Абсорбирующее изделие

Абсорбирующее изделие

Реферат

 

Изобретение относится к получению абсорбирующих пенистых материалов для использования в качестве абсорбирующих изделий, в частности пеленок, которые абсорбируют и удерживают водные жидкости, выделяемые организмом. Такие пенистые материалы содержат гидрофильные с открытыми ячейками структуры, получаемые предпочтительно путем полимеризации эмульсий воды в масле с высокой дисперсной фазой. Масляная фаза содержит стекловидный мономер на основе стирола, водонерастворимый каучукообразный сомономер и бифункциональный сшивающий агент. Такие пенистые материалы имеют объем пор или пористость порядка от 12 до 100 мл/г и удельную поверхность капиллярного всасывания порядка от 0,5 до 5,0 м²/г. Эти материалы обладают также сопротивлением прогибу сжатия таким, что ограничивающее давление в 5,1 кПа образует после 15 мин воздействия деформацию порядка от 5 до 95% сжатия, когда материал насыщен при 37^oС до его свободной абсорбирующей способности искусственной мочой. 2 с. и 8 з.п.ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к гибким микропористым открытым ячеистым полимерным пенистым материалам, обладающим абсорбирующими и удерживающими жидкость характеристиками, делающими эти материалы, в частности, пригодными для использования в изделиях, абсорбирующих жидкости организма, например мочу, как то пеленках, нижнем белье для взрослых, страдающих недержанием, спальных прокладках, вкладышах для трусов, внутренних лентах для шляп, обувных стельках и т.п.

Разработка материалов высокой абсорбирующей способности и структур для использования в пеленках, изделиях для менструаций, бандажах и т.д. является предметом повышенного коммерческого интереса. Первоначально такие изделия основывались на различных тканях или хлопковых волокнах для обеспечения абсорбируемости. Дальнейший прогресс в области абсорбирующих материалов и структур сопровождался разработкой различных прокладок из уложенной воздухом целлюлозной массы, которые вообще абсорбируют в 5-6 раз больше своего собственно веса водных жидкостей организма, например мочу. Позднее использование абсорбирующих гелеобразующих материалов, как например, полиакрилатов, в сочетании с целлюлозными волокнами существенно повысило абсорбирующую способность абсорбирующих изделий, как то пеленок, и позволило изготавливать относительно тонкие пеленки, которые продаются в настоящее время. Однако даже при наличии этих улучшений поиск лучших абсорбирующих материалов и структур продолжается.

Для несведущего может показаться целесообразно предположить, что обычные губчатые материалы, которые в их широком аспекте могут рассматриваться как открытые ячеистые пены, будут вполне пригодны для абсорбирующих структур и изделий. Так, например, и натуральные губки, и искусственные целлюлозные губки использовались для вытирания воды и других жидкостей с незапамятных времен. Однако при более тщательном рассмотрении будет очевидно, что такие губки не пригодны, в частности, для обладающих высокими эксплуатационными качествами изделий, абсорбирующих жидкости организма, использующихся в настоящее время. Так, например, абсорбирующие изделия первоначально используются в сухом состоянии. Хорошо известно, что многие сухие губчатые материалы являются достаточно жесткими и неприятными при соприкосновении с кожей, а поэтому будут непригодными для использования в пеленках и других изделиях для страдающих недержанием. Кроме того, многие обычные губчатые материалы имеют неодинаковые размеры ячеек и частично или полностью закрытые ячейки, которые препятствуют впитыванию и удержанию жидкости губкой. И наконец, хотя обычные губчатые материалы могут впитывать значительные количества водных жидкостей, однако, они также выделяют или освобождают впитанную жидкость при воздействии на них небольшого давления. Следовательно, такие губчатые материалы полностью не пригодны для использования в ситуациях, когда абсорбирующая структура применяется в условиях действия на нее давления, например когда ребенок в пеленке садится.

Помимо обычных "губок" литература и коммерческая практика переполнены описаниями различных типов полимерных пен, которые могут впитывать различные жидкости для различных целей. Известно также использование некоторых типов полимерных пенистых материалов в качестве элементов абсорбирующих изделий, например пеленок и изделий для менструаций. Так, например, в патенте США N 4029100 описывается сохраняющая форму пеленка, которая может использовать пенистый элемент в промежностной части своей абсорбирующей прокладки для обеспечения ее высокой гибкости во влажном состоянии.

Некоторые типы пенистых материалов были описаны также, как пригодные для абсорбирующих изделий для фактического всасывания впитывания и/или удержания водных жидкостей организма. Так, например, в патенте США N 3563243 описывается абсорбирующая прокладка для пеленок и т.п., в которой главным абсорбентом является гидрофильный пенистый лист, изготовленный из гидрофильных полимеров. Такие пенистые листы, можно сказать, формируются путем смешивания полиоксиэтиленгликолей с диизоцианатами. В патенте США N 4554297 описываются абсорбирующие жидкости организма ячеистые полимеры, которые могут использоваться в пеленках или изделиях для менструаций. Такие ячеистые полимеры содержат реакционные продукты, по меньшей мере, одной эпоксидной смолы и аминооборванной поли(спиртоокиси). В патенте США N 4740528 описываются абсорбирующие композитные структуры, например пеленки, изделия женской гигиены и т. п. , содержащие пористый абсорбирующий состав, приготовленный из определенного типа сверхвпитывающей сетчатой полиуретановой пены.

Известно абсорбирующее изделие, пригодное для абсорбирования и удержания водных жидкостей организма, содержащее относительно непроницаемый для жидкости задний лист и полимерный пенистый материал, расположенный между задним листом и местом поступления жидкости от пользователя изделием, при этом полимерный пенистый материал получен эмульсионной полимеризацией в системе "вода-в-масле", причем масляная фаза эмульсии содержит стекловидный мономер на основе стирола, по существу водонерастворимый каучукообразный сомономер, и бифункциональный сшивающий агент (ЕР N 0068830).

Из этого же патента известно абсорбирующее изделие, пригодное для абсорбирования и удержания водных жидкостей организма, содержащее относительно непроницаемый для жидкости задний лист, и полимерный пенистый материал, расположенный между задним листом и местом поступления жидкости от пользователя изделием.

Несмотря на известные использования различных типов полимерных пен в качестве элементов абсорбирующих изделий для жидкостей организма, существует продолжающаяся потребность в определении дополнительных абсорбирующих пенистых материалов, имеющих оптимальную комбинацию параметров и характеристик, делающих такие пены особенно полезными в имеющихся в продаже абсорбирующих изделиях, например пеленках. В настоящее время установлено, что оптимизированные абсорбирующие пены для жидкостей организма и особенно пены, предназначенные для использования в пеленках и изделиях для взрослых, страдающих недержанием, должен обладать следующими характеристиками: а) гибкостью и предпочтительно восстановлением после сжатия для удобства и эксплуатационных качеств, b) приемлемой скоростью приема жидкости с тем, чтобы пена могла быстро принимать и впитывать сильные потоки мочи или других жидкостей; с) относительно хорошими характеристиками впитывания и распределения жидкости, чтобы пена транспортировала впитанную мочу или другую жидкость от места ее поступления на нее в сторону неиспользованного баланса пенистой структуры, чтобы можно было принять следующий обильный поток жидкостей; d) относительно большой общей вместимостью при относительно высокой вместимости жидкости под нагрузкой, т.е. действием сжимающего давления; е) низкой плотностью, чтобы пена обладала соответствующей большой общей вместимостью и содержала тонкий мягкий материал; f) относительно большей совместимостью абсорбирующимися жидкостями организма, чем это имеет место в других компонентах абсорбирующего изделия, в результате чего пенистый материал может отводить (распределять) жидкость от этих других компонентов и удерживать такую жидкость, хранящуюся в пенистой структуре.

В основу изобретения положена задача создать абсорбирующее изделие, обладающее вышеуказанными свойствами.

Будет очевидно, что абсорбирующие пены, имеющие вышеприведенные характеристики, будут обладать такими характеристиками, как прием, транспортировка и хранение жидкости, которые требуются для использования в обладающих высокими эксплуатационными качествами абсорбирующих изделиях. Оптимизированные пены предпочтительно будут мягкими на ощупь. Конечно, абсорбирующие пены, предназначенные для использования в контакте с или в непосредственной близости с кожей, не должны причинять повреждения или раздражения коже, а также не должны подвергать пользователя воздействию токсичных химикалиев. Поскольку они предназначены для использования в одноразовых изделиях, например пеленках, то такие предпочтительные оптимизированные пены должны быть относительно дешевыми и легкими в изготовлении и должны быть совместимы с надежными системами уничтожения твердых отходов, как, например, на базе захоронения отходов, сжигания и/или компостирования.

Для изготовителей абсорбирующих изделий будет очевидно, что оптимизированные абсорбирующие пенистые материалы описанного выше типа будут представлять существенный прогресс в промышленности. Абсорбирующие изделия, содержащие такие пены, будут обладать желаемой целостностью во влажном состоянии, будут обеспечивать необходимое прилегание в течение всего периода носки изделия, они не будут терять форму в процессе носки и будут обеспечивать желаемую сухость кожи.

Абсорбирующие изделия, содержащие такие пенистые структуры, будут также легко изготавливаться на промышленной основе. Так, например, сердечник пеленки может просто штамповаться из непрерывного пенистого листа и может быть выполнен чтобы иметь значительно большую целостность и равномерность, чем уложенные воздухом абсорбирующие сердечники. Кроме того, такие пены могут формоваться любой желаемой формы или даже формироваться в единую цельную конструкцию типа пеленки или трусов. Или же, такие пенистые материалы могут комбинироваться, например, смешиваться с другими компонентами обычных абсорбирующих структур.

Вышеуказанная задача, согласно первому аспекту изобретения, решается посредством абсорбирующего изделия, пригодного для абсорбирования и удержания водных жидкостей организма, содержащего относительно непроницаемый для жидкости задний лист и полимерный пенистый материал, расположенный между задним листом и местом поступления жидкости от пользователя изделием, при этом полимерный пенистый материал получен эмульсионной полимеризацией в системе "вода-в-масле", причем масляная фаза эмульсии содержит стекловидный мономер на основе стирола, по существу водонерастворимый каучукообразный сомономер, и бифункциональный сшивающий агент, в котором согласно изобретению полимерный пенистый материал обладает величиной изгибания по меньшей мере один цикл при его насыщении искусственной мочой при 37^oC, а в промытом и высушенном состоянии имеет гидрофильную гибкую структуру из взаимосвязанных открытых ячеек, содержащих достаточное количество остаточного гидрофилизирующего агента, содержащего не раздражающее кожу поверхностно-активное вещество для превращения поверхности названной структуры в гидрофильную, причем эта структура имеет в месте использования в качестве абсорбента объем пор от 12 до 100 мл/г, удельную площадь поверхности при определении капиллярным всасыванием от 0,5 до 5,0 м²/г, такое сопротивление прогибу сжатия, что ограничивающее давление в 5,1 кПа образует после 15 мин воздействия деформацию сжатия, составляющую от 5 до 95% объема пенистой структуры, при ее насыщении при 37^oC до ее свободной абсорбирующей способности искусственной мочой, имеющей поверхностное натяжение (655) дин/см, при этом масляная фаза содержит от 3 до 41 мас.% по существу водонерастворимого монофункционального стекловидного мономера на основе стирола, от 27 до 73 мас.% монофункционального каучукообразного сомономера, выбранного из группы, включающей 2-этилгексилакрилат, бутилакрилат, бутадиен, изопрен и комбинацию названных сомономеров, и от 8 до 30 мас.% бифункционального образующего поперечные связи агента, выбранного из группы, включающей дивинилбензол, дивинилтолуилен, диаллилфталат, один или более диакриловых кислых эфиров многоатомного спирта или их смесь.

Предпочтительно, чтобы при получении полимерного пенистого материала молекулярное соотношение монофункционального стекловидного мономера к каучукообразному сомономеру в масляной фазе составляло от 1:25 до 1,5:1, при этом масляная фаза включала от 2 до 33 мас.% эмульгаторного компонента, растворимого в ней и пригодного для формирования стабильной эмульсии "вода-в-масле", и от 0,2 до 40 мас.% растворимого в воде электролита, причем массовое соотношение водной фазы к масляной фазе, образующих эмульсию, составляли от 12: 1 до 100:1, а структура полимерного пенистого материала являлась гидрофильной до такой степени, что она проявляет адгезионное напряжение от 15 до 65 дин/см, когда она абсорбирует искусственную мочу, имеющую поверхностное натяжение 655 дин/см.

Целесообразно, чтобы масляная фаза содержала эмульгатор, выбранный из группы, включающей эфир сорбита и жирной кислоты, эфир полиглицерола и жирной кислоты и эфиры полиоксиэтилена и жирных кислот и их комбинации, а водная фаза включала одну или более растворимых в воде солей щелочных металлов или щелочноземельных металлов.

Желательно, чтобы гидрофильная гибкая структура полимерного пористого материала в месте своего использования в качестве абсорбента имела плотность в сухом состоянии от 0,01 до 0,08 г/см², размер ячейки от 5 до 100 мкм, восстановление после прогиба сжатия такое, что после сжатия продолжительностью одна минута структура восстанавливает в течение одной минуты по меньшей мере 85% своей первоначальной толщины при ее нахождении в сухом состоянии, или при насыщении структуры до свободной абсорбирующей способности искусственной мочой, имеющей поверхностное натяжение 655 дин/см при 37^oC с последующим сжатием продолжительностью одна минута структура восстанавливает в течение одной минуты по меньшей мере 75% своей первоначальной толщины, равновесную свободную абсорбирующую способность при 37^oC, по меньшей мере, 12 мл искусственной мочи на грамм сухого полимерного пенистого материала, абсорбирующую способность по отношению к искусственной моче при действии ограничивающего давления в 5,1 кПа в течение 15 минут при 37^oC по меньшей мере 5% от ее равновесной свободной абсорбирующей способности, скорость вертикального впитывания при 37^oC такую, что искусственная моча впитывается по вертикальной длине полимерного пенистого материала, равной 5 см в течение не более 30 минут, и абсорбирующую способность вертикального впитывания по меньшей мере 10 мл искусственной мочи на грамм полимерного пенистого материала при высоте вертикального впитывания 11,4 см.

Возможно, чтобы полимерный пенистый материал по существу не содержал полярных функциональных групп в своей полимерной структуре и содержит от 0,1 до 10 мас. % остаточного гидрофилизирующего агента, выбранного из не раздражающих кожу поверхностно-активных веществ и водогидратирующихся неорганических солей.

Полезно, чтобы изделие дополнительно содержало по существу проницаемый для жидкости верхний лист, причем полимерный пенистый материал находился в абсорбирующем сердечнике, расположенном между относительно непроницаемым для жидкости задним листом и по существу проницаемым для жидкости верхним листом, абсорбирующий сердечник содержал дополнительный компонент из целлюлозных волокон и/или частиц или волокон полимерных гелеобразующих агентов, либо он имел многослойную конструкцию с верхним слоем, содержащим волокна древесной целлюлозы или усиленные скрученные извитые целлюлозные волокна, и до 10 мас. % частиц полимерного гелеобразующего агента, и с нижним слоем, содержащим пенистый материал.

Предпочтительно, чтобы изделие было выполнено в форме одноразовой пеленки, в которой верхний лист имеет одинаковую протяженность с одной поверхностью абсорбирующего сердечника, задний лист имеет одинаковую протяженность с другой поверхностью сердечника, противоположной поверхности, покрытой верхним листом, и имеет ширину, большую, чем у сердечника, для образования у заднего листа боковых кромочных частей, выступающих за сердечник, и абсорбирующий сердечник имеет форму песочных часов. Данная задача, согласно еще одному аспекту изобретения, решается посредством абсорбирующего изделия, пригодного для абсорбирования и удержания водных жидкостей организма, содержащего относительно непроницаемый для жидкости задний лист, и полимерный пенистый материал, расположенный между задним листом и местом поступления жидкости от пользователя изделием, в котором согласно изобретению полимерный пенистый материал является сжатым полимерным пенистым материалом, который при контакте с водными жидкостями организма расширяется и способен к абсорбированию жидкостей, при этом полимерный пенистый материал имеет в сухом состоянии гидрофильную гибкую негидролизованную структуру из взаимно соединенных открытых ячеек, имеющую удельную поверхность капиллярного всасывания от 0,5 до 5,0 м²/г и содержащую дополнительно включенные в нее от 0,5 до 20 мас.% остаточного нерастворимого в воде эмульгатора и от 0,1 до 7 мас.% токсикологически приемлемой гигроскопичной гидратированной соли, при этом структура имеет в своем сжатом состоянии содержание воды от 4 до 15 мас.% полимерного пенистого материала и сухую удельную плотность от 0,08 до 0,3 г/см², а в своем расширенном состоянии объем пор от 12 до 100 мл/г, сопротивление прогибу сжатия такое, что ограничивающее давление в 5,1 кПа создает после 15 минут воздействия деформацию сжатия от 5 до 95% объема пенистой структуры, при ее насыщении при 37^oC до ее свободной абсорбирующей способности искусственной мочой, имеющей поверхностное натяжение (655) дин/см и плотность в сухом свободном состоянии при насыщении до ее свободной абсорбирующей способности искусственной мочой, от 9 до 28% от ее удельной плотности в сухом сжатом состоянии. Предпочтительно, чтобы изделие дополнительно содержало по существу проницаемый для жидкости верхний лист, причем полимерный пенистый материал находился в абсорбирующем сердечнике, расположенном между относительно непроницаемым для жидкости задним листом и по существу проницаемым для жидкости верхним листом, абсорбирующий сердечник содержал дополнительный компонент из целлюлозных волокон и/или частиц или волокон полимерных гелеобразующих агентов, либо имел многослойную конструкцию с верхним слоем, содержащим волокна из древесной массы или усиленные скрученные извитые целлюлозные волокна и до 10 мас.% частиц полимерного гелеобразующего агента, и с нижним слоем, содержащим полимерный пенистый материал.

Целесообразно, чтобы изделие было выполнено в форме одноразовой пеленки, в которой верхний лист имеет одинаковую протяженность с одной поверхностью абсорбирующего сердечника, задний лист имеет одинаковую протяженность с другой поверхностью сердечника, противоположной поверхности, покрытой верхним листом, и имеет ширину, большую, чем у сердечника, для образования у заднего листа боковых кромочных частей, выступающих за сердечник, и абсорбирующий сердечник имеет форму песочных часов.

Изобретение будет более понятным из дальнейшего подробного описания изобретения, проиллюстрированного чертежами, на которых: на фиг. 1 представлена микрофотография пор типичной абсорбирующей пены ЭВДФ согласно настоящему изобретению; на фиг. 2 - вид с частично вырванным участком одноразовой пеленки, использующей абсорбирующий пенистый материал согласно настоящему изобретению в качестве компонента в форме песочных часов хранящего/распределяющего жидкость в сердечнике абсорбирующей пеленки, имеющей двухслойную конструкцию; на фиг. 3 - изображение с вырезом сохраняющего форму изделия, например, одноразовых тренировочных трусов, в которых используются абсорбирующая пенистая ЭВДФ структура согласно настоящему изобретению в качестве абсорбирующего сердечника; на фиг. 4 - изображение в разобранном виде компонентов пеленки также с двухслойным сердечником, имеющим прижимающий жидкость слой в форме песочных часов, покрывающий абсорбирующий пенистый хранящий/распределяющий жидкость слой, имеющий модифицированную форму песочных часов.

Как отмечалось, настоящее изобретение базируется на использовании определенного типа специфично полученном полимерном пенистом материале используемого в качестве абсорбирующего материала для поступающих водных жидкостей организма, например, мочи. Эти полимерные пенистые абсорбирующие материалы могут, таким образом, использоваться в качестве или как часть абсорбирующих сердечников абсорбирующих изделий, например, пеленок, коротких подштанников для страдающих недержанием или прокладом, тренировочных трусов и т.д.

Полимерные пены могут вообще характеризоваться, как структуры, которые получаются, когда газ относительно свободный от мономера или жидкость, относительно свободная от мономера, диспергируется в виде пузырьков в полимеризуемую содержащую мономер жидкость, что сопровождается полимеризацией способных полимеризоваться мономеров в мономеросодержащей жидкости, окружающей пузырьки. Получаемая полимеризованная дисперсия может быть в форме пористой затвердевшей структуры, состоящей из ячеек, перегородки или стенки которых содержат твердый полимеризованный материал. Сами ячейки содержат газ, относительно свободный от мономера, или жидкость, относительно свободную от мономера, которая перед полимеризацией образовала "пузырьки" в жидкой дисперсии.

Как будет более подробно описано ниже, предпочтительные полимерные пенистые материалы, пригодные для использования в качестве абсорбентов в настоящем изобретении, являются такими, которые приготавливаются полимеризацией конкретного типа эмульсии воды в масле. Такая эмульсия формируется из относительно небольшого количества полимеризующейся содержащей мономер масляной фазы и относительно большей величины относительно лишенной мономера водной фазы. Относительно свободная от мономера превышающаяся "дисперсная" водная фаза образует, таким образом, диспергированные "пузырьки", окруженные непрерывной полимеризуемой содержащей мономер масляной фазой. Последующая полимеризация мономеров в непрерывной масляной фазе образует ячеистую пенистую структуру. Водная жидкость, остающаяся в пенистой структуре, образовавшейся в результате полимеризации, может быть удалена путем прессования и/или сушки пены.

Полимерные пены, включающие предпочтительные пены, приготовленные из эмульсий вода в масле, могут быть относительно закрытыми ячеистыми или относительно открытыми ячеистыми в зависимости от того, заполнены ли стенки ячеек, т. к. границы ячеек и состоят ли они из полимерного материала и/или от степени, до которой стенки ячеек заполнены или состоят из полимерного материала. Полимерные пенистые материалы, используемые в абсорбирующих изделиях и структурах согласно настоящему изобретению являются такими, которые имеют относительно открытые ячейки в том плане, что индивидуальные ячейки пены в значительной своей части полностью не изолированы друг от друга полимерным материалом стенок ячеек. Таким образом, ячейки в пенистых структурах с открытыми ячейками имеют межклеточные отверстия или "окна", являющиеся достаточно большими, чтобы обеспечить быструю передачу жидкости из одной ячейки в другую внутри пенистой структуры. В структурах с, по существу, открытыми ячейками, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, пена обычно имеет сетчатую конструкцию с отдельными ячейками, определяемыми множеством взаимосоединенных трехразмерных ветвистых сеток. Стренги (свитые пряди) полимерного материала, составляющие ветвистые сетки открытой пенистой структуры, могут называться "стойками", пены с открытыми ячейками, имеющие типичную стоечного типа структуру, показаны для примера на микрофотографии, приведенной на фиг. 1. Для использования в настоящем изобретении пенистый материал считается с "открытыми ячейками (открытым)", если по меньшей мере 80% ячеек в пенистой структуре находится в гидравлической связи по меньшей мере с одной соседней ячейкой. Или же пенистый материал может считаться по существу открытым, если он содержит имеющийся в наличии объем пор, как будет описано но ниже, превышающий минимальную величину для данного параметра, так же, как будет описано ниже.

В дополнение к открытым ячейкам полимерные пенистые абсорбенты согласно настоящему изобретению являются гидрофильными по характеру. Пены здесь должны быть достаточно гидрофильными, чтобы обеспечивать абсорбирование водных жидкостей организма в количествах, которые будут приведены ниже. Как будет сказано ниже в отношении типов предпочтительных пен и способов их получения, внутренние поверхности пен здесь могут делаться гидрофильными, благодаря конкретным мономерам, выбранным для получения полимерных пен, на основании остаточных гидрофилизирующих агентов, оставшихся в пенистой структуре после полимеризации или за счет выбора операций после полимеризационной обработки, которые могут служить для изменения поверхностной энергии материала, формирующего пенистую структуру.

Степень "гидрофильности" полимерных пенистых структур, как те, что используются в настоящем изобретении, определяется "адгезионным напряжением", которое проявляется при контакте пены с абсорбируемой испытываемой жидкостью. Адгезионное напряжение определяется формулой; AT = cos, где AT - адгезионное напряжение, дин/см; - поверхностное натяжение испытываемой жидкости, абсорбированной пенистым материалом, дин/см; - угол контакта в градусах между поверхностью пенистого полимерного материала и вектором, касательным к испытываемой жидкости в точке контактирования испытываемой жидкости с поверхностью пенистого материала.

Для любого гидрофильного пенистого материала адгезионное напряжение, проявляемое пеной, может определяться экспериментально, используя процедуру, по которой производится измерение поглощаемого веса испытываемой жидкости, например искусственной мочи, для пенистого образца, имеющего известные размеры и удельную поверхность капиллярного всасывания. Такая процедура более подробно описана ниже в разделе "Методы испытаний". Пены, пригодные в качестве абсорбентов в настоящем изобретении, являются обычно такими, которые стали гидрофильными до такой степени, что проявляют адгезионное напряжение порядка от 15 до 65 дин/см, более предпочтительно порядка от 20 до 65 дин/см, что определяется поглощением капиллярного всасывания искусственной мочи, имеющей поверхностное натяжение 655 дин/см.

Кроме того, что использующиеся в настоящем изобретении полимерные пенистые материалы являются "открытыми" и "гидрофильными", они также должны обладать специальным набором структурных и механических свойств, признаков или характеристик. Было установлено, что полимерные пены, имеющие такие выбранные структурные и механические свойства, признаки и/или характеристики будут, как следствие этого, обладать также способностью, например, транспортировать жидкость, что делает такие пены особенно подходящими и пригодными в качестве абсорбентов для водных жидкостей организма.

1) Структурные свойства.

Специфические отчасти взаимосвязанные и взаимозависимые структурные свойства были указаны, как являющиеся существенными для реализации пенистых абсорбентов, особенно пригодных для абсорбирования водных жидкостей организма. Следует иметь в виду, что пенистые материалы согласно настоящему изобретению могут иметь структурные свойства, в некоторых их точках, отличающиеся от свойств, приведенных ниже, до контакта между пеной и абсорбируемой водной жидкостью организма. Так, например, в процессе изготовления, доставки, хранения и т.д. пены могут иметь величины объема пор, удельной поверхности, плотности и/или размера ячейки, выходящие за пределы диапазонов, приведенных ниже для этих параметров. Однако, такие пенистые абсорбирующие структуры будут тем не менее по-прежнему находиться в области объема патентных притязаний настоящего изобретения, если они позже претерпевают физические или реологические изменения, в результате чего они затем имеют требуемые величины, приведенные ниже для этих структурных свойств, по крайней мере, в некоторой точке во время последующего контакта между абсорбирующей структурой и абсорбируемой ею водной жидкостью организма. Такие существенные и предпочтительные структурные свойства пенистых абсорбентов здесь могут быть суммированы следующим образом: А) Объем пор.

Объем пор или пористость является мерой объема отверстий или ячеек в пористой пенистой структуре на единицу массы твердого материала (полимерная структура плюс любые остаточные твердые вещества), формирующего пенистую структуру. Объем пор может оказаться важным в оказании влияния на некоторые характеристики и механические признаки абсорбирующих пен согласно изобретению. Такие характеристики и механические свойства включают абсорбирующую способность пен для водных жидкостей организма, и степень и скорость распределения жидкости внутри структуры за счет капиллярного затекания абсорбированных водных жидкостей из одной части адсорбирующей пены в другую, а также характеристики гибкости и прогиба сжатия даны.

Объем пор может определяться любым подходящим экспериментальным способом, который обеспечил бы получение точного показания действительного объема пор структуры. Такие экспериментальные способы обычно включают измерение объема и/или массы испытываемой жидкости, которая может быть введена в пенистую структуру и которая, поэтому, представляет объем, занимаемый открытыми ячейками пены. По этой причине параметр объем пор для пен согласно изобретению может так же называться, как имеющийся в наличии объем пор.

Один из обычных способов экспериментального определения имеющегося в наличии объема пор включает подачу жидкости с низким поверхностным натяжением, например, изопропилового спирта, в пенистую структуру с наружной ее стороны. Процедура определения, имеющегося в наличии объема пор, использующая изопропиловый спирт, приведена ниже в разделе "Методы испытаний". Следует иметь ввиду, однако, что для определения имеющегося в наличии объема пор могут использоваться альтернативные испытываемые жидкости и способы.

На объем пор абсорбирующих пен, употребительных здесь, можно оказывать влияние и контролировать его путем регулирования ряда параметров состава пены и обработки. Так, например, для предпочтительных пен на базе эмульсий ЭВДФ согласно изобретению такие параметры, влияющие на объем пор, могут включать соотношение воды и масла в эмульсии ЭВДФ, тип и величину используемого электролита водной фазы, тип и величину используемого эмульгатора масляной фазы, операции сжатия пены после ее полимеризации и степень восстановления полимеризованной пенистой структуры после таких операций сжатия.

Пенистые материалы согласно настоящему изобретению будут обычно иметь объем пор порядка от 12 до 100 мл/г; более предпочтительно порядка от 20 до 70 мл/г и наиболее предпочтительно порядка от 25 до 50 мл/г. Подразумевается, что такие диапазоны объема пор являются исчерпывающим определением теоретического объема пор для пен, охватываемых настоящим изобретением. Таким образом, если любой экспериментальный метод, согласно которому можно с достаточным основанием предполагать получение измерений аппроксимирующих теоретический объем пор, обеспечивает величины в пределах вышеуказанных диапазонов, то тогда любые пенистые материалы, испытанные любым таким способом, находятся в объеме патентных притязаний настоящего изобретения.

В) Удельная поверхность капиллярного всасывания.

Другим существенным структурным признаком пенистых материалов согласно изобретению является определенная удельная поверхность капиллярного всасывания. Удельная поверхность капиллярного всасывания является вообще мерой, характеризующей испытываемую жидкость - доступную поверхностную площадь полимерной решетки, формирующей данную пену, на единицу массы рыхлого пенистого материала (полимерный структурный материал плюс твердый остаточный материал). Удельная поверхность капиллярного всасывания определяется как размерами (т.е. диаметром) ячеистых узлов в пене, так и размером (длина, ширина, толщина) стоек, образующих такие ячеистые узлы. Таким образом, удельная поверхность капиллярного всасывания является способом определения общей величины твердой поверхности, образуемой пенистой решеткой, в том смысле, что такая поверхность принимает участие в абсорбировании.

Удельная поверхность капиллярного всасывания открытой пенистой структуры, как, например, абсорбирующие пены, согласно изобретению, является параметром пены, влияющим на капиллярность (или капиллярное всасывание), проявляемую пеной. Было установлено, что капиллярность пены должна контролироваться и выбираться так, чтобы пенистые материалы здесь имели достаточную капиллярность, чтобы обеспечить приемлемое удержание жидкости, допуская при этом определенное капиллярное перетекание жидкости в пенистой структуре. Регулирование удельной площади капиллярного всасывания, а также регулирование гидрофильности поверхностей пенистого полимера, является, таким образом, средством для обеспечения требуемой степени капиллярности для абсорбирующих пен настоящего изобретения. Пены с относительно высокий удельной площадью капиллярного всасывания обеспечивают очень желательную комбинацию из высокой емкости (и низкой плотности) и высокой капиллярности. Высокая удельная площадь является следствием толщины стоек, составляющих пенистую структуру.

Удельная поверхность капиллярного всасывания пенистых абсорбентов согласно изобретению подвергается влиянию и контролю за счет регулирования многих из тех же параметров состава и обработки, которые влияют на объем пор пены. Для пен на базе эмульсии ЭВДФ параметры состава включают соотношение воды в масле эмульсии ЭВДФ, а также тип и количества мономеров, эмульгаторов и электролитов, используемых в эмульсии ЭВДФ. Параметры обработки, влияющие на удельную поверхность капиллярного всасывания, включают энергию смешивания и температуру.

Как отмечалось, для целей настоящего изобретения удельная поверхность любого заданного пенистого материала, рассматриваемого для использования в настоящем изобретении, может и будет обычно определяться процедурой, включающей принцип капиллярного всасывания. В такой процедуре удельная поверхность капиллярного всасывания определяется путем измерения количества, поглощенной капиллярами с низким поверхностным натяжением жидкости (например, этанола), находящегося в пенистом образце, известных массы и размеров. Подробное описание такой процедуры определения удельной поверхности пены с помощью способа капиллярного всасывания приведено ниже в разделе "Методы испытаний". Для определения удельной поверхности капиллярного всасывания может использоваться любой подходящий альтернативный с