DE69629081T2

DE69629081T2 - Absorbierendes Verbundmaterial, absorbierender Artikel und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE69629081T2
Application number: DE1996629081
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Suita-shi Osaka-fu Harada; Yoshihiro Himeji-shi Hyogo-ken Motono; Shigeru Suita-shi Osaka-fu Sakamoto; Toshimasa Himeji-shi Hyogo-ken Kitayama
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2016-09-14
Also published as: DE69629081D1; EP0763364B1; US5853867A; EP0763364A3; EP0763364A2

Description

Vorliegende Erfindung betrifft einen neuen absorbierenden Verbundstoff, ein Verfahren zu seiner Herstellung und einen absorbierenden Gegenstand. Insbesondere betrifft vorliegende Erfindung einen absorbierenden Verbundstoff, der sich durch seine Absorptionskapazität unter Druck, vertikale Ansaugkraft und Flexibilität auszeichnet und nicht unter einem leichten Abblättern eines absorbierenden Polymeren leidet, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie einen absorbierenden Gegenstand.
In jüngeren Jahren wurden zahlreiche absorbierende Folien von dem Typ, der durch Ablagerung eines Monomeren auf einem Fasersubstrat durch Aufsprühen oder Verteilen und anschließendes Polymerisieren des Monomeren hergestellt wird, wodurch ein Befestigen eines absorbierenden anionischen Polymeren so schnell an dem Substrat erfolgt, dass das Polymer daran gehindert wird, vom Substrat abzublättern oder in dieses zu wandern, als Folge der Absorption von Wasser. Die absorbierenden Folien verhindern da Abblättern von Polymeren in einem gewissen Ausmaß und erfreuen sich einer Verbesserung der Fähigkeit, die Foliengestalt beizubehalten. Sie können jedoch nicht für einen wirklichen Gebrauch verwendet werden, weil eine Anstrengung, die Glasübergangstemperatur des absorbierenden Gegenstands oder absorbierenden Verbundstoffs zu erhöhen und die Konzentration des anionischen absorbierenden Polymeren zu steigern, zu einem Beitrag zur Steifheit des absorbierenden Gegenstands oder absorbierenden Verbundstoffs führt, trotz einer Erhöhung der Kapazität der Wasserabsorption. Wenn man erwartet, dass das zuvor genannte Herstellungsverfahren die absorbierende Folie ihre Flexibilität beibehalten lässt, gibt es keine Alternative als den Anteil des in der absorbierenden Folie enthaltenen absorbierenden Polymeren zu erniedrigen. Es ist infolgedessen ausgeschlossen, dass die herzustellende absorbierende Folie eine völlig befriedigende Kapazität für die Wasserabsorption durch den geringeren Gehalt an absorbierendem Polymeren in der Folie erreicht, die an die Beschränkung gebunden ist, welche durch die Fasern der Folie der Ausdehnung des absorbierenden Polymeren auferlegt ist.
WO 94/04351 und WO94/04352 offenbaren ein Verfahren zum Befestigen eines absorbierenden Polymeren mit einem Bindemittel auf einem Fasersubstrat. Durch dieses Verfahren wird in der Tat eine absorbierende Folie hergestellt, bei der das absorbierende Polymer durch das Fasersubstrat nicht von einem Quellen abgehalten wird. Da der Anteil des absorbierenden Polymeren, das in der absorbierenden Folie enthalten sein soll, seine Grenzen hat, hat der absorbierende Verbundstoff, der überhaupt nach diesem Verfahren zu erhalten ist, eine ungenügende Gesamtkapazität zur Wasserabsorption. Der absorbierende Verbundstoff zeigt nicht die Fähigkeit der Wasserabsorption wie vorgesehen, weil das absorbierende Polymer, das in Form von Granalien vorliegt, ein Abblättern von der absorbierenden Folie und eine Wanderung in diese eingeht. Wenn der absorbierende Verbundstoff in einer Windel zum einmaligen Gebrauch verwendet und einer heftigen Bewegung, wie sie oft von einem Baby, das die Windel am Körper trägt, erzeugt wird, ausgesetzt ist, setzt sie sich dem Problem aus, dass der absorbierende Verbundstoff aufbricht, und die Windel leidet dann unter einer Undichtigkeit. Bei den herkömmlichen absorbierenden Gegenständen wie Hygienebinden und Wegwerfwindeln wird das absorbierende Polymer öfters in Kombination mit Pulpe verwendet, eine Substanz mit einer hohen Absorptionsgeschwindigkeit, weil es Körperflüssigkeit bei einer begrenzten Geschwindigkeit absorbiert und die Körperflüssigkeit nicht absorbiert, bis sie mit der Körperflüssigkeit benetzt ist. Die Pulpe in einem absorbierenden Gegenstand, obgleich sie, wenn sie trocken ist, in einem gewissen Ausmaß Verdichtung und eine Rückstellfähigkeit aus einer Biegung zeigt, leidet, wenn sie feucht ist, unter einem extremen Festigkeitsverlust und zeigt praktisch kein Rückstellvermögen der Festigkeit. Deshalb hat der herkömmliche absorbierende Gegenstand das Problem, dass, wenn der absorbierende Gegenstand mit einer Körperflüssigkeit benetzt ist, einer komplizierten Beanspruchung infolge der Bewegung des menschlichen Körpers ausgesetzt ist, sich die Pulpe deformiert und dem absorbierenden Gegenstand Windungen und Verwerfungen verleiht, und die Körperflüssigkeit längs der Windung fließt und bewirkt, dass der absorbierende Gegenstand unter dem Phänomen eines seitlichen Flüssigkeitsaustritts leidet. Ferner setzt sich die Pulpe, wenn sie mit der Körperflüssigkeit befeuchtet ist, einem Abfall der Masse aus, mit dem Ergebnis, dass sich zwischen dem absorbierenden Gegenstand und dem menschlichen Körper ein Spalt bildet, und das Phänomen des Flüssigkeitsaustritts in ähnlicher Weise folgt.
So wurden bis heute verschiedene Untersuchungen hinsichtlich der Lösung der zuvor genannten Probleme des Stands der Technik gemacht. Beispielsweise offenbart JP-B-03-67.712 ein Verfahren zur Einarbeitung eines in Form einer Folie auf einem Stützelement befestigten absorbierenden Polymeren in einen absorbierenden Gegenstand, wodurch verhindert wird, dass der absorbierende Gegenstand durch die Beanspruchung, welche ausgeübt wird, während er von einem Benutzer getragen wird, sich verdreht und verwirft. Die Folie des absorbierenden Polymeren zeigt jedoch eine geringe Expansions-Anisotropie nach der Absorption von Wasser und bleibt noch zu verbessern in der Beständigkeit der Haftung zwischen dem absorbierenden Gegenstand und dem menschlichen Körper. JP-A-03-162.855 und JP-A-02-289.608 offenbaren solche absorbierenden Gegenstände, in denen ein Celluloseschwamm oder Polyurethanschaum, die eine Ausdehnungs-Anisotropie aufweisen und sich demzufolge einer Verbesserung der Absorptionsgeschwindigkeit und Beständigkeit der Haftung am menschlichen Körper erfreuen, benutzt werden. Diese Verfahren machen unveränderlich von der elastischen Rückstellkraft Gebrauch, welche der verdichtete Schwamm oder Schaum bei Berührung mit Wasser zeigt. Das in diesem absorbierenden Gegenstand enthaltende absorbierende Polymer wird lediglich zur Absorption und zum Rückhalt des vorübergehend im Schwamm oder Schaum vorübergehend zurückgehaltenen Wassers benutzt, welche eine mangelhafte Fähigkeit der Wasserzurückhaltung haben. Es leistet tatsächlich keinen Beitrag zur Ausdehnung des absorbierenden Gegenstandes per se. Deshalb hat der absorbierende Gegenstand den Nachteil, dass er an einem Mangel der Absorptionskraft unter erhöhtem Druck leidet, eine Qualität, die für absorbierende Gegenstände als Windeln zum einmaligen Gebrauch erforderlich ist. Überdies war es sehr schwierig, das absorbierende Polymer bei einer hohen Konzentration dispergiert und in dem Schwamm oder Schaum fixiert zu halten, um eine Äußerung einer Expansions-Anisotropie zu gewährleisten und gleichzeitig eine Verschlechterung der Flexibilität des absorbierenden Gegenstands zu vermeiden.
Im Hinblick auf derartige, zuvor erwähnte Probleme des Stands der Technik hat vorliegende Erfindung als ein Ziel die Bereitstellung eines neuen absorbierenden Verbundstoffs, ein Verfahren zu dessen Herstellung und einen absorbierenden Gegenstand.
Ein weiteres Ziel vorliegender Erfindung ist die Bereitstellung eines absorbierenden Verbundstoffs, der sich durch seine Absorptionskapazität unter Druck, vertikale Saugkraft und Flexibilität auszeichnet und nicht unter einem leichten Abblättern eines absorbierenden Polymeren leidet, eines Verfahrens zur Herstellung desselben und eines absorbierenden Gegenstands.
Ein weiteres Ziel vorliegender Erfindung ist die Bereitstellung eines neuen absorbierenden Verbundstoffs, welcher kein Flüssigkeitsaustritt bewirkt, und eines absorbierenden Gegenstands unter Verwendung des absorbierenden Verbundstoffs. Ein anderes Ziel vorliegender Erfindung ist die Bereitstellung eines neuen absorbierenden Verbundstoffs, der sich durch seine Wasserabsorptionskraft, Wasserrückhaltekraft sowie Flexibilität auszeichnet und die Funktion besitzt, sich spezifisch in einer Richtung auszudehnen, sowie eines absorbierenden Gegenstands unter Verwendung dieses absorbierenden Verbundstoffs.
Die zuvor genannten Ziele werden durch den absorbierenden Verbundstoff, das Verfahren zu dessen Herstellung und den absorbierenden Gegenstand gemäß vorliegender Erfindung erreicht.
Vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen absorbierenden Verbundstoff, umfassend ein Stützelement, ein an das Stützelement gebundenes absorbierendes, vernetztes, kationisches Polymer und Teilchen aus absorbierendem, vernetzten, anionischen Polymeren, gebunden an das absorbierende, vernetzte kationische Polymer durch eine ionische Bindung.
Vorliegende Erfindung betrifft ferner einen absorbierenden Verbundstoff, bei dem die Menge des absorbierenden kationischen Polymeren im Bereich von 1– 10.000 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Stützelements, und die Menge der Teilchen des absorbierenden anionischen Polymeren im Bereich von 10– 10.000 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des absorbierenden kationischen Polymeren, liegt.
Vorliegende Erfindung betrifft ferner einen absorbierenden Verbundstoff, bei dem das Stützelement eine Fasersubstanz ist.
Ferner betrifft vorliegende Erfindung einen absorbierenden Verbundstoff in Form einer Folie mit einem Volumen von mindestens 5 cm³, einer Dicke von nicht weniger als 0,2 mm und einer Dichte im Bereich von 0,3–1,1 g/cm³, und der eine vertikale Saugkraft von nicht weniger als 5 cm, eine Absorptionskapazität unter Druck von nicht weniger als 20 g/g und eine Gurlely-Steifheit von nicht mehr als 1.000 mgfN zeigt, wobei die vertikale Saugkraft als der vertikale Abstand definiert ist, der von einer absorbierten Flüssigkeit auf der Folie in 60 Min. nach oben zurückgelegt wird, und die Absorptionskapazität als die Flüssigkeitsmenge definiert ist, die von der Flie unter einer Last von 50 g/cm² absorbiert wird.
Vorliegende Erfindung betrifft ferner einen absorbierenden Verbundstoff, bei dem das absorbierende, vernetzte anionische Polymer vernetzte Homopolymere oder ein vernetztes Copolymer von Acrzlsäure oder deren Salze umfasst, und das absorbierende vernetzte kationische Polymer ein vernetztes Polyalkylamin, vernetztes Polyethylenimin, vernetztes Polyvinylamin oder vernetzte Homopolymere oder quartäre Ammoniumsalze von Dialkylaminoalkyl(meth)acrylat umfasst.
Die Erfindung betrifft ferner einen absorbierenden Verbundstoff, bei dem der Anteil des absorbierenden Polymeren nicht weniger als 80 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des absorbierenden Verbundstoffs, beträgt.
Auch betrifft vorliegende Erfindung einen absorbierenden Verbundstoff mit einem Gehalt an mindestens 30 Gew.% des absorbierenden vernetzten anionischen Polymeren, bezogen auf das Gesamtgewicht des absorbierenden Verbundstoffs, wobei er dadurch gekennzeichnet ist, dass der absorbierende Verbundstoff bei der Absorption einer Flüssigkeit einen Wert von nicht weniger als 5 für die durch nachfolgende Formel ausgewiesene Expansions-Anisotropie zeigt: Expansions-Anisotropie = (Ez/Ex + Ez/Ey)/2(worin Ex, Ey bzw. Ez den Koeffizienten der linearen Expansion in den Richtungen der X-Achse, Y-Achse und Z-Achse bedeuten).
Ferner betrifft vorliegende Erfindung einen absorbierenden Schichtstoff, bei dem das absorbierende vernetzte anionische Polymer mittels des absorbierenden Bindemittels an das Stützelement gebunden ist und in Richtung der Dicke des absorbierenden Verbundstoffs verdichtet ist.
Ferner betrifft vorliegende Erfindung einen absorbierenden Verbundstoff, bei dem das absorbierende vernetzte kationische Bindemittel eine Rückhaltekapazität von nicht weniger als 5 g/g einer physiologischen Kochsalzlösung nach Trennung durch Zentrifugieren aufweist.
Vorliegende Erfindung betrifft auch einen absorbierenden Verbundstoff, bei dem das absorbierende Bindemittel ein absorbierendes kationisches Polymer, und das absorbierende Polymer ein absorbierendes anionisches Polymer ist.
Vorliegende Erfindung betrifft auch einen absorbierenden Gegenstand, welcher einen bei den vorherigen genannten Erfindungen dargelegten absorbierenden Verbundstoff umfasst.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschriebenen absorbierenden Verbundstoffs, das sich dadurch auszeichnet, dass man ein Monomer als Ausgangsmaterial, das der Bildung eines absorbierenden kationischen Polymeren fähig ist, auf einem Stützelement ablagert, das Monomer als Ausgangsmaterial polymerisiert oder polykondensiert, wodurch das absorbierende kationische Polymer auf dem Stützelement befestigt wird, und Teilchen aus absorbierenden anionischen Polymeren am absorbierenden kationischen Polymer befestigt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des absorbierenden Verbundstoffs, bei dem die Menge des absorbierenden kationischen Polymeren im Bereich von 1–10.000 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Stützelements, und die Menge der Teilchen aus dem anionischen absorbierenden Polymeren im Bereich von 10–10.000 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des absorbierenden kationischen Polymeren, liegen. Vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des absorbierenden Verbundstoffs, bei dem das Stützelement eine faserförmige Substanz ist. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung des absorbierenden Verbundstoffs, bei dem die faserförmige Substanz eine Folie aus Fasern ist.
Schließlich betrifft vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des absorbierenden Verbundstoffs, bei dem die Teilchen aus dem anionischen absorbierenden Polymeren auf der Folie aus Fasern, auf der das absorbierende kationische Polymer vorab befestigt wurde, verstreut werden, wonach die verstreuten Teilchen gegen die Folie aus Fasern gepresst werden.
1 ist ein schematisches Diagramm als eine Hilfe zur Beschreibung der Struktur eines erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundstoffs.
Der erste absorbierende Verbundstoff gemäß vorliegender Erfindung umfasst ein Stützelement und ein absorbierendes kationisches Polymer sowie hieran befestigte Teilchen aus einem absorbierenden anionischen Polymeren.
Das bei vorliegender Erfindung zu verwendende Stützelement bzw. -glied kann in zahlreichen Formen vorliegen, wie z. B. als schaumähnliches geschäumtes Polyurethan, als Pulver, Granalien, Folie, Bänder, Fasern und deren Kombinationen. Unter anderen, zuvor erwähnten Formen erwies sich die Form von Fasern für das Stützelement geeignet. Als faserförmiges Stützelement können z. B. Fasergewebe aus Natur- oder Synthesefasern oder natürlicher oder synthetischer Pulpe, insbesondere Folien aus Fasern, vorteilhafterweise verwendet werden. Die faserförmigen Folien umfassen z. B. Gewebe, Wirrfaservliese, Papier sowie Wirkwaren. Wirrfaservliese aus verschiedenen faserförmiger Endlosbahnen erwiesen sich vorteilhaft. Fasern des hydrophilen ebenso wie hydrophilen Typs erwiesen sich in gleicher Weise als brauchbar. Die hydrophilen Fasern umfassen z. B. Holzpulpe, Baumwolle, Wolle, Rayon und Aetat, und Vinylon. Die hydrophoben Fasern umfassen z. B. Polyester, acrylische Fasern, Nylon, Polyethylen, Polypropylen und Polyvinylchlorid. Auch sind verschiedene gemischte Fasern, gebildet aus den verschiedenen, zuvor erwähnten Fasern brauchbar. Die faserförmigen Folien umfassen z. B. diejenigen der Form eines Bandes. Obgleich die Bänder der faserförmigen Folien hinsichtlich ihrer Dicke nicht besonders begrenzt sind, werden zweckmäßigerweise solche mit einer Dicke im Bereich von 0,01–100 mm, vorzugsweise 0,1–10 mm, benutzt. Gereckte faserförmige Folien können durch kontinuierliche Zufuhr einer faserförmigen Folie hergestellt werden. Sie ermöglichen, dass der bei vorliegender Erfindung in Betracht gezogene absorbierende Verbundstoff mit hoher Betriebswirksamkeit hergestellt wird. Zweckmäßigerweise haben die Fasern einen Durchmesser im Bereich von 0,1–1.000 um, vorzugsweise im Bereich von 1–100 μm.
Die absorbierenden kationischen Polymeren, welche bei vorliegender Erfindung wirksam verwendet werden, umfassen z. B. die Mannich-Reaktionsprodukte von Polyallylamin, Polyalkylenpolyamin, Polyethylenimin, Polyvinylamin, Poly(meth)acrylamid, Homopolymere von Poly(meth)acrylamin und Dialkylaminoalkyl(meth)acrylat und deren Copolymere mit (Meth)acrylamid, Homopolymere von quartären Ammoniumsalzen von Dialkylaminoalkyl(meth)acrylaten, erhalten durch Behandlung mit einer halogenierten Alkylverbindung (wie z. B. Methylchlorid, Ethyichlorid oder Methylbromid) sowie Copolymere solcher Homopolymerer mit einem (Meth)acrylamid, quartären Ammoniumsalzen von Polydialkylallylaminen, Polymere von quartären Vinylbenzylaminen, acetyliertem Chitosan und Kondensationsprodukte von Epichlorhydrin mit Polyaminen oder Monoaminen. Das durch Zugabe eines Vernetzungsmittels zu einem derartigen Polymeren während oder nach der Polymerisation und Vernetzen des Polymeren erhaltene Bindemittel, ist ein Polykation, das zahlreiche kationische Gruppen aufweist. Dieses Bindemittel wird vorteilhafterweise verwendet, weil es eine starke ionische Bindung mit einem absorbierenden anionischen Polymer eingeht und nach Wasserabsorption und Quellen mit Wasser eine starke Klebkraft beibehält. Als besonders vorteilhaft erweist sich das vernetzte Polykation, wenn es einen Glasübergangspunkt aufweist, der niederer als normale Raumtemperatur ist.
Die quartären halogenierten Alkylsalze von Dialkylamino(meth)acrylaten werden zur Herstellung der zuvor genannten Polymeren wirksam verwendet, einschließlich quartäre halogenierte Alkylsalze solcher Monomerer wie N,N'-Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, N,N-Dimethylaminopropyl(meth)acrylat, N,N-Diethylaminobutyl(meth)acrylat, N,N-Diethyiaminoethyl(meth)acrylat und N,N-diethylaminopropyl(meth)acrylat, um einige Beispiele zu nennen. Bei vorliegender Erfindung kann ein derartiges absorbierendes kationisches Polymer nach Polymerisation in einer geeigneten flüssigen Form, wie z. B. als Lösung mittels Sprühen oder Verbreiten auf das Stützelement aufgebracht und daran befestigt werden. Vorzugsweise wird die Befestigung dieses absorbierenden kationischen Polymeren am Stützelement erreicht, indem man bewirkt, dass ein entsprechendes Monomer oder ein Gemisch des Monomeren in Form einer wässerigen Lösung auf dem Stützelement z. B. mittels Imprägnieren abgelagert wird, wonach man die aufgebrachte Schicht der Monomerenlösung polymerisiert oder polykondensiert.
Die Polymerisation des Monomeren oder Monomerengemischs in Lösung wird in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators bei einer Temperatur im Bereich von 0–200°C, vorzugsweise 50°–150°C, durchgeführt.
Als konkrete Beispiele für den Polymerisationsinitiator, der im Vorliegenden vorteilhafterweise verwendet wird, können radikalische Polymerisationsinitiatoren vom oxidierenden oder Azo-Typ, die in Wasser löslich oder mit Wasser mischbar und in Wasser dispergierbar sind, genannt werden. Die oxidierende Polymerisationsinitiatoren umfassen Persulfate wie Natriumpersulfat, Kaliumpersulfat und Ammoniumpersulfat; Wasserstoffperoxid; und organische Peroxide wie Di-tert.-butylperoxid und Acetylperoxid, um nur einige zu nennen. Die Polymerisationsinitiatoren vom Azo-Typ umfassen z. B. Azoverbindungen wie 2,2'A-zobis(2-amidinoprpan)dihydrochlorid, 2,2'-Azobis(N,N'-dimethylenisobutylamidin)dihydrochlorid, und 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure).
Es ist erforderlichenfalls zulässig, einen oxidierenden Polymerisationsinitiator und einen Polymerisationsinitiator vom Azo-Typ in Kombination zu verwenden, gleichzeitig eine aus der zuvor genannten Gruppe ausgewählte Vielzahl von Polymerisationsinitiatoren oder einen derartigen Polymerisationsinitiator, gemischt mit einer solchen reduzierenden Substanz wie ein Sulfit oder L-Ascorbinsäure, zu verwenden, um eine Redoxpolymerisation zu bewirken. Der Polymerisationsinitiator wird in einer Menge im Bereich von 0,001–10 Gew.%, vorzugsweise 0,01–1 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des Monomeren, zu benutzen.
Erforderlichenfalls wird in das Monomer ein Vernetzungsmittel in einer Menge im Bereich von 0,0001–10 Gew.%, vorzugsweise 0,01–2 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des Monomeren, eingearbeitet. Damit das Vernetzungsmittel in diesem Falle wirksam ist, ist es eine Verbindung, welche zwei oder mehrere ungesättigte Doppelbindungen in ihrer Moleküleinheit aufweist. Als konkrete Beispiele für ein Vernetzungsmittel, das diese Beschreibung erfüllt, können angegeben werden: N,N'-Methylenbis(meth)acrylamid, (Poly)ethylenglycoldi(meth)acrylat, Polypropylenglycoldi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Trimethylolpropandi(meth)acrylat, Glycerintri(meth)acrylat, Glycerinacrylat und methacrylat, mit Ethylenoxid modifiziertes Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Pentaerythrittetra(meth)acrylat, Dipentaerythrithexa(meth)acrylat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Triallylphosphat, Triallylamin, Poly(meth)allyloxyalkane, Glycidyl(meth)acrylat, N-Methylolacrylamid, (Poly)ethylenglycoldiglycidylether und Glycerindiglycidylether.
Bei vorliegender Erfindung liegt die Menge des am Stützelement zu befestigenden absorbierenden kationischen Polymeren im Bereich von 1–10.000 Gewichtsteilen, vorzugsweise 10–5.000 Gewichtsteilen, am meisten bevorzugt 50– 1.000 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Stützelements.
Das bei vorliegender Erfindung zu verwendende absorbierende anionische Polymer ist das Homopolymer oder Copolymer eines der nachfolgenden wasserlöslichen, ethylenisch ungesättigten Monomeren. Als konkrete Beispiele für das Monomer können angegeben werden: Acrylsäure, Methacrylsäure, 2-(Meth)acryloylethansulfonsäure, 2-(Meth)acrylolpropansulfonsäure, 2-(Meth)acrylamid-2-methylpropansulfonsäure, Vinylsulfonsäure, (Meth)allylsulfonsäure und Alkalimetallsalze und Ammoniumsalze von derartigen Säuren. Diese Monomeren können entweder allein oder in Form eines Gemischs von zwei oder mehreren Verbindungen benutzt werden. Acrylsäure und deren Salze sind bevorzugte Beispiele.
Erforderlichenfalls kann in das Monomer ein Vernetzungsmittel in einer Menge im Bereich von 0,0001–10 Gew.%, vorzugsweise 0,01–2 Gew.%, eingearbeitet werden. Das Vernetzungsmittel ist eine Verbindung mit zwei oder mehreren ungesättigten Doppelbindungen in seiner Moleküleinheit. Als konkrete Beispiele für das Monomer, das dieser Beschreibung entspricht, können angegeben werden: N,N'-Methylenbis(meth)acrylamid, (Poly)ethylenglycoldimethacrylat, (Poly)propylenglycoldi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Trimethylolpropandi(meth)acrylat, Glycerintri(meth)acrylat, Glycerinacrylat und -methacrylat, mit Ethylenoxid modifizierte Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Pentaerythrittetra(meth)acrylat, Dipentaaerythrithexa(meth)acrylat, Triallylcyanorat, Triallylisocyanurat, Triallylphosphat, Triallylamin, (Poly)methallyloxaalkane, Glycidyl(meth)acrylat, N-Methylolacrylamid, (Poly)ethylenglycoldiglycidylether, Glycerindiglycidylether, Ethylenglycol, Polyethylenglycol, Propylenglycol, Glycerin, Pentaerythrit, Ethylendiamin, Polyethylenimin sowie Aluminiumsulfat.
Bei vorliegender Erfindung wird das absorbierende anionische Polymer durch vorbereitendes Polymerisieren des entsprechenden Monomeren in einem Polymerisationsgefäß und erforderlichenfalls durch Trocknen und Pulverisieren des hierbei erhaltenen Polymeren erhalten. Im Speziellen wird das Monomer oder dessen Gemisch in Form einer wässerigen Lösung und anschließendes Unterwerfen der Polymerisation im Polymerisationsgefäß in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators bei einer Temperatur im Bereich von 0–200°C, vorzugsweise 50°–150°C, hergestellt.
Als konkrete Beispiele für den Polymerisationsinitiator, welcher im Vorliegenden vorteilhafterweise verwendet wird, können oxidierende oder radikalische Polymerisationsinitiatoren vom Azo-Typ, weiche in Wasser löslich oder mit Wasser mischbar und hierin dispergierbar sind, angegeben werden. Die oxidierenden Polymerisationsinitiatoren umfassen Persulfate wie Natriumpersulfat, Kaliumpersulfat und Ammoniumpersulfat; Wasserstoffperoxid und organische Peroxide wie Di-tert.-butylperoxid und Acetylperoxid. Die Polymerisationsinitiatoren vom Azo-Typ umfassen z. B. Azoverbindungen wie 2,2'-Azobis(2-amidinopropan)dihydrochlorid, 2,2'-Azobis(N,N'-dimethylenisobutylamidin)dihydrochlorid, und 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure).
Erforderlichenfalls ist es zulässig, einen oxidierenden Polymerisationsinitiator und einen Polymerisationsinitiator vom Azo-Typ in Kombination zu verwenden, eine Vielzahl aus der zuvor genannten Gruppe ausgewählter Polymerisationsinitiatoren gleichzeitig zu verwenden, oder einen derartigen Polymerisationsinitiator im Gemisch mit einer derartigen reduzierenden Substanz wie einem Sulfit oder L-Ascorbinsäure zu verwenden, um eine Redoxpolymerisation zu bewirken. Der Polymerisationsinitiator wird in einer Menge im Bereich von 0,001–10 Gew.%, vorzugsweise 0,01–1 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des Monomeren, benutzt.
Die derart erhaltenen Teilchen aus absorbierendem anionischen Polymeren haben einen Teilchendurchmesser im Bereich von 1.000–10 um, vorzugsweise 600– 100 μm.
Die absorbierenden anionischen Polymerteilchen, welche wie zuvor beschrieben erhalten werden, sind durch ein geeignetes Mittel, wie z. B. ein Verstreuen auf dem Stützelement, an das die kationischen absorbierenden Polymerteilchen gebunden wurden, wie oben beschrieben, gieichmäßig dispergiert und werden sodann durch eine solche Maßnahme, wie Pressen auf dem absorbierenden kationischen Polymer befestigt. Die Menge der Polymerteilchen aus dem absorbierenden anionischen Polymer, welche zu diesem Zweck anzuwenden ist, liegt im Bereich von 10–10.000 Gewichtsteilen, vorzugsweise 100–1.000 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des absorbierenden kationischen Polymeren.
Unter Bezugnahme auf 1 ist in einem absorbierenden Verbundstoff 1 unter Verwendung eines Stützelements aus Fasern 2, und wie zuvor beschrieben erhalten, ein absorbierendes kationisches Polymer an die Fasern 2 gebunden, und Teilchen aus absorbierenden anionischem Polymeren 4 sind mittels des absorbierenden kationischen Polymeren 3 an die Fasern 2 gebunden.
Zweckmäßigerweise liegt der erste absorbierende Verbundstoff gemäß vorliegender Erfindung in Form eines Volumens von mindestens 5 cm³, vorzugsweise 10–200 cm³, einer Dicke von nicht weniger als 0,2 mm, vorzugsweise 0,5–5 mm, und einer Dichte im Bereich von 0,3–1,1 g/cm³, vorzugsweise 0,3–1,0 g/cm³ vor und zeigt eine vertikale Ansaugkraft von nicht weniger als 5 cm, vorzugsweise 6,5–10 cm, eine Absorptionskapazität unter Druck von nicht weniger als 20 g/g, vorzugsweise 24–50 g/g, und eine Gurley-Steifheit von nicht weniger als 1.000 mgfN, vorzugsweise 0–500 mgfN.
Die Menge des absorbierenden Polymeren (Summe des absorbierenden kationischen Polymeren und absorbierenden anionischen Polymeren) ist zweckmäßigerweise nicht weniger als 80 Gew.%, vorzugsweise 85–99 Gew.%, bezogen auf die Menge des absorbierenden Verbundstoffs. Durch Einstellung dieser Menge auf oberhalb 80 Gew.% wird es möglich gemacht, die Menge des Stützelements zu vermindern und den herzustellenden Verbundstoff zu verdichten.
Der zweite absorbierende Verbundstoff gemäß vorliegender Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass er mindestens 30 Gew.% des absorbierenden Polymeren, bezogen auf die Gesamtmenge des absorbierenden Verbundstoffs, und einen Wert von nicht weniger als 3 für die Expansions-Anisotropie, ausgewiesen durch folgende Formel, nach Absorption einer Flüssigkeit aufweist: Expansions-Anisotropie = (Ez/Ex + Ez/Ey)/2. (worin Ex, Ey bzw. Ez den linearen Expansionskoeffizienten in den Richtungen der X-Achse, Y-Achse und Z-Achse bedeuten.
Die Expansions-Anisotropie, welche nach dem weiter unten beschriebenen Verfahren bestimmt wird, ist ein Index des Grades, mit dem ein gegebener absorbierender Verbundstoff nach Absorption einer Flüssigkeit sich in Richtung der Z-Achse bezüglich der Richtungen der X-Achse und Y-Achse ausdehnt. Der zweite absorbierende Kunststoff zeigt nach Absorption einer Flüssigkeit eine Anisotropie der Volumenausdehnung, er dehnt sich nämlich hauptsächlich in Richtung der Dicke des Verbundstoffs aus.
Da der absorbierende Verbundstoff, wenn er von einer Körperflüssigkeit benetzt ist, seine Masse nicht verringert, sondern vielmehr erhöht, erlaubt er die Herstellung eines absorbierenden Gegenstands, welcher an Tauglichkeit, einem menschlichen Körper anzuliegen, gewinnt und eine Undichtigkeit verhindert, wenn er befeuchtet ist. Wenn der absorbierende Verbundstoff einen Zahlenwert von weniger als 3 für die zuvor genannte Expansions-Anisotropie hat, erwirbt er keine völlig befriedigende Tauglichkeit für den menschlichen Körper. Vorzugsweise hat der absorbierende Verbundstoff einen Zahlenwert von mehr als 5 der Expansions-Anisotropie.
Der zweite absorbierende Verbundstoff gemäß vorliegender Erfindung enthält das absorbierende Polymer in einer Menge von nicht weniger als 30 Gew.%, bezogen auf sein Gesamtgewicht. Durch Einstellung der Menge des absorbierenden Polymeren auf ein Niveau von oberhalb 30 Gew.% ist der absorbierende Verbundstoff in der Lage, eine verbesserte Expansions-Anisotropie und Absorptionskraft zu erwerben, und der absorbierende Gegenstand , in den die absorbierende Zusammensetzung eingearbeitet ist, ist in der Lage, sich einer verringerten Dicke und einer Verdichtung seiner Masse zu erfreuen. Zweckmäßigerweise liegt die Menge des absorbierenden Polymeren im Bereich von 80–99 Gew.%.
Das bei vorliegender Erfindung zu verwendende absorbierende Polymer umfasst ein absorbierendes Bindemittel, das zum Zweck der Befestigung des absorbierenden Polymeren an dem Stützelement und auf dem absorbierenden, in dem absorbierenden Verbundstoff benutzten absorbierenden Polymeren dient, was nachfolgend in größeren Einzelheiten beschrieben wird. Im Speziellen können vernetzte oder unvernetzte, hydrophile natürliche und synthetische makromolekulare Verbindungen benutzt werden. Die natürlichen makromolekularen Verbindungen umfassen z. B. Verbindungen von Stärketyp und Zellulosetyp. Die synthetischen makromolekularen Verbindungen umfassen z. B. solche vom Polyacrylsäure-Typ und Polyacrylattyp, Verbindungen vom Polyvinylalkohol-Typ, Polyacrylamid-Typ und Polyoxylen-Typ. Unter anderen makromolekularen, zuvor genannten Verbindungen erwiesen sich makromolekulare Verbindungen vom Polyacrylat-Typ und Polyacrylamid-Typ als vorteilhaft.
Der zweite absorbierende Verbundstoff gemäß vorliegender Erfindung liegt z. B. in einer derartigen Struktur, dass das absorbierende Polymer mit Hilfe des absorbierenden Bindemittels an dem Stützelement befestigt und in Richtung der Dicke verdichtet ist. Das Stützelement hat vorzugsweise einen Kompressionskoeffizienten der Elastizität von nicht weniger als 60%. Insbesondere hat das Stützelement mit einer dreidimensionalen Rückenbindungsstruktur oder offenen Zellstruktur den Vorteil, eine starke Rückstellkraft nach der Wasserabsorption aufzuweisen. Wenn der Kompressionskoeffizient der Elastizität weniger als 60% beträgt, folgt der Nachteil, dass das Stützelement eine schwache Rückstellkraft nach Absorption von Wasser zeigt und verhindert, dass der absorbierende Verbundstoff eine hohe Expansions-Anisototropie erreicht.
Das absorbierende Bindemittel hat einen starken Einfluss auf die Flexibilität des absorbierenden Verbundstoffs, weil er den Teil entlastet, der eine Haftung und Befestigung des Stützelements, des absorbierenden Polymeren und des Bindemittels verursacht. Vorzugsweise weist das Bindemittel Flexibilität auf. Im Speziellen wird vorteilhafterweise ein vernetztes Polykondensat mit einem Glasübergangspunkt von weniger als Raumtemperatur als absorbierendes Bindemittel benutzt. Das Bindemittel besitzt zweckmäßigerweise per se eine Fähigkeit, nach Wasserabsorption zu expandieren. Durch Übernahme des Bindemittels, das die Fähigkeit nach Wasserabsorption zu expandieren, besitzt, ist der herzustellende absorbierende Verbundstoff in der Lage, eine verbesserte Expansions-Anisotropie zu erwerben, ferner hervorragende Wasserabsorptionskraft, Wasserrückhaltekraft und Flexibilität zu erreichen, und gleichzeitig sich einer Erhöhung der hierbei-benutzten Menge des absorbierenden Polymeren und einer proportionalen Verringerung der Menge des Stützelements zu erfreuen. Deshalb erfreut sich der hergestellte absorbierende Verbundstoff einer Verringerung der Dicke. Insbesondere zeigt das absorbierende Bindemittel zweckmäßigerweise eine Rückhaltekapazität von nicht weniger als 5 g/g nach Behandlung mit physiologischer Kochsalzlösung und Zentrifugentrennung. Diese Rückhaltekapazität, welche nach einem Verfahren bestimmt wird, das weiter unten in Einzelheiten beschrieben wird, ist ein Index für die Bewertung der Wasserrückhalteeigenschaft eines gegebenen absorbierenden Verbundstoffs. Wenn das absorbierende Bindemittel eine Rückhaltekapazität von weniger als 5 g/g hat, folgt der Nachteil, dass das absorbierende Bindemittel weder eine Verbesserung der Expansions-Anisotropie und der Absorptionskraft erlaubt, noch irgend ein Beitrag zur Verringerung der Dicke des absorbierenden Verbundstoffs leistet. Vorteilhafterweise wird das zuvor erwähnte absorbierende kationische Polymer als absorbierendes Bindemittel der unter Diskussion stehenden Qualität verwendet.
Die absorbierenden Polymeren, welche im Vorliegenden wirksam benutzt werden, umfassen beispielsweise Homopolymere und Copolymere von wasserlöslichen ethylenisch ungesättigten Monomeren. Vorzugsweise werden die zuvor erwähnten absorbierenden anionischen Polymeren als Monomere für die Homopolymeren oder Copolymeren verwendet.
Als zweiter absorbierender Verbundstoff gemäß vorliegender Erfindung wird deshalb zweckmäßigerweise der erste absorbierende Verbundstoff gemäß vorliegender Erfindung verwendet.
Zwecks Ermöglichung, den zweiten absorbierenden Verbundstoff gemäß vorliegender Erfindung mit einer weiter erhöhten Expansions-Anisotropie auszustatten, ist es von Vorteil, dass dieser zweite absorbierende Verbundstoff erhalten wird, indem man den ersten absorbierenden Kunststoff weiter verdichtet oder auf ihn eine Vielzahl von ersten absorbierenden Verbundstoffen legt und die darüber gelegten Schichten aufpresst. Obgleich das Darüberlegen der Vielzahl von absorbierenden Verbundstoffen durch einfaches Pressen der einzelnen Schichten erreicht wird, kann ihre schnelle Vereinigung erforderlichenfalls erreicht werden, indem man die Grenzflächen der übereinander gelegten Schichten erwärmt.
Um zu ermöglichen, dass der zweite absorbierende Verbundstoff ein hydrophiles Verhalten in Nähe seiner Oberfläche erwirbt und eine Flüssigkeit mit einer erhöhten Geschwindigkeit diffundiert und absorbiert, ist es zweckmäßig, dass winzige hydrophile Fasern in Nachbarschaft der Oberfläche des absorbierenden Verbundstoffs abgeschieden werden. Die im Vorliegenden wirksam verwendeten winzigen hydrophilen Fasern umfassen z. B. Cellulosepulver und vermahlene Fasern. Die aufzubringende Menge der winzigen hydrophilen Fasern liegt zweckmäßigerweise im Bereich von 0,01–5 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des absorbierenden Verbundstoffs. Wenn die Menge der winzigen hydrophilen Fasern, die so abgelagert werden, weniger als 0,01 pro Gew.% beträgt, wird die beabsichtigte Wirkung der Zugabe der winzigen hydrophilen Fasern nicht erhalten. Wenn diese Menge 5 Gew.% überschreitet, hat dies den Nachteil zur Folge, dass die Menge der Wiederbenetzung bis zu dem Ausmaß einer Erhöhung der Kosten des absorbierenden Verbundstoffs ansteigt.
Zweckmäßigerweise besitzt der zweite absorbierende Verbundstoff gemäß vorliegender Erfindung ein Rückhaltevermögen von nicht weniger als 10 g/g nach der Behandlung mit physiologischer Kochsalzlösung und Zentrifugenabtrennung. Wenn der absorbierende Verbundstoff ein Rückhaltevermögen von weniger als 10 g/g aufweist, hat der absorbierende Verbundstoff eine mangelhafte Exansions-Anisotropie und Absorptionskraft und, wenn er in einem absorbierenden Gegenstand verwendet wird, zeigt keine Erhöhung der Leistung des absorbierenden Verbundstoffs.
Der nach dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellte zweite absorbierende Verbundstoff gemäß vorliegender Erfindung hat eine solche Struktur, dass das absorbierende Polymer mittels eines weichen Bindemitttels, das ionische Klebkraft besitzt, innerhalb eines Hohlraums des Stützelements gebunden ist, welches einen hohen Kompressionskoeffizienten der Elastizität zeigt. Die Menge des in der Struktur enthaltenen absorbierenden Polymeren ist nicht weniger als 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Struktur. Wenn diese Struktur einer wässerigen Flüssigkeit ausgesetzt wird, wird die wässerige Flüssigkeit unverzüglich in den Hohlraum im Stützelement und in den Hohlräumen zwischen dem Stützelement und dem absorbierenden Polymeren und dem Bindemittel diffundiert und hierin zurückgehalten. Gleichzeitig beginnt das absorbierende Polymer Wasser zu absorbieren und sich auszudehnen, was die zuvor genannte Wirkung unterstützt und bewirkt, dass sich die Struktur weiter ausdehnt. Da das absorbierende Polymer an das Stützelement mittels des Bindemittels gebunden ist, dehnt es sich nicht gleichmäßig in sämtlichen Richtungen aus, sondern in einer festgelegten Richtung. Somit zeigt der absorbierende Verbundstoff eine Expansions-Anisotropie. Da die in dem absorbierenden Verbundstoff erzeugte Expansionskraft hauptsächlich in der Expansion des absorbierenden Polymeren infolge dessen Wasserabsorption ihren Ursprung hat, weist der absorbierende Verbundstoff eine völlig befriedigende Expansions-Anisotropie und Absorptionskraft auf, auch wenn er in einem hoch verdichteten Zustand vorliegt. In dem absorbierenden Verbundstoff, der aus einer Vielzahl von verdichteten Schichten zusammengesetzt ist, ist die Expansions-Anisotropie erhöht, weil das gerade erwähnte Phänomen sich ausgeprägter äußert.
Der durch vorliegende Erfindung in Betracht gezogene absorbierende Gegenstand hat lediglich eine vordere, flüssigkeitsdurchlässige Folie, eine rückseitige, flüssigkeitsundurchlässige Folie und den zuvor erwähnten ersten oder zweiten absorbierenden Verbundstoff, der zwischen diesen beiden Schichten angeordnet ist, zu umfassen. In ihn können derartige andere Materialien wie Papier, Faser und anorganische Teilchen in einer Menge eingearbeitet sein, welche die Funktion des absorbierenden Verbundstoffs nicht beeinträchtigt. Der vorderen Folie sind keine besondere Beschränkungen auferlegt; es ist lediglich erforderlich, dass sie flüssigkeitsdurchlässig ist. Beispielsweise sind ein Wirrfaservlies, Gewebe, Papier, Gaze etc. brauchbare Materialien für die vordere Folie. Unter anderen zuvor vorgeschlagenen Materialien können Wirrfaserfolien aus synthetischen Fasern von Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyamid usw. mit besonderem Vorteil benutzt werden. Die rückseitige Folie unterliegt keiner besonderen Beschränkung, erfordert jedoch lediglich, dass sie flüssigkeitsundurchlässig ist. Vorteilhafterweise werden als Materialien für die rückseitige Folie Filme aus synthetischen Harzen, wie z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid und Polyvinylalkohol verwendet werden. Die für den zweiten absorbierenden Verbundstoff gemäß vorliegender Erfindung gefundenen Anwendungen sind nicht auf derartige absorbierende Hygieneartikel beschränkt, die zuvor erwähnt wurden. Der zweite absorbierende Verbundstoff kann auf solche Produkte wie funktionelle Materialien und Spielzeuge angewandt werden, welche in der Lage sind, von der Expansions-Anisotropie des absorbierenden Verbundstoffs wirksamen Gebrauch zu machen.
Vorliegende Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Bezugsbeispielen, Arbeitsbeispielen und Vergleichsbeispielen genauer beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele begrenzt ist. Wenn von „Teilen" in folgenden Beispielen die Rede ist, wird hierunter, wenn nicht anders angegeben, „Gewichtsteile" verstanden.
Die Absorptionseigenschaften der absorbierenden Polymeren oder absorbierenden Verbundstoffe (oder absorbierende Polymerfolien), welche in den Bezugsbeispielen, Arbeitsbeispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, wurden nach folgenden Verfahren bestimmt:
(1) Rückhaltevermögen
Diese Eigenschaft von absorbierenden Polymerteilchen oder eines absorbierenden Verbundstoffs wurde bestimmt, indem man eine Probe mit einem Gewicht von 0,2 g abwog, die Probe in einem Beutel in einen wärmeversiegelten Beutel vom Typ eines T-Beutels aus Wirrfaservlies mit einer Fläche von 6 cm × 6 cm einbrachte, den die Probe enthaltenden Beutel in physiologischen Kochsalzlösung (0,9%igen Natriumchloridlösung) 30 Minuten eingetaucht hielt, dann den feuchten Beutel 3 Minuten zentrifugierte (250 G) wodurch überschüssige physiologische Kochsalzlösung ausgetrieben wurde, den Beutel abwog (W1) und das Verfahren mit einem leeren Beutel wiederholte, um ein Blindgewicht (WO) herauszufinden. Das Rückhaltevermögen (g/g) wurde gefunden, indem man das Blindgewicht (WO) von dem Probengewicht (W1) abzog und den Unterschied durch das Gewicht (0,2 g) der absorbierenden Polymerteilchen oder des absorbierenden Verbundstoffs dividierte.
(2) Absorptionskapazität unter Druck
Im Falle eines absorbierenden Polymeren wurde diese Eigenschaft bestimmt, indem man eine Glasfilterplatte (G # 1) mit einem Durchmesser von 120 mm in einer Glaspetrischale mit einem Innendurchmesser von 160 mm und einer Höhe von 120 mm stellte, eine wässerige 0,4%ige Kochsalzlösung (0,4% Natriumchlorid-Lösung) in die Petrischale goss, bis sie auf die Oberseite der Glasfilterplatte anstieg, ein Filterpapier (hergestellt von Toyo Roshi K. K. und unter dem Warenzeichen „FILTER PAPIER No: 2") auf die Glasfilterplatte legte, und dann in einem zylindrischen Behälter aus Acrylharz mit einem Innendurchmesser von 60 mm und einer Höhe von 60 mm mit einem an dessen Boden befestigten Netz einer Maschengröße von 400 mesh aus rostfreiem Stahl, 0,9 g der absorbierenden Polymerteilchen verstreute, ferner eine Last von 50 g/cm² innerhalb des Zylinders legte, um ein zylindrisches Aggregat zu vervollständigen, das zylindrisch Aggregat abwog (W1), dieses zylindrisches Aggregat auf einem Filterpapier anbrachte, das Filterpapier die wässerige 0,4%ige Kochsalzlösung 30 Minuten absorbieren ließ, die Höhe der wässerigen 0,4%gen Kochsalzlösung innerhalb der Petrischale bei einem festgelegten Niveau während des Fortschreitens der Absorption hielt, und das zylindrische Aggregat nach dem 30minütigem Stehenlassen abwog (W2). Die Absorptionskapazität unter Druck (g/g) wurde gefunden, indem man das Gewicht (W1) von dem Gewicht (W2) abzog und den Unterschied durch das Gewicht des absorbierenden Polymeren (0,9 g) vor der zuvor erwähnten Absorption dividierte.
Im Falle eines absorbierenden Verbundstoffs wurde diese Eigenschaft (g/g) durch Wiederholung des zuvor beschriebenen Verfahrens unter Ausstanzen einer Probe von 3,1 cm × 3,1 cm aus dem absorbierenden Verbundstoff bestimmt, wobei man die Probe abwog, diese Probe in den Bodenteil des Acrylbehälters legte und die Last auf 50 g/cm² einstellte.
(3) Absorptionsgeschwindigkeit
Diese Eigenschaft wurde bestimmt, indem man eine Probe von 2,54 cm × 2,54 cm (1 square inch) aus einem gegebenen absorbierenden Verbundstoff ausstanzte, die Probe abwog, eine wässerige 0,4%ige Kochsalzlösung in einer Menge des Zehnfachen des Probegewichts in einen Polypropylenbehälter mit einem Innendurchmesser von 5,5 cm und einer Höhe von 1,5 cm goss, die quadratische Probe in die 0,4%ige Kochsalzlösung legte und die Zeit (in Sekunden) abstoppte, die erforderlich war, damit die Lösung völlig durch die Probe absorbiert war (nämlich bis die Lösung aufhörte, eine Pfütze auf der um 45° geneigten Probe zu bilden). Die Zeit wurde als Absorptionsgeschwindigkeit bezeichnet.
(4) Vertikale Saugkraft
Diese Eigenschaft wurde bestimmt, indem man eine Probe in Form eines Bandes der Abmessung 2 cm × 10 cm aus einem gegebenen absorbierenden Verbundstoff herausschnitt, diese Probe vertikal aufhängte, so dass deren vorderes Ende bis zu einer Tiefe von 2 mm in dem Bad aus physiologischer Kochsalzlösung eintauchte, die suspendierte Probe spontan die physiologische Kochsalzlösung vertikal durch deren vorderes Ende 60 Minuten absorbieren ließ, wonach der Abstand (in cm) , durch den die Lösung aufgesaugt war, maß. Dieser Abstand wurde als die vertikale Saugkraft bezeichnet.
(5) Flexibilität
Diese Eigenschaft wurde bestimmt, indem man eine Probe in Form eines Streifens, 2,54 cm × 8,89 cm (1 inch × 3,5 inches) aus einem gegebenen absorbierenden Verbundstoff stanzte und in einem bei einer Temperatur von 25°C und einer Feuchtigkeit von 50% gehaltenen Raum auf Flexibilität gemäß dem Bestimmungsverfahren der Gurley-Synthese, ausgewiesen in JIS (Japanischer Industriestandard) L-1096, testete. Diese Probe wurde bei einer Temperatur von 70°C 3 Stunden getrocknet und sodann auf ihre Flexibilität nach dem gleichen Verfahren getestet.
(6) Verdichtungskoeffizient der Elastizität
Diese Eigenschaft des Stützelements aus Wirrfaservlies in einer gegebenen absorbierenden Komponente wurde durch Ausstanzen von drei Teststücken, 5 cm × 5 cm, aus dem Stützelement, Übereinanderiegen der drei Teststücke, Messen der übereinandergelegten Teststücke auf ihre Dicke (TO) unter einer Anfangslast von 7 g/cm² mittels einer Testvorrichtung der Verdichtungselastizität (Stanzmetall: 5 cm) gemäß der in JIS L-1096 ausgewiesenen Methode bestimmt, wonach die übereinander gelegten Teststücke unter einer Last von 150 g/cm² eine Minute stehengelassen wurden, ihre Dicke (T1) gemessen wurde, sie unter keiner Last 1 Minute stehengelassen wurden, wonach sie unter der gleichen Last von 7 g/cm² wie die Anfangslast stehengelassen wurden und ihre Dicke (T2) gemessen wurde. Der Verdichtungskoeffizient der Elastizität (%) wurde nach folgender Gleichung unter Verwendung der Messergebnisse berechnet. Die Bestimmung des Verdichtungskoeffizienten der Elastizität wurde fünfmal durchgeführt. Das Mittel der Ergebnisse der wiederholten Bestimmungen wurde als die Elastizität bezeichnet. Verdichtungskoeffizient der Elastizität (%) = {(T2) – (T1)}/{(T0) – (T1)} × 100
(7) Expansions-Anisotropie
Diese Eigenschaft wurde bestimmt, indem man ein Teststück, 5 cm × 5 cm, aus einem gegebenen absorbierenden Verbundstoff ausstanzte, das Teststück auf seine Länge in Richtung der X-Achse (X0), die Länge in Richtung der Y-Achse (Y0) und die Länge in Richtung der Z-Achse (Z0) maß, das Teststück 30 Minuten in einer physiologischen Kochsalzlösung eingetaucht hielt, die Probe sodann 3 Minuten zentrifugierte (250 G), wodurch überschüssige physiologische Kochsalzlösung ausgetrieben wird, und das ausgedehnte Teststück auf seine Längen der Achse X (X1), Y-Achse (Y1) und Z-Achse (Z1) maß. Die Expansions-Anisotropie wurde gemäß folgender Formel berechnet: Expansionskoeffizient der Einlage in Richtung der X-Achse (Ex) = (X1) × (X0) Expansionskoeffizient der Einlage in Richtung der Y-Achse (Ey) = (Y1) × (Y0) Expansionskoeffizient der Einlage in Richtung der Z-Achse (Ez) = (Z1) × (Z0) Expansions-Anisotropie = (Ez/Ex + Er/Ey)/2
(8) Absorption auf schiefer Ebene
Dieser Test wurde durchgeführt, indem man eine Probefolie einer Länge von 15 cm und Breite von 7 cm aus einem gegebenen absorbierenden Verbundstoff schnitt, die Probefolie auf einer um 45° geneigte Fläche befestigte, bewirkte, dass die physiologische Kochsalzlösung die Probefolie von deren oberen Ende mit einer Rate von 7 ml/Sek. herabströmte und die Probefolie die strömende Kochsalzlösung absorbieren ließ, wobei die Dauer (in Sekunden) zwischen der Zeit, wo die Strömung der Kochsalzlösung begonnen wurde, und der Zeit, wo die Strömung der Kochsalzlösung am unteren Ende der Probefolie auszuströmen begann, abgestoppt und gleichzeitig die von der Probefolie inzwischen absorbierte Kochsalzlösung (in. g) abgewogen wurde.
(9) (Menge der) Wiederbenetzung (Beispiele 8–13 und Kontrollen 3–5)
Zur Bestimmung dieser Größe wurde eine vereinfachte absorbierende Folie hergestellt, indem man eine Probefolie, 12 cm × 25 cm, aus einem gegebenen absorbierenden Verbundstoff ausschnitt, eine Folie der gleichen Abmessung aus dem einer Kinderwindel zum einmaligen Gebrauch (hergestellt von Procter & Gamble Far East Inc. und unter dem Warenzeichen „Pampers" auf dem Markt) entnommenen Wirrfaservlies schnitt und die beiden Folien übereinanderlegte. Die vereinfachte absorbierende Folie wurde zwischen zwei Acrylfolien gelegt. Die obere der beiden übereinandergelegten Acrylfolien wurde an der Stelle, welche dem Zentralteil der vereinfachten absorbierenden Folie entsprach, mit einem Flüssigkeitseinlassschlauch eines Innendurchmessers von 23 mm versehen, der beabsichtigt war, die Einführung einer absorbierenden Lösung in den Mittelpunkt der vereinfachten absorbierenden Folie zu ermöglichen. In der demgemäß erhaltenen Anordnung wurde die Menge der Wiederbenetzung bestimmt, indem man 50 mm physiologische Kochsalzlösung dreimal in den Einlassschlauch in Abständen von 30 Minuten einspritzte, die obere Acrylfolie 30 Minuten nach Beendigung der dritten Einspritzung entfernte, insgesamt 10 gefaltete Küchentücher (hergestellt von Shinoji Paper Co., Ltd. und unter dem Warenzeichen „Nepia" im Handel) bekannten Blindgewichts auf der vereinfachten absorbierenden Folie anbrachte, die Küchentücher 1 Minute unter einer einen Druck von 57 g/cm² ausübenden Last hielt, die 10 Küchentücher entfernte und sie auswog. Der durch Subfraktion des Blindgewichts von dem am Ende des Tests erhaltenen Gewicht wurde als die Wiederbenetzung (g) bezeichnet.
Bezugsbeispiel 1
Eine wässerige Monomerlösung, umfassend 100 Teile des quartären Salzes von Methylchlorid-N-N-dimethylaminoethylacrylat (79%ige wässerige Lösung), 0,49 Teile Trimethylolpropantriacrylat, 1,2-Teile Hydroxyethylcellulose, 0,29 Teile Natriumpersulfat und 45,5 Teile entionisiertes Wasser, wurde mit einer Rate von 96 g/m² auf ein Polyester-Wirrfaservlies einer Dicke von 2 mm mit einem Basisgewicht von 30 g/m² und einem Verdichtungskoeffizienten der Elastizität von 72% aufgebracht. Sodann wurde das Wirrfaservlies mit der hierauf abgelagerten wässerigen Monomerlösung 10 Minuten in einer Atmosphäre von Stickstoff bei 100°C gehalten, um die Polymerisation des Monomeren zu bewirken. Demgemäß wurde eine absorbierende kationische Polymerfolie (1), bei der ein absorbierendes kationisches Polymer auf dem Wirrfaservlies gebunden war, erhalten. Die Folie aus dem absorbierenden kationischen Polymeren (1) hatte nachgewiesenermaßen ein Rückhaltungsvermögen von 10 g/g.
Bezugsbeispiele 2–5
Vier absorbierende kationische Polymerfolien (2) bis (5) wurden durch Wiederholung des Verfahrens des Bezugsbeispiels 1 erhalten, wobei jedoch die Menge der abzulagernden wässerigen Monomerlösung auf 690 g/m², 290 g/m², 127 g/m² bzw. 55 g/m² verändert wurde. Es wurde gefunden, dass diese absorbierenden kationischen Polymerfolien 11 g/g, 9 g/g 10 g/g bzw. 3 g/g Rückhaltevermögen aufwiesen.
Bezugsbeispiel 6
In einem mit Stickstoff abgedichteten Reaktionsgefäß, das der Freigabe von Wärme fähig war, wurden 1,7 Teile Trimethylolpropantriacrylat als Vernetzungsmittel in 5.500 Teilen einer wässerigen Lösung von Natriumacrylat mit einem Neutralisationsverhältnis von 75 Mol.% (Monomerkonzentration: 37%) gelöst, die erhaltene Lösung wurde mit Stickstoffgas 30 Minuten von Luft befreit, und die Lösung wurde zusammen mit 2,8 Teilen Ammoniumpersulfat und 0,14 Teilen L-Ascorbinsäure bei einer Temperatur von 30–70°C umsetzen gelassen, um die Polymerisation des Monomeren zu bewirken. Das 60 Minuten nach Beginn der Polymerisation gebildete Polymer wurde als in Teilchen verteiltes Hydrogelpolymer mit einem Durchmesser von etwa 5 mm entnommen. Die Teilchen des Polymeren vom Hydrogeltyp wurden auf einem Metallnetz einer Maschenweite von 50 mesh ausgebreitet und mit Warmluft bei 150°C 90 Minuten getrocknet. Die getrockneten Teilchen wurden mit einer Zerkleinerungsvorrichtung vom Walzentyp pulverisiert, wobei Teilchen aus absorbierendem anionischen Polymeren (1) mit einem Durchmesser von 150 um bis 850 um anfielen. Es wurde gefunden, dass das anionische Polymer (1) eine Rückhaltekapazität von 35 g/g hatte.
Bezugsbeispiel 7
Ein absorbierendes anionisches Polymer (2) wurde durch Vermischen von 100 Teilen des absorbierenden anionischen Polymeren (1) des Bezugsbeispiels 6 mit einer wässerigen Lösung eines Vernetzungsmittels, das aus 0,5 Teilen Glycerin, 2 Teilen Wasser und 0,5 Teilen Ethylalkohol bestand, und Wärmebehandlung des erhaltenen Gemischs bei 196°C während 4 Minuten erhalten. Es wurde gefunden, dass das absorbierende anionische Polymer (2) ein Rückhaltevermögen von 30 g/g und eine Absorptionskapazität unter Druck von 28 g/g hatte.
Bezugsbeispiel 8
In dem gleichen, in Bezugsbeispiel 6 benutzten Reaktionsgefäß wurden Teilchen aus absorbierendem Polymerschaum mit einem Teilchendurchmesser von 150–850 um erhalten, indem man 5,2 Gewichtsteile Polyethylenglycoldiacrylat als Vernetzungsmittel in 5.500 Gewichtsteilen einer wässerigen Lösung von Natriumacrylat mit einem Neutralisationsverhältnis von 80 Mol.% (Monomerkonzentration: 35%) löste, die erhaltene Lösung mit Stickstoffgas 30 Minuten von Luft befreite, 2,8 Gewichtsteile Ammoniumpersulfat, 0,2 Gewichtsteile 2,2'-Azobis(2-methylpropionamidin)dihydrochlorid und 0,14 Gewichtsteile L-Ascorbinsäure zur anfallenden von Luft befreiten Lösung zugab, wodurch die Ablagerung von 2,2'-Azobis (2-methylpropionamidin)diacrylatsalz bewirkt wurde, und das erhaltene Reaktionsgemisch behandelte, wodurch die Polymerisation des Monomeren unter den gleichen Bedingungen wie im Bezugsbeispiel 6 bewirkt wurde. Ein absorbierendes anionisches Polymer (3) wurde durch Vernetzung der absorbierenden Polymerteilchen auf die gleiche Weise wie in Bezugsbeispiel 7 erhalten. Das absorbierende anionische Polymer erwies sich als geschäumte Teilchen mit einerm Rückhaltekapazität von 40 g/g und einer Absorptionskapazität unter Druck von 28 g/g und enthielt zahlreiche Luftzellen.
BEISPIEL 1
Ein absorbierender Verbundstoff (1) gemäß vorliegender Erfindung wurde durch Ausschneiden eines Abschnitts, 10 cm × 30 cm, aus der absorbierenden kationischen Polymerfolie (1), erhalten im Bezugsbeispiel 1, Zugabe des absorbierenden anionischen Polymeren (1) des Bezugsbeispiels 6 zum Abschnitt durch dessen gesamtes Volumen hindurch, und Verdichten des erhaltenen Verbundstoffs unter einem Druck von 2 kg/cm² erhalten. Der absorbierende Verbundstoff (1) hatte ein Basisgewicht von 410 g/m², eine Dicke von 0,8 mm, eine Dichte von 0,49 g/cm² und ein Volumen von 24 cm³; und das absorbierende anionische Polymer (1) war hierauf in einer Menge von 327 g/m² abgelagert.
BEISPIEL 2
Ein erfindungsgemäßer absorbierender Verbundstoff wurde durch Wiederholung des Verfahren des Beispiels 1 erhalten, wobei man jedoch das absorbierende anionische Polymer (2) des Bezugsbeispiels 7 anstelle des dortigen absorbierenden anionischen Polymeren benutzte. Der absorbierende Verbundstoff hatte ein Basisgewicht von 400 g/cm², eine Dicke von 0,9 mm, eine Dichte von 0,46 g/cm³ und ein Volumen von 27 cm³ und hatte das absorbierende anionische Polymer (2) hierauf in einer Menge von 317 g/m² abgelagert.
BEISPIEL 3
Durch Wiederholung des Verfahrens des Beispiels 2 unter Verwendung der absorbierenden kationischen Polymerfolie (2) des Bezugsbeispiels 2 anstelle der dortigen absorbierenden kationischen Polymerfolie wurde ein erfindungsgemäßer absorbierender Verbundstoff (3) gemäß vorliegender Endung erhalten. Der absorbierende Verbundstoff (3) hatte ein Basisgewicht von 1180 g/m², eine Dicke von 1,4 mm, eine Dichte von 0,84 g/cm³ und ein Volumen von 42 cm³ und hatte das absorbierende anionische Polymer (2) hierauf in einer Menge von 770 g/cm² abgelagert.
BEISPIEL 4
Durch Wiederholung des Verfahrens des Beispiels 2, wobei jedoch anstelle der dortigen absorbierenden kationischen Polymerfolie die absorbierende kationische Polymerfolie (3) des Bezugsbeispiels 3 verwendet wurde, wurde ein absorbierender Verbundstoff (4) gemäß vorliegender Erfindung erhalten. Der absorbierende Verbundstoff (4) hatte ein Basisgewicht von 520 g/m², eine Dicke von 1,1 mm, eine Dichte von 0,47 g/cm³, ein Volumen von 33 cm³ und hatte das absorbierende anionische Polymer (2) hierauf in einer Menge von 330 g/m² abgelagert.
BEISPIEL 5
Ein erfindungsgemäßer absorbierender Verbundstoff (5) wurde durch Wiederholung des Verfahrens des Beispiels 2 erhalten, wobei jedoch die absorbierende kationische Polymerfolie (5) des Bezugsbeispiels 5 anstelle der dortigen absorbierenden kationischen Polymerfolie verwendet wurde. Der absorbierende Verbundstoff (5) hatte ein Basisgewicht von 210 g/m², eine Dicke von 0,6 mm, eine Dichte von 0,35 g/cm³, ein Volumen von 18 cm³ und hatte das absorbierende anionische Polymer (2) in einer Menge von 150 g/m² hierauf abgelagert.
KONTROLLE 1
Eine wässerige Monomerlösung, bestehend aus 100 Teilen Kaliumacrylat mit einem Neutralisationsverhältnis von 75%, 0,17 Teilen Trimethylolpropantriacrylat, 1,24 Teilen Hydroxyethylcellulose, 0,29 Teilen Natriumpersulfat und 45,1 Teilen Wasser wurde in einer Menge von 790 g/m² auf ein Wirrfaservlies mit einem Basisgewicht von 30 g/m² aufgebracht. Danach wurde das Wirrfaservlies, auf dem die wässerige Monomerlösung abgelagert war, in einer Stickstoffatmosphäre 3 Minuten bei 120°C gehalten, um die Polymerisation des Monomeren zu bewirken, wobei ein absorbierender Verbundstoff (1) zum Vergleich, bei dem ein absorbierendes Polymer an das Wirrfaservlies gebunden war, anfiel. Der absorbierende Verbundstoff (1) zum Vergleich hatte nachgewiesenermaßen ein Rückhaltevermögen von 17 g/g.
KONTROLLE 2
Durch Zugabe einer wässerigen Lösung eines Vernetzungsmittels, bestehend aus 0,5 Teilen Ethylenglycoldiglycidylether, 3 Teilen Wasser und 1 Teil Isopropylalkohol durch Aufsprühen auf 100 Teile des absorbierenden Verbundstoffs (1) zum Vergleich, erhalten in der Kontrolle 1, erhalten. Der so erhaltene absorbierende Verbundstoff (2) zum Vergleich hatte nachgewiesenermaßen ein Rückhaltevermögen von 15 g/g.
Die physikalischen Eigenschaften der in den Beispielen 1 bis 5 und Kontrollen 1 und 2 erhaltenen absorbierenden Verbndstoffe sind in Tabellen 1 bis 2 angegeben.
Tabelle 1
Tabelle 2
BEISPIEL 6
Erfindungsgemäße absorbierende Gegenstände (1) bis (5) wurden hergestellt, indem man die absorbierende Verbundstoffe (1) bis (5), hergestellt in einer festgelegten Größe von 12 cm × 25 cm in den Beispielen 1–5, zwischen einen Polyethylenfilm, 12 cm × 25 cm, mit einem Basisgewicht von 30 g/m² und einem Wirrfaser-Spinnvlies, 12 cm × 25 cm, hergestellt aus Polypropylenfasern und mit einem Basisgewicht von 30 g/m², und ein wirrfaser-Spinnvlies, 12 cm × 25 cm, aus Polypropylenfasern mit einem Basisgewicht von 30 g/m² legte (an dessen Rückseite, nämlich der Seite des absorbierenden Verbundstoffs, ein Papierblatt mit einem Basisgewicht von 30 g/m² befestigt war, um als Oberflächenmaterial oben auf der schließlich zu bildenden Struktur verwendet zu werden). Getrennt hiervon wurden durch Wiederholung des gleichen Verfahrens, wobei man jedoch die absorbierenden Verbundstoffe (1) und (2) zum Vergleich verwendete, absorbierende Gegenstände (1) und (2) zum Vergleich hergestellt.
Eine Metallplatte mit einer Dicke von 15 mm, einem Gewicht von 7 kg und einer Fläche von 14 cm × 25 cm, die an ihrem Mittelpunkt mit einer Öffnung eines Durchmessers von 23 mm versehen war, wurde auf dem Stirnmaterial eines jeden hergestellten absorbierenden Materials angebracht. Durch die Öffnung wurde in den absorbierenden Gegenstand dreimal mit Abständen von 30 Minuten physiologische Kochsalzlösung eingespritzt. Die Metallplatte wurde 5 Minuten nach Beendigung der dritten Injektion entfernt. Insgesamt wurden 10 gefaltete Küchentücher mit einer Oberfläche von 22 cm × 23 cm und einem Basisgewicht von 40 g/m² auf dem Oberflächenmaterial angebracht, und die Metallplatte wurde auf die gefalteten Küchentücher 1 Minute gelegt. Sodann wurden die mit der physiologischen Kochsalzlösung befeuchteten Küchentücher abgewogen, um die Menge der Wiederbenetzung (g) herauszufinden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 3
BEISPIEL 7
Ein absorbierender Verbundstoff (6) gemäß vorliegender Erfindung wurde getrennt nach dem Verfahren des Beispiels 2 erhalten. Der derart erhaltene absorbierende Verbundstoff (6) hatte ein Basisgewicht von 300 g/m², eine Dicke von 0,7 mm, eine Dichte von 0,43 g/cm³ und ein Volumen von 21 cm³; an ihm waren die absorbierenden Polymerteilchen in einer Menge von 200 g/cm² befestigt.
BEISPIEL 8
Gemäß dem Verfahren des Beispiels 1, wobei man jedoch das absorbierende anionische Polymer (3) des Bezugsbeispiels 8 als absorbierendes anionisches Polymer verwendete, wurde ein erfindungsgemäßer absorbierender Verbundstoff (7) erhalten. Der absorbierende Verbundstoff (7), der auf diese Weise erhalten wurde, hatte ein Basisgewicht von 300 g/m², eine Dicke von 0,7 mm, eine Dichte von 0,43 g/cm² und ein Volumen von 21 cm³; an ihm war das absorbierende anionische Polymer (3) in einer Menge von 200 g/cm² befestigt.
BEISPIEL 9
Ein absorbierender Verbundstoff (8) gemäß vorliegender Erfindung mit einer Dicke von 1,0 mm und einer Dichte von 0,6 g/cm³ wurde hergestellt, indem man zwei im Beispiel 7 erhaltene absorbierende Verbundstoffe übereinander legte, sie zwischen Acrylplatten legte, den erhaltenen Verbund unter einem Druck von 5 kgf/cm² 1 Minute mit einer vereinfachten Presse mit einem Querschnitt von 17 cm der Arbeitsfläche presste und sodann auf die Oberfläche des verdichteten Verbunds in einer Menge von 30 g/m² Zellulosepulver (hergestellt von Watman Bio Systems Ltd. und unter der Produktbezeichnung „CF11" im Handel) aufbrachte.
BEISPIEL 10
Ein erfindungsgemäßer absorbierender Verbundstoff mit einer Dicke von 1,0 mm und einer Dichte von 0,58 g/cm³ wurde durch Wiederholung des Verfahrens des Beispiels 9 unter Verwendung zweier absorbierender Verbundstoffe (7), erhalten im Beispiel 8, hergestellt.
BEISPIEL 11
Ein erfindungsgemäßer absorbierender Verbundstoff (10) mit einer Dicke von 1,5 mm und einer Dichte von 0,77 g/cm³ wurde durch Wiederholung des Verfahrens des Beispiels 9 hergestellt, jedoch unter Verwendung von vier absorbierenden Verbundstoffen (6), erhalten im Beispiel 7, hergestellt.
BEISPIEL 12
Ein absorbierender Verbundstoff (11) gemäß vorliegender Erfindung mit einer Dicke von 1,6 mm und einer Dichte von 0,7 g/cm³ wurde durch Wiederholung des Verfahrens des Beispiels 9, wobei jedoch vier absorbierende Verbundstoffe (7), erhalten im Beispiel 8, verwendet wurden.
BEISPIEL 13
Es wurde eine absorbierende kationische Polymerfolie mit einem hieran befestigten absorbierenden kationischen Polymeren in einer Menge von 280 g/m³ nach dem Verfahren des Bezugsbeispiels 1 hergestellt, wobei jedoch ein absorbierendes Bindemittel polymerisiert und an einem Polyester-Wirrfaservlies mit einem Basisgewicht von 120 g/cm², einem Verdichtungskoeffizienten der Elastizität von 75% und einer Dicke von 8 cm befestigt war. Dann wurde nach dem Verfahren des Beispiels 1 ein absorbierender Verbundstoff (12) gemäß der Erfindung mit einer Dicke von 1,6 mm und einer Dichte von 0,7 g/cm³ hergestelt, wobei man jedoch die im Bezugsbeispiel 7 erhaltenen absorbierenden Polymerteilchen in einer Menge von 800 g/m² an der absorbierenden kationischen Polymerfolie befestigte.
BEISPIEL 14
Eine wässerige Monomerlösung, bestehend aus 20 Gewichtsteilen Polyethylenimin (wässerige 30%ige Lösung) und 0,025 Gewichtsteilen Ethylenglycoldiglycidylether wurde in einer Menge von 417 g/m² auf ein Polyester-Wirrfaservlies mit einem Basisgewicht von 30 g/m², einem Verdichtungskoeffizienten der Elastizität von 72% und einer Dicke von 2 mm aufgebracht. Das Wirrtaservlies mit der aufgebrachten Monomerlösung wurde in einer Atmosphäre von Stickstoff bei 80°C 30 Minuten gehalten, um eine absorbierende kationische Polymerfolie zu erhalten, bei der das absorbierende kationische Polymer an das Wirrfaservlies gebunden war. Die absorbierende kationische Polymerfolie hatte das absorbierende Bindemittel in einer Menge von 125 g/m² gebunden und wies ein Rückhaltevermögen von 5 g/g auf.
Durch Ausschneiden eines Abschnitts von 10 cm × 30 cm Fläche aus der wie zuvor beschrieben erhaltenen absorbierenden kationischen Polymerfolie, Hinzufügen des im Bezugsbeispiel 7 erhaltenen absorbierenden anionischen Polymeren zum ausgeschnittenen Abschnitt über die gesamte Oberfläche hindurch und Verdichten des erhaltenen Verbundstoffs unter einem Druck von 2 kg/cm², um eine schnelle Haftung des Polymeren an dem ausgeschnittenen Abschnitt zu gewährleisten, wurde ein absorbierender Verbundstoff hergestellt. Dieser hatte ein Basisgewicht von 317 g/m², eine Dicke von 0,7 mm, eine Dichte von 0,45 g/cm² und ein Volumen von 21 cm³; an ihn war das absorbierende anionische Polymer in einer Menge von 162 g/m² gebunden.
Durch Wiederholung des Verfahrens des Beispiels 9, wobei man jedoch vier absorbierende Verbundstoffe benutzte, wurde ein absorbierender Verbundstoff (13) gemäß vorliegender Erfindung mit einer Dicke von 1,6 mm und einer Dichte von 0,79 g/cm³ erhalten.
KONTROLLE 3
In einer Mischvorrichtung wurden 55 Gewichtsteile des im Bezugsbeispiel 7 erhaltenen absorbierenden anionischen Polymeren (2) und 45 Gewichtsteile vermahlener Holzpulpe als hydrophile Fasern trocken vermischt. Ein absorbierender Verbundstoff (3) zum Vergleich mit einer Dicke von 2,0 mm und einer Dichte von 0,60 g/cm³ wurde durch gleichmäßiges Ausbreiten von 36 g des Gemischs in einem Rahmen, 36 cm × 10 cm, Erwärmen der ausgebreiteten Schicht des Gemischs durch Besprühen mit Wasser, Legen der erhaltenen Folie des Gemischs zwischen Acrylplatten und Verdichten des hergestellten Verbundstoffs unter einem Druck von 5 kgf/cm² während 1 Minute mit einer vereinfachten Presse eines Querschnitts von 17 cm der Arbeitsfläche hergestellt.
KONTROLLE 4
Durch Ausschneiden eines Abschnitts aus einem im Handel erhältlichen Pulpenschwamms (hergestellt von Nippon Polyester K. K.) einer Dicke von 1,8 mm und einer Dichte von 0,44 g/cm³ wurde ein absorbierender Verbundstoff (4) zum Vergleich hergestellt.
KONTROLLE 5
Eine wässerige Monomerlösung, bestehend aus 100 Gewichtsteilen Kaliumacrylat mit einem Neutralisationsverhältnis von 75%, 0,17 Gewichtsteilen Trimethylpropantriacrylat, 124 Gewichtsteilen Hydroxyethylcellulose, 0,29 Gewichtsteilen Natriumpersulfat und 45,1 Gewichtsteilen entionisiertes Wasser wurde in einer Menge von 790 g/cm² einem Wirrfaservlies aus Polyester mit einem Basisgewicht von 30 g/m² und einem Verdichtungskoeffizienten der Elastizität von 72% beigefügt. Sodann wurde das Wirrfaservlies, dem die wässerige Monomerlösung beigefügt war, in einer Stickstoffatmosphäre bei 120°C 3 Minuten gehalten, um zu bewirken, dass das Monomer polymerisiert, wobei eine Stützelementfolie mit einem Rückhaltevermögen von 17 g/g erhalten wurde, bei der das absorbierende Polymer an das Wirrfaservlies gebunden war. Ein absorbierender Verbundstoff mit einem Rückhaltevermögen von 15 g/g wurde durch Zugabe einer wässerigen Lösung eine Vernetzungsmittels erhalten, das aus 0,5 Gew.% Ethylenglycoldiglycidylether, 3 Gewichtsteilen Wasser und 1 Gewichtsteil Isopropylalkohol bestand, durch Aufsprühen auf 100 Gewichtsteile der Stützelementfolie und Wärmebehandlung des erhaltenen Verbunds bei 100°C während 30 Minuten. Ein absorbierender Verbundstoff (5) zum Vergleich mit einer Dicke von 3,0 mm und einer Dichte von 0,69 g/cm³ wurde hergestellt, indem man vier absorbierende Verbundstoffe, erhalten wie zuvor beschrieben, übereinander legte, die übereinander gefegten absorbierenden Verbundstoffe zwischen Acrylplatten legte, den hergestellten Verbund unter einem Druck von 5 kgf/cm² 1 Minute mit einer vereinfachten Presse eines Querschnitts von 17 cm der Arbeitsfläche verdichtete und sodann der Oberfläche des verdichteten Verbundstoffs Cellulosepulver (hergestellt von Watman Bio Systems Ltd. und unter dem Produktnamen „CF11" im Handel) in einer Menge von 30 g/m² beifügte.
Die physikalischen Eigenschaften der in den Beispielen 9–14 und Kontrollen 3–5 erhaltenen absorbierenden Verbundstoffe sind in Tabelle 4 gezeigt, während die Absorptionseigenschaften derselben in Tabelle 5 angegeben sind.
Der erfindungsgemäße Verbundstoff hat eine starke Absorptionskapazität unter Druck, wie zuvor beschrieben, ermöglicht die Bereitstellung solcher absorbierender Gegenstände wie Windeln zum einmaligen Gebrauch, die nur unter einem geringen Flüssigkeitsaustritt leiden. Da er eine große vertikale Ansaugkraft besitzt, kann er für absorbierende Gegenstände, wie z. B. Wegwerfwindeln, angewandt werden. Er besitzt auch eine beträchtliche Flexibilität (wie durch eine geringe Gurley-Steifheit belegt). Wenn dieser absorbierende Verbundstoff in der derartigen absorbierenden Gegenständen wie Wegwerfwindeln benutzt wird, passen sich die absorbierenden Gegenstände gut dem menschlichen Körper an und deformieren oder verwerfen sich nicht leicht. Deshalb verhindern die absorbierenden Gegenstände einen seitlichen Flüssigkeitsaustritt und erlauben dem Träger, sich eines guten Tragegefühls zu erfreuen. Ferner zeichnet sich der absorbierende Verbundstoff, da er nicht leicht unter einer Abtrennung des absorbierenden Polymeren leidet, nicht nur durch die Eigenschaft der Formbeständigkeit aus, sondern gestattet auch eine ausgeprägte Verringerung der Menge des Stützelements, wie z. B. aus Fasermaterial. Wenn als Stützelement eine Folie aus Fasern verwendet wird, können deshalb solche absorbierende Gegenstände wie z. B. Wegwerfwindeln oder Hygienebinden in einer extrem geringen Dicke hergestellt werden.
Der erfindungsgemäße absorbierende Verbundstoff dehnt sich beim Absorbieren einer Flüssigkeit hauptsächlich in Richtung seiner Dicke aus. Infolgedessen verringert der absorbierende Gegenstand bei Verwendung dieses absorbierenden Verbundstoffs nicht seine Masse nach Absorption einer Körperflüssigkeit und demzufolge Ausdehnung, sondern erhöht vielmehr seine Masse. Deshalb trägt die absorbierte Körperflüssigkeit zur Tauglichkeit des Gegenstands für den menschlichen Körper bei und fördert den Ausschluss einer Undichtigkeit.

Claims

Absorbierender Verbundstoff mit einem Stützglied, einem vernetzten, kationischen, absorbierenden Polymer, das an das Stützglied gebunden ist, und vernetzten, anionischen, absorbierenden Polymerpartikeln, die durch ionische Bindung an das vernetzte, kationische, absorbierende Polymer gebunden sind.
Absorbierender Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des kationischen, absorbierenden Polymers im Bereich von 1 bis 10 000 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Stützglieds, und die Menge der anionischen, absorbierenden Polymerpartikel im Bereich von 10 bis 10 000 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des kationischen, absorbierenden Polymers, liegt.
Absorbierender Verbundstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützglied eine faserförmige Substanz ist.
Absorbierender Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vernetzte, anionische, absorbierende Polymer vernetzte Homopolymere oder vernetzte Copolymere der Acrylsäure oder deren Salze aufweist, und das vernetzte, kationische, absorbierende Polymer, ein vernetztes Polyallylamin, vernetztes Polyalkylamin, vernetztes Polyethylenimin, vernetztes Polyvinylamine oder vernetzte Homopolymere oder quarternäre Ammoniumsalze des Dialkylaminoalkyl(meth)acrylats aufweist.
Absorbierender Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vernetzte, kationische, absorbierende Polymer ein Rückhaltevermögen von nicht weniger als 5 g/g einer physiologischen Kochsalzlösung nach einem Trennverfahren durch Zentrifugieren vorweist.
Absorbierender Verbundstoff nach Anspruch 1 mit einem vernetzten, anionischen, absorbierenden Polymer, welches mit Hilfe eine absorbierenden Verbinders an ein Stützglied gebunden, und in Richtung der Dicke des absorbierenden Verbundstoffes zusammengepresst ist, und mindestens 30% Gewichtsanteile des vernetzten, anionischen, absorbierenden Polymers in Bezug auf das Gesamtgewicht des absorbierenden Verbundstoffes enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der absorbierende Verbundstoff beim Absorbieren einer Flüssigkeit einen Wert von nicht weniger als 5 für die Expansionsanisotropie zeigt, die den Grad der Expansion in Richtung der Z-Achse relativ zu dem in Richtung der X- und der Y-Achse angibt, und die durch folgende Formel spezifiziert ist: Expansionsanisotropie = (Ez/Ex + Ez/Ey)/2,worin Ex, Ey und Ez jeweils den Koeffizienten für lineare Expansion in Richtung der X-, der Y-, und der Z-Achse darstellen.
Absorbierender Verbundstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein absorbierendes Polymer in Gestalt eines Blatts mit einem Volumen von mindestens 5 cm³, einer Dicke von nicht weniger als 0,2 mm und einer Dichte im Bereich von 0,3–1,1 g/cm³ enthält, wobei das Blatt eine vertikale Ansaugkraft von nicht weniger als 5 cm, einer Absorptionskapazität unter Druck von nicht weniger als 20 g/g, und eine Gurley-Steifigkeit von nicht mehr als 1000 mgfN aufweist, wobei die vertikale Ansaugkraft durch die vertikale Strecke definiert ist, die eine absorbierte Flüssigkeit in 60 Minuten im Blatt nach oben zurückgelegt hat, und die Absorptionskapazität durch die Menge Flüssigkeit definiert ist, die von einem unter einer Last von 50 g/cm² stehenden Blatt absorbiert worden ist.
Absorbierender Verbundstoff nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vorliegende Gewichtsanteil des absorbierenden Polymers nicht kleiner als 80% in Bezug auf das Gesamtgewicht das absorbierenden Verbundstoffes ist.
Absorbierender Verbundstoff nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das absorbierende Bindemedium ein Haltevermögen von nicht weniger als 5 g/g einer physiologischen Kochsalzlösung nach Trennung durch Zentrifugieren vorweist.
Absorbierender Verbundstoff nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das absorbierende Bindemedium ein kationisches, absorbierendes Polymer, und das absorbierende Polymer ein anionisches, absorbierendes Polymer ist.
Absorbierender Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen absorbierenden Verbundstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines absorbierenden Verbundstoffes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Ausgangsmonomer, das in der Lage ist, ein kationisches, absorbierendes Polymer zu bilden, auf ein Stützglied ablagert, das Ausgangsmonomer polymerisiert oder polykondensiert und dadurch ein kationisches absorbierendes Polymer an dem Stützglied befestigt und die anionischen, absorbierenden Polymerpartikel an dem kationischen, absorbierenden Polymer befestigt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des kationischen, absorbierenden Polymers im Bereich von 1 bis 10 000 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteilen des Stützglieds, und die Menge der anionischen, absorbierenden Polymerpartikel im Bereich von 10 bis 10 000 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des kationischen, absorbierenden Polymers, liegt.
Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützglied eine faserförmige Substanz ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die faserförmige Substanz ein faserförmiges Blatt ist.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die anionischen absorbierenden Polymerpartikel auf dem faserförmigen Blatt verstreut sind, an das das kationische, absorbierende Polymer vorher gebunden wurde und dann die verstreuten Partikel auf das faserförmige Blatt gepresst werden.