Поглощающая структура, содержащая высокопоглощающий полимер, и поглощающее изделие, содержащее поглощающую структуру

 

Изобретение относится к медицине, а именно к поглощающим изделиям, содержащим полисахаридсодержащий высокопоглощающий материал, который получается обезвоживанием сшитого гидрогеля с использованием полярного растворителя из полимерной смеси, содержащей полисахарид, имеющий ионный заряд и полисахарид, не имеющий ионный заряд. Изделие обладает неожиданно высокой поглотительной способностью под нагрузкой. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 11 ил., 1 табл.

Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к поглощающей структуре, содержащей полисахаридсодержащий высокопоглощающий материал.

Изобретение также относится к поглощающему изделию, такому как подгузник, защитное приспособление от недержания, гигиеническая салфетка или подобное, содержащему поглощающую структуру.

Предпосылки создания изобретения Известно, что для многих применений, таких как поглощающие изделия, предназначенные для поглощения жидкостей человеческого организма, широко увеличивается использование суперпоглощающих материалов. Под суперпоглощающими материалами подразумеваются полимеры, которые способны поглощать жидкость в количествах, в несколько раз больших массы полимера, и которые при поглощении образуют водосодержащий гель.

Главное преимущество использования суперпоглощающих материалов в поглощающих изделиях заключается в том, что объем поглощающих изделий может быть значительно снижен по сравнению с объемом поглощающих изделий, главным образом образованных из поглощающих волокнистых материалов, таких как вспушенная целлюлозная масса или подобное. Другим преимуществом является то, что суперпоглотители по сравнению с волокнистыми поглотителями, такими как, например, вспушенная целлюлозная масса, имеют более высокую способность удерживать жидкость при сжатии. Такое свойство является, например, преимуществом, когда поглощающий материал используется в подгузниках, защитных приспособлениях от недержания или гигиенических салфетках, поскольку поглощенная жидкость человеческого организма остается в поглощающем изделии и не выжимается из изделия, например, когда пользователь сидит.

Однако недостатком многих суперпоглощающих материалов, используемых в настоящее время в поглощающих изделиях, таких как подгузники, защитные приспособления от недержания или гигиенические салфетки, является то, что они не получаются из регенерируемых исходных материалов. Для того, чтобы решить эту проблему, было предложено использовать суперпоглотители на основе различных типов регенерируемых исходных материалов, таких как полисахариды и, в частности, крахмал. К сожалению, полисахаридсодержащие суперпоглотители, которые были получены до сих пор, имеют значительно худшую поглотительную способность, чем обычно используемые полиакрилатсодержащие суперпоглотители. Кроме того, способность полисахаридсодержащих суперпоглотителей удерживать поглощенную жидкость, когда суперпоглотитель подвергается нагрузке, является низкой по сравнению с полиакрилатсодержащими суперпоглотителями.

В патенте WO 95/331500 описывается способ получения поглотителя, предпочтительно суперпоглотителя, вспененных материалов фазовым разделением и сшивкой из полимерного раствора. Полученные поглощающие материалы находятся в форме сшитой полимерной пены с открытыми ячейками, что предполагает, что жидкость может проходить между ячейками. Также указывается, что с помощью описанного способа получения можно получать биологически разрушающиеся поглощающие вспененные материалы. Предпочтительными полимерами для получения поглощающих материалов, которые рассматриваются в WO 95/31500, являются гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ) и гидроксипропилцеллюлоза (ГПЦ), которые являются, предпочтительно, сшитыми дивинилсульфоном (ДВС).

Известные поглощающие вспененные материалы являются относительно дорогостоящими для производства и предназначены, главным образом, для медицинских применений, таких как системы с регулируемым высвобождением или искусственная кожа и кровеносные сосуды. Однако указывается дополнительное возможное использование описанных вспененных материалов в повторно используемых подгузниках или подобных изделиях. Высокая стоимость производства, однако, означает, что известные вспененные материалы не могут рассматриваться в качестве поглощающего материала для поглощающих изделий, предназначенных для одноразового использования.

По этим причинам существует потребность в улучшенном суперпоглощающем материале на основе регенерируемых исходных материалов. Следовательно, необходимо улучшить поглотительную способность полисахаридсодержащих суперпоглогигелей, чтобы сделать такие суперпоглотители равной альтернативой, с точки зрения впитывающей способности и в сравнении с суперпоглотителями, которые обычно используются сегодня. Кроме того, существует потребность в одноразовом поглощающем изделии, содержащем поглощающую структуру с суперпоглощающим материалом, который может быть получен с использованием дешевых, легкодоступных исходных материалов.

Описание изобретения Настоящее изобретение предусматривает поглощающую структуру указанного во введении типа и имеющую улучшенную поглотительную способность по сравнению с ранее известными такими поглощающими с труктурами.

Поглощающая структура в соответствии с изобретением отличается, главным образом, высокопоглощающим материалом, полученным сшивкой и обезвоживанием жидкого раствора, содержащего исходный материал в форме сшиваемого полисахаридсодержащего полимера, где исходный материал после реакции сшивки находится в форме набухшего в жидкости гидрогеля и где сшитый набухший в жидкости гидрогель обезвоживается экстракцией полярным растворителем.

Для исходного раствора, содержащего полисахаридсодержащий полимерный исходный материал, может быть использован широкий ряд растворителей. Однако раствором, содержащим исходный материал, предпочтительно является водный раствор.

Неожиданно было установлено, что при сушке сшитого полисахарида с использованием полярного растворителя, такого как этанол, ацетон или изопропанол, может быть получен суперпоглощающий материал, имеющий лучшую впитывающую способность по сравнению с материалом того же состава, но высушенным с использованием другого способа. Улучшенная впитывающая способность проявляется как в более высокой поглотительной способности, так и в большей способности к удержанию поглощенной жидкости, даже когда поглощающий материал подвергается сжатию. Впитывающая способность суперпоглощающего материала, который был высушен с использованием полярного растворителя, значительно выше впитывающей способности соответствующего суперпоглощающего материала, который был высушен с использованием любого другого способа, независимо от того, является ли поглощенная жидкость водой или сольсодержащим раствором, таким как моча.

При сравнении электроносканирующих микрофотографий сшитых суперпоглощающих гелей с одинаковым составом, но высушенных различными способами, ясно видно, что микроструктура высушенных гелей, или ксерогелей, имеет значительные различия в зависимости от способа обезвоживания. Соответственно, высушенный на воздухе гель имеет плотную компактную структуру, тогда как гель, который был высушен экстракцией растворителем, имеет структуру с высокой степенью микропористости. Вакуумная сушка дает структуру, имеющую некоторую степень микропористости и, можно сказать, представляющую форму между структурой, полученной сушкой на воздухе, и структурой, полученной сушкой растворителем в соответствии с изобретением.

Возможным объяснением благоприятного воздействия сушки растворителем является то, что удается избежать обычно встречающегося явления получения плотной грубой непоглощающей структуры. Это явление хорошо известно специалисту, несмотря на то, что его точный механизм еще полностью не объяснен. Однако эффект состоит в том, что сшитый гель имеет сниженную способность к набуханию и, таким образом, сниженную поглощающую способность. Соответственно, по сравнению с традиционно высушенными гелями гель, который был высушен с использованием полярного растворителя, имеет более открытую и гибкую структуру, что до некоторой степени воздействует на процесс поглощения положительным образом.

Высушенный растворителем суперпоглощающий полимер существует в форме микропористого геля. Предполагается, что лучшие характеристики поглощения, показанные гелем, являются результатом жидкости, частично связанной в гель традиционным образом и частично поглощенной микропустотами в геле. Когда гель поглощает жидкость, гель разбухает, поэтому размер микропустот увеличивается и поглощающая способность геля улучшается.

Исходный материал может содержать полимерную смесь, содержащую электрически заряженный полисахаридсодержащий полимер и электрически не заряженный полисахаридсодержащий полимер. Соотношение между заряженным полимером и незаряженным полимером составляет предпочтительно между примерно 2:1 и примерно 4:1 и наиболее предпочтительно примерно 3:1.

Главным преимуществом настоящего изобретения является то, что карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) может использоваться в качестве исходного материала для получения суперпоглощающего материала, обладающего высокой поглощающей способностью и хорошим удержанием жидкости. Тот факт, что КМЦ получается из древесины, которая является возобновляемым источником материала, и, кроме того, то, что она является легкодоступной и сравнительно дешевой по стоимости, делает КМЦ особенно пригодной для использования в. одноразовых поглощающих изделиях. Кроме того, с точки зрения биологической разлагаемости и пригодности к изготовлению компоста, КМЦ имеет превосходные характеристики.

Однако было установлено, что менее пригодным является использование КМЦ в качестве единственного исходного материала для получения суперпоглощающего материала, поскольку КМЦ имеет тенденцию к образованию внутримолекулярных сшивок вместо сшивок между различными молекулами. Поглощающий материал, имеющий особенно хорошие свойства, таким образом, может быть получен с исходным материалом, содержащим смесь КМЦ в форме ее натриевой соли (КМЦNа) и гидроксиэтилцеллюлозы (ГЭЦ). Поэтому было найдено, что соответствующая пропорция между количеством KМЦNa и ГЭЦ находится между примерно 2:1 и примерно 4:1 и предпочтительно примерно 3:1. При низкой концентрации ГЭЦ полученный сшитый гель не имеет достаточной прочности геля. Высокой концентрации ГЭЦ необходимо избегать из-за способности к разбуханию и, соответственно, поглощающая способность будет недостаточной, если концентрация ГЭЦ является слишком высокой.

Альтернативно можно использовать комбинации других заряженных и незаряженных полисахаридов. Некоторыми дополнительными примерами соответствующих заряженных полисахаридов являются карбоксиметилкрахмал, окисленный крахмал и окисленная целлюлоза. Соответствующие незаряженные полисахариды включают, но не ограничиваются этим, этилгидроксиэтилцеллюлозу (ЭГЭЦ), гидроксипропилцеллюлозу (ГПЦ) и гидроксипропилкрахмал (ГПК).

В качестве исходного материала можно дополнительно использовать пектин.

Полимерный раствор предпочтительно сшивается сшивающим агентом, дающим ковалентные сшивки. Некоторыми примерами сшивающих агентов этого типа являются дивинилсульфон (ДВС), ацетальдегид, формальдегид, глутаровый альдегид, диглицидиловый эфир, диизоцианаты, диметилолмочевина, эпихлоргидрин, щавелевая кислота, фосфорилхлорид, триметафосфат, триметилмеламин, полиакролеин. Естественно, можно также использовать ионное сшивание или физическое сшивание, такое как гидрофобное/гидрофильное взаимодействие или подобное.

Суперпоглощающий материал вышеописанного типа может легко комбинироваться с волокнами и может быть, соответственно, смешан с поглощающими волокнами, такими как вспушенная целлюлозная масса, искусственный шелк, торфяной ворс, хлопок, пенька, лен или подобное, с использованием любого традиционного способа. Кроме того, высокопоглощающий материал может быть смешан с непоглощающими волокнами, такими как полиэтилен, полипропилен, полиэфир, полиамид, бикомпонентные волокна или подобное. Понятно, можно смешивать различные типы волокон в поглощающей волокнистой структуре, чтобы достигнуть оптимального сочетания характеристик, таких как впитывающая способность, удержание жидкости, размерная стабильность и эластичность. Волокнистая структура может быть скреплена, например, плавлением термопластичных волокон, содержащихся в волокнистой структуре, или введением специальной связки. К тому же, волокнистая структура может быть подвергнута дополнительной обработке, такой как уплотнение, прошивка, размягчение или подобное.

Высокопоглощающий материал может быть, конечно, альтернативно помещен в слой в поглощающем теле, содержащем дополнительные слои волокон, нетканых листов, тонкой бумаги или подобного. Высокопоглощающий материал может быть самонесущим слоем или может быть нанесен на или в подложку. Некоторыми примерами материалов, которые могут служить в качестве подложки, являются тонкие бумажные листы, вспененные материалы, структуры, имеющие ячейки, в которых размещается высокопоглощающий материал, или подобное.

Краткое описание диаграмм и фигур Изобретение будет описано далее более подробно путем только примера и с ссылкой на диаграммы и фигуры, показанные на прилагаемых чертежах, на которых на диаграмме 1 (фиг.1) показана водопоглощающая способность высушенных на воздухе гелей, полученных с различными количествами ДВС; на диаграмме 2 (фиг.2) показана водопоглощающая способность гелей, высушенных с использованием различных способов, и с различным введением ДВС; на диаграмме 3 (фиг.3) показана водопоглощающая способность высушенных на воздухе гелей с различной концентрацией ГЭЦ; на диаграмме 4 (фиг.4) показана водопоглощающая способность гелей, высушенных с использованием различных способов, и с различной концентрацией ГЭЦ; на диаграмме 5 (фиг.5) показана водопоглощающая способность в синтетической моче (СМ) для гелей, высушенных с использованием различных способов, и с различными концентрациями ДВС;
на диаграмме 6 (фиг.6) показана водопоглощающая способность в синтетической моче для гелей, высушенных с использованием различных способов, и с различным соотношением в смеси КМЦNа
на диаграмме 7 (фиг.7) показано удерживание синтетической мочи для гелей, высушенных с использованием различных способов;
на диаграмме 8 (фиг.8) показано процентное содержание жидкости, которое высвобождается при центрифугировании гидрогелей, высушенных с использованием различных способов;
на диаграмме 9 (фиг.9 )пoкaзaнa способность к набуханию для пектинсодержащего поглощающего материала после сушки различными растворителями.

Дополнительно:
на фиг. 10 показан подгузник, имеющий поглощающее тело, содержащее высушенный растворителем высокопоглощающий материал;
на фиг.11 показано поперечное сечение по линии II-II подгузника, показанное на фиг.10.

Описание методик.

Получение геля
Гидрогели, используемые в последующих примерах, получают сшиванием смесей КМЦНа и ГМЦ с использованием ДВС в качестве сшивающего агента. Основание для выбора ДВС в качестве сшивающего агента состоит в том, что ДВС обеспечивает надежный и воспроизводимый результат сшивания. Таким образом, ДВС является хорошо пригодным для получения сшитых материалов для использования в сопоставительной работе. Однако изобретение не должно никаким образом рассматриваться в качестве ограничительного использования ДВС в качестве сшивающего агента. Следовательно, и как показано выше, может быть использован любой подходящий сшивающий агент или способ сшивания.

Реакцию сшивания осуществляют в водном щелочном растворе с 0,02 М гидроксида калия (КОН) при 20^oС. KMЦNa и ГМЦ растворяют в дистиллированной воде, содержащей требуемое количество ДВС. После энергичного перемешивания в течение 24 ч вводят гидроксид калия, в результате чего начинается реакция сшивания. Все реакции осуществляют с реакционным раствором, имеющим общую концентрацию полимера, равную 2 мас.%.

Через 24 ч сшитый гидрогель вымачивают в дистиллированной воде для получения равновесного водосодержания. Воду, окружающую гидрогель, заменяют на новую не менее трех раз. Каждый раз используют количество воды, превышающее в 5 раз массу гидрогеля, определенную сразу после реакции сшивания. Процедуру вымачивания заканчивают через 36-48 ч. Затем набухший гидрогель удаляют из воды и обезвоживают.

Способы обезвоживания
Используют три различных способа обезвоживания:
i) сушку на воздухе при атмосферном давлении;
ii) сушку под вакуумом;
iii) сушку экстракцией полярным растворителем.

Сушка на воздухе заключается просто в выдерживании набухшего гидрогеля в комнатных условиях (25^oС и 50% относительной влажности) до полного высыхания.

Вакуумную сушку осуществляют путем помещения набухших гидрогелей в контейнер, соединенный с вакуумным насосом и выдерживаемый под давлением, равным 0,01 мм рт.ст. (1,33 Па).

Сушка экстракцией растворителем заключается в помещении набухших в воде гидрогелей в растворитель при комнатной температуре и при слабом перемешивании. Растворитель заменяют два раза, и количество растворителя, используемое каждый раз, равняется приблизительно двойному количеству набухшего гидрогеля. Причина, по которой ацетон используют во всех примерах, в которых гели сшиваются с помощью ДВС, состоит в том, что в противоположность спиртам ацетон не взаимодействует с ДВС.

Однако если сшивание осуществляется альтернативным образом, таким как, например, ферменативно или облучением, могут использоваться этанол или изопропанол.

После обезвоживания высушенные гели, полученные сушкой на воздухе или вакуумной сушкой, измельчают в лабораторной мельнице. В способе сушки растворителем в результате перемешивания гель разрушается на мелкие кусочки, что непосредственно используется в примерах 1-3. Все последующие измерения осуществляются на обезвоженном геле, который измельчается или разрушается на мелкие кусочки.

Жидкостьпоглощающая способность
Жидкостьпоглощающую способность волокнистых структур, содержащих суперпоглощающий материал, определяют, позволяя испытываемым образцам, выполненным из вспушенной целлюлозной массы, имеющей 20 мас.% сшитого высушенного и измельченного геля, поглощать жидкость согласно принципу, общеизвестному как "требуемая смачиваемость". Измерения выполняют с помощью GATS-подобного оборудования. Испытываемыми образцами жидкость поглощается из сообщающегося сосуда. Количество жидкости в сосуде непрерывно измеряют с помощью шкал. Испытание продолжается в течение 2 ч, после чего записывают количество жидкости, которое было поглощено испытываемым образцом. По известной водопоглощающей способности вспушенной целлюлозной массы затем можно рассчитывать количество жидкости, поглощенной сшитым гелем.

Каждое измерение является средней величиной двух результатов, полученных с идентичными испытываемыми образцами.

Жидкостью для испытаний является синтетическая моча (СМ). Состав СМ является следующим: 60 ммоль/л КСl, 130 ммоль/л NaCl, 3,5 ммоль/л MgSO₄, 2,0 ммоль/л CaO₄•2H₃O, 300 ммоль/л мочевины, 1 г/л 0,1% раствора Тритон Х-100, который является поверхностно-активным веществом, поставляемым фирмой Олдрич.

Способность к свободному набуханию
Свободное набухание определяют с использованием двух различных методов. Соответственно, в примерах 1-3 способность геля поглощать жидкость определяют согласно первому методу путем погружения кусочка геля в жидкость для испытаний и позволяя гелю поглощать жидкость до насыщения. Затем гель удаляют из жидкости и взвешивают.

В примере 4 способность к свободному набуханию при поглощении определяют согласно второму методу путем введения 0,100 г±0,002 г сшитого высушенного геля в пробирку, имеющую размеры 150 мм х 16 мм. Пробирка объемом 20 мл обеспечивается навинчивающейся крышкой. Высоту сухого ненабухшего образца измеряют миллиметровым стержнем и записывают. Затем автоматической пипеткой вводят 15 мл синтетической мочи (CM).

Образцы оставляют набухать в течение 2 ч до достижения равновесия, после чего высоту образца в пробирке снова измеряют и записывают.

По полученным таким образом результатам измерений рассчитывают изменение объема/массы согласно

где А(Т) - поглощающая способность в г/см³,
h(s) - высота в мм набухшего образца,
h(t) - высота в мм сухого образца,
m(t) - сухая масса в г образца,
r - радиус пробирки в мм (0,72 мм).

Описание примеров.

Пример 1
Водопоглощающую способность определяют согласно методу свободного набухания для различных гелей, полученных сшиванием водного раствора, содержащего 2 мас.% смеси КМЦNа и ГЭЦ, в которой соотношение КМЦNа:ГЭЦ=3:1, и с различными количествами сшивающего агента - дивинилсульфона (ДВС).

Как можно видеть на диаграмме 1, способность к набуханию для геля, высушенного в комнатных условиях (25^oС, атмосферное давление и 50% относительной влажности), снижается с увеличением содержания ДВС. Причина этого состоит в том, что более высокая степень сшивания увеличивает устойчивость к набуханию геля. При содержании ДВС ниже самого низкого содержания 0,04 моль/л, приведенного на диаграмме 1, прочность полученного геля является недостаточно высокой для того, чтобы гель использовался на практике.

Диаграмма 2 иллюстрирует, как различные способы обезвоживания воздействуют на водопоглощающую способность ксерогелей, представленных на диаграмме 1. Как ясно видно из диаграммы 2, гель, который был высушен экстракцией ацетоном, имеет более высокую водопоглощающую способность, чем соответствующие гели, высушенные на воздухе и под вакуумом. Это утверждение справедливо независимо от содержания ДВС.

Пример 2
Водопоглощающую способность определяют для различных гелей, полученных сшиванием и сушкой смеси КМЦNа/ГЭЦ в водном растворе, содержащем 2 мас.% смеси КМЦNа/ГЭЦ, и с 0,04 моль/л ДВС в качестве сшивающего агента и, кроме того, при различных соотношениях смеси КНЦNа:ГЭЦ.

Диаграмма 3 показывает, как водопоглощающая способность высушенных на воздухе ксерогелей снижается с увеличением содержания ГЭЦ. Снижение водопоглощающей способности частично обусловлено тем, что устойчивость к набуханию геля является большей при более высокой степени сшивания. При смешении КМЦNа с ГЭЦ можно увеличить прочность сшитого геля, так как ГЭЦ оказывает положительное воздействие на образование внутримолекулярных сшивок. Когда содержание ГЭЦ является ниже 0,25, прочность сшитого геля является слишком низкой для большинства практических применений.

Дополнительным объяснением снижения жидкостьпоглощающей способности с увеличением содержания ГЭЦ может быть то, что количество фиксированных ионных зарядов, присутствующих в макромолекулярных цепях, снижается, когда содержание ГЭЦ увеличивается.

Кривые, представленные на диаграмме 4, показывают, что сушка экстракцией ацетоном обеспечивает значительно улучшенную жидкостьпоглощающую способность до тех пор, пока содержание ГЭЦ не превышает приблизительно 50% полимерной смеси.

Пример 3
Жидкостьпоглощающую способность гидрогелей, высушенных с использованием различных способов, сравнивают для случая, когда поглощенной жидкостью является раствор NaCl в воде. Ионная сила раствора равняется 0,15 моль/л.

Из диаграммы 5 видно, что гидрогель, высушенный ацетоном, имеет значительно более высокую поглощающую способность или способность к набуханию, чем гидрогель, который был высушен под вакуумом или на воздухе. Улучшенная жидкостьпоглощающая способность гидрогеля, высушенного ацетоном, сохраняется, как видно из диаграммы 5, даже если концентрация ДВС изменяется.

Из диаграммы 6 можно сделать вывод, что высушенный ацетоном гидрогель показывает более высокую жидкостьпоглощающую способность в синтетической моче по сравнению с гидрогелем, высушенным на воздухе или под вакуумом, независимо от соотношения между количеством КМЦNа и количеством ГЭЦ.

В испытаниях, представленных на диаграммах 7 и 8, используется синтетическая моча (СМ) вместо раствора NaCl, использованного на диаграммах 5 и 6.

Из диаграммы 7 видно, что жидкостьудерживающая способность высушенного ацетоном гидрогеля является более высокой, чем у гелей, которые были высушены другими способами. Соответственно, способность удерживать жидкость при центрифугировании гидрогелей является более высокой у высушенного ацетоном геля, чем у гидрогелей, которые были высушены на воздухе или под вакуумом, как в абсолютных числах, так и по отношению к жидкостьпоглощающей способности гелей при свободном набухании.

На диаграмме 8 показано, что часть синтетической мочи, которая экстрагируется при центрифугировании геля, который был оставлен свободно набухать в синтетической моче, является самой меньшей для высушенного ацетоном геля и является почти в 3 раза большей для геля, высушенного на воздухе.

Пример 4
На диаграмме 9 показано, как обезвоживание различными растворителями влияет на способность к свободному набуханию сшитого геля на основе пектина, и как соотношение в смеси между гелем и растворителем влияет на способность к набуханию высушенного геля. Гель сшивается агентом, который не может взаимодействовать со спиртами, что означает, что при использовании таких растворителей, как этанол и изопропанол, не имеет место взаимодействие между спиртами и сшивающим агентом.

Способность к набуханию высушенного на воздухе геля на основе пектина показана в качестве эталона. Измерения проводятся при оставлении образцов свободно набухать в пробирке, как описано во втором из методов свободного набухания.

Как видно из диаграммы 9, набухающая способность геля, который был высушен с использованием изопропанола, является лучшей, чем у геля, который был высушен с использованием этанола или ацетона. Все высушенные растворителем гели показывают более высокую способность к набуханию, чем гель, высушенный на воздухе.

Из диаграммы 9 можно, кроме того, увидеть, что соотношение между количеством геля и количеством растворителя, который используется в способе сушки, является важным для способности к набуханию геля. Так, способность к набуханию является более высокой для тех гелей, для которых используется большее количество растворителя, поскольку при использовании большего количества растворителя в способе сушки вода может быть более полно экстрагирована из геля.

Пример 5
Поглощающую способность двух образцов, обозначенных "образец А" и "образец В", определяют методом "жидкостьпоглощающей способности".

Ксерогели, используемые для обоих образцов, получают одинаковым способом с соотношением КМЦNа:ГЭЦ=3:1 и при концентрации ДВС 0,04 моль/л. Гели сушат с использованием ацетона.

Для сравнения таким же способом определяют поглощающую способность широко используемых полиакрилатсодержащих суперпоглотителей. Суперпоглотителями являются Санвет IM 5000 и IM 7100 от фирмы Хехст АГ (Франкфурт, Германия).

В таблице 1 показано количество жидкости, поглощенной различными суперпоглощающими материалами, измеренное в г/г суперпоглощающего материала (СПМ).

Полученные результаты показывают, что высушенный ацетоном суперпоглощающий материал согласно изобретению имеет характеристики на уровне, который почти соответствует характеристикам полиакрилатсодержащих суперпоглощающих материалов.

Описание фигур.

Подгузник, показанный на фиг.10 и 11, включает жидкостьпроницаемый наружный лист 2 и жидкостьнепроницаемый наружный лист 3, которые вместе заключают в себе поглощающее тело 4. На фиг.10 подгузник показан со стороны, которая в процессе использования должна быть обращена к телу пользователя, т.е. с жидкостьпроницаемым наружным листом 2, обращенным к рассматривающему фиг. 10.

Подгузник 1 имеет обычно вытянутую форму с более широкими передней и задней частями 5 и 6 и более узкой промежуточной частью 7. Передняя часть 5 является частью подгузника, которая предназначена для наложения на переднюю сторону пользователя при его использовании, а задняя часть 6 является частью подгузника, которая накладывается на заднюю сторону пользователя. К тому же, подгузник 1 имеет два продольных удлинителя, закругленные внутрь боковые стороны 8, 9, передний конец 10 и задний конец 11.

Подгузник 1 такого типа, который при использовании скрепляется вместе, закрывая нижнюю часть тела пользователя подобно трусам. С этой целью вблизи заднего конца 11 пеленки размещаются ленточные ушки 12 и 13, выступающие от каждой боковой стороны 8 и 9. Ленточные ушки 12 и 13 предназначаются для взаимодействия с приемным участком 14, расположенным на жидкостьнепроницаемом внешнем листе 3 и на передней части 5 подгузника 1. Предпочтительно приемный участок 14 содержит некоторый вид усиления, такой как, например, дополнительный пластиковый лист или покрытие, нанесенное на жидкостьнепроницаемый наружный лист 3. Естественно, могут использоваться альтернативные виды устройства скрепления подгузника, такие как кнопки и гнезда, крючки и петли, нажимные шпильки, застежки крючок-петля или подобное.

Кроме того, подгузник 1 обеспечивается идущими продольно упругими элементами 15, 16, расположенными с предварительным натяжением вдоль боковых сторон 8, 9. Упругие элементы 15, 16 образуют форму подгузника 1 и служат в качестве упругих опор в процессе использования. Это значит, что упругие элементы 15, 16 поддерживают боковые стороны 8, 9 подгузника в контакте с ногами пользователя в процессе использования и предотвращают образование зазоров между телом пользователя и подгузником, которые (зазоры) в ином случае могут вызвать вытекание жидкости из подгузника.

Соответствующим образом упругие элементы 17, 18 размещаются вдоль переднего конца 10 и заднего конца 11 соответственно для того, чтобы создать эластичное уплотнение вокруг талии пользователя.

Поглощающее тело 4 подгузника в показанном варианте состоит, как лучше видно на фиг.11, из пористого жидкостьзахватывающего слоя 20, расположенного непосредственно внутри жидкостьпроницаемого наружного листа 2, поглощающего слоя 22 и фитилящего слоя 24.

Жидкостьзахватывающий слой 20 предпочтительно состоит из волокнистого холста или сравнительного толстого, объемного нетканого материала, имеющего высокую упругость как во влажных, так и в сухих условиях. Таким образом обеспечивается быстрый приток жидкости к поглощающему слою 22 внутрь захватывающего слоя 20, и в то же самое время захватывающий слой 20 служит в качестве дистанцирующего средства и удерживает жидкость организма, которая уже поглощена, от кожи пользователя.

Предпочтительные материалы для использования в жидкостьзахватывающем слое содержат волокна, которые не разрушаются при смачивании. Некоторыми примерами таких волокон являются упрочненные целлюлозные волокна и синтетические волокна, такие как полиэтиленовые волокна, полипропиленовые волокна, полиэфирные волокна или подобное.

Поглощающий слой 22 состоит из поглощающий структуры согласно изобретению. Соответственно, поглощающий слой 22 содержит высокопоглощающий материал, полученный сушкой сшитого полисахаридсодержащего геля полярным растворителем, например изопропанолом, этанолом или ацетоном. Высокопоглощающий материал существует в форме частиц, которые смешиваются с волокнами. Предпочтительным волокнистым материалом является вспушенная целлюлозная масса, полученная в соответствии с химическим или хемитермомеханическим способом. Для того, чтобы улучшить целостность поглощающего слоя 22, он может дополнительно содержать длинные волокна, выполненные, например, из синтетического шелка, полипропилена, льна или подобного, и/или термопластичных связующих волокон или частиц. Поглощающая структура в поглощающем слое 22 может быть дополнительно связана растворительсодержащим связующим агентом, прошиванием, каландрованием или некоторым другим способом.

Фитилящий слой 24 размещается между жидкостьнепроницаемым наружным листом 3 и поглощающим слоем 22. Фитилящим слоем 24 является, предпочтительно, сильно сжатый гидрофильный волокнистый слой, имеющий тонкие капилляры. Материал, который, как было установлено, является особенно пригодным для этой цели, рассматривается в WO 94/10953 и WO 94/10956. Материал этого типа существует в форме сухих разбитых на волокна волокнистых слоев, имеющих высокую плотность. Волокнистые слои используются непосредственно в поглощающем изделии без предшествующей разбивки на волокна. Волокнистый материал имеет очень хорошую поглощающую способность и фитилящую способность.

Изобретение не ограничивается описанным здесь вариантом. Так, нет необходимости, чтобы поглощающее тело в поглощающем изделии согласно изобретению содержало все слои, которые были описаны выше. Например, возможными являются поглощающие изделия, в которых все поглощающее тело состоит из поглощающей структуры согласно изобретению. Кроме того, можно использовать поглощающие тела, содержащие дополнительные или полностью отличающиеся компоненты. Некоторыми примерами таких компонентов являются формуобразующие элементы, нетканые слои, тонкие бумажные слои, пена в виде слоя или в виде трехмерных формованных тел, запах- и бактерииингибирующие агенты или подобное.

Высокопоглощающий материал, как в описанном примере, может быть смешан с вспушенной целлюлозной массой, или другими волокнами, или смесями волокон. Альтернативно или в комбинации с такой описанной поглощающей структурой высокопоглощающий материал может быть размешен в поглощающем изделии в форме слоя. Поглощающий материал затем может быть присоединен к подложке или в подложке, такой как нетканый материал, тонкий бумажный слой, либо вплотную размещен между двумя другими слоями в поглощающей структуре, или в специальных ячейках, или отсеках в структуре.

К тому же, поглощающая структура может состоять из ламината из двух или более нетканых слоев или тонких бумажных слоев, имеющего высокопоглощающий материал, размещенный между слоями. Один способ обеспечения того, чтобы высокопоглощающий материал оставался в таком материале, заключается в скреплении слоев в шаблоне скрепления. Можно также механически деформировать слои, например гофрированием, так что высокопоглощающий материал замыкается между слоями.

Другой превосходящей характеристикой поглощающей структуры согласно изобретению является то, что она показывает неожиданно высокую поглотительную способность под нагрузкой (ПСПН). Следовательно, ПСПН поглощающей структуры, содержащей полисахаридсодержащий суперпоглощающий материал, который был высушен с использованием полярного растворителя, может быть сравнена с ПСПН IМ 5000 и других полиакрилатсодержащих традиционных суперпоглотителей. Показано, что ранее известные полисахаридсодержащие суперпоглощающие материалы имеют значительно более низкую ПСПН: порядка примерно половины количества жидкости, которое поглощается поглотителем IM 5000 или суперпоглотителем согласно изобретению.

Изобретение не должно рассматриваться как ограниченное примерами, которые описаны здесь. Напротив, возможным является ряд других примеров в объеме прилагаемой формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Поглощающая структура, содержащая полисахаридсодержащий высокопоглощающий материал, получаемый сшиванием и обезвоживанием жидкого раствора, содержащего исходный материал в виде сшивающегося полисахаридсодержащего полимера, отличающаяся тем, что высокопоглощающий материал получен из полимерной смеси, содержащей полисахарид, имеющий ионный заряд, и полисахарид, не имеющий ионный заряд, тем, что исходный материал после реакции сшивания имеет форму набухшего в жидкости геля, и тем, что сшитый набухший в жидкости гель обезвоживается экстракцией полярным растворителем.

2. Поглощающая структура по п.1, отличающаяся тем, что гель обезвоживается этанолом, ацетоном или изопропанолом.

3. Поглощающая структура по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что соотношение между заряженным полимером и незаряженным полимером находится между примерно 2:1 и примерно 4:1 и, предпочтительно, примерно 3:1.

4. Поглощающая структура по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что исходным материалом является смесь карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) и гидроксиэтилцеллюлозы (ГЭЦ).

5. Поглощающая структура по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что исходный материал содержит пектин.

6. Поглощающая структура по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что она содержит трехмерную волокнистую решетку, в которой высокопоглощающий материал по существу равномерно распределен в волокнистой решетке.

7. Поглощающая структура по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что высокопоглощающий материал размещается в слое в поглощающей структуре.

8. Поглощающее изделие, такое как подгузник, защитное приспособление от недержания или гигиеническая салфетка, содержащее поглощающее тело, заключенное в оболочку, которая, по меньшей мере, частично проницаема для жидкости, отличающееся тем, что поглощающее тело содержит поглощающую структуру, включающую высокопоглощающий материал, который получен сшиванием исходной полимерной смеси, содержащей раствор имеющего ионный заряд полисахарида и полисахарида, не имеющего ионный заряд, который имеет форму набухшего в жидкости геля, с последующей сушкой экстракцией полярного растворителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12