Композиционные материалы, содержащие супервпитывающие материалы

Композиционные материалы, содержащие супервпитывающие материалы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к композиционным материалам, содержащим супервпитывающие материалы и обладающим улучшенной способностью удерживать комплексные жидкости. Точнее, настоящее изобретение относится к композиционным материалам, содержащим супервпитывающие материалы, которые способны избирательно удалять, по крайней мере, часть количества, по крайней мере, одного конкретного компонента комплексной жидкости.

Супервпитывающие материалы обладают целым рядом характеристик, которые делают их привлекательными для многих случаев применения. Вследствие их превосходной способности впитывать воду супервпитывающие материалы потеснили многие традиционные впитывающие материалы, использующиеся в одноразовых подгузниках, и их применение привело к значительным улучшениям рабочих характеристик одноразовых гигиенических изделий для женщин и одноразовых изделий для взрослых, страдающих недержанием. Основное свойство - способность впитывать воду - предопределило использование супервпитывающих материалов для многих других целей, включая бумажные полотенца, хирургические тампоны, подносы для еды, одноразовые коврики для входов в помещения с улицы и для ванных комнат, подстилки для детенышей домашних животных, бинты и повязки на раны.

Однако шире всего супервпитывающие материалы используются в одноразовых изделиях личной гигиены. В порядке убывания количества используемого супервпитывающего материала эти изделия представляют собой подгузники, впитывающие трусы, изделия для взрослых, страдающих недержанием, и средства личной гигиены для женщин. Из перечисленных изделий в подгузниках использовано более 90% всех супервпитывающих материалов, проданных в 1995 г. По этой причине при исследованиях по улучшению характеристик супервпитывающих материалов основное внимание обычно уделяли оптимизации впитывания мочи.

Однако перед разработчиками изделий, в которые включаются супервпитывающие материалы, стоит задача, трудность которой заключается в том, что жидкости, которые должны впитываться различными одноразовыми впитывающими изделиями, сильно различаются по своим свойствам. В частности, в случае подгузников этой жидкостью обычно является моча - простая жидкость, в основном состоящая из воды, солей и азотсодержащих веществ, таких как мочевина. В случае изделий личной гигиены для женщин этой жидкостью обычно являются менструальные выделения - комплексная жидкость, включающая воду, соли и клетки. Содержащиеся в такой комплексной жидкости клетки слишком велики, чтобы диффундировать внутрь сетчатой структуры супервпитывающего материала, и вместо этого могут адсорбироваться на поверхностях частиц супервпитывающего материала. Большое осмотическое давление в частично набухшем супервпитывающем материале может вызвать обезвоживание непосредственно соприкасающихся с ним клеток и это может привести к образованию состоящего из клеток непроницаемого поверхностного слоя, окружающего супервпитывающий материал, что приводит к весьма значительному уменьшению эффективности действия супервпитывающего материала. Эти факторы показывают, что природа супервпитывающего материала, предназначенного для впитывания комплексных жидкостей, таких как менструальные выделения, должна отличаться от природы супервпитывающего материала, предназначенного для впитывания простых жидкостей, таких как моча. В связи с этим раскрыты различные подходы к разработке супервпитывающих материалов, способных впитывать комплексные жидкости, такие как менструальные выделения.

В целом ряде таких подходов раскрывается тот факт, что супервпитывающий материал, пригодный для впитывания простых жидкостей, можно подвергнуть химической обработке, улучшающей его способность впитывать комплексные жидкости. Хотя эти подходы считаются в определенной степени эффективными, иногда они приводят к усложненным способам изготовления, что всегда увеличивает стоимость готового супервпитывающего материала. Кроме того, обнаружено, что для некоторых из этих подходов наблюдается тенденция к увеличению вероятности воздействия на пользователя вредных загрязнений при ношении.

В качестве альтернативы отмеченной выше химической обработке супервпитывающего материала другие подходы направлены на разработку супервпитывающих материалов, специально предназначенных для впитывания комплексных жидкостей. К сожалению, любое улучшение способности этих специальным образом изготовленных супервпитывающих материалов впитывать комплексные жидкости зачастую приводит к ухудшению их способности впитывать простые жидкости. Кроме того, эти специальным образом изготовленные супервпитывающие материалы являются относительно более дорогостоящими, чем выпускающиеся в больших количествах супервпитывающие материалы, разработанные в первую очередь для впитывания простых жидкостей, таких как моча.

Краткое содержание изобретения

Авторы настоящего изобретения выявили затруднения, характерные для имеющегося уровня техники, и для их преодоления провели обширные исследования по разработке композиционных материалов, содержащих супервпитывающие материалы, обладающих улучшенной способностью удерживать комплексные жидкости. Несмотря на факторы, свидетельствующие о противоположном, авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что выпускающийся в больших количествах доступный и экономичный супервпитывающий материал, разработанный в первую очередь для впитывания простых жидкостей, таких как моча, можно включать в композиционный материал, содержащий супервпитывающий материал, способный избирательно удалять, по крайней мере, часть имеющегося количества, по крайней мере, одного конкретного компонента комплексной жидкости. Вследствие использования выпускающихся в больших количествах доступных супервпитывающих материалов в относительно несложном процессе изготовления композиционные материалы, содержащие супервпитывающие материалы и соответствующие настоящему изобретению, являются относительно недорогими по сравнению со супервпитывающими материалами, предназначенными специально для впитывания комплексных жидкостей. Композиционные материалы, содержащие супервпитывающие материалы и соответствующие настоящему изобретению, обладают улучшенной способностью удерживать комплексные жидкости, и неожиданно оказалось, что для них не обнаруживается значительного ухудшения способности впитывать простые жидкости. Кроме того, композиционные материалы, содержащие супервпитывающие материалы и соответствующие настоящему изобретению, не приводят к воздействию на пользователя вредных загрязнений при ношении.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения композиционный материал, содержащий супервпитывающий материал, включает, по крайней мере, одну частицу образующего жесткий гель супервпитывающего материала, покрытого, по крайней мере, первым слоем, состоящим из, по крайней мере, одной частицы, по крайней мере, одного кроющего материала. Первый слой кроющего материала непосредственно связан с поверхностью супервпитывающего материала и покрывает его поверхность. Супервпитывающий материал способен избирательно удалять, по крайней мере, часть количества, по крайней мере, одного конкретного компонента комплексной жидкости. Кроющий материал также способен избирательно удалять, по крайней мере, часть количества, по крайней мере, одного конкретного компонента комплексной жидкости. Непосредственное связывание кроющего материала с супервпитывающим материалом обеспечивается путем использования связывающего реагента.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения композиционный материал, содержащий супервпитывающий материал, включает, по крайней мере, одну частицу образующего жесткий гель супервпитывающего материала, покрытого, по крайней мере, первым слоем, состоящим из, по крайней мере, одной частицы, по крайней мере, одного кроющего материала. Первый слой кроющего материала непосредственно связан с поверхностью супервпитывающего материала и покрывает его поверхность. Супервпитывающий материал способен избирательно удалять, по крайней мере, часть количества, по крайней мере, одного конкретного компонента комплексной жидкости. В этом варианте кроющий материал химически модифицирован. Непосредственное связывание кроющего материала с супервпитывающим материалом обеспечивается путем использования связывающего реагента.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения композиционный материал, содержащий супервпитывающий материал, включает, по крайней мере, одну частицу образующего жесткий гель супервпитывающего материала, покрытого, по крайней мере, первым слоем, состоящим из, по крайней мере, одной частицы, по крайней мере, одного кроющего материала. Первый слой кроющего материала непосредственно связан с поверхностью супервпитывающего материала и покрывает его поверхность. Супервпитывающий материал способен удалять, по крайней мере, часть количества, по крайней мере, одного конкретного компонента комплексной жидкости. В этом варианте кроющий материал в основном предотвращает адсорбцию компонентов комплексной жидкости, обладающих диаметром частиц, превышающим примерно 5 мкм, на поверхности супервпитывающего материала, входящего в композиционный материал, содержащий супервпитывающий материал.

Чертежи

Приведенные ниже и другие особенности, варианты осуществления и преимущества настоящего изобретения станут понятнее при рассмотрении приведенного ниже описания, прилагаемой формулы изобретения и чертежей, на которых представлено следующее:

Фиг.1 - это микрофотография, полученная при увеличении х170 по сравнению с оригиналом, на которой представлен композиционный материал, содержащий супервпитывающий материал и соответствующий настоящему изобретению. Супервпитывающим материалом является Favor SXM 880, а кроющим материалом является Avicel 101.

Фиг.2 - это микрофотография, полученная при увеличении х200 по сравнению с оригиналом, на которой представлен композиционный материал, содержащий супервпитывающий материал и соответствующий настоящему изобретению. Супервпитывающим материалом является Favor SXM 880, а кроющим материалом является Avicel 101.

Фиг.3 - это микрофотография, полученная при увеличении х700 по сравнению с оригиналом, на которой представлен композиционный материал, содержащий супервпитывающий материал и соответствующий настоящему изобретению. Супервпитывающим материалом является Favor SXM 880, а кроющим материалом является Avicel 101.

Фиг.4 - это микрофотография, полученная при увеличении х500 по сравнению с оригиналом, на которой представлен композиционный материал, содержащий супервпитывающий материал и соответствующий настоящему изобретению. Супервпитывающим материалом является Favor SXM 880, а кроющим материалом является Avicel 101.

Фиг.5 - это микрофотография, полученная при увеличении х55 по сравнению с оригиналом, на которой представлено поперечное сечение композиционных материалов, содержащих супервпитывающие материалы и соответствующих настоящему изобретению. Супервпитывающим материалом является Favor SXM 880, а кроющим материалом является Avicel 101.

Фиг.6 - это микрофотография, полученная при увеличении х150 по сравнению с оригиналом, на которой представлено поперечное сечение композиционного материала, содержащего супервпитывающий материал и соответствующего настоящему изобретению. Супервпитывающим материалом является Favor SXM 880, а кроющим материалом является Avicel 101.

Фиг.7 - это микрофотография, полученная при увеличении х250 по сравнению с оригиналом, на которой представлено поперечное сечение композиционного материала, содержащего супервпитывающий материал и соответствующего настоящему изобретению. Супервпитывающим материалом является Favor SXM 880, а кроющим материалом является Avicel 101.

Фиг.8 - это микрофотография, полученная при увеличении х220 по сравнению с оригиналом, на которой представлено поперечное сечение композиционного материала, содержащего супервпитывающий материал и соответствующего настоящему изобретению. Супервпитывающим материалом является Favor SXM 880, а кроющим материалом является Avicel 101.

Фиг.9 - это микрофотография, полученная при увеличении х55 по сравнению с оригиналом, на которой представлено поперечное сечение композиционных материалов, содержащих супервпитывающие материалы и соответствующих настоящему изобретению. Супервпитывающим материалом является Favor SXM 880, а кроющим материалом является EXCEL 110, коммерчески доступная порошкообразная целлюлоза.

Фиг.10 - это микрофотография, полученная при увеличении х170 по сравнению с оригиналом, на которой представлено поперечное сечение композиционных материалов, содержащих супервпитывающие материалы и соответствующих настоящему изобретению. Супервпитывающим материалом является Favor SXM 880, а кроющим материалом является EXCEL 110, коммерчески доступная порошкообразная целлюлоза.

Фиг.11 - это микрофотография, полученная при увеличении х400 по сравнению с оригиналом, на которой представлено поперечное сечение композиционных материалов, содержащих супервпитывающие материалы и соответствующих настоящему изобретению. Супервпитывающим материалом является Favor SXM 880, а кроющим материалом является EXCEL 110, коммерчески доступная порошкообразная целлюлоза.

Фиг.12 - это микрофотография, полученная при увеличении х400 по сравнению с оригиналом, на которой представлено поперечное сечение композиционных материалов, содержащих супервпитывающие материалы и соответствующих настоящему изобретению. Супервпитывающим материалом является Favor SXM 880, а кроющим материалом является EXCEL 110, коммерчески доступная порошкообразная целлюлоза.

На фиг.13 приведен типичный аппарат для нанесения покрытий с псевдоожиженным слоем.

На фиг.14 приведен график одного набора данных, полученных в соответствии с методом динамического исследования впитывания для впитывающего материала без покрытия.

На фиг.15 приведен график одного набора данных, полученных в соответствии с методом динамического исследования впитывания для композиционного материала, содержащего супервпитывающий материал и соответствующего настоящему изобретению.

На фиг.16 приведен сводный график, включающие наборы данных, приведенных на фиг.14 и 15.

На фиг.17 представлено оборудование, используемое для определения впитывающей способности супервпитывающего материала под нагрузкой (ВСН).

На фиг.18 представлен прибор, используемый для динамического исследования впитывания.

На фиг.19 представлен набор данных, полученный в примере 9 настоящего изобретения.

На фиг.20 представлен прибор, используемый для определения проницаемости слоя геля.

На фиг.21 представлен вид сверху прибора, приведенного на фиг. 20.

Описание

Композиционные материалы, содержащие супервпитывающие материалы и соответствующие настоящему изобретению, включают, по крайней мере, частицу супервпитывающего материала, покрытую, по крайней мере, одной частицей кроющего материала.

Термины "частица", "частицы", "измельченный материал", "измельченные материалы" и т.п. означают, что материал обычно находится в виде дискретных единиц. Частицы могут представлять собой гранулы, пудру, порошки и шарики. Таким образом, частицы могут обладать любой необходимой формой, такой как, например, кубической, стержнеобразной, многогранной, сферической или полусферической, округленной или частично округленной, угловатой, неправильной и т.п. Предполагается, что для использования в настоящем изобретении пригодны формы, обладающие большим значением отношения (наибольший размер)/(наименьший размер), такие как иглы, хлопья и волокна. Термины "частица" и "измельченный материал" также могут характеризовать агломераты, включающие более одной частицы, фрагмента измельченного материала и т.п.

Выражение "непосредственно связан с" и другие аналогичные выражения используются в настоящем изобретении для обозначения конфигураций, включающих следующие: конфигурации, в которых, по крайней мере, часть поверхности, по крайней мере, одной частицы слоя кроющего материала находится в соприкосновении с частью поверхности, по крайней мере, одной частицы супервпитывающего материала; и/или конфигурации, в которых, по крайней мере, часть поверхности, по крайней мере, одной частицы слоя кроющего материала находится в соприкосновении с частью поверхности, по крайней мере, одной другой частицы слоя кроющего материала.

В настоящем изобретении термин "комплексная жидкость" относится к жидкости, которая обычно характеризуется как представляющая собой вязкоупругую смесь, включающую конкретные компоненты, физические и/или химические характеристики которых обычно неоднородны. Имеются неоднородные характеристики конкретных компонентов, которые ставят под сомнение способность супервпитывающего материала удерживать комплексные жидкости, такие как, например, кровь, менструальные выделения, жидкие выделения желудка, выделения из носа и т.п. В отличие от комплексных жидкостей простые жидкости, такие как, например, моча, физиологический раствор, вода и т.п., обычно характеризуются как ньютоновские и включают один или большее количество компонентов, которые обычно обладают однородными физическими и/или химическими характеристиками. Вследствие того, что эти характеристики являются однородными, при впитывании или адсорбции один или большее количество компонентов простых жидкостей характеризуются в основном одинаковым поведением.

Хотя комплексная жидкость в настоящем изобретении обычно характеризуется как включающая конкретные компоненты, обладающие неоднородными характеристиками, каждый конкретный компонент комплексной жидкости обычно обладает однородными характеристиками. Рассмотрим, например, гипотетическую комплексную жидкость, включающую три конкретных компонента: эритроциты, молекулы белков крови и молекулы воды. При исследовании специалист в данной области техники без труда может различить все эти три конкретных компонента по их в основном неоднородным характеристикам. Кроме того, при исследовании данного конкретного компонента, такого как компонент, представляющий собой эритроциты, специалист в данной области техники без труда может установить, что эритроциты обладают в основном однородными характеристиками.

В настоящем изобретении в качестве супервпитывающего материала можно с успехом использовать широкий круг материалов, способных избирательно удалять, по крайней мере, часть количества, по крайней мере, одного конкретного компонента комплексной жидкости. Однако предпочтительно использовать супервпитывающие материалы в измельченной форме, способной впитывать большие количества жидкостей, таких как вода, и удерживать такие впитавшиеся жидкости при умеренном давлении. Еще более предпочтительно использовать относительно недорогие и легко доступные супервпитывающие материалы, которые обычно были разработаны преимущественно для впитывания простых жидкостей.

В настоящем изобретении термины "супервпитывающий материал", "супервпитывающие материалы" и т.п. означают набухающий в воде, нерастворимый в воде органический или неорганический материал, который при наиболее благоприятных условиях может впитать количество водного раствора, содержащего 0,9 мас. % хлорида натрия, равное не менее чем 10-кратной его массе, предпочтительно - не менее чем 15-кратной его массе. Такие материалы включают (но не ограничиваются только ими) образующие гидрогели полимеры, представляющие собой соли щелочных металлов: полиакриловой кислоты; полиметакриловой кислоты; сополимеров акриловой и метакриловой кислот с акриламидом, виниловым спиртом, акриловыми сложными эфирами, винилпирролидоном, винилсульфоновыми кислотами, винилацетатом, винилморфолиноном и виниловыми простыми эфирами; гидролизованного крахмала с привитым акрилонитрилом; крахмала с привитой акриловой кислотой; сополимеров малеинового ангидрида с этиленом, изобутиленом, стиролом и виниловыми простыми эфирами; полисахаридов, таких как карбоксиметилкрахмал, карбоксиметилцеллюлоза, метилцеллюлоза и гидроксипропилцеллюлоза; полиакриламидов; поливинилпирролидона; поливинилморфолинона; поливинилпиридина и сополимеров и смесей любых указанных выше и аналогичных соединений. Предпочтительно, чтобы образующие гидрогели полимеры являлись слабосшитыми, так чтобы они оставались в основном нерастворимыми в воде. Сшивку можно осуществить, например, путем облучения или с помощью ковалентных, ионных, ван-дер-ваальсовых взаимодействий или водородных связей. Предпочтительный супервпитывающий материал представляет собой слабосшитый гидроколлоид. Конкретным более предпочтительным супервпитывающим материалом является частично нейтрализованная соль полиакрилата.

Подходящие супервпитывающие материалы, используемые в настоящем изобретении, должны быть способны впитывать жидкость при наличии приложенной нагрузки. Для целей настоящего изобретения способность супервпитывающего материала впитывать жидкость при наличии приложенной нагрузки и тем самым осуществлять свою функцию количественно выражается с помощью значения впитывающей способности под нагрузкой (ВСН). Значение ВСН выражается в виде количества (в граммах) солевого раствора (хлорида натрия) концентрации примерно 0,9 мас. %, впитываемого примерно 0,160 г супервпитывающего материала, когда супервпитывающий материал находится под нагрузкой. Стандартные нагрузки, дополнительно описанные ниже в настоящем изобретении, включают нагрузки, равные примерно 0,29 фунт-сила/дюйм², 0,57 фунт-сила/дюйм² и примерно 0,90 фунт-сила/дюйм². Предпочтительно, чтобы супервпитывающие материалы, пригодные для использования в настоящем изобретении, представляли собой супервпитывающие материалы, образующие жесткий гель и обладающие значением ВСН под нагрузкой, составляющей примерно 0,29 фунт-сила/дюйм², равной не менее примерно 7, альтернативно - не менее примерно 9, альтернативно - не менее примерно 15, альтернативно - не менее примерно 20, альтернативно - не менее примерно 24 и, наконец, альтернативно - не менее примерно 27 г/г. (Хотя это и известно специалистам в данной области техники, жесткость геля или модуль сдвига супервпитывающего материала дополнительно описаны в патенте США №5147343 и в публикации Европейского Патентного Ведомства №0339461 В1, раскрытие которых включено в настоящее изобретение для ссылки в той степени, в которой раскрытие каждого из них согласуется с настоящим описанием изобретения (т.е. не противоречит ему)). Подходящие супервпитывающие материалы, как правило, разработанные в основном для впитывания простых жидкостей, таких как моча, обычно можно приобрести у различных коммерческих поставщиков, таких как, например, Dow Chemical Company или Stockhausen, Inc.

Способ определения ВСН подробно описан ниже. Считают, что ВСН зависит от следующих факторов: (1) жесткости геля при набухании, (2) способности впитывать жидкость под действием осмотических сил и внутренних электростатических отталкивательных сил, (3) смачиваемости поверхности супервпитывающего материала и (4) распределения частиц по размерам во влажном состоянии.

Предпочтительно, чтобы супервпитывающий материал представлял собой частицы, которые в ненабухшем состоянии обладают максимальным диаметром поперечного сечения, измеренным с помощью ситового анализа в соответствии с Методом исследования D-1921 Американского общества по испытаниям материалов, находящимся в диапазоне от примерно 50 до примерно 1000 мкм, предпочтительно - от примерно 100 до примерно 800 мкм, более предпочтительно - от примерно 200 до примерно 650 мкм, а наиболее предпочтительно - от примерно 300 до примерно 600 мкм. Понятно, что частицы супервпитывающего материала могут включать твердые частицы, пористые частицы или могут представлять собой агломераты частиц, содержащие много небольших частиц, агломерированных в частицы, соответствующие указанным диапазонам размера.

Композиционные материалы, содержащие супервпитывающие материалы и соответствующие настоящему изобретению, также включают, по крайней мере, первый слой, состоящий, по крайней мере, из одной частицы, по крайней мере, одного кроющего материала. В этом случае первый слой кроющего материала непосредственно связан с поверхностью супервпитывающего материала и покрывает его поверхность. Желательно, чтобы кроющий материал первого слоя находился в измельченном виде и был способен избирательно удалять, по крайней мере, часть количества, по крайней мере, одного конкретного компонента комплексной жидкости. Обычно желательно, чтобы один или большее количество конкретных компонентов, избирательно удаляемых кроющим материалом первого слоя, были не такими, какими являются один или большее количество конкретных компонентов, избирательно удаляемых супервпитывающим материалом композиционного материала, содержащего супервпитывающий материал. Однако в объем настоящего изобретения входит и случай, когда один или большее количество конкретных компонентов, избирательно удаляемых кроющим материалом первого слоя, являются такими же, какими являются один или большее количество конкретных компонентов, избирательно удаляемых супервпитывающим материалом композиционного материала, содержащего супервпитывающий материал. На фиг.1-12 показаны композиционные материалы, содержащие супервпитывающие материалы и соответствующие настоящему изобретению, на которых имеется один, или первый, слой кроющего материала.

Композиционные материалы, содержащие супервпитывающие материалы и соответствующие настоящему изобретению, также могут включать второй слой, состоящий, по крайней мере, из одной частицы, по крайней мере, одного кроющего материала. В этом случае второй слой кроющего материала непосредственно связан, по крайней мере, с первым слоем кроющего материала и покрывает первый слой кроющего материала. Желательно, чтобы кроющий материал второго слоя находился в измельченном виде и был способен избирательно удалять, по крайней мере, часть количества, по крайней мере, одного конкретного компонента комплексной жидкости. Обычно желательно, чтобы один или большее количество конкретных компонентов, избирательно удаляемых кроющим материалом второго слоя, были не такими, какими являются один или большее количество конкретных компонентов, избирательно удаляемых первым слоем кроющего материала или супервпитывающим материалом композиционного материала, содержащего супервпитывающий материал. Однако в объем настоящего изобретения входит и случай, когда один или большее количество конкретных компонентов, избирательно удаляемых кроющим материалом второго слоя, являются такими же, какими являются один или большее количество конкретных компонентов, избирательно удаляемых первым слоем кроющего материала или супервпитывающим материалом композиционного материала, содержащего супервпитывающий материал.

Использование терминов "покрытие", "покрытия", "нанесение покрытия", "с нанесенным покрытием" применительно к кроющему материалу указывает на то, что кроющий материал занимает такую долю поверхности покрываемого материала, которая достаточна для реализации многих преимуществ настоящего изобретения. Если не ограничиваться теоретическими соображениями, то это включает случаи, когда кроющий материал занимает более, чем примерно 20% поверхности покрываемого материала, альтернативно - более чем примерно 30% поверхности покрываемого материала, альтернативно - более чем примерно 40% поверхности покрываемого материала, альтернативно - более чем примерно 50% поверхности покрываемого материала, альтернативно - более чем примерно 60% поверхности покрываемого материала, альтернативно - более чем примерно 70% поверхности покрываемого материала, альтернативно - более чем примерно 80% поверхности покрываемого материала и, наконец, альтернативно - более чем примерно 90% поверхности покрываемого материала. Термин "поверхность" в единственном и множественном числе в настоящем изобретении означает наружную или самую верхнюю границу предмета.

В качестве кроющего материала для настоящего изобретения можно использовать широкий круг материалов, способных избирательно удалять, по крайней мере, часть количества, по крайней мере, одного конкретного компонента комплексной жидкости. Поэтому подходящие кроющие материалы включают адсорбирующие и/или впитывающие материалы. Разумеется, желательно использовать кроющие материалы, которые являются недорогими, доступными и безопасными, - это важные характеристики материалов, применяющихся в одноразовых впитывающих изделиях, описанных в настоящем изобретении. Иллюстративные примеры кроющих материалов, пригодных для использования в настоящем изобретении, включают измельченный гидрофильный материал. Примеры гидрофильных материалов, пригодных для использования в качестве кроющего материала, включают (но не ограничиваются только ими) целлюлозные материалы, натуральные и синтетические, такие как древесная целлюлоза и получаемые из нее продукты, такие как порошкообразная целлюлоза, и недревесные целлюлозные материалы, такие как хлопок, лен, джут, манильская пенька, испанское лубяное волокно "истл" и т.п., и изготовленные из них продукты, такие как хлопковые пух и хлопья; регенерированная целлюлоза, такая как искусственный шелк, медно-аммиачный шелк, лиоцелл и т.п.; и производные целлюлозы, такие как гидроксипропилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, этилцеллюлоза, ацетилцеллюлоза и т.п. Особенно желательным кроющим материалом является порошкообразная микрокристаллическая целлюлоза. Пригодными для использования в качестве кроющего материала также являются силикаты, природные и синтетические, такие как осажденный диоксид кремния, белая сажа, диоксид кремния, цеолиты, глины, вермикулит, перлит и т.п. Также обнаружено, что для использования в качестве кроющего материала пригодны нерастворимые белки, такие как текстурированные растительные белки (например, белок сои) и зеин.

Следует отметить, что желательно, чтобы целлюлозные кроющие материалы, пригодные для использования в настоящем изобретении, не включали целлюлозные волокна, которым придана жесткость с помощью химической обработки. В настоящем изобретении термин "целлюлозные волокна, которым придана жесткость с помощью химической обработки" означает целлюлозные волокна, которым с помощью химической обработки придана жесткость, так чтобы жесткость волокон увеличилась и в сухом, и во влажном состоянии. Такая обработка включает прибавление химических реагентов, увеличивающих жесткость, которые, например, покрывают и/или пропитывают волокна. Такая обработка также включает увеличение жесткости путем изменения структуры самих волокон, например путем сшивки полимерных цепей.

Также следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается использованием только одного материала с покрытием, а может включать и смеси двух или большего количества материалов с покрытием. Хотя было указано, что в качестве кроющих материалов в настоящем изобретении являются пригодными гидрофильные материалы, специалист в данной области техники без труда поймет, что возможно проведение обработки поверхности гидрофобных материалов с помощью подходящего известного способа, что сделает гидрофобные материалы более или менее гидрофильными. Как отмечено выше, кроющий материал находится в измельченном виде; поэтому понятно, что частицы кроющего материала могут включать твердые частицы, пористые частицы или могут являться агломератами более чем одной частицы кроющего материала.

В различных вариантах настоящего изобретения непосредственное связывание кроющего материала с супервпитывающим материалом обеспечивается путем использования связывающего реагента. Связывающий реагент обычно включает вещества, которые могут быть нанесены в жидком или полужидком виде на супервпитывающий материал или на кроющий материал. Термин "нанесены" в настоящем изобретении означает случаи, когда, по крайней мере, на части поверхности, по крайней мере, одной частицы супервпитывающего материала имеется количество связывающего реагента, достаточное для того, чтобы с помощью механического и/или химического соединения способствовать связыванию, по крайней мере, части поверхности супервпитывающего материала с частью поверхности, по крайней мере, одной частицы кроющего материала; по крайней мере, на части поверхности, по крайней мере, одной частицы кроющего материала имеется количество связывающего реагента, достаточное для того, чтобы с помощью механического и/или химического соединения способствовать связыванию, по крайней мере, части поверхности кроющего материала с частью поверхности, по крайней мере, одной частицы супервпитывающего материала; и/или, по крайней мере, на части поверхности, по крайней мере, одной частицы кроющего материала имеется количество связывающего реагента, достаточное для того, чтобы с помощью механического и/или химического соединения способствовать связыванию, по крайней мере, части поверхности кроющего материала с частью поверхности, по крайней мере, одной частицы кроющего материала. Желательно, чтобы связывающий реагент был нанесен на выбранный материал в количестве от примерно 90:10 до примерно 10:90 в массовом отношении.

Специалист в данной области техники может выбрать конкретный связывающий реагент, и этот выбор обычно будет зависеть от химического состава материалов, которые необходимо связать друг с другом. Желательно, чтобы связывающий реагент был пригоден для использования в случаях, когда происходит соприкосновение с кожей человека. Поэтому связывающий реагент не должен оказывать токсического и раздражающего воздействия на человека. Связывающий реагент, пригодный для использования в настоящем изобретении, обычно получают путем приготовления жидкого или полужидкого вещества, которое обычно можно равномерно распылить. В частности, можно приготовить раствор, дисперсию или эмульсию, включающую, по крайней мере, один из связывающих реагентов, указанных в настоящем изобретении. Хотя в настоящем изобретении связывающий реагент описан как наносимый в виде тонкоизмельченных капелек, его можно наносить на выбранный материал любым другим способом, таким как распыление в жидком или полужидком виде, распыление и выдувание в виде пара и т.п.

В настоящем изобретении можно использовать различные типы связывающих реагентов. Иллюстративные примеры связывающих реагентов, пригодных для использования в различных реализациях настоящего изобретения, включают, в частности, воду; летучие органические растворители, такие как спирты; водные растворы пленкообразующих материалов, таких как сухое молоко, лактоза, растворимый соевый белок и казеин; синтетические клеи, такие как поливиниловый спирт, и их смеси. Для того чтобы придать супервпитывающему материалу смачиваемость, особенно эффективно включение воды в связывающий реагент.

В настоящем изобретении термин "впитывающее изделие" означает изделия, которые впитывают и удерживают жидкости организма, а более конкретно, относится к изделиям, которые помещаются рядом с кожей или вблизи от кожи для впитывания или удерживания различных жидкостей, выделяющихся из организма. В настоящем изобретении термин "одноразовые" используется для описания впитывающих изделий, которые не предназначены для стирки или какого-либо восстановления или повторного использования в качестве впитывающего изделия после однократного использования. Примеры таких одноразовых впитывающих изделий включают (но не ограничиваются только ими): санитарно-гигиенические продукты, включающие приемники для искусственных свищей, хирургические простыни, халаты и стерилизующие перевязочные материалы; впитывающие изделия личной гигиены, такие как предметы личной гигиены для женщин, подгузники, впитывающие трусы, изделия для страдающих недержанием и т.п., а также косметические салфетки.

Одноразовые впитывающие изделия, такие как, например, многие впитывающие средства ли