CZ291969B6 - Hydrofilizovaný polymerní pěnový materiál a způsob jeho hydrofilizace - Google Patents

Abstract

Hydrofilizovan² polymern p nov² materi l vhodn² pro absorbov n hydrofiln ch kapalin, kter² obsahuje polymern p nov² materi l, kter² je hydrofobn kdy neobsahuje p°idan nebo zbytkov hydrofiliza n inidla, p°i em p nov² materi l obsahuje z hmotnosti p nov ho materi lu alespo 0,05 % hmotn. kombinace ve vod nerozpustn ho povrchov aktivn ho inidla a soli hydrofiliza n ho inidla vybran ho z hydratovan²ch nebo hydratovateln²ch v penat²ch nebo ho°e nat²ch sol , kter jsou v p nov m materi lu stejnom rn distribuov ny, a p nov² materi l obsahuje z hmotnosti p nov ho materi lu nejv²Üe 50 % hmotn. voln vody obsa en v tomto p nov m materi lu, a p°i em povrchov aktivn m inidlem nen monolaur t sorbitanu jestli e hydrofiliza n inidlo sest v z v penat²ch sol . Zp sob hydrofilizov n hydrofobn ho polymern ho p nov ho materi lu, kter² je vhodn² pro absorbov n hydrofiln ch kapalin, t m, e se do n j vprav ve vod nerozpustn povrchov aktivn inidlo, p°i em kdy je polymern p nov² materi l bez p°idan²ch nebo zbytkov²ch hydrofiliza n ch inidel, tak je hydrofobn , kde polymern p nov² materi l se promyje roztokem obsahuj c m rozpouÜt dlo a s l hydrofiliza n ho inidla, kter je vybr na z hydratovan²ch nebo hydratovateln²ch v penat²ch nebo ho°e nat²ch sol .\

Description

Hydrofilizovaný polymemí pěnový materiál a způsob jeho hydrofilizace

Oblast techniky

Tento vynález se týká hydrofílizovaného polymemího pěnového materiálu vhodného pro absorbování hydrofilních kapalin a způsobu hydrofilizování hydrofobního polymemího pěnového materiálu, který je vhodný pro absorbování hydrofilních kapalin, tím, že se do něj vpraví ve vodě nerozpustné povrchově aktivní činidlo, přičemž když je polymemí pěnový materiál bez přidaných nebo zbytkových hydrofilizačních činidel, tak je hydrofobní. Pěnové materiály, které jsou tímto způsobem „hydrofílizována“, jsou vhodné pro používání pro absorpční zařízení a pomůcky, jako jsou ručníky, zařízení pro přísady inkontinence u dospělých, hygienické pleny, obvazy a podobně, přičemž jsou zvláště přizpůsobeny k absorbování rozmanitých tělních tekutin.

Dosavadní stav techniky

V komerční praxi je dobře známé rozsáhlé a rozmanité spektrum pěnových materiálů, běžně nazývaných „houby“, které účinně absorbují vlhkost. Pro tyto pěnové materiály je typická struktura tzv. otevřených buněk; patří mezi ně rozmanité celulózové nebo polymemí materiály. Pro přípravu syntetických pěnových materiálů jsou velmi dlouho používanými materiály například rozmanité polyurethany a podobné materiály. Jak je velmi dobře známo v dané oblasti techniky, pěnové materiály jsou účinnějšími absorbenty pro vodné kapaliny, když je jejich povrch v podstatě hydrofilní. Ale mnohé syntetické pěnové materiály se připravují polymerací organických monomerů, které poskytují polymemí pěnové materiály, jež jsou v podstatě hydrofobní povahy. Proto byla věnována značná pozornost nalezení způsobu, jímž by se mohly syntetické pěnové materiály stát hydrofílními.

Je například známo, že mnoho typů pěnových materiálů bylo připraveno za použití určitých vybraných monomerů, které propůjčují alespoň některý ze stupňů hydrofilního charakteru výslednému polymemímu pěnovému materiálu. Takovéto polymery jsou včleněny do základní struktury sítě pěnového materiálu během polymerace. Bohužel však tyto hydrofilní substituenty, přítomné v uvedených monomerech, mohou nežádoucím způsobem modifikovat základní vlastnosti výsledného pěnového materiálu. Tedy zatímco výsledný pěnový materiál může mít žádaný hydrofilní charakter, může ztratit některou ze svých žádaných charakteristických strukturních vlastností nebo účinnost některé kvalitní vlastnosti. Mimoto mohou být takovéto speciální hydrofilní monomery drahé v porovnání se standardními monomery, používanými pro přípravu pěnových materiálů. Jejich použití tedy může zvýšit celkovou cenu pěnového materiálu.

Při jiných způsobech se některé pěnové materiály upravují za pomoci skupin aniontových substituentů, jako jsou karboxylové nebo sulfonátové části na polymemích strukturách pěnových materiálů. Takové aniontové substituenty mohou být účinné při hydrofilizaci povrchu pěnových materiálů, ale bohužel jejich použití může mít za následek, že pěnové materiály jsou více tuhé a nedostatečně ohebné. Takové pěnové materiály nejsou optimálně uspokojivé při těsném styku s lidskou pokožkou, k němuž dochází například u plenek a hygienických pomůcek.

V některých případech mohou být syntetické hydrofobní pěnové materiály upraveny na hydrofilní vpravením malých množství povrchově aktivních látek do matrice pěnového materiálu. Zatímco takto se může stát pěnový materiál hydrofilní a zcela použitelný pro některé účely, pěnové materiály obsahující povrchově aktivní látky nejsou vždy vhodné pro použití při delším kontaktu s pokožkou, neboť povrchově aktivní látka může působit na pokožku dráždivě. Kromě toho některé povrchově aktivní látky, například ty, které jsou rozpustné ve vodě, mohou z pěnového materiálu desorbovat a rozpouštět se do tekutiny absorbované pěnovým materiálem. Tím se může významně změnit povrchové napětí této tekutiny a dramaticky ovlivnit pevnost, s níž je vázána k pěnovému materiálu.

-1 CZ 291969 B6

Při výrobě hydrofilních pěnových materiálů pro použití jako fluidní absorbenty ve zdravotnických pomůckách, zvláště u plenek pro jednorázové použití a dámských vložek, se vyžaduje, aby pěnové materiály měly nejen výborné vlastnosti pokud se týká manipulace s tekutinami, ale byly také příjemné vzhledem k nošení a bezpečné při použití při bezprostředním dotyku s lidskou pokožkou při delší době nošení. Navíc je důležité, aby provedení a vlastnosti pěnových materiálů, navrhovaných pro použití na plenky a výrobky používané při menstruaci bylo takové, aby vlastnosti tekutosti tělních tekutin jako je moč a menstruační výtok nebyly podstatně ovlivněny hydrofilizačním činidlem, jak by tomu mohlo být, kdyby se použily některé povrchově aktivní látky, například ty, které jsou rozpustné ve vodě, pro hydrofilizaci absorpčních pěnových materiálů. Proto je zájem při výrobě uvedených výrobků zaměřen na bezpečné, účinné a ekonomické prostředky hydrofilizování absorpčních pěnových materiálů. Této problematice jsou věnovány následující patentové spisy:

US 3 563 243, který se týká použití oxyalkylenem substituovaných polyurethanových pěnových materiálů pro plenky; viz též japonská patentová přihláška JA 02-239 863;

US 4 612 334 a US 4 606 958, které se týkají určitých pěnových materiálů majících karboxylové a jiné aniontové substituční skupiny;

EP 299 762, který se týká použití hydratovaného chloridu vápenatého při výrobě emulzních pěn s vysokým obsahem vnitřní fáze;

US 4 985 467, který popisuje hydrofílní polyurethanovou pěnu obsahující superabsorpční materiál. V tomto patentovém spisu jsou také citovány následující odkazy, týkající se absorpčních pěnových materiálů anebo jiných absorpčních materiálů: US 4 104 435, US 4 717 738, US 4 725 629, US 4 076 663, US 4 454 268, US 4 337 181, US 4 133 784, US 3 669 103, US 4 464 428, US 4 394 930, US 3 900 030, US 4 239 043, US 4 731 391 a patentové spisy JA 55-168 104 (1982), JA 57-92 032 (1982), také US 3 021 290, US 3 171 820, US 3 175 025, US 4 359 558 a US 4 521 544.

Patentové spisy US 4 797 310, US 4 788 225 a US 4 522 953 se týkají porézních polymemích materiálů (pěn), přičemž některé obsahují povrchově aktivní látky a jsou pravděpodobně hydrofílní.

US 4 788 225 popisuje nízkohustotní pórovité, pružné, zesíťované polymemí materiály a způsob jejich přípravy. Způsob zahrnuje stupně vytvoření emulze s olejovou fází, která obsahuje povrchově aktivní činidlo a různé monomery a vytvoření vodné fáze, jež obsahuje vodu, persíran draselný a chlorid vápenatý. Vodná a olejová fáze se smíchají a potom se nechají polymerovat. Výsledný vzorek se zmáčkne, aby se odstranila vodná fáze a opakovaně se promyje izopropanolem a vodou. Nakonec se polymer usuší. Nepopisuje se promývání roztokem rozpouštědla, obsahujícím hydrofilizační činidlo, aby se polymer učinil hydrofílnější. Navíc se týká pórovitého nízkohustotního polymemího materiálu, který má jistý stupeň eleasticity.

Jen okrajově se této oblasti týkají rovněž US 3 806 474 a JP 61 072 003 a české zveřejněné PV 1994-302.

Podstata vynálezu

Hydrofílizovaný polymemí pěnový materiál vhodný pro absorbování hydrofilních kapalin, podle předmětného vynálezu obsahuje polymemí pěnový materiál, který je hydrofobní když neobsahuje přidaná nebo zbytková hydrofilizační činidla, přičemž pěnový materiál obsahuje z hmotnosti pěnového materiálu alespoň 0,05 % hmotn. kombinace ve vodě nerozpustného povrchově aktivního činidla a soli hydrofilizačního činidla vybraného z hydratovaných nebo hydratova

-2CZ 291969 B6 telných nebo horečnatých solí, které jsou v pěnovém materiálu stejnoměrně distribuovány, a pěnový materiál obsahuje z hmotnosti pěnového materiálu nejvýše 50 % hmotn. volné vody obsažené v tomto pěnovém materiálu, a přičemž povrchově aktivním činidlem není monolaurát sorbitanu jestliže hydrofilizační činidlo sestává z vápenatých solí.

Hydrofilizovaný polymerní pěnový materiál podle předmětného vynálezu s výhodou má povrchově aktivní činidlo vybráno ze skupiny sestávající ze sorbitanových esterů mastných kyselin, polyglycerolových esterů mastných kyselin a polyoxyethylenových mastných kyselin a esterů a sůl hydrofilizačního činidla je vybrána z halogenidů vápenatých, halogenidů hořečnatých ajejich směsí.

Hydrofilizovaný polymerní pěnový materiál podle vynálezu je s výhodou proveden tak, že množství povrchově aktivního činidla obsaženého v pěnovém materiálu je od 0,5 % do 20 % hmotn. z hmotnosti pěnového materiálu, přičemž povrchově aktivní činidlo je vybráno z monolaurátu sorbitanu a směsí monooleátu sorbitanu a trioleátu sorbitanu, množství soli hydrofilizačního činidla obsaženého v pěnovém materiálu je v rozmezí od 0,1% do 7% hmotn. z hmotnosti pěnového materiálu, množství volné vody obsažené v pěnovém materiálu není více než 10% hmotn. z hmotnosti pěnového materiálu a soli hydrofilizačního činidla jsou plně hydratovány.

Hydrofilizovaný polymerní pěnový materiál podle vynálezu je rovněž s výhodou proveden tak, že polymerní pěnový materiál je pěna polymerovaná jako emulze typu voda v oleji, přičemž pěnový materiál obsahuje polymerované monomery vybrané ze skupiny sestávající ze styrenu, alkyl(meth)akrylátů, divinylbenzenu ajejich kombinací.

Vynález se dále týká způsobu hydrofilizování hydrofobního polymemího pěnového materiálu, který je vhodný pro absorbování hydrofilních kapalin tím, že se do něj vpraví ve vodě nerozpustné povrchově aktivní činidlo, přičemž když je polymerní pěnový materiál bez přidaných nebo zbytkových hydrofilizačních činidel, tak je hydrofobní, přičemž podle vynálezu se promyje polymerní pěnový materiál roztokem obsahujícím rozpouštědlo a sůl hydrofilizačního činidla, která je vybrána z hydratovaných nebo hydratovatelných vápenatých nebo hořečnatých solí, přičemž když uvedené hydrofilizační činidlo sestává z vápenatých solí, povrchově aktivním činidlem není monolaurát sorbitanu, a potom se z polymemího pěnového materiálu odstraní rozpouštědlo jeho vysušením a v polymemím pěnovém materiálu tak zůstane stejnoměrně distribuováno alespoň 0,05 % hmotn. povrchově aktivního činidla a hydrofilizačního činidla.

Způsob podle vynálezu se s výhodou provede tak, že povrchově aktivní činidlo je vybráno ze sorbitanových esterů mastných kyselin, polyglycerolových esterů mastných kyselin a polyoxyethylenových mastných kyselin a esterů a hydrofilizační činidlo je vybráno z halogenidů vápenatých, halogenidů hořečnatých ajejich směsí.

Způsob podle vynálezu se dále s výhodou provede tak, že se jako polymerní pěnový materiál polymerovaný jako emulze typu voda v oleji, který obsahuje polymerované monomery vybrané ze skupiny sestávající ze styrenu, alkyl(meth)akrylátů, divinylbenzenu ajejich kombinací.

Způsob podle vynálezu se dále s výhodou provede tak, že emulze zahrnuje krok vpravení ve vodě nerozpustného povrchově aktivního činidla do olejové fáze a vpravení roztoku soli hydrofilizačního činidla, tvořeného z rozpouštědla a rozpuštěné soli hydrofilizačního činidla vybrané z hydratovaných nebo hydratovatelných vápenatých a hořečnatých solí, do vodné fáze.

Způsob podle vynálezu se dále provede tak, že vodná fáze obsahuje od 1 % do 10 % hmotn. chloridu vápenatého a olejová fáze obsahuje polymerovatelné monomery a od 0,5 % do 20 % hmotn. z hmotnosti polymerovatelných monomerů povrchově aktivního činidla vybraného ze směsí monooleátu sorbitanu a trioleátu sorbitanu, přičemž pěnový materiál obsahuje nejvýše 50 % hmotn. pěnového materiálu bez vody.

-3 CZ 291969 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález ilustrují dva obrázky. Na obr. 1 je mikrofotografický snímek v typické hydro5 filizovatelné absorpční pěně podle tohoto vynálezu.

Obr. 2 znázorňuje rozložený prostorový pohled na součásti tvořící konstrukci pleny, která má jádro složené z dvojité absorpční vrstvy a kde se používá hydrofilizovaný pěnový absorpční materiál jako jeden z jejích prvků.

Níže je uveden podrobný popis vynálezu.

Hydrofílizační způsob podle tohoto vynálezu pojednává o úpravě polymemích pěnových materiálů, které jsou vhodné pro absorbování tekutin do jejich pěnových struktur. Polymemí 15 pěnové materiály lze obecně charakterizovat jako struktury, které se tvoří, když plyn v podstatě bez monomem nebo kapalina v podstatě bez monomem je dispergována v podobě bublin v polymerovatelné kapalině obsahující monomer, načež následuje polymerace polymerovatelných monomerů v kapalině obsahující monomer, která je kolem bublin. Výsledná polymerovaná disperze může být ve formě porézní ztuhlé struktury, která je agregátem buněk, jejichž rozhraní 20 nebo stěny tvoří pevný polymemí materiál. Samotné buňky obsahují plyn relativně bez monomem nebo kapalinu relativně neobsahující monomer, které dříve než dojde k polymeraci vytvořily bubliny v kapalné disperzi.

Jak je zde dále podrobněji popsáno, výhodné polymemí pěnové materiály, použitelné podle 25 tohoto vynálezu, jsou takové, které jsou připraveny polymerováním určitého typu emulze vody voleji. Taková emulze se tvoří z relativně malého množství polymerovatelného monomem obsahujícího olejovou fázi a relativně většího množství vodní fáze relativně bez monomem. Diskontinuální „vnitřní“ vodná fáze, která je relativně bez monomem, tak tvoří dispergované bubliny, obklopené kontinuální polymerovatelnou olejovou fází obsahující monomer. Následující 30 polymeraci monomerů v kontinuální olejové fázi se tvoří pórovitá pěnová struktura. Vodná tekutina, zbývající v pěnové struktuře utvořené po polymeraci, může být odstraněna lisováním anebo sušením pěnového materiálu.

Vysoce výhodné polymemí pěnové materiály pro použití podle tohoto vynálezu se připravují 35 polymerováním emulzí vody v oleji obsahujících určité polymerovatelné monomery, jako je styren, alkyl(meth)akiyláty anebo divinylbenzen, v olejové fázi takových emulzí. Nejvýhodnější polymemí pěnové materiály tohoto typu jsou takové, které jsou popsány v patentovém spisu US 5 260 345, s názvem „Absorpční pěnové materiály pro vodné tělní tekutiny a absorpční výrobky obsahující tyto materiály“. Takové vysoce výhodné pěnové materiály budou obecně mít 40 objem pórů od 12dol00ml/g a specifickou plochu povrchu pro kapilární nasávání od

0,5 do 5,0 m²/g. Tyto pěny lze připravit z emulzí vody v oleji, kde se hmotnostní poměr vody ku oleji pohybuje od 12 : 1 do 100 : 1, s výhodou od 20 : 1 do 70 : 1.

Jiným obecným typem polymemího pěnového materiálu, použitelného podle tohoto vynálezu 45 jsou polyurethany. Polyurethanové pěny se připravují reagováním polyizokyanátu jako je diodokyanát, s látkou obsahující hydroxylovou skupinu, jako je polyetherpolyol, za přítomnosti vody a katalyzátoru. Při vzniku polymeru reaguje voda s izokyanátovými skupinami, přičemž dochází k zesíťování. Také se tvoří oxid uhličitý, a to způsobuje pěnění. Jako nadouvadlo se může použít trifluormethan nebo jiné těkavé látky.

Polymemí pěnové materiály, včetně výhodných pěnových materiálů, zde připravovaných z polymerovatelných emulzí vody a oleje, mohou mít charakter relativně uzavřených buněk nebo relativně otevřených buněk, v závislosti na tom, zda jejich prostor, stěny buněk nebo rozhraní, tj. okna v buňkách, jsou zaplněna nebo zaujímána polymemím materiálem.polymemí pěnové 55 materiály, použitelné pro způsob podle tohoto vynálezu, jsou ty, které mají relativně otevřené

-4CZ 291969 B6 buňky, přičemž individuální buňky dané pěny jsou z největší části navzájem jedna od druhé ne zcela izolovány polymemím materiálem na stěnách buněk. Tedy buňky v takových pěnových strukturách s buňkami v podstatě otevřenými mají mezibuněčné otvory nebo „okna“, která jsou dosti velká aby dovolila přenos tekutiny z jedné buňky do jiné buňky pěnové struktury.

Ve strukturách s podstatě otevřenými buňkami, které se zde dají použít, má pěnový materiál pórovitý charakter s jednotlivými buňkami, které bývají určeny množstvím vzájemně spojených, trojrozměrně rozvětvených stěn. Prameny polymemího materiálu, které tvoří rozvětvené stěny pěnové struktury s otevřenými buňkami, lze označovat „vzpěry“. Pěnové materiály s otevřenými buňkami, mající typickou strukturu typu vzpěr jsou jako příklad znázorněny na mikrofotografickém snímku jak ukazuje obr. 1. Pro účely tohoto vynálezu je pěnový materiál považován za pěnový materiál „s otevřenými buňkami“ tehdy, pokud alespoň 80 % buněk pěnové struktury je pro tekutinu propojeno s alespoň jednou sousední buňkou.

Polymemí materiály, které tvoří pěnové materiály, jež se používají jako výchozí materiály pro způsob podle tohoto vynálezu, budou obecně nebobtnající ve vodných tekutinách a budou také obecně v podstatě bez polárních funkčních skupin v polymemích strukturách. Tak mají povrchy pěnové struktury po svém vytvoření polymemí materiály, které by za nepřítomnosti jakýchkoliv zbytkových nebo přídavných povrchově aktivních látek nebo jiných hydrofílizačních činidel měly v podstatě hydrofobní charakter.

Míra, v níž jsou polymemí materiály buď „hydrofobní“ nebo „hydrofilní“, může být kvantitativně vyhodnocena uvedením parametru „adhezního napětí“, přičemž tuto vlastnost projevují takové pěnové materiály při styku s absorbovatelnou testující kapalinou. Adhezní napětí je definováno rovnicí:

AT = γ. cos Θ, kde AT je adhezní napětí v 10'⁵ N/cm; γ je povrchové napětí testující tekutiny absorbované pěnovým materiálem v ΙΟ'⁵ N, Θ je vektorem, který je dán tečnou k testující kapalině v bodě, kde dochází ke styku mezi testující tekutinou a povrchem pěnového polymeru.

Pro jakýkoliv daný pěnový materiál lze projevované adhezní napětí určit experimentálně za použití způsobu, při němž se měří hmotnostní přírůstek hydrofilní testující kapaliny, například syntetické moči, na vzorku pěnového materiálu o známých rozměrech a známé ploše specifického povrchu kapilárního nasávání. Takový způsob je popsán podrobněji dále v oddíle způsoby testování.

Pro účely tohoto vynálezu se uvažuje zvláštní pěnový materiál, který je v podstatě hydrofobní, pokud když je v podstatě bez přidané nebo zbytkové povrchově aktivní látky nebo jiných hydrofílizačních činidel, projevuje menší adhezní napětí než 15.10’⁵ N/cm, jak se určí podle příjmu kapilárním sáním syntetické moče mající povrchové napětí (65 ± 5). 10'⁵ N/cm. Naopak, polymemí pěnový materiál se považuje za relativně hydrofilní, když projevuje adhezní napětí 15.10'⁵ N/cm nebo větší, s výhodou 20.10'⁵ N/cm nebo větší, jak se určí podle příjmu kapilárním sáním téže syntetické moče.

V prvním kroku zde uvedeného způsobu se v podstatě hydrofobní polymemí pěna zpracovává tak, aby se do pěnového materiálu včlenil typ povrchově aktivní látky, tak i roztok obsahující určitý typ hydrofilizačního činidla, které je rozpuštěno ve vhodném rozpouštědle. Povrchově aktivní látka, která je včleněna do pěnového materiálu, může zahrnovat jakoukoli v podstatě ve vodě rozpustnou, slabou, relativně nedráždivou povrchově aktivní látku, která má schopnost zvýšit smáčivost povrchu polymeru, s nímž je ve styku a na jehož povrch může být nanesena. Mezi takové povrchově aktivní látky patří například sorbitanové estery mastných kyselin, polyglycerolové estery mastných kyselin a polyoxyethylenové (POE) estery mastných kyselin. Povrchově aktivní látkou tohoto typu může být například TRIODAN® 20, který je komerčně

-5CZ 291969 B6 dostupný polyglycerolový ester prodávaný firmou Grindsted a EMSORB® 2502, což je sorbitanseskvioleát prodávaný firmou Henkel.

Zvláště výhodné jsou sorbitanové estery mastných kyselin jako je monolaurát sorbitanu (SPÁN® 20), monooleát sorbitanu (SPÁN® 80) a kombinace trioleátu sorbitanu (SPÁN® 85) a monooleátu sorbitanu (SPÁN® 80). Jednou takovou výhodnou kombinací povrchově aktivních látek je kombinace monooleátu sorbitanu a trioleátu sorbitanu v hmotnostním poměru větším nebo rovném 3:1, výhodněji větším než 4:1.

Jinak zvláště výhodným sorbitanovým esterem mastné kyseliny je, jak je uvedeno, monolaurát sorbitanu (SPÁN® 20).monolaurát sorbitanu je skutečně tak užitečný pro svou vlastnost sdílet hydrofilitu s absorpčními pěnami, že jeho použití jako hydrofilizačního činidla, je předmětem patentového spisu US 5 292 777. Materiál s monolaurátem sorbitanu je podle uvedeného patentového spisu vysoce výhodný pro použití jako povrchově aktivní látka pro vpravení do pěnového materiálu zde uvedeného v kontextu tohoto vynálezu.

Povrchově aktivní látky předcházejícího typu mohou být vpraveny do zde uvedených pěnových materiálů jakýmkoli vhodným způsobem, který vede k tomu, že povrchově aktivní látky (event. Látka) jsou ve styku s polymemím povrchem daného pěnového materiálu. Je možné použít povrchově aktivní látku (event. Látky) jako složku již při způsobu, použitém pro přípravu zde uvedených pěnových materiálů.

Pro výhodné pěnové materiály zde uvedené, které se připravují pomocí polymerace emulzí vody v olejích, se mohou přidávat v podstatě ve vodě nerozpustné povrchově aktivní látky jako emulgátory k olejové fázi obsahující monomer, která je v těchto emulzích. Při tomto způsobu má povrchově aktivní látka dvojí funkci, a to stabilizování emulzí, které jsou polymerovány a působení jako zbytkové hydrofilizační činidlo, které je ve styku a s výhodou pokrývá polymemí povrchy pěnové struktury po vytvoření této struktury. Povrchově aktivní látky mohou být přidávány k olejové fázi obsahující polymerovatelný monomer v množství od 0,5 do 20 % hmotnostních polymerovatelného monomeru v olejové fázi.

Povrchově aktivní látky používané podle tohoto vynálezu se zavádějí do pěnového materiálu, který neobsahuje žádnou povrchově aktivní látku tak, jak byl vyroben nebo z něhož byly zbytkové povrchově aktivní látky odstraněny. Takové zavádění nebo opětné zavádění povrchově aktivní látky může být prováděno působením na tyto pěny vhodným roztokem nebo suspenzí povrchově aktivní látky. Ve vodě nerozpustné povrchově aktivní látky, zde použitelné, tedy mohou být rozpuštěny nebo dispergovány ve vhodném rozpouštědle nebo nosiči, jako je izopropanol. Výsledný roztok nebo suspenze může pak být uvedena do styku s pěnovým materiálem, aby na něj mohla působit. Tímto způsobem se mohou povrchově aktivní látky vpravit do mezer v pěnové struktuře.

Povrchově aktivní látky použité podle tohoto vynálezu se obecně vpravují do pěnových materiálů v takových množstvích, aby ve spojení se složkou soli hydrofilizačního činidla byly uděleny vhodné hydrofilizační vlastnosti pěně, která se tímto způsobem zpracovává. Často se taková množství včleněné povrchově aktivní látky pohybují v rozmezí od 0,5 do 20 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost polymerovaného pěnového materiálu, výhodněji od 1 do 16 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost polymerovaného pěnového materiálu.

Jak je patrno, první krok způsobu podle tohoto vynálezu také zahrnuje včlenění určitého typu roztoku soli hydrofilizačního roztoku do zde uvedených pěnových materiálů. Základní komponentou takového roztoku soli hydrofilizačního činidla je sůl hydrofilizačního činidla, která je vybrána z toxikologicky přijatelných, hydratovaných nebo hydratovatelných solí vápenatých a hořečnatých.

-6CZ 291969 B6

Takovými solemi hydrofilizačních činidel, užitečných ve zde uvedeném vynálezu, aniž by se tím jakkoli omezoval jejich výběr, mohou být hydratované nebo hydratovatelné látky, například: tetrahydrát vinanu vápenatého, hexahydrát thiosíranu vápenatého, hexahydrát chloridu vápenatého, tetrahydrát chloridu vápenatého, tetrahydrát citrátu vápenatého, trihydrát bromidu vápenatého, hexahydrát bromidu vápenatého, dihydrát síranu vápenatého, oktahydrát orthofosforečnanu hořečnatého, pentahydrát vinanu hořečnatého, hexahydrát chloridu hořečnatého, pentahydrát citrátu hořečnatého, oktahydrát jodidu hořečnatého, pentahydrát síranu hořečnatého, a tetrahydrát salicylátu hořečnatého. Mezi výhodná hydrofilizační činidla zde patří hydroskopické nebo delikvescentní soli jako jsou například následující: chlorid vápenatý, bromid vápenatý, chlorid hořečnatý a jodid hořečnatý. Lze také použít směsi těchto solí. Avšak, je-li hydrofilizační sůl složena z vápenatých solí, není povrchově aktivním činidlem monolaurát sorbitanu.

Vápenaté a hořečnaté soli používané podle tohoto vynálezu by ovšem měly být toxikologicky přijatelné. Toxikologicky přijatelné soli jsou takové soli, které jsou přítomné v malých množstvích nebo nejsou škodlivé lidem nebo zvířatům při náhodném spolknutí nebo vdechnutí v množství, v němž se lze s nimi setkat během používání nebo během výroby nebo po použití zde uvedených hydrofilizovaných pěn. Tedy například může být velmi dobře použita hydratované hořečnatá sůl kyseliny arseničné pro poskytnutí pěn s vhodnou hydrofilitou. Tato sůl je však toxická při náhodném polknutí nebo vdechnutí a proto nemůže být obsažena v rozsahu tohoto vynálezu.

Hydrofilizační činidla v podobě svých solí tak, jak jsou zde výše uvedena, se obecně rozpouští ve vhodném rozpouštědle za vzniku roztoků, které mohou být vpraveny do polymemího pěnového materiálu pro zpracování podle zde uvedeného způsobu. Pro použití při přípravě těchto roztoků je výhodným rozpouštědlem voda, ale lze použít rozmanité alkoholy nebo směsná rozpouštědla, tvořená vodou a alkoholem. Hydrofilizační činidla mohou být připojena do roztoku při jakékoli běžné koncentraci. Typicky roztoky obsahují od 1 do 10% hmotnostních v roztoku použitého hydrofilizačního činidla, avšak lze použít vyšší koncentrace, dokonce i nasycené roztoky. Při použití chloridu vápenatého (hydratovaného) jako hydrofilizačního činidla, se obecně používá vodných roztoků o koncentraci od 1 do 5 % hmotnostních.

Do struktury v podstatě hydrofobního polymemího pěnového materiálu může být jako povrchově aktivní látka vpraven roztok obsahující sůl hydrofilizačního činidla, a to jakýmkoli běžným způsobem, jehož výsledkem je naplnění významného počtu buněk v pěnovém materiálu tímto roztokem. Nejvýhodnější je použití tohoto roztoku hydrofilizačního činidla současně při vlastní přípravě dané pěnové struktury. Tedy například se může přidávat vhodné množství vápenaté anebo hořečnaté soli do vodní fáze emulze vody a oleje, která se použije pro přípravu polymemího pěnového materiálu. Když se takováto emulze následně podrobí polymeraci, tvoří se pevná buněčná struktura pěnového materiálu kolem zbytkové vodní fáze, což je materiál mající později rozpuštěné žádané hydrofilizační činidlo.

Pěnové materiály vyráběné bez jakéhokoliv roztoku hydrofilizačního činidla, používaného při způsobu jejich výroby, se po jejich vytvoření zpracovávají opakovaným stykem a promýváním s vhodným roztokem hydrofilizačního činidla, čímž se tento roztok vpraví do daného pěnového materiálu. Takové zpracování pěnových materiálů i které jsou v podstatě hydrofobní, může být obtížné, neboť z důvodu toho, že tyto roztoky jsou často vodné roztoky, nebývají snadno absorbovány do hydrofobních pěnových materiálů. V takových případech bývá nutné vtlačovat roztok hydrofilizačního činidla do pěnové struktury pomocí zvýšeného tlaku nebo pomocí způsobu opakovaného promývání anebo stlačování v opakujících se krocích. Také bývá nezbytné, například v případě relativně velké buňky (> 90 pm) hydrofobních pěnových materiálů, jako jsou polyurethany, použít jako rozpouštědla alkohol nebo směs alkoholu a vody pro dané hydrofilizační činidlo, aby byla realizována přijatelně rovnoměrná distribuce soli hydrofilizačního činidla do dané pěnové struktury.

-7 CZ 291969 B6

Je ovšem možné použít kombinace výše uvedených způsobů pro vpravení roztoku soli hydrofilizačního činidla do zpracovávané pěnové struktury. Například se tedy může část eventuelně žádané soli hydrofilizačního činidla včlenit do kapaliny používané při přípravě pěnového materiálu. Po vzniku takového pěnového materiálu se vpraví sůl hydrofilizačního činidla v průběhu následujícího zpracování, například promývání pěnového materiálu roztokem hydrofilizačního činidla.

Ve druhém kroku způsobu zde uvedeného se polymemí pěnový materiál s vpravenou povrchově aktivní látkou a s vpraveným roztokem soli hydrofilizačního činidla podrobí sušení, jímž se odstraní rozpouštědlo z roztoku soli hydrofilizačního činidla. Sušení lze ovlivnit a urychlit pomocí vzduchu, tepla nebo mikrovlnným zářením nebo jinými konvenčními způsoby, které slouží k odstranění rozpouštědla, ale nikoliv nadměrného množství samotné soli hydrofilizačního Činidla, z pěnové struktury.

Bylo by možné podle tohoto vynálezu odstranit z pěnového materiálu rozpouštědlo, použité pro dodání soli hydrofilizačního činidla do uvedeného pěnového materiálu. Takovým úplným odstraněním rozpouštědla v kroku sušení by zůstaly jemné částice soli hydrofilizačního činidla usazené na povrchu pěnového materiálu. Z následujícího vyplyne, že pěnové materiály zpracované tímto způsobem mohou být označeny a popisovány jako „přesušené“, neboť vlivem úplného vysoušení dochází ke ztrátám hydratační vody z hydrofilizačního činidla. Proto se výsledné pěnové materiály pak projevují jako hydrofobní. Avšak za přítomnosti relativních vlhkostí nad 40% se hydrofilní povrch takových úplně vysušených pěnových materiálů obnovuje. Je výhodnější, když se pěnové materiály nevysušují úplně až do tohoto stavu. Spíše je výhodné upravit podmínky při sušení tak, aby si sůl hydrofilizačního činidla zachovala svou hydratační vodu a jako takový, je výsledný pěnový materiál pak hydrofilní tak, jak je vyrobený. Často se rozpouštědlo odstraňuje z pěnových struktur zpracováním tímto způsobem tak, že zbytkové rozpouštědlo, například volná voda, v pěnovém materiálu nečiní více než 50 % hmotnostních (vztaženo na suchý pěnový materiál), výhodněji ne více než 10% hmotnostních (vztaženo na suchý pěnový materiál).

Je výhodné, že množství soli hydrofilizačního činidla, zaváděné do celého síťového pěnového materiálu a na povrch síťové struktury pěnového materiálu za použití tohoto způsobu zavádění může velmi kolísat v závislosti na žádaném stupni hydrofilizace a v závislosti na účinnosti zvolené soli hydrofilizačního činidla. Například se skutečně delikvescentní solí hydrofilizačního činidla, jsou zapotřebí menší dávky, které jsou dostačující k dosažení uspokojivých výsledků. Při použití solí látek, které tvoří nižší hydráty, je zapotřebí použít poněkud většího množství soli hydrofilizačního činidla. Obecně lze uvést, že předmětem tohoto vynálezu je vpravení hydrofilizačního množství povrchově aktivní látky a vápenaté anebo hořečnaté soli (event. Solí) dovnitř a na pěnovou strukturu. Pro účely tohoto vynálezu lze takové množství definovat jako takové kvantitativní množství povrchově aktivní látky a vápenatých anebo hořečnatých solí (event. soli), přičemž tyto soli jsou plně hydratované, které poskytuje pěnový materiál, jež projevuje adhezní napětí o velikosti alespoň 15.10'⁵ N/cm, s výhodou alespoň 20.10'⁵ N/cm, tak, jak je to určeno podle přebytku kapilárním sáním syntetické moče mající povrchové napětí (65 ± 5). 10‘⁵ N/cm, a to při teplotě 37 °C.

Typicky obsahuje suchý pěnový materiál alespoň 0,05 % hmotnostních povrchově aktivní látky a soli hydrofilizačního činidla. Pokud se použijí takové látky, jako je hydratovaný chlorid vápenatý, budou pěnové materiály obsahovat obecně od 0,1 do 7 % hmotnostních soli hydrofilizačního činidla (% hmotnostní jsou vztažena na hmotnost pěnového materiálu). Mohou být použita větší množství, avšak lze předpokládat, že přebytečné množství soli hydrofilizačního činidla nebude obecně sloužit k nějakému účelu a může způsobit, že výsledný pěnový materiál bude obsahovat prašné částice vzhledem k tomu, že bude přeplněn sušenou solí hydrofilizačního činidla.

-8CZ 291969 B6

Je třeba si uvědomit, že ktomu, aby jak povrchově aktivní látka tak sůl hydrofílizačního činidla mohly účinně napomáhat k udělování hydrofilních vlastností pěnového materiálu, s nímž jsou zpracovány, musí být jak povrchově aktivní látka tak i sůl hydrofílizačního činidla v podstatě rovnoměrně distribuována do vnitřní struktury pěnového materiálu. Pokud je povrchově aktivní látka anebo sůl hydrofílizačního činidla umístěna v pěnovém materiálu jen v diskrétních diskontinuálních oblastech tak, jak se to může stát například pokud povrchově aktivní látka nebo roztok soli hydrofílizačního činidla tvoří kapičky nebo kuličky v pěnové struktuře tvořené polymemími vzpěrami, potom nelze uskutečnit plně účinnou hydrofilizaci pěnového materiálu podle zde uvedeného způsobu.

Zpracování polymemích pěnových materiálů způsobem podle tohoto vynálezu činí takové pěnové materiály vhodné pro absorbování hydrofilních kapalin. Zatímco teoreticky není dáno nějaké omezení, ukazuje se, že zde použitá povrchově aktivní látka a specifické soli hydrofilizačních činidel, ve skutečnosti na sebe s polymemím pěnovým materiálem chemicky vzájemně nepůsobí. Spíše se ukazuje, že se soli hydrofílizačního činidla zde působí ve prospěch rovnoměrné distribuce molekul hydratační vody na povrch pěnového materiálu. Jak bylo pozorováno, pěnové materiály zpracované tímto způsobem pomocí solí hydrofílizačního činidla, mohou být „přesušeny“ odstraněním hydratační vody ze solí v pěnovém materiálu. Takové přesušené pěnové materiály se projevují jako hydrofobní. Avšak takovéto pěnové materiály mohou být umístěny do zařízení s vysokou vlhkostí po určitou krátkou dobu a jejich hydrofílní vlastnosti mohou být významně obnoveny.

V prostředcích, v nichž se zde uvedené pěnové materiály používají, zvláště u zdravotnických podušek, plenek a podobně, je vlhkost těsně u těla nebo je ve styku s pokožkou téměř 100%.pěnové materiály zpracované podle zde uvedeného způsobu s hydratovanými nebo hydratovatelnými solemi hydrofilizačních činidel si udržují (nebo mohou obnovit) svoje hydrofílní vlastnosti za přítomnosti vody. Tedy při používání mohou být hydratovatelné soli plně hydratovány nebo opětně hydratovány, a to buď vlhkostí ze vzduchu, nebo vlhkostí, kterou poskytuje těsná blízkost těla. Tímto způsobem mohou být připraveny hydrofílní pěnové materiály, užitečné pro absorbování vodných tělních tekutin. Jakýkoli mechanismus, hydratované nebo hydratovatelné soli hydrofilizačních činidel zde uvedených, ve spojení s povrchově aktivní látkou, působí při žádoucím způsobu tak, že poskytují hydrofílní pěnové materiály bez určitých nevýhod, uvedených výše s ohledem na jiné způsoby pro hydrofilizaci jiných hydrofobních pěnových materiálů.

Hydrofílizované pěnové materiály podle tohoto vynálezu jsou zvláště užitečné jako absorbenty vodných tělních tekutin v absorpčních pomůckách jako jsou pleny, ručníky, inkontinentní podložky a vložky, pomůcky používané při menstruaci a podobně. Hydrofílní vlastnosti takto upravených absorpčních pěnových materiálů umožňují používat tyto materiály ke snadnému přijímání tělních tekutin jako je moč a krev při menstruaci, do svých pěnových struktur. Hydrofílizované pěnové materiály obecně projevují schopnost žádaného přenosu tekutiny, vlastnosti, které se vůči vodným tekutinám jako jsou tělní tekutiny, projevují tím, že absorbovaná tekutina může být přemísťována z jedné části absorpčního pěnového materiálu do jiné části.

Rychlost, kterou dochází ke smáčení polymemího pěnového materiál, a zvláště vertikální vzlínání vodné tekutiny, mohou být skutečně použity jako orientační zkouška při měření rozsahu, v němž je daný polymemí pěnový materiál možno pokládat za hydrofílní. Vertikální rychlost vzlínání lze určit měřením doby, za niž se testovaný proužek pěnového materiálu o specifické velikosti smočí barevnou testující kapalinou jako je syntetická moč ve specifikované vertikální vzdálenosti (například 5 cm pro pěnové materiály které budou smočeny kapalinou na tuto vzdálenost). Takový způsob pro stanovení rychlosti vertikálního vzlínání, je veden jako třetí v souboru způsobů testování, které jsou dále uvedeny v části nazvané Způsoby testování.

Při ještě jednodušší orientační zkoušce, používané pro stanovení relativní hydrofility vzorku upraveného pěnového materiálu, se měří doba, potřebná ke smočení vzorku pěnového materiálu.

-9CZ 291969 B6

Při takové zkoušce se vzorky pěnového materiálu ponoří do kádinky s testující vodnou kapalinou, například systematickou močí, a zaznamenává se doba, kterou vzorky potřebují ktomu, aby klesly, tj. zcela se smočily. U vzorků s větší hydrofilitou byly zjištěny kratší doby potřebné ke klesnutí. Typický test pro zjištění doby klesnutí je detailněji popsán níže, v části nazvané Způsoby testování.

Způsoby testování:

Při popisování tohoto vynálezu se sledují též určité vlastnosti absorpčních pěnových materiálů. Tyto vlastnosti lze určit pomocí následujících testovacích kapalin a způsobů testování.

I) Testovací kapaliny a příprava vzorků pěnového materiálu

A) Testovací kapalina

Při několika měření, která jsou zde popsána, se jako testovací kapaliny používá systematické moče nebo ethanolu. syntetická moč, používaná ve zde popsaných testech se připravuje z komerčně dostupného preparátu syntetické moče, vyrobeného firmou Jayco Phermaceutical (Mechanicsburg, PA, 17055, USA). Tato Jayco syntetická moč je vyrobená z přípravku obsahuje KC1 0,2 %, Na₂SO₄ 0,2 %, ΝΗιΗ₂ΡΟ₄ 0,085 %(NH4) ₂ HPO₄ 0,015 %, CaCl₂.2H₂O 0,025 % a MgCl₂.6H₂O 0,05 % (% hmotností) a destilovanou vodu. Vzorky syntetické moče se připravují podle návodu na štítku za použití destilované vody. Při ředění se směs solí Jayco pomalu přidává kvodě. Pokud je třeba odstranit nějaké částice, vzorky se přefiltrují. Pokud zůstane nějaká syntetická moč nepoužitá, po týdnu se likviduje. Pro zlepšení viditelnosti kapaliny se přidává pět kapek modrého potravinářského barviva na jeden litr roztoku syntetické moče. Používaná syntetická moč Jayco má povrchové napětí (65 ± 5).10^-5 N/cm.

B) Příprava vzorků pěnového materiálu

Při dále následujících testech s názvy Adhezní napětí a Vertikální rychlost vzlínání se připravují atestují vzorky pěnového materiálu o určité specifické velikosti. Takové vzorky potřebné velikosti se odřezávají z větších bloků pěnového materiálu za použití střídavých tahů nožové pily. Použitím tohoto nebo ekvivalentního nástroje k odřezávání pěnového materiálu slouží k tomu, aby se eliminovaly kazy a vady na krajích vzorků, které mohou mít špatný vliv na určitá měření, prováděná v dále uvedených testech.

Ve specifikaci velikosti vzorku pěnového materiálu jsou také zahrnuty rozměry vzorku pěnového materiálu a jeho tloušťka. Měření rozměrů, jakož i vzorek pod omezujícím tlakem 350 Pa.

II) Stanovení adhezního napětí

Adhezní napětí se projevuje u vzorků pěnového materiálu, které nadávají násobením povrchového napětí, γ, testující kapaliny kosinem kontaktního úhlu, Θ, který se projevuje u testující kapaliny při styku s vnitřními povrchy vzorku pěnového materiálu. Adhezní napětí lze určit experimentálně měřením rovnovážného hmotnostního přebytku, získaného kapilárním nasáváním u dvou testovaných vzorků stejného pěnového materiálu za použití dvou rozdílných testujících kapalin. V prvním kroku tohoto způsobu se určí specifická plocha povrchu vzorku pěnového materiálu pomocí ethanolu jako testující kapaliny. Takto určená specifická plocha povrchu se pak použije jako jeden z faktorů při experimentálním stanovení adhezního napětí, a to měřením přebytku kapilárního nasávání za použití druhé kapaliny, systematické moče.

A) Měření specifické plochy povrchu

Specifická plocha povrchu kapilárním nasáváním u pěnových absorbentů, použitých ve zde uvedeném vynálezu, se může určit z rovnovážného hmotnostního přírůstku testující kapaliny

-10CZ 291969 B6 o známém nízkém povrchovém napětí. V tomto případě se použije absolutní ethanol (teplota vzplanutí je 10 °C).

K provedení testu se nejprve vytáruje proužek vzorku pěnového materiálu o vhodných rozměrech (například délka 25 cm, šířka 2 cm a tloušťka 0,8 cm) a uvede se do rozvážného stavu při teplotě 22 ± 2 °C, pak se umístí do vertikální polohy a jedním koncem se ponoří na 1 až 2 mm do zásobníku s ethanolem; použije se laboratorní stojánek se svorkou a kádinkou. Etanol se nechá vzlínat páskem pěnového materiálu do rovnovážné výšky, která je menší než celková délka vzorku. Proužek, obsahující ethanol, se pak zváží zatímco se stále dotýká zásobníku a určí se hmotnost všeho zadržovaného ethanolu. V průběhu tohoto stanovení se pečlivě dbá, aby nedošlo k odpařování ethanolu.

Specifická plocha povrchu vzorku pěnového materiálu se vypočítá podle následující rovnice:

M_eGL_n

S_c= ----M_ny_e kde S_c = specifická povrchu kapilárního nasávání v cm²/g, Me = možnost zádrže kapaliny, tj. ethanolu v g, G = gravitační konstanta, která je 980 cm/s², Ln = celková délka vzorku v cm, M_n = hmotnost suchého vzorku pěnového materiálu v g, y_e = povrchové napětí ethanolu, které je 22,3.10'⁵ N/cm.

B) Měření adhezního napětí

Postup měření zádrže kapilárním nasáváním tak, jak je popsán u určení specifické plochy povrchu vzorku pěnového materiálu, se pak opakuje na jiných vzorcích stejného pěnového materiálu identickým způsobem jako u ethanolu vyjma toho, že se použije jako testující kapalina syntetická moč Jayco a test se provádí při teplotě 37 °C. Kontaktní úhel syntetické moče se může potom počítat podle následující rovnice ze známé specifické plochy povrchu a dat pro zádrž syntetické moče:

MuGLn cosBu = ------M_NyuSc kde Θ = kontaktní úhel syntetické moče Jayco ve stupních, M = hmotnost kapalné zádrže syntetické moče Jayco v g, G = gravitační konstanta, která je 980 cm/s², Mn = hmotnost suchého vzorku pěnového materiálu v g, γν = povrchové napětí syntetické moče Jayco, které je 65.10’⁵ N/cm, Sc= specifická plocha povrchu vzorku pěnového materiálu vcm²/g tak, jak je určena způsobem přebytku ethanolu a L_N = délka vzorku pěnového materiálu v cm.

Pokud je přítomna povrchově aktivní látka (například zbytkový emulgátor na povrchu vzorku pěnového materiálu anebo v testující kapalině), charakterizace postupujícího začátku kapaliny se definuje použitím rovnice adhezního napětí (AT):

MjGLn

AT= ---MnSc kde M_T je hmotnost testující kapaliny, která byla zadržena vzorkem pěnového materiálu a G, Ln, M_n a Sc mají výše uvedený význam. (Viz Hodgson a Berg, J. Coli. Int. Sci., 121 (1), 1988, str 22 až 31).

-11 CZ 291969 B6

Při stanovení adhezního napětí pro danou testující kapalinu nebyl učiněn žádný předpoklad o numerické hodnotě adhezního napětí v žádném časovém bodě, takže možné změny koncentrace povrchově aktivní látky na povrchu vzorku anebo postupující kapaliny během smáčení nebyly podstatně důležité. Experimentální hodnota adhezního napětí (ycos0) je užitečná zvláště, když se posuzuje jako procento maximálního adhezního napětí, kterým je povrchové napětí testující kapaliny (například maximální adhezní napětí při použití syntetické moče Jayco by bylo [65 ± 51 [cos Θ] = (65 ± 5).1O'⁵ N/cm).

III) Určení vertikální lychlosti vzlínání

Vertikální rychlost vzlínání se určuje podle schopnosti suchého pěnového materiálu se smáčet kapalinou ve vertikálním směru ze zásobníku s danou kapalinou. Měří se doba, potřebná k tomu, aby začátek smáčející kapaliny postoupil po proužku pěnového materiálu do výšky 5 cm ve vertikálním směru, čímž se získá vertikální rychlost vzlínání, alespoň pro pěnové materiály, které mají rovnovážnou vertikální výšku vzlínání větší než 5 cm.

Při následujícím způsobu určení vertikální rychlosti vzlínání se použije syntetická moč Jayco obarvená modrým potravinářským barvivém. Při tomto způsobu testování se nejprve materiál uvede do rovnovážných podmínek při 22 °C a testování se provádí při téže teplotě.

1) Příprava vzorku

1) Připraví se proužek pěnového materiálu o rozměrech 25 cm x 2 cm x 0,8 cm tak, jak je to výše popsáno u testu na určení adhezního napětí.

ii) Zásobník s kapalinou se umístí do vrchní části laboratorního stojanu a vzorek pěnového materiálu se upevní zajeden konec tak, aby byl zavěšen nad zásobníkem kapaliny.

iii) U vzorku pěnového materiálu se připevní pravítko tak, aby dolní část pravítka (0 cm) byla v místě 1 až 2 mm nad dolním koncem vzorku pěny.

iv) Zásobník na kapalinu se naplní do 3/4 obarveným roztokem syntetické moči.

2) Vertikální rychlost vzlínání

i) Zásobník se zvedá tak, aby dosáhl k dolnímu konci vzorku pěnového materiálu. V okamžiku, kdy se kapalina dotkne dolního konce vzorku, se spustí stopky.

ii) Zásobník se ihned zvedne tak, aby kapalina dosahovala právě dolního konce pravítka. Laboratorní stojan se eventuelně upraví tak, aby konec vzorku pěnového materiálu byl ponořen na délku 1 až 2 mm. Po celou dobu se pečlivě dbá krytím vzorku, aby nedošlo k odpařování.

iii) Zaznamená se doba, potřebná k tomu, aby začátek kapaliny dosáhl výšky 5 cm. Pro porovnání časů se také zaznamenají doby pro dosažení 2 cm a 10 cm, pokud má vzorek pěnového materiálu schopnost vzlínat tak vysoko.

IV) Určení doby klesnutí

Z větších kusů pěnového materiálu se nařežou válcovité vzorky pěnového materiálu o průměru 2,86 cm a vhodné tloušťce, např. 0,8 cm. Válcovité vzorky se pustí z výšky 5 až 7,6 cm do kádinky o objemu 250 ml, v níž je 100 ml syntetické moče Jayco tak, aby ke styku s testující kapalinou v kádince došlo celým plochým válcovým povrchem vzorku. Ve chvíli, kdy se dotkne vzorek pěnového materiálu touto svou dolní částí kapaliny, se stisknou stopky. Vzorky se pozorují, dokud testující kapalina nevzlíná k hornímu povrchu vzorku. V okamžiku, kdy je

-12CZ 291969 B6 v podstatě celý horní povrch vzorku pěnového materiálu smočen, seč stisknou stopky' a zaznamená se doba klesnutí.

Dobu klesnutí může významně ovlivnit teplota testující kapaliny, zvláště u pěnových materiálů podle vynálezu vyrobených na bázi emulze vody v oleji. Proto se musí teplota testující kapaliny udržovat stejná pro všechny vzorky, aby bylo umožněno jejich porovnání a také porovnání s dobou, získanou při orientační zkoušce. Často se používá „studená“ testující kapalina při teplotě od 21 do 27 °C a „horká“ testující kapalina při teplotě 43 až 49 °C.

Příklady provedení vynálezu

V následujících příkladech bude blíže popsána příprava hydrofílizovaných absorpčních pěnových materiálů, dále vlastnosti těchto hydrofílizovaných pěnový ch materiálů a použití těchto pěnových absorpčních materiálů v plenách na jednorázové použití. Příklady ovšem žádným způsobem neomezují obsah ani rozsah tohoto vynálezu, pouze jej blíže ilustrují.

Příklad 1

Tento příklad ilustruje přípravu hydrofilizovaného pěnového absorbentu v měřítku čtvrtprovozního zařízení.

Příprava emulze:

Hydratovaný chlorid vápenatý (320 g) a persíran draselný (48 g) se rozpustí ve 32 litrech destilované vody. Tím je připravena vodná fáze používaná pro utvoření emulze s vysokou vnitřní fází.

Ke kombinaci monomerů, obsahující styren (900 g), divinylbenzen (1 260 g) a 2-ethylhexylakrylát (3 840 g) se přidá sorbitan monooleát (960 g, jako SPÁN® 80) a sorbitan trioleát (240 g, jako SPÁN® 85). Po smíchání se tato olejová fáze použije k utvoření emulze s vysokou vnitřní fází.

Při teplotě v rozmezí od 55 °C do 65 °C se odděleně přivádí do dynamicky promíchávané komory proudy olejové fáze a vodné fáze. Důkladného promíchávání spojených proudů v dynamicky promíchávané komoře se docílí pomocí kolíkového míchadla. Při tomto provozním měřítku o délce 22 cm a o průměru 1,9 cm. Hřídel má dvě řady po 17 a dvě řady po 16 válcovitých kolíků, z nichž každý má průměr 0,5 cm, které trčí radiálně ven z středové osy hřídele v délce 1,6 cm. Čtyři řady jsou umístěny pod úhly 90 °C kolem obvodu hřídele rychloběžného míchadla. Rady, které jsou navzájem kolmo, jsou posunuty podél celé délky hřídele tak, že žádné kolíky, které jsou kolmé k sobě, nejsou ve stejné radiální rovině vycházející z osy hřídele. Toto kolísavé míchadlo je vmontováno do válcového pouzdra, které tvoří dynamicky promíchávanou komoru, přičemž mezi kolíky míchadla a stěnami válcovitého pouzdra je mezera 0,8 mm. Toto míchadlo pracuje při rychlosti 800 otáček za minutu.

Dále po proudu postupující reakční směsi z dynamicky promíchávané komory je namontován statický mixér (o délce 35,56 cm, vnějším průměru 1,27 cm a vnitřním průměru 1,09 cm) napomáhající při zpětném tlaku. Napomáhá se tím tomu, aby míchání v dynamické komoře pomocí rychloběžného míchadla bylo intenzivní. Tím se pomáhá zabezpečit přiměřené a kompletní promíchání olejové a vodné fáze.

Emulze mající potřebný poměr vodné fáze ku olejové fázi postupně postupuje promíchávanou komorou. Nejprve se rychlost proudů upraví tak, aby do komory vstupovaly 3 díly vodné fáze a 1 díl olejové fáze (díly jsou hmotnostní), přičemž rychlost proudění olejové fáze je 0,75 g/s.

-13CZ 291969 B6 podíl vodné fáze ku olejové fázi se zvyšuje po dobu několika minut, až přichází do dynamicky promíchávané komory proudy tak, že je poměr 29 dílů vodné fáze ku 1 dílu olejové fáze (hmotnostně), při rychlosti 23 ml/s. vizuálně má emulze, která při tomto stupni vytéká z otvoru statického mixeru konzistenci našlehaného krému a připomíná konzistencí krémový jogurt.

Polymerace emulze:

Nyní je emulze, vycházející ze statického mixeru, připravena k vytvrzování.emulze se naplní do obvykle pravoúhlé formy, vyrobené z polyethylenu, která má rozměry: délka 38 cm, šířka 25 cm a hloubka 22 cm. Emulze se plní do těchto forem, přičemž každá forma obsahuje 20 000 ml emulze, jež má být vytvrzována.

Vytvrzování se provádí umístěním forem, obsahujících emulzi, do vytvrzovací komoiy při teplotě 60 °C po dobu 16 hodin. Po vytvrzení obsahuje výsledný pevný polymerizovaný pěnový materiál do 98 % hmotnostních vody a je na dotyk měkký a promočený skrz na skrz.

Promývání pěnového materiálu a hydrofilizace:

Vlhký vytvrzený pěnový materiál se vyjme z vytvrzovací formy a podrobí se dalšímu zpracování. Zbylá vodní fáze v pěnovém materiálu se z něho vymačká pomocí dostatečného tlaku na pěnový materiál, nebo na tenké pláty pěnového materiálu. Vylisuje se alespoň 90 % zadržené původní zbytkové vodní fáze v materiálu.

Vzorek pěnového materiálu se pak promývá po dobu 20 sekund ve vodě o teplotě 60 °C, která obsahuje hydratovaný chlorid vápenatý jako sůl hydrofílizačního činidla. Tento hydrofilizační roztok obsahuje 1 % hmotnostní hydratovaného chloridu vápenatého.

Roztok hydratovaného chloridu vápenatého, použitý v prvním promývání se opět vytlačí za použití tlaku a pěnový materiál se pak zpracovává ve druhém promývání s roztokem hydratovaného chloridu vápenatého při teplotě 60 °C. Toto druhé promývání je zaměřeno na odstranění zbytku jak emulgátoru a povrchově aktivní látky (16 % hmotnostních), tak hydratovaného chloridu vápenatého zbývajícího v pěnovém materiálu, což umožní, aby vnitřní povrch pěnového materiálu byl relativně hydrofilní.

Zbavování pěnového materiálu vody:

Dvakrát hydrofilizovaný pěnový materiál se pak opět lisuje, aby se vytlačil zjeho pórovité struktury přebytek hydrofílizačního roztoku. Pěnový materiál se pak suší vložením do sušárny na dobu 12 hodin při teplotě 60 °C. Po vysušení se pěnový materiál nařeže na kousky, vhodné pro měření vertikální rychlosti vzlínání, jak je výše popsáno.

Příklad 2

Další polymerní pěnový materiál se připraví obecně stejným způsobem, jaký je popsán výše v příkladu 1. V tomto případě se příprava emulze, polymerace, promývání, hydrofilizace a sušení provádí stejným způsobem jako v příkladu 1, kromě toho, že se jako vodná fáze použije 10 %ní roztok CaCl₂ (3 200 g CaCl₂).

Příklad 3

V tomto případě se polymerní pěnové materiály, připravené podle obecných způsobů v příkladu 1 a 2 testují na svoji tendenci vůči vertikálnímu vzlínání syntetickou močí. Rovněž se testují

- 14CZ 291969 B6 porovnávací pěnové materiály, které se podrobují různým způsobům promývání, aby se odstranila sůl hydrofilizačního činidla CaCl₂.

Všechny vzorky pěnového materiálu se připraví a testují na vertikální rychlost vzlínání a dobu klesnutí způsoby, které byly výše popsány ve Způsobech testování. Popis vzorků pěnových materiálů, roztoků pro zpracování a promývání pěnového materiálu a hodnoty vertikální rychlosti vzlínání a doby klesnutí u těchto vzorků pěnových materiálů jsou shrnuty v tabulce I.

Tabulka I - Vertikální rychlosti vzlínání

Typ pěny	Příklad 1 (CaCl2)	Příklad 1 (jen H2O)a)	Příklad 1 (FeSO4.7H2O) b)	Příklad 1 (CuCl2)c)
Doba vzlínání do: [min:s]
2 cm	0:28	4:44	60:00	12:37
5 cm	1:56	8:33	-	60:00
10 cm	12:43	60:00	-	-
Doba klesnutí (s) při 22 °C	29	159	360	360
Typ pěnového materiálu	Příklad 2 (CaCl2)	Příklad 2 (jen H2O)x)	Příklad 2 (MgCl2)y)
Doba vzlínání do: [min:s]
2 cm	0:48	-	0:15
5 cm	2:42	10:10	1:17
10 cm	9:23	21:36	8:39
Doba klesnutí (s) při 22 °C	6	308	4

a) Příklad 1, pěnový materiál promývaný pitnou vodou o teplotě 60 °C neobsahující žádnou přídavnou sůl,

b) Přikladl, pěnový materiál promývaný pitnou vodou o teplotě 60°C obsahující 2% hmotnostní FeSO₄.7H₂O,

c) Příklad 1, pěnový materiál promývaný pitnou vodou o teplotě 60 °C obsahující 1 % hmotnostní CuCl₂,

x) Příklad 2, pěnový materiál promývaný pitnou vodou o teplotě 60 °C neobsahující žádnou přídavnou sůl,

y) Příklad 2, pěnový materiál promývaný pitnou vodou o teplotě 60 °C obsahující 1 % hmotnostní MgCl₂.

Data uvedená v tabulce I ukazují, že zpracování pěnových materiálů v příkladech 1 a 2 pomocí jak CaCl₂, tak MgCl₂, prokazuje u těchto materiálů vysoké vertikální rychlosti vzlínání a žádoucí krátké doby klesnutí. Zpracování se samotnou vodou nebo sjinou hydratovanou nebo hydratovatelnou solí bývá méně účinné při působení na hydrofilní pěnový materiál, jak je ukázáno na relativně nízkých vertikálních rychlostech vzlínání a relativně dlouhých dobách klesnutí, které prokazují pěnové materiály tímto způsobem.

-15CZ 291969 B6

Příklad 4

Připraví se pěnový materiál, uvedený v příkladu 2 a hydrofilizuje se za použití 10% vodných roztoků následujících solí v uvedeném pořadí: CaCl₂: MgCl₂ (1:1 směs, hmotnostní poměr), MgSO₄ a Mgl₂.

Příklad 5

Připraví se polyurethanový pěnový materiál konvenčním způsobem za použití toluen diodokyanátu a polyester glykolu. Pěnový materiál se opakovaně namáčí a stlačuje v 10 % roztoku (hmotnostně) CaCl₂ a směsi sorbitan monooleátu se sorbitanem trioleátu v izopropanolu. Přebytek roztoku se odstraňuje ručním stlačováním. Pěnový materiál se pak nechá vysušit na vzduchu a hydrofilizuje se pomocí zbytkové povrchově aktivní látky a CaCl₂, zůstávajícího v pěně.

Příklad 6

Připraví se dětská plena pro jednorázové použití za použití pěnového absorbentu, který je hydrofilizován podle tohoto vynálezu za následujícího využití konfigurace uspořádání a složek tak, jak ukazuje jejich rozložení na podrobném schéma dle obr. 2. Takováto plena se skládá z tepelně izolující polypropylenové vrchní vrstvy 70, spodní vrstvy 71 z polyethylenu, která je nepropustná vůči tekutině, a z dvojvrstvého absorpčního jádra, které je umístěno mezi vrchní vrstvou 70 a spodní vrstvou 71. Toto dvojvrstvé absorpční jádro obsahuje modifikovanou, do tvaru přesýpacích hodin tvarovanou vrstvu 72 pro hromadění a redistribuci tekutiny, složenou z hydrofilizovaného pěnového materiálu z příkladu 1, umístěnou pod druhou vrstvou 73, která je opět tvaru přesýpacích hodin a má funkci shromažďovat a distribuovat tekutinu. Vrchní vrstva 70 obsahuje dva v podstatě elastické nalepené manžetovité proužky 74 s drážkou. Na spodní straně již uvedené absorpční vrstvy 70 jsou přilepené dva pravoúhlé pružné páskové prvky 75. Rovněž přilepené jsou na každém konci spodní vrstvy z polyethylenu dva páskovité prvky 76 utvořené z polyethylenu. Ke spodní straně jsou také dále přilepeny dva paralelní pružné proužky 77. Vrstva polyethylenu 78 je přilepena na vnější stranu spodní vrstvy 71 pro umožnění upevnění povrchu ke dvěma místům 79, přičemž tvarování do znaku Y umožňuje použít připevnění pleny k oděvu.

Vrstva pro shromažďování a distribuování tekutiny, která je součástí jádra, je složena z za vlhka kladené směsi 92 % vyztužujících, stočených a svinutých celulózových vláken a z 8 % běžných nevyztužujících celulózových vláken. Uvedená ztužující, stočená a svinutá celulózová vlákna jsou vyrobena ze sulfátové buničiny z měkkého jižního dřeva (jemná vlákna Foley) zesíťované s glutaralaldehydem do rozsahu 2,5 % molámích, vztaženo na základ suchých celulózových vláken anhydroglukózy. Vlákna jsou zesilována podle „suchého síťovacího způsobu“, jak je popsán v patentovém spisu US 4 822 453.

Uvedená ztužená vlákna jsou podobná vláknům majícím parametry popsané níže v tabulce II.

Tabulka II

Ztužená, zkroucená, svinutá celulózová (STCC) vlákna

Typ = sulfátová buničina z měkkého jižního dřeva, zesíťovaná glutaraldehydem na obsah 1,41 % molámích, vztaženo na základ suchých celulózových vláken anhydroglukózy

-16CZ 291969 B6

Počet zkrutů v suchém stavu = 6,8 zkrutů/mm

Počet zkrutů v mokrém stavu = 5,1 zkrutů/mm

Retenční hodnota izopropylalkoholu = 24 %

Retenční hodnota vody = 37 %

Rotační faktor = 0,63

Běžná nevyztužená celulózová vlákna použitá v kombinaci s STCC vlákny, jsou rovněž vyrobena z jemných vláken Foley (Foley fluff). Tato nevyztužená celulózová vlákna jsou rafinována na 200 CSF (Canadian Standard Freeness).

Vrstva pro shromažďování/distribuování tekutiny má průměrnou hustotu v suchém stavu 0,07 g/cm³, průměrnou hustotu při nasycení syntetickou močí, na bázi sušiny, 0,08 g/cm³ a průměrnou plošnou hmotnost 0,03 g/cm². Na jádro pleny se použije 9,2 g vrstvy pro shromažďování/distribuování tekutiny. Plocha povrchu vrstvy pro shromažďování/distribuování tekutiny je 302 cm². Její tloušťka je 0,44 cm.

Vrstva pro shromažďování/distribuování tekutiny v jádru pleny se skládá z modifikované části hydrofilizované absorpční pěny typu, jak je popsán v příkladu 1. Na utvoření této vrstvy pro shromažďování/distribuování tekutiny, která má velikost plochy povrchu 425 cm a tloušťku 0,826 cm, se použije 12 g této pěny.

Plena mající toto zvláštní jádro s uvedeným uspořádáním, prokazuje zvláště žádoucí a účinné užitečné vlastnosti jádra pro udržování, shromažďování a odstraňování moče a tudíž poskytuje výjimečně nízkou možnost vzniku mezer pro její unikání, je-li nošena malým dítětem běžným způsobem.

Příklad 7

Lehká kalhotková vložka, vhodná pro použití uprostřed menstruačního cyklu obsahuje střední vložkovou část z hydrofilizovaného pěnového materiálu podle příkladu 2 (plocha povrchu 117 cm², tloušťka 1,5 mm), která je umístěna mezi vrchní tenkou pórovitou vrstvu podle patentového spisu US 4 463 043 a spodní tenkou vrstvu o tloušťce 0,03 mm z polyethylenu.

Příklad 8

Dámská vložka se připraví podle příkladu 7, avšak použije se 4 mm silná podložka z hydrofilizovaného pěnového materiálu podle příkladu 1 a porézní ne hladce tvarovaná vrchní vrstva. Taková dámská vložka je sestavena tak, jak je to popsáno v patentovém spisu US 4 687 478.

Příklad 9

Tento příklad popisuje přípravu jiného typu povrchově aktivní látkou a CaCl₂ hydrofilizovaného pěnového materiálu s vysokou vnitřní fází typu HIPE (HIPE = Hígh Intemal Phase Emulsion), patřícího do rozsahu působnosti tohoto vynálezu.

Příprava emulze:

Hydratovaný chlorid vápenatý (36,32 kg) a persulfát draselný (568 g) se rozpustí v 378 litrech vody. Takto získaná vodní fáze se použije v kontinuálním způsobu pro vznik polymerovatelné emulze s vysokou vnitřní fází - HIPE.

- 17CZ 291969 B6

Kmonomemí směsi, obsahující styren (1600 g), technický 55% divinylbenzen (hmotnostně) (1600 g) a 2-ethylhexylakrylát (4 800 g) se přidá monolaurát sorbitanu (960 g jako SPÁN® 20). Po promíchání se tato směs látek nechá pres noc usadit. Supematant se odebírá a používá jako olejová fáze pro kontinuální způsob vedoucí ke vzniku polymerizovatelné HIPE emulze. (75 g lepivého zbytku se odstraní).

Vodná fáze při teplotě 48 až 50 °C a olejová fáze při teplotě 22 °C se každá zvlášť přivádějí do dynamicky promíchávané aparatury. Intenzivního smíchávání spojených proudů se dosahuje pomocí rychloběžného míchadla s hřídelí, opatřeného kolíky. V daném zařízení je důležité vhodné rychloběžné míchadlo, složené z válcovité hřídele, která je dlouhá 21,6 cm a má průměr 1,9 cm, na níž jsou umístěné kolíky. Tato hřídel, popsaná v příkladu 1, má čtyři řady kolíků, jichž je ve dvou řadách 17 a v dalších dvou řadách 16, přičemž každý má průměr 0,5 cm a jsou umístěny kolmo na vnějším povrchu hřídele, kolmo na její středovou osu, a to po délce hřídele, přičemž délka každého je 1,6 cm. Rychloběžné míchadlo je namontováno do válcovité objímky, která tvoří dynamicky promíchávanou aparaturu, v níž je mezera mezi kolíky a její válcovitou stěnou 0,8 cm.

Po proudu z dynamicky promíchávané aparatury je namontováno šroubovité statické míchadlo, které zajišťuje zpětný tlak, umožňuje tak zlepšené včleňování komponent do emulze při jejím případném formování. Takovéto statické míchadlo má délku 35,6 cm a velikost vnějšího průměru 1,3 cm. Statické míchadlo, model TAH Industries Model 070-821, modifikovaný odříznutím 6,1 cm.

Do takto celkově uspořádané směšovací aparatury se plní olejová fáze a vodná fáze v poměru 2 díly vody k 1 dílu oleje. Dynamická směšovací aparatura se odvětrává tím, že se umožňuje unikání vzduchu, dokud není aparatura zcela naplněna. Průtokové rychlosti během plnění jsou 1,127 g/s u olejové fáze a 2,19 cm³/s u vodné fáze.

Když je směšovací aparatura naplněna, začne intenzivní promíchávání v dynamickém míchadle s rychloběžným míchadlem s rychlostí 1 800 otáček za minutu. Průtoková rychlost vodní fáze se pak zvyšuje na rychlost 35,56 cm³/s po dobu 130 s. zpětný tlak vyvíjený dynamickými a statickými míchadly v tomto bodě je 51,75 kPa. Rychlost rychloběžného míchadla se potom trvale snižuje na 1 200 otáček za minutu po dobu 60 s. Zpětný tlak poklesne na 31,05 kPa. V tomto bodě se rychlost rychloběžného míchadla opět okamžitě zvýší na 1 800 otáček za minutu. Zpětný tlak systému již zůstane konstantní na hodnotě 31,05 kPa.

Polymerace emulze:

Vytvořená emulze, vytékající ze statického míchadla, je v tomto místě shromažďována do speciálních, úsporných, skladovacích krabiček na mraženou potravu typu 3 500. Tyto krabičky jsou z polyethylenu potravinářské kvality a mají jmenovité rozměry 45,7 cm x 66 cm x 22,9 cm. Přesné vnitřní rozměry těchto krabiček jsou 38,1 cm x 58,4 cm x 22,9 cm. Tyto krabičky jsou předem upraveny pomocí filmu z roztoku, sestávajícího z 20 % roztoku SPÁN® 20 v hmotnostně stejném množství směsného rozpouštědla z xylenu a izopropanolu. Směsné rozpouštědlo se nechá odpařit a zůstane pouze SPÁN® 20. Do každé schránky se shromáždí47 litrů emulze.

Krabičky s emulzí se uloží v místnosti kde se udržuje teplota 65 °C, a to na dobu 18 hodin, kdy probíhá polymerace emulze v krabičkách, čímž vzniká polymemí pěnový materiál.

Promývání pěnového materiálu, hydrofilizace a odvodňování:

Když je vytvrzování ukončeno, vlhký vytvrzený pěnový materiál se vyjme z vytvrzovacích krabiček. V této fázi obsahuje pěnový materiál třicetkrát až čtyřicetkrát více (hmotnostně vztaženo k polymemímu materiálu) zbytkové vodné fáze, která obsahuje rozpuštěné emulgátory, elektrolyt a iniciátor. Pěnový materiál nařeže pomocí ostrého přímočaře vratně se pohybujícího

-18CZ 291969 B6 pilového lisu na tenké plátky o tloušťce 0,89 cm. Tyto plátky se pak stlačují postupně třemi páry válců zařazenými za sebou, s jejichž pomocí se v nich postupně snižuje obsah zbytkové vodné fáze až je dosaženo hodnoty šestkrát větší (6x) než je hmotnost polymemího materiálu. V tomto stádiu se plátky znovu nasycují 1 % roztokem (hmotnostně) CaCl₂ při teplotě 60 °C, pak se stlačují v páru válců do dosažení obsahu vodné fáze lOx, znovu se opětně nasycují 1 % roztokem (hmotnostně) CaCl₂, při teplotě 60 °C a opět se stlačují v páru válců do dosažení obsahu vodné fáze lOx.

Pěnové plátky, které nyní obsahují uvedený desetinásobek v podstatě 1 % roztoku (hmotnostně) CaCl₂, se nyní protlačují posledním párem válců s vakuovou štěrbinou. Pomocí posledního páru válců se sníží obsah roztoku CaCl₂ na pětinásobek hmotnosti, polymeru. Pěnový materiál má po stlačení z posledního páru válců 0,2 cm. Potom se pěnový materiál suší v teplovzdušné sušárně při teplotě 60 °C po dobu třech hodin. Tímto sušením se obsah vlhkosti sníží na 5 až 7 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost polymemího materiálu. V této fázi je tloušťka pěnových plátků 0,19 cm. Pěnový materiál také obsahuje 5 % hmotnostních (jako bezvodou bázi) zbytkového hydratovaného chloridu vápenatého jako hydrofilizačního činidla společně se zbytkovým monolaurátem sorbitanu (SML), jehož je 11 % hmotnostních. V konečném stavu je hustota pěnového materiálu 0,17 g/cm³. Při expandování do volné absorpční kapacity (26,5 ml/g) v syntetické moči Jayco má expandovaný pěnový materiál kapilární sací specifickou plochu povrchu 2,24 m²/g, objem pórů 29,5 cm³/g a průměrnou velikost buněk 15 pm.

Plátky pěnového materiálu hydrofilizované pomocí monolaurátu sorbitanu a CaCl₂, připravené v příkladu 9, představují výhodné provedení tohoto vynálezu, kdy jsou plátky tenké dokud nejsou vlhké, do té míry, že tyto hydrofilizované pěnové plátky jsou ve formě zborceného pěnového materiálu, který bude při styku s vodnými tělními tekutinami expandovat. Expandované pěnové materiály jsou užitečné tím, že při expandování absorbují tělní tekutiny.

Takové výhodné zborcené pěnové materiály jsou takové pěnové materiály, které se tvoří z nehydrolyzovaného polymemího materiálu, který má specifickou plochu povrchu pro kapilární sání od 0,5 do 5,0 m2/g, který obsahuje od 0,5 do 20 % hmotnostních zbytkového emulgátoru a který dále obsahuje od 0,1 do 7 % hmotnostních (na bezvodé bázi) toxikologicky přijatelné, hygroskopické, hydratované soli, jíž je s výhodou chlorid vápenatý nebo chlorid hořečnatý, jako hydrofilizačního činidla ve formě soli.

V tomto zborceném stavu bude mít takovýto hydrofilizovaný pěnový materiál obsah zbytkové vody od 4 do 15 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost pěnového materiálu, je-li skladován za podmínek okolní teploty 22 °C a 50 % relativní vlhkosti. V tomto obsahu vody je zahrnuta jak hydratační voda spojená s hygroskopickou hydratovanou solí, tak i volná voda, absorbovaná do pěnového materiálu. Takové zborcené hydrofilizované pěnové materiály budou mít hustotu v základním suchém stavu od 0,08 do 0,3 g/cm³.

Ve svém expandovaném stavu budou mít takové výhodné pěnové materiály, hydrofilizované monolaurátem sorbitanu a CaCl₂, které jsou tenké dokud nejsou vlhké, objem pórů od 12 do 100 ml/g a budou vykazovat odpor proti průhybu stlačením takový, že omezující tlak 5,1 kPa vytvoří po 15 minutách působení deformaci od 5 % do 95 % co do stlačení struktury, je-li nasycena při teplotě 37 °C na svou volnou absorpční kapacitu syntetickou močí, která má hodnotu povrchového napětí (65 ± 5). 10'⁵ N/cm. Průměrná velikost buněk těchto výhodných hydrofílizovaných pěnových materiálů, které jsou tenké dokud nejsou vlhké, je v expandovaném stavu v rozmezí od 5 do 30 pm. Hustota na bezvodém základě expandovaného hydrofílizovaného pěnového materiálu po nasycení na svou volnou absorpční kapacitu syntetickou močí bude v rozmezí od 9 % do 28 % své hustoty na bezvodé bázi ve zborceném stavu.

-19CZ 291969 B6

Příklad 10

Pěnový materiál připravený obecně jako v příkladu 9 se testuje na svoje hydrofilní vlastnosti, za použití měření doby klesnutí, které je popsáno v části, pojednávající o testovacích způsobech. Tento pěnový materiál se také podrobuje rozmanitým způsobům úpravy, aby se z něj odstranila přidaná nebo zbytková hydrofilizační činidla a aby se selektivně opětně zavedly určité látky pro testování jejich účinnosti při dodávání hydrofilizačních vlastností danému pěnovému materiálu.

Uvedený pěnový materiál, činidla, použitá k úpravě pěnového materiálu a výsledky testování doby klesnutí jsou shrnuty v dále uvedené tabulce III.

Tabulka III

Pěnový materiál typu dle příkladu 9	CaCl2 SML0	Doba klesnutí v syntetické moči Jayco
	(% hmotn.)	Chladná 21 až 27 °C	Horká 43 až 49 °C
Po vyrobení	3,7	11	70 s	3s
Promytý vodou
Expandovaný tvar	0	11	> 20 min	4 s
Zborcený tvar	0	11	300 s	2s
Znovu upravený CaCl2 (z H2O)	3,6	11	180 s	3s
Promytý IPA2)	0	0	neurčité plavání	neurčité plavání
Znovu upravený CaCl2 (z IPA)	«5%	0	plavání několik hodin	plavání déle než 15 minut
Znovu upravený SML (z IPA)	0	11	«5 s	»1 s
Znovu upravený SMO/STO3 (z IPA)	0	19	»300 s	«180 s

1) SML - monolaurát sorbitanu (SPÁN® 20)

2) IPA = izopropanol

3) SMO/STO = monooleát sorbitanu (SPÁN® 80) a trioleát sorbitanu (SPÁN® 85) v hmotnostním poměru 4 : 1

Když se dohromady zváží údaje z tabulky I (Příklad 3) a z tabulky III, ukazuje se, že kombinace CaCl₂ a povrchově aktivní látky, vpravená do vzorků pěnového materiálu v příkladech 1, 2 a 9, poskytuje pěnový materiál mající hydrofilní vlastnosti, které jsou obecně lepší v porovnání stěmi, u nichž není vpraveno žádné hydrofilizační činidlo anebo pouze samotný CaCl₂ či samotná povrchově aktivní látka.

Příklad 11

Připraví se plena v podstatě podobná uspořádáním pleně, která je popsaná v příkladu 4, přičemž se jako vrstva pro shromažďování/distribuování tekutiny použije vrstva zborceného absorpčního pěnového materiálu, který je tenký dokud není vlhký a je hydrofilizovaný monolaurátem sorbitanu a CaCl₂, který je popsán v příkladu 9. U této pleny je použita vrstva pro shromažďování/distribuování tekutiny, složená z vyztužovaných, zkroucených, svinutých celulózových vláken, o hmotnosti 13 gramů. Také je použito 13 g vrstvy typu tenkého pěnového materiálu dokud není vlhký, hydrofilizované monolaurátem sorbitanu a CaCl₂ pro shromažďování/distribuování tekutiny.

-20CZ 291969 B6

Plena, mající toto konkrétní složení a uspořádání, vykazuje zvláště výhodné a účinné využití absorpčního jádra pro udržení vypuštěné moči a proto je u ní velmi nízká možnost úniku, pokud ji nosí malé dítě obvyklým způsobem.

Průmyslová využitelnost

Hydrofilizace absorpčních pěnových materiálů, která je předmětem tohoto vynálezu, umožňuje přeměnu běžných hydrofobních polymemích pěnových materiálů na hydrofilní, které jsou vhodné pro používání zejména ve zdravotnictví, a to pro různé absorpční pomůcky, jako jsou pleny, absorpční vložky a podložky pro případy inkontinence, jakož i dámské vložky.

Claims (2)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Hydrofilizovaný polymemí pěnový materiál vhodný pro absorbování hydrofilních kapalin, vyznačující se tím, že obsahuje polymemí pěnový materiál, který je hydrofobní když neobsahuje přidaná nebo zbytková hydrofilizační činidla, přičemž pěnový materiál obsahuje z hmotnosti pěnového materiálu alespoň 0,05 % hmotn. kombinace ve vodě nerozpustného povrchově aktivního činidla a soli hydrofilizačního činidla vybraného z hydratovaných nebo hydratovatelných nebo hořečnatých solí, které jsou v pěnovém materiálu stejnoměrně distribuovány, a pěnový materiál obsahuje z hmotnosti pěnového materiálu nejvýše 50 % hmotn. volné vody obsažené v tomto pěnovém materiálu, a přičemž povrchově aktivním činidlem není monolaurát sorbitanu jestliže hydrofilizační činidlo sestává z vápenatých solí.

2. Hydrofilizovaný polymemí pěnový materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že povrchově aktivní činidlo je vybráno ze skupiny sestávající ze sorbitanových esterů mastných kyselin, polyglycerolových esterů mastných kyselin a polyoxyethylenových mastných kyselin a esterů a sůl hydrofilizačního činidla je vybrána zhalogenidů vápenatých, halogenidů hořečnatých a jejich směsí.

3. Hydrofilizovaný polymemí pěnový materiál podle nároku 1 nebo2, vyznačuj ící se t í m , že množství povrchově aktivního činidla obsaženého v pěnovém materiálu je od 0,5 % do 20 % hmotn. z hmotnosti pěnového materiálu, přičemž povrchově aktivní činidlo je vybráno zmonolaurátu sorbitanu a směsí monooleátu sorbitanu a trioleátu sorbitanu, množství soli hydrofilizačního činidla obsaženého v pěnovém materiálu je v rozmezí od 0,1 % do 7 % hmotn. z hmotnosti pěnového materiálu, množství volné vody obsažené v pěnovém materiálu není více než 10% hmotn. z hmotnosti pěnového materiálu a soli hydrofilizačního činidla jsou plně hydratovány.

4. Hydrofilizovaný polymemí pěnový materiál podle nároků 1 až3, vyznačující se tím, že polymemí pěnový materiál je pěna polymerovaná jako emulze typu voda v oleji, přičemž pěnový materiál obsahuje polymerované monomery vybrané ze skupiny sestávající ze styrenu, alkyl(meth)akrylátů, divinylbenzenu a jejich kombinací.

5. Způsob hydrofilizování hydrofobního polymemího pěnového materiálu podle nároku 1, který je vhodný pro absorbování hydrofilních kapalin, tím, že se do něj vpraví ve vodě nerozpustné povrchově aktivní činidlo, přičemž když je polymemí pěnový materiál bez přidaných nebo zbytkových hydrofilizačních činidel, tak je hydrofobní, vyznačující se t í m , že

-21 CZ 291969 B6 se promyje polymerní pěnový materiál roztokem obsahujícím rozpouštědlo a sůl hydrofilizačního činidla, která je vybrána z hydratovaných nebo hydratovatelných vápenatých nebo hořečnatých solí, přičemž když uvedené hydrofilizační činidlo sestává z vápenatých solí, povrchově aktivním činidlem není monolaurát sorbitanu, a potom se z polymemího pěnového materiálu odstraní rozpouštědlo jeho vysušením a v polymemím pěnovém materiálu tak zůstane stejnoměrně distribuováno alespoň 0,05 % hmotn. povrchově aktivního činidla a hydrofilizačního činidla.

6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že povrchově aktivní činidlo je vybráno ze sorbitanových esterů mastných kyselin, polyglycerolových esterů mastných kyselin a polyoxyethylenových mastných kyselin a esterů a hydrofilizační činidlo je vybráno z halogenidů vápenatých, halogenidů hořečnatých a jejich směsí.

7. Způsob podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že se jako polymerní pěnový materiál polymerovaný jako emulze typu voda v oleji, který obsahuje polymerované monomery vybrané ze skupiny sestávající ze styrenu, alkyl(meth)akrylátů, divinylbenzenu a jejich kombinací.

8. Způsob podle nároku 7, v y z n a č u j í c í se t í m, že emulze typu voda v oleji obsahuje vodnou fázi a olejovou fázi, a dále zahrnuje krok vpravení ve vodě nerozpustného povrchově aktivního činidla do olejové fáze a vpravení roztoku soli hydrofilizačního činidla, tvořeného z rozpouštědla a rozpuštěné soli hydrofilizačního činidla vybrané z hydratovaných nebo hydratovatelných vápenatých a hořečnatých solí, do vodné fáze.

9. Způsob podle nároku8, vyznačující se tím, že vodná fáze obsahuje od 1 % do 10 % hmotn. chloridu vápenatého a olejová fáze obsahuje polymerovatelné monomery a od 0,5% do 20% hmotn. z hmotnosti polymerovatelných monomerů povrchově aktivního činidla vybraného ze směsí monooleátu sorbitanu a trioleátu sorbitanu, přičemž pěnový materiál obsahuje nejvýše 50 % hmotn. pěnového materiálu bez vody.

2 výkresy

-22CZ 291969 B6