DE2528701A1

DE2528701A1 - Saugfaehige wegwerfartikel aus hydrogelgemischen mit verbesserter fluessigkeitsabsorption und herstellungsprozess

Info

Publication number: DE2528701A1
Application number: DE19752528701
Authority: DE
Inventors: Per Gunnar Assarsson; Paul Arliss King; Steven Ning Yen
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1974-07-29
Filing date: 1975-06-27
Publication date: 1976-02-12
Also published as: US3901236A; NO752412L; DE2528701B2; AU8266775A; NO139153B; JPS544666B2; GB1520746A; CA1063088A; JPS5135685A; NO139153C; AT364466B; NL7507893A; FR2280424A1; DK138972B; ATA509175A; DK138972C; DK300475A; BE830933A; SE7507614L; FR2280424B1

Description

Saugfähige Wegwerfartikel aus Hydrogelgemisehen mit verbesserter Flüssigkeitsabsorption und Herstellungsprozess

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen absorptionsfähige Wegwerfartikel a\?.s Hydrogelgemischan, die verbesserte Absorptionseigenschaften bezüglich wässriger Flüssigkeiten aufweisen. In einer Hinsicht betrifft diese Erfindung Hyd.rogelgemische, die sich in faserartigen oder zellenartigen Matrizen selbst fixieren. In einer anderen Hinsicht betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung VGn Hydrogelgemischen.

In den vergangenen Jahren sind in der Literatur einige Artikel erschienen, die den Gebrauch verschiedener unlöslich gemachter Hydrogele für die Absorption und Retention wässriger Flüssigkeiten beschreiben. Das US-Patent 3 419 006 beispielsweise betrifft den Gebrauch vernetzter Polyalkylenoxide als Verband für Brandwunden und Wunden. Das Hydrogel besitzt die Fähigkeit, den größten Teil der Wundabsonderung zu absorbieren und zurückzuhalten; außerdem ist es möglich, die Wunde durch das durchsichtige Gel zu beobachten. Die US-Patente 3 664 343, 3 783 872, 3 669 103 und 3 670 731 betreffen ebenfalls den Gebrauch unlöslich gemachter Hydrogele für saugfähige Weg-

509887/0921

werfartikel, wie z.B. Windeln und katamenische Mittel. Die Hydrogele besitzen die Fähigkeit, das Mehrfache ihres Gewichtes an wässriger Flüssigkeit zu absorbieren und die Flüssigkeit selbst unter mäßigen Drucken zurückzuhalten.

Für viele Anwendungen (z.B. Wegwerf windeIn) ist es wesentlich, daß die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsabsorption und die Wirksamkeit maximiert werden. Wenn das Hydrogel in Teilchenform angewendet wird, ist es zudem wichtig, daß die Partikel innerhalb der faserartigen Matrix im wesentlichen unbeweglich sind. Das Absetzen der Teilchen (z.B. während der Beförderung) würde die Nützlichkeit reduzieren.

Man hat nun gefunden, daß Hydrogelgemische hergestellt werden können, die im Vergleich mit den einzelnen Komponenten wässrige Flüssigkeiten besser absorbieren, wenn sie in einem absorptionsfähigen Gegenstand enthalten sind. Zudem sind die erfindungsgemäßen Hydrogelgemische in einer faserartigen Matrix im wesentlichen unbeweglich.

Demgemäß können die folgenden Ziele durch die Erfindung verwirklicht werden. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, absorptionsfähige Wegwerfartikel mit Hydrogelgemisehen herzustellen, die in situ Flüssigkeiten besser absorbieren. Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft Hydrogel/Fasergemische, die im Vergleich mit den einzelnen Komponenten Flüssigkeiten in situ besser zurückhalten. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft Hydrogel/Fasergemische, die in einer faserartigen Matrix im wesentlichen unbeweglich sind. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hydrogel/Fasergemischen. Ein weiteres Ziel betrifft Windeln, die erfindungsgemäß

509887/0921

Hydrogel/Fasergeraisch enthalten. Ein weiteres Ziel betrifft katamenische Mittel, die Hydro^el/Fasergemische enthalten. Im breitesten Sinne betrifft die vorliegende Erfindimg saugfähige Wegwerfartikel, die Hydrogelgemische enthalten; diese Hydrogelgemische weisen in situ verbesserte Flüssigkeitsabsorption auf; zudem wird der Herstellungsprozess beschrieben. Die Erfindung betrifft auch die Hydrogelgemische selbst.

Die Gemische bestehen aus Hydrogelen mit Fasern einer bestimmten Länge und eines bestimmten Durchmessers; diese Fasern bedecken einen wesentlichen Teil des Hydrogels und wenigstens einige der Fasern ragen aus der Oberfläche des Hydrogelgemisches heraus.

Hydrogelgemische mit verbesserter Flüssigkeitsabsorption werden hergestellt; diese sind besonders wertvoll für absorptionsfähige Wegwerfartikel, wie z.B. Windeln und dergleichen. Die Hydrogele weisen Teilchenform auf, jedes Teilchen oder Agglomerat von Teilchen ist im wesentlichen mit Fasern bedeckt, wobei ein Teil der Fasern aus der Partikel herausragt. Die Fasern verstärken die Geschwindigkeit, mit der das Hydrogel die wässrige Flüssigkeit absorbiert; sie dienen auch dazu, um die Flüssigkeit in der Nähe des Hydrogels zu halten. Die herausragenden Fasern dienen dazu, um das Hydrogelteilchen zu fixieren, wenn es sich in einer faserartigen oder zellartigen Matrix befindet.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand der Figuren 1 bis 7 erläutert wird.

509887/0921

Es zeigen:

Fig. 1, 2, 5 und 6 Schilffbilder bedeckterTeilchen aus unlöslich gemachtem Polyäthylenoxid,

Fig. 3 und 4 Schliffbilder bedeckter Teilchen aus unlöslich gemachtem Polyacrylamid,

Fig. 7 in Vergrößerung ein bedecktes Teilchen aus unlöslich gemachtem Polyäthylenoxid.

Fig. 1 zeigt ein Schliffbild, das durch ein optisches Mikroskop betrachtet wurde; dieses erlaubt eineungefähr 50-fache Vergrößerung. Fig. 1 zeigt ein einzelnes Teilchen aus unlöslich gemachtem Polyäthylenoxid mit einem Überzug aus gebleichten Sulfat/Zellstoffasern.. Vor dem Kontakt mit den Fasern hatte das Polyäthylenoxid einen derartigen Teilchengrößenbereich, daß alle Teilchen durch ein 10-Maschensieb gingen und alle Teilchen von einem 120-Maschensieb zurückgehalten wurden. Die Sulfat/Zellstoffasern hatten eine durchschnittliche Länge von 0,66 mm. Nachdem der Überzug aus Fasern angebracht worden war, wurde durch Bestrahlung unlöslich gemacht.

Fig. 2 zeigt ein Schliffbild, das mit Hilfe eines optischen Mikroskops aufgenommen wurde; Fig. 2 zeigt eine Vielzahl derselben Teilchen, die bereits in Fig. 1 gezeigt wurden, aber bei 20-fächer Vergrößerung.

Fig. 3 zeigt ein Sehliffbild, das mit Hilfe eines optischen Mikroskops aufgenommen wurde, und zwar bei 50-fächer Vergrößerung. Die Figur zeigt einige Teilchen aus unlöslich gemachtem, teilweise hydrolysiertem Polyacrylamid, das von

509887/0921

der Dow Chemical Corporation unter dem Handelsnamen Dow XD-13OO geliefert wurde. Entsprechend dem erfindu.ngsgemäßen Herstellungsverfahren wurden die Teilchen mit sulfitgebleichten Zellstoffasern überzogen. Vor dem Kontakt mit den Fasern hatte das Polyacrylamid einen derartigen Teilchengrößenbereich, daß alle Teilchen durch ein 70-Kanchensieb gingen und alle Teilchen von einem 200-Maschensieb zurückgehalten wurden. Die sulfitgebleichten Fasern hatten eine durchschnittliche Länge von 0,50 min. Vor dem Überziehen Mit Fasern wurde chemisch unlöslich gemacht.

Fig. 4 zeigt ein Schliffbild, das durch ein optisches Mikroskop betrachtet wird; es zeigt eine Vielzahl der Teilchen, die bereits auf Fig. 3 gezeigt wurden, aber nun bei einer 20-fachen Vergrößerung.

Fig. 5 zeigt ein Schliffbild, das durch ein optisches Mikroskop betrachtet wird, und zwar bei 50-facher Vergrößerung. Fig. zeigt ein einzelnes Teilchen aus unlöslich gemachtem Polyäthylenoxid, das einen Überzug aus sulfitgebleichten ZeIlstoffasern aufweist. Vor dem Aufbringen des Überzugs hatte das Polyäthylenoxid einen derartigen Teilchengrößenbereich, daß alle Teilchen durch ein 10-Maschensieb gingen und alle Teilchen von einem 160-Maschensieb zurückgehalten wurden. Die Fasern hatten eine durchschnittliche Länge von 0,5 mm. Vor dem Kontakt mit den Fasern wurde das Polyäthylenoxid chemisch unlöslich gemacht.

Fig. 6 zeigt ein Schliffbild, das durch ein optisches Mikroskop betrachtet wird; sie zeigt eine Vielzahl derselben Teilchen, die bereits auf Fig. 5 gezeigt wurden, aber bei einer 20-fachen Vergrößerung.

509887/0921

Fig. 7 zeigt ein Schliffbild, das mit Hilfe eines Rasterelektronenmikroskops aufgenommen v/urde (105-fache Vergrößerung) Fig. 7 zeigt ein Teilchen aus Polyäthylenoxid mit einem Überzug aus sulfitgebleichten Zellstoffasern (durchschnittliche Länge 0,66 mm). Vor dem Aufbringen des Überzugs hatte das Polyäthylenoxid einen derartigen Teilchengrößenbereich, daß alle Teilchen durch ein 10-Maschensieb gingen und alle Teilchen von einem 120-Maschensieb zurückgehalten wurden. Vor dem Kontakt mit den Fasern wurde das Polyäthylenoxid durch Bestrahlung unlöslich gemacht.

Wie bereits angedeutet, bestehen die neuen erfindungsgemäßen Gemische wenigstens aus einem Hydrogel. Unter dem Ausdruck "Hydrogel" versteht man eine anorganische oder organische Verbindung, die wässrige Flüssigkeiten absorbieren kann und diese selbst bei Anwendung mäßiger Drucke zurückhält. Oft ist es wünschenswert, das Hydrogel unlöslich zu machen, um seinen Gebrauch zu verbessern.

Die Ausdrücke "unlöslich" oder "unlöslich machen" beziehen sich auf die Bildung eines Materials, von dem ein wesentlicher Teil in wässriger Lösung unlöslich ist. Diese Materialien können anschwellen und absorbieren große Wassermengen. Zum Unlöslichmachen steht eine Reihe von Methoden zur Verfügung, u.a. ionisierende und nicht-ionisierende Strahlen, Vernetzung

durch kovalente, ionische oder andere Bindungstypen, ist aber nicht darauf beschränkt.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gemische kann eine Reihe von Hydrogelen herangezogen werden. Ein wichtiges Erfordernis des ausgewählten Hydrogels ist, daß es relativ große Mengen wässriger Flüssigkeit absorbieren kann. Dazu gehören sowohl

509887/0921

_. ν —

anorganische Substanzen (Silicagel) als auch organische Verbindungen (Polymere, die über kovalente, ionische Bindungen, Van der YJaal-Kräfte, oder Wasserstoffbrückenbindungen miteinander vernetzt sind).

Zu den Polymeren, die als Hydrogele verwendet werden können, gehören u.a.: Polyäthylenoxid, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylamid, teilweise hydrolysiertes Polyacrylamid, Polyvinylalkohol, Copolymere aus Maleinsäureanhydrid-Vinyläther, Maleinsäureanhydrid-Vinylpyrrolidon, Polyacrylsäure, Copolymere aus Äthylen-Maleinsäureanhydrid, Polyvinylather, Dextran, Agar, Gelatine, Hydroxypropylcellulose, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose, Hydroxyäthyl-Carboxymethylcelluloße, Hydroxyäthylcellulose, Propylenglykolalginat, Natriumalginat, Polyäthylenimin, Polyvinylalkylpyridinium-Kalogenide, Polyviny lmorpholinori, Polymere und Copolymere aus Vinylmorpholinon, Polymere und Copolymere aus Vinylsulfonsäure und ihrem Ammonium und Alkalimetallsalzen, Amide und Alkalimetallsalze oder Ammoniumsalze der Copolymere aus Maleinsäureanhydrid und Vinylmethylather, mit Vinylpyrrolidon, mit Vinylmorpholinon oder mit einem mono-olefinischen Kohlenwasserstoff, Polymere und Copolymere aus Acrolein, das durch die Reaktion mit Alkalimetallhydroxiden oder Alkalirnetallbisulfiten modifiziert wurde und Copolymere aus Schwefeldioxid mit Allylalkohol, Allyläther des Glyzerins oder Allyläther des Äthylenglykols oder einem Polyäthylenglykol, Polyvinyl-n-butylpyridinium-bromid, Polyprolin, natürliche Stärke, modifizierte Stärke, wie sie in dem US-Patent 3 661 815 und US-Patentanmeldung 456 911 beschrieben werden, Casein, Proteine, Polymethacrylsäure, Polyvinylsulfonsäure, Polystyrolsulf onsäure , Polyvinylamine Ammoniumpolyacrylat, Hydroxyalkylacrylat, Hydroxyalkylmethacrylat, Hydroxyalkoxy-

509887/0921

alkylacrylat, Hydroxyalkoxyalkylmethacrylat, Polyäthylenoxid»· addukte mit Estern der Acrylsäure und Methacrylsäure, Alkoxyacrylate und Methacrylate, Alkoxyalkylacrylate und Methacrylate, teilweise hydrolysierte Polyacrylamide, quarternäre Salze des Poly-4-vinylpyridin, polymerisierte Monoester von olefinischen Säuren, polymerisiert^ Diester von olefinischen Säuren, Acrylamide und difunktionelle polymerisationsfähige Materialien, wie 2.B, zweibasische Säuren, Diester oder Diamide und dergleichen.

Es ist zu bemerken, daß die vorliegende Erfindung nicht nur auf den Gebrauch der oben aufgeführten Materialien beschränkt ist, sondern auch Mischungen aus zwei oder mehr Materialien betrifft. Zusätzlich ist es möglich, Copolymere aus den vorher erwähnten Verbindungen oder Materialien zu verwenden. Beispielsweise können Copolymere aus Äthylenoxid und kleineren oder größeren Mengen anderer Alkylenoxide verwendet v/erden. Zudem können Salze der vorhin erwähnten Polymere verwendet werden. Es ist auch möglich, vernetzte Polymere zu vei-wenden, wie sie in dem belgischen Patent 793 650 beschrieben werden.

Wie bereits erwähnt, liegt das Hydrogel in Teilchenform vor; der Ausdruck "Hydrogelteilchen" betrifft daher ein einzelnes Teilchen oder ein Aggregat von mehreren Unterteilchen.

Eine Vielzahl von natürlichen und synthetischen Fasern können für die Herstellung der erfindungsgemäßen Gemische verwendet werden. Natürlich werden billige und leicht erhältliche Fasern bevorzugt. Dazu gehören Holz und Holzprodukte, wie z.B. Holzzellstoff asern, Celluloseflocken, Baumwollflocken und dergl.; anorganische Fasern, synthetische Fasern, wie z.B. Nylonflocken, Rayonflocken und dergl.. Es ist auch möglich, Mischungen aus natürlichen Fasern oder aus synthetischen Fasern

509887/0921

oder Mischungen aus synthetischen und natürlichen Fasern zu benützen. Bevorzugt v/erden hydrophile Fasern. Hydrophobe Fasern können aber auch in Verbindung mit hydrophilen Fa&orn benützt werden, insbesondere als Fasern, die herausragen und die dazu dienen, das Hydrogelteilchen in der faserartigsn oder zellartigen Matrix zu fixieren. Es ist auch möglich, die Faseroberfläche durch eine entsprechende Methode zu behandeln, um die Faseroberfläche mehr oder weniger hydrophil oder hydrophob zu machen.

Bezüglich der Theorie, daß die Fasern die Fähigkeit des Hydrogels verstärken, Flüssigkeiten wirksamer zu absorbieren, soll!en

. Stellungen getroffen werden; ..

keine endgültigen Fest;-/ es wird jedoch angenommen, daß cue Fasern, die das Hydrogelteilchen überziehen, beim Einschließen der Flüssigkeit helfen und die Flüssigkeit durch Kapillarwirkung zur Oberfläche des Hydrogels bringen, wo sie absorbiert wird. Im Gegensatz dazu hängt die Absorption einer Flüssigkeit, die über die Oberfläche eines unbedeckten Hydrogelteilchens fließt, nur von der Geschwindigkeit ab, mit der das Hydrogelteilchen die Flüssigkeit absorbieren kann. Fasern, bei denen ein Teil aus der Oberfläche des Hydrogelteilchens herausragt, können dazu dienen, um das Teilchen in einer faserartigen oder zellartigen Matrix zu fixieren. Die Fasern dienen also zu drei Zwecken: (a) durch Kapillarwirkung verstärken sie die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit absorbiert wirdj (b) sie binden die Flüssigkeit in der Nähe der Oberfläche des Hydrogels durch Anschwellen; (c) sie fixieren das Hydrogelteilchen in der faserartigen oder zellartigen Matrix, in die sie eingebettet sind.

509887/0921

Es hat sich nun herausgestellt, daß es in der Praxis notwendig ist, gevjlsse Variablen innerhalb definierter Grenzen zu kontrollieren, um in situ optimale Flüssigkeitsabsorption zu erhalten. Vor dem Kontakt mit den Fasern sollten die Hydrogelteilchen eine derartige Größe aufweisen, daß alle durch ein 5-Maschensieb gehen (US Standard Sieb-Serie). Während es schwierig ist, die Verteilung der Teilchengröße der überzogenen Teilchen zu analysieren, fand man, daß alle Hydrogelgeraische durch ein 5-Maschensieb gehen sollten. Die Fasern sollten genügend lang sein, so daß wenigstens einige der Fasern aus der Oberfläche des Hydrogels herausragen. Die bevorzugte Faserlänge beträgt 0,1 bis 5 nun. Es ist natürlich möglich, Fasern verschiedener Länge zu benützen, wobei die längeren dazu dienen, das Teilchen zu fixieren; die kürzeren Fasern dienen dazu, das Teilchen zu überziehen. Obwohl der Faserdurchmesser nicht wesentlich ist« v/erden Fasern bevorzugt, bei denen das Verhältnis Länge zu Durchmesser ungefähr 5:1 ist.

Das Verhältnis von Hydrogel zu Faser sollte so sein, daß das Hydrogel/Fasergemisch wenigstens aus 20 Gew.~% Hydrogel besteht. Ein besonders befriedigendes Hydrogelgemisch besteht aus ungefähr gleichgroßen Gewichtsanteilen von Hydrogel und Fasern. Hydrogel zu Faserverhältnisse von 50 : 50 bis 75 : 25 zeigen einen synergistischen Effekt bei der Flüssigkeitsabsorption. Wenn die Hydrogel/Fasergemische in einer faserartigen Matrix verwendet werden, ist ihre Retentionsfähigkeit größer als die Summe der einzelnen Komponenten.

Die erfindungsgemäßen Hydrogelgemische werden dadurch dargestellt, daß wenigstens ein Hydrogel und Fasern gemischt

509887/0921

werden, und zwar Fasern in einer solchen Menge, daß ein wesentlicher Teil der Oberfläche des Hydrogels bedeckt wird. In der Praxis steht eine Reihe von Methoden zur Verfügung, uni die Fasern am Hydrogel zu befestigen. Um die Fasern leichter zu befestigen, kann beispielsweise ein Hydrogel einer Hitzebehandlung unterzogen werden, um die Oberfläche des Hydrogels zu erweichen. Das Hydrogel oder ein Hydrogel/FasergeiDisch kann auch mit einem Material in Verbindung gebracht werden, das die Oberfläche erweicht. Zerstoßenes Eis, wässrige Flüssigkeiten oder andere Materialien können dazu benützt werden, um das Anbringen der Fasern zu erleichtern. Eine wässrige Lösung kann dem Hydrogel zugefügt werden, bevor die Fasern zugefügt werden oder während der Mischung der Fasern mit dem Hydrogel. Es ist auch möglich, Fasern zu verwenden, die mit einem Material überzogen sind, das zu einer positiven Adhäsion an das Hydrogel führt.

Obwohl Wasser die bevorzugte wässrige Flüssigkeit ist, können auch andere Flüssigkeiten oder deren Mischungen benützt werden, wenn sie das Hydrogel zum Anschwellen bringen. Wasseralkoholgemische, beispielsweise Glykole, Benzol und dergl. können zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gemische verwendet werden. Die jeweilige wässrige Flüssigkeit, die verwendet wird, hängt natürlich von der chemischen Zusammensetzung des Hydrogels ab, das überzogen wird. Im allgemeinen erfolgt der Zusatz der Flüssigkeit nach einer passend erscheinenden Methode. In einem bevorzugten Verfahren wird die Flüssigkeit als feinverteiler Spray hinzugefügt, während das Hydrogel oder das Hydrogel-Fasergemisch gerührt wird.

509887/0921

In den meisten Fällen genügt es, eine minimale Menge der Flüssigkeit hinzuzufügen, d.h. eine Flüssigkeitsmenge, die genügt, um das Hydrogel zu erweichen, so daß die Fasern ankleben. Die Flüssigkeitsmenge sollte auch dazu ausreichen, um das Hydrogel im wesentlichen durch Bestrahlung oder durch chemische Einwirkung unlöslich zu machen. Wie bereits früher angedeutet, sollte die Flüssigkeitsmenge diejenige Flüssigkeitsmenge nicht übersteigen, bei der die Mischung ihre frei strömende Teilchenform beibehält. Für andere Herstellungsverfahren kann die Flüssigkeitsmenge größer oder kleiner sein als diejenige, bei der sich die Mischung im frei strömenden Zustand befindet. Im allgemeinen liegt der Flüssigkeitsgehalt im Bereich von 15 bis 80 Gew.-% der Mischung aus Hydrogel und Faser. Für einige Anwendungen kann es wünschenswert sein, ein Produkt zur Verfügung zu haben, bei dem der Flüssigkeitsgehalt höher ist und in solchen Fällen können die angegebenen Zahlenangaben überschritten werden. Der Wassergehalt kann größer als 80 % sein, wenn das Hydrogel und die Fasern im Verhältnis 1:1 vorhanden sind und das Hydrogel durch Bestrahlung unlöslich gemacht ist.

Es kann wünschenswert sein, das Hydrogel unlöslich zu machen, um seine in situ Absorptionswirksarakeit zu erhöhen. Dafür steht eine Vielzahl von Methoden zum Unlöslichmachen zur Verfügung, z.B. ionisierende und nicht-ionisierende Strahlung, chemische Vernetzung und dergl.. Die besonders ausgewählte Methode hängt von der chemischen Natur des Hydrogels ab.

Zum Beispiel beschreibt das US-Patent 3 734 876 eine Methode zur chemischen Vernetzung von Polyalkylenoxiden, indem die polymeren Substanzen mit einem Vernetzungsmittel in Kontakt

509887/0921

gebracht v/erden, und zwar in Gegenwart eines freien Radikals als Katalysator. Die genannten Vernetzungsmittel umfassen Verbindungen wie z.B. 1,4-Butylenglykoldiacrylat, Tetraäthylenglykoldiacrylat, Polyäthylenglykoldiacrylat, Methylenbisacrylamid und dergleichen. Typische Katalysatoren auf der Basis freier Radikale sind Azobisisobutylnitr.il, Benzoylperoxid, 2,4-Di-chlorbenzoylperoxide und dergleichen.

Zusätzlich zur chemischen Vernetzung mittels freier Radikale können andere Methoden angewendet v/erden, um Hydrogele herzustellen. Beispielsweise betrifft das US-Patent 3 661 815 ein Verfahren zur Herstellung eines Alkalimstallcarboxylatsalzes einer copolymeren Verbindung aus Stärke-Polyacrylnitril» Die copolymere Verbindung wird verseift mit einer wässrigen Lösung von Methanol oder Äthanol und Natriumhydroxid, -Lithiumhydroxid oder Kalimihydroxid. Es wird angedeutet, daß die verseiften Copolymeren wasserunlösliche, körnige Festkörper sind; ein Teil der polymeren Verbindung absorbiert 50 Teile Wasser, während der körnige Charakter beibehalten wird.

In dem US-Patent 3 670 731 v/erden auch hydrokolloide absorptionsfähige Materialien beschrieben, wie z.B. verhetztes sulfoniertes Polystyrol oder ein lineares Polyacrylamid vernetzt mit einer nicht konjungierten Divinylverbindung, wie z.B. Methylen-bis-acrylamid. Es wird auch in dem Patent angedeutet, daß ein Acrylamid in Gegenwart eines Peroxidkatalysators mit einer nicht konjugierten Divinylverbindung polymerisiert werden kann; anstatt eines Peroxidkatalysators kommt auch Photopolymerisation in Frage, z.B. mit einem Riboflavin-Aktivator.

509887/0921

-H-

in Ergänzung zu den vorhin erwähnten Methoden, ein Hydrogel unlöslich zu machen, ist eine andere Methode zu nennen, die darauf beruht, daß dio polymere Substanz ionisierender Strahlung ausgesetzt wird, um diese zu vernetzen und unlöslich zu machen; dabei entsteht ein wasserunlösliches hydrophiles produkt. Der Ausdruck "ionisierende Strahlung" umfaßt jene Strahlung, die genügend Energie besitzt, um in der polymeren Verbindung eine elektronische Anregung und/oder Ionisation hervorzurufen, die aber nicht genügend Energie auf v/eist, um die Atomkerne zu beeinflussen.

Bequem zu handhabende Strahlungsquellen beruhen auf radioaktiven

$0 137 (verbrauchte Kernbrennstpi\ft;lenr^-t Isotopen,wie z.B. Co und Cs,die Gammastrahlen abgeDen/;ais weitere Quellen ionisierender Strahlung sind Röntgenapparat zu nemxeri, sie erzeugen Röntgenstrahlen _s- als ionisierende Strahlung kommen auch Elektronen in Präge, die von einem Van de Graaff-Beschleuniger beschleunigt wurden. Die in der vorliegenden Erfindung benützten ionisierenden Strahlen haben eine Energie zwischen 0,05 MeV bis 20 MeV.

Die Bestrahlung der nichtvernetzten (wasserlöslichen.) Polymeren kann durchgeführt werden in der Luft, im Vakuum oder unter verschiedenen Gasatmosphären. Irgendeine konventionelle Methode kann benutzt werden, um die polymere Verbindung in Kontakt mit der ionisierenden Strahlung zu bringen. Die neuen erfindungsgemäßen Hydrogel/Fasergemisohe können eine Reihe von Zusätzen enthalten. Vor Durchführung der Bestrahlung können z.B. verschiedene Substanzen zugesetzt v/erden, die die Vernetzung verstärken (z.B. Methylen-bis-Acrylamid). Verschiedene Stabilisatoren, Bindemittel, Dispergierstoffe, Farbstoffe, Pigmente, Verdünnungsmittel und dergleichen können, falls erwünscht ,beigefügt werden. Während einige dieser Stoffe zugefügt werden, nachdem das teilchenförmige Material hergestellt worden ist, werden ande-

509887/0921

re Stoffe während des Mischvorgangea "beigefügt» Y/enn z„B. der Zusatz eines Stabilisators erwünscht ist, so wird diener der Flüssigkeit beigefügt, die auf die Mischung gesprüht wird.

Ein wichtiger Aspekt der Hydrogel/Fasergemische betrifft ihre verbesserten Kctentionseigenschaften, wenn sie in eine facerartige Matrize eingebettet sind (z.B. Kissen aus Cellulose), Wenn also ein Hydrogelgemisch in ein aus Fasern bestehendes Absorptjonskisseii eingebettet wird, sind die Teilchen so fixiert, daß sie nicht v/andern oder vor oder während des Gebrauchs he ravage schüttelt werden können. Dieses Problem ist den Fachleuten bekannt. In der Patentliteratür wurden Versuche beschrieben, un dieses Problem zu lösen, indem z.B. das Kissen, das das Hydrogel enthält, mit Dampf behandelt wird (siehe US-Patent 3 661 154). Die vorliegende Erfindung beschreibt ein neues Verfahren, nach dem die an das Hydrogel/Fasergemisch befestigten Fasern diese Teilchen in dem Absorptionskissen fixieren. Die beigefügten Zeichnungen zeigen klar, wie einige der an dem Hydrogelteilchen befestigten Fasern mit den Fasern einer Matrix verschlungen sind.

Die Beispiele 19 bis 31 illustrieren diesen Verankerungseffekt.

Die benützten Absorptionskissen wurden mit Hilfe einer Vorrich-

(airlaying)
tung/hergestellt, die ein gleichmäßig verteiltes Muster der Teilchen in der Matrix aufweisen: es j.st auch möglich, die Teil-

(airlayed) chen als Schicht zwischen zwei/faserartige Kissen einzuschieben.

Die in den Beispielen benützten saugfähigen Kissen waren aus gebleichtem Sulfat-Holzzellstoff hergestellt. Aber auch Kissen aus anderen Fasern können benützt werden.

509887/0921

Die Hydrogelgemische können auch in einer zellartigen Matrix "benützt v/erden; hier dienen die herausragenden Pasern dazu, das Hydrogelteilch.cn in den zellartigen öffnungen zu fixieren.

Die erfindungsgemäßen Hydrogelgemische sind auf vielen Gebieten nützlich. Die Hydrogelgemische sind deswegen besonders nützlich, denn sie besitzen die Fähigkeit, sehr große Wassermengen aufnehmen zu können (das fünf- bis tausendfache ihres Trockengewichtes)· Zudem halten sie solche Flüssigkeiten selbst bei Anwendung mäßiger Drücke zurück.

Im allgemeinen eignen sich diese Materialien dazu, die oatigfählgkeit von V/cgv/erfartikeln zu erhöhen. Als absorptionsfähiges I-Iedium sind sie von besonderem Interesse für Windeln oder katamenioche Mittel, Monatsbinden, Tampons, Inkontinenzkissen, Bandage:!, Schwämme, Kolotorniekissen und dergleichen. Die Ilydrogelgeinische eignen sich besonders für die V/indeln, wie sie in dem US-Patent 3 814 101 beschrieben werden. Sie eignen sich auch als Bestandteil von Tampons und dergleichen (siehe US-Patente 3 121 4-27. 3 070 095 und 3 812 856).

Die in den folgenden Beispielen beschriebenen Hydrogel/Pasergemische wurden nach vier verschiedenen Methoden hergestellt. Die Verfahren zur Mischung werden im folgenden beschrieben:

1. Großer Lodige-Mischer: ein Festkörper-Flüssigkeitsmischer (Kapazität: 136 kp Festkörper) wurde mit den vorgeschriebenen Mengen der polymeren Verbindung und der Fasern beschickt; innige Vermischung trat ein, sobald Wasser durch die Düsen innerhalb des Mischbehälters eingeführt wurde. Das' Mischen wurdesolange fortgesetzt, bis das vorgegebene Wasser hinzugefügt war; auch danach wurde der Mischvorgang

509887/0921

noch etwas fortgesetzt. Insgesamt dauerte der M'iscbvorgang ungefähr 30 Minuten. Die daraus resultierenden nassen Gemische waren freiströmend und konnten ohne Schwierigkeit auf Standardtransporteinrichtungen bewegt werden» In diesem Beispiel wurde Polyäthylenoxid verwendet; alle Gemische wurden danach ionisierender Strahlung ausgesetzt, um die Vernetzung unter folgenden Bedingungondurchzuführen: ein Van de Graaif-Elektronenbeschleunigor mit einer Energie von 1,5 HeV wurde benutzt; das aus Teilchen bestehende, nasse Pulver wurde unter dem Strahl mit einer Geschwindigkeit von 15 m/min, bewegt. Die Dosis betrug ungefähr 0,3 Mracl, Die feuchten bestrahlten Gemische wurden dann zu einem Jlaltege-

fäß transportiert und in einem von heißer Luft durchströmtun Trockenbett getrocknet.

Kleiner Lodige-Hischer: Ein Pestkörper-Flitesigkeitsmißcher '(Kapazität: 13»6 l:r> ) wurde mit den vorgeschriebenen Mengen der polymeren Substanz und der Pasern beschickt; sobald Wasser durch die innerhalb des Mischgefäßes angebrachten Düsen eintrat, trat innige Vermischung ein. Der Hi sch vor {-an^ wurde solange fortgesetzt, bis das vorausbestimmte Wasser hinzugefügt war; der Hischvorgarsg wurde auch noch einige Zeit danach fortgesetzt. Der Hisοhvorgang dauerte insgesamt durchschnittlich 10 bis 15 Hinuten. Die daraus resultierenden feuchten Gemische v/aren ziemlich frelströmend und konnten ohne Schwierigkeit auf Standardtransporteinrichtungen transportiert werden, liur Polyäthylenoxid wurde verwendet; die Gemische wurden ionisierender Strahlung ausgesetzt, um die Vernetzung unter folgenden Bedingungen einzuleiten: ein Van de Graaff-Elektronenbesohleuniger mit einer Energie von 1,5 HeV wurde benützt; das teilchenförmige, feuchte Pulver wurde unter dem Strahl mit einer Geschwindigkeit von 50 m/min, bewegt, Die Dosis betrug ungefähr 0,3 Mrad. Die bestrahlten feic hten

509887/0921

■ - 18 -

Gemische wurden bei Raumtemperatur getrocknet und dann in einem Gumberland-Mahlwerk zerkleinert.

3. Vee~Miseter: Ein Patterson-Kelley-Mischer (Kapazität: ungefähr 3 Pfund) wurde mit den vorgeschriebenen Mengen der polymeren Verbindung oder des Hydrogels und der Pasern beschickt; sobald wasser durch die innerhalb dec Mischgefäßes angebrachten Düsen eintrat, trat innige Verwischung ein. Der Mischvorffnv^; wurde solange fortgesetzt, bis das V/asser hinzugefügt war; auch danach wurde der Mischvorgang für kurze Zeit fortgesetzt» Der Miöchvorgang dauerte insgesamt ungefähr 15 Minuten.

In einigen Fällen wurde die darauffolgende Vernetzung durch ionisierende Strahlung ausgeführt. In anderen Fällen wurde die Behandlung mit ionisierender Strahlung unterlassen. Alle feuchton Hydrogel/pasorgemische wurden bei Räumte Dip era tür getrocknet und dann durch ein 10-Haschensie.b gegeben.

4. Manueller Mischvorgang: eine vorgeschriebene Menge des Hydrogels und der Pasern wurde in einem Becher manuell vermischt; sobald eine genügende Menge Wasser hinzugeführt worden war, resultierte eine feuchte oder nasse Mis chung, die koine freie Flüssigkeit mehr enthielt. Diese feuchte Mischung wurde dann bei Raumtemperatur getrocknet. Ein Waring-Mischer wurde dazu benützt um das getrocknete Material in kleine Teilchen zu zerlegen;

die Teilchen wurden durch ein 10-Maschensieb gegeben.

Die verbesserte Flüssigkeitsabsorption basiert auf den X-Werten der Kombination Hydrogel/Faser im Vergleich zu äquivalenten Mengen desselben Hydrogels und derselben Paser, aber jeweils getrennt'gemessen, (die X-Werte bezeichnen Gramm-Mengen der Flüssigkeit pro Gramm-MengenxSes trockenen Absorptionsmittels).

509887/0921

Eine Reibe von Ijydrogolen wurde in den Beispielen aufgeführt, um su zeigen, daß die verbesserte plüöfcrigkeitsabBoroptioii der einzigartigen Kombination Hydrogel/Paser zugeschrieben werden kann und nicht der chemischen Zusammensetzung der Hydrogele oder der pasern. Die folgenden Hydrogele wurden in den Beispielen benützt.

(1 )

1. Polyäthylenoxid (POLYOX^- ^; Gel I): polymere Verbindung nlt h:-

Molekulargewicht, vernetzt durch ionisierende Strahlung, ixi e Details der Darstellung werden in den US-patenten 3 664 34 3 und 3 785 872 beschrieben.

2. Pclyäthylenoxid (POLYOX Gel II): polymere Verbindung mit hohem l-Iolekular ge wicht, vernetzt mit di- und tri-furiktion eilen Acrylatverbindungen. Die Details der Darstellung werden in dem belgischen Patent 783 858 beschrieben»

3. Polyäthylenoxid (POLYOX Gel Ul): polymere Verbindung mit hohem Molekulargewicht; vernetzt mit Acrylsäure. Die Details der Darstellung v/erden in dem US-Patent 3 763 277 beschrieben.

4. Dow XD-1300: Kommerziell erhältliches Hydrogel, in Teilchenform, dargestellt aus vernetzten!, partiell hydrolisiertem Polyacrylamid. Lieferung durch die Dow Chemical Corporation.

5· AA/AAM Hydrogel: Hydrogel, dadurch hergestellt, daß Hatriumacrylat und Acrylamid in wässriger Lösung mit ionisierender Strahlung behandelt werden.

(1) Union Carbide Corporation, Warenzeichen für Polyäthylenoxid.

509887/092T

6. Polymere Verbindung 34-A-100: körniges HyJrogel, das durch Verseifung eines Stärke-Acrylnitrilinischpolymerisats in wässrig alkoholischer Lösung erhalten wird. Lieferant ist die Grain Processing Corporation.

Alle Hydrogel/Fasergemische auf der Basis von Polyäthylenoxid wurden mit einein Ausgangshydrogel verglichen, das durch Bestrahlung einer 4-prozentigen wässrigen Lösung mit einem Van de Graaf f-Elektronerxbeschleuniger (1,5 MeV Dosis 5 Mrad) erhalten wurde. Das erhaltene Gel wurde getrocknet und zu einem pulver zerstoßen , das ungefähr dieselbe Verteilung der Teilchengröße aufwies wie die polymere Substanz, die zur Herstellung der Hydrogel/ pasergeriisehe verwendet wurde.

Weitere Beispiele für Hydrogel/paserabsorptionswerte wurden von den· unten aufgeführten polymeren Systemen erhalten. In diesen Fällen wurden keine Vergleichswerte für das reine Hydrogel erhalten.

7. Hydroxyäthylcellulose: Im Handel erhältlich; eine polymere

Verbindung mit hohem Molekulargewicht (Union Carbide Corporation). Die Darstellung der Hydrogel/Fasergemische wurde mittels eines Vee-Mischers vorgenommen und das feuchte, pulverförraige Gemisch wurde durch ionisierende Strahlung (Dosis 0,5 Mrad) vernetzt.

8. Carboxymethylcellulose: Im Handel erhältlich; polymere Substanz mit hohem Molekulargewicht (Hercules Chemical Company). Das Hydrogel/Fasergemisch wurde mittels eines Vee-Mischers vorgenommen und das feuchte, pulverförmige Gemisch wurde durch ionisierende Strahlung (Dosis 1,0 Mrad) vernetzt.

509887/0921

9. Polyacrylamid: Im Handel erhältlich; Verbindung mit hohem Molekulargewicht (American Cyanamide Corporation). Die Darstellung der Hydrogel/Fasergeraische wurde mittels eines Vee-Mischers vorgenommen und das feuchte, pulverförmige Gemisch wurde.durch ionisierende Strahlung (Dosis 0^3 Mrad) vernetzt.

Die Teilchengröße der Hydrogel-Ausgangsmatorialien variierte (die Teilchen gingen durch Siebe mit 10 bis 300 Maschen). Die Hydrogel/Faserprodukte sind bezüglich der Verteilung der Teilchengröße schwierig zu analysieren, denn die Fasern sind miteinander verf.il.Kt; Jedes Hydrogel/Facerprodukt wurde jedoch vor Gebrauch durch ein 10 Maschensieb gesiebt.

Das Verhältnis Hydrogel zu Faser wurde in einer Reihe \^ron Beispielen variiert« Die bevorzugten Grenzen liegen zwischen 80 % und 1o % Fasern auf den einzelnen Hydrogelteilchen. Im Falle der Beispiele 1, 2, 4 und 3 liegen folgende Zusammensetzungen vor: Beispiel 1:50 % Polyäthylenoxid, 50 % gebleichte Sulfatzellstoffasern; Beispiel 2: 60 % Polyäthylenoxid, 40 % gebleichte SuIfatzellstof.fasern; Beispiel 4: 6? % Po3y~ äthylenoxid, 33 % gebleichte SuIfatzellstoffasern; Beispiel 3: 75 % Polyäthylenoxid und 25 % gebleichte SuIfatzellstoffasern, Bei Verwendung eines anderen Hydrogels lag der Fasergehalt bei 50 % und 33 % (Beispiele 6, 7, 12 und 13).

Die in den Beispielen benützten Fasern sind im Handel erhältlich. Zwei Eigenschaften der Fasern sind für die V/irksamkeit der Hydrogel/Fasergemisehe wichtig: (a) die Länge der Fasern und (b) der hydrophobe Charakter der Fasern.

509887/0921

Die bevorzugte Länge der Faser liegt im Bereich von 1,5 mm bis 0,1 mm; es können, ate r auch langem oder kurze ro Fasern benutzt werden. Mischungen von Fasern verschiedener Länge, aber derselben Zusammensetzung, sind ebenfalls verwendbar. Kombinationen von Fasern verschiedener Zusammensetzung sind ebenfalls nützlich. Der hydrophobe Charakter einer Faser beeinflußt die Absorption der Flüssigkeit. Je hydrophober die Faser ist, umso geringer ist die Wirksamkeit.

In den Beispielen wurden folgende Cellulose.fe.sern verwendet:

Gebleichte SuIfatzellstoffasern, durchschnittliche Faserlänge ^ 0,66 mm.

Gebleichte SuIfitzellstoffasern (international Fiber Corporation) C-40 - durchschnittliche Faserlänge >· 0,50 mm.

Gebleichte SuIfitzellstoffasern (international Fiber Corporation) C-100 - durchschnittliche Faserlänge ---'0,50 mm.

Gebleichte SuIfitzellstoffasern (International Fiber Corporation) C-200 - durchschnittliche Faserlänge < 0,50 mm.

Gebleichte SuIfitzellstoffasern RB-100 - durchschnittliche Faserlänge -^ 0,47 mm.

Gebleichte Sulfithartholzfasern (ITT Rayonier, Inc.) JBH - durchschnittliche Faserlänge ^J 1,23 mm.

Gebleichte Linters . (International Fiber Corporation) CL-100 - durchschnittliche Faserlänge .—'0,50 mm.

509887/0921

— ?3 —

Beispiel 1

Die Absorptionswerte für Hydrogel/Fasergemiscbe wurden aufgrund von Experimenten mit Salzlösungen bestimmt; die Experimente wurden in folgender Weise durchgeführt: zwei Absorptionr;-kissen aus SuIfatzellstoffasern (Dimension: 15,24 cm χ 20$32 cm_s. Gewicht: ungefähr 6g) wurden wie bei einem Sandwich um eine Folie aus Watte gelegt, die 0,25 g dea gleichmäßig verteilten Hydrogel/Fasergumisches enthielt. 20, 30, 40 und 50 ml einer Salzlösung (0,3 normale NaCl-Losung) v.urxion langem auf die Oberfläche der getrennten Kiesen gegossen; 30 Minuten lang stellte sich das Gleichgewicht ein. Danach wurde die .feuchte, daa Hydro.i-;cJL oder Hydrogel/Fasergemisch enthaltende Folie entfernt und getrennt von dem oberen und dem unteren Absorptionskissen gewogen. Korrekturen bezüglich des durchschnittlichen Gewichts einer feuchten Folie aus Watte wurden nur bei verschiedenen Flüssigkeitszugaben vorgenommen. Die Differenz entspricht im Gewicht der in den Teilchen absorbierten Flüssigkeit. Anhand dieser Zahlenangabe ist es möglich, einen Absorptions-X-Wert zu berechnen (Gewicht Salzlösung - Gewicht Hydrogelgeniisch).

Anhand dieser Daten wurde die Verbesserung der Wirksamkeit für verschiedene Hydrogel/Fasergemische durch Vergleich mit Bezugssubstanzen festgestellt (siehe Zahlenbeispiele). In diesem Beispiel wurde eine Mischung aus Polyäthylenoxid und gebleichten Sulfatzellstoffasern verwendet und berechnet (Gewichtsverhältnis 1:1). Das Verfahren und die Resultate werden im folgenden erläutert:

509887/0921

Mischvorgang: Lodige Mischer, groß

54,4 kp POLYOX

54,4 kp Zellstoffasern

136 kp Wasser

1 kp Polyätbylenimin Bestrahlungsdosis: 0,3 Mrad

Absorpt.ionswerte bei Beschickimg mit folgenden Flüssigkeit mengen:

20 ml 12,2X

30 ml 13,5X

40 ml 17,8X

50 ml 19,8X

Absorptionswerte des POLYOX Gel I (bestrahlt mit 5 Mrad).

Beschickung mit g Lösung / g Hydrogel Flüssigkeit

20 ml	7,6
30 ml	8,9
40 ml	12,7
50 ml	15,9

509887/0921

Absorptionswerte gebleichter SuIfat~Zellstoffasern:

schickung mit lösung g Lösung/g Faser

ml ' 3.9

ml 5.0

ml 6,8

ml 6,7

50988'	Steigerung Beschickung	j sung	der Wirksamkeit von g Losung	Hydrogel/Paserteilchen: g Lösung g Lösung	Fiy dr ο gel	0.	1	. °5	-9T"	P" ZUSP'tsl"" C¹C-	jösung	Steigerung (^)
—«4	mit li(	ml	g pydro^e"/"Faser	0,5 g			2	.50		a"oso2""oierte I		der Wirksamkent
O co	20	ml	12,2		.45		3	.40		6.45		112 _;-;
	30	ml	ι --, C₁ _	4	.35		3	.35				SA rf.
	40	ml	17.8	6	.95					3.05		S3 ^c,o
	50	IQP _	7	ι 5	8.50	75 ?i

cn w ro

Beispiele 2 Msi 5

spi

Analog zum Beispiel 1 wurde die Steigerung (%) der Wirksamkeit anderer Hydrogelgemische bestimmt. Die Resultate v/erden in der Tabelle 1 aufgeführt. Obwohl die Wirksamkeit jedes Gemisches für 20, 30, 40 und 50 ml Salzlösung bestimmt wurde, wird in der Tabelle nur ein Bereich der Wirksamkeit angegeben. Die erste Zahl steht für die Steigerung der Wirksamkeit bei Zugabe von 50 ml und die zweite Zahl steht für die Steigerung der Wirksamkeit bei Zugabe von 20 ml. In den Beispielen 2 bis 7 wurden gebleichte ßul.fatzellstoffasern benützt.

509887/0921

Tabelle I

cn ο co co co

Beispiel	Hydrogel	Faser Verfci·	Zellstoff	Itnis	Steigerung der Wirksam
		HyJr c	Seilstoff	-■'el zu. Paser	keit des Geraisches
2	Polyäthylenoxid Gel I	Zellstoff	3:2	39-102
3	Polyäthylenoxid Gel I	Zellstoff	5:1	25-62
4	Polyäthylenoxid Gel I	Zellstoff	2,3:1	32-43
5	AA/Mm		1:1	3S-117
6	Stärke-Pfropfpolyme	Zellstoff	2:1	25-23
	risat 35-A-1OO	Gebleichter
7	Stärke-Pfropfpolyme	Sulfit-Zell	1:1	36-24 ^
	risat 35-A-1OO	stoff (0-40)
8	Polyäthylenoxid Gel I	Gebleichter Sulfit-	1:1	50i2-32 '
		Zellstoff (0-100)
9	Polyäthylenoxid Gel I	Gebleichter Sulfit-	1:1	42,4-4,0
		Zellstoff (0-200)
10	Polyäthylenoxid Gel I	Gebleichter Sulfit-	1 :1	19,0-(-)8,0
		Zellstoff (P.B-100)
11	Chemisch vernetztes	Gebleichter Sulfit-	1:1	31-(-1) ro
	Polyäthylenoxid Gel II	Zellstoff (1113-100)		cn
12	Dow XD-1300	Gebleichter Gulfit-	1 :1	42-58 oo
			ο
13	Dow XD-1300	2:1	29-34 —'

JTlJ:~ I ν>1/■)

Tabelle I (Fortsetzung) Beispiel

Hydrogel

Faser Verhältnis

Steigerung der Wirksam-

Hydrοgel zu Faser keit des Gemisches

CO OO OO

H Polyäthylenoxid Gel I Gebleichte 1:1

Sulfit-Hartholzfasern (JH3)

15 Polyäthylenoxid Gel I Gebleichte 1:1

Baumwollfasern (Unters) (Cl-100) 4-8-50

106-100

Beispiele 16 bis 18

Analog zum Beispiel 1 wurden Gemische aus drei weiteren Hydrogelen hergestellt und Absorptionswerte bei Beschic3amg mit 20, 30, 40 und 50 ml Salzlösung bestimmt· Das benütate-Hydrogel und die Absorptionswerte sind in der Tabelle II angegeben.

509887/0921

	Beispiel	T a	Hydrogel	belle II	Verhältnis	Absorptionswerte	'-	I
			Faser	Hydrogel zu Paser			C I
	16	HycLroxyäthylzellulose		1:1	7,7X~7,6X
			gebleichter
	17	Carboxymethylzellulose	Sulfat-Zeilstoff	1:1	1O,5X-8,8X
cn ο			gebleichter
CD	18	Polyacrylamid	SuIfat-Zellstoff	1:1	11,3X-7,6x
OO 00 -J			gebleichter Sulfat-Zellstoff
/092

Beispiele 19 Ms 31

Die folgenden Beispiele wurden ausgeführt, um die verbesserten Retentionseigenschaften von Hydrogel/Fasergeraisehen aufzuzeigen, wenn diese sich in einer faserartigen Matrix befinden. Folgendes Verfahren wurde angewendet:

Ein Standard-Ro-Tap-Schüttelsieb wurde mit einer Spezialtrommel versehen, in der die AbEorptionskissen (27,94 cm χ 20,32 cm) in einer fast vertikalen Lage befestigt werden konnten. Nachdem die Testkissen 1/2 Stunde lang geschüttelt worden waren, wurden auf dem Boden der Trommel die losen Teilchen eingesammelt. Die Hydrogele odor Hyärogel/Fasergemische wurden von den losen Fasern der Kissen getrennt und gewogen. Die gesteigerte Retention der Hydrogel/Fasergemischc im Vergleich mit dem Ausgangshydrogel wurde gemäß folgender Gleichung berechnet:

des Hydrogels __ Gewichtsverlust Hydrqfiel/Fa_ser iht d ~" iilT" Ght ' '"""

yg __ yqfi/

ursprüngliches Gewicht des ~" ursi^riinglTches" Gewxcht äc's Hydrogels in dem Kissen Hydrogels/Faser im Kissen

Gewichtsverlust Hydrogel/Faser Gewicht Hydrogel/Faser im Kissen

In den Beispielen 19 bis 25 hatte das Kissen die Dimension 40,64 cm χ 27,94 cm und enthielt 32 g Zellstoff-Flausch und 1 g Hydrogel oder Hydrogel/Fasergemisch, das gleichmäßig in den Kissen verteilt war. In den Beispielen 25 bis 28 hatte das Kissen die Abmessungen 40,64 cm χ 27,94 cm und enthielt 22 g Zellstoff und 2 g Hydrogel oder Hydrogel/Fasergemisch,

509887/0921

das gleichmäßig in dem Kissen verteilt war. In den Beispielen 29 bis 31 wurden Windeln in Kissenform hergestellt (15,24 cm χ 20 _f 3 cm), die 7 g Zellstoff und 0,5 g Hydrogel oder Hydrogel/ Fasergemisch enthielten. Die Hydrogel oder Hydrogel/Fasergemiache v/urden zwischen zwei Kissen gelagert, die ein Rautenmust&r aufwiesen.

509887/0921

Tabelle III

	Beispiel	Hydrogel	Verhältnis
			Hydrogel zu
			Fasern
	19	Polyäthylenoxid	i;i
		Gel III
	20	Polyäthylenoxid	2:1
		Gel III
cn CD	21	Dow XD-1300	1:1
CD cn	22	Dow XD-1300	2:1
OO	23	Polyäthylenoxid	1:1
-J		Gel II
O CD	24	(1 ^ Polyäthylenoxid^v '	1:1
ro		Gel I
	25	Polyäthylenoxid / «4 \	2:1
		Gel ΐ<¹)
	26	Dow XD-1300	1:1
	27	Dow XD-1300	1:1
	28	Polyäthylenoxid	1:1
		Gel II
	29	Dow XD-1300	1:1

Gewichtsverlust ^cJo Gewichtsverlust j* Steigerung (^) α es Hydrogel/ des Hydrogels der Wirksar&eit Pasergeni3ch«?s des

2,1S
2,66

2,46
2,20

2,78

1,96

i » /O

1,62
2,60

ι cL, 8

10,S 10,8

5,24 5,24

5,86

ς of. 0 , co

4,75 4,07 4,61

27,03

396 307

88 113 166

111 199

167 151

S1

110 oo

■<! CD

Tabelle III (Portsetz ur.g)

	Beispiel	Hydrogel	Verhältnis	Gewichtsv	erlust	24	($) Gewichtsver"! ust(^)	Steigerung (^) ;
			Hydrogel zu	des Hydro	gel/		des Hydrogels	de·^ v/irksaiakeit
			Pa s era	Pasergemisohes	26		des Gerasehes
	30	Polyäthylenoxid	1:1	12.		21,74	78
		Gel Il
απ t—t	31	Polyäthylenoxid	1:1	12,	t Poly	28,44	132
19887		Gel I
CJ
co JSJ	(1) Die	Differenzen für d	iese Beispiele	wurden mi	ethylenoxid Gel U als	Bezugssubstanz
—*	berechnet.

Obwohl die Erfindung durch die vorhergehenden Beispiele erläutert wurde, soll dies nicht bedeuten, daß die Erfindung auf die erwähnten Materialien beschränkt ist. Verschiedene Modifikationen und Verfahren können im Geiste der Erfindung durchgeführt v/erden.

509887/0921

Claims

- 36 Patentansprüche

1. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand mit Absorptionsmitteln, von denen wenigstens eines aus Hydrogelteilchen besteht, die von Fasern umhüllt sind und dadurch gekennzeichnet sind, daß sie

(a) im Vergleich mit entsprechenden nicht-umhüllten Teilchen eine verbesserte in situ Flüssigkeitsabsorption aufweisen,

(b) eine derartige Verteilung der Teilchengröße aufweisen, daß alle umhüllten Hydrogelteilchen durch ein 5 Maschensieb (US Standard Siebserie) gehen,

(c) eine Umhüllung aus Fasern aufweisen (die durchschnittliche Länge beträgt weniger als ungefähr 5,0 mm und das durchschnittliche Verhältnis von Länge zum Durchmesser -beträgt wenigstens ungefähr 5:1) und

(d) wenigstens einige der Fasern teilweise aus der Oberfläche der Teilchen herausragen.

2. Absorptionsfähiger Y/egwerfgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von Fasern umhüllten Hydrogelteilchen wenigstens einige Fasern aufweisen, die teilweise aus der Oberfläche der Teilchen herausragen und die Teilchen in einer faserartigen Matrix im wesentlichen unbev;eglich machen.

3. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die faserartige Matrix aus Zellulose besteht.

509887/0921

4. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fanerartige Matrix aus Holzfasern besteht.

5. Absorptionsfähiger Wogwerfgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von Fasern umhüllten flydrogelteilchen wenigstens einige Fasern auiVeiscn, die teilweise aus der Oberfläche der Teilchen horaus·- ragen und die Teilchen in einer zellartigen Matrix im wesentlichen unbeweglich machen.

6. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 5« dadurch gekennzeichnet, daß die zellartige Matrix ein Schaum ist.

7. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zellartige Matrix ein Polyurethanschaum ist.

8. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um ein katamsnischos Mittel handelt.

9. Absorptionsj-ähiger Wegwerf gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine Monatsbinde handelt.

10. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um einenTampon handelt.

509887/0921

11. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sjch um eine Windel handelt.

12. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen wenigstens von einer Art hydrophiler Fasern umhüllt sind.

13. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen wenigstens

von einer Art hydrophober Fasern unbuilt, sind, von denen wenigstens ein Teil hydrophil gemacht worden ist.

14. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen wenigstens von einer Art hydrophiler Fasern und wenigstens von einer Art hydrophober Fasern umhüllt sind.

15. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der hydrophoben Fasern aus der Oberfläche der Teilchen herausragt.

16. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrogelteilchen von synthetischen Fasern umhüllt sind.

17. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die synthetischen Fasern aus Nylonflocken bestehen.

509887/0921

18. Absorptionsfähiger Wogwerfgegenstand nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die synthetischen Fasern aus Rayonflocken bestehen.

19. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydro^elteilchen von natürlichen Fasern umhüllt sind.

20. Absorptionsfahiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß die na türlichen Fasern aus Holzzellstoffasern bestehen.

21. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß die natürlichen Fasern aus Baumvrollflocken bestehen.

22. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die natürlichen Fasern aus Zelluloseflocken bestehen.

23. Absorptionsfähiger Wegwerfgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern ein Gemisch aus synthetischen und natürlichen Fasern sind.

24. Hydrogelteilchen, die von Fasern umhüllt sind, gekennzeichnet durch

(a) eine derartige Verteilung der Teilchengröße, daß im wesentlichen alle umhüllten Hydrogelteilchen durch ein 5 Maschensieb (US Standard-Siebserie) gehen,

509887/0921

(b) eine Umhüllung aus Fasern (die durchschnittliche Länge beträgt weniger als ungefähr 5,0 mm und das durchschnittliche Verhältnis von Länge zum Durchmesser beträgt wenigstens ungefähr 5:1) und

(c) wenigstens einige Fasern, die teilweise aus der Oberfläche der Teilchen herausragen.

25. Von Fasern umhüllte Hydrogelteilchen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen wenigstens von einer hydrophilen Faser umhüllt sind.

26. Von Fasern umhüllte Hydrogelteilchen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen wenigstens von einer hydrophoben Faser umhüllt sind.

27« Von Fasern umhüllte Hydrogelteilchen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen wenigstens von einer hydrophoben Faser umhüllt sind, wobei wenigstens ein Teil der Fasern hydrophil gemacht worden ist.

28. Von Fasern umhüllte Hydrogelteilchen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen wenigstens von einer hydrophilen Faser und wenigstens von einer hydrophoben Faser umhüllt sind.

29. Von Fasern umhüllte Hydrogelteilchen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen von synthetischen Fasern umhüllt sind.

509887/0921

30. Von Fasern umhüllte Hydrogelteilchen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen von Kylonflocken umhüllt sind.

31. Von Fasern umhüllte Hydrogeltcilchen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen von Rayonflockcu umhüllt sind.

32. Von Fasern unliüllte Hydrogelteilchon ir^ch Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen von natürlichen Fasern umhüllt sind.

33. Von Fasern umhüllte Hydrogelteilchen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen von IJolzzellstoffasern umhüllt sind.

34. Von Fasern umhüllte I-fydrogelteilchen nach Ansprach 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen von Baumv/oll-Unters umhüllt sind.

35. Von Fasern unihüllte Hydrogelteilchen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen von Zelluloseflocken umhüllt sind.

36. Von Fasern umhüllte Hydrogelteilchen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen von einem Gemisch aus synthetischen und natürlichen Fasern umhüllt sind.

37. Von Fasern umhüllte Hydrogelteilchen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel eine anorganische Verbindung ist.

509887/0921

358. Von Fasern umhüllte Hydrogelteilchen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel eine organische Verbindung ist.

39. Von Fasern umhüllte Hydrogelteilchen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel eine vernetzte organische polymere Substanz ist.

40. Von Fasern umhüllte Hydrogelte.ilck&n nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel eine organische polymere Verbindung ist, die chemisch unlöslich gemacht worden ist.

41. Von Fasern umhüllte Hydrogelteilchen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel eine organische polymere Verbindimg ist, die durch Bestrahlung unlöslich gemacht worden ist.

42. Verfahren zur Herstellung von Hydrogelteilchen, die von Fasern umhüllt sind und eine derartige Teilchengrößenverteilung aufweisen, daß im wesentlichen alle umhüllten Teilchen durch ein feinmaschiges Sieb (US-Standard-Siebserie) gehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hydrogel mit Fasern in Kontakt gebracht wird, die eine durchschnittliche Länge von weniger als ungefähr 5,0 mm und ein Durchschnittsverhältnis von Länge zum Durchmesser von wenigstens ungefähr 5:1 aufweisen, diese Fasern in einer Menge vorhanden sind, die ausreicht, daß ein wesentlicher Teil des Hydrogels umhüllt ist und ein Teil der Fasern unter Bedingungen aus der Oberfläche des Hydrogels herausragt, daß eine positive Adhäsion der Fasern an das Hydrogel eintritt.

509887/0921

43. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Fasern hydrophil sind.

44. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Fasern hydrophob sind.

45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der hydrophoben Fasern hydrophil gemacht worden sind.

46. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus einem Gemisch von hydrophilen und hydrophoben Fasern bestehen.

47. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern synthetische Fasern sind.

48. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern Nylonflocken sind.

49. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern Rayonflocken sind.

50. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern natürliche Fasern sind.

51. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern Holzzellstoffasern sind.

52. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern Baumwollinters sind.

509887/0921

53. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern Zelluloseflocken sind.

54. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus einem Gemisch von synthetischen und
natürlichen Fasern bestehen.

55. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel eine anorganische Verbindung ist.

56. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel eine organische Verbindung ist.

57. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel eine vernetzte organische polymere Verbindung ist.

58. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel eine organische polymere Substanz ist, die chemisch unlöslich gemacht worden ist.

59. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß .das Hydrogel eine organische polymere Verbindung ist,
die durch Bestrahlung unlöslich gemacht worden ist.

60. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die positive Adhäsion der Fasern an das Hydrogel durch
Erweichen der Oberfläche des Hydrogels bewirkt worden
ist.

509887/0921

61. Verfahren nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß das Erweichen durch Hitzebehandlung bewirkt worden ist.

62. Verfahren nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß das Erweichen durch eine Flüssigkeit bewirkt worden ist.

63. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit ein Dampf ist.

64. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit Wasser ist.

65. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit eine organische Verbindung ist.

509887/0921