Абсорбентный элемент и абсорбентное изделие на основе этого элемента

Абсорбентный элемент и абсорбентное изделие на основе этого элемента

Реферат

 

Использование: для изготовления подгузников и прокладок для взрослых, страдающих недержанием, гигиенических салфеток и подобных изделий. Сущность: абсорбентный элемент включает волокнистый материал и композицию из водонепроницаемых гидрогелеобразующих полимерных частиц, причем часть композиции соединена в агломераты с помощью сшивающего агента с образованием между частицами поверхностных ковалентных связей; средний размер всех частиц композиции на 25 - 150% выше среднего размера неагломерированных частиц, а массовое соотношение волокнистый материал : композиция равно 2-98 : 98-2. Абсорбентное изделие включает верхний, проницаемый для жидкости слой, нижний, непроницаемый для жидкости слой, соединенный с верхним слоем, и абсорбентную сердцевину, расположенную между ними, содержащую абсорбентный элемент. 2 с. и 10 з.п. ф-лы, 25 ил., 1 табл.

Изобретение относится к усовершенствованным абсорбентным элементам, включающим смесь волокнистого материала и абсорбентной полимерной композиции в виде частиц. Такой полимерной композицией является такая, которая при взаимодействии с жидкими веществами (напр., жидкостями), такими как вода или экссудаты тела человека, набухает и впитывает такие жидкости. Такие полимерные композиции используются сами по себе или в абсорбентных элементах, таких как материалы с волокнистой структурой, которые могут включаться в абсорбентные изделия, такие как подгузники, прокладки для взрослых, страдающих недержанием, гигиенические салфетки и прочее. Изобретение относится также к способам получения таких полимерных композиций.

Абсорбентные полимерные композиции в виде частиц способны поглощать большие количества жидкостей, таких как вода и эксудаты тела и удерживать эти поглощенные жидкости при небольших давлениях. Эти абсорбционные характеристики таких полимерных композиций делают их особенно пригодными для включения в абсорбентные изделия, такие как подгузники. Например, патент США 3.699.103, выданный Harper at al. 13 июня 1972, и патент США 3.670.731, выданный Harmon 20 июня 1972, раскрывают использование абсорбентных полимерных композиций в виде частиц (также называемых гидрогельными, гидроколлоидными или суперабсорбентными материалами) в абсорбентных изделиях. Обычные абсорбентные полимерные композиции в виде частиц, однако, имеют недостаток в том, что степень впитывания жидкости намного ниже, чем степень впитывания целлюлозных волокнистых материалов из-за маленького коэффициента площади поверхности к массе частиц, входящих в полимерную композицию. Отношение площади поверхности к массе частиц абсорбентной полимерной композиции в виде частиц является важным показателем, поскольку он может контролировать общую степень впитывания жидкости в объем полимерной композиции. Отношение площади поверхности к массе, а следовательно, и степень впитывания жидкости можно существенно увеличить уменьшением среднемассового размера частиц в объеме полимерной композиции. Однако, когда эти маленькие или еще более мелкие частицы набухают при контакте с жидкостями, частицы, включенные в волокнистый материал, легко проникают в межволокнистые капилляры материала. Набухшие или частично набухшие мелкие частицы могут также образовать массу коагулированного геля, удерживаемого силами поверхностного натяжения, формируя таким образом гелевый барьер. В другом случае сопротивление потоку жидкости через структуру увеличивается, когда каналы протока жидкости блокируются внутри волокнистого материала или гелевая масса приводит к значительному уменьшению проницаемости. Эти явления обычно называют "гелевое блокирование".

Одной из попыток разрушить такой обмен между степенью поглощения жидкости и гелевым блокированием было агломерировать через воду множество мелких частиц в более крупные "ядерные" частицы. Такая водо-агломерирующая технология описана в выложенном патенте Японии SHO 61/1986/-97,333 и патенте Японии SHO (выложенном) 61/1986/-101,586. В то время как водная агломерация частиц приводит к небольшому увеличению степени впитывания жидкости благодаря увеличенному коэффициенту отношения поверхностной площади к массе более крупных частиц, водно-агломерированные частицы диссоциируются при контакте и/или набухании с водным раствором. Это приводит к концентрации набухших или частично набухших свободных мелких частиц, что способствует усилению эффекта гелевого блокирования через механизм, описанный выше.

Другой попыткой решить эту проблему была попытка поверхностной обработки отдельных частиц. Один из способов специфической поверхностной обработки заключается в поверхностном поперечном связывании отдельных частиц таким образом, чтобы каждая отдельная частица имела более высокую плотность поперечной связи между полимерными цепями на или около поверхности частиц. Такая технология поверхностного поперечного связывания описана в патенте США 4.666.983, выданном Tsubakimoto 19 мая 1987, и патенте США 4.734.478, выданном Tsubakimoto 29 марта 1988. Поверхностное поперечное связывание частиц приводит к небольшому уменьшению в одной форме вышеуказанного гелевого блокирования из-за уменьшения тенденции отдельных частиц коагулироваться в непроницаемую гельную массу в процессе набухания. Однако степень впитывания жидкости частицами не увеличивается, так как коэффициент площади поверхности к массе частиц у этих частиц остается относительно постоянным.

Таким образом, изобретение пытается решить вышеуказанные проблемы с помощью усовершенствованных абсорбентных элементов, включающих композицию из полимерных частиц, имеющих высокую степень впитывания жидкости с минимальными свойствами гелевого блокирования.

Таким образом, цель изобретения - абсорбентные элементы, включающие композицию из полимерных частиц с высокой степенью поглощения жидкости.

Дальнейшей целью изобретения является создание абсорбентных элементов, включающих композицию из полимерных частиц, которые обнаруживали бы минимальные свойства гелевого блокирования.

Еще одной целью изобретения является создание абсорбентных элементов, включающих композицию в виде полимерных частиц, которые имели бы высокое сопротивление сжатию во время использования (т.е. во время набухания), чтобы поддерживать и/или увеличивать проницаемость абсорбентных изделий, включающих такие композиции из водорастворимых гидрогелеобразующих частиц.

Дальнейшей целью изобретения является создание абсорбентных элементов, включающих композицию из полимерных частиц с минимальной диссоциацией мелких частиц при контакте с жидкостью или набухании.

Следующей целью изобретения является создание абсорбентных элементов, включающих композицию из полимерных частиц, имеющих минимальное количество свободных мелких частиц в сухом состоянии.

Последующая цель изобретения -создание абсорбентных элементов, включающих композицию из полимерных частиц, достигающих вышеуказанных степеней впитывания жидкости посредством выбора специфических характеристик исходных частиц, таких как среднемассовый размер частиц или абсорбционная способность.

Другой целью изобретения является способ получения таких абсорбентных элементов, включающих композицию из полимерных частиц.

И еще одна цель изобретения -создание усовершенствованных абсорбентных изделий, абсорбентных элементов и абсорбентных изделий (таких как подгузники или гигиенические салфетки), включающих абсорбентные полимерные композиции в виде частиц настоящего изобретения.

Изобретение дает усовершенствованные абсорбентные композиции в виде полимерных частиц, причем часть частиц соединена в агломераты с помощью сшивающего агента. Агломераты с поперечными связями содержат исходные частицы в основном водонерастворимых, абсорбирующих, гидрогелеобразующих, полимерных материалов; и связующий агент реагирует с полимерным материалом исходных частиц с образованием между исходными частицами поверхностных ковалентных связей. Когда средний размер частиц полученной полимерной композиции увеличивался по меньшей мере на 25% по отношению к среднему размеру частиц исходных, образовалось достаточное количество агломератов с поверхностными ковалентными связями, так что полученная полимерная композиция обладала улучшенными свойствами. В агломератах с поперечными связями улучшилась структурная целостность (т. е. агломерат оставался неповрежденным при набухании и имел относительно высокое сопротивление сжатию), увеличилась степень поглощения и минимальными стали свойства гелевого блокирования.

При контакте с жидкостью агломераты с поперечными связями будут набухать в основном изотропно (т.е. набухать одинаково во всех направлениях) даже при небольших определенных давлениях и поглощать такие жидкости. Изотропное набухание агломератов с поперечными связями возможно, поскольку агрегаты с поперечными связями поддерживают структурные и пространственные связи исходных частиц даже в набухшем состоянии (т.е. агломераты поддерживают их целостность и в сухом, и в набухшем состоянии). Таким образом, исходные частицы, образующие агломераты с поперечными связями, не будут диссоциировать при контакте с жидкостями или набухании в них и гелевое блокирование ослабляется до минимума. Далее, агломераты с поперечными связями обладают относительно высокими степенями впитывания жидкости, что позволяет создать быстро впитывающие полимерные композиции благодаря высокому коэффициенту площади к массе у межчастиционных агрегатов с поперечными связями. Таким образом, агломераты с поперечными связями изобретения дают полимерную композицию, способную быстро впитывать жидкости, и в то же время свести до минимума свойства гелевого блокирования.

Изобретение относится также к усовершенствованным абсорбентным элементам, включающим композиции из полимерных частиц, содержащим агрегаты с поперечными связями, образованные из исходных частиц, имеющих относительно маленький размер (т.е. мелкие исходные частицы). С использованием мелких исходных частиц для образования агломератов с поперечными связями отношение площади поверхности к массе агломератов увеличивается по сравнению с отношением площади поверхности к массе у исходных частиц, имеющих такой же размер, как и агломерат, так что полученные полимерные композиции, включающие такие агломераты с поперечными связями, имеют особенно высокие степени поглощения жидкости (степень набухания) с минимальными свойствами гелевого блокирования из-за удаления свободных мелких частиц из набухшей или частично набухшей полимерной композиции. Эти агломераты с поперечными связями также дают эффективную возможность уменьшить количество мелких частиц в объеме сухой полимерной композиции, что упрощает применение и улучшает характеристики таких полимерных композиций.

Изобретение относится далее к абсорбентным элементам и абсорбентным изделиям, включающим композиции изобретения, содержащим агломераты с поперечными связями. Эксплуатационные качества таких продуктов улучшаются с использованием таких полимерных композиций, обладающих высокими степенями впитывания жидкости и минимальными свойствами гелевого блокирования. Далее, больший размер агломератов с поперечными связями способствует открытию капиллярных каналов волокнистых материалов, включающих такие полимерные композиции. Далее, агломераты с поперечными связями сводят до минимума миграцию набухших или сухих частиц через абсорбентные структуры благодаря их структурной целостности (т.е. более мелкие частицы остаются связанными вместе).

Изобретение относится далее к способам получения таких полимерных композиций, включающих агломераты с поперечными связями. Согласно способу, описанному в изобретении, связующий агент наносится на исходные частицы; исходные частицы связываются физически с образованием множества агломератов; и связующий агент реагирует с полимерным материалом исходных частиц этих агломератов, в то время как физическая связь исходных частиц сохраняется с образованием поперечных связей между исходными частицами для формирования агломератов с поперечными связями. Агломераты с поперечными связями образуются до такой степени, чтобы средний размер частиц полимерной композиции был по меньшей мере на 25% больше, чем средний размер исходных частиц. В предпочтительном способе агломераты с поперечными связями связаны также поверхностными поперечными связями.

На фиг.1 дан план варианта одноразового подгузника изобретения, в котором большая часть верхнего покрытия расчленена, чтобы лучше показать лежащую под ним абсорбентную сердцевину (вариант абсорбентного элемента изобретения) подгузника; на фиг.2 - продольное сечение абсорбентной сердцевины одноразового подгузника, взятое по линии 2-2 фиг.1; на фиг.3 - поперечное сечение только абсорбентной сердцевины одноразового подгузника, взятое по линии 3-3 фиг. 1; на фиг.4 - перспективный вид абсорбентного элемента изобретения, используемого в качестве абсорбентной сердцевины в одноразовом подгузнике на фиг. 1; на фиг.5 - фрагментное увеличение поперечное сечение слоистого абсорбентного элемента (ламината) изобретения; на фиг.6 - перспективный вид альтернативного варианта двуслойного абсорбентного элемента изобретения; на фиг.7 - разрез двуслойного абсорбентного элемента фиг.6, взятый по линии 7-7 фиг.6; на фиг.8 - план еще одного варианта абсорбентного элемента изобретения; на фиг.9 - перспективный вид другого альтернативного варианта абсорбентного элемента изобретения; на фиг.10 - перспективный вид в разрезе варианта одноразового подгузника изобретения, содержащего абсорбентный элемент, показанный на фиг. 9; на фиг.11 - вид сверху части абсорбентного элемента по изобретению с предпочтительной формой зоны приема; на фиг.12 - фотомикрографическое изображение, увеличенное приблизительно в 30 раз, абсорбентной полимерной композиции в виде частиц изобретения по примеру 6; на фиг.13 - увеличенное приблизительно в 60 раз фотомикрографическое изображение межчастичного агрегата с поперечными связями, выбранное из образца, показанного на фиг.12; на фиг.14 - увеличенное приблизительно в 40 раз фотомикрографическое изображение абсорбентной полимерной композиции в виде частиц изобретения, сделанное в соответствии с примером 1, в котором среднемассовый размер исходных частиц равен величине около 84 мкм; на фиг.15 - увеличенное приблизительно в 110 раз фотомикрографическое изображение межчастичного агрегата с поперечными связями изобретения, выбранного из образца, показанного на фиг. 14; на фиг.16 - перспективный вид абсорбентного продукта изобретения, включающего носитель и межчастичный агрегат с поперечными связями изобретения, соединенный с носителем; на фиг. 17 - план частичного разреза варианта гигиенической салфетки изобретения; на фиг.18 - боковая проекция устройства, используемого для измерения давления распространения геля абсорбентных полимерных композиций в виде частиц; на фиг. 19 - боковая проекция ступенчатой платформы устройства на фиг.18; на фиг.20 - вид сверху ступенчатой платформы устройства фиг.18; на фиг.21 - вид сверху держателя устройства фиг. 18; на фиг. 22 - вид сверху пластины, охватывающей образец устройства фиг. 18; на фиг. 23 - боковой разрез держателя образца устройства фиг. 18; на фиг. 24 - боковой вид компрессионной лапы устройства фиг.18; на фиг. 25 - вид сверху компрессионной лапы устройства фиг.18.

Абсорбентные композиции из полимерных частиц изобретения - это материалы, способные поглощать большие количества жидких веществ (например, жидкостей), таких, как вода и/или экссудаты тела человека (например, моча или менструальные выделения), и способные удерживать такие жидкости при небольших давлениях. Абсорбентные композиции из полимерных частиц изобретения будут набухать и быстро впитывать жидкости с наблюдаемым небольшим или вообще без эффекта гелевого блокирования.

Как показано на фиг. 12 и 14, композиции изобретения находятся в форме полимерных частиц. Понятие "в виде частиц" используется здесь для обозначения того, что элементы, включающие полимерную композицию, находятся в виде отдельных единиц, называемых "частицами". Частицы могут быть в виде гранул, порошков, шариков, хлопьев, волокон или агломератов. Таким образом, частицы могут иметь любую нужную форму, такую как кубическая, стержневидная, многогранная, сферическая, закругленная, незакругленная, угольная, неправильная; неправильная форма с произвольным размером (т.е. порошкообразные продукты с большой или небольшой степенью измельчения) или могут иметь форму с большим соотношением самого большого размера к самому маленькому, как, например, игловидная, хлопьевидная, или волокнистая форма, и прочее. Как показано на фиг. 12 и 14, частицы предпочтительно содержат агломераты с поперечными связями неправильной формы произвольного размера.

Полимерные композиции изобретения упоминаются здесь как включающие "частицы". Следует заметить, однако, что понятие частицы включает агломераты. Здесь термин "агломерат" используется для обозначения одной "частицы", образованной из двух или более ранее отдельных независимых частиц (т.е. "исходных частиц"), объединенных вместе. Хотя среднему специалисту относительно легко определить, какие частицы полимерной композиции являются агломератами, для определения таких агломератов существует специальная процедура, описанная здесь в разделе методы испытания. Таким образом, после уточнения понятие "частица" используется здесь для обозначения полученных единиц, образующих полимерную композицию, включая агломераты, тогда как понятие "исходные частицы" относится к начальным единицам, задействованным в образовании конечных частиц полимерной композиции, особенно агломератам, частицы, образованные из одной исходной частицы, будут упоминаться отдельно как неагломерированные частицы.

Хотя частицы и исходные частицы могут иметь размеры, изменяющиеся в широком диапазоне, предпочтительны определенные размеры модели распределения этих частиц по размерам. Для целей изобретения размер частиц или исходных частиц определяется номерами сит. Так, например, частица, остающаяся на стандартном сите # 30 с отверстиями в 600 мкм, имеет размер более 600 мкм; частица, проходящая через сито # 30 с отверстиями в 600 мкм и остающаяся на стандартном сите # 35 с отверстиями в 500 мкм, имеет размер между 500 и 600 мкм, а частица, проходящая через сито # 35 с отверстиями в 500 мкм, имеет размер менее 500 мкм. В предпочтительных вариантах изобретения размер частиц будет обычно колебаться в пределах от 1 мкм до 2000 мкм в диаметре поперечного сечения, более предпочтительно частицы будут иметь размер от около 20 мкм до около 1000 мкм.

Далее, для целей изобретения, для определения характеристик и свойств полимерной композиции очень важен средний размер частиц или исходных частиц. Средний размер частиц образца частиц или исходных частиц определяется как размер частиц, который является средним размером частиц в образце на основании массы. Способ определения среднего размера частиц в образце описан здесь в разделе методов испытаний. В предпочтительных вариантах изобретения средний размер частиц колеблется от около 100 мкм до около 1500 мкм, а более предпочтительно - от около 200 мкм до около 1000 мкм.

Полимерные композиции изобретения образуются из полимерных материалов, способных поглощать большие количества жидкостей. (Такие полимерные материалы обычно называют гидрогелеобразующими, гидроколлоидными или суперабсорбентными материалами). Полимерные композиции предпочтительно содержат частицы преимущественно водонерастворимых, абсорбентных, гидрогелеобразующих, полимерных материалов. Полимерные материалы, пригодные для частиц полимерных композиций, могут широко варьироваться. Специальные полимерные материалы, используемые в изобретении, будут описаны здесь в отношении к полимерным материалам, образующим исходные частицы.

Абсорбентные полимерные материалы в виде частиц изобретения включают агломераты с поперечными связями. Агломераты с поперечными связями - это частицы, образованные объединением двух или более ранее независимых исходных частиц. Исходные частицы объединяются связующими агентами, наносимыми на частицы, с одновременным поддерживанием физической связи исходных частиц, которая достаточна для реагирования связующего агента с полимерным материалом исходных частиц до образования поперечных связей между исходными частицами, образующими агломерат. Фиг.13 и 15 представляют фотомикрографические изображения агломератов с поперечными связями изобретения. Исходные частицы образуют агломераты с поперечными связями. Исходные частицы содержат, в основном, водонерастворимые, абсорбентные, гидрогелеобразующие, полимерные материалы. Примеры полимерных материалов, годных для использования в качестве исходных частиц в данном изобретении (а значит, и частиц полученной полимерной композиции), включают такие, которые получают из способных полимеризоваться ненасыщенных кислотсодержащих мономеров. Так, эти мономеры содержат олефино ненасыщенные кислоты и ангидриды, содержащие по меньшей мере одну углеродную олефиновую двойную связь. Более конкретно, эти мономеры могут быть выбраны из олефино ненасыщенных карбоновых кислот и кислотных ангидридов, олефино, ненасыщенных сульфокислот и их смесей.

Для получения исходных частиц в данном изобретении можно также использовать некоторые некислотные мономеры. Такими некислотными мономерами могут быть, например, водорастворимые или вододиспергированные эфиры кислотосодержащих мономеров, а также мономеры, совсем не содержащие групп карбоновых или сульфокислот. Другими некислотными мономерами могут, таким образом, служить мономеры, содержащие следующие типы функциональных групп: эфиры карбоновой кислоты или сульфокислоты, гидроксильные группы, амидо-группы, аминогруппы, нитриловые группы и соли четвертичного аммония. Эти некислотные мономеры - хорошо известные материалы и описываются очень подробно, например, в патенте США 4 076.663, выданном Masuda и др. 28 февраля 1978 г., и в патенте США 4.062.817, выданном 13 декабря 1977 г., которые даются здесь в качестве ссылок.

Мономерами олефино ненасыщенной карбоновой кислоты и ангидрида карбоновой кислоты могут служить акриловые кислоты, представленные самой акриловой кислотой, метакриловой кислотой, этакриловой кислотой, альфа-хлоракриловой кислотой, альфа-цианоакриловой кислотой, бета-метилакриловой кислотой (кротоновой кислотой), альфа-фенилакриловой кислотой; бета-акрилоксипропионовой кислотой, сорбиновой кислотой, альфа-хлорсорбиновой кислотой, ангеликовой кислотой, коричной кислотой, п-хлоркоричной кислотой, бета-стерилакриловой кислотой, итаконовой кислотой, цитраконовой кислотой, мезаконовой кислотой, глутаконовой кислотой, аконитовой кислотой, малеиновой кислотой, фумаровой кислотой, трикарбоксиэтиленом и ангидридом малеиновой кислоты.

Мономеры олефино ненасыщенной сульфокислоты включают алифатические или ароматические виниловые сульфокислоты, такие как винилсульфокислота, аллилсульфокислота, винилтолуолсульфокислота и стиролсульфокислота; акриловые и метакриловые сульфокислоты, такие как сульфоэтилакрилат, сульфоэтилметакрилат, сульфопропилакрилат, сульфопропилметакрилат, 2-гидрокси-3-акрилокси пропилсульфокислота, 2-гидрокси-3-метакрилокси пропилсульфокислота и 2-акрил-амидо-2-метил пропансульфокислота.

Предпочтительные полимерные материалы для использования в изобретении обладают карбоксильной группой. К этим полимерам относятся гидролизованный привитой сополимер крахмала с акрилонитрилом, частично нейтрализованный привитой сополимер крахмала с акрилонитрилом, привитой сополимер крахмала с акриловой кислотой, частично нейтрализованный привитой сополимер крахмала с акриловой кислотой, омыленные сополимеры винилацетата с акриловой кислотой, гидролизованные сополимеры акрилонитрила или акриламида, продукты с умеренными сетевыми поперечными связями любого из перечисленных сополимеров, частично нейтрализованная полиакриловая кислота и продукты частично нейтрализованной полиакриловой кислоты с умеренными сетевыми поперечными связями. Эти полимеры могут использоваться либо независимо, либо в виде смеси двух или более мономеров, соединений и прочее. Примеры таких полимерных материалов приведены в патенте США 3.661.875; патенте США 4.076.663; патенте США 4.093.776; патенте США 4.666.983 и патенте США 4.734.498.

Наиболее предпочтительными полимерными материалами, используемыми в качестве исходных частиц, являются продукты с сетевыми поперечными связями частично нейтрализованных полиакриловых кислот и их крахмаловых производных. Наиболее предпочтительно, чтобы частицы содержали от 50 до 95%, а предпочтительно около 75% нейтрализованной полиакриловой кислоты с сетевыми поперечными связями (например, поли/акрилат натрия/акриловая кислота).

Как отмечалось выше, исходные частицы предпочтительно являются полимерными материалами, слегка связанными сетевыми поперечными связями. Сетевое связывание поперечными связями служит для придания исходным частицам в основном водорастворимости и частично - для определения абсорбционной способности и характеристик экстрактивности содержимого полимера и полученной полимерной композиции. Процессы сетевого поперечного связывания полимеров и типичные сетевые поперечносвязывающие агенты очень подробно описаны в патенте США 4.076.663, указанном здесь в качестве ссылки.

Отдельные исходные частицы могут образоваться любым обычным способом. Типичные и предпочтительные процессы для получения отдельных исходных частиц описаны в патенте США 32.649, озаглавленном "Гидрогелеобразующие полимерные композиции для использования в абсорбентных структурах", переизданном для Kerryn A.Brandt, Steben A.Goldman 19 апреля 1938 г.; патенте США 4.666.983, озаглавленном "Абсорбентеное изделие", выданном Isumo Isunaki moto, Iadao Shimomure et al 19 мая 1987 г.; и патенте США 4.625.001, озаглавленном "Способ непрерывного получения полимера с поперечными связями", выданном Isuneo Isunaki moto Iado Shimomura et al. 25 ноября 1986 г. Эти патенты включаются сюда как ссылки.

Предпочтительными способами образования исходных частиц являются такие, которые включают способы водяной полимеризации или полимеризации других растворов. Как описывалось в вышеупомянутом переизданном патенте США 32.649, полимеризация водного раствора включает в себя использование водной реакционной смеси для проведения полимеризации с образованием исходных частиц. Водная реакционная смесь затем подвергается условиям полимеризации, эффективным для образования в смеси в основном водонерастворимого, связанного сетевыми поперечными связями материала. Масса полимерного материала, полученного таким образом, затем измельчается в порошок или крупное для образования отдельных исходных частиц, необходимых для образования межчастичных агрегатов с поперечными связями и полимерных композиций изобретения.

Более конкретно способ полимеризации водного раствора для получения отдельных исходных частиц включает получение водной реакционной смеси, в которой нужно проводить полимеризацию для образования необходимых исходных частиц. Одним из элементов такой реакционной смеси является содержащий кислотную группу мономерный материал, образующий как бы "позвоночник" исходных частиц, которые нужно получить. Реакционная смесь будет обычно содержать около 100 масс. ч. мономерного материала. Другой компонент водной реакционной смеси содержит сетевой поперечносвязующий агент. Сетевые связующие агенты, используемые при получении исходных частиц, более подробно описаны в вышеупомянутом переизданном патенте США 32.649, выданном Brandt и др.; патенте США 4.666.983, выданном Isuhakimoto и др.; и патенте США 4.625.001, выданном Isuhakimoto и др. Сетевой связующий агент будет обычно присутствовать в водной реакционной смеси в количестве от около 0.001 моль % до около 5 моль %, основанного на общем количестве молей мономера, присутствующего в водной смеси (около от 0.01 до 20 масс. ч., основанных на 100 масс. ч. мономерного материала). Необязательный компонент водной реакционной смеси содержит свободный радикал-инициатор, который могут включать, например, перкислородные соединения, такие как персульфаты натрия, калия и аммония, каприлил пероксид, бензоил пероксид, пероксид водорода, гидропероксиды кумола, третичный бутил диперфталат, третичный бутил пербензоат, перацетат натрия, перкарбонат натрия, и прочее. Другие компоненты водной реакционной смеси содержат различные некислотные сомономерные материалы, включая эфиры мономеров, содержащих ненасыщенные кислотные функциональные группы, или другие сомономеры, совсем не содержащие функциональных групп карбоновых или сульфокислот.

Водная реакционная смесь помещается в условия полимеризации, эффективные для образования в смеси в основном водонерастворимых, абсорбентных, гидрогелеобразующих, полимерных материалов. Условия полимеризации более подробно описаны в трех вышеупомянутых патентах. Такие условия полимеризации обычно включают нагревание (технология термической активации) до температуры полимеризации от 0^oC до 100^oC, более предпочтительно от около 5^oC до около 40^oC. Условия полимеризации, в которых поддерживается реакционная смесь, могут включать также, например, подтверждение реакционной смеси или ее порций любой форме облучения для активации реакции полимеризации. Альтернативной технологией обычной полимеризации является радиоактивная, электронная, ультрафиолетовая или электромагнитная радиация.

Кислотные функциональные группы полимерных материалов, образующихся в водной реакционной смеси, также предпочтительно нейтрализованы. Нейтрализация может проводиться любым обычным способом, дающим использование по меньшей мере 25 моль %, а более предпочтительно - по меньшей мере 50 моль % всего количества мономера для образования полимерного материала, являющегося мономерами кислотосодержащих групп, которые нейтрализуются солеобразующим катионом. Такими солеобразующими катионами могут быть, например, щелочные металлы, аммоний, замещенный аммоний и амины, что более подробно описано в вышеупомянутом переизданном патенте США 32.649, выданном Brendt и др.

Хотя предпочтительно, чтобы исходные частицы были получены с применение процесса полимеризации водного раствора, возможно также проводить процесс полимеризации с использованием технологии проведения процесса многофазной полимеризации, такой как инверсионная эмульсионная полимеризация или инверсионная суспензионная полимеризация. В процессах инверсионной эмульсионной полимеризации или инверсионной суспензионной полимеризации водная реакционная смесь, описанная здесь выше, суспендируется в форме маленьких капелек в вяжущем, не смешивающемся с водой инертном органическом растворителе, таком, как циклогексан. Полученные исходные частицы являются преимущественно сферическими по форме. Процессы инверсионной суспензионной полимеризации описаны более подробно в патенте США 4.340.706, выданном Obaysashi и др. 20 июля 1982 г.; патенте США 4.506.052, выданном Fleshner и др. 19 марта 1985 г. и патенте США 4.735.987, выданном Morite и др. 5 апреля 1988 г. Каждый из этих патентов включается сюда как ссылка.

В предпочтительных вариантах изобретения исходные частицы, используемые для образования агломератов с поперечными связями, преимущественно сухие. Понятие "преимущественно сухие" используется здесь для обозначения того, что исходные частицы содержат жидкости, обычно воду или другие растворы менее чем 50%, предпочтительно менее 20%, более предпочтительно - менее 10% от веса исходных частиц. Обычно содержание жидкости в исходных частицах колеблется в пределах от около 0,01% до 5% от веса исходных частиц. Отдельные исходные частицы могут высушиваться любым обычным способом, таким как нагревание. Как альтернатива, когда исходные частицы получены с помощью водной реакционной смеси, воду можно удалить из реакционной смеси азеотропной дистилляцией. Полимерсодержащую водную реакционную смесь можно также обработать обезвоживающим растворителем, таким как метанол. Можно также использовать комбинации этих способов сушки. Затем обезвоженная масса полимерного материала может измельчаться в порошок или крупнее для получения по существу сухих исходных частиц в основном водонерастворимого, абсорбентного гидрогелеобразующего, полимерного материала.

Предпочтительными исходными частицами изобретения являются такие, которые проявляют высокую абсорбционную способность, так чтобы полученная полимерная композиция, образованная из таких исходных частиц, тоже обладала высокой абсорбционной способностью. Абсорбционная способность является способностью данного полимерного материала впитывать жидкости, с которыми приходит в контакт этот материал. Абсорбционная способность может широко варьироваться в зависимости от природы поглощаемой жидкости и от способа контакта жидкости с полимерными материалами. Для целей этого изобретения абсорбционная способность определяется как количество синтетической мочи (как указано здесь ниже), поглощаемой любым данным полимерным материалом, в граммах синтетической мочи на грамм полимерного материала с помощью процедуры, описанной здесь ниже в разделе методов испытаний. Предпочтительными исходными частицами изобретения являются те, которые имеют абсорбционную способность по меньшей мере около 20 г, более предпочтительно по меньшей мере около 25 г синтетической мочи на грамм полимерного материала. В основном полимерные материалы этого изобретения обладают абсорбционной способностью от около 40 до около 70 г синтетической мочи на грамм полимерного материала. Исходные частицы, имеющие такую относительно высокую величину абсорбционной способности, особенно пригодны для использования в абсорбентных элементах и абсорбентных изделиях, поскольку полученные агломераты с поперечными связями, образованные из таких исходных частиц, могут по определению удерживать желаемые большие количества извергнутых экссудатов тела, таких как моча.

Отдельные исходные частицы могут также быть обработаны поверхностно. Например, патент США 4.824.901, выданный Alexander и др. 25 апреля 1989 г., описывает поверхностную обработку полимерных частиц поличетвертичным амином. Если обрабатывается поверхность, исходные частицы предпочтительно должны быть связаны поверхностными поперечными связями, как описано в патенте США 4.666.983, озаглавленном "Абсорбентное изделие", выданном Tsubakimoto и др. 19 мая 1987 г., и патенте США 4.734.487, озаглавленном "Водоабсорбирующий агент", выданном Tsubakimoto и др. 29 марта 1988 г.; эти патенты включаются сюда как ссылки. Как описано в Tsubakimoto и др. 983 патенте, отдельные исходные частицы можно связать поверхностными поперечными связями нанесением на них поверхностного связующего агента и реагированием этого поверхностного связующего агента с полимерным материалом на поверхности частиц.

Хотя все исходные частицы данного агломерата с поперечными связями или полученной полимерной композиции предпочтительно образованы из одного полимерного материала с одними и теми же свойствами, они могут быть неодинаковыми. Например, некоторые исходные частицы могут содержать полимерный материал привитой сополимер крахмала с акриловой кислотой, тогда как другие исходные частицы могут содержать полимерный материал продуктов с небольшими сетевыми поперечными связями частично нейтрализованной полиакриловой кислоты. Далее, исходные частицы отдельного агломерата с поперечными связями или частицы полученной полимерной композиции могут различаться по форме, абсорбционной способности или любому другому свойству или характеристике исходных частиц. В предпочтительном варианте изобретения исходные частицы содержат полимерный материал, состоящий преимущественно из связанных небольшими сетевыми поперечными связями продуктов частично нейтрализованной полиакриловой кислоты; каждая исходная частица имеет одинаковые свойства.

Исходные частицы могут содержать гранулы, порошковидные частицы, шарики, хлопья, волокна, агрегаты, агломераты и прочее. Таким образом, исходные частицы могут иметь люб