтительными являются гидрофильные синтетические волокна. Гидрофильные синтетические волокна могут быть получены путем химической модификации гидрофобных волокон. Предпочтительно, гидрофилизация осуществляется путем обработки гидрофобных волокон поверхностно-активным веществом. Таким образом, поверхность гидрофобных волокон может быть сделана гидрофильной путем обработки неионными или ионными поверхностно-активными веществами, например, путем распыления ПАВ на волокна или погружения волокон в ПАВ. Другими предпочтительными волокнами являются постоянно гидрофильные синтетические волокна.
Волокнистый материал принимающего-распределяющего слоя может быть закреплен, чтобы повысить прочность и целостность слоя. Технологии удержания волокон в полотне - механическое связывание, термосвязывание и химическое связывание. Подробное описание различных методов повышения целостности полотна приведены в разделе "Проницаемый для жидкости слой (А)" выше.
Предпочтительные принимающие-распределяющие слои содержат волокнистый материал и распределенные в нем водопоглощающие полимерные частицы. Водопоглощающие полимерные частицы могут быть добавлены в процессе формирования слоя из свободных волокон, или, как вариант, можно добавить раствор мономера после формирования слоя и полимеризации раствора покрытия с помощью технологий УФ-индуцированной полимеризации. Таким образом, полимеризация "in situ" ("на месте") является еще одним методом нанесения водопоглощающих полимеров.
Таким образом, подходящие принимающие-распределяющие слои содержат от 80 до 100 мас.% волокнистого материала и от 0 до 20 мас.% водопоглощающих полимерных частиц; предпочтительно - от 85 до 99,9 мас.% волокнистого материала и от 0,1 до 15 мас.% водопоглощающих полимерных частиц; более предпочтительно - от 90 до 99,5 маc.% волокнистого материала и от 0,5 до 10 мас.% водопоглощающих полимерных частиц и наиболее предпочтительно - от 95 до 99 мас.% волокнистого материала и от 1 до 5 мас.% водопоглощающих полимерных частиц.
Предпочтительные принимающие-распределяющие слои имеют значения базовой массы в диапазоне от 20 до 200 г/кв.м, наиболее предпочтительно - в диапазоне от 40 до 50 г/кв.м, в зависимости от концентрации водопоглощающих полимерных частиц.
Необязательный тканевый слой (Е)
Необязательный слой ткани располагается непосредственно над и/или под (С).
Материал тканевого слоя может включать любой известный тип подложки, в том числе полотна, одежду, текстиль и пленки. Материал тканевого слоя может состоять из натуральных волокон, таких как целлюлоза, хлопок, грубый лен, лен, пенька, шерсть, шелк, мех, волос и встречающихся в природе минеральных волокон. Материал тканевого слоя может также содержать синтетические волокна, такие как вискоза и лиоцелл (производные целлюлозы), полисахариды (крахмал), полиолефиновые волокна (полипропилен, полиэтилен), полиамиды, полиэфир, бутадиен-стирольные блок-сополимеры, полиуретан и их сочетания. Предпочтительно, материал тканевого слоя содержит целлюлозные волокна.
Другие необязательные компоненты (F)
1. Ножные манжеты
Типичные ножные манжеты содержат нетканые материалы, которые могут быть получены путем прямой экструзии, в ходе которой получают волокна и нетканые материалы одновременно, или путем укладки предварительно полученных волокон, которые могут укладываться в нетканые материалы на более поздней стадии. Примеры процессов прямой экструзии включают фильерный способ, аэродинамический способ получения из расплава, прядение из раствора, электропрядение и их сочетания. Примеры процессов укладки включают мокрую и сухую укладку (например, укладку с помощью воздуха, кардочесание). Сочетания указанных выше процессов включают фильерный способ - аэродинамический способ получения из расплава - фильерный способ (sms), фильерный способ - аэродинамический способ получения из расплава - аэродинамический способ получения из расплава - фильерный способ (smms), фильерный способ - кардочесание (sc), фильерный способ - укладка с помощью воздуха (sa), аэродинамический способ получения из расплава - укладка с помощью воздуха (та) и их сочетания. Сочетания, включающие прямую экструзию, могут комбинироваться одновременно или в последующие моменты времени. В приведенных выше примерах один или несколько отдельных слоев могут получаться в результате каждого процесса. Таким образом, "sms" означает три слоя нетканого материала "smsms" или "ssmms" означает пять слоев нетканого материала. Как правило, строчные буквы (sms) означают отдельные слои, а заглавные буквы (SMS) - объединение аналогичных соседних слоев.
Кроме того, подходящие ножные манжеты имеют эластичные нити.
Предпочтительными являются ножные манжеты из синтетических волокон, имеющие сочетания слоев sms, smms или smsms. Предпочтительными являются нетканые материалы с плотностью от 13 до 17 г/кв.м. Предпочтительно ножные манжеты имеют две эластичные нити.
2. Эластичные материалы
Эластичные материалы используются для надежного крепления и гибкой фиксации абсорбирующего жидкость изделия на теле пользователя, например, на поясе и ногах для улучшения удержания и подгонки. Эластичные материалы для ног располагаются между наружным и внутренним слоями абсорбирующего жидкость изделия или между наружным покрытием и нательной подкладкой. Подходящие эластичные материалы включают листы, ленты или нити из термопластичного полиуретана, эластомеров, поли(эфирамид) блок-сополимеров, термопластичных каучуков, стирол-бутадиеновых сополимеров, силиконовых каучуков, природных каучуков, синтетических каучуков, сополимеров стирола и изопрена, сополимеров стирола этилена бутилена, сополимеров нейлона, волокон спандекса, включающих сегментированный сополимер полиуретана и/или этилен-винилацетата. Эластичные материалы могут быть прикреплены к подложке после растягивания или могут прикрепляться к растянутой подложке. В другом варианте эластомерные материалы могут быть прикреплены к подложке, а затем эластизированы или уменьшены в размерах, например, путем применения тепла.
3. Система крепления
Система крепления включает фиксирующие ленты, область крепления, эластомеры, подтяжки и систему ремней.
По меньшей мере, часть первой области талии прикреплена к части второй области талии системой крепления для удержания абсорбирующего жидкость изделия на месте и образования отверстий для ног и пояса абсорбирующего жидкость изделия. Предпочтительно, абсорбирующее жидкость изделие имеет систему крепления с возможностью повторной фиксации.
Система крепления может быть постоянной или с возможностью повторной фиксации, включающей любой материал, подходящий для такого использования, например, пластмассы, эластомеры, пленки, пены, нетканые подложки, тканые подложки, бумагу, ткань, ламинаты, укрепленные волокнами пластмассы и т.п. или их сочетания. Предпочтительно, система крепления включает гибкие материалы и функционирует гладко и мягко, не раздражая кожу пользователя.
Одна часть элементов крепления является клейкой лентой или включает пару простирающихся в боковом направлении полосок, расположенных на боковых краях первой области талии. Полоски из ленты обычно прикреплены к области, располагающейся на передней части тела, и простираются в боковом направлении из каждого угла первого пояса. Эти полоски из ленты включают поверхность с нанесенным с внутренней стороны клеем, поверхность которого обычно защищена до начала использования тонким удаляемым листом.
Подходящие полоски из ленты могут быть изготовлены из термопластичных полимеров, таких как полиэтилен, полиуретан, полистирол, поликарбонат, полиэфир, этиленвинилацетат, этиленвиниловый спирт, этиленвинилацетатакрилат или сополимеры этиленакриловой кислоты.
Подходящие системы крепления также включают часть крючка крепления с использованием крючка и петли, и целевые продукты включают часть петли крепления с использованием крючка и петли.
Подходящие механические системы крепления включают область крепления. Механические системы крепления могут предусматривать крепление непосредственно к наружному покрытию. Область крепления может быть областью абсорбирующего жидкость изделия, предназначенной для взаимодействия с полосками из ленты. Область крепления может включать материал основы и множество полосок из ленты. Полоски ленты могут быть вставлены в материал основы области крепления. Материал основы может включать петельный материал. Петельный материал может включать материал подложки и слой изготовленного фильерным способом нетканого полотна, прикрепленного к материалу подложки.
Таким образом, подходящие области крепления могут быть изготовлены фильерным способом. Изготовленные фильерным способом нетканые материалы получают из произведенных из расплава волокон путем экструзии расплавленного термопластичного материала. Предпочтение отдается биоориентированному полипропилену (ВОРР) или начесанному материалу/материалу с замкнутыми петлями в случае механических систем крепления.
Кроме того, подходящие механические системы крепления включают эластичные элементы, которые выполняют роль гибкого пояса для абсорбирующих жидкость изделий, таких как трусы или брюки. Эластичные элементы позволяет пользователю снимать (стягивать) абсорбирующее жидкость изделие, например, тренировочные брюки.
Подходящее абсорбирующее жидкость изделие в форме трусов имеет переднюю часть, заднюю часть, ластовичную часть, боковые части для соединения передней и задней частей в боковом направлении, набедренную часть, эластичную область талии и водонепроницаемый наружный слой. Набедренная часть располагается вокруг талии пользователя. Абсорбирующее жидкость изделие в виде одноразовых трусов имеют подходящую гибкость, растяжимость, водонепроницаемые свойства и свойства облегания, таким образом, обеспечивая отличный комфорт для пользователя.
Подходящие одноразовые трусы включает термопластичные пленки, листы и ламинаты с низким модулем, хорошей прочностью на разрыв и высоким показателем упругого восстановления.
Подходящие системы крепления могут также содержать эластомеры для создания эластичных областей в приспособлениях для крепления абсорбирующего жидкость изделия. Эластомеры обеспечивают комфортное облегание абсорбирующего жидкость изделия на талии и ногах пользователя, в то же время обеспечивая необходимую защиту от протекания.
Подходящими эластомерами являются эластомерные полимеры или эластичные клейкие материалы, обладающие свойствами проницаемости для пара и препятствования прохождению жидкости. Предпочтительные эластомеры восстанавливаются после растяжения до длины, равной первоначальной.
Подходящие системы крепления также включают пояса в области талии и ног для гибкой фиксации абсорбирующего жидкость изделия на теле пользователя и обеспечения лучшего облегания. Подходящие пояса в области талии включают два эластичных пояса: левый эластичный пояс и правый эластичный пояс. Левый эластичный пояс связан каждым из левых угловых краев. Правый эластичный пояс связан каждым из правых угловых краев. Левый и правый пояса упруго растягиваются, когда абсорбирующее изделие находиться в распрямленном состоянии. Каждый пояс соединен с передней и задней частями абсорбирующего жидкость изделия и проходят между этими частями с образованием отверстия для талии и ног.
Предпочтительная система пояса изготовлена из эластомерных материалов, обеспечивая, тем самым, удобное облегание абсорбирующего жидкость изделия и необходимые свойства по предотвращению протекания.
D. Структура абсорбирующего жидкость изделия
Настоящее изобретение также относится к соединению компонентов и слоев, пленок, листов, тканей или подложек, упомянутых выше, для изготовления абсорбирующего жидкость изделия. Соединяют по меньшей мере два, предпочтительно - все слои, пленки, листы, ткани или подложки.
Подходящие абсорбирующие жидкость изделия включает систему с одной или несколькими абсорбирующими жидкость сердцевинами. Предпочтительно, абсорбирующие жидкость изделия включает систему с одной или двумя абсорбирующими жидкость сердцевинами.
Подходящие слои для хранения жидкости в абсорбирующей жидкость сердцевине включают однородные или неоднородные смеси волокнистых материалов, содержащих водопоглощающие полимерные частицы, равномерно или неравномерно распределенные в них. Подходящие слои для хранения жидкости в абсорбирующей жидкость сердцевине включают слоистую систему абсорбирующей жидкость сердцевины, которая включает однородные смеси волокнистых материалов и необязательно включает водопоглощающие полимерные частицы, причем каждый из слоев может быть изготовлен из любого волокнистого материала с использованием известных в данной области методов.
Для того чтобы обездвижить водопоглощающие полимерные частицы, соседние слои крепятся посредством термопластичных материалов, создавая, таким образом, связи по всей поверхности или же в отдельных областях соединения. В последнем случае формируют полости или карманы, в которых содержатся водопоглощающие полимерные частицы. Области соединения могут иметь упорядоченный или неупорядоченный узор, например, выровненный по продольной оси абсорбирующей жидкость сердцевины или в виде многоугольников, например, пяти- или шестиугольников. Области соединения сами по себе могут быть прямоугольными, круглыми или квадратными с диаметром от около 0,5 мм до около 2 мм. Абсорбирующие жидкость изделия, имеющие области соединения, демонстрируют большую прочность во влажном состоянии.
Структура каркаса продуктов и содержащихся там компонентов изготовляется и регулируется путем дискретного применения клея-расплава, как известно специалистам в данной области техники. Примерами могут быть, например, Dispomelt 505В, Dispomelt Cool 1101, а также другие специальные клеи производства National Starch или Henkel.
Для более подробного описания настоящего изобретения ниже приведены его варианты осуществления.
Таким образом, предпочтительные абсорбирующие жидкость изделия подробно описаны ниже.
Вариант осуществления 1
Один из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения описан далее как Вариант осуществления 1. Таким образом, предпочтительное абсорбирующее жидкость изделие содержит
(А) верхний проницаемый для жидкости слой, включающий полученный фильерным способом слой (состоящее из трех частей покрытие);
(B) нижний непроницаемый для жидкости слой, содержащий композит из дышащей полиэтиленовой пленки и полученного фильерным способом нетканого материала;
(C) одну абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую от 10 до 50 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от общей массы абсорбирующей сердцевины и включающую многослойную часть для хранения жидкости, включающую следующую последовательность:
1) однородный верхний слой пуха сердцевины из гидрофильной матрицы, выполненной из древесных волокон (целлюлозных волокон), содержащий около 50% общего количества пуха;
2) абсорбирующий жидкость слой, содержащий водопоглощающие полимерные частицы; подходящие водопоглощающие полимерные частицы для этой структуры имеют показатель удержания в центрифуге (CRC) не менее 30 г/г;
3) однородный нижний слой пуха сердцевины из гидрофильной матрицы, выполненной из древесных волокон (целлюлозных волокон), содержащий около 50% общего количества пуха и выполняющий функцию отсеивающего слоя; и
2
(D) соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С), имеющий базовую массу от 30 до 80 г/кв.м; принимающий-распределяющий слой имеет прямоугольную форму и меньше абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер от около 150 до около 250 см.
Структура каркаса продуктов и содержащихся там компонентов изготовляется и регулируется путем дискретного применения клея-расплава, как известно специалистам в данной области техники. Примерами могут быть, например, Dispomelt 505В, Dispomelt Cool 1101, а также другие специальные клеи производства National Starch или Henkel.
Ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои могут быть изготовлены путем иммобилизации водопоглощающих полимерных частиц на нетканом листе с помощью клея-расплава. Предпочтительно, водопоглощающие полимерные частицы образовывают продольные полосы или отдельные участки. Возможны и другие схемы расположения водопоглощающих полимерных частиц.
В предпочтительном варианте осуществления ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои содержат не менее двух листов, содержащих иммобилизованные водопоглощающие полимерные частицы.
Примеры ультратонких, выдерживающих высокую нагрузку абсорбирующих жидкость слоев описаны в ЕР 1293187 А1, US 6,972,011, ЕР 1447066 А1, ЕР 1447067 А1, ЕР 1609448 А1, JP 2004/313580, US 2005/0137085, US 2006/0004336, US 2007/0135785 WO 2008/155699 A1, WO 2008/155701 A2, WO 2008/155702 A1, WO 2008/155710 A1, WO 2008/155711 A1, WO 2004/071363 A1, US 2003/0181115, WO 2005/097025, US 2007/156108, US 2008/0125735 и WO 2008/155722 A2, которые являются частью настоящего описания.
Пример структуры согласно варианту осуществления 1
3
3
3
Абсорбирующая жидкость сердцевина включает многослойную систему с одной сердцевиной, где каждый слой имеет равномерный прямоугольный размер. Слоистая абсорбирующая жидкость сердцевина между (А) и (В) включает многослойную систему гидрофильных волокон (целлюлозных волокон, древесных волокон-пуха). Общая масса древесного пуха составляет 20,45 г и разделена поровну между верхней сердцевиной(1) и нижней сердцевиной (3). Плотность абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 0,18 г/см, для области воздействия - 0,17 г/см, для задней части - 0,15 г/см. Базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 802,75 г/кв.м, для области воздействия - 825,94 г/кв.м, для задней части - 766,14 г/кв.м.
Абсорбирующий жидкость слой (2) содержит 31,38 мас.% распределенных водопоглощающих полимерных частиц, количество водопоглощающих полимерных частиц в абсорбирующей жидкость сердцевине составляет 9,34 г.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем капельной полимеризации, как описано в примере 1, имеют следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 33,0 г/г
-7
3
SFC - 12×10cмc/г
AUHL - 24,6 г/г
Содержание влаги - 6,0 мас.%
Размеры абсорбирующей жидкость сердцевины: длина: 37,5 см; ширина: 10,0 см.
Соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С) с базовой массой 50 г/кв.м имеет прямоугольную форму с размерами 20 см×10 см, которая меньше абсорбирующей жидкость сердцевины.
Абсорбирующее жидкость изделие включает:
- плоские резинки; резинки выполнены из волокон типа спандекс: 3 эластичных элемента для ног и 1 эластичный элемент для манжеты
- ножные манжеты из синтетических волокон с сочетанием слоев SMS и базовой массой от 13 до 17 г/кв.м и высотой 4,6 см
- механическую систему крепления с областью крепления с размерами 18,3 см×4,0 см и лентами крепления типа flexiband 3,4 см×1,0 см; с прикреплением к ленте с крючком 3,4 см×1,4 см
- Также изделие включает в эластичный пояс, расположенный на задней стороне продукта, с размерами 14,6 см×4,5 см
Размеры абсорбирующего жидкость изделия: длина: 49,6 см; ширина спереди: 34,0 см; ширина ластовицы: 24,0 см; ширина сзади: 34,3 см.
Вариант осуществления 2
Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описан далее как Вариант осуществления 2. Таким образом, предпочтительное абсорбирующее жидкость изделие содержит
(A) верхний проницаемый для жидкости слой, включающий термосвязанный слой (состоящее из трех частей покрытие);
(B) нижний непроницаемый для жидкости слой, содержащий композит из дышащей полиэтиленовой пленки и полученного фильерным способом нетканого материала;
(C) одну абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую от 40 до 80 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от общей массы абсорбирующей сердцевины и включающую многослойную часть для хранения жидкости, включающую следующую последовательность:
1) однородный верхний слой пуха сердцевины из гидрофильной матрицы, выполненной из древесных волокон (целлюлозных волокон), содержащий около 50% общего количества пуха;
-7
3
2) абсорбирующий жидкость слой, содержащий водопоглощающие полимерные частицы; подходящие водопоглощающие полимерные частицы для этой структуры имеют проводимость потока солевого раствора (SFC) не менее 20×10смс/г;
3) однородный нижний слой пуха сердцевины из гидрофильной матрицы, выполненной из древесных волокон (целлюлозных волокон), содержащий около 50% общего количества пуха и выполняющий функцию отсеивающего слоя; и
2
(D) соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С), имеющий базовую массу от 40 до 80 г/кв.м; принимающий-распределяющий слой имеет прямоугольную форму и меньше абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер от около 150 до около 250 см.
Структура каркаса продуктов и содержащихся там компонентов изготовляется и регулируется путем дискретного применения клея-расплава, как известно специалистам в данной области техники. Примерами могут быть, например, Dispomelt 505В, Dispomelt Cool 1101, а также другие специальные клеи производства National Starch или Henkel.
Ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои могут быть изготовлены путем иммобилизации водопоглощающих полимерных частиц на нетканом листе с помощью клея-расплава. Предпочтительно, водопоглощающие полимерные частицы образовывают продольные полосы или отдельные участки. Возможны и другие схемы расположения водопоглощающих полимерных частиц.
В предпочтительном варианте осуществления ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои содержат не менее двух листов, содержащих иммобилизованные водопоглощающие полимерные частицы.
Примеры ультратонких, выдерживающих высокую нагрузку абсорбирующих жидкость слоев описаны в ЕР 1293187 А1, US 6,972,011, ЕР 1447066 А1, ЕР 1447067 А1, ЕР 1609448 А1, JP 2004/313580, US 2005/0137085, US 2006/0004336, US 2007/0135785 WO 2008/155699 A1, WO 2008/155701 A2, WO 2008/155702 A1, WO 2008/155710 A1, WO 2008/155711 A1, WO 2004/071363 A1, US 2003/0181115, WO 2005/097025, US 2007/156108, US 2008/0125735 и WO 2008/155722 A2, которые являются частью настоящего описания.
Пример структуры согласно варианту осуществления 2
3
3
3
Абсорбирующая жидкость сердцевина включает многослойную систему с одной сердцевиной, где каждый слой имеет равномерный прямоугольный размер. Слоистая абсорбирующая жидкость сердцевина между (А) и (В) включает многослойную систему гидрофильных волокон (целлюлозных волокон, древесных волокон-пуха). Общая масса древесного пуха составляет 12 г и разделена поровну между верхней сердцевиной (1) и нижней сердцевиной (3). Плотность абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 0,19 г/см, для области воздействия - 0,20 г/см, для задней части - 0,18 г/см. Базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 989 г/кв.м, для области воздействия - 1101 г/кв.м, для задней части - 664 г/кв.м. Толщина абсорбирующей жидкость сердцевины составляет в среднем 4,5 мм.
Абсорбирующий жидкость слой (2) содержит 56,5 мас.% распределенных водопоглощающих полимерных частиц, количество водопоглощающих полимерных частиц в абсорбирующей жидкость сердцевине составляет 12 г.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем капельной полимеризации, как описано в примере 13а, имеют следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 29,2 г/г
-7
3
SFC - 40×10смc/г
AUHL - 19,6 г/г
Содержание влаги - 12,6 мас.%
Время воронки - 56 с
GBP - 34 дарси
Размеры абсорбирующей жидкость сердцевины: длина: 38 см; ширина: 10 см.
Соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С) с базовой массой 50 г/кв.м имеет прямоугольную форму с размерами 24 см×8 см, которая меньше абсорбирующей жидкость сердцевины.
Абсорбирующее жидкость изделие включает:
- плоские резинки; резинки выполнены из волокон типа спандекс: 3 эластичных элемента для ног и 1 эластичный элемент для манжеты
- ножные манжеты из синтетических волокон с сочетанием слоев SMS и базовой массой от 13 до 17 г/кв.м и высотой 4,6 см
- механическую систему крепления с областью крепления с размерами 18,3 см×4,0 см и лентами крепления типа flexiband 3,4 см×1,0 см; с прикреплением к ленте с крючком 3,4 см×1,4 см
Также изделие включает в эластичный пояс, расположенный на задней стороне продукта, с размерами 14,6 см×4,5 см
Размеры абсорбирующего жидкость изделия: длина: 49,6 см; ширина спереди: 34,0 см; ширина ластовицы: 24,0 см; ширина сзади: 34,3 см.
Вариант осуществления 3
Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описан далее как Вариант осуществления 3. Таким образом, предпочтительное абсорбирующее жидкость изделие содержит
(A) верхний проницаемый для жидкости слой, включающий полученное фильерным способом полотно (состоящее из трех частей покрытие);
(B) нижний непроницаемый для жидкости слой, содержащий композит из дышащей полиэтиленовой пленки и полученного фильерным способом нетканого материала;
(C) одну абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую смесь волокон из древесной массы (целлюлозных волокон) и от 10 до 50 мас.% равномерно распределенных водопоглощающих полимерных частиц в абсорбирующей жидкость сердцевине (С); подходящие водопоглощающие полимерные частицы для такой структуры имеют показатель удержания в центрифуге (CRC) не менее 30 г/г; абсорбирующая жидкость сердцевина также включает отсеивающий слой, прилежащий к непроницаемому для жидкости слою (В) и находящийся под указанной выше абсорбирующей жидкость сердцевиной; отсеивающий слой является волокнистым слоем, содержащим только пух (целлюлозные волокна); и
2
(D) соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С), имеющий базовую массу от 30 до 80 г/кв.м; принимающий-распределяющий слой имеет прямоугольную форму и меньше абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер от около 150 до около 250 см.
Структура каркаса продуктов и содержащихся там компонентов изготовляется и регулируется путем дискретного применения клея-расплава, как известно специалистам в данной области техники. Примерами могут быть, например, Dispomelt 505В, Dispomelt Cool 1101, а также другие специальные клеи производства National Starch или Henkel.
Ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои могут быть изготовлены путем иммобилизации водопоглощающих полимерных частиц на нетканом листе с помощью клея-расплава. Предпочтительно, водопоглощающие полимерные частицы образовывают продольные полосы или отдельные участки. Возможны и другие схемы расположения водопоглощающих полимерных частиц.
В предпочтительном варианте осуществления ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои содержат не менее двух листов, содержащих иммобилизованные водопоглощающие полимерные частицы.
Примеры ультратонких, выдерживающих высокую нагрузку абсорбирующих жидкость слоев описаны в ЕР 1293187 А1, US 6,972,011, ЕР 1447066 А1, ЕР 1447067 А1, ЕР 1609448 А1, JP 2004/313580, US 2005/0137085, US 2006/0004336, US 2007/0135785 WO 2008/155699 A1, WO 2008/155701 A2, WO 2008/155702 A1, WO 2008/155710 A1, WO 2008/155711 A1, WO 2004/071363 A1, US 2003/0181115, WO 2005/097025, US 2007/156108, US 2008/0125735 и WO 2008/155722 A2, которые являются частью настоящего описания.
Пример структуры согласно варианту осуществления 3
3
3
3
Абсорбирующая жидкость сердцевина содержит одну абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую смесь волокон из древесной массы (целлюлозных волокон) и 37,11 мас.% равномерно распределенных водопоглощающих полимерных частиц в абсорбирующей жидкость сердцевине (С) с равномерным прямоугольным размером. Количество водопоглощающих полимерных частиц в абсорбирующей жидкость сердцевине составляет 11,38 г. Общая масса пуха составляет 19,25 г. Плотность абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 0,22 г/см, для области воздействия - 0,18 г/см, для задней части - 0,18 г/см. Базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 914,18 г/кв.м, для области воздействия -925,47 г/кв.м, для задней части - 886,32 г/кв.м.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем капельной полимеризации, как описано в примере 7, имеют следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 32,0 г/г
-7
3
SFC - 20×10смc/г
AUHL - 24,0 г/г
Экстрагируемые вещества - 1,7 мас.% Остаточные мономеры - 866 частей на миллион Содержание влаги - 5,8 мас.% FSR - 0,31 г/гс
Размеры абсорбирующей жидкость сердцевины: длина: 39,2 см; ширина: 10,0 см.
Толщина абсорбирующей жидкость сердцевины составляет в среднем 4,7 мм.
Соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С) с базовой массой 40 г/кв.м имеет прямоугольную форму с размерами 24,4 см×8,6 см, которая меньше абсорбирующей жидкость сердцевины.
Абсорбирующее жидкость изделие включает:
- плоские резинки; резинки выполнены из волокон типа спандекс: 3 эластичных элемента для ног и 1 эластичный элемент для манжеты
- ножные манжеты из синтетических волокон с сочетанием слоев SMS и базовой массой от 13 до 17 г/кв.м и высотой 3,0 см
- механическую систему крепления с областью крепления с размерами 18,9 см×3,8 см и лентами крепления типа flexiband 1,6 см×3,4 см; с прикреплением к ленте с крючком 1,3 см×3,4 см
- также изделие включает в эластичный пояс, расположенный на задней стороне продукта, с размерами 10,8 см×2,8 см
Размеры абсорбирующего жидкость изделия: длина: 47,8 см; ширина спереди: 31,5 см; ширина ластовицы: 20,6 см; ширина сзади: 31,1 см.
Вариант осуществления 4
Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описан далее как Вариант осуществления 4. Таким образом, предпочтительное абсорбирующее жидкость изделие содержит
(A) верхний проницаемый для жидкости слой, включающий полученное фильерным способом полотно (состоящее из трех частей покрытие);
(B) нижний непроницаемый для жидкости слой, содержащий композит из дышащей полиэтиленовой пленки и полученного фильерным способом нетканого материала;
-7
3
(C) одну абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую смесь волокон из древесной массы (целлюлозных волокон) и от 40 до 80 мас.% равномерно распределенных водопоглощающих полимерных частиц в абсорбирующей жидкость сердцевине; подходящие водопоглощающие полимерные частицы для такой структуры имеют проводимость потока солевого раствора (SFC) не менее 20×10смс/г; и
2
2
(D) систему из двух принимающих-распределяющих слоев между (А) и (С), включающую верхний связанный смолой слой с базовой массой от 40 до 80 г/кв.м; верхний принимающий-распределяющий слой имеет прямоугольную форму с размерами от около 150 до около 250 см; нижний принимающий-распределяющий слой содержит волокна модифицированной целлюлозы (например, изготовленные Buckeye Technologies Inc.), имеет базовую массу от 40 до 80 г/кв.м и размер от около 100 до около 300 см; оба принимающих-распределяющих слоя меньше абсорбирующей жидкость сердцевины.
Структура каркаса продуктов и содержащихся там компонентов изготовляется и регулируется путем дискретного применения клея-расплава, как известно специалистам в данной области техники. Примерами могут быть, например, Dispomelt 505В, Dispomelt Cool 1101, а также другие специальные клеи производства National Starch или Henkel.
Ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои могут быть изготовлены путем иммобилизации водопоглощающих полимерных частиц на нетканом листе с помощью клея-расплава. Предпочтительно, водопоглощающие полимерные частицы образовывают продольные полосы или отдельные участки. Возможны и другие схемы расположения водопоглощающих полимерных частиц.
В предпочтительном варианте осуществления ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои содержат не менее двух листов, содержащих иммобилизованные водопоглощающие полимерные частицы.
Примеры ультратонких, выдерживающих высокую нагрузку абсорбирующих жидкость слоев описаны в ЕР 1293187 А1, US 6,972,011, ЕР 1447066 А1, ЕР 1447067 А1, ЕР 1609448 А1, JP 2004/313580, US 2005/0137085, US 2006/0004336, US 2007/0135785 WO 2008/155699 A1, WO 2008/155701 A2, WO 2008/155702 A1, WO 2008/155710 A1, WO 2008/155711 A1, WO 2004/071363 A1, US 2003/0181115, WO 2005/097025, US 2007/156108, US 2008/0125735 и WO 2008/155722 A2, которые являются частью настоящего описания.
Пример структуры согласно варианту осуществления 4
3
3
3
Абсорбирующая жидкость сердцевина содержит одну абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую смесь волокон из древесной массы (целлюлозных волокон) и 67,12 мас.% равномерно распределенных водопоглощающих полимерных частиц в абсорбирующей жидкость сердцевине (С) с равномерным прямоугольным размером. Абсорбирующая жидкость сердцевина помещена внутрь путем оборачивания материалом, полученным фильерным способом и имеющим базовую массу 10 г/кв.м. Количество водопоглощающих полимерных частиц в абсорбирующей жидкость сердцевине составляет 12,18 г. Общая масса пуха составляет 5,95 г. Плотность абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 0,19 г/см, для области воздействия - 0,18 г/см, для задней части - 0,18 г/см. Базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 965,79 г/кв.м, для области воздействия - 913,38 г/кв.м, для задней части - 658,85 г/кв.м.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем капельной полимеризации, как описано в примере 14е, имеют следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 31,5 г/г
-7
3
SFC - 49×10смc/г
AUHL - 24,0 г/г
Содержание влаги - 6,2 мас.%
Время воронки - 65 с
Размеры абсорбирующей жидкость сердцевины: длина: 40,0 см; ширина: 10,0 см.
Толщина абсорбирующей жидкость сердцевины составляет в среднем 4,4 мм.
Соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С) с базовой массой 60 г/кв.м имеет прямоугольную форму с размерами 24,0 см×7,5 см, которая меньше абсорбирующей жидкость сердцевины.
Абсорбирующее жидкость изделие включает:
- плоские резинки; резинки выполнены из волокон типа спандекс: 3 эластичных элемента для ног и 2 эластичный элемент для манжеты
- ножные манжеты из синтетических волокон с сочетанием слоев SMS и базовой массой от 13 до 17 г/кв.м и высотой 3,3 см
- механическую систему крепления с областью крепления с размерами 19,8 см×5,0 см и лентами крепления типа flexiband 3,5 см×2,7 см, имеющими чувствительную к давлению адгезивную область 3,5 см×1,5 см и крючок механического крепления 3,5 см×1,2 см
Для улучшения облегания абсорбирующего жидкость изделия вариант осуществления продукта 4 имеет растягивающуюся боковую панель и уменьшенную ширину каркаса.
Размеры абсорбирующего жидкость изделия: длина: 48,0 см; ширина спереди: 32,3 см; ширина ластовицы: 20,3 см; ширина сзади: 31,0 см.
Вариант осуществления 5
Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описан далее как Вариант осуществления 5. Таким образом, предпочтительное абсорбирующее жидкость изделие содержит
(А) верхний проницаемый для жидкости слой, включающий полученный фильерным способом слой (состоящее из трех частей покрытие);
(B) нижний непроницаемый для жидкости слой, содержащий композит из дышащей полиэтиленовой пленки и полученного фильерным способом нетканого материала;
(C) двойную абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую однородную смесь волокон из древесной массы (целлюлозных волокон) и водопоглощающие полимерные частицы в качестве первичной сердцевины и слоистую вторичную абсорбирующую жидкость сердцевину; вся двойная абсорбирующая жидкость сердцевина содержит следующую последовательность:
1) однородная первичная сердцевина из гидрофильной волокнистой матрицы из волокон из древесной массы (целлюлозных волокон), включающая от 10 до 50 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от массы первичной абсорбирующей сердцевины; первичная сердцевина содержит около 30% от общего количества пуха; подходящие водопоглощающие полимерные частицы для такой структуры имеют показатель удержания в центрифуге (CRC) не менее 30 г/г;
2) верхний пуховой слой вторичной сердцевины из гидрофильной волокнистой матрицы, выполненной из древесных волокон (целлюлозных волокон); верхний слой вторичной сердцевины содержит около 35% общего количества пуха;
3) абсорбирующий жидкость слой, содержащий от 10 до 50 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от массы вторичной абсорбирующей сердцевины; подходящие водопоглощающие полимерные частицы для этой структуры имеют показатель удержания в центрифуге (CRC) не менее 30 г/г;
4) нижний пуховой слой вторичной сердцевины из гидрофильной волокнистой матрицы, выполненной из древесных волокон (целлюлозных волокон), действующих в качестве отсеивающего слоя; нижний слой содержит около 35% общего количества пуха; и
2
(D) соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С), имеющий базовую массу от 30 до 80 г/кв.м; принимающий-распределяющий слой имеет прямоугольную форму и меньше первичной абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер от около 150 до около 250 см.
Структура каркаса продуктов и содержащихся там компонентов изготовляется и регулируется путем дискретного применения клея-расплава, как известно специалистам в данной области техники. Примерами могут быть, например, Dispomelt 505В, Dispomelt Cool 1101, а также другие специальные клеи производства National Starch или Henkel.
Ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои могут быть изготовлены путем иммобилизации водопоглощающих полимерных частиц на нетканом листе с помощью клея-расплава. Предпочтительно, водопоглощающие полимерные частицы образовывают продольные полосы или отдельные участки. Возможны и другие схемы расположения водопоглощающих полимерных частиц.
В предпочтительном варианте осуществления ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои содержат не менее двух листов, содержащих иммобилизованные водопоглощающие полимерные частицы.
Примеры ультратонких, выдерживающих высокую нагрузку абсорбирующих жидкость слоев описаны в ЕР 1293187 А1, US 6,972,011, ЕР 1447066 А1, ЕР 1447067 А1, ЕР 1609448 А1, JP 2004/313580, US 2005/0137085, US 2006/0004336, US 2007/0135785 WO 2008/155699 A1, WO 2008/155701 A2, WO 2008/155702 A1, WO 2008/155710 A1, WO 2008/155711 A1, WO 2004/071363 A1, US 2003/0181115, WO 2005/097025, US 2007/156108, US 2008/0125735 и WO 2008/155722 A2, которые являются частью настоящего описания.
Пример структуры согласно варианту осуществления 5
3
3
3
Вся абсорбирующая жидкость сердцевина включает систему с двумя сердцевинами, первичная и вторичная сердцевины имеют почти равномерный прямоугольный размер. Первичная сердцевина меньше вторичной и расположена на расстоянии 6 см от переднего дистального края вторичной сердцевины и на расстоянии 10 см от заднего дистального края вторичной сердцевины, ее ширина составляет 9 см. Первичная абсорбирующая жидкость сердцевина между (А) и (В) включает однородную смесь гидрофильной волокнистой матрицы из древесных волокон и 25 мас.% водопоглощающих полимерных частиц. Общая масса первичной сердцевины составляет 8 г. Вторичная сердцевина представляет собой многослойную систему гидрофильной волокнистой матрицы из древесных волокон (целлюлозных волокон) и 30 мас.% водопоглощающих полимерных частиц. Количество водопоглощающих полимерных частиц во вторичной абсорбирующей жидкость сердцевине составляет 6,0 г. Плотность абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 0,15 г/см, для области воздействия - 0,19 г/см, для задней части - 0,18 г/см. Базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 790,63 г/кв.м, для области воздействия -1121,38 г/кв.м, для задней части - 976,83 г/кв.м.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем капельной полимеризации, как описано в примере 10, имеют следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 35,5 г/г
-7
3
SFC - 16×10 смc/г
AUHL - 26,2 г/г
Содержание влаги - 1,8 мас.%
Размеры вторичной абсорбирующей жидкость сердцевины: длина: 40,8 см; ширина спереди: 10,5 см; ширина ластовицы: 9,3 см; ширина сзади: 10,3 см.
Общая толщина обеих абсорбирующих жидкость сердцевин составляет в среднем 5,4 мм.
Соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С) имеет базовую массу 40 г/кв.м, прямоугольную форму и меньше первичной абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер 19,7 см×7,6 см.
Абсорбирующее жидкость изделие включает:
- плоские резинки; резинки выполнены из волокон типа спандекс: 3 эластичных элемента для ног и 2 эластичный элемент для манжеты
- ножные манжеты из синтетических волокон с сочетанием слоев SMS и базовой массой от 13 до 17 г/кв.м и высотой 3,8 см
- механическую систему крепления с областью крепления с размерами 22,0 см×4,0 см и лентами крепления типа flexiband 3,4 см×1,5 см; с прикреплением к ленте с крючком 3,4 см×1,4 см
Размеры абсорбирующего жидкость изделия: длина: 48,0 см; ширина спереди: 29,7 см; ширина ластовицы: 22,0 см; ширина сзади: 31,6 см.
Вариант осуществления 6
Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описан далее как Вариант осуществления 6. Таким образом, предпочтительное абсорбирующее жидкость изделие содержит
(A) верхний проницаемый для жидкости слой, включающий полученный фильерным способом слой (состоящее из трех частей покрытие);
(B) нижний непроницаемый для жидкости слой, содержащий композит из дышащей полиэтиленовой пленки и полученного фильерным способом нетканого материала;
(C) двойную абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую однородную смесь волокон из древесной массы (целлюлозных волокон) и водопоглощающие полимерные частицы в качестве первичной сердцевины и слоистую вторичную абсорбирующую жидкость сердцевину; вся двойная абсорбирующая жидкость сердцевина содержит следующую последовательность:
-7
3
1) однородную первичную сердцевину из гидрофильной волокнистой матрицы из волокон из древесной массы (целлюлозных волокон), включающую от 40 до 80 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от массы первичной абсорбирующей сердцевины; первичная сердцевина содержит около 50% от общего количества пуха; подходящие водопоглощающие полимерные частицы для такой структуры имеют проводимость потока солевого раствора (SFC) не менее 20×10 смс/г;
2) верхний пуховой слой вторичной сердцевины из гидрофильной ^ волокнистой матрицы, выполненной из древесных волокон (целлюлозных волокон); верхний слой вторичной сердцевины содержит около 25% общего количества пуха;
7
3
3) абсорбирующий жидкость слой, содержащий от 40 до 80 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от массы вторичной абсорбирующей сердцевины; подходящие водопоглощающие полимерные частицы для этой структуры имеют проводимость потока солевого раствора (SFC) не менее 20×10 смс/г;
4) нижний пуховой слой вторичной сердцевины из гидрофильной волокнистой матрицы, выполненной из древесных волокон (целлюлозных волокон), действующих в качестве отсеивающего слоя; нижний слой содержит около 25% общего количества пуха; и
2
(D) соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С), имеющий базовую массу от 40 до 80 г/кв.м; принимающий-распределяющий слой имеет прямоугольную форму и меньше первичной абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер от около 150 до около 250 см.
Структура каркаса продуктов и содержащихся там компонентов изготовляется и регулируется путем дискретного применения клея-расплава, как известно специалистам в данной области техники. Примерами могут быть, например, Dispomelt 505В, Dispomelt Cool 1101, а также другие специальные клеи производства National Starch или Henkel.
Ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои могут быть изготовлены путем иммобилизации водопоглощающих полимерных частиц на нетканом листе с помощью клея-расплава. Предпочтительно, водопоглощающие полимерные частицы образовывают продольные полосы или отдельные участки. Возможны и другие схемы расположения водопоглощающих полимерных частиц.
В предпочтительном варианте осуществления ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои содержат не менее двух листов, содержащих иммобилизованные водопоглощающие полимерные частицы.
Примеры ультратонких, выдерживающих высокую нагрузку абсорбирующих жидкость слоев описаны в ЕР 1293187 А1, US 6,972,011, ЕР 1447066 А1, ЕР 1447067 А1, ЕР 1609448 А1, JP 2004/313580, US 2005/0137085, US 2006/0004336, US 2007/0135785 WO 2008/155699 A1, WO 2008/155701 A2, WO 2008/155702 A1, WO 2008/155710 A1, WO 2008/155711 A1, WO 2004/071363 A1, US 2003/0181115, WO 2005/097025, US 2007/156108, US 2008/0125735 и WO 2008/155722 A2, которые являются частью настоящего описания.
Пример структуры согласно варианту осуществления 6
3
3
3
Вся абсорбирующая жидкость сердцевина включает систему с двумя сердцевинами, первичная и вторичная сердцевины имеют почти равномерный прямоугольный размер. Первичная сердцевина меньше вторичной и расположена на расстоянии 6 см от переднего дистального края вторичной сердцевины и на расстоянии 10 см от заднего дистального края вторичной сердцевины, ее ширина составляет 9 см. Первичная абсорбирующая жидкость сердцевина между (А) и (В) включает однородную смесь гидрофильной волокнистой матрицы из древесных волокон и 50 мас.% водопоглощающих полимерных частиц. Общая масса первичной сердцевины составляет 8 г. Вторичная сердцевина представляет собой многослойную систему гидрофильной волокнистой матрицы из древесных волокон (целлюлозных волокон) и 50 мас.% водопоглощающих полимерных частиц. Количество водопоглощающих полимерных частиц во вторичной абсорбирующей жидкость сердцевине составляет 10,0 г. Плотность абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 0,19 г/см, для области воздействия - 0,19 г/см, для задней части - 0,18 г/см. Базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 813,46 г/кв.м, для области воздействия - 1209,15 г/кв.м, для задней части - 986,27 г/кв.м.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем капельной полимеризации, как описано в примере 18b, имеют следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 33,6 г/г
-7
3
SFC - 45×10 смс/г
AUHL - 18,7 г/г
Содержание влаги - 5,5 мас.%
Время воронки - 57 с
GBP - 33 дарси
Размеры вторичной абсорбирующей жидкость сердцевины: длина: 40,8 см; ширина спереди: 10,0 см; ширина ластовицы: 9,0 см; ширина сзади: 10,0 см.
Общая толщина обеих абсорбирующих жидкость сердцевин составляет в среднем 3,9 мм.
Соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С) имеет базовую массу 60 г/кв.м, прямоугольную форму и меньше первичной абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер 19,0 см×7,6 см.
Абсорбирующее жидкость изделие включает:
- плоские резинки; резинки выполнены из волокон типа спандекс: 3 эластичных элемента для ног и 2 эластичный элемент для манжеты
- ножные манжеты из синтетических волокон с сочетанием слоев SMS и базовой массой от 13 до 17 г/кв.м и высотой 3,8 см
- механическую систему крепления с областью крепления с размерами 22,0 см×4,0 см и лентами крепления типа flexiband 3,4 см×1,5 см; с прикреплением к ленте с крючком 3,4 см×1,4 см
Размеры абсорбирующего жидкость изделия: длина: 48,0 см; ширина спереди: 29,7 см; ширина ластовицы: 20,0 см; ширина сзади: 31,6 см.
Вариант осуществления 7
Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описан далее как Вариант осуществления 7. Таким образом, предпочтительное абсорбирующее жидкость изделие содержит
(A) верхний проницаемый для жидкости слой, включающий полученный фильерным способом слой (состоящее из трех частей покрытие);
(B) нижний непроницаемый для жидкости слой, содержащий композит из дышащей полиэтиленовой пленки и полученного фильерным способом нетканого материала;
(C) двойную абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую однородную смесь волокон из древесной массы (целлюлозных волокон) и водопоглощающих полимерных частиц в первичной и вторичной абсорбирующей жидкость сердцевине; вся двойная абсорбирующая жидкость сердцевина содержит:
1) однородная первичная сердцевина из гидрофильной волокнистой матрицы из волокон из древесной массы (целлюлозных волокон), включающая от 10 до 50 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от массы первичной абсорбирующей сердцевины; первичная сердцевина содержит около 30% от общего количества пуха; подходящие водопоглощающие полимерные частицы для такой структуры имеют показатель удержания в центрифуге (CRC) не менее 30 г/г;
2) однородную вторичную сердцевину из гидрофильной волокнистой матрицы из волокон из древесной массы (целлюлозных волокон), включающую от 10 до 50 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от массы вторичной абсорбирующей сердцевины; вторичная сердцевина содержит около 70% от общего количества пуха; подходящие водопоглощающие полимерные частицы для такой структуры имеют показатель удержания в центрифуге (CRC) не менее 30 г/г; и
2
(D) соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С), имеющий базовую массу от 30 до 80 г/кв.м; принимающий-распределяющий слой имеет прямоугольную форму и меньше первичной абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер от около 150 до около 250 см.
Структура каркаса продуктов и содержащихся там компонентов изготовляется и регулируется путем дискретного применения клея-расплава, как известно специалистам в данной области техники. Примерами могут быть, например, Dispomelt 505В, Dispomelt Cool 1101, а также другие специальные клеи производства National Starch или Henkel.
Ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои могут быть изготовлены путем иммобилизации водопоглощающих полимерных частиц на нетканом листе с помощью клея-расплава. Предпочтительно, водопоглощающие полимерные частицы образовывают продольные полосы или отдельные участки. Возможны и другие схемы расположения водопоглощающих полимерных частиц.
В предпочтительном варианте осуществления ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои содержат не менее двух листов, содержащих иммобилизованные водопоглощающие полимерные частицы.
Примеры ультратонких, выдерживающих высокую нагрузку абсорбирующих жидкость слоев описаны в ЕР 1293187 А1, US 6,972,011, ЕР 1447066 А1, ЕР 1447067 А1, ЕР 1609448 А1, JP 2004/313580, US 2005/0137085, US 2006/0004336, US 2007/0135785 WO 2008/155699 A1, WO 2008/155701 A2, WO 2008/155702 A1, WO 2008/155710 A1, WO 2008/155711 A1, WO 2004/071363 A1, US 2003/0181115, WO 2005/097025, US 2007/156108, US 2008/0125735 и WO 2008/155722 A2, которые являются частью настоящего описания.
Пример структуры согласно варианту осуществления 7
3
3
3
Вся абсорбирующая жидкость сердцевина включает систему с двумя сердцевинами, первичная и вторичная сердцевины имеют почти равномерный прямоугольный размер. Первичная сердцевина меньше вторичной и расположена на расстоянии 6 см от переднего дистального края вторичной сердцевины и на расстоянии 10 см от заднего дистального края вторичной сердцевины, ее ширина составляет 9 см. Первичная абсорбирующая жидкость сердцевина между (А) вторичной абсорбирующей жидкость сердцевиной включает однородную смесь гидрофильной волокнистой матрицы из древесных волокон и 25 мас.% водопоглощающих полимерных частиц. Общая масса первичной сердцевины составляет 8 г. Вторичная абсорбирующая жидкость сердцевина между первичной сердцевиной и (В) включает однородную смесь гидрофильной волокнистой матрицы из древесных волокон и 30 мас.% водопоглощающих полимерных частиц. Количество водопоглощающих полимерных частиц во вторичной абсорбирующей жидкость сердцевине составляет 6,0 г. Общая масса вторичной сердцевины составляет 20 г. Плотность абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 0,15 г/см, для области воздействия - 0,19 г/см, для задней части - 0,18 г/см. Базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 790,63 г/кв.м, для области воздействия - 1121,38 г/кв.м, для задней части - 976,83 г/кв.м.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем капельной полимеризации, как описано в примере 13с, имеют следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 31,5 г/г
-7
3
SFC - 35×10 смс/г
AUHL - 22,9 г/г
Содержание влаги - 7,9 мас.%
Время воронки - 63 с
Размеры вторичной абсорбирующей жидкость сердцевины: длина: 40,8 см; ширина спереди: 10,5 см; ширина ластовицы: 9,3 см; ширина сзади: 10,3 см
Общая толщина обеих абсорбирующих жидкость сердцевин составляет в среднем 5,4 мм.
Соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С) имеет базовую массу 40 г/кв.м, прямоугольную форму и меньше первичной абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер 19,7 см×7,6 см.
Абсорбирующее жидкость изделие включает:
- плоские резинки; резинки выполнены из волокон типа спандекс: 3 эластичных элемента для ног и 2 эластичный элемент для манжеты
- ножные манжеты из синтетических волокон с сочетанием слоев SMS и базовой массой от 13 до 17 г/кв.м и высотой 3,8 см
- механическую систему крепления с областью крепления с размерами 22,0 см×4,0 см и лентами крепления типа flexiband 3,4 см×1,5 см; с прикреплением к ленте с крючком 3,4 см×1,4 см
Размеры абсорбирующего жидкость изделия: длина: 48,0 см; ширина спереди: 29,7 см; ширина ластовицы: 22,0 см; ширина сзади: 31,6 см.
Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описан далее как Вариант осуществления 8. Таким образом, предпочтительное абсорбирующее жидкость изделие содержит
(A) верхний проницаемый для жидкости слой, включающий полученный фильерным способом слой (состоящее из трех частей покрытие);
(B) нижний непроницаемый для жидкости слой, содержащий композит из дышащей полиэтиленовой пленки и полученного фильерным способом нетканого материала;
(C) двойную абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую однородную смесь волокон из древесной массы (целлюлозных волокон) и водопоглощающих полимерных частиц в первичной и вторичной абсорбирующей жидкость сердцевине; вся двойная абсорбирующая жидкость сердцевина содержит:
-7
3
1) однородную первичную сердцевину из гидрофильной волокнистой матрицы из волокон из древесной массы (целлюлозных волокон), включающую от 40 до 80 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от массы первичной абсорбирующей сердцевины; первичная сердцевина содержит около 50% от общего количества пуха; подходящие водопоглощающие полимерные частицы для такой структуры имеют проводимость потока солевого раствора (SFC) не менее 20×10 смс/г;
-7
3
2) однородную вторичную сердцевину из гидрофильной волокнистой матрицы из волокон из древесной массы (целлюлозных волокон), включающую от 40 до 70 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от массы вторичной абсорбирующей сердцевины; вторичная сердцевина содержит около 50% от общего количества пуха; подходящие водопоглощающие полимерные частицы для такой структуры имеют проводимость потока солевого раствора (SFC) не менее 20×10 смс/г; и
2
(D) соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С), имеющий базовую массу от 40 до 80 г/кв.м; принимающий-распределяющий слой имеет прямоугольную форму и меньше первичной абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер от около 150 до около 250 см.
Структура каркаса продуктов и содержащихся там компонентов изготовляется и регулируется путем дискретного применения клея-расплава, как известно специалистам в данной области техники. Примерами могут быть, например, Dispomelt 505В, Dispomelt Cool 1101, а также другие специальные клеи производства National Starch или Henkel.
Ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои могут быть изготовлены путем иммобилизации водопоглощающих полимерных частиц на нетканом листе с помощью клея-расплава. Предпочтительно, водопоглощающие полимерные частицы образовывают продольные полосы или отдельные участки. Возможны и другие схемы расположения водопоглощающих полимерных частиц.
В предпочтительном варианте осуществления ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои содержат не менее двух листов, содержащих иммобилизованные водопоглощающие полимерные частицы.
Примеры ультратонких, выдерживающих высокую нагрузку абсорбирующих жидкость слоев описаны в ЕР 1293187 А1, US 6,972,011, ЕР 1447066 А1, ЕР 1447067 А1, ЕР 1609448 А1, JP 2004/313580, US 2005/0137085, US 2006/0004336, US 2007/0135785 WO 2008/155699 A1, WO 2008/155701 A2, WO 2008/155702 A1, WO 2008/155710 A1, WO 2008/155711 A1, WO 2004/071363 A1, US 2003/0181115, WO 2005/097025, US 2007/156108, US 2008/0125735 и WO 2008/155722 A2, которые являются частью настоящего описания.
Пример структуры согласно варианту осуществления 8
3
3
3
Вся абсорбирующая жидкость сердцевина включает систему с двумя сердцевинами, первичная и вторичная сердцевины имеют почти равномерный прямоугольный размер. Первичная сердцевина меньше вторичной и расположена на расстоянии 6 см от переднего дистального края вторичной сердцевины и на расстоянии 10 см от заднего дистального края вторичной сердцевины, ее ширина составляет 9 см. Первичная абсорбирующая жидкость сердцевина между (А) вторичной абсорбирующей жидкость сердцевиной включает однородную смесь гидрофильной волокнистой матрицы из древесных волокон и 28,6 мас.% водопоглощающих полимерных частиц. Общая масса первичной сердцевины составляет 8 г. Вторичная абсорбирующая жидкость сердцевина между первичной сердцевиной и (В) включает однородную смесь гидрофильной волокнистой матрицы из древесных волокон и 71,4 мас.% водопоглощающих полимерных частиц. Количество водопоглощающих полимерных частиц во вторичной абсорбирующей жидкость сердцевине составляет 10,0 г. Общая масса вторичной сердцевины составляет 20 г. Плотность абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 0,15 г/см, для области воздействия - 0,19 г/см, для задней части - 0,18 г/см. Базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 790,63 г/кв.м, для области воздействия - 1121,38 г/кв.м, для задней части - 976,83 г/кв.м.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем капельной полимеризации, как описано в примере 19с, имеют следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 31,5 г/г
-7
3
SFC - 70×10 смс/г
AUHL - 20,4 г/г
Содержание влаги - 7,6 мас.%
Время воронки - 59 с
GBP - 42 дарси
Размеры вторичной абсорбирующей жидкость сердцевины: длина: 40,8 см; ширина спереди: 10,5 см; ширина ластовицы: 9,3 см; ширина сзади: 10,3 см.
Общая толщина обеих абсорбирующих жидкость сердцевин составляет в среднем 5,4 мм.
Соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С) имеет базовую массу 60 г/кв.м, прямоугольную форму и меньше первичной абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер 19,7 см×7,6 см.
Абсорбирующее жидкость изделие включает:
- плоские резинки; резинки выполнены из волокон типа спандекс: 3 эластичных элемента для ног и 2 эластичный элемент для манжеты
- ножные манжеты из синтетических волокон с сочетанием слоев SMS и базовой массой от 13 до 17 г/кв.м и высотой 3,8 см
- механическую систему крепления с областью крепления с размерами 22,0 см×4,0 см и лентами крепления типа flexiband 3,4 см×1,5 см; с прикреплением к ленте с крючком 3,4 см×1,4 см
Размеры абсорбирующего жидкость изделия: длина: 48,0 см; ширина спереди: 29,7 см; ширина ластовицы: 20,0 см; ширина сзади: 31,6 см.
Вариант осуществления 9
Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описан далее как Вариант осуществления 9 (прокладка). Таким образом, предпочтительное абсорбирующее жидкость изделие содержит
(A) верхний проницаемый для жидкости слой, включающий полученный фильерным способом слой (состоящее из трех частей покрытие);
(B) нижний непроницаемый для жидкости слой, содержащий композит из дышащей полиэтиленовой пленки и полученного фильерным способом нетканого материала;
(C) одну абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую от 10 до 50 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от общей массы абсорбирующей сердцевины и включающую многослойную часть для хранения жидкости, включающую следующую последовательность:
1) однородный верхний слой пуха сердцевины из гидрофильной матрицы, выполненной из древесных волокон (целлюлозных волокон), содержащий около 50% общего количества пуха;
2) абсорбирующий жидкость слой, содержащий водопоглощающие полимерные частицы; подходящие водопоглощающие полимерные частицы для этой структуры имеют показатель удержания в центрифуге (CRC) не менее 30 г/г; и
2
(D) соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С), имеющий базовую массу от 40 до 80 г/кв.м; принимающий-распределяющий слой имеет прямоугольную форму и меньше первичной абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер от около 150 до около 250 см.
Структура каркаса продуктов и содержащихся там компонентов изготовляется и регулируется путем дискретного применения клея-расплава, как известно специалистам в данной области техники. Примерами могут быть, например, Dispomelt 505В, Dispomelt Cool 1101, а также другие специальные клеи производства National Starch или Henkel.
Ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои могут быть изготовлены путем иммобилизации водопоглощающих полимерных частиц на нетканом листе с помощью клея-расплава. Предпочтительно, водопоглощающие полимерные частицы образовывают продольные полосы или отдельные участки. Возможны и другие схемы расположения водопоглощающих полимерных частиц.
В предпочтительном варианте осуществления ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои содержат не менее двух листов, содержащих иммобилизованные водопоглощающие полимерные частицы.
Примеры ультратонких, выдерживающих высокую нагрузку абсорбирующих жидкость слоев описаны в ЕР 1293187 А1, US 6,972,011, ЕР 1447066 А1, ЕР 1447067 А1, ЕР 1609448 А1, JP 2004/313580, US 2005/0137085, US 2006/0004336, US 2007/0135785 WO 2008/155699 A1, WO 2008/155701 A2, WO 2008/155702 A1, WO 2008/155710 A1, WO 2008/155711 A1, WO 2004/071363 A1, US 2003/0181115, WO 2005/097025, US 2007/156108, US 2008/0125735 и WO 2008/155722 A2, которые являются частью настоящего описания.
Пример структуры согласно варианту осуществления 9
3
3
3
Абсорбирующая жидкость сердцевина включает двухслойную систему с одной сердцевиной, где каждый слой имеет равномерный прямоугольный размер. Слоистая абсорбирующая жидкость сердцевина между (А) и (В) включает двухслойную систему гидрофильных волокон (целлюлозных волокон, древесных волокон-пуха), каждый слой имеет почти равномерный прямоугольный размер. Абсорбирующая жидкость сердцевина помещена внутрь путем оборачивания материалом, полученным фильерным способом и имеющим базовую массу 10 г/кв.м. Плотность абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 0,16 г/см, для области воздействия - 0,14 г/см, для задней части - 0,16 г/см. Базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 598,16 г/кв.м, для области воздействия - 596,94 г/кв.м, для задней части - 626,23 г/кв.м. Толщина абсорбирующей жидкость сердцевины составляет в среднем 3,8 мм.
Абсорбирующая жидкость сердцевина содержит 31,38 мас.% распределенных водопоглощающих полимерных частиц, количество водопоглощающих полимерных частиц в абсорбирующей жидкость сердцевине составляет 9,34 г.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем капельной полимеризации, как описано в примере 18k, имеют следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 34,0 г/г
-7
3
SFC - 22×10 смc/г
AUHL - 20,4 г/г
Содержание влаги - 5,8 мас.%
Время воронки - 62 с
GBP - 20 дарси
Размеры абсорбирующей жидкость сердцевины: длина: 40,8 см; ширина спереди: 14,2 см; ширина ластовицы: 14,5 см; ширина сзади: 14,1 см.
Соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С) имеет базовую массу 35,7 г/кв.м, прямоугольную форму и меньше абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер 24,0 см×9,2 см.
Абсорбирующее жидкость изделие включает:
- плоские резинки; резинки выполнены из волокон типа спандекс: 5 эластичных материалов манжет
- ножные манжеты из синтетических волокон с сочетанием слоев SMS и базовой массой от 13 до 17 г/кв.м и высотой 4,7 см
Для улучшения облегания абсорбирующего жидкость изделия прокладка согласно варианту осуществления 10 имеет растягивающиеся полоски.
Размеры абсорбирующего жидкость изделия: длина: 47,9 см; ширина спереди: 31,3 см; ширина ластовицы: 15,4 см; ширина сзади: 31,3 см.
Вариант осуществления 10
Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описан далее как Вариант осуществления 10 (прокладка). Таким образом, предпочтительное абсорбирующее жидкость изделие содержит
(A) верхний проницаемый для жидкости слой, включающий полученный фильерным способом слой (состоящее из трех частей покрытие);
(B) нижний непроницаемый для жидкости слой, содержащий композит из дышащей полиэтиленовой пленки и полученного фильерным способом нетканого материала;
(C) одну абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую от 40 до 80 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от общей массы абсорбирующей сердцевины и включающую многослойную часть для хранения жидкости, включающую следующую последовательность:
1) однородный верхний слой пуха сердцевины из гидрофильной матрицы, выполненной из древесных волокон (целлюлозных волокон), содержащий около 50% общего количества пуха;
-7
3
2) абсорбирующий жидкость слой, содержащий водопоглощающие полимерные частицы; подходящие водопоглощающие полимерные частицы для этой структуры имеют проводимость потока солевого раствора (SFC) не менее 20×10 смс/г; и
2
(D) соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С), имеющий базовую массу от 40 до 80 г/кв.м; принимающий-распределяющий слой имеет прямоугольную форму и меньше первичной абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер от около 150 до около 250 см.
Структура каркаса продуктов и содержащихся там компонентов изготовляется и регулируется путем дискретного применения клея-расплава, как известно специалистам в данной области техники. Примерами могут быть, например, Dispomelt 505В, Dispomelt Cool 1101, а также другие специальные клеи производства National Starch или Henkel.
Ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои могут быть изготовлены путем иммобилизации водопоглощающих полимерных частиц на нетканом листе с помощью клея-расплава. Предпочтительно, водопоглощающие полимерные частицы образовывают продольные полосы или отдельные участки. Возможны и другие схемы расположения водопоглощающих полимерных частиц.
В предпочтительном варианте осуществления ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои содержат не менее двух листов, содержащих иммобилизованные водопоглощающие полимерные частицы.
Примеры ультратонких, выдерживающих высокую нагрузку абсорбирующих жидкость слоев описаны в ЕР 1293187 А1, US 6,972,011, ЕР 1447066 А1, ЕР 1447067 А1, ЕР 1609448 А1, JP 2004/313580, US 2005/0137085, US 2006/0004336, US 2007/0135785 WO 2008/155699 A1, WO 2008/155701 A2, WO 2008/155702 A1, WO 2008/155710 A1, WO 2008/155711 A1, WO 2004/071363 A1, US 2003/0181115, WO 2005/097025, US 2007/156108, US 2008/0125735 и WO 2008/155722 A2, которые являются частью настоящего описания.
Пример структуры согласно варианту осуществления 10
3
3
3
Абсорбирующая жидкость сердцевина включает двухслойную систему с одной сердцевиной, где каждый слой имеет равномерный прямоугольный размер. Слоистая абсорбирующая жидкость сердцевина между (А) и (В) включает двухслойную систему гидрофильных волокон (целлюлозных волокон, древесных волокон-пуха), каждый слой имеет почти равномерный прямоугольный размер. Абсорбирующая жидкость сердцевина помещена внутрь путем оборачивания материалом, полученным фильерным способом и имеющим базовую массу 10 г/кв.м. Плотность абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 0,16 г/см, для области воздействия - 0,14 г/см, для задней части - 0,16 г/см. Базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 598,16 г/кв.м, для области воздействия - 596,94 г/кв.м, для задней части - 626,23 г/кв.м. Толщина абсорбирующей жидкость сердцевины составляет в среднем 3,8 мм.
Абсорбирующая жидкость сердцевина содержит 59,05 мас.% распределенных водопоглощающих полимерных частиц, количество водопоглощающих полимерных частиц в абсорбирующей жидкость сердцевине составляет 11,9 г.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем капельной полимеризации, как описано в примере 21d, имеют следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 33,6 г/г
-7
3
SFC - 46×10 смс/г
Содержание влаги - 5,5 мас.%
Время воронки - 58 с
GBP-33 дарси
Размеры абсорбирующей жидкость сердцевины: длина: 40,8 см; ширина спереди: 14,2 см; ширина ластовицы: 14,5 см; ширина сзади: 14,1 см.
Соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С) имеет базовую массу 35,7 г/кв.м, прямоугольную форму и меньше абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер 24,0 см×9,2 см.
Абсорбирующее жидкость изделие включает:
- плоские резинки; резинки выполнены из волокон типа спандекс: 5 эластичных материалов манжет
- ножные манжеты из синтетических волокон с сочетанием слоев SMS и базовой массой от 13 до 17 г/кв.м и высотой 4,7 см
Для улучшения облегания абсорбирующего жидкость изделия прокладка согласно варианту осуществления 10 имеет растягивающиеся полоски.
Размеры абсорбирующего жидкость изделия: длина: 47,9 см; ширина спереди: 31,3 см; ширина ластовицы: 15,4 см; ширина сзади: 31,3 см.
Вариант осуществления 11
Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описан далее как Вариант осуществления 11 (прокладка). Таким образом, предпочтительное абсорбирующее жидкость изделие содержит
(A) верхний проницаемый для жидкости слой, включающий полученный фильерным способом слой (состоящее из трех частей покрытие);
(B) нижний непроницаемый для жидкости слой, содержащий композит из дышащей полиэтиленовой пленки и полученного фильерным способом нетканого материала;
(C) выдерживающую высокую нагрузку одну абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую от 55 до 95 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от общей массы абсорбирующей сердцевины и включающую многослойную часть для хранения жидкости, включающую следующую последовательность:
1) однородный верхний слой сердцевины из гидрофильных синтетических волокон (волокнистая матрица), содержащий около 95% общего количества пуха;
2) выдерживающий высокую нагрузку абсорбирующий жидкость слой, содержащий водопоглощающие полимерные частицы;
-7
3
подходящие водопоглощающие полимерные частицы для этой структуры имеют проводимость потока солевого раствора (SFC) не менее 80×10 смс/г; и
2
(D) соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С), имеющий базовую массу от 40 до 80 г/кв.м; принимающий-распределяющий слой имеет прямоугольную форму и меньше первичной абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер от около 150 до около 250 см.
Структура каркаса продуктов и содержащихся там компонентов изготовляется и регулируется путем дискретного применения клея-расплава, как известно специалистам в данной области техники. Примерами могут быть, например, Dispomelt 505В, Dispomelt Cool 1101, а также другие специальные клеи производства National Starch или Henkel.
Ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои могут быть изготовлены путем иммобилизации водопоглощающих полимерных частиц на нетканом листе с помощью клея-расплава. Предпочтительно, водопоглощающие полимерные частицы образовывают продольные полосы или отдельные участки. Возможны и другие схемы расположения водопоглощающих полимерных частиц.
В предпочтительном варианте осуществления ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои содержат не менее двух листов, содержащих иммобилизованные водопоглощающие полимерные частицы.
Примеры ультратонких, выдерживающих высокую нагрузку абсорбирующих жидкость слоев описаны в ЕР 1293187 А1, US 6,972,011, ЕР 1447066 А1, ЕР 1447067 А1, ЕР 1609448 А1, JP 2004/313580, US 2005/0137085, US 2006/0004336, US 2007/0135785 WO 2008/155699 A1, WO 2008/155701 A2, WO 2008/155702 A1, WO 2008/155710 A1, WO 2008/155711 A1, WO 2004/071363 A1, US 2003/0181115, WO 2005/097025, US 2007/156108, US 2008/0125735 и WO 2008/155722 A2, которые являются частью настоящего описания.
Пример структуры согласно варианту осуществления 11
3
3
3
Абсорбирующая жидкость сердцевина включает двухслойную, выдерживающую высокую нагрузку систему с одной сердцевиной, каждый слой которой имеет равномерный прямоугольный размер. Слоистая абсорбирующая жидкость сердцевина между (А) и (В) включает двухслойную систему гидрофильных волокон (синтетических волокон), каждый слой имеет прямоугольный размер. Абсорбирующая жидкость сердцевина помещена внутрь путем оборачивания материалом, полученным фильерным способом и имеющим базовую массу 10 г/кв.м. Плотность абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 0,20 г/см, для области воздействия - 0,20 г/см, для задней части - 0,21 г/см. Базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 551,51 г/кв.м, для области воздействия - 585,71 г/кв.м, для задней части - 569,63 г/кв.м. Толщина абсорбирующей жидкость сердцевины составляет в среднем 2,9 мм.
Абсорбирующая жидкость сердцевина содержит 81,6 мас.% распределенных водопоглощающих полимерных частиц, количество водопоглощающих полимерных частиц в абсорбирующей жидкость сердцевине составляет 12,9 г.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем капельной полимеризации, как описано в примере 12, имеют следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 25,5 г/г
-7
3
SFC - 60×10 смc/г
AUHL - 22,3 г/г
Содержание влаги - 0,2 мас.%
GBP - 120 дарси
Размеры абсорбирующей жидкость сердцевины: длина: 40,8 см; ширина спереди: 14,2 см; ширина ластовицы: 14,5 см; ширина сзади: 14,1 см.
Соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С) имеет базовую массу 35,7 г/кв.м, прямоугольную форму и меньше абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер 24,0 см×9,2 см.
Абсорбирующее жидкость изделие включает:
- плоские резинки; резинки выполнены из волокон типа спандекс: 5 эластичных материалов манжет
- ножные манжеты из синтетических волокон с сочетанием слоев SMS и базовой массой от 13 до 17 г/кв.м и высотой 4,7 см
- индикатор намокания на нижней стороне непроницаемого для жидкости слоя (В)
Размеры абсорбирующего жидкость изделия: длина: 47,9 см; ширина спереди: 31,3 см; ширина ластовицы: 15,4 см; ширина сзади: 31,3 см
Вариант осуществления 12
Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описан далее как Вариант осуществления 12 (прокладка). Таким образом, предпочтительное абсорбирующее жидкость изделие содержит
(A) верхний проницаемый для жидкости слой, включающий термосвязанный слой (покрытие);
(B) нижний непроницаемый для жидкости слой, содержащий композит из дышащей полиэтиленовой пленки и полученного фильерным способом нетканого материала;
-7
3
(С) выдерживающую высокую нагрузку одну абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую от 55 до 95 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от общей массы абсорбирующей сердцевины и включающую часть для хранения жидкости, содержащую выдерживающий высокую нагрузку абсорбирующий различные жидкости слой, завернутый в однородный слой гидрофильных синтетических волокон; указанный выдерживающий высокую нагрузку абсорбирующий жидкости слой включает водопоглощающие полимерные частицы; водопоглощающие полимерные частицы, подходящие для такой структуры, имеют проводимость потока солевого раствора (SFC) не менее 80×10 смс/г; указанная однородная обертка из гидрофильных синтетических волокон содержит около 95% от общего количества пуха; и
2
(D) соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С), имеющий базовую массу от 40 до 80 г/кв.м; принимающий-распределяющий слой имеет прямоугольную форму и меньше первичной абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер от около 150 до около 250 см.
Структура каркаса продуктов и содержащихся там компонентов изготовляется и регулируется путем дискретного применения клея-расплава, как известно специалистам в данной области техники. Примерами могут быть, например, Dispomelt 505В, Dispomelt Cool 1101, а также другие специальные клеи производства National Starch или Henkel.
Ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои могут быть изготовлены путем иммобилизации водопоглощающих полимерных частиц на нетканом листе с помощью клея-расплава. Предпочтительно, водопоглощающие полимерные частицы образовывают продольные полосы или отдельные участки. Возможны и другие схемы расположения водопоглощающих полимерных частиц.
В предпочтительном варианте осуществления ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои содержат не менее двух листов, содержащих иммобилизованные водопоглощающие полимерные частицы.
Примеры ультратонких, выдерживающих высокую нагрузку абсорбирующих жидкость слоев описаны в ЕР 1293187 А1, US 6,972,011, ЕР 1447066 А1, ЕР 1 447 067 А1, ЕР 1609448 А1, JP 2004/313580, US 2005/0137085, US 2006/0004336, US 2007/0135785 WO 2008/155699 A1, WO 2008/155701 A2, WO 2008/155702 A1, WO 2008/155710 A1, WO 2008/155711 A1, WO 2004/071363 A1, US 2003/0181115, WO 2005/097025, US 2007/156108, US 2008/0125735 и WO 2008/155722 A2, которые являются частью настоящего описания.
Пример структуры согласно варианту осуществления 12
3
3
3
Абсорбирующая жидкость сердцевина включает выдерживающую высокую нагрузку систему с одной сердцевиной, имеющую равномерный прямоугольный размер. Абсорбирующая жидкость сердцевина между (А) и (В) включает часть для хранения жидкости, содержащую выдерживающий высокую нагрузку абсорбирующий жидкость слой, завернутый в однородный слой из гидрофильных синтетических волокон. Абсорбирующая жидкость сердцевина помещена внутрь путем оборачивания, как в С-образной конфигурации, так и полного оборачивания, материалом, полученным фильерным способом и имеющим базовую массу 10 г/кв.м. Плотность абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 0,16 г/см, для области воздействия - 0,25 г/см, для задней части - 0,19 г/см. Базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 436,86 г/кв.м, для области воздействия - 707,74 г/кв.м, для задней части - 555,73 г/кв.м. Толщина абсорбирующей жидкость сердцевины составляет в среднем 3,0 мм.
Абсорбирующая жидкость сердцевина содержит 80,3 мас.% распределенных водопоглощающих полимерных частиц, количество водопоглощающих полимерных частиц в абсорбирующей жидкость сердцевине составляет 11,8 г.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем капельной полимеризации, как описано в примере 13е, имеют следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 27,5 г/г
-7
3
SFC - 129×10 смс/г
AUHL - 20,3 г/г
Содержание влаги - 7,7 мас.%
Время воронки - 78 с
GBP - 98 дарси
Размеры абсорбирующей жидкость сердцевины: длина: 40,8 см; ширина спереди: 14,2 см; ширина ластовицы: 14,5 см; ширина сзади: 14,1 см.
Соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и (С) имеет базовую массу 35,7 г/кв.м, прямоугольную форму и меньше абсорбирующей жидкость сердцевины, имеющей размер 24,0 см×9,2 см.
Абсорбирующее жидкость изделие включает:
- плоские резинки; резинки выполнены из волокон типа спандекс: 5 эластичных материалов манжет
- ножные манжеты из синтетических волокон с сочетанием слоев SMS и базовой массой от 13 до 17 г/кв.м и высотой 4,7 см
Для улучшения облегания абсорбирующего жидкость изделия эластичные трусы согласно варианту осуществления 12 содержат эластичные материалы их волокон типа спандекс.
Размеры абсорбирующего жидкость изделия: длина: 47,9 см; ширина спереди: 31,3 см; ширина ластовицы: 15,4 см; ширина сзади: 31,3 см.
Вариант осуществления 13
Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описан далее как Вариант осуществления 13. Таким образом, предпочтительное абсорбирующее жидкость изделие содержит
(A) верхний проницаемый для жидкости слой, включающий полученный фильерным способом слой (покрытие);
(B) нижний непроницаемый для жидкости слой, содержащий композит из дышащей полиэтиленовой пленки и полученного фильерным способом нетканого материала;
-7
3
(C) выдерживающую высокую нагрузку одну абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую от 55 до 95 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от общей массы абсорбирующей сердцевины, включающую часть для хранения жидкости, содержащую выдерживающий высокую нагрузку абсорбирующий жидкость слой, завернутый в полученный фильерным способом материал; указанный выдерживающий высокую нагрузку абсорбирующий жидкость слой включает водопоглощающие полимерные частицы; водопоглощающие полимерные частицы, подходящие для такой структуры, имеют проводимость потока солевого раствора (SFC) не менее 80×10 смс/г; указанная однородная обертка из полученного фильерным способом материала содержит около 100% от общего количества пуха; и
2
2
(D) систему из двух принимающих-распределяющих слоев между (А) и (С), включающую верхний связанный смолой слой с базовой массой от 40 до 80 г/кв.м; верхний принимающий-распределяющий слой имеет прямоугольную форму с размером от около 150 до около 250 см; нижний принимающий-распределяющий слой содержит синтетические волокна, имеет базовую массу от 40 до 80 г/кв.м и размер от около 100 до около 300 см; верхний принимающий-распределяющий слой меньше нижнего принимающего-распределяющего слоя; оба принимающих-распределяющих слоя меньше абсорбирующей жидкость сердцевины.
Структура каркаса продуктов и содержащихся там компонентов изготовляется и регулируется путем дискретного применения клея-расплава, как известно специалистам в данной области техники. Примерами могут быть, например, Dispomelt 505В, Dispomelt Cool 1101, а также другие специальные клеи производства National Starch или Henkel.
Ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои могут быть изготовлены путем иммобилизации водопоглощающих полимерных частиц на нетканом листе с помощью клея-расплава. Предпочтительно, водопоглощающие полимерные частицы образовывают продольные полосы или отдельные участки. Возможны и другие схемы расположения водопоглощающих полимерных частиц.
В предпочтительном варианте осуществления ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои содержат не менее двух листов, содержащих иммобилизованные водопоглощающие полимерные частицы.
Примеры ультратонких, выдерживающих высокую нагрузку абсорбирующих жидкость слоев описаны в ЕР 1293187 А1, US 6,972,011, ЕР 1447066 А1, ЕР 1447067 А1, ЕР 1609448 А1, JP 2004/313580, US 2005/0137085, US 2006/0004336, US 2007/0135785 WO 2008/155699 A1, WO 2008/155701 A2, WO 2008/155702 A1, WO 2008/155710 A1, WO 2008/155711 A1, WO 2004/071363 A1, US 2003/0181115, WO 2005/097025, US 2007/156108, US 2008/0125735 и WO 2008/155722 A2, которые являются частью настоящего описания.
Пример структуры согласно варианту осуществления 13
3
3
3
Абсорбирующая жидкость сердцевина включает выдерживающую высокую нагрузку смешанную систему с одной сердцевиной, имеющую почти равномерный прямоугольный размер. Абсорбирующая жидкость сердцевина между (А) и (В) включает часть для хранения жидкости, содержащую выдерживающий высокую нагрузку абсорбирующий жидкость слой, завернутый в одно родный слой из гидрофильных волокон, полученных фильерным способом, с базовой массой 10 г/кв.м. Плотность абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 0,20 г/см, для области воздействия - 0,19 г/см, для задней части - 0,19 г/см. Базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 1114 г/кв.м, для области воздействия - 1007 г/кв.м, для задней части - 658 г/кв.м. Толщина абсорбирующей жидкость сердцевины составляет в среднем 4,5 мм.
Абсорбирующий жидкость слой содержит 67,2 мас.% распределенных водопоглощающих полимерных частиц, количество водопоглощающих полимерных частиц в абсорбирующей жидкость сердцевине составляет 14,1 г.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем капельной полимеризации, как описано в примере 17b, имеют следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 28,6 г/г
-7
3
SFC - 98×10 смc/г
AUHL - 21,6 г/г
Содержание влаги - 6,3 мас.%
Время воронки - 75 с
GBP - 62 дарси
Размеры абсорбирующей жидкость сердцевины: длина: 43,0 см; ширина спереди: 11,5 см; ширина ластовицы: 7,2 см; ширина сзади: 12,1 см.
Верхний соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и нижним принимающим-распределяющим слоем имеет базовую массу 65,7 г/кв.м, прямоугольную форму с размерами 24,9 см×7 см. Нижний соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между верхним принимающим-распределяющим слоем и (С) имеет прямоугольную форму с размерами 24,9 см×7,5 см. Оба принимающих-распределяющих слоя меньше абсорбирующей жидкость сердцевины.
Абсорбирующее жидкость изделие включает:
- плоские резинки; резинки выполнены из волокон типа спандекс: 3 эластичных элемента для ног и 2 эластичный элемент для манжеты
- ножные манжеты из синтетических волокон с сочетанием слоев SMS и базовой массой от 13 до 17 г/кв.м и высотой 3,4 см
- механическую систему крепления с областью крепления с размерами 14,9 см×3,8 см и клейкими лентами крепления 3,0 см×1,3 см; с прикреплением к ленте с крючком 3,0 см×1,3 см
Размеры абсорбирующего жидкость изделия: длина: 50,9 см; ширина спереди: 24,5 см; ширина ластовицы: 24,3 см; ширина сзади: 24,5 см.
Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описан далее как Вариант осуществления 14. Таким образом, предпочтительное абсорбирующее жидкость изделие содержит
(A) верхний проницаемый для жидкости слой, включающий полученный фильерным способом слой (покрытие);
(B) нижний непроницаемый для жидкости слой, содержащий композит из дышащей полиэтиленовой пленки и полученного фильерным способом нетканого материала;
-7
3
(C) выдерживающую высокую нагрузку одну абсорбирующую жидкость сердцевину между (А) и (В), содержащую от 55 до 95 мас.% водопоглощающих полимерных частиц от общей массы абсорбирующей сердцевины, включающую часть для хранения жидкости, содержащую выдерживающий высокую нагрузку абсорбирующий жидкость слой, завернутый в полученный фильерным способом материал; указанный выдерживающий высокую нагрузку абсорбирующий жидкость слой включает водопоглощающие полимерные частицы; водопоглощающие полимерные частицы, подходящие для такой структуры, имеют проводимость потока солевого раствора (SFC) не менее 80×10 смс/г; указанная однородная обертка из полученного фильерным способом материала содержит около 100% от общего количества пуха; и
2
2
(D) систему из двух принимающих-распределяющих слоев между (А) и (С), включающую верхний связанный смолой слой с базовой массой от 40 до 80 г/кв.м; верхний принимающий-распределяющий слой имеет прямоугольную форму с размером от около 150 до около 250 см; нижний принимающий-распределяющий слой содержит синтетические волокна, имеет базовую массу от 40 до 80 г/кв.м и размер от около 100 до около 300 см; верхний принимающий-распределяющий слой меньше нижнего принимающего-распределяющего слоя; оба принимающих-распределяющих слоя меньше абсорбирующей жидкость сердцевины.
Структура каркаса продуктов и содержащихся там компонентов изготовляется и регулируется путем дискретного применения клея-расплава, как известно специалистам в данной области техники. Примерами могут быть, например, Dispomelt 505В, Dispomelt Cool 1101, а также другие специальные клеи производства National Starch или Henkel.
Ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои могут быть изготовлены путем иммобилизации водопоглощающих полимерных частиц на нетканом листе с помощью клея-расплава. Предпочтительно, водопоглощающие полимерные частицы образовывают продольные полосы или отдельные участки. Возможны и другие схемы расположения водопоглощающих полимерных частиц.
В предпочтительном варианте осуществления ультратонкие, выдерживающие высокую нагрузку абсорбирующие жидкость слои содержат не менее двух листов, содержащих иммобилизованные водопоглощающие полимерные частицы.
Примеры ультратонких, выдерживающих высокую нагрузку абсорбирующих жидкость слоев описаны в ЕР 1293187 А1, US 6,972,011, ЕР 1447066 А1, ЕР 1447067 А1, ЕР 1609448 А1, JP 2004/313580, US 2005/0137085, US 2006/0004336, US 2007/0135785 WO 2008/155699 A1, WO 2008/155701 A2, WO 2008/155702 A1, WO 2008/155710 A1, WO 2008/155711 A1, WO 2004/071363 А1, US 2003/0181115, WO 2005/097025, US 2007/156108, US 2008/0125735 и WO 2008/155722 A2, которые являются частью настоящего описания.
Пример структуры согласно варианту осуществления 14
3
3
3
Абсорбирующая жидкость сердцевина включает выдерживающую высокую нагрузку смешанную систему с одной сердцевиной, имеющую почти равномерный прямоугольный размер. Абсорбирующая жидкость сердцевина между (А) и (В) включает часть для хранения жидкости, содержащую выдерживающий высокую нагрузку абсорбирующий жидкость слой, завернутый в однородный слой из гидрофильных волокон, полученных фильерным способом, с базовой массой 10 г/кв.м. Плотность абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 0,25 г/см, для области воздействия - 0,25 г/см, для задней части - 0,26 г/см. Базовая масса абсорбирующей жидкость сердцевины составляет, в целом, для передней части в среднем 878,70 г/кв.м, для области воздействия - 1237,56 г/кв.м, для задней части - 495,60 г/кв.м. Толщина абсорбирующей жидкость сердцевины составляет в среднем 3,1 мм.
Абсорбирующий жидкость слой содержит 100 мас.% распределенных водопоглощающих полимерных частиц, количество водопоглощающих полимерных частиц в абсорбирующей жидкость сердцевине составляет 14,14 г.
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные путем капельной полимеризации, как описано в примере 19i, имеют следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 30,2 г/г
-7
3
SFC - 118×10 смc/г
AUHL - 19,7 г/г
Содержание влаги - 8,4 мас.%
Время воронки - 58 с
GBP - 54 дарси
Размеры абсорбирующей жидкость сердцевины: длина: 42,4 см; ширина спереди: 10,6 см; ширина ластовицы: 10,2 см; ширина сзади: 10,5 см.
Верхний соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между (А) и нижним принимающим-распределяющим слоем имеет базовую массу 58,8 г/кв.м, прямоугольную форму с размерами 24,7 см×7,3 см. Нижний соединенный путем продувки воздухом принимающий-распределяющий слой между верхним принимающим-распределяющим слоем и (С) имеет прямоугольную форму с размерами 20,3 см×8,2 см. Оба принимающих-распределяющих слоя меньше абсорбирующей жидкость сердцевины.
Абсорбирующее жидкость изделие включает:
- плоские резинки; резинки выполнены из волокон типа спандекс: 2 эластичных элемента для ног и 2 эластичный элемент для манжеты
- ножные манжеты из синтетических волокон с сочетанием слоев SMS и базовой массой от 13 до 17 г/кв.м и высотой 4,4 см
- пояс на талии: спереди: 13,7 см×2,1 см; сзади: 14,8 см×2,2 см
Размеры абсорбирующего жидкость изделия: длина: 46,7 см; ширина спереди: 33,5 см; ширина ластовицы: 16,0 см; ширина сзади: 33,5 см.
Водопоглощающие полимерные частицы и абсорбирующие жидкость изделия испытывали, используя описанные ниже методы.
Методы:
Если не указано иное, измерения проводили при температуре окружающей среды 23±2°С и относительной влажности воздуха 50±10%. Перед началом измерений водопоглощающие полимеры тщательно перемешивали.
Проводимость потока солевого раствора (SFC)
Проводимость потока солевого раствора согласно описанию в ЕР 0640330 А1 определяется как проницаемость набухшего гелевого слоя водопоглощающих полимерных частиц, однако установка, описанная на стр. 19 и на Фиг.8 вышеупомянутой заявки на патент, была изменена таким образом, что стеклообразная фритта (40) больше не используется, поршень (39) состоит из того же полимерного материала в виде цилиндра (37) и теперь включает 21 отверстие диаметром 9,65 мм каждое, которые равномерно распределены по всей контактной поверхности. Процедура и оценка измерений такие же как в ЕР 0640330 А1. Скорость потока регистрируется автоматически.
Проводимость потока солевого раствора (SFC) рассчитывается следующим образом:
3
SFC [смс/г]=(Fg(t=0)×L0)/(d×A×WP),
3
2
2
где Fg(t=0) - скорость потока раствора хлорида натрия в г/с, полученная с помощью линейного регрессионного анализа данных Fg(t) потока путем экстраполяции до t=0, L0 - толщина слоя геля в см, d - плотность раствора хлорида натрия в г/см, А - площадь поверхности гелевого слоя в см и WP - гидростатическое давление на слой геля в дин/см.
Скорость свободного набухания (FSR)
1,00 г (=W1) сухих водопоглощающих полимерных частиц навешивали в 25 мл стеклянный стакан и равномерно распределяли по дну стеклянного стакана. 20 мл 0,9 мас.% раствора хлорида натрия затем наливали во второй стеклянный стакан, содержимое этого стакана быстро наливали в первый стакан и включали секундомер. Как только последняя капля солевого раствора была абсорбирована, что подтверждалось исчезновением отражения на поверхности жидкости, секундомер останавливали. Точное количество жидкости, вылитое из второго стакана и поглощенное полимером в первом стакане, точно определяли путем взвешивания второго стакана (=W2). Время, необходимое для поглощения, измеряли секундомером и обозначали t. Исчезновение последней капли жидкости на поверхности определяли как время t.
Скорость свободного набухания (FSR) рассчитывали следующим образом:
FSR[г/гс]=W2/(W1×t)
Однако в случае, если содержание влаги в образующем гидрогель полимере превышает 3 мас.%, массу W1 необходимо скорректировать на это содержание влаги.
Воронка
50.0±1,0 мл 0,9% раствора хлорида натрия помещали в 100 мл стакан. Стержень цилиндрической мешалки (30×6 мм) помещали в солевой раствор и перемешивали со скоростью пластины мешалки 60 об/мин. 2,000±0.010 г водопоглощающих полимерных частиц полимера как можно быстрее добавляли в стакан, включая секундомер в момент начала добавления. Секундомер останавливали, когда поверхность смеси становилась «неподвижной», что означало отсутствие турбулентности на поверхности, и, хотя смесь все еще могла продолжать вращаться, вся поверхность частиц вращалась как единое целое. Определенное с помощью секундомера время записывали как время воронки.
Тест на повреждение при сжатии
В пластмассовую чашку (внешняя высота 50 мм, внутренняя высота (глубина) 38.1 мм, внешний диаметр 76,2 мм, внутренний диаметр 50,8 мм) помещали стальной диск диаметром 50,75 мм и толщиной 3,18 мм. 10,0±0,05 г водопоглощающих полимерных частиц помещали в чашку и равномерно распределяли. Стальной цилиндр (размер поршня: диаметр=50,75 мм и высота 44,45 мм, масса поршня 712,2 г) помещали на водопоглощающие полимерные частицы. Собранную установку затем устанавливали в пресс Carver Press модели Auto Series 4425.4DI0A01 (Carver Inc.; Уобаш; США). Целевая установка усилия пресса была выбрана на уровне плюс 200 фунтов. Начиналось сжатие, и когда цифровой индикатор указывал целевое значение, сжатие останавливали вручную. Поврежденные водопоглощающие полимерные частицы затем извлекали с помощью кисти, чтобы извлечь все количество в пределах 0,5 мас.% от исходного количества.
Тест на повреждение в блендере
Блендер Osterizer Blender модели 6749 с 12 установками скорости, мощностью двигателя 450 Вт (Sunbeam Products Inc.; Бока-Ратон; США) и стеклянной емкостью для смешивания объемом 5 чашек подключали к источнику переменного напряжения, такому как вариак. Регулятор напряжения устанавливали таким образом, чтобы рабочая скорость блендера составляла 10500 об/мин. Емкость блендера обрабатывали антистатическим средством (например, Staticide производства VWR). Затем 25,0±0,05 г водопоглощающих полимерных частиц помещали в емкость блендера и закрывали ее крышкой. Устройство подключали к источнику переменного напряжения, и оно работала в течение заданного времени. После смешивания пыли давали осесть в емкости в течение трех минут. Крышку снимали и поврежденные водопоглощающие полимерные частицы извлекали с помощью кисти, чтобы извлечь все количество в пределах 0,5 мас.% от исходного количества.
Морфология
Морфологию водопоглощающих полимерных частиц исследовали в набухшем состоянии путем анализа под микроскопом. Приблизительно 100 мг водопоглощающих полимерных частиц помещали на предметное стекло микроскопа. С помощью шприца на водопоглощающие полимерные частицы наносили 0,9% водный раствор NaCl, чтобы частицы набухли. По мере абсорбирования частицами раствор пополняли. Следили за тем, чтобы водопоглощающие полимерные частицы не высыхали. Через 30 мин набухания стекло устанавливали в микроскоп (Leica Macroscope Z16 АРО, увеличение 20х, подсветка источником холодного света Schott KL2500 LCD, камера Leica DFC 420, все изготовлены Leica Microsysteme Vertrieb GmbH; Вецлар, Германия) и делали 3 фотографии в разных частях образца.
По морфологии частицы разделяли на три категории: К типу 1 относятся частицы с одной полостью с диаметром от 0,4 до 2,5 мм, к типу 2 - частицы с несколькими полостями с диаметром от 0,001 до 0,3 мм и к типу 3 - твердые частицы без видимых полостей.
На Фиг.9 показана набухшая частица типа 1, имеющая полость диаметром 0,94 мм, на Фиг.10 - набухшая частица типа 2 с более чем 15 полостями, имеющими диаметр от менее 0,03 до 0,13 мм.
Фотографии анализировали и регистрировали количество частиц каждой категории. Неопределенные или слипшиеся частицы исключали из дальнейшего анализа. Отдельные результаты трех фотографий для каждого образца усредняли.
Проницаемость гелевого слоя при свободном набухании (GBP)
Метод определения проницаемости гелевого слоя при свободном набухании описан в US 2005/0256757, абзацах [0061]-[0075].
Остаточные мономеры
Уровень остаточных мономеров в частицах водопоглощающего полимера определяли с помощью рекомендуемого EDANA метода испытаний № WSP 410.2-05 "Остаточные мономеры".
Распределение частиц по размеру
Распределение водопоглощающих полимерных частиц по размеру определяли с помощью системы анализа изображений Camsizer (Retsch Technology GmbH; Хаан; Германия).
Для определения среднего диаметра частиц и распределения частиц по диаметру пропорциональные части объемных фракций частиц отображали на графике в кумулятивной форме, и среднее значения диаметра частиц определяли графически.
Здесь средний диаметр частиц (APD) - это значение размера ячейки сита, обеспечивающего, в целом, сбор 50 мас.%.
Распределение частиц по диаметру (PDD) рассчитывали следующим образом:
<mrow><mi>P</mi><mi>D</mi><mi>D</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><mi>A</mi><mi>P</mi><mi>D</mi></mrow></mfrac></mrow>
,
1
2
где x - размер ячейки сита, обеспечивающего, в целом, сбор 90 мас.%, а х - размер ячейки сита, обеспечивающего, в целом, сбор 10 мас.%.
Средняя сферичность
Среднюю сферичность определяли с помощью системы анализа изображений Camziser (Retsch Technology GmbH; Хаан, Германия), используя фракцию частиц с диаметром от 100 до 1000 мкм.
Содержание влаги
Содержание влаги в частицах водопоглощающего полимера определяли с помощью рекомендуемого EDANA метода испытаний № WSP 430.2-05 "Содержание влаги".
Показатель удержания в центрифуге (CRC)
Показатель удержания в центрифуге водопоглощающих полимерных частиц определяли с помощью рекомендуемого EDANA метода испытаний № WSP 441.2-05 "Показатель удержания в центрифуге", в котором для больших значений показателя удержания в центрифуге использовали более крупные пакетики для чая.
Абсорбция при высокой нагрузке (AUHL)
2
2
Абсорбцию при высокой нагрузке водопоглощающих полимерных частиц определяли по аналогии с рекомендуемым EDANA методом испытаний № WSP 442.2-05 "Абсорбция под давлением", за исключением того, что использовали весовое усилие 49,2 г/см вместо 21,0 г/см.
Насыпную плотность водопоглощающих полимерных частиц определяли с помощью рекомендуемого EDANA метода испытаний № WSP 460.2-05 "Плотность".
Экстрагируемые вещества
Уровень экстрагируемых составляющих в частицах водопоглощающего полимера определяли с помощью рекомендуемого EDANA метода испытаний № WSP 470.2-05 "Экстрагируемые вещества".
Методы испытаний EDANA могут быть получены, например, у EDANA, Avenue Eugene Plasky 157, B-1030 Брюссель, Бельгия.
Примеры
Получение базового полимера
Пример 1
Процесс проводили в сушильной установке со спутным распылением, интегрированным псевдоожиженным слоем (27) и внешним псевдоожиженным слоем (29), как показано на Фиг.1. Цилиндрическая часть распылительной сушилки (5) имела высоту 22 м и диаметр 3,4 м. Диаметр внутреннего псевдоожиженного слоя (IFB) составлял 2,0 м, а высота перегородки - 0,4 м. Длина внешнего псевдоожиженного слоя (EFB) составляла 3,0 м, ширина - 0,65 м, а высота перегородки - 0,5 м.
Сушильный газ подавали через распределитель газа (3) в верхней части распылительной сушилки. Сушильный газ частично рециркулировал и (контур сушильного газа) через рукавный фильтр (9) и конденсационную колонку (12). В качестве сушильного газа использовали азот, содержащий от 1 до 5 об.% остаточного кислорода. Перед началом полимеризации контур сушильного газа заполняли азотом так, чтобы содержание остаточного кислорода было ниже 5 об.%. Скорость сушильного газа в цилиндрической части распылительной сушилки (5) составляла 0,73 м/с. Давление внутри распылительной сушилки было на 4 мбар ниже давления окружающей среды.
Температуру на выходе распылительной сушилки измеряли в трех точках по окружности на краю цилиндрической части, как показано на Фиг. 3. Три отдельных измерения (47) использовали для расчета средней температуры на выходе цилиндрической распылительной сушилки. Контур сушильного газа нагревали и начинали дозированную подачу раствора мономера. С этого времени температуру на выходе распылительной сушилки поддерживали на уровне 125°С, регулируя температуру газа на входе с помощью теплообменника (20).
Продукт накапливался во внутреннем псевдоожиженном слое (27) до достижения высоты перегородки. Кондиционный газ для внутреннего псевдоожиженного слоя с температурой 96°С и относительной влажностью 45% подавали во внутренний псевдоожиженный слой (27) по трубопроводу (25). Относительную влажность регулировали путем добавления пара по трубопроводу (23). Скорость газа во внутреннем псевдоожиженном слое (27) составляла 0,8 м/с. Время пребывания продукта составляло 35 мин.
Отходящий газ распылительной сушилки фильтровали рукавным фильтром (9) и направляли в конденсационную колонку (12) для гашения/охлаждения. Излишек воды откачивали из конденсационной колонки (12) путем регулирования (поддержания постоянным) уровня наполнения внутри конденсационной колонки (12). Воду внутри конденсационной колонки (12) охлаждали в теплообменнике (13) и закачивали против потока газа через сопла охлаждения (11), так что температура внутри конденсационной колонки (12) составляла 45°С. рН воды внутри конденсационной колонки (12) поддерживали в щелочном диапазоне путем дозированной подачи раствора гидроксида натрия, чтобы смыть пары акриловой кислоты.
Отходящий газ из конденсационной колонки распределяли в трубку ввода сушильного газа (1) и кондиционный газ для внутреннего псевдоожиженного слоя (25). Управление температурой газа осуществляли посредством теплообменников (20) и (22). Горячий сушильный газ подавали в распылительную сушилку со спутным потоком через распределитель газа (3). Распределитель газа (3) состоит из набора пластин, обеспечивающих падение давления от 5 до 10 мбар, в зависимости от количества сушильного газа.
Продукт выгружали из внутреннего псевдоожиженного слоя (27) через поворотный клапан (28) во внешний псевдоожиженный слой (29). Кондиционный газ для внешнего псевдоожиженного слоя с температурой 55°С подавали во внешний псевдоожиженный слой (29) по трубопроводу (40). Газом для внешнего псевдоожиженного слоя был воздух. Скорость газа во внешнем псевдоожиженном слое (29) составляла 0,8 м/с. Время пребывания продукта составляло 11 мин.
Продукт выгружали из внешнего псевдоожиженного слоя (29) через поворотный клапан (32) в сетчатый фильтр (33). Сетчатый фильтр (33) использовали для отсеивания некондиции/комков, имеющих диаметр частиц свыше 850 мкм.
Раствор мономера готовили путем смешивания первой акриловой кислоты с 3-кратно этоксилированным глицеринтриакрилатом (внутренний сшиватель), а затем - с 37,3 мас.% раствора акрилата натрия. Температуру полученного раствора мономера поддерживали на уровне 10°С с помощью теплообменника и насоса в контуре. Блок фильтра с размером ячеек 250 мкм использовали в контуре после насоса. Инициаторы дозировали в раствор мономера выше по течению от устройства каплеобразования с помощью статических смесителей (41) и (42) по линиям (43) и (44), как показано на Фиг.1. Раствор натрия пероксодисульфата с температурой 20°С добавляли по трубопроводу (43), а раствор 2,2'-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)пропан]дигидрохлорида с температурой 5°С - по трубопроводу (44). Каждый инициатор закачивали в контур и дозировали с помощью регулирующих клапанов в каждое устройство каплеобразования. Второй блок фильтра с размером ячеек 100 мкм использовали после статического смесителя (42). Для дозирования раствора мономера в верхнюю часть распылительной сушилки использовали три устройства каплеобразования, как показано на Фиг.4.
Устройство каплеобразования состояло из наружной трубы (51), имеющей отверстие для кассеты каплеобразования (53), как показано на Фиг. 5. Кассета каплеобразования (53) была соединена с внутренней трубой (52). Внутренняя труба (53), имеющая блок из PTFE (тефлон) (54) на краю в качестве уплотнения, может вдвигаться и выдвигаться из наружной трубы (51) во время процесса для целей технического обслуживания.
Температуру кассеты каплеобразования (61) поддерживали на уровне 25°С посредством каналов для подачи потока воды (59), как показано на Фиг. 6. Кассета каплеобразования имела 250 отверстий диаметром 200 мкм и расстоянием между отверстиями 15 мм. Кассета каплеобразования (61) включала канал (60), не имеющий по существу застойного объема, для равномерного распределения предварительно смешанных растворов мономера и инициатора и две пластины каплеобразования (57). Пластины каплеобразования (57) имели угловую конфигурацию с углом 10°С. Каждая пластина каплеобразования (57) была изготовлена из нержавеющей стали и имела длину 500 мм, ширину 25 мм и толщину 1 мм.
Подаваемое в распылительную сушку вещество включало 10,25 мас.% акриловой кислоты, 32,75 мас.% акрилата натрия, 0,074 мас.% 3-кратно этоксилированного глицерина триакрилата (около 85 мас.% содержание), 0,12 мас.% раствора 2,2'-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил) пропан] дигидрохлорида (15 мас.% в воде), 0,12 мас.% раствора пероксидисульфата натрия (15 мас.% в воде) и воду. Степень нейтрализации составляла 71%. Подача через каждое отверстие составляла 2,0 кг/ч.
Полученные в результате полимерные частицы имели насыпную плотность 70,4 г/100 мл, средний диаметр частиц 424 мкм, распределение частиц по диаметру 0,57 и среднюю сферичность 0,91.
Полученные полимерные частицы анализировали путем проведения Теста на повреждение в блендере и Теста на повреждение при сжатии. Результаты приведены в Таблицах 1 и 2.
Таблица 1
Тест на повреждение в блендере
Время смешивания в блендере [с]
Влага (мас.%)
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10<sup>-7</sup> см<sup>3</sup>с/г]
0
6,0
33,0
24,6
12
5
6,1
33,3
24,3
12
15
6,2
33,3
24,5
10
30
6,1
33,0
22,7
8
38
6,2
33,0
22,3
8
Таблица 2
Тест на повреждение при сжатии
Усилие [кг/см<sup>2</sup>]
Влага (мас.%)
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10<sup>-7</sup> см<sup>3</sup>с/г]
0
6,0
33,0
24,6
12
22,3
6,0
33,4
24,3
13
55,7
6,1
33,6
25,2
14
111,4
6,1
33,4
24,0
13
133,7
6,1
33,9
24,7
12
Кроме того, анализировали морфологию полученных частиц полимера. Отношение типа 1 к типу 2 составляло 0,19.
Кроме того, 200 г полученных водопоглощающих полимерных частиц просеивали через сито Retsch AS 200 basic (Retsch GmbH; Хаан, Германия), содержащее сита с размером ячейки 100 мкм, 200 мкм, 300 мкм, 400 мкм, 500 мкм, 600 мкм, 710 мкм и 850 мкм. Для отдельных фракций сита определяли показатель удержания в центрифуге, показатель абсорбции при высокой нагрузке и проводимость потока солевого раствора, если количество материала составляло более 2 г. Характеристики отдельных фракций сита приведены в Таблице 3.
Таблица 3
Характеристики фракций сита
Фракция сита
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
500-600 мкм
29,8
22,8
400-500 мкм
33,4
24,5
300-400 мкм
34,3
24,2
200-300 мкм
32,5
22,4
Пример 2 (Сравнительный пример)
Повторяли пример 1, за исключением того, что температуру на выходе распылительной сушилки поддерживали на уровне 138°С, скорость сушильного газа в цилиндрической части распылительной сушилки (5) составляла 0,29 м/с, а расстояние между отверстиями равнялось 5 мм. Для дозирования раствора мономера в верхнюю часть распылительной сушилки использовали одно устройство каплеобразования с 360 отверстиями диаметром 200 мкм.
Кондиционный газ для внутреннего псевдоожиженного слоя имел температуру 105°С и относительную влажность 23%. Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 104 мин. Кондиционный газ для внешнего псевдоожиженного слоя имел температуру 60°С. Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 33 мин.
Подаваемое в распылительную сушку вещество включало 10,25 мас.% акриловой кислоты, 32,75 мас.% акрилата натрия, 0,085 мас.% 3-кратно зтоксилированного глицерина триакрилата (около 85 мас.% содержание), 0,11 мас.% раствора 2,2'-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)-пропан] дигидрохлорида (15 мас.% в воде), 0,088 мас.% раствора пероксодисульфата натрия (15 мас.% в воде) и воду. Подача через каждое отверстие составляла 1,4 кг/ч.
Полученные в результате полимерные частицы имели насыпную плотность 41,3 г/100 мл, средний диаметр частиц 581 мкм, распределение частиц по диаметру 0,82 и среднюю сферичность 0,87.
Полученные полимерные частицы анализировали путем проведения Теста на повреждение в блендере и Теста на повреждение при сжатии. Результаты приведены в Таблицах 4 и 5.
Таблица 4
Тест на повреждение в блендере
Время смешивания в блендере [с]
Влага (мас.%)
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10-<sup>7</sup> см<sup>3</sup>с/г]
0
6,2
29,7
21,9
16
5
6,2
29,4
20,5
12
15
6,3
28,6
18,5
9
30
6,1
28,3
16,8
8
38
6,2
28,1
15,5
9
Таблица 5
Тест на повреждение при сжатии
Усилие [кг/см<sup>2</sup>]
Влага (мас.%)
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10-<sup>7</sup> см<sup>3</sup>с/г]
0
6,2
29,7
21,9
16
22,3
6,3
31,6
22,3
18
55,7
6,0
30,2
21,2
15
111,4
6,1
30,1
19,8
11
133,7
6,1
30,6
17,8
8
Кроме того, анализировали морфологию полученных частиц полимера. Отношение типа 1 к типу 2 составляло 1,7.
Полимерные частицы согласно изобретению и примеру 1 имеют меньшее снижение впитывающей способности при высокой нагрузке (AUHL) и проводимости для солевого раствора (SFC) после повреждения по сравнению с частицами полимера не согласно изобретению и согласно примеру 2, что указывает на то, что полимерные частицы согласно изобретению обладают большей устойчивостью к повреждению, чем полимерные частицы не соответствующие изобретению.
Кроме того, полученные полимерные частицы просеивали, как описано в примере 1. Характеристики отдельных фракций сита приведены в Таблице 6.
Таблица 6
Характеристики фракций сита
Фракция сита
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10-<sup>7</sup> см<sup>3</sup>с/г]
> 850 мкм
20,0
17,0
61
710-850 мкм
20,6
17,3
66
600-710 мкм
22,1
18,0
55
500-600 мкм
25,4
19,8
35
400-500 мкм
31,0
24,3
19
300-400 мкм
31,3
23,0
11
200-300 мкм
30,3
21,1
8
100-200 мкм
30,9
7,3
0
Полимерные частицы согласно изобретению и примеру 1 имеют меньшее распределение частиц по размеру, меньшее изменение показателя удержания в центрифуге (CRC) и впитывающей способности при высокой нагрузке (AUHL) по сравнению с частицами полимера, не соответствующими изобретению, согласно примеру 2.
Пример 3 (Сравнительный пример)
Повторяли пример 1, за исключением того, что температуру на выходе распылительной сушилки поддерживали на уровне 133°С, скорость сушильного газа в цилиндрической части распылительной сушилки (5) составляла 0,45 м/с, а расстояние между отверстиями равнялось 5 мм. Для дозирования раствора мономера в верхнюю часть распылительной сушилки использовали одно устройство каплеобразования с 360 отверстиями диаметром 200 мкм.
Кондиционный газ для внутреннего псевдоожиженного слоя имел температуру 85°С и относительную влажность 28%. Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 104 мин. Кондиционный газ для внешнего псевдоожиженного слоя имел температуру 60°С. Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 33 мин.
Подаваемое в распылительную сушку вещество включало 10,25 мас.% акриловой кислоты, 32,75 мас.% акрилата натрия, 0,085 мас.% 3-кратно этоксилированного глицерина триакрилата (около 85 мас.% содержание), 0,11 мас.% раствора 2,2'-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)-пропан] дигидрохлорида (15 мас.% в воде), 0,088 мас.% раствора пероксодисульфата натрия (15 мас.% в воде) и воду. Подача через каждое отверстие составляла 1,4 кг/ч.
Полученные в результате полимерные частицы имели насыпную плотность 54,6 г/100 мл и средний диаметр частиц 514 мкм.
Пример 4
Повторяли пример 1, за исключением того, что температуру на выходе распылительной сушилки поддерживали на уровне 130°С, скорость сушильного газа в цилиндрической части распылительной сушилки (5) составляла 0,70 м/с. Для дозирования раствора мономера в верхнюю часть распылительной сушилки использовали три устройства каплеобразования с 200 отверстиями диаметром 200 мкм.
Кондиционный газ для внутреннего псевдоожиженного слоя имел температуру 93°С и относительную влажность 48%. Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 44 мин. Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 14 мин.
Подаваемое в распылительную сушку вещество включало 10,25 мас.% акриловой кислоты, 32,75 мас.% акрилата натрия, 0,10 мас.% 3-кратно этоксилированного глицерина триакрилата (около 85 мас.% содержание), 0,12 мас.% раствора 2,2'-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)-пропан] дигидрохлорида (15 мас.% в воде), 0,088 мас.% раствора пероксодисульфата натрия (15 мас.% в воде) и воду.
Полимерные частицы имели следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 26,5 г/г
-7
3
SFC - 36×10 смc/г
AUHL - 21,6 г/г
Экстрагируемые вещества - 2,0 мас.%
Остаточные мономеры - 735 частей на миллион
Содержание влаги - 11,1 мас.%
FSR - 0,35 г/гс
Полученные в результате полимерные частицы имели насыпную плотность 59,3 г/100 мл, средний диаметр частиц 440 мкм, распределение частиц по диаметру 0,63 и среднюю сферичность 0,90.
Пример 5
Повторяли пример 1, за исключением того, что скорость сушильного газа в цилиндрической части распылительной сушилки (5) составляла 0,59 м/с. Для дозирования раствора мономера в верхнюю часть распылительной сушилки использовали три устройства каплеобразования с 200 отверстиями диаметром 200 мкм.
Кондиционный газ для внутреннего псевдоожиженного слоя имел температуру 95°С. Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 44 мин. Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 14 мин.
Подаваемое в распылительную сушку вещество включало 11,53 мас.% акриловой кислоты, 31,97 мас.% акрилата натрия, 0,079 мас.% 3-кратно этоксилированного глицерина триакрилата (около 85 мас.% содержание), 0,13 мас.% раствора 2,2'-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)-пропан] дигидрохлорида (15 мас.% в воде), 0,13 мас.% раствора пероксодисульфата натрия (15 мас.% в воде) и воду. Степень нейтрализации составляла 68%.
Полимерные частицы имели следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 28,9 г/г
-7
3
SFC - 27×10 смc/г
AUHL - 23,0 г/г
Остаточные мономеры - 384 частей на миллион
Содержание влаги - 9,5 мас.%
FSR - 0,3 г/гс
Полученные в результате полимерные частицы имели насыпную плотность 69,9 г/100 мл и средний диаметр частиц 421 мкм.
Повторяли пример 1, за исключением того, что скорость сушильного газа в цилиндрической части распылительной сушилки (5) составляла 0,59 м/с. Для дозирования раствора мономера в верхнюю часть распылительной сушилки использовали три устройства каплеобразования с 200 отверстиями диаметром 200 мкм.
Кондиционный газ для внутреннего псевдоожиженного слоя имел температуру 93°С и относительную влажность 46%. Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 44 мин. Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 14 мин.
Подаваемое в распылительную сушку вещество включало 11,53 мас.% акриловой кислоты, 31,97 мас.% акрилата натрия, 0,11 мас.% 3-кратно этоксилированного глицерина триакрилата (около 85 мас.% содержание), 0,13 мас.% раствора 2,2'-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)-пропан] дигидрохлорида (15 мас.% в воде), 0,13 мас.% раствора пероксодисульфата натрия (15 мас.% в воде) и воду. Степень нейтрализации составляла 68%.
Полимерные частицы имели следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 26,0 г/г
-7
3
SFC - 54×10 смc/г
AUHL - 21,8 г/г
Экстрагируемые вещества - 1,0 мас.%
Остаточные мономеры - 382 частей на миллион
Содержание влаги - 9,0 мас.%
FSR - 0,25 г/гс
Полученные в результате полимерные частицы имели насыпную плотность 72,6 г/100 мл и средний диаметр частиц 417 мкм.
Пример 7
Повторяли пример 1, за исключением того, что скорость сушильного газа в цилиндрической части распылительной сушилки (5) составляла 0,59 м/с. Для дозирования раствора мономера в верхнюю часть распылительной сушилки использовали три устройства каплеобразования с 200 отверстиями диаметром 200 мкм.
Кондиционный газ для внутреннего псевдоожиженного слоя имел температуру 94°С и относительную влажность 38%. Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 44 мин. Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 14 мин.
Подаваемое в распылительную сушку вещество включало 10,25 мас.% акриловой кислоты, 32,75 мас.% акрилата натрия, 0,070 мас.% 3-кратно этоксилированного глицерина триакрилата (около 85 мас.% содержание), 0,12 мас.% раствора 2,2'-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)-пропан] дигидрохлорида (15 мас.% в воде), 0,12 мас.% раствора пероксодисульфата натрия (15 мас.% в воде) и воду.
Полимерные частицы имели следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 32,0 г/г
-7
3
SFC - 20×10 смс/г
AUHL - 24,0 г/г
Экстрагируемые вещества - 1,7 мас.%
Остаточные мономеры - 866 частей на миллион
Содержание влаги - 5,8 мас.%
FSR - 0,31 г/гс
Полученные в результате полимерные частицы имели насыпную плотность 71,9 г/100 мл и средний диаметр частиц 409 мкм.
Пример 8
Повторяли пример 1, за исключением того, что скорость сушильного газа в цилиндрической части распылительной сушилки (5) составляла 0,59 м/с, а расстояние между отверстиями равнялось 11 мм. Для дозирования раствора мономера в верхнюю часть распылительной сушилки использовали три устройства каплеобразования с 267 отверстиями диаметром 200 мкм.
Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 44 мин. Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 14 мин.
Подаваемое в распылительную сушку вещество включало 10,25 мас.% акриловой кислоты, 32,75 мас.% акрилата натрия, 0,055 мас.% 3-кратно этоксилированного глицерина триакрилата (около 85 мас.% содержание), 0,12 мас.% раствора 2,2'-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)-пропан] дигидрохлорида (15 мас.% в воде), 0,12 мас.% раствора пероксодисульфата натрия (15 мас.% в воде) и воду. Подача через каждое отверстие составляла 1,5 кг/ч.
Полимерные частицы имели следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 35,0 г/г
-7
3
SFC - 8×10 смc/г
AUHL - 21,6 г/г
Экстрагируемые вещества - 2,1 мас.%
Остаточные мономеры - 616 частей на миллион
Содержание влаги - 9,4 мас.%
FSR - 0,28 г/гс
Полученные в результате полимерные частицы имели насыпную плотность 70,7 г/100 мл и средний диаметр частиц 426 мкм.
Пример 9
Повторяли пример 1, за исключением того, что скорость сушильного газа в цилиндрической части распылительной сушилки (5) составляла 0,59 м/с, а расстояние между отверстиями равнялось 11 мм. Для дозирования раствора мономера в верхнюю часть распылительной сушилки использовали три устройства каплеобразования с 267 отверстиями диаметром 200 мкм.
Кондиционный газ для внутреннего псевдоожиженного слоя имел температуру 98°С. Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 44 мин. Время пребывания во внутреннем псевдоожиженном слое составляло 14 мин.
Подаваемое в распылительную сушку вещество включало 10,25 мас.% акриловой кислоты, 32,75 мас.% акрилата натрия, 0,039 мас.% 3-кратно этоксилированного глицерина триакрилата (около 85 мас.% содержание), 0,12 мас.% раствора 2,2'-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)-пропан] дигидрохлорида (15 мас.% в воде), 0,12 мас.% раствора пероксодисульфата натрия (15 мас.% в воде) и воду. Подача через каждое отверстие составляла 1,5 кг/ч.
Полимерные частицы имели следующие особенности и характеристики поглощения:
CRC - 40,5 г/г
AUHL - 12,3 г/г
Экстрагируемые вещества - 3,9 мас.%
Остаточные мономеры - 818 частей на миллион
Содержание влаги - 9,0 мас.%
FSR - 0,14г/гc
Полученные в результате полимерные частицы имели насыпную плотность 67,9 г/100 мл и средний диаметр частиц 452 мкм.
Последующее сшивание базового полимера
Пример 10
1 кг водопоглощающих полимерных частиц, полученных в примере 8, помещали в лабораторный плужный смеситель с подогревом рубашки (модель М 5 производства Gebruder Lodige Maschinenbau GmbH; Падерборн, Германия). Раствор средства для последующего сшивания получали путем смешивания 0,60 г Denacol EX 810 (этиленгликоль диглицидиловый эфир, полученный от Nagase ChemteX Corporation; Осака, Япония), 20 г пропиленгликоля и 20 г деионизированной воды в стакане. Скорость смесителя устанавливали на 450 об/мин, раствор средства для последующего сшивания добавляют по каплям с помощью шприца в водопоглощающие полимерные частицы в течение трех минут при комнатной температуре. Затем смеситель останавливали, прилипший к стенке смесителя продукт соскребали (и объединяли с основной массой), и перемешивание продолжали в течение еще двух минут при 450 об/мин. Партию помещали в две емкости из нержавеющей стали и поставили в печь при температуре 140°С на один час. Затем емкости извлекали из печи и охлаждали в сушильном шкафу. Охлажденный продукт затем просеивали через ячейки 150-710 мкм, и он имел следующие свойства:
CRC - 35,5 г/г
-7
3
SFC - 16×10 смc/г
AUHL - 26,2 г/г
Содержание влаги - 1,8 мас.%
Пример 11
1 кг водопоглощающих полимерных частиц, полученных в примере 9, помещали в лабораторный плужный смеситель с подогревом рубашки (модель М 5 производства GebrCider L6dige Maschinenbau GmbH; Падерборн, Германия). Раствор средства для последующего сшивания получали путем смешивания 10 г 1,4-бутандиола, 11,5 г изопропанола и 20 г деионизированной воды в стакане. Скорость смесителя устанавливали на 450 об/мин, раствор средства для последующего сшивания добавляли через распылительное сопло к порошку полимера в течение трех минут при комнатной температуре. Затем смеситель останавливали, прилипший к стенке смесителя продукт соскребали (и объединяли с основной массой), и перемешивание продолжали в течение еще двух минут при 450 об/мин. Затем температуру продукта повышали до 190°С путем нагревания рубашки смесителя. Продукт выдерживали при этой температуре в течение 45 минут при скорости смесителя 80 об/мин. После охлаждения смесителя продукт выгружали, просеивали через ячейки 150 - 710 мкм, и он имел следующие свойства:
CRC - 36,2 г/г
-7
3
SFC - 9×10 смc/г
AUHL - 25,7 г/г
Содержание влаги - 0,3 мас.%
Пример 12
1 кг водопоглощающих полимерных частиц, полученных в примере 8, помещали в лабораторный плужный смеситель с подогревом рубашки (модель М 5 производства Gebruder Lodige Maschinenbau GmbH; Падерборн, Германия). Скорость смесителя устанавливали на 300 об/мин, 300 г Aerosil 130 (микрокремнезем от Evonik Degussa GmbH; Франкфурт-на-Майне, Германия) добавляли и перемешивают в течение 3 минут при комнатной температуре. Раствор средства для последующего сшивания получали путем смешивания 0,75 г N-(2-гидроксиэтил)-2-оксазолидинона, 0,75 г 1,3-пропандиола, 10 г i-пропанола, 20 г водного раствора сульфата алюминия (26,8 мас.% содержание) и 10 г деионизированной воды в стакане. Скорость смесителя устанавливали на 450 об/мин, раствор средства для последующего сшивания добавляли через распылительное сопло к порошку полимера в течение трех минут при комнатной температуре. Затем смеситель останавливали, прилипший к стенке смесителя продукт соскребали (и объединяли с основной массой), и перемешивание продолжали в течение еще двух минут при 450 об/мин. Затем температуру продукта повышали до 188°С путем нагревания рубашки смесителя. Продукт выдерживали при этой температуре в течение 60 минут при скорости смесителя 80 об/мин. После охлаждения смесителя продукт выгружали, просеивали через ячейки 150-710 мкм, и он имел следующие свойства:
CRC - 25,5 г/г
-7
3
SFC - 160×10 смc/г
GBP - 120 дарси
AUHL - 22,3 г/г
Содержание влаги - 0,2 мас.%
Пример 13
В лабораторный плужный смеситель с подогревом рубашки (модель М 5, производства Gebruder Lodige Maschinenbau GmbH, Падерборн, Германия) добавляли 800 г водопоглощающих полимерных частиц, полученных в примере 8, и смешивали со скоростью 325 об/мин при добавлении по каплям раствора, содержащего 0,8 г Denacol EX 512 (полиглицерин полиглицидиловый эфир, полученный от Nagase ChemteX Corporation; Осака, Япония), 6 г 1,2-пропандиола и 12 г воды. Затем 16 г водного раствора лактата алюминия (25 мас.% содержание) добавляли по каплям. Частицам водопоглощающего полимера и добавленным растворам давали перемешаться при 325 об/мин в течение 60 с.
Эту смесь затем переносили на второй лабораторный плужный смеситель, который был предварительно нагрет до 200°С и работал на скорости 150 об/мин. После падения температуры в результате добавления холодного порошка температуру поддерживали на уровне 160°С. Образцы получали в разное время, причем t=0 минут соответствовало моменту, когда температура во втором Loedige достигла 160°С после добавления порошка. Образцы затем пропускали через стандартное сито 150 и 850 микрон, чтобы удалить крупные или мелкие частицы, которые могли быть результатом процесса нанесения покрытия. Характеристики приведены ниже:
Таблица 7
Последующее сшивание полиглицерид полиглицидиловым эфиром/Лактатом алюминия
Время обработки [мин]
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10<sup>-7</sup>см<sup>3</sup>c/г]
FSR [г/гс]
0
34,1
27,1
42
0,23
15
33,5
27,4
51
0,22
30
33,5
27,0
52
0,21
60
31,6
26,8
63
0,21
90
31,2
26,2
74
0,21
Пример 14
В лабораторный плужный смеситель с подогревом рубашки (модель М 5, производства Gebruder Lodige Maschinenbau GmbH, Падерборн, Германия) добавляли 800 г водопоглощающих полимерных частиц, полученных в примере 8, и смешивали со скоростью 325 об/мин при добавлении по каплям раствора, содержащего 0,8 г Denacol EX 512 (полиглицерин полиглицидиловый эфир, полученный от Nagase ChemteX Corporation; Осака, Япония), 6 г 1,2-пропандиола и 12 г воды. Затем 20 г водного раствора сульфата алюминия (27,55 мас.% содержание) добавляли по каплям. Частицам водопоглощающего полимера и добавленным растворам давали перемешаться при 325 об/мин в течение 60 с.
Эту смесь затем переносили на второй лабораторный плужный смеситель, который был предварительно нагрет до 200°С и работал на скорости 150 об/мин. После падения температуры в результате добавления холодного порошка температуру поддерживали на уровне 160°С. Образцы получали в разное время, причем t=0 минут соответствовало моменту, когда температура во втором Loedige достигла 160°С после добавления порошка. Образцы затем пропускали через стандартное сито 150 и 850 микрон, чтобы удалить крупные или мелкие частицы, которые могли быть результатом процесса нанесения покрытия. Характеристики приведены ниже:
Таблица 8
Последующее сшивание полиглицерид полиглицидиловым эфиром/Сульфатом алюминия
Время обработки [мин]
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
GBP [дарси]
0
34,1
24,4
48
15
32,8
24,2
65
30
32,2
24,1
68
60
31,2
23,8
66
90
30,9
23,4
83
Пример 15
В лабораторный плужный смеситель с подогревом рубашки (модель М 5, производства Gebruder Lodige Maschinenbau GmbH, Падерборн, Германия) добавляли 800 г водопоглощающих полимерных частиц, полученных в примере 9, и смешивали со скоростью 325 об/мин при добавлении по каплям раствора, содержащего 0,8 г Denacol EX 512 (полиглицерин полиглицидиловый эфир, полученный от Nagase ChemteX Corporation; Осака, Япония), 6 г 1,2-пропандиола и 12 г воды. Частицам водопоглощающего полимера и добавленным растворам давали перемешаться при 325 об/мин в течение 60 с.
Эту смесь затем переносили на второй лабораторный плужный смеситель, который был предварительно нагрет до 200°С и работал на скорости 150 об/мин. После падения температуры в результате добавления холодного порошка температуру поддерживали на уровне 160°С. Образцы получали в разное время, причем t=0 минут соответствовало моменту, когда температура во втором Loedige достигла 160°С после добавления порошка. Образцы затем пропускали через стандартное сито 150 и 850 микрон, чтобы удалить крупные или мелкие частицы, которые могли быть результатом процесса нанесения покрытия. Характеристики приведены ниже:
Таблица 9
Последующее сшивание полиглицерид полиглицидиловым эфиром
Время обработки [мин]
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10<sup>-7</sup>см<sup>3</sup>с/г]
Воронка [с]
FSR [г/гс]
0
41,9
30,4
93
0,23
15
43,2
30,4
102
0,22
30
40,8
29,6
7
95
0,21
60
39,1
29,5
95
0,21
90
38,5
29,2
12
104 .
0,20
Нанесение покрытия на базовый полимер Пример 16
800 г водопоглощающих полимерных частиц добавляли в механический плужный смеситель (Pflugschar Mischer Тур М5; Gebr. Lödige Maschinenbau GmbH; Падерборн, Германия) при комнатной температуре. При скорости перемешивания 200 об/мин водопоглощающие полимерные частицы покрывали 26,8 мас.% водного раствора сульфата алюминия в течение 4 минут. Количество сульфата алюминия приведено в таблице ниже и рассчитано как мас.% твердого сульфата алюминия в частицах водопоглощающего полимера. Скорость смесителя уменьшали после нанесения покрытия до 60 об/мин, и продукт перемешивали еще 5 минут при этих же условиях. После удаления продукта из смесителя его просеивали через 850 мкм сито, чтобы устранить возможные агломераты.
Полученные водопоглощающие полимерные частицы с покрытием анализировали. Результаты приведены в Таблице 10
Таблица 10
Покрытие из сульфата алюминия
Пример
Базовый полимер
Al<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> [мас.%]
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10<sup>-7</sup>см<sup>3</sup>с/г]
GBP [дарси]
Воронка [с]
Влага [мас.%]
16а
Пример 1
1,00
29,2
19,6
40
34
56
12,6
16b
Пример 5
1,00
30,1
20,0
41
48
68
8,5
16с
Пример 5
0,50
31,5
22,9
35
34
63
7,9
16d
Пример 5
0,75
31,0
19,7
39
39
62
8,8
16е
Пример 6
1,00
27,5
20,3
129
98
78
7,7
16f
Пример 7
1,00
31,4
16,2
23
32
60
7,3
Пример 17
Пример 16 повторяли с использованием 22,0 мас.% водного раствора покрытия из лактата алюминия вместо водного раствора сульфата алюминия. Количество лактата алюминия, нанесенного как покрытие на водопоглощающие полимерные частицы, приведено в Таблице 11 и рассчитано как мас.% твердого лактата алюминия на частицах водопоглощающего полимера.
Полученные водопоглощающие полимерные частицы с покрытием анализировали. Результаты приведены в Таблице 11.
Таблица 11
Покрытие из лактата алюминия
Пример
Базовый полимер
Лактат алюминия [мас.%]
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10<sup>-7</sup>см<sup>3</sup>с/г]
Воронка [с]
Влага [мас.%]
17а
Пример 1
1,00
28,6
22,6
38
70
12,9
17b
Пример 4
0,50
26,6
23,6
42
60
13,0
17с
Пример 4
1,00
26,3
22,0
61
54
13,1
17е
Пример 5
1,00
31,5
24,0
49
65
6,2
Пример 18
Пример 16 повторяли, но с использованием 30 мас.% водной дисперсии фосфата кальция (Tricalciumphosphat С53-80; Chemische Fabrik Budenheim KG; Буденхайм; Германия) вместо водного раствора сульфата алюминия. Количество водной дисперсии фосфата кальция, нанесенной как покрытие на водопоглощающие полимерные частицы, приведено.в Таблице 10 и рассчитано как мас.% твердого фосфата кальция на частицах водопоглощающего полимера.
Полученные водопоглощающие полимерные частицы с покрытием анализировали. Результаты приведены в Таблице 12.
Таблица 12
Покрытие из фосфата кальция
Пример
Базовый полимер
Са<sub>3</sub>(Р0<sub>4</sub>)<sub>2 </sub>[мас.%]
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10<sup>-7</sup>см<sup>3</sup>с/г]
Воронка [с]
Влага [мас.%]
18а
Пример 4
0,50
27,5
22,5
43
52
12,0
Пример 19
Пример 16 повторяли с использованием Lutensol АТ80 (распыляли в виде 15 мас.% водного раствора) вместо водного раствора сульфата алюминия. Количество раствора Lutensol АТ80, нанесенного как покрытие на частицы полимера, приведено в Таблице 11 и рассчитано как мас.% Lutensol АТ80 на частицах водопоглощающего полимера.
Полученные водопоглощающие полимерные частицы с покрытием анализировали. Результаты приведены в Таблице 13.
Таблица 13
Покрытие из Lutensol АТ80
Пример
Базовый полимер
LutensolАТ80 [мас.%]
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10<sup>-7</sup>см<sup>3</sup>с/г]
GBP [дарси]
Воронка [с]
Влага [мас.%]
19а
Пример 1
0,25
29
19
7
3
30
18,0
19b
Пример 1
0,50
28
18
7
2
30
18,5
Пример 16 повторяли с использованием дисперсии диоксида кремния вместо водного раствора сульфата алюминия. Тип и содержание твердого вещества в дисперсии диоксида кремния, нанесенной в качестве' покрытия на частицы полимера, приведены в Таблице 14. Количество диоксида кремния, рассчитанное как мас.% твердого диоксида кремния на частицах водопоглощающего полимера, приведено в Таблице 14.
Полученные водопоглощающие полимерные частицы с покрытием анализировали. Результаты приведены в Таблице 15.
Таблица 14
Дисперсии диоксида кремния
Тип
Название
Содержание SiO<sub>2</sub> [мас.%]
Производитель
Водная дисперсия микрокремнезема
Aerodisp W1714
14
Evonik Degussa GmbH, Франкфурт на Майне, Германия
Водная дисперсия микрокремнезема
Aerodisp W7215S
14
Evonik Degussa GmbH, Франкфурт на Майне, Германия
Водная дисперсия микрокремнезема
Aerodisp W 7220 N
20
Evonik Degussa GmbH, Франкфурт на Майне, Германия
Таблица 15
Покрытие из дисперсий диоксида кремния
Пример
Базовый полимер
Тип
Диоксид кремния [мас.%]
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10<sup>-7</sup> см<sup>3</sup>с/г]
GBP [дарси]
Воронка [с]
Влага [мас.%]
20а
Пример 4
AerodispW1714
0,50
28,8
22,4
76
56
71
6,4
20b
Пример 4
AerodispW7215S
0,50
28,6
21,6
98
62
75
6,3
20с
Пример 4
AerodispW 7520 N
0,50
29,2
22,0
53
43
73
6,5
Пример 21
100 г водопоглощающих полимерных частиц навешивали в полиэтиленовую бутылку (объемом 500 мл) и добавляли неорганический твердый материал. Тип неорганического материала приведен в Таблице 16. Количество неорганического материала указано в Таблице 17. Содержимое бутылки интенсивно перемешивали в использованием трехмерного шейкера-миксера (тип Т2С, Willy A. Bachofen AG Maschinenfabrik; Базель, Швейцария) в течение 15 минут.
Полученные водопоглощающие полимерные частицы с покрытием анализировали. Результаты приведены в Таблице 17.
Таблица 16
Неорганические твердые вещества
Тип
Название
Производитель
Осажденный диоксид кремния
Sipernaf 50
Evonik Degussa GmbH, Франкфурт на Майне, Германия
Гидрофобный осажденный диоксид кремния
Sipernaf D17
Evonik Degussa GmbH, Франкфурт на Майне, Германия
Гидрофильный микрокремнезем
Aerosir 200
Evonik Degussa GmbH, Франкфурт на Майне, Германия
Гидрофильный микрокремнезем
Aerosil<sup>181</sup>130
Evonik Degussa GmbH, Франкфурт на Майне, Германия
Са<sub>3</sub>(РO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>
Tricalciumphosphat C53-80
Chemische Fabrik Budenheim KG; Буденхайм, Германия
Таблица 17
Покрытие из неорганических твердых веществ
Пример
Базовый полимер
Тип
Количество [мас.%]
СRС [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10<sup>7 </sup>см<sup>3</sup>с/г]
GBP [дарси]
Воронка [с]
Влага [мас.%]
21а
Пример 1
Aerosir 200
0,50
31,4
18,7
47
38
58
5,5
21b
Пример 1
Aerosir 130
0,50
33,6
18,7
45
33
57
5.5
21с
Пример 1
Sipernaf D17
0,20
32,7
20,9
17
10
77
5,1
21d
Пример 4
Ca<sub>3</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>
0,25
27,1
21,9
38
6
52
10,9
21е
Пример 4
Ca<sub>3</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>
0,50
26,9
22,1
40
7
56
11,2
21f
Пример 4
Са<sub>3</sub>(РO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>
0,75
26,8
21,9
41
10
57
11,0
21 g
Пример 5
Aerosir 200
0,50
31,6
19,3
40
40
61
7,1
21h
Пример 5
Aerosif 130
0,50
32,7
18,6
40
37
62
7,3
21i
Пример 5
Sipernaf D17
0,20
31,4
20,9
31
14
86
7,4
21J
Пример 7
Aerosir 200
0,50
34,4
19,0
32
34
56
5,7
21k
Пример 7
Aerosir 130
0,50
34,0
20,4
22
20
62
5,8
21l
Пример 7
Sipernat<sup>181 </sup>D17
0,20
32,9
21,5
17
10
84
6,1
Пример 22
100 г водопоглощающих полимерных частиц покрывали водным раствором соли металла в соответствии с примерами 16 или 17. После нанесения покрытия продукт помещали в полиэтиленовую бутылку (объемом 500 мл) и добавляли неорганический твердый материал. Тип и количество неорганического материала указаны в Таблице 18. Содержимое бутылки интенсивно перемешивали с использованием трехмерного шейкера-миксера (тип T2F, Willy А. Bachofen AG Maschinenfabrik; Базель, Швейцария) в течение 15 минут.
Полученные водопоглощающие полимерные частицы с покрытием анализировали. Результаты приведены в Таблице 18.
Таблица 18
Покрытия из сочетания солей металлов и неорганических твердых веществ
Пример
Базовый полимер
Тип соли металла
Количество [мас.%]
Тип неорганического твердого вещества
Количество [мас.%]
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10<sup>-</sup>см<sup>3</sup>/г]
GBP [дарси]
Воронка [с]
Влага [мас.%]
22а
Пример 5
Сульфат алюминия
0,50
Aerosil 200
0,25
31,0
21,2
74
49
60
8,2
22b
Пример 5
Сульфат алюминия
0,50
Aerosil 200
0,50
31,3
20,3
55
41
59
7,9
22с
Пример 5
Сульфат алюминия
0,50
Aerosil 200
0,75
31,5
20,4
70
42
59
7,6
22d
Пример 5
Сульфат алюминия
0,75
Aerosil 200
0,25
31,2
19,8
48
41
58
8,4
22е
Пример 5
Сульфат алюминия
0,75
Aerosil 200
0,50
30,5
19,7
67
46
59
8,3
22f
Пример 5
Сульфат алюминия
0,75
Aerosil 200
0,75
30,8
19,5
57
50
58
8,3
22g
Пример 5
Сульфат алюминия
1,00
Aerosil 200
0,25
30,3
20,1
62
54
61
8,7
22h
Пример 5
Сульфат алюминия
1,00
Aerosil 200
0,50
30,3
19,9
76
50
61
8,8
22i
Пример 5
Сульфат алюминия
1,00
Aerosil 200
0,75
30,2
19,7
118
54
58
8,4
22j
Пример 7
Сульфат алюминия
0,50
Aerosil 200
0,50
32,3
19,1
47
36
54
6,9
22k
Пример 7
Сульфат алюминия
0,50
Sipernat 22S
0,50
32,1
22,0
25
25
60
7,2
221
Пример 7
Сульфат алюминия
0,50
Aerodisp W1714
0,50
31,4
19,4
33
27
62
9,5
22m
Пример 7
Сульфат алюминия
0,50
Sipernat 50
0,50
32,2
19,7
29
21
57
6,7
22n
Пример 7
Ацетат алюминия
0,50
Sipernat 50
0,50
32,4
19,6
30
47
73
7,9
Пример 23
1 кг частиц водопоглощающего полимера помещали в конический аппарат для нанесения покрытий с псевдоожиженным слоем (Aeromatic Verfahrenstechnische Anlagen AG; Бубендорф, Швейцария) и создавали псевдоожиженный слой с использованием подогретого воздуха (40°С). С помощью двухфазного сопла раствор поливиниламина (Lupamin 9095 и Lupamin 4595, BASF SE, Людвигсхафен, Германия) распыляли снизу на водопоглощающие полимерные частицы в течение 6 минут. Количество раствора рассчитывали как 0,25 мас.% сухого полимера от количества частиц водопоглощающего полимера. Водопоглощающие полимерные частицы извлекали из аппарата для нанесения покрытий, просеивали через 850 мкм сито, чтобы удалить возможно образовавшиеся агломераты.
Полученные водопоглощающие полимерные частицы с покрытием анализировали. Результаты приведены в Таблице 19.
Таблица 19
Покрытие из поливиниламина
Пример
Базовый полимер
Тип
Количество [мас.%]
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10<sup>-7</sup>см<sup>3</sup> с/г]
GBP [дарси]
Воронка [с]
Влага [мас.%]
23а
Пример 5
Lupamin 4595
0,25
30,2
18,2
35
73
61
4,8
23b
Пример 5
Lupamin 9095
0,25
30,1
18,3
41
81
63
5,1
Пример 24
100 г частиц водопоглощающего полимера навешивали в полиэтиленовую бутылку (объемом 500 мл) и добавляли неорганический твердый материал. Тип и количество неорганического материала указаны в Таблице 20. Кроме того, в качестве противопылевого средства в бутылку добавляли полиэтиленгликоль (PEG 400, ММ 400 г/моль). Количество полиэтиленгликоля приведено в Таблице 17 в частях на миллион от количества частиц полимера. Содержимое бутылки интенсивно перемешивали в использованием трехмерного шейкера-миксера (тип Т2С, Willy A. Bachofen AG Maschinenfabrik; Базель, Швейцария) в течение 15 минут.
Полученные водопоглощающие полимерные частицы с покрытием анализировали. Результаты приведены в Таблице 20.
Таблица 20
Покрытия из сочетания неорганических твердых веществ и противопылевых средств
Пример
Базовый полимер
Тип неорганического твердого вещества
Количество [мас.%]
Количество PEG 400 [частей на миллион]
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10<sup>-7</sup>см<sup>3</sup>с/г]
GBP [дарси]
Воронка [с]
Влага [мас.%]
24а
Пример 1
Aerosil 200
0,50
300
31,0
18,7
43
38
58
5,1
24b
Пример 1
Aerosil 130
0,50
300
32,9
19,0
42
33
52
5,5
24с
Пример 1
Aerosil 200
0,50
900
31,7
18,5
47
38
54
5,2
24d
Пример 1
Aerosil 130
0,50
900
33,6
18,3
46
33
58
5,5
24е
Пример 1
Aerosil 200
0,50
1500
31,1
18,2
47
38
55
5,4
24f
Пример 1
Aerosil 130
0,50
1500
33,1
18,4
45
33
57
5,5
-7
З
Водопоглощающие полимерные частицы, полученные в примере 8, были смешаны с частицами водопоглощающего полимера, полученными путем полимеризации в растворе (Hysorb М7055, BASF SE; Людвигсхафен, Германия). Hysorb М7055 имеет показатель удержания в центрифуге (CRC) 31,6 г/г, поглощение при высокой нагрузке (AUHL) 23,3 г/г и проводимость потока солевого раствора 16×10смс/г.
Полученные смеси частиц водопоглощающего полимера анализировали. Результаты приведены в Таблице 21.
Таблица 21
Смеси с известными частицами водопоглощающего полимера
Пример
Отношение частиц водопоглощающего полимера согласно изобретению к Hysorb М7055
CRC [г/г]
AUHL [г/г]
SFC [10<sup>-7</sup> см<sup>3</sup>с/г]
25а
1:2
32,1
22,3
12
25b
2:1
33,1
21,4
8