[LT] Šio išradimo objektas yra miltelių formos, turintys erdvinę struktūrą, absorbuojantys vandeninius skysčius, o taip pat kraują, polimerai(superabsorberiai), sudaryti iš a)55-99,9 svorio % polimerizuotų, nesočių, galinčių polimerintis, turinčių rūgštines grupes monomerų, kurie neutralizuoti ne mažiau kaip 25 moliniais %, b) 0-40 svorio % polimerizuotų nesočių, galinčių kopolimerintis su a), monomerų, c) 0,1-5 svorio % priemonės, sudarančios skersines jungtis, d) 0-30 svorio % vandenyje tirpaus polimero, kur kiekiai a)-d) yra skaičiuojami bevandianiams polimerams, besiskiriantys tuo, kad sumaišoma 100 dalių dalelyčių formos polimerų su vandeniniu tirpalu , kuriame yra daugiausiai 10 dalių mažiausiai 10 %-nes fosforo rūgšties ir a) su 0,05-0,3 dalys junginio, kuris gali reaguoti mažiausiai sudviem karboksilinėmis grupėmis ir neturi molėkulėje šarminių metalų druskas sudarančios grupės, ir/arba b) su 0,05-1 dalimi junginio, kuris gali reaguoti mažiausiai su dviem karboksilinėmis grupėmis ir turi molėkulėje šarminių metalų druskas sudarančią grupę, ir pakaitinama iki 150-250 °C temperatūros. Išradimą atitinkantys superabsorberiai pasižymi didele sulaikymo talpa, dideliu gelio stiprumu ir dideliu sugebėjimu sugerti po spaudimu ir gali būti pagaminti nenaudojant organinio tirpiklio bei naudojant nedidelį kiekį apdorojimo priemonės, skirtos papildomam miltelių formos polimero paviršiaus apdorojimui. Be to išradimo objektas yra tokių polimerizatų panaudojimas tekstilės konstrukcijose kūno skysčių sugėrimui,kur šios konstrukcijos daugiausia susideda iš nuo 2 iki 80 svorio % superabsorbento ir likęs iki 100 % kiekis iš hidrofilinių pluoštų.
[EN]
[0001] Išradimo objektas yra miltelių pavidalo, turintys • erdvinę struktūrą polimerai ( superabsorbentai), absorbuojantys vandeningus skysčius bei kraują, pasižymintys pagerintomis savybėmis, kalbant apie brinkimą ir vandeningų skysčių sulaikymo galimybes po apkrovimu, šių polimerų gavimo būdas bei jų panaudojimas tokiuose sanitarinės paskirties gamin- iuose, " kaip • kūdikių vystyklai, o' taip pat suaugusiųjų šlapimo nelaikymo, moterų higienos bei žaizdų uždengimo priemonių atvejais.
[0002] Superabsorbentai yra vandenyje netirpūs, turintys erdvinę struktūrą, polimerai, kurie, išbrinkomi ir sudarydami hidrogelius, gali sugerti didelius kiekius vandeningų skysčių ir tokių žmogaus kūno skysčių, kaip šlapimas ir kraujas, ir, esant tam tikram slėgiui, tuos skysčius išlaikyti. Dėka šių charakteringų absorbcijos savybių polimerai pagrindinai yra naudojami ruošiant sanitarinės paskirties gaminius, pvz. kūdikių vystyklus ir moteriškus tamponus.
[0003] Dabartiniu metu prekyboje esančių superabsorbentų atveju kalbama apie turinčias erdvinę struktūrą poliakrilines rūgštis arba turinčius erdvinę struktūrą krakmolo- akrilinės rūgšties skiepytus kopolimerus, kuriuose karboksilinės grupės yra dalinai neutrali-, zuotos natrio šarmu arba kalio šarmu. Miltelių formos superabsorbentai yra gaunami, iš esmės, dviem metodais.
[0004] Pagal pirmą metodą", . vandeniniame . tirpale dalinai neutralizuota akrilinė rūgštis, esant daugiafunkciniam junginiui, sudarančiam skersines jungtis, radikalinės polimerizacijos pasekoje yra pervedama j, geli,* kuris gali būti susmulkintas, išdžiovintas,, sumaltas ir išsijotas norimo dydžio dalelėmis. Polimerizacija tirpale gali būti vykdoma nepertraukiamu arba pertraukiamu būdu. Tipiški gamybos būdai yra aprašyti pvz. US Nr. 4286082, DE Nr. 2706135 5 r US Nr. 4076663 patentų aprašymuose ( PA).
[0005] Antrasis metodas yra inversinis suspensinės ir emulsinės polimerizacijos būdas. Šiame procese vandeninis, dalinai neutralizuotos akrilinės rūgšties tirpalas, panaudojant apsauginius koloidus arba emulga-torius, yra disperguojamas hidrofobiniame, organiniame tirpiklyje, ir, panaudojant radikalinius inicijatorius, yra pradedama polimerizacija. Pasibaigus polimeriza-cijai, ~ Ts reakcijos mišinio' aceotropiškai pašalinamas vanduo, ir polimerinis produktas nufiltruojamas ir išdžiovinamas. Skersinių ryšių susidarymo reakcija gali būti vykdoma įvedant į polimero sudėti, daugiafunkcini, skersines jungtis sudaranti, jungini,, kuris ištirpinamas monomero tirpale, ir/ arba gamybos stadijos metu reaguojant tinkamam skersinės jungtis sudarančiam junginiui su polimero funkcinėmis grupėmis. Gamybos būdo principas yra aprašytas pvz. US Nr. 4340706,' DE Nr: 3713601 ir DE Nr. 2840010 patęntų aprašymuose" ( PA).
[0006] Kuriant superabs' orbentus pradžioje pirmoje vietoje buvo vertinamas tik jų sugebėjimas labai išbrinkti kontakte su skysčiu, dar vadinamas laisvąja brinkimo talpa; tačiau vėliau pasirodė, kad tai priklauso ne tik nuo absorbuoto skysčio kiekio, bet ir nuo išbrinkusio gelio tvirtumo. Absorbcinis pajėgumas, sugebėjimas išbrinkti, arba vadinamoji laisvoji brinkimo talpa, iš vienos pusės, ir turinčio erdvinę struktūrą polimero gelio stiprumas iš kitos pusės, atspindi priešingas savybes, kaip tai jau žinoma iš US PA 3247141 ir vėliau iš US ' PA Re 32649. Tai reiškia, kad polimerai su ypatingai aukštu absorbciniu pajėgumu pasižymi tik nežymiu išbrinkusi* ? gelio stiprumu, ko pasėkoje gelis, panaudojus spaudimą ( pvz. kūno spaudimą), yra defor-muojamas ir trukdomas tolimesnis skysčio pasidalinimas ir sugėrimas. Todėl pagal US PA Re 32649 vystyklų* konstrukcijoje turi būti harmoningas tokių rūšių • superabsorbentų santykis, užtikrinantis skysčių sugėrimą, skysčio transportą, vystyklų ir odos sausumą.. Tuo pačiu tai prikauso ne tik nuo to, kad polimeras vėliau suspaudus gali išlaikyti skysti,, o po to vėl iš pradžių laisvai brinkti, bet ir nuo to, kad polimeras gali sugerti skysčius taip pat ir esant * tuo pačiu metu priešpriešiniam spaudimui, t. y. skysčio absorbcijos metu, kaip tai vyksta praktinėmis aplinkybėmis, • kai kūdikis arba asmuo sėdi arba guli ant sanitarinės paskirties gaminio, arba- kai, pavyzdžiui, pajudinus kojas pasireiškia pjaunamosios jėgos. Ši specifinė absorbcinė savybė EP 0339461 apibrėžiama kaip sugėrimas po spaudimu.
[0007] Dėl suprantamų estetinių priežasčių ir dėl aplinkos apsaugos aspektų ( atliekų - tūrio sumažinimas) didėjanti tendencija gaminti vis . mažesnius ir plonesnius sanitarinės paskirties gaminius gali būti įvykdyta tik tokiu būdu, kad būtų mažinamas dideli, tūri, užimančių pūkų kiekis vystykluose, tuo . pačiu metu didinant superabsorbento kieki,. Tuo būdu superabsorbentas turi papildomai perimti skysčių sugėrimo* ir transporto funkcijas, kurias prieš tai atliko pūkai.
[0008] Jei higienos gaminiuose, pvz. vystykluose, superabsorbento kiekis yra padidinamas iki 40 % arba net iki 60 % ir daugiau, prekyboje esantys superabsorbentai darosi praktiškai nenaudojami. Skysčio sugėrimas, ypač po spaudimu, darosi per lėtas. Dalelės linkusios sudaryti " koaguliuotą gelj,". Taip atsiradę gelio barjerai blokuoja tolimesni, skysčio transportą, šis fenomenas žinomas kaip " gel blocking" .
[0009] Kad būtų galima pagaminti superabsorbuojančius polimerus, pasižyminčius tokia ypatinga savybių kombinacija, kaip didelis sulaikymo pajėgumas, didelis gelio stiprumas ir didelis sugebėjimas sugerti po spaudimu, miltelių pavidalo polimerus reikia papildomai apdoroti.
[0010] Pagal GB 2119384A, apdorojant polimerus junginiais, turinčiais mažiausiai dvi funkcines grupes, kurios paviršiniame sluoksnyje gali reaguoti su dalelių formos polimero karboksilinėmis grupėmis, yra pasiekiamas žymus savybių pagerinimas. •
[0011] DE OS 35 23' 617 yra aprašytas miltelių formos polimero papildomo apdorojimo būdas daugiahidroksilui alkoholiu, kuris praskiestas, skiestas Vandeniu ir (arba) organiniu tirpikliu, prieš reakciją aukštesnėje tempera-tūroje yra užnešamas ant miltelių formos polimero.
[0012] Pagal DE PA 4020780 po spaudimu superabsorbuojančio polimero pagerintas sugebėjimas išbrinkti yra pasiekiamas šildant polimero miltelius su 0,1-5 svorio % alkilenkarbonato, kuris yra užnešamas, esant reikalui,
[0013] v
[0014] Kaip DE OS 35 23 , 617, taip ir EP 04 50 924 AZ absorbuojančio polimero paviršiaus apdorojimas yra atliekamas polioliu, kuris, esant reikalui, yra skiedžiamas vandeniu ir/arba organiniu tirpikliu. Šioje publikacijoje išsamiai išnagrinėta apdorojimo priemonės praskiedimo vandeniu ir/arba organiniu tirpikliu reikšmė. Skiedžiant apdorojimo priemonę, galinčią reaguoti su polimero karboksilinėmis grupėmis, tik vandeniu, atsiranda didžiuliai technologiniai sunkumai. Kontakte su vandeniu arba vandeniniu tirpalu miltelių pavidalo, vandenyje brinkstantis polimeras taip sukepa, kad "darosi neįmanomu homogeninis apdorojimo prįemonės pasiskirstymas ant dalelių paviršiaus. Jei nenorime atsisakyti vandens vandenyje brinkstančio, miltelių pavidalo polimero sumaišymui su junginiu, kuris gali reaguoti su. polimero karboksilinėmis grupėmis, tai, norint paremti apdorojimo priemonės difuzijos i kietą
[0015] . medžiagą procesą, esame priversti daryti vandeni labiau inertišku, naudojant apdorojimo priemonės perteklių arba nereakcingą organini, tirpikli,. Darymas labiau inertišku organinio tirpiklio pagalba reiškia
[0016] panaudojimą skysčių, kurie nebrinkina polimero; tai reiškia maišymo proceso su miltelių formos . polimeru metu nevyksta- sukepimas.
[0017] Specialistui yra žinomas sunkumas, homogeniškai sumaišyti mažą skysčio kieki, su miltelių pavidalo medžiaga, ypač jei reikia, kad kiekvienas atskiras grūdelis būtų padengtas tolygiai.
[0018] Didelis apdorojimo priemonės praskiedimas organiniu tirpikliu teigiamai atsilieptų apdorojimo priemonės pasiskirstymu ant miltelių formos polimero paviršiaus, tačiau, naudojant didesnius kaip 1 svorio % skysčių kiekius, susidaro šlapi polimero milteliai, kurie nepertraukiamuose procesuose užkemša transportavimo sistemas.
[0019] Didinant apdorojimo priemonės kieki, - daugiau negu 1 svorio % pasiskirstymas yra pagerinamas, tačiau gaunami' drėgni, lipnūs milteliai. Jei, norint pagreitinti apdorojimo priemonės difuziją i, polimero grūdeli,, prieš sumaišymo procesą prie apdorojimo priemonės yra pridedama daugiau vandens, negu tai reikalinga apie 50 % tirpalo pagaminimui, tai miltelių formos polimeras sukepa. EP 04 50 923 A2 aprašytame nepertraukiamame vandenyje brinkstančio polimero maišymo su apdorojimo priemonės tirpalu specialia Sintetine medžiaga dengtame maišytuve būde yra užkertamas kelias drėgniems polimero milteliams prilipti prie maišytuvo . sienelių ir sumažinamos sąnaudos maišymo darbui, tačiau sumaišyto produkto elgsena nėra pagerinama.
[0020] i-ri. l ^ w v vaiiucii^ L.U1XX1UX4 y o X X >m» >avidalo polimero dalelių papildomas apdorojimas yra itliekamas organiniame tirpiklyje. Po mechaninio jolimero atskyrimo seka • džiovinimas, kurio metu įeišvengiamai susidaro kondensatas iš vandens ir jrganinio tirpiklio, kaip alkoholis, angliavandenilis, chloruotas angliavandenilis arba ketonas. Galų gale jautas kondensatas turi "būti perdirbtas taip, kad lirpiklio sudedamosios dalys nepatektų 4 aplinką nei jer išpučiamą orąr nei per nutekamąjį vandeni,. Reziumavus, miltelių pavidalo, vandenyje brinkstančio polimero padengimui medžiaga, kuri turi būti pristatyta .eakcijai prie kiekvienos atskiros dalelės paviršinio sluoksnio, reikalingos šios sąlygos: Apdorojimo priemonės kiekis turi būti pakankamas, kad galima būtų pasiekti tolygų polimero miltelių padengimą.
[0021] g
[0022] Vandens, kuris tarnauja kaip pagalbinė
[0023] pasiskirstymo priemonė ir kaip apdorojimo priemonės nešėjas i, polimero paviršini, sluoksnį,
[0024] kiekis yra ribotas, nes kitaip įvyksta negrįžtamas polimero dalelių sukepimas. '
[0025] Apdorojimo priemonės, vandens ir, esant reikalui, organinio tirpiklio bendras kiekis yra ribotas, nes kitu atveju susidaro šlapi, netakūs mišiniai.
[0026] Jei į vandenyje brinkstančio polimero ir apdorojimo oriemonės maišymo procesą žiūrėti atskirai nuo bendro gamybos būdo, tai organinio tirpiklio panaudojimas kartu su apdorojimo priemone atrodo labiausiai tikslingas. Šiuo atveju užtikrintai yra pasiekiamas apdorojimo priemonės ir ribotų vandens kiekių pasiskirstymas ant polimero miltelių. Taip pat ir
[0027] didesnių apdorojimo priemonės kiekių panaudojimas sąlygoja gerą pasiskirstymą ant polimero - taip pat ir esant vandeniui, - jei apdorojimo priemonė gali perimti organinio tirpiklio vaidmenį, t. y. trukdo miltelių pavidalo polimero sukepimui. Tačiau pagal EP 04 50 923 A2, panaudojant per didelius apdorojimo priemonės kiekius, gali stipriai sumažėti polimero brinkimo talpa.
[0028] Tačiau ir optimaliomis sąlygomis vykdant miltelių pavidalo, vandenyje brinkstančio polimero ir, esant reikalui, skiedimo priemonės maišymo procesą reikia atsižveg' ti i po to aukštesnėje temperatūroje vykstančią reakciją. Jei pagerintas superabsorbuojančio polimero savybes galima pasiekti papildomai esterinant ir/ arba amidinant polimero karboksilines grupes, tai pras->
[0029] mingiems reakcijos laikams reikalingos reakcijos temperatūros > 150°C. Šiose temperatūrose šalia vandens, kurio 8- 15 svorio % savyje turi pradinis polimeras, ir tirpiklio išgaruoja taip pat žymūs apdorojimo priemonės kiekiai, kurie turi būti pašalinti iš reaktoriaus ( džiovintuvo), tam kad neleisti, jog reaktoriuje vyktų kondensacija. Tikslinis antrinių garų. transportas, reikalui esant, yra atliekamas prieš tai pašildytų praplovimo dujų pagalba, nes besikon-densuojantys vandens garai gali sukelti miltelių formos polimero sukepimą ir besikondensuojanti apdorojimo priemonė gali sukelti miltelių formos polimero sukepimą ir išblukimą.
[0030] Vandens garai, garuojanti apdorojimo priemonė, oksįdacijoa produktai, likę monomerai, o taip pat kiti lakūs reakcijos vyksmo produktai bei organiniai tirpikliai iš išleidžiamų dujų yra pašalinami labai sunkiai, t. y. priverstinai patenka i, orą arba nutekamąjį vandeni,.
[0031] Išradimo tikslas yra pagaminti superabsorbentus, turinčius tokią savybių kombinaciją, kaip didelis sulaikymo pajėgumas, didelis gelio stiprumas ir didelis sugebėjimas sugerti po slėgiu, ir kurie gali būti pagaminti nenaudojant organinio tirpiklio bei naudojant rrežymius kiekius apdorojimo priemonės, skirtos miltelių formos polimero papildomam apdorojimui.
[0032] Šis tikslas pasiekiamas, pasinaudojant 1 punkto ' esminiais požymiais. Stebėtina pasirodė tai, kad naudojant- fosforo rūgšti kaip skiedikli priemonei, su kuria yra apdorojamas- absorberio smalos paviršius, gali būti gauti superabsorberiai su norima savybių kombinacija, žymiai sumažinant apdorojimo priemonės kieki,.
[0033] Palankiausiai fosforo rūgšti naudoti kiekiais, ne didesniais kaip 10 dalių ( toliau nurodytos visos dalys yra svorio dalys) 100- m dalių polimero ir naudojant koncentraciją nevirryjančią 10 svorio %. Panaudojus jau 0, 1 svorio % H3P04, apskaičiuotos polimero miltelių atžvilgiu, gaunami išradimą atitinkantys pagerinti superabsorbentai.
[0034] a) 0, 05- 0, 3 dalys junginio, kuris gali reaguoti mažiausiai su dviem miltelių formos polimero karbok-silinėmis grupėmis ir neturi šarminių metalų druskas sudarančios grupės, daugiausia polioliai, kaip etilen-glikolis, propandiolis, polietilenglikolis, glicerinas ir alkilenkarbonatai, kaip etilenkarbonatas, ir/ arba b) 0, 05- 1 dalis junginio, kuris gali reaguoti mažiausiai su dviem miltelių formos polimero karbok-silinėmis grupėmis ir molekulėje papildomai turi rūgščią, šarminių metalų druskas sudarančią grupę, pvz.
[0035] polihidroksikarboninės rūgštys, kaip dimetilol-. propioninė rūgštis ( =2, 2- bis( hidroksimetil) propioninė rūgštis).
[0036] Apdorojimo priemonė pagal b) turi tą privalumą, kad, vykstant reakcijai su milteli- ų formos polimero kar-boksilinėmis grupėmis ir susidarant druskoms pavir-šiniame polimero sluoksnyje, yra apribojamas jos lakumas.
[0037] Vandeni, absorbuojantis polimerizatas, kuris gali būti
[0038] panaudotas padengimui,, yra gaunamas polimerizuojant 55-99, 9 svorio % monomerus su rūgščiomis grupėmi. , pvz. akrilo rūgšti,, metakrilo rūgšti,, 2- akrilamido- 2-metilpropansulfoninę rūgšti, arba šių monomerų mišinius;
[0039] ne mažiau kaip 25 moliniai % rūgštinių grupių yra neutralizuotos, pvz. kaip* natrio, kalio arba amonio druskos.
[0040] Pagrindinai neutralizacijos laipsnis būna ne mažesnis kaip 50 molinių %. Ypatingą pirmenybę turi polimerizatas, sudarytas iš skersiniais ryšiais sujungtos akrilo arba metakrilo rūgšties, kuri neutralizuota iki 50- 80 molinių %.
[0041] Iš kitų monomerų vandeni, absorbuojančių polimerizatų gamybai gali būti naudojami 0- 40 svorio % akrilamidas, metakrilamidas, hidroksietilakrilatas, dimetilamino-alkil( met) akrilatas, dimetilaminopropilakrilamidas arba akrilamidopropiltrimetilamonio chloridas. Didesni kaip 40 % šių monomerų kiekiai blogina polimerizato sugebėjimą brinkti.
[0042] Skersinių ryšių erdvinės struktūros sudarytojais gali būti naudojami visi junginiai, turintys mažiausiai dvi etileno tipo nesočias dvigubas jungtis arba vieną etileno tipo nesočią dvigubą jungti, ir funkcinę grupę, galinčią reaguoti su rūgštinėmis grupėmis, arba kelias funkcines grupes, galinčias reaguoti su rūgštinėmis grupėmis. Kaip pavyzdžius galima paminėti: poliolių akrilatai ir metakrilatai, kaip butandioldiakrilatas, heksandioldimetakrilatas, po]iglikoldiakrilatas, trime-fcilolpropantriakrilatas arba alilakrilataS, dialilak-riląmidas', trialilaminas, dialilo eteris, metilenbis-akrilamidas arba N-metilolakrilamidas.
[0043] Vandeni, absorbuojančiame polimerizate vandenyje tirpiais- polimerais gali būti 0-30 svorio % dalinai arba pilnai muilinto polivinilo alkoholio, polivinil-pirolodono, krakmolo arba krakmolo darinių, poliglikolių arba poliakrilo rūgščių. Šių polimerų molekulinis svoris yra nekritini's, kol jie dar tirpsta vandenyje. Pirmenybę turintys vandenyje tirpūs polimerai yra krakmo-las, polivinilo alkoholis arba šių polimerų mišiniai. Tokių' vandenyje tirpių polimerų pirmenybę turintis kiekis vandeni, absorbuojančiame polimerizate sudaro 1-5 svorio %, visų pirma tais atvejais, kai tirpūs vandenyje polimerai yra krakmolas ir/arba polivinilo alkoholis. Vandenyje tirpiais polimerais gali būti skiepyti kopolimerai, turintys rūgštines grupes.
[0044] Šalia polimerizatų, kurie gaunami vykdant dalinai neutralizuotos.akrilo rūgšties erdvinę polimerizacija, ypač naudojami tokie, kurie turi papildomus kiekius krakmalo arba polivinilo alkoholio skiepytų kopolimerų.
[0045] Dėl naudojamo absorberio polimerizato dalelių formos nėra specialių apribojimų. Polimeras gali būti rutuliukų formos, kurie gaunami inversinės suspensijos polimerizacijos būdu, arba netaisyklingų dalelių formoje, kurios atsiranda džiovinant ir gaminant miltelius iš gelio masės, gaunamos polimerizacijos tirpale būdu. Paprastai dalelių dydis būna tarp 20 ir
[0046] Po padengimo atliekamas terminis apdorojimas vykdomas
[0047] 150-250°C temperatūroje, pirmenybę turi 170-200°C temperatūra. Ji priklauso nuo išlaikymo laiko ir apdorojimo priemonės rūšies." 150°C temperatūroje terminis apdorojimas turi būti vykdomas daug valandų, tuo tarpu 250°C temperatūroje kelias minutes. - pvz. 0,5-5 minučių užtenka, kad galima būtų gauti norimas savybes. Terminis apdorojimas gali būti atliekam'as įprastinėse džiovyklose ir krosnyse; kaip pavyzdžius galima paminėti: sukamąją krosni,, krosnd, su maišan-čiomis mentimis, lėkštelinę džiovyklą ir infraraudoną džiovyklą.
[0048] Išradimą atitinkantys polimerai netoli pavirši&us pasižymi labiau išvystyta erdvine -struktūra ir sumažintu neutralizacijos laipsniu.
[0049] Pagal išradimą polimerai* gali būti gaminami nepertraukiamu ir pertraukiamu metodu. Išradimą atitinkantys superabsorbentai gali būti pritaikyti plačiose panaudojimo srityse. Jei jie naudojami moterų tamponuose ir vystykluose arba žaizdų uždengimui, tai jie pasižymi savybe greitai absorbuoti didelius kiekius menstruacinio kraujo, šlapimo ar kitų kūno skysčių.
[0050] Palyginus su pradiniais produktais, stipriai pagerintas sugebėjimas absorbuoti ir absorbcijos greitis, tuo pačiu metu- esant spaudimo apkrovai. Kadangi išradimą atitinkantys superabsorbentai išlaiko-- absorbuotus skysčius ir po slėgiu, tai jie yra ypatingai tinkami naudojimui. Jie turi pirmenybę naudojant didesnėmis koncentracijomis - lyginant su hidrofiline pluoštine medžiaga pūkais - negu tai buvo i,manoma iki šiol ir pasireiškia puikiomis absorbcinėmis • savybėmis konstrukcijose, turinčiose 98- 20 svorio % hidrofilinių pluoštų ir 2- 80 svorio % adsorberio dervos.
[0051] Atitinkantys išradimą papildomai apdoroti polimerai absorberių gaminiuose vartojami įvairiausiems panaudojimo tikslams, pvz. maišant su ' popieriumi, pūkais arba sintetiniais pluoštais arba paskirstant priemonę tarp substratų iš popieriaus, pūkų arba neaustinės tekstilės, arba performuojant medžiagą-nešėją j, juostą.
[0052] Pagal aprašytą gamybos būdą gaunami . superabsorberiai-nelauktai pasižymi žymiu skysčio sugėrimo po slėgiu pagerėjimu, turint omenyje greiti, ir bendrą talpą, tuo pačiu metu esant dideliam gelio" stiprumui ir dideliam sulaikymui, prie to yra pasiekiamas ypatingai didelis pradinis skysčio sugėrimo po slėgiu laikas, taip, kad jau po 15 minučių yra 80 % bendros talpos. Sugėrimas po slėgiu, kuris DE PS 40 20 780 ir EP A 03 39 461' yra pateikiamas kaip absorbcija unde?: load ( AVL), stipriai priklauso nuo apkrovos dydžio. Ten aprašytų polimerų 0, 9 %- tų natrio chlorido tirpalo sugėrimo talpa, esant apkrovai 20 g/ cm2 ( =0, 28 pši = 19. 600 dyn/ cm2), lygi nuo 26 iki 34 g/ g. Pagal EP A 03 39 461 aprašytų polimerų sugėrimo talpa, esant apkrovai 0, 53 psi, sudaro 13 g/ g ir, esant apkrovai 0, 85 psi, 8 g/ g; tai reiškia, kad papildomai apdoroti polimerai, esant apkrovai 0. 85 psi, sugeria tik toki, kieki, skysčio, kuri, pagal DE PS 40 20 780 sugeria papildomai neapdorotas, vandenyje brink' stantis polimeras po didesne apkrova.
[0053] Išradimą atitinkančių . polimerų 0, 9 %- io valgomosios
[0054] druskos tirpalo sugėrimo talpa, esant apkrovai 40
[0055] . g/ cm2, lygi. mažiausiai 15 g/ g, labiausia daugiau kaip 18 g/ g. Esant apkrovai 60 g/ cm2, sugerto . skysčio kiekis
[0056] lygus daugiau kaip 12 g/ g, labiausia ' daugiau kaip 15 g/ g. Tai yra netikėta, nes pagal DE PA 40 20 780,
[0057] norint padidinti AVL reikšmę ( 20 g/ cm2), re ikia
[0058] padidinti papildomo apdorojimo priemonės kieki, nuo 0, 5 iki 1, 5 svorio %. Tačiau šios priemonės pasėkoje, ypač jei alkilenkarbonato tirpinimui kartu yra naudojamas ir
[0059] vanduo, susidaro šlapias, pneumatiškai netranspor-tuojamas mišinys ir vyksta per dideli išmetimai po to*
[0060] Tekstilės konstrukcijų, kurios naudojamos kūno- skysčių sugėrimui, gamintojai siekia sumažinti dideli, tūri, užimančių pluoštų kieki, . ir didinti superabsorberio kieki,. Tačiau toliau tekstilės konstrukcijos turi sugebėti- po apkrovimu išlaikyti tekstiliniame apvalkale daleles, išbrinkusias po skysčio sugėrimo. Kadangi tekstilės konstrukcija, skirta kūno skysčių sugėrimui, yra didelio porėtumo struktūra, pro kurios poras veikiant spaudimui gali ištrykšti minkštas, išbrinkęs gelis ( leakage), tai iškyla uždavinys pagaminti vandenyje brinkstančius polimerus, pasižyminčius atsparumu spaudimui.
[0061] Išr' adimą atitinkantys polimerai pasižymi ne tik padidinta 0, 9 %- io natrio chlorido tirpalo absorbcija po slėgiu, bet ir didele kraujo sugėrimo talpa bei greitesniu kraujo pasiskirstymu tekstilės konstrukcijoje po slėgiu. Todėl polimerai ypatingai tinka kaip absorbcinės priemonės moterų tamponuose, kadangi jie pasižymi savybe po svorio apkrova greitai sugerti
[0062] tokius kūno skysčius, kaip kraujas. Kraujo absorbcijos greitis, tuo pačiu metu esant spaudimo apkrovai, yra žymiai didesnis, negu žinomų produktų.
[0063] Praktikoje modeliuojamo testo, skirto polimerų
[0064] siurbiamųjų savybių nustatymui po spaudimu, pagalba galima parodyti, kad superabsorbentai - taip pat ir EP A 03 39 4 61 aprašyti polimerai-, kurie, esant apkrovai 20 g/ cm2, pasižymi didele siurbiamąja galia, esanį
[0065] apkrovai 60 g/ cm2, žymiu mastu praranda sugebėjimą išbrinkti. Toliau testas rodo, kad vandenyje brinkstantys polimerai, kurie, esant apkrovai 20 g/ cm2, turi vienodą sulaikymo ir sugėrimo sugebėjimą, esant didesnei apkrovai, gali skirtis pagal savo siurbiamąją tjalią.
[0066] Išradimą atitinkantys polimerai, esant apkrovai 20 g/ cm2, gali sugerti iš tekstilės konstrukcijos panašiai toki, pati, skysčio kieki,, kaip ir neapkrautame būvyje .-- Tai reiškia, kad pvz. vaikiško kūno spaudžiamo vystyklo pūkų sluoksnis užtikrinčiau ir greičiau išdžiūna, ir to pasėkoje drėgmė yra izoliuojama nuo odos.
[0067] Dinaminis spaudimo padidėjimas, ' kuriuo pasižymi vandenyje brinkstantys polimerai brinkimo procese, vadinamas brinkimo spaudimu. Brinkimo metu šis slėgis auga, kol nenusistovi pusiausvyra tarp elektrostatinių
[0068] jėgų polimere ir išorinių mechaninių jėgų. ;
[0069] •»
[0070] Išradimą atitinkantys polimerai pasižymi iki keturių kartų padidintu brinkimo spaudimu, palyginus su prekyboje esančiais, žinomais superabsorbentais. Pirmenybę turi vandenyje brinkstantys polimerai, kurių brinkimo spaudimas yra 400 g ir ypatingą pirmenybę turi brinkstantys polimerai, kurių brinkimo spaudimas yra daugiau nei 600 g, esant brinkimo plotui 4. 91 cm2.
[0071] Išradimą atitinkantys polimerai yra išbandomi taip:
[0072] Vandeni, absorbuojančių polimerizatų charakterizavimui buvo matuoti 0, 9 %- io NaCl tirpalo sulaikymas ( TB) ir sugėrimas po spaudimu ( AUL), o taip pat defibrinto avių kraujo sugėrimo talpa ir absorbcijos greitis.
[0073] -L
[0074] a) Sulaikymas buvo matuotas arbatos maišelio metodu ir pateiktas kaip trijų matavimų vidutinė reikšmė. Apiė 200 mg polimerizato užlydoma arbatos maišelyje ir 2C minučių pamerkiama i 0, 9 %- ni, NaCl tirpalą. Po to arbatos maišelis 5 minutes centrifūguojamas centri-fūgoje ( 23 cm diametras, 1. 400 aps/ min) ir pasveriamas. Tuščias bandymas buvo atliekamas su arbatos maišeliu be vandeni,, absorbuojančio polimero.
[0075] cilindrą su sieto formos dugnu idedamas pasvertas superabsorbento kiekis ir milteliai spaudžiami punsonu, kuris duoda 20, 40 arba 60 g/ cm2 apkrovą. Po to cilindras pastatomas ant - Demand- Absorb £ ncy- Tester ( DAT), kur. superabsorberis 1 valandą sugeria 0, 9 %- nj, NaCl tirpalą.
[0076] c) Sugėrimo talpos nustatymui apie 200 ' mg polimero užlydoma arbatos maišelyje ir 60 minučių pamerkiama i
[0077] defibrintą avies kraują ir po to pasveriama. Apskaičiavimai atliekami kaip a) punkte.
[0078] d) Ant 6 čm x 20 dydžio celiuliozės audinio ( svoris 48, 8 g/ m2) tolygiai išbarstomas 1 g polimero, audinys
[0079] uždengiamas tokio paties dydžio audiniu ir 100°C temperatūroje presuojamas, esant apkrovai 400 g/ cm2.
[0080] Bandomoji juostelė padedama tarp dviejų stiklo plokščių, iš kurių viršutinės plokštės viduryje yra kiaurynė. Į kiaurynę įklijuotas 5, 5 cm ilgio ir 2, 2 cm vidinio diametro vamzdelis. Ant viršutinės plokštės yra uždedamas toks svoris, kad bandomoji juostelė būti} po 30 g/ cm2 apkroVa. Žarniniu siurbliu 5 cm3 defibrinto 20°C temperatūros. avies kraujo per 30 sekundžių yra supilama i, vamzdeli, ir nustatomas susigėrimo laikas. e) Brinkimo slėgis Q yra nustatomas naudojant Stevens L. F. R. A. Texture Analyser, C. Stevens and Son Ltd,
[0081] * Laboratory Division, St. Albans AL 1 lEx Hertfordshire, Anglija_^_
[0082] Prietaisui- priklausantis cilindrinis matavimo kūnas yra 3, 5 cm aukščio, jo diametras 2, 5 cm. Tuo būdu cilindro apskritimo ilgis yra 4, 91 cm.
[0083] Į atitinkamą 2, 7 cm diametro matavimo cilindrą atsveriama ir supilama 0, 500 g superbento 20- 50 mesh frakcijos ir užpilama 10/ tt. č. 0, 9 %- niu FJaCl tirpalu, Po to laborantas kelia matavimo cilindrą tol, kol atstumas tarp matavimo kūno cilindro apatinio galo ir matavimo cilindre esančio bandinio pasidaro lygus 12 mm. Išsiplečiant geliui, matavimo cilindras yra spaudžiamas viršun i, dvipusės jėgos matavimo celę; prietaisas pateikia duomenis gramais-
[0084] Žemiau pateikti pavyzdžiai išsamiau paaiškina išradimą:
[0085] A) Mišinio i§ polimero A ir apdorojimo priemonės gavimas
[0086] Polimerizacijos tirpale būdu gauta miltelių pavidalo, trimetilolpropantriakrilato pagalba sujugta skersinėmis jungtimis, poliakrilo rūgštis, kurios 70 molinių % pradžioje buvo neutralizuota iki natrio druskom, po malimo buvo išsėjota nuo 90 iki 850 Įtm dydžio dalelrius
[0087] TB (sulaikymas): 36 g/g vandens kiekis: 10,4 %.
[0088] Polimeras nepertraukiamai, 1.000 kg/h greičiu, pilamas i, mentind, maišytuvą (750 aps/min) ir sumaišomas su apdorojimo priemone. Po to mišinys patenka i, transportavimo sistemą ir transportuojamas i, surenkamąjį rezervuarą. Įvertinami esminiai požymiai ir, tuo pačiu, kietai-skysto mišinio elgsena transportuojant i'r laikąnt.
[0089] Palyginimai • nuo 1 iki 3 atitinka DE-PS 40/20 78, palyginimai 4 ir 5 - DE-OS 35 23 617. "
[0090] B) Mišinių iš polimero A ir apdorojimo priemonių šildymas
[0091] Pagal A) gauti birūs, t. y. tinkami naudojimui mišiniai 90 kg/h greičiu dozuojami j, 180°C temperatūros .garu
[0092] kaitinamą mentini, džiovintuvą. Džiovinimo darbinis tūris yra 40 1. Antrinio garo gavimui reikalingo praplovimo oro kiekis apia 50 m3/h.
[0093] 2 lentelėje pateikti duomenys .apie gautus miltelių formos polimerus, o taip pat apie organinių medžiagų, kieki, išleidžiamose dujose - nurodyta kaip organinė anglis (TOC).
[0094] C) Mišinio iš polimero B ir apdorojimo priemonės gavimas
[0095] Polimeras, kuris buvo gautas polimerizuojant 30 %-nę, vandeninę akrilo rūgšti,,. kuri buvo neutralizuota iki 60 molinių % natrio druskos, esant 0,28 svorio % trialilamino ir 3,5 svorio % polivinilo alkoholio, buvo džiovinamas iki 160°C temperatūroje karšto oro srovėje, sumalamas ir išsijojamas nuo 120 iki 850 fim " dydžio dalelėmis (polimeras B).
[0096] Polimeras B, kaip ir polimeras A, sumaišomas su i, 2 svorio % 40°C temperatūros tirpalu, kuriame yra 0, 2 dalys dimetilolpropioninės rūgšties ir 1 dalis 85 %- nėš fosfor. o rūgšties, ir patalpinamas i, bunkeri,.
[0097] Pagal C) gautas birus mišinys pneumatinės transportavimo sistemos pag& lba yra paduodamas 4 džiovintuvą, turinti, besisukančius, 184°C temperatūros garu kaitinamus, disko formos maišiklio elementus, ir po to atšaldomas pseudoverdančiame sluoksnyje. Duomenys apie produktus ir TOC reikšmės pateiktos 3 lenteleje.
[0098]
1. Miltelių pavidalo , polimeras, ji, slegiant absorbuojantis vandeningus skysčius bei kraują ir turintis erdvinę struktūrą, susidedantis iša) 55-99,9 svorio % polimerizu'otų nesočių, galinčių polimerintis, turinčių rūgštines grupes monomerų, kurie neutralizuoti ne mažiau kaip 25 moliniais %,*b) 0-40^. svorio % polimerizuotų nesočių, galinčių kopolimerizuotis su a), monomerų,".) 0,1-5 svorio % -priemonės, sudarančios skersines jungtis,d) 0-30 svorio % vandenyje tirpaus polimerp,kur kiekiai nuo a) - d) yra skaičiuojami bevandeniams polimerams, besiskiriantis tuo, kad sumaišoma 100 dalių dalelyčių vformos polimero su vandaniniu tirpalu, kuriame yra daugiausia 10 dalių mažiausiai 10 %-nės fosforo, rūgšties ira) su 0,05-0,3 dalimis junginio, kuris " gali reaguoti mažiausiai su dviem karboksii,inėmis grupėmis ir neturi molekulėje šarminių metalų druskas sudarančios grupės, ir/arbab) su 0,05-1 dalimi junginio, kuris gali reaguoti mažiausiai su dviem karboksilinėmis grupėmis ir turi molekulėje šarminių metalų druskas sudarančią grupę,ir pakaitina iki 150-250°C temperatūros.
a) 55-99,9 svorio % polimerizu'otų nesočių, galinčių polimerintis, turinčių rūgštines grupes monomerų, kurie neutralizuoti ne mažiau kaip 25 moliniais %,*b) 0-40^. svorio % polimerizuotų nesočių, galinčių kopolimerizuotis su a), monomerų,".) 0,1-5 svorio % -priemonės, sudarančios skersines jungtis,d) 0-30 svorio % vandenyje tirpaus polimerp,kur kiekiai nuo a) - d) yra skaičiuojami bevandeniams polimerams, besiskiriantis tuo, kad sumaišoma 100 dalių dalelyčių vformos polimero su vandaniniu tirpalu, kuriame yra daugiausia 10 dalių mažiausiai 10 %-nės fosforo, rūgšties ira) su 0,05-0,3 dalimis junginio, kuris " gali reaguoti mažiausiai su dviem karboksii,inėmis grupėmis ir neturi molekulėje šarminių metalų druskas sudarančios grupės, ir/arbab) su 0,05-1 dalimi junginio, kuris gali reaguoti mažiausiai su dviem karboksilinėmis grupėmis ir turi molekulėje šarminių metalų druskas sudarančią grupę,ir pakaitina iki 150-250°C temperatūros.2. Polimeras pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad jis pasižymia) nuo 27 iki 34 g 0, 9 %- nio natrio chlorido tirpalo sulaikymu vienam gramui polimero,b) didesniu kaip 15 o, daugiausia didesniu kaip 18 g, 0, 9 %- nės valgomosios druskos sugėrimu vienam gramui polimero, esant slėgiui 40 g/ cm2,c) didesniu kaip 12 g, daugiausia didesniu kaip 15 g, 0, 9 %- nės valgomosios druskos sugėrimu vienam gramui polimero, esant slėgiui 60 g/ cm2,d) didesniu kaip 400 g, daugiausia didesniu kaip 600 g, brinkimo* slėgiu.
a) nuo 27 iki 34 g 0, 9 %- nio natrio chlorido tirpalo sulaikymu vienam gramui polimero,b) didesniu kaip 15 o, daugiausia didesniu kaip 18 g, 0, 9 %- nės valgomosios druskos sugėrimu vienam gramui polimero, esant slėgiui 40 g/ cm2,c) didesniu kaip 12 g, daugiausia didesniu kaip 15 g, 0, 9 %- nės valgomosios druskos sugėrimu vienam gramui polimero, esant slėgiui 60 g/ cm2,d) didesniu kaip 400 g, daugiausia didesniu kaip 600 g, brinkimo* slėgiu.3. Polimeras pagal 1- 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad jis susideda iš akrilo rūgšties, metakrilo rūgšties ir/ arba 2- akrilamido- 2- metilpropan-sulfoninės rūgšties, kaip rūgštines gtupes turinčio monomero.
4. Polimeras pagal 1- 3 punktus, besiskirian-ti s ' tuo, kad rūgštines grupes turintys moromerai yra neutralizuoti mažiausiai iki 50 molinių %.t
5. Polimeras pagal 1- 4 punktus, besiskiriantis tuo, kad jis sudarytas iš iki 50-- 80 molinių % neutralizuotos akrilo rūgšties, kaip vienintelio rūgštines grupes turinčio monomero.
6. Polimeras pagal 1- 5 punktus, besiskiriantis tuo, kad naudojama nuo 1 iki 5 svorio % vandenyje tirpių polimerų.
7. Polimeras pagal 1- 6 punktus, besiskiriantis tuo, kad kaip vandenyje tirpūs polimerai naudojami krakmolas ir/ arba polivinilo alkoholis.
8. Miltelių pavidalo polimero po apkrovimu absorbuojančio vandeningus skysčius bei kraują gavimo būdas apimantisa) 55- 99, 9 svorio % polimerizuotų nesočių, galinčių polimerintis, turinčių rūgštines grupes monomerųf kurie neutralizuoti ne mažiau kaip 25 moliniais % fb) 0- 40 svorio % polimerizuotų nesočių, galinčių' kopolimerizuotis su a), monomerų,c) 0, 1- 5 svorio % priemonės, sudarančios skersines jungtis,d) 0- 30 svorio % vandenyje tirpaus polimero, ku' rkiekiai a)- d) yra skaičiuojami bevandeniams polimerams, besiskiri " antis tuo, kad sumaišoma 100 dalių dalelyčių formos polimero su tirpalu, kuriame yra daugiausia 10 dalių mažiausiai 10 %- nės fosforo rūgšties ira) su 0, 05- 0, 3 dalimis junginio, kuris gali reaguoti mažiausiai su dviem karboksilinėmis grupėmis ir neturi molekulėje šarminių metalų druskos sudarančios grupės, ir/ arbab) su 0, 05- 1 dalimi junginio, kuris gali reaguoti mažiausiai su dviem karboksilinėmis grupėmis ir turi' molekulėje šarminių metalų druskos sudarančią grupę,ir pakaitinama iki 150- 250°C temperatūros.
a) 55- 99, 9 svorio % polimerizuotų nesočių, galinčių polimerintis, turinčių rūgštines grupes monomerųf kurie neutralizuoti ne mažiau kaip 25 moliniais % fb) 0- 40 svorio % polimerizuotų nesočių, galinčių' kopolimerizuotis su a), monomerų,c) 0, 1- 5 svorio % priemonės, sudarančios skersines jungtis,d) 0- 30 svorio % vandenyje tirpaus polimero, ku' rkiekiai a)- d) yra skaičiuojami bevandeniams polimerams, besiskiri " antis tuo, kad sumaišoma 100 dalių dalelyčių formos polimero su tirpalu, kuriame yra daugiausia 10 dalių mažiausiai 10 %- nės fosforo rūgšties ira) su 0, 05- 0, 3 dalimis junginio, kuris gali reaguoti mažiausiai su dviem karboksilinėmis grupėmis ir neturi molekulėje šarminių metalų druskos sudarančios grupės, ir/ arbab) su 0, 05- 1 dalimi junginio, kuris gali reaguoti mažiausiai su dviem karboksilinėmis grupėmis ir turi' molekulėje šarminių metalų druskos sudarančią grupę,ir pakaitinama iki 150- 250°C temperatūros.9. Polimero panaudojimas tekstilės gaminiuose kūno skysčių sugėrimui po padidinta apkrova, b e s i s k i-N r i a n t i s tuo, kad polimeras pasižymi:a) nuo 27 iki 34 g 0, 9 %- nio natrio chlorido tirpalo sulaikymu vienam gramui polimero,b) didesniu kaip 15 g, daugiausia didesniu kaip 1P g, '0,9 %-nės valgomosios druskos sugėrimu vienam gramui polimerozato, esant slėgiui 40 g/cm2,c) didesniu kaip 12 g, daugiausia didesniu kaip 15 g, 0,9 %-nės valgomosios druskos sugėrimu vienam gramui polimero esant slėgiui f 0 g/cm2/ 'd) didesniu kaip 400 g, dlaugiausia didesniu kaip 600 g, brinkimo slėgiu.
a) nuo 27 iki 34 g 0, 9 %- nio natrio chlorido tirpalo sulaikymu vienam gramui polimero,b) didesniu kaip 15 g, daugiausia didesniu kaip 1P g, '0,9 %-nės valgomosios druskos sugėrimu vienam gramui polimerozato, esant slėgiui 40 g/cm2,c) didesniu kaip 12 g, daugiausia didesniu kaip 15 g, 0,9 %-nės valgomosios druskos sugėrimu vienam gramui polimero esant slėgiui f 0 g/cm2/ 'd) didesniu kaip 400 g, dlaugiausia didesniu kaip 600 g, brinkimo slėgiu.10. -Polimero pagal 9 punktą panaudojimas gaminiuose, kurie susideda iš hidrofilinių pluoštų ir 2-80 storio % polimero, skaičiuojant bendram svoriui.