MXPA01008930A

MXPA01008930A - Fibras superabsorbentes, de multiples componentes.

Info

Publication number: MXPA01008930A
Application number: MXPA01008930A
Authority: MX
Inventors: Michael A Mitchell
Original assignee: Basf Ag
Priority date: 1999-03-22
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2002-10-23
Also published as: EP1169502A1; WO2000056959A1; JP2002540302A; JP4847643B2; BR0009188A; US6376072B2; ATE451488T1; DE60043502D1; US20020015846A1; AU4173800A; US6342298B1; EP1169502B1

Abstract

Se describen fibras superabsorbentes multicomponentes. Las fibras multicomponentes consisten en cuando menos una resina acida absorbente de agua y cuando menos una resina basica absorbente de agua. Cada fibra contiene cuando menos un microdominio de la resina acida en contacto con, o en proximidad cercana a, cuando menos un microdominio de la resina basica. Las mezclas de las fibras superabsorbentes, multicomponentes, con particulas de una segunda resina absorbente de agua tambien estan descritas. Tambien se describen los articulos que contienen fibras superabsorbentes multicomponentes.

Description

FIBRAS SUPERABSORBENTES, DE MÚLTIPLES COMPONENTES REFERENCIA A LAS SOLICITUDES RELACIONADAS Esta es una solicitud continuación en parte de la solicitud de Patente Estadounidense Serie No. 09/179,553, presentada el 28 de octubre de 1998, pendiente, que es una continuación en parte de la solicitud de patente de los Estados Unidos serie No. 09/120,674, presentada el 22 de julio de 1998, pendiente, la cual es una continuación en parte de la solicitud de patente de los Estados Unidos Serie No. 08/974,125, presentada el 19 de noviembre de 1997, pendiente.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a las partículas superabsorbentes, de múltiples componentes, en forma de fibras, que contienen cuando menos una resina acida absorbedora de agua y cuando menos una resina básica absorbedora de agua. Cada fibra superabsorbente de múltiples componentes tiene cuando menos un microdominio de la resina acida en contacto con, o en proximidad cercana a, cuando menos un microdominio de la resina básica. La presente invención también se refiere a mezclas que contienen: (a) fibras superabsorbentes multicomponentes, y (b) partículas de una resina acida lAA ,fe «Jjt . „„ ,,.<*», .. „ -A a. ..?^...aa.....,,.^^a^..-A^^^.^fe^^^^^.^«* ^^ ^f'fJft?il absorbedora de agua, una resina básica absorbedora de agua, o una mezcla de estas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las resinas absorbedoras de agua se utilizan ampliamente en productos higiénicos, productos sanitarios, paños limpiadores, agentes para la retención de agua, agentes deshidratantes, coagulantes de lodos, toallas desechables y tapetes de baño, tapetes desechables para puertas, agentes espesantes, tapetes desechables para guaridas para mascotas, agentes para prevenir la condensación y agentes para control de liberación de diferentes sustancias químicas. Las resinas absorbentes de agua están a la disposición en una variedad de formas químicas, que incluye polímeros naturales y sintéticos sustituidos y no sustituidos, como pueden ser los productos de la hidrólisis de polímeros injertados de acrilonitrilo almidón, carboximetilcelulosa, poliacrilatos reticulados, poliestirenos sulfonados, poliacrilatos hidrolizados, alcoholes polivinilicos, óxido de polietileno, polivinilpirrolidonas y poliacrilonitrilos . Estas resinas absorbentes de agua se denominan "polímeros superabsorbentes" o los PSA, y por lo común son polímeros hidrofilicos ligeramente reticulados. Los PSA están descritos, en general, en Goldman y col. Patente Estadounidense No. 5,669,894 y 5,559,335, las descripciones de las cuales se incorporan en la presente como referencia. Los PSA pueden diferir en su identidad química, pero todos los PSA son capaces de absorber y retener cantidades de fluidos acuosos equivalentes a muchas veces su propio peso, incluso a presión moderada. Por ejemplo, los PSA pueden absorber cien veces su propio peso, o más, de agua destilada. La propiedad de absorber fluidos acuosos bajo una presión de confinamiento es un requisito importante para un PSA que se utilice en un articulo higiénico, como puede ser un pañal. Como se utiliza en la presente y en adelante, el término "partículas PSA" se refiere a partículas poliméricas suberabsorbentes en el estado anhidro, es decir, partículas que contienen desde nada de agua hasta una cantidad de agua menor que el peso de las partículas. Los términos "gel de PSA" o "hidrogel de PSA" se refiere a un polimero superabsorbente en el estado hidratado, es decir, partículas que han absorbido cuando menos su peso en agua, y por lo regular varias veces su peso en agua. Las partículas PSA descritas en la presente están en forma de fibra. El hinchamiento drástico y las propiedades absorbentes de los PSA se atribuyen a: (a) la repulsión electrostática entre las cargas a lo largo de las cadenas poliméricas, y (b) la presión osmótica de los contraiones. No obstante, se sabe que estas propiedades de absorción se reducen drásticamente en soluciones que contienen electrolitos, como puede ser salina, orina y sangre. Los polímeros funcionan con mucho menor eficacia en presencia de estos fluidos fisiológicos. La absorbencia disminuida de los líquidos que contienen electrolitos se ilustra por las propiedades de absorción de un PSA disponible en el comercio, común, es decir, poliacrilato de sodio, en agua deionizada y en solución al 0.9% en peso de cloruro de sodio (NaCl) . El poliacrilato de sodio puede absorber 146.2 gramos (g) de agua deionizada por gramo de PSA (g/g) a 0 psi, 103.8 g de agua deionizada por gramo de polímero a 0.28 psi (1.93 kPa) y 34.3 g de agua deionizada por gramo de polimero a 0.7 psi (4.8 kPa) . Por el contrario, el mismo poliacrilato de sodio es capaz de absorber solo 43.5 g, 29.7 g y 24.8 g de NaCl acuoso al 0.9% a 0 psi, 0.28 psi y 0.7 psi, respectivamente. La capacidad de absorción de las PSA para fluidos corporales, como orina o menstruo, por tanto, es drásticamente menor que para agua deionizada debido a que los fluidos contienen electrolitos. Esta disminución drástica en la absorción se denomina "envenenamiento salino". t?Hf. ?. X M?...A Se ha explicado el efecto del envenenamiento salino como sigue. Las características de absorción de agua y retención de agua de los PSA son atribuidas a la presencia de grupos funcionales ionizables en la estructura del polimero. Los grupos ionizables por lo común son grupos carboxilo, una alta proporción de los cuales están en forma salina cuando se seca el polimero, y que sufren disociación y solvatación en contacto con agua. En el estado disociado, la cadena polimérica contiene una pluralidad de grupos funcionales que tienen la misma carga eléctrica y, así, se repelen entre sí. Esta repulsión electrónica conduce a la expansión de la estructura polimérica que, a su vez, permite absorción adicional de las moléculas de agua. No obstante, la expansión polimérica está limitada por los enlaces cruzados en la estructura del polimero, los cuales están presentes en un número suficiente para evitar la solubilización del polímero. En teoría se sabe que la presencia de una concentración importante de electrolitos interfiere con la disociación de los grupos funcionales ionizables, y conduce al efecto de "envenenamiento salino". Los iones disueltos, como los iones sodio y cloro, por tanto, tienen dos efectos en los geles PSA. Los iones enmascaran las cargas poliméricas y los iones eliminan el desequilibrio osmótico debido a la presencia de contraiones dentro y fuera del gel. Por tanto, los iones disueltos convierten eficazmente un gel iónico en un gel no iónico, y se pierden las propiedades de hinchamiento. 5 El PSA que se utiliza con mayor frecuencia para absorber líquidos que contienen electrolitos, como orina, es ácido poliacrilico neutralizado, es decir, que contiene cuando menos 50%, y hasta 100% grupos carboxilo neutralizados. No obstante, el ácido poliacrilico 10 neutralizado es susceptible al envenenamiento salino. Por tanto, para proporcionar un PSA que sea menos susceptible al envenenamiento salino, debe desarrollarse un PSA diferente del ácido poliacrílico neutralizado o el ácido poliacrílico neutralizado debe ser modificado o tratado 15 para solucionar cuando menos en parte el efecto del envenenamiento salino. La eliminación de los iones de las soluciones que contienen electrolitos con frecuencia se realiza utilizando resinas de intercambio iónico. En este 20 proceso, la deionización se realiza poniendo en contacto una solución que contenga electrolitos con dos tipos diferentes de resinas de intercambio iónico, es decir, una resina de intercambio aniónico y una resina de intercambio catiónico. El procedimiento de deionización 25 más común utiliza una resina acida (es decir, intercambio * -;' ~¿ " "*aá catiónico) y una resina básica (es decir, intercambio aniónico) . La reacción en dos pasos para la deionización se ilustra con respecto a la desalinación de agua como sigue: NaCl + R-S03H • R-S03Na + HCl HCl + R-N(CH3)3OH • R-N(CH3)3C1 + H20.

La resina acida (R-S03H) elimina el ion sodio; y la resina básica (R-N (CH3) 3OH) elimina los iones cloruro. Esta reacción de intercambio iónico, por tanto, produce agua a medida que se adsorbe cloruro de sodio sobre las resinas. Las resinas que se utilizan en el intercambio iónico no absorben cantidades significativas de agua. El intercambio iónico más eficaz ocurre cuando se emplean resinas acidas fuertes y básicas fuertes. No obstante, también es posible utilizar resinas acidas débiles y básicas débiles para deionizar soluciones salinas. La eficacia de las diferentes combinaciones de resinas de intercambio acidas y básicas son como sigue: Acida fuerte — básica fuerte (más eficaz) Acida débil — básica fuerte Acida fuerte — básica débil Acida débil — básica débil (menos eficaz) .

La combinación de resinas acida débil/básica débil requiere el uso de una configuración de "lecho mixto" para obtener deionización. La combinación de resinas acida fuerte/básica fuerte no requiere necesariamente una configuración de lecho mixto para deionizar agua. La deionización también se logra haciendo pasar en forma secuencial la solución que contenga electrolitos a través de una resina acida fuerte y una resina básica fuerte. Una configuración de "lecho mixto" de la técnica anterior es una mezcla fisica de una resina de intercambio iónico acida y una resina de intercambio iónico básica en una columna de intercambio iónico, como está descrito en Battaerd, Patente Estadounidense No. 3,716,481. Otras patentes dirigidas a las resinas de intercambio iónico que tienen una resina de intercambio iónico incrustadas en una segunda resina de intercambio iónico son Hatch Patente Estadounidense No. 3,957,698, Wade y col. Patente Estadounidense No. 4,139,499, Eppinger y col. Patente Estadounidense No. 4,229,545 y Pilkington Patente Estadounidense No. 4,378,439. Resinas de intercambio iónico compuestas también están descritas en Hatch Patente Estadounidense No. 3,041,092 y 3,332,890 y Weiss Patente Estadounidense No. 3,645,922. Las patentes anteriores están dirigidas a resinas en hinchamiento que pueden utilizarse para eliminar iones de los fluidos acuosos, y por tanto proporcionan agua purificada. Las resinas de intercambio iónico que se utilizan para purificación de agua no deben absorber cantidades importantes de agua debido a que el hinchamiento de la resina resultante de la absorción puede conducir al estallido de la columna de confinamiento del intercambio iónico. Las resinas o fibras de intercambio iónico también han sido descritas para uso en dispositivos absorbentes para el cuidado personal (por ejemplo pañales) para controlar el pH de los fluidos que llegan a la piel, como se establece en Berg y col., Patente Estadounidense No. 4,685,909. La resina de intercambio iónico se utiliza en esta aplicación para reducir el salpullido causado por el pañal, pero la resina de intercambio iónico no absorbe agua en forma significativa y, por tanto, no mejora las propiedades de absorción y retención del pañal. Las resinas de intercambio iónico que tienen una partícula compuesta que contiene partículas de intercambio iónico acidas y básicas incrustadas en una resina matriz, o que tienen partículas de intercambio iónico acidas y básicas adyacentes entre sí en una partícula que está libre de una resina matriz están descritas en B. A. Bolto y col., J. Polymer Sci . : Symposium No . 55, John Wiley and Sons, iJ,. J.?t * . tuí*? .

Inc. (1976), páginas 87-94. La publicación de Bolto y col se dirige al mejoramiento de las velocidades de reacción de las resinas de intercambio iónico para la purificación del agua y no utiliza resinas que absorban cantidades substanciales de agua. Otras investigaciones han intentado contrarrestar el efecto del envenenamiento salino y por este medio mejorar el funcionamiento de los PSA con respecto a la absorción de los líquidos que contienen electrolitos, como pueden ser menstruos y orina. Por ejemplo, Tanaka y col. Patente Estadounidense No. 5,274,018 describe una composición PSA que consiste en un polimero hidrofílico que puede hincharse, como puede ser el ácido poliacrílico, y una cantidad de un surfactante ionizable suficiente para formar cuando menos una monocapa del surfactante sobre el polímero. En otra modalidad, un gel catiónico, como puede ser un gel que contenga grupos amonio cuaternizados y en la forma de hidróxido (es decir, OH) se mezcla con un gel aniónico (es decir, un ácido poliacrilico) para eliminar electrolitos de la solución por intercambio iónico. Los grupos amonio cuaternizados en la forma de hidróxido son muy difíciles y tardados en su fabricación, limitando por este medio el uso práctico de estos geles catiónicos. Wong, Patente Estadounidense No. 4,818,598 describe la adición de un material de intercambio aniónico, fibroso, como puede ser DEAE (dietilaminoetilo) celulosa, a un hidrogel, como puede ser poliacrilato, para mejorar las propiedades de absorción. La resina de intercambio iónico "pre-trata" la solución salina (por ejemplo orina) a media que la solución fluye a través de una estructura absorbente (por ejemplo un pañal) . Este tratamiento previo elimina una parte de la sal de la salina. El PSA tradicional presente en la estructura absorbente entonces absorbe la salina tratada con mayor eficacia que la salina no tratada. La resina de intercambio iónico, per se, no absorbe la solución salina, sino solo ayuda a superar el efecto de "envenenamiento salino". WO 96/17681 describe el mezclado de partículas PSA aniónicas, pequeñas, como puede ser el ácido poliacrilico, con partículas PSA catiónicas, pequeñas a base de polisacáridos para superar el efecto de envenenamiento salino. Del mismo modo, WO 96/15163 describe la combinación de un PSA catiónico que tiene cuando menos 20% de los grupos funcionales en una forma básica (es decir, OH) con una resina de intercambio catiónico, es decir, una resma de intercambio iónico sin hinchamiento, que tiene cuando menos 50% de los grupos funcionales en la forma acida. WO 96/15180 describe un material absorbente que consiste en un PSA aniónico, por ejemplo, un ácido poliacrilico y una resina de intercambio aniónico, es decir, una resina de intercambio iónico sin hinchamiento. Las partículas PSA en forma de fibra son conocidas. Por ejemplo Alien, Patente Estadounidense No. 5,147,956 y Alien y col., Patentes Estadounidenses Nos. 4,962,172; 4,861,539 y 4,280,079 describe productos absorbentes y su método de fabricación. Farrar y col., Patente Estadounidense No. 4,997,714 también describe productos absorbentes en una forma de fibra, y su método de fabricación. Patentes adicionales incluyen Morgan, Patente Estadounidense No. 3,867,499, Funk, Patente Estadounidense No. 4,913,869 y Tai y col., Patente Estadounidense No. 5,667,743. GB 2,269,602 describe un paño no tejido depositado en húmedo que consiste en una combinación de fibras PSA y una fibra menos absorbente como pasta de madera. La solicitud de Patente Europea 0 425 269 describe una fibra hilada en estado fundido que contiene un material sintético tradicional y un PSA. WO 98/24832 describe una composición absorbente que contiene un material ácido y básico. La composición absorbente puede estar en forma de fibra. Otras patentes dirigidas a las fibras incluyen WO 96/JP651, WO 97/43480 y Hills Patente Estadounidense No. 5,162,074. Las diferentes referencias describen combinaciones que intentan solucionar el efecto de envenenamiento salino. Sin embargo, las referencias no enseñan fibras PSA que tengan mejores propiedades de absorción y retención de fluidos, o cinética de absorción, demostrada por las fibras de la presente invención, las cuales consisten en cuando menos un microdominio de una resina acida en contacto, o en proximidad cercana, con cuando menos un microdominio de una resina básica. Estas referencias tampoco enseñan una mezcla de partículas de resina en donde un componente de la mezcla es fibra de un PSA de múltiples componentes. La presente invención, por tanto, se dirige a las fibras PSA pequeñas que presentan excepcionales propiedades de absorción y retención de agua, en especial con respecto a líquidos que contengan electrolitos, y por este medio soluciona el efecto de envenenamiento salino. Además, las fibras PSA pequeñas tienen la propiedad de absorber líquidos con rapidez, demuestran buena permeabilidad a los fluidos y conductividad en y a través de la fibra PSA, y tienen alta resistencia del gel de modo que el hidrogel formado a partir de las fibras PSA no se deforma o fluye bajo un esfuerzo o presión aplicada cuando se utiliza solo o en una mezcla con otras resinas absorbentes de agua.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se dirige a los PSA multicomponentes, en forma de fibra, que comprende cuando menos una resina acida absorbente de agua, como puede ser ácido poliacrílico, y cuando menos una resina básica absorbente de agua, como puede ser una poli (vinilamina) , una polietilenimina o una poli (dialquilaminoalquil acrilamida) o una poli (dialquilaminoalquil metacrilamida) en adelante mencionados en forma colectiva como poli (dialquilaminoalquil (met) acrilamidas) . Más específicamente, la presente invención se dirige a las fibras PSA multicomponentes que contienen cuando menos un microdominio pequeño de cuando menos una resina acida absorbente de agua en contacto con, o en proximidad cercana a, cuando menos un microdominio de cuando menos una resina básica absorbente de agua. La resina acida puede ser una resina acida fuerte o una débil. Del mismo modo, la resina básica puede ser una resina básica fuerte o una débil. Un PSA preferido contiene uno o más microdominios de cuando menos una resina acida débil y uno o más microdominios de cuando menos una resina básica débil. Las propiedades demostradas por tales partículas PSA multicomponentes, preferidas son inesperadas porque, en las aplicaciones de intercambio iónico, la combinación de * un ácido débil y una base débil es la menos eficaz de cualquier combinación de una resina de intercambio iónico acida fuerte o débil con una resina de intercambio iónico básica fuerte o débil. Las fibras PSA multicomponentes pueden contener una pluralidad de microdominios de la resina acida absorbente de agua y/o la resina básica absorbente de agua dispersados a través de la partícula. De otro modo, las fibras PSA multicomponentes pueden estar en la forma de un núcleo y cubierta, en donde el núcleo es un microdominio de una primera resina absorbente de agua y la cubierta es un microdominio de una segunda resina absorbente de agua. Las fibras PSA multicomponentes también pueden estar en la forma de una fibra de una resina acida absorbente de agua y una fibra de una resina básica absorbente de agua que se tuercen entre sí en la forma de una trenza o cordón. Por consiguiente, un aspecto de la presente invención es proporcionar fibras PSA que tengan una alta tasa de absorción, que tengan buena permeabilidad y resistencia del gel, que supere el efecto de envenenamiento salino y que demuestren una mejor capacidad para absorber y retener líquidos que contengan electrolitos, como puede ser salina, sangre, orina y menstruos. Las fibras PSA presentes contienen pequeños microdominios de resina acida y básica, y durante la hidratación, las fibras resisten la coalescencia pero siguen siendo permeables a los fluidos. Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un PSA que tenga mejores propiedades de absorción y retención en comparación con un PSA tradicional, como puede ser el poliacrilato de sodio. Las fibras PSA multicomponentes presentes se produce por cualquier método que ubique un microdominio de una resina acida absorbente de agua en contacto con, o en proximidad cercana a, un microdommio de una resina básica absorbente de agua para proporcionar una partícula pequeña. Las partículas PSA así demuestran mejores propiedades de absorción y retención, y permeabilidad a través y entre las partículas en comparación con composiciones PSA que consisten en una mezcla sencilla de partículas de resma acida y partículas de resina básica.

En una modalidad, las fibras PSA se producen coextruyendo un hidrogel ácido absorbente de agua y un hidrogel básico absorbente de agua para obtener fibras PSA multicomponentes con una pluralidad de microdominios pequeños de una resina acida y una resina básica dispersados a través de partícula. En otra modalidad, las fibras PSA multicomponentes, presentes, pueden prepararse mezclando partículas anhidras de una resina básica con un hidrogel de una resina acida, luego extruyendo la mezcla resultante para formar fibras PSA multicomponentes con dominios de una resina básica dispersada a través de una fase continua de una resina acida. De otro modo, las partículas anhidras de la resina acida pueden mezclarse con un hidrogel de resina básica, seguido por la extrusión de la mezcla resultante para formar fibras PSA multicomponentes que tengan microdominios de una resina acida dispersada en una fase continua de una resina básica. Además, una fibra PSA multicomponente que contenga microdominios de una resina acida y una resina básica dispersada en una fase continua de una resina matriz puede prepararse adicionando partículas anhidras de la resina acida y partículas anhidras de la resina básica a un hidrogel del hidrogel matriz, luego la extrusión. En otras modalidades, los hidrogeles ácidos y básicos absorbentes de agua se coextruyen, o hilan, para formar una fibra que tenga una configuración núcleo-cubierta. De otro modo, los hidrogeles ácidos y básicos absorbentes de agua se extruyen, o hilan, en forma individual, luego se tuercen entre sí, en la forma de una trenza, para obtener una fibra PSA multicomponente. De acuerdo con todavía otro aspecto importante de la presente invención, las resinas acida y básica se afe reticulan ligeramente, como puede ser con un polimero vinilico polifuncional, conveniente. En las modalidades preferidas, la resina acida, la resina básica, y/o toda la fibra PSA multicomponente reciben un tratamiento superficial o se templan para mejorar más las propiedades de absorción y retención de agua, en especial bajo carga. Todavía otra característica importante de la presente invención es ofrecer una fibra PSA que contenga cuando menos un microdominio de una resina acida débil absorbente de agua en contacto con cuando menos un microdominio de una resina básica débil absorbente de agua. Un ejemplo de una resina acida débil es el ácido poliacrilico teniendo 0% hasta 25% de grupos ácido carboxilico neutralizados (es decir, GN = 0 hasta GN = 25). Los ejemplos de las resinas básicas débiles absorbentes de agua son una poli (vinilamina) , una polietilenimina, y una poli (dialquilaminoalquil (met ) acrilamida) preparadas a partir de un monómero que tenga la fórmula estructural general (I) (I) o el análogo éster de (I) que tenga la fórmula estructural general (II) R C-0' (Y) - o II * (II) en donde Ri y R2, independientemente, se seleccionan del grupo que consiste en hidrógeno y metilo, Y es una cadena lineal divalente o un radical orgánico ramificado que tenga de 1 a 8 átomos de carbono, y R3 y R4, independientemente, son radicales alquilo teniendo de 1 a 4 átomos de carbono. Los ejemplos de una resina básica fuerte absorbente de agua son poli (vinilguanidina) y poli (alilguanidina) . Todavía otro aspecto de la presente invención es proporcionar un material PSA mejorado consistente en una combinación que contiene: (a) fibras PSA multicomponentes, y (b) partículas de una segunda resina absorbente de agua seleccionada del grupo que consiste en una resina acida absorbente de agua, una resina básica absorbente de agua y una mezcla de estas. La combinación contiene aproximadamente 10% hasta aproximadamente 90% en peso de las fibras PSA multicomponentes y aproximadamente 10% hasta aproximadamente 90% en peso de partículas de la segunda resina absorbente de agua. Otro aspecto importante de la presente invención es ofrecer un método de producción continua de las fibras PSA multicomponentes núcleo-cubierta. En una modalidad, se prepara el núcleo de poli (vinilamina) utilizando un método de hilado en húmedo, el cual entonces se dirige inmediatamente a una solución que contiene poli (ácido acrílico) y un reticulador. La fibra de poli (vinilamina) recién hilada, por tanto, tiene una cubierta de poli (ácido acrilico) aplicada a esta. Todavía otro aspecto de la presente invención es proporcionar pañales con un núcleo consistente en fibras PSA multicomponentes o un material PSA de la presente invención. Otros artículos que pueden contener fibras PSA multicomponentes o un material PSA de la presente invención incluyen dispositivos catameniales, productos para la incontinencia de adultos y dispositivos para absorber salina y otros fluidos que contengan iones. Estos y otros aspectos y ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1 es una vista transversal de una fibra absorbente de agua que contiene microdominios de una primera resina dispersados en una fase continua de una segunda resina La FIGURA 2 es una vista transversal de una partícula absorbente de agua que contiene microdominios de una primera resina y microdominios de una segunda resina dispersados a través de la partícula Las FIGURAS 3A y 3B son vistas transversales de una fibra absorbente de agua que tiene un microdominio núcleo de una primera resina rodeada por un microdominio cubierta de una segunda resina Las FIGURAS 4A y 4B son vistas transversales de fibras absorbentes de agua con un microdominio de una primera resina en contacto con un microdominio de una segunda resina Las FIGURAS 5A y 5B son diagramas esquemáticos de una fibra absorbente de agua con fibras individuales de una primera y una segunda resina absorbente de agua retorcidas entre sí para formar una cuerda La FIGURA 6 contiene gráficas de la absorbencia (en gramos de orina sintética por gramo de granulos PSA multicomponentes) comparada con la temperatura de recocido o templado para un paso de recocido de una hora La FIGURA 7 contiene una gráfica de la absorbencia (en gramos de orina sintética por gramo de granulos PSA multicomponentes) comparada con el tiempo para un paso de recocido realizado a 125°C La FIGURA 8 es una ilustración esquemática de un aparato de hilado en seco La FIGURA 9 es una ilustración esquemática de un aparato para hilado en húmedo La FIGURA 10 contiene gráficas de AUL (0.28 psi, 1.93 kPa) (g/g) comparada con el tiempo para la velocidad de absorción de fibras PSA retorcidas curadas a 125°C durante 20 minutos; y Las FIGURAS 11 y 12 son micrografias de barrido electrónico de las fibras PSA multicomponentes del Ejemplo 7.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La presente invención se dirige a las partículas PSA multicomponentes, en forma de fibra, que contienen cuando menos un microdominio de una resina acida absorbente de agua en proximidad cercana a, y de preferencia en contacto con, cuando menos un microdominio de una resina básica absorbente de agua. Cada partícula de fibra contiene uno o más microdominios de una resina acida y uno o más microdominios de una resina básica. Los microdommios pueden estar distribuidos en forma no homogénea o en forma homogénea a través de cada partícula de la fibra. Cada fibra PSA multicomponente de la presente invención contiene cuando menos una resina acida absorbente de agua y cuando menos una resina básica absorbente de agua. En una modalidad, las fibras PSA consisten principalmente en resinas acidas y resinas básicas, y contienen microdominios de las resinas acidas y/o básicas. En otra modalidad, los microdominios de las resinas acidas y básicas están dispersados en una resina matriz absorbente. Las partículas PSA multicomponentes de la presente invención tienen la forma de fibra. Es importante que prácticamente cada partícula PSA contenga cuando menos un microdominio de una resina acida absorbente de agua y cuando menos un microdominio de una resina básica absorbente de agua en proximidad cercana entre si. La mejor absorción y retención de agua y la mejor permeabilidad a los fluidos a través y entre las partículas PSA, se observa siempre que el microdominio de la resina básica estén en proximidad cercana dentro de la partícula. En una modalidad preferida, los microdominios de la resina acida y básica están en contacto. En algunas modalidades, una fibra PSA multicomponente idealizada de la presente invención es análoga a una emulsión liquida en donde pequeñas goticulas de un primer liquido, es decir, la fase dispersada, están dispersadas en un segundo liquido, es decir, la fase continua. El primero y segundo líquidos son inmiscibles, y el primer liquido, por tanto, está dispersado en forma homogénea en el segundo liquido. El primer liquido puede ser de base acuosa u oleosa, y por el contrario, el segundo liquido es de base oleosa o acuosa, respectivamente. Por tanto, en una modalidad, las partículas PSA multicomponentes de la presente invención pueden ser ideadas como uno o más microdominios de una resina acida dispersada en una fase continua de una resina básica, o como uno o más microdominios de una resina básica dispersada en una resina acida continua. Estas fibras PSA multicomponentes, idealizadas, se ilustran en la FIGURA 1 mostrando un corte de una fibra PSA 10 que tiene microdominios pequeños 14 de una resina dispersada en una fase continua de una segunda resina 12. Si los microdominios 14 consisten en una resina acida, entonces la fase continua 12 consiste en una resina básica. Por el contrario, si los microdominios 14 consisten en una resina básica, entonces la fase continua 12 es una resina acida.

En otra modalidad, se contemplan las fibras PSA como microdominios de una resina acida y microdominios de una resina básica dispersados a través de cada partícula, sin una fase continua. Esta modalidad está ilustrada en la FIGURA 2, la cual muestra un corte de una fibra PSA multicomponente 20, idealizada, con una pluralidad de microdominios de una resina acida 22 y una pluralidad de microdominios de una resina básica 24 dispersados a través de la fibra 20. En todavía otra modalidad, los microdominios de las resinas acidas y básica están dispersados a todo lo largo de la fase continua que consiste en una resina matriz. Esta modalidad también está ilustrada en la FIGURA 1, en donde la fibra PSA multicomponente 10 contiene uno o más microdominios 14, cada resina acida o resina básica, dispersada en una fase continua 12 de una resina matriz. Se debe entender que los microdominios dentro de cada fibra pueden ser de forma regular o irregular, y que los microdominios pueden estar dispersados de manera homogénea o no homogénea a través de cada partícula. Por consiguiente, otra modalidad importante de la fibra PSA está ilustrada en la FIGURA 3A, que muestra una fibra multicomponente 30 idealizada teniendo un núcleo 32 de una resina acida absorbente de agua rodeada por una cubierta 34 de una resina básica absorbente de agua. Por el contrario, el núcleo 32 puede consistir en una resina básica, y la cubierta 34 puede consistir en una resina acida. La FIGURA 3B ilustra, en corte, una modalidad similar teniendo un núcleo y cubiertas concéntricas que alternan entre cubiertas de resina acida y resina básica. En una modalidad, el núcleo 42 y la cubierta 46 consisten en una resina acida absorbente de agua, y la cubierta 44 consiste en una resina básica absorbente de agua. Otras modalidades incluyen: el núcleo 42 y la cubierta 46 consistentes en una resina básica y la cubierta 44 consistente en una resina acida, o el núcleo 42 consistente en una resina matriz y las cubiertas 44 y 46 consistentes en una resina acida y una resina básica en capas alternas. Otras configuraciones son evidentes para las personas expertas en la técnica, como puede ser el aumento del número de capas alrededor del núcleo. La FIGURA 4A ilustra otra modalidad de las fibras PSA presentes, en corte, en donde un microdominio 52 de una resina acida absorbente de agua está en contacto con un microdominio 54 de una resina básica absorbente de agua para proporcionar una fibra PSA multicomponente 50. En esta modalidad, una superficie de una resina acida está en contacto con una superficie de un microdominio de una resina básica. La modalidad ilustrada en la FIGURA 4A ^ • *m*?^I?mA^^É*M *Ai?Sm.J m JLí^á. se extiende a las fibras PSA que tienen más de un microdomimo de cada una de la resina acida y la resma básica, como se ilustra en la FIGURA 4B en donde, en el corte, la fibra PSA multicomponente 70 contiene zonas alternantes de resina acida absorbente de agua 72 y resina básica absorbente de agua 74. La fibra 70 también puede contener una o más capas 72 ó 74 consistentes en una resina matriz. En otra modalidad, la fibra PSA multicomponente consiste en filamentos individuales de resina acida y resina básica que se tuercen entre sí en la forma de una cuerda. Esta modalidad se ilustra en las FIGURAS 5A y B, que ilustran una modalidad de "cuerda torcida" de las fibras PSA presentes a lo largo y en corte, respectivamente. En las FIGURAS 5A y B, una partícula PSA multicomponentes 80 consiste en un filamento 82 de resina acida absorbente de agua y un filamento 84 de resina básica absorbente de agua. Los filamentos 82 y 84 están en contacto a lo largo de la zona de contacto 86, poniendo en contacto por este medio las resinas acida y básica. Las fibras PSA de la "cuerda retorcida" de las FIGURAS 5A y B también pueden ser una modalidad en donde el filamento de la resina acida 82 contiene microdominios de una resina básica absorbente de agua, es decir, es la M?atA*iuJ*mtfm?tfk?¡l1t tíaí uiiiiu . ii.-A * propia fibra PSA multicomponente, y/o el filamento de la resina básica 84 contiene microdominios de una resina acida absorbente de agua, es decir, también es una fibra PSA multicomponente en sí misma. Los filamentos 82 y 84 entonces se entretejen para formar la fibra PSA multicomponente 80. La modalidad de las FIGURAS 5A y B también pueden ser un filamento 82 y/o un filamento 84 consistente en una resina matriz teniendo microdominios de una resina acida y/o resina básica. En esta modalidad, el filamento 82 contiene microdommios de una resina acida, o microdominios de una resina acida y una básica, y el filamento 84 contiene microdominios de una resina básica, o microdominios de una resina acida y una resina básica. Las fibras PSA multicomponentes de la presente invención constan de una resina acida y una resina básica en una relación en peso de aproximadamente 95:5 hasta aproximadamente 5:95, y de preferencia aproximadamente 15:85 hasta aproximadamente 85:15. Para lograr la ventaja completa de la presente invención, la relación en peso de la resina acida a la resina básica en una fibra PSA multicomponente es aproximadamente 30:70 hasta aproximadamente 70:70. Las resinas acida y básica pueden estar distribuidas en forma homogénea o no homogénea a través de la fibra PSA.

Las fibras PSA multicomponentes presentes contienen cuando menos aproximadamente 50%, y de preferencia cuando menos aproximadamente 70% en peso de la resina acida más la resina básica. Para lograr la ventaja completa de la presente invención, una fibra PSA multicomponente contiene cerca de 80% hasta 100% en peso de la resma acida más la resina básica. Los componentes de las fibras PSA presentes, además de la resina acida y básica, por lo común, son resinas matriz u otros ingredientes opcionales menores. Las fibras PSA multicomponentes de la presente invención pueden estar en cualquier geometría transversal. Las fibras PSA multicomponentes pueden prepararse utilizando un paso de extrusión. En tal caso, la forma de la fibra PSA se determina por la forma de la boquilla de extrusión. La forma de las fibras PSA multicomponentes también puede determinarse por otros métodos de preparación de las partículas, como puede ser hilado en húmedo o en seco, los cuales son los métodos de preparación preferidos. De acuerdo con la presente invención, un microdominio se define como un volumen de una resina acida o una resina básica que está presente en una fibra PSA multicomponente. Debido a que cada partícula PSA multicomponente contiene cuando menos un microdominio de una resina acida, y cuando menos un microdominio de una resina básica, un microdominio tiene un volumen menor que el volumen de la fibra PSA multicomponente. Por tanto, un microdomimo puede ser tan grande como aproximadamente 90% del volumen de las fibras PSA multicomponentes. Las fibras PSA multicomponentes de la presente invención son partículas PSA aciculares, alargadas. La fibra puede estar en la forma de un cilindro, por ejemplo, con una dimensión menor (es decir, diámetro) y una dimensión mayor (es decir, longitud) . Las fibra también puede estar en la forma de un filamento largo que puede ser tejido. Las fibras tipo filamento como estas tienen un peso por debajo de aproximadamente 80 decitex, y de preferencia por debajo de aproximadamente 70 decitex, por filamento, por ejemplo, aproximadamente 2 hasta aproximadamente 60 decitex por filamento. Tex es el peso en gramos por un kilómetro de fibra. Un tex es igual a 10 decitex. Por comparación, el poli (ácido acrilico) es de aproximadamente 0.78 decitex (0.078 tex), y la poli (vinilamina) es aproximadamente 6.1 decitex (0.61 tex) . Las fibras PSA multicomponentes cilindricas tienen una dimensión menor (es decir, el diámetro de la fibra) menor que aproximadamente 1 mm, por lo común menor que aproximadamente 500 .m, y de preferencia menor que 250 «sari µm, por debajo de aproximadamente 10 µm. Las fibras PSA cilindricas pueden tener una dimensión mayor relativamente corta, por ejemplo, aproximadamente 1 mm, por ejemplo en un artículo con forma de fibrilla, lámina u hojuela, pero generalmente la fibra tiene una longitud de aproximadamente 3 a aproximadamente 100 mm. Las fibras tipo filamento tienen una relación de la dimensión mayor a la dimensión menor de cuando menos 500 a 1, y de preferencia cuando menos 1000 a 1, por ejemplo, hasta y mayor que 10,000 a 1. Por lo regular, un microdominio dentro de una fibra o un filamento de una fibra tiene un diámetro de aproximadamente 750 µm o menos, y de preferencia aproximadamente 100 µm o menos. Para lograr la ventaja completa de la presente invención, un microdominio tiene un diámetro de aproximadamente 20 µm o menor. Las fibras PSA multicomponentes también contienen microdominios que tienen diámetros de submicras, por ejemplo diámetros de microdominios de menos que 1 µm hasta aproximadamente 0.01 µm. En otras modalidades, el microdominio puede ser todo el filamento de una fibra PSA cuerda retorcida. Los microdominios también pueden ser el núcleo y la cubierta en las modalidades que se ilustran en las FIGURAS 3A y B.

Cada fibra PSA multicomponente contiene uno o más microdominios de una resina acida absorbente de agua y IL«áti,j?. LA.. .aa.3t.jas - ¡ uno o más microdominios de una resina básica absorbente de agua, en contacto o en proximidad cercana entre sí. Como se ilustra en adelante, la estructura del microdominio de las fibras PSA presentes proporciona mejor absorción de fluidos (en cantidad del fluido absorbido y retenido, y la velocidad de absorción) en comparación con un PSA que consista en una mezcla sencilla de fibras de resina PSA acida pequeñas y fibras de resina PSA básica pequeñas. De acuerdo con otra característica importante de la presente invención, las fibras PSA multicomponentes, presentes, también demuestran mejor permeabilidad, a través de una fibra individual y entre fibras. Las fibras PSA presentes, por tanto, tienen mejores propiedades para absorber un fluido con rapidez, incluso en situaciones "de salida a chorros", por ejemplo cuando se utiliza en pañales para absorber orina. Las caracteristicas de buena permeabilidad, propiedades de absorción y retención, en especial de líquidos que contengan electrolitos, demostradas por las fibras PSA multicomponentes presentes, es importante con respecto a los usos prácticos de un PSA. Estas mejores propiedades se atribuyen, en parte, al hecho que la eliminación del electrolito a partir del líquido se facilita con el contacto de una sola partícula (que, en efecto, realiza una deionización prácticamente simultánea del líquido) , contrario al líquido teniendo contacto con las partículas acidas y básicas individuales (las cuales, en efecto, realizan una deionización secuencial en dos pasos) . Si se utiliza una mezcla de fibras de resina acida y fibras de resina básica, las fibras por lo regular tienen un tamaño de partícula pequeño. Se requiere un tamaño de partícula pequeño para obtener la cinética de desalinación deseable, debido a que se elimina el electrolito en una forma por pasos, en donde la resina acida remueve el catión y la resina básica remueve el anión. Por tanto, el fluido que contiene electrolitos debe hacer contacto con dos partículas para la desalinación, y este proceso es más fácil con los PSA de tamaño de partícula pequeño. No obstante, las partículas pequeñas tienen el efecto de reducir el flujo del fluido a través y entre las partículas PSA es decir, se reduce la permeabilidad y se requieren tiempos más prolongados para absorber el fluido. Además, en el uso práctico, como en los pañales, los PSA se utilizan junto con una pasta celulósica. Si se utiliza una mezcla de partículas de resina acida y partículas de resina básica como el PSA, la pasta celulósica puede provocar una separación entre las Aato-.aa.a^^^&AaMtofc^ ^irfittej^feli fe -.... 34 partículas de resina acida y las partículas de resina básica, lo cual afecta de manera adversa la desalinación. Las fibras PSA multidominio presentes solucionan este problema debido a que la resina acida y la resina básica están presentes en una sola partícula. Por tanto, la introducción de pasta celulósica no puede separar la resina acida y básica y no puede afectar de manera adversa la desalinación mediante el PSA. Una partícula PSA multicomponente individual, como una fibra de la presente, desalina simultáneamente un líquido que contenga electrolito. La desalinación es prácticamente independiente del tamaño de partícula. En consecuencia, las fibras PSA multicomponentes presentes pueden tener un tamaño más grande. Estas caracteristicas permiten mejor permeabilidad del líquido a través y entre las partículas PSA, y da origen a una absorción más rápida del liquido que contenga electrolito. Las reacciones esquemáticas siguientes ilustran las reacciones que ocurren para deionizar, por ejemplo, desaliñar, una solución salina acuosa, y que se realizan prácticamente al mismo tiempo en una partícula PSA multicomponente individual, pero se realizan en pasos en una mezcla sencilla de resinas acida y básica: R-C02H + NaCl • R-C02"Na+ + HCl (resina acida) R-NH2 + HCl • R-NH3+C1" (resina básica) Las fibras PSA multicomponentes presentes pueden estar en la forma en donde un microdominio de una resina acida absorbente de agua está en contacto con un microdominio de una resma básica absorbente de agua. En otra modalidad, las fibras PSA pueden estar en la forma en donde cuando menos un microdominio de una resina acida absorbente de agua está dispersado en una fase continua de una resina básica absorbente de agua. De otro modo, las fibras PSA multicomponentes pueden estar en una forma en donde cuando menos un microdominio de una resina básica está dispersado en una fase continua de una resina acida. En otra modalidad, cuando menos un microdominio de una o más resinas acidas y cuando menos un microdominio de una o más resinas básicas comprende la fibra PSA completa, y ningún tipo de resina es considerado la fase dispersa y la continua. En todavía otra modalidad, cuando menos un microdominio de una resina acida y cuando menos un microdominio de una resina básica están dispersados en una resina matriz. Una resina acida absorbente de agua presente en una fibra PSA multicomponente puede ser una resina acida fuerte o débil absorbente de agua. La resina acida absorbente de agua puede ser una sola resina, o una mezcla de resinas. La resina acida puede ser un homopolimero o un copolímero. La identidad de la resina acida absorbente de agua no se limita siempre y cuando la resina sea capaz de hincharse y absorber cuando menos 10 veces su peso en agua, cuando se encuentra en una forma neutralizada. La resina acida está presente en su forma acida, es decir, aproximadamente 75% hasta 100% de las porciones acidas están presentes en la forma acida libre. Como se ilustra más adelante, aunque la forma ácido libre de una resina acida absorbente de agua generalmente es un mal absorbente de agua, la combinación de una resina acida y una resina básica en una fibra PSA multicomponente presente proporciona excelentes propiedades de absorción y retención de agua. La resina acida absorbente de agua por lo común es una resina tipo acrílica ligeramente reticulada, como puede ser el ácido poliacrílico ligeramente reticulado. La resina acida ligeramente reticulada por lo común se prepara polimerizando un monómero ácido que contenga una porción acilo, por ejemplo ácido acrílico, o una porción capaz de proporcionar un grupo ácido, es decir, acrilonitrilo, en presencia de un reticulador, es decir, un compuesto orgánico polifuncional . La resina acida puede contener otras unidades copolimerizables, es decir, otros comonómeros con instauración monoetilénica, bien -f 37 conocidos en la técnica, siempre que el polimero sea substancialmente, es decir, cuando menos 10%, y de preferencia cuando menos 25% de unidades monoméricas acidas. Para lograr la ventaja completa de la presente invención, la resina acida contiene cuando menos 50%, y de mayor preferencia cuando menos 75%, y hasta 100% de unidades monoméricas acidas. Las demás unidades copolimerizables pueden, por ejemplo, ayudar a mejorar la hidrofilicidad y reticulación del polimero. El ácido carboxílico con instauración etilénica y los monómeros de anhidrido del ácido carboxilico útiles en la resina acida absorbente de agua incluye ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido a- cloroacrilico, ácido a-cianoacrílico, ácido ß- metilacrílico (ácido crotónico) , ácido a-fenilacrilico, ácido ß-acriloxipropiónico, ácido sórbico, ácido a- clorosórbico, ácido angélico, ácido cinámico, ácido p- clorocinámico, ácido ß-estearilacrilico, ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido glutacónico, ácido aconitico, ácido maléico, ácido fumárico, tricarboxietileno y anhídrido maléico. Los monómeros del ácido sulfónico con instauración etilénica incluyen los ácidos vinilsulfónicos alifáticos o aromáticos, como puede ser el ácido vinilsulfónico, ácido aliisulfónico, ácido viniltoluensulfónico, ácido estirensulfónico, ácidos acrílico y metacrílico sulfónico como acrilato de sulfoetilo, metacrilato de sulfoetilo, acrilato de sulfopropilo, metacrilato de sulfopropilo, ácido 2-hidroxi-3-metacriloxipropil sulfónico y el ácido 2-acrilamida-2-metilpropansulfónico. Como se establece en lo anterior, la polimerización de los monómeros ácidos, y los monómeros copolimerizables, si están presentes, con mucha frecuencia se realiza por el proceso de radicales libres en presencia de un compuesto orgánico polifuncional . Las resinas acidas se reticulan en un grado suficiente de modo que el polimero sea insoluble en agua. La reticulación vuelve a las resinas acidas prácticamente insolubles en agua y, en parte, sirve para determinar la capacidad de absorción de las resinas. Para uso en aplicaciones de absorción, una resina acida es ligeramente reticulada, es decir, tiene una densidad de reticulación menor que aproximadamente 20%, de preferencia menor que aproximadamente 10% y de mayor preferencia aproximadamente 0.01% hasta aproximadamente 73- Un agente reticulador de mayor preferencia se utiliza en una cantidad menor que aproximadamente 7% en peso, y por lo regular aproximadamente 0.1% en peso hasta aproximadamente 5% en peso, con base en el peso total de fíf*.t. .-f?í m? f¿fu .J ~f**. * *A?*.i*.AA ...¡t**, _._..^ . * los monómeros. Los ejemplos de los monómeros de polivinilo para la reticulación incluyen, pero no se limitan a, esteres del ácido poliacrílico (o polimetacrílico) representados por la siguiente fórmula (III); y bis-acrilamidas, representadas por la siguiente fórmula (IV) . en donde x es etileno, propileno, trimetileno, ciciohexilo, hexametileno, 2-hidroxipropileno, -(CH2CH20)nCH2CH2-, o n y m son cada uno un entero de 5 a 40, y k es 1 ó 2 CH2=CH JJC=CH2 0=C-NH (CH2CH2NH) aC=0 (IV) en donde 1 es 2 ó 3 . Los compuestos de la fórmula ( I I I ) se preparan mediante la reacción de polioles, como etilen glicol, propilen glicol, trimetilolpropano, 1, 6-hexanodiol, glicerina, pentaeritritol, polietilen glicol o polipropilen glicol, con ácido acrilico o ácido metacrilico. Los compuestos de la fórmula (IV) se obtienen haciendo reaccionar polialquilen poliaminas como dietilentriamina y trietilentetramina, con ácido acrilico. Los monómeros reticuladores específicos incluyen, pero no se limitan a, 1, 4-butanodiol diacrilato, 1,4- butanodiol dimetacrilato, 1,3-butilen glicol diacrilato, 1,3-butilen glicol dimetacrilato, dietilen glicol diacrilato, dietilen glicol dimetacrilato, diacrilato de bisfenol A etoxilado, dimetacrilato de bisfenol A etoxilado, etilen glicol dimetacrilato, 1, 6-hexanodiol diacrilato, 1, 6-hexanodiol dimetacrilato, neopentil glicol dimetacrilato, polietilen glicol diacrilato, polietilen glicol dimetacrilato, trietilen glicol diacrilato, trietilen glicol dimetacrilato, tripropilen glicol diacrilato, tetraetilen glicol diacrilato, tetraetilen glicol dimetacrilato, dipentaeritritol pentaacrilato, pentaeritritol tetraacrilato, pentaeritritol triacrilato, trimetilolpropano triacrilato, trimetilolpropano trimetacrilato, tris (2- hidroxietil) -isocianurato triacrilato, tris (2- hidroxietil) -isocianurato trimetacrilato, divinil esteres de un ácido policarboxilico, dialil esteres de un ácido policarboxilico, trialil tereftalato, dialil maleato, dialil fumarato, hexametilenbismaleimida, trivinil trimelitato, divinil adipato, dialil succinato, un divinil éter de etilen glicol, ciclopentadieno diacrilato, haluros de tetraalil amonio o mezclas de estos. Los compuestos como divinilbenceno y divinil éter también pueden utilizarse para reticular las poli (dialquilaminoalquil acrilamidas). Los agentes reticuladores especialmente preferidos son N,N'- metilenbisacrilamida, N, N' -metilenbismetacrilamida, etilen glicol dimetacrilato y trimetilolpropano triacrilato. La resina acida, fuertemente acida o débilmente acida, puede ser cualquier resina que actúe como un PSA en su forma neutralizada. Las resinas acidas por lo común contienen una pluralidad de porciones ácido carboxílico, ácido sulfónico, ácido fosfónico, ácido fosfórico y/o ácido sulfúrico. Los ejemplos de las resinas acidas incluyen, pero no se limitan a, ácido poliacrilico, copolimeros injertados almidón hidrolizado-acrilonitrilo, copolimeros injertados almidón-ácido acrilico, copolimeros acetato de vinilo-éster acrílico saponificados, copolímeros hidrolizados de acrilonitrilo, copolimeros hidrolizados de acrilamida, copolimeros de etileno-anhidrido maléico, copolimeros de isobutileno-anhídrido maléico, poli (ácido vinilsulfónico), poli (ácido vinilsulfónico), poli (ácido vinilfosfónico) , poli (ácido vinilfosfórico) , poli (ácido vinilsulfúrico) , poliestireno sulfonado, poli (ácido aspártico), poli (ácido láctico) y mezclas de estos. Las resinas acidas preferidas son los ácidos poliacrílicos. Las fibras PSA multicomponentes pueden contener microdominios individuales que: (a) contienen una sola resina acida o (b) contienen más de una, es decir, una mezcla de resinas acidas. Las fibras PSA multicomponentes también pueden contener microdominios en los cuales, para el componente ácido, una porción de los microdominios ácidos consiste en una primera resina acida o una mezcla de resinas acidas, y la porción restante consiste en una segunda resina acida o mezcla de resinas acidas. Del mismo modo que la resina acida, la resina básica absorbente de agua en las fibras PSA presentes puede ser una resina básica débil o fuerte absorbente de agua. La resina básica absorbente de agua puede ser una sola resina o una mezcla de resinas. La resina básica puede ser un homopolímero o un copolímero. La identidad de la resina básica no se limita siempre y cuando la resina básica pueda hincharse y absorber cuando menos 10 veces v> *& 43 su peso en agua, cuando está en una forma cargada. La resina básica débil por lo común está presente en su forma base libre, o neutra, es decir, aproximadamente 75% hasta aproximadamente 100% de las porciones básicas, por ejemplo los grupos amino, están presentes en una forma neutra o sin carga. Las resinas básicas fuertes por lo común están presentes en la forma de hidróxido (OH) o bicarbonato (HC03) . La resina básica absorbente de agua por lo común es una resina tipo acrilica ligeramente reticulada, como puede ser una poli (vinilamina) o una poli (dialquilaminoalquil (met ) acrilamida) . La resina básica también puede ser un polímero como puede ser una polietilenimina ligeramente reticulada, una poli (alilamina) , una poli (alilguanidina) , un poli (hidróxido de dimetildialilamonio), un derivado poliestireno cuaternizado, como puede ser: un poliestireno modificado con guanidina, como puede ser: í?. »mm . fftmtrlQpf*.«?ft una poli ( (met) acrilamida) cuaternizada o análogo éster, como puede ser: en donde Me es metilo, R2 es hidrógeno o metilo, n es un número de 1 a 8, y q es un número de 10 hasta aproximadamente 100,000, o una poli (vmilguanidma) , es decir, poli (VG) , una res a 'absorbente de agua, fuertemente básica teniendo la siguiente fórmula estructural general (V) (V) en donde q es un número de 10 hasta aproximadamente 100,000, y R5 y Re, independientes entre sí, se seleccionan del grupo que consiste en hidrógeno, alquilo de C?-C4, cicloalquilo de C3-C6, bencilo, fenilo, fenilo sustituido con alquilo, naftilo, y grupos alifáticos y aromáticos similares. La resina absorbente de agua, básica, ligeramente reticulada puede contener otras unidades copolimerizables y está reticulada utilizando un compuesto orgánico polifuncional, como se establece en lo anterior con respecto a la resina acida absorbente de agua. Una resina básica absorbente de agua que se utiliza en las fibras PSA presentes por lo común contiene un grupo amino o un grupo guanidino. Por consiguiente, una resina básica soluble en agua también puede estar reticulada en solución suspendiendo o disolviendo una resina básica no reticulada en un medio acuoso o alcohólico, entonces adicionando un compuesto di- o polifuncional, capaz de reticular la resina básica mediante la reacción con los grupos amino de la resina básica. Tales agentes reticuladores incluyen, por ejemplo, aldehidos multifuncionales (por ejemplo glutaraldehido) , acrilatos multifuncionales (por ejemplo butanodiol diacrilato, TMPTA) , halohidrinas (por ejemplo epiclorohidrina) , dihaluros (por ejemplo dibromopropano) , esteres disulfonato (por ejemplo ZA (02) 0- (CH2) n-0S (0) 2Z, en donde n es 1 a 10, y Z es metilo o tosilo) , grupos epóxidos multifuncionales (por ejemplo etilen glicol diglicidil éter) , esteres multifuncionales (por ejemplo adipato de dimetilo) , haluros ácidos multifuncionales (por ejemplo cloruro de oxalilo) , ácidos carboxílicos multifuncionales (por ejemplo el ácido succínico) , anhídridos de ácidos carboxilicos (por ejemplo anhídrido succínico) , titanatos orgánicos (por ejemplo TYZOR AA de DuPont) , resinas de melamina (por ejemplo CYMEL 301, CYMEL 303, CYMEL 370 y CYMEL 373 de Cytec Industries, Wayne, NJ) , hidroximetil ureas (por ejemplo N,N'-dihidroximetil-4, 5-dihidroxietilenurea) e isocianatos multifuncionales (por ejemplo tolueno diisocianato o metileno diisocianato) . Los agentes reticuladores también están descritos en Pinschmidt, Jr. y col. Patente Estadounidense No. 5,085,787, la cual se incorpora en la presente como referencia, y en EP 450 923. Como es normal, el agente reticulador es soluble en agua o alcohol, y posee suficiente reactividad con la resina básica de modo que ocurra la reticulación en un modo controlado, de preferencia a una temperatura de aproximadamente 25°C hasta aproximadamente 150°C. Los agentes reticuladores preferidos son etilen glicol diglicidil éter (EGDGE) , un diglicidil éter soluble en agua y dibromoalcano, un compuesto soluble en alcohol. La resina básica, fuerte o débilmente básica, por tanto, puede ser cualquier resina que actúe como un PSA en su forma con carga. La resina básica por lo común contiene porciones amino o guanidino. Los ejemplos de las resinas básicas incluyen una poli (vinilamina) , una polietilenimina, una poli (vinilguanidina) , una poli (alilamina) , una poli (alilguanidina) , o una poli (dialquilaminoalquil (met ) acrilamida) preparada polimerizando y reticulando ligeramente un monómero que tenga la estructura: o su análogo éster : ftt M'f ^Í"f at-attaaM. .-..-... a-a .A.^A* ., , , ,. «.^ -t. {. ..« A.. -y ,*&&*. A Sí? ?A*i*.?aAaaÍ*Sí., .... * .. y.?, éflf A en donde Ri y R2, independientemente, se seleccionan del grupo que consiste en hidrógeno y metilo, Y es una cadena lineal o un radical orgánico ramificado divalente teniendo de 1 a 8 átomos de carbono, y R3 y R4, independientemente, son radicales alquilo teniendo de 1 a 4 átomos de carbono. Las resinas básicas preferidas incluyen una poli (vinilamina) , polietilenimina, poli (vinilguanidina) , poli (dimetilaminoetil acrilamida) (poli (DAEA)) y poli (dimetilaminopropil metacrilamida) (poli- (DMAPMA) ) . Análogos a los microdominios de una resina acida, los PSA multicomponentes presentes pueden contener microdominios de una sola resina básica, microdominios que contengan una mezcla de resinas básicas o microdominios de diferentes resinas básicas. Las fibras PSA multicomponentes presentes pueden estar preparadas por diferentes métodos, y el método de preparación de una fibra PSA multicomponente no se limita por las siguientes modalidades. Cualquier método que proporcione una fibra que tenga cuando menos un microdominio de una resina acida en contacto con o en proximidad cercana a cuando menos un microdominio de una resina básica es conveniente. En un método, las partículas anhidras de una resina básica, opcionalmente reticuladas y/o recocidas en la superficie, se mezclan en un gel cauchotoso de una resina acida. La mezcla resultante se extruye, después se seca y opcionalmente se retícula y/o recuece en la superficie para proporcionar fibras PSA multicomponentes que tengan microdominios de una resina básica dispersados en una fase continua de una resina acida. De otro modo, las partículas de una resina acida, opcionalmente reticulada y/o recocida en su superficie, pueden mezclarse en un gel cauchotoso de una resina básica, y la mezcla resultante se extruye y se seca, y opcionalmente se retícula y/o recuece en la superficie para proporcionar fibras PSA multicomponentes teniendo microdominios de una resina acida dispersada en una fase continua de una resina básica. En otro método, las partículas anhidras de una resina acida pueden mezclarse con partículas anhidras de una resina básica, y la mezcla resultante se forma en un hidrogel, luego se extruye para formar fibras PSA multicomponentes . Todavía otro método, un gel cauchotoso de una resina acida y un gel cauchotoso de una resina básica, cada una opcionalmente reticulada y/o recocida en su superficie se coextruyen, y el producto coextruído se seca, y opcionalmente se retícula y/o recuece en su superficie, para formar fibras PSA multicomponentes conteniendo microdominios de la resina acida y la resina básica, como se ilustra en las FIGURAS 3 y 4. Otro método utiliza la tecnología del hilado, en donde el primer polimero, por ejemplo poli (vinilamina) , se hila en forma de un filamento, luego el filamento recién hilado se recubre con un segundo polimero, por ejemplo poli (ácido acrilico), para formar (después del secado) una fibra PSA multicomponentes núcleo-cubierta. En todavía otro método, se prepara un filamento de una resina acida por las técnicas de hilado normales, y se prepara un filamento de una resina básica por las técnicas del hilado normales. Los dos filamentos luego se retuercen entre sí, antes y/o después de reticulación y/o recocido superficial opcional, y luego se secan y forman en fibras PSA multicomponentes, como se ilustra en la FIGURA 5. El método de preparación de las fibras PSA multicomponentes presentes, por tanto, por lo regular utiliza, pero no requiere, un paso de hilado o uno de extrusión. También es posible utilizar otros métodos de preparación en donde la fibra PSA multicomponente contiene cuando menos un micro-dominio de una resina acida y cuando menos un micro-dominio de una resina básica en contacto o en proximidad cercana entre sí. En las modalidades en donde una resina acida y una resina básica están presentes como microdominios dentro de una matriz de una resina matriz, las partículas de una resina acida y una resina básica se mezclan con un gel cauchotoso de una resina matriz, y la mezcla resultante se extruye, después se seca, para formar las fibras PSA multicomponentes teniendo los microdominios de una resina acida y una resina básica dispersados en una fase continua de una resina matriz. De otro modo, los geles cauchotosos de una resina acida y una resina básica y la resina matriz pueden ser co-extruidos para proporcionar una fibra que sea multicomponente que contenga los microdominios de una resina acida, una resina básica y una resina matriz. En esta modalidad, la resina acida, resina básica y las fibras PSA multicomponentes resultantes, cada una puede ser opcionalmente reticulada y/o recocida en su superficie. Del mismo modo, la resina matriz, la resina acida y la resma básica pueden ser hiladas para formar una modalidad de fibra PSA núcleo-cubierta o retorcida de las fibras PSA multicomponentes.

La resina matriz es cualquier resina que permite el transporte de fluidos de modo que un medio líquido pueda hacer contacto con la res a acida y básica. La resina - 52 matriz por lo común es una resina hidrofilica capaz de absorber agua. Los ejemplos no limitantes de las resinas matriz incluyen: poli (vinil alcohol), poli (N-vinil formamida), óxido de polietileno, poli (met ) acrilamida, poli (hidroxietil acrilato), hidroxietilcelulosa, metilcelulosa, y mezclas de estos. La resina matriz también puede ser una resina absorbente de aguad tradicional, por ejemplo un ácido poliacrílico neutralizado más que 25% molar, por lo común mayor que 50% molar. En las modalidades preferidas, la resina acida, la resina básica y/o las partículas PSA multicomponentes reciben un tratamiento y/o recocido superficial. El tratamiento y/o recocido superficial da origen a la reticulación superficial de las partículas. En las modalidades especialmente preferidas, las resinas acidas y/o básicas que comprenden las fibras PSA multicomponentes reciben un tratamiento y/o recocido superficial y la fibra PSA multicomponente completa recibe un tratamiento y/o recocido superficial. Se ha encontrado que el tratamiento y/o recocido superficial de una resina acida, una resina básica y/o una fibra PSA multicomponente de la presente invención mejora las propiedades de la resina o la fibra PSA multicomponentes para absorber y retener el medio acuoso bajo carga.

La reticulación superficial se logra mediante el contacto de una resina acida, una resina básica y/o una fibra PSA multicomponente con una solución de un agente reticulador superficial para humedecer principalmente solo las superficies externas de la resina o la partícula PSA. La reticulación superficial y el secado de la resina o la partícula PSA multicomponente entonces se realiza, de preferencia, calentando cuando menos las superficies humedecidas de la resina o las fibras PSA multicomponentes. Por lo regular, las resinas y/o las fibras PSA se tratan en su superficie con una solución de un agente reticulador superficial. La solución contiene aproximadamente 0.01% hasta aproximadamente 4% en peso del agente reticulador superficial, y de preferencia cerca de 0.4% hasta aproximadamente 2% en peso del agente reticulador superficial en un disolvente conveniente, por ejemplo agua o un alcohol. La solución puede ser aplicada como un roció fino sobre la superficie de las partículas de resina libremente revolventes o las partículas PSA multicomponentes en una proporción de aproximadamente 1:0.01 hasta aproximadamente 1:0.5 partes en peso de resina o de las partículas PSA a la solución del agente reticulador superficial. El reticulador superficial esta presente en una cantidad de 0% hasta aproximadamente 5% en peso de la resina o la fibra PSA, y de preferencia 0% hasta aproximadamente 0.5% en peso. Para obtener la ventaja completa de la presente invención, el reticulador superficial esta presente en una cantidad de aproximadamente 0.01% hasta aproximadamente 0.1% en peso. La reacción de reticulación y el secado de la resina o las fibras PSA multicomponentes con superficie tratada se obtiene calentado el polimero con superficie tratada a una temperatura conveniente, por ejemplo, aproximadamente 25°C hasta aproximadamente 150°C, y de preferencia cerca de 5°C hasta aproximadamente 120°C. No obstante, es posible utilizar cualquier otro método de reacción del agente reticulador para obtener reticulación superficial de la resina o las fibras PSA multicomponentes, y cualquier otro método de secado de la resina o las fibras PSA multicomponentes, como puede ser energia de microondas, o similar. Con respecto a la resina básica o las fibras PSA multicomponentes que tienen una resina básica presente en el exterior de las fibras, los agentes reticuladores superficiales convenientes incluyen moléculas di- o polifuncionales capaces de reaccionar con grupos amino y reticular una resina básica. De preferencia el agente reticulador superficie es soluble en alcohol o agua y posee suficiente reactividad con una resina básica de modo que ocurra reticulación en un modo controlado a una temperatura de aproximadamente 25 °C hasta aproximadamente 150°C. Los ejemplos no limitantes de los agentes reticuladores superficiales convenientes para las resinas básicas incluyen: (a) dihaluros y esteres disulfonato, por ejemplo compuestos de la fórmula: Y-(CH2)p-Y, en donde p es un número de 2 a 12, y Y, independientemente, , es halo (de preferencia bromo) , tosilato, mesilato u otros alquil o arilsulfonato esteres (b) aziridinas multi-funcionales (c) aldehidos multi-funcionales, por ejemplo glutaraldehído, trioxano, paraformaldehido, tereftaldehído, malonaldehído y glioxal, y acétales y disulfitos de estos (d) halohidrinas, como epiclorohidrina (e) compuestos epoxídicos multifuncionales, por ejemplo, etilen glicol diglicidil éter, bisfenol A diglicidil éter y bisfenol F diglicidil éter (f) ácidos carboxilicos y esteres multi- funcionales, cloruros ácidos y anhídridos provenientes de estos, por ejemplo ácidos di- y policarboxílicos que contengan de 2 a 12 átomos de carbono, y los metil y etil esteres, cloruros ácidos y anhídridos provenientes de estos, como el ácido oxálico, ácido adípico, ácido succinico, ácido dodecanóico, ácidos malónico y ácido glutárico, y esteres, anhídridos y cloruros ácidos provenientes de estos (g) titanatos orgánicos como TYZOR .AA, disponible de E. I DuPont de Nemours, Wilmington, DE (h) resinas melamina como las resinas CYMEL disponibles de Cytec Industries, Wayne, NJ (i) hidroximetil ureas, como N,N' -dihidroximetil- , 5-dihidroxietilen urea (j) isocianatos multifuncionales como tolueno diisocianato, isoforona diisocianato, metileno diisocianato, xileno diisocianato y hexametileno diisocianato; y (k) otros agentes reticuladores para resinas básicas absorbentes de agua conocidos para el experto en la técnica.

Un agente reticulador superficial preferido es un dihaloalcano, etilen glicol diglicidil éter (EGDGE) , o una mezcla de estos, que reticulan una resina básica a **- -. ^L^í.L**^*má*~*.?kl*aLai ?u&M¡?*A. una temperatura de aproximadamente 25 °C hasta aproximadamente 150 °C. Los agentes reticuladores superficiales especialmente preferidos son dibromoalcanos que contengan 3 a 10 átomos de carbono y EGDGE. Con respecto a las resinas acidas absorbentes de agua, o las partículas PSA multicomponentes que tengan una resina acida en el exterior de las fibras, los agentes reticuladores superficiales convenientes son capaces de reaccionar con porciones acidas y reticular la resina acida. De preferencia, el agentes reticulador superficial es soluble en alcohol o soluble en agua y posee suficiente reactividad con una resina acida de modo que ocurra la reticulación en un modo controlado, de preferencia a una temperatura de aproximadamente 25 °C hasta aproximadamente 150°C. Los ejemplos no limitantes de los agentes reticuladores superficiales convenientes para las resinas acidas incluyen: (a) compuestos polihidroxi como glicoles y glicerol (b) sales metálicas (c) compuestos de amonio cuaternario (d) un compuesto epoxidico multifuncional (e) un carbonato de alquileno como puede ser carbonato de etileno o carbonato de propileno & 58 (f) una poliaziridina como puede ser 2,2- bishidroximetil butanol tris [3- (1-aziridina propionato]) (g) un haloepoxi, como puede ser epiclorohidrina (h) una políamina como etilendiamina (i) un poliisocianato como 2,4-tolueno diisocianato; y (j) otros agentes reticuladores para resinas acidas absorbentes de agua conocidos para los trabajadores expertos en la técnica.

Además, o en lugar de, el tratamiento superficial, la resina acida, la resina básica, la resina matriz, toda la fibra PSA o cualquier combinación de éstas pueden ser recocidas para mejorar las propiedades de absorción y retención de agua bajo carga. Se ha encontrado que el calentamiento de una resina durante un tiempo suficiente a una temperatura suficiente por encima de la Tg (temperatura de transición vitrea) de la resina o los microdominios mejora las propiedades de absorción de la resina. Las Figuras 6 y 7 contienen gráficas que muestran el efecto del tiempo y temperatura de recocido sobre las propiedades de absorción de los granulos PSA multicomponentes que comprenden 55% en peso de poli (vinilamina) y 45% en peso de poli (ácido acrílico). Por lo regular, una fibra PSA multicomponentes de la presente invención se somete a una temperatura suficiente durante un tiempo suficiente para calentar y templar o recocer las porciones externas y las internas de la fibra. Las gráficas en las Figuras 6 y 7 muestran que el calentamiento de un granulo PSA multicomponentes durante aproximadamente 20 a aproximadamente 120 minutos a una temperatura de aproximadamente 60 °C hasta aproximadamente 150°C mejora las propiedades de absorción. Las propiedades de absorción, es decir, AUL y AUNL, graficadas en las Figuras 6 y 7 se describen con mayor detalle más adelante. De preferencia, el recocido se realiza durante aproximadamente 30 a aproximadamente 100 minutos a cerca de 80°C hasta cerca de 140°C. Para lograr la ventaja completa del recocido, las fibras PSA son recocidas durante aproximadamente 40 hasta aproximadamente 90 minutos a aproximadamente 100 °C hasta aproximadamente 140 °C. De acuerdo con una peculiaridad importante de la presente invención, una resina acida fuerte puede utilizarse con una resina básica fuerte o una resina básica débil, o una mezcla de estas. Una resina acida débil puede utilizarse con una resina básica fuerte o una resina básica débil, o una mezcla de estas. De preferencia, la resma acida es una resina acida débil y H^^^^lgl ll ÉMÉÉMÉÉHiftiir-"'"1- ""^— .-t.aa»- la resina básica es una resina básica débil. Este resultado es inesperado en vista de la técnica del intercambio iónico en donde una combinación de una resina acida débil y una resina básica débil no funciona tan bien como otras combinaciones, por ejemplo, una resina acida fuerte y una resina básica fuerte. En las modalidades más preferidas, la resina acida débil, la resina básica débil y/o las fibras PSA multicomponentes se reticulan y/o recuecen en la superficie. Como ya se describió, normalmente se considera que el poli (acrilato) de sodio es el mejor PSA, y, por tanto, es el PSA que se utiliza con mayor frecuencia en aplicaciones comerciales. El poli (acrilato) de sodio tiene propiedades polielectroliticas que son responsables de su funcionamiento superior en aplicaciones absorbentes. Estas partículas incluyen una alta densidad de carga, y carga relativamente cercana al esqueleto polimérico. No obstante, una resina acida en la forma de ácido libre, o una resina básica en la forma de una base libre, por lo regular no funcionan como un PSA útil para uso comercial porque no hay carga iónica en ningún tipo de polimero. Una resina poli (ácido acrilico), o una resina poli (vinilamina) son polímeros neutros y, por consiguiente, no poseen las propiedades iMlllÜlÉllá ijÜíii l?ll?l tf**»"" -"»- - J" *»"*- .AtALA?AmXAiXm, * ,.?¿l »^ . polielectrolíticas necesarias para proporcionar los PSA útiles para uso comercial en pañales, dispositivos catameniales y artículos absorbentes similares. La fuerza motriz para la absorción y retención de agua, por tanto, esta ausente. Esto se ilustra en las Tablas 3 y 4 que muestran las propiedades de absorción y retención relativamente bajas para un poli (DAEA) neutro en la absorción de orina sintética. Sin embargo, cuando se convierte en una sal, una resina acida como puede ser el ácido poliacrílico, o una resina básica como poli (dialquilaminoalquil (met ) acrilamida) , entonces se comportan como un PSA útil para uso comercial. Se ha encontrado que las resinas básicas, en su forma base libre son útiles como componentes en materiales superabsorbentes conteniendo además una resina acida absorbente de agua. Por ejemplo, un material superabsorbente que contiene una mezcla de una poli (dialquilaminoalquil (met) acrilamida) y una resina acida absorbente de agua, como puede ser el ácido poliacrílico, demuestra buenas propiedades de absorción y retención de agua. Un material PSA de estos consta de dos polímeros sin carga, ligeramente reticulados, cada uno de los cuales es capaz de hincharse y absorber el medio acuoso. Cuando se pone en contacto con agua y un medio que contenga electrolitos, acuoso, los dos polímeros sin carga se neutralizan entre si para formar un material superabsorbente. Esto también reduce el contenido de electrolitos del medio absorbido por el polimero, mejorando además el efecto del polielectrolito. Ningún polimero en su forma sin carga se comporta como un PSA por sí mismo cuando hace contacto con agua. No obstante, los materiales superabsorbentes, que contienen una mezcla sencilla de dos resinas, una acida y una básica, son capaces de actuar como un material absorbente debido a que las dos resinas se convierten en su forma polielectrolitica. Estos materiales superabsorbentes han demostrado buenas propiedades de absorción y retención de agua. En las presentes fibras PSA multicomponentes, la resina básica débil esta presente en su forma base libre, por ejemplo amina, y la resina acida esta presente en su forma acida libre. Esta contemplado que un bajo porcentaje, es decir, aproximadamente 25% o menos, de las funcionalidades amina y/o ácido pueden estar en su forma con carga. El bajo porcentaje de las funcionalidades con carga no afecta de manera adversa el funcionamiento de las fibras PSA y puede ayudar en la absorción inicial de un liquido. Una resina básica fuerte esta presente en la forma hidróxido o bicarbonato, es decir, con carga. Las fibras PSA multicomponentes presentes son útiles en artículos diseñados para absorber grandes cantidades de líquidos, en especial líquidos que contengan electrolitos como en pañales y dispositivos catameniales. Los siguientes ejemplos no limitantes ilustran la preparación de las fibras PSA multicomponentes de la presente invención. En los resultados de las pruebas establecidos en la presente, las partículas PSA multicomponentes de la presente invención fueron probadas para absorción sin carga (AUNL) y absorción con carga a 0.28 psi y 0.7 psi (AUL (0.28 psi) y AUL (0.7 psi)). La absorción con carga (AUL) es una medida de la propiedad de un PSA para absorber fluidos bajo una presión aplicada. La AUL fue determinada por el siguiente método, como esta descrito en la Patente Estadounidense No. 5,149,335, incorporada en la presente como referencia. Un PSA (0.160 g +/- 0.001 g) se dispersa cuidadosamente sobre una malla permeable al agua, de 140 mieras unida a la base de un cilindro hueco Plexiglás con un diámetro interno de 25 mm. La muestra se cubre con una placa cubierta de 100 g y se pesa el montaje del cilindro. Esto proporciona una presión aplicada de 20 g/cm2 (0.28 psi). De otro modo, la muestra puede cubrirse con una placa cubierta de 250 g para obtener una presión aplicada de 51 g/cm2 (0.7 psi). La base del cilindro con el tamiz se coloca en una caja de petri de 100 ml i, r 64 4- conteniendo 25 mililitros de una solución de prueba (por lo común salina al 0.9%, y se deja que el polimero absorba durante una hora (o 3 horas) . Al volver a pesar el montaje del cilindro, la AUL (a una presión determinada) se calcula dividiendo el peso del liquido absorbido entre el peso seco del polímero antes del contacto con el líquido.

EJEMPLO 1 Preparación de partículas de poli (ácido acrilico) 0% neutralizado (poli (AA) GN = 0) Una mezcla de monómeros conteniendo ácido acrílico (270 gramos), agua deionizada (810 gramos), metilenbisacrilamida (0.4 gramos), persulfato de sodio (0.547 gramos), y 2-hidroxi-2-metil-l-fenil-propan-l-ona (0.157 gramos) se preparó, luego se roció con nitrógeno durante 15 minutos. La mezcla de monómeros se colocó dentro de un plato de vidrio hueco, luego la mezcla de monómeros se polimerizó a una temperatura de iniciación de 10°C bajo 20 mW/cm2 de luz UV durante aproximadamente 12 hasta 15 minutos. El poli (AA) resultante fue un gel cauchotoso. El gel cauchotoso de poli (AA) se cortó en piezas pequeñas, luego se extruyó tres veces en un mezclador Kitchen Aid Modelo K5SS con un accesorio triturador de carne. Durante la extrusión se adicionó metabisulfito de *&*¿m*-i* Jí.- **. -. ?S&t^^?1mmfj¡b?a<i?Jtálil m*¡?m. sodio al gel para reaccionar con el monómero sin reaccionar. El gel extruido se secó en un horno con convección de aire a 145°C durante 90 minutos, y por último se trituró y seleccionó al tamaño a través de tamices para obtener el tamaño de partícula deseado de aproximadamente 180 hasta aproximadamente 710 µ. Este procedimiento produjo un ácido poliacrilico ligeramente reticulado con un grado de neutralización de 0 (GN = 0). El ácido poliacrílico (GN = 0) absorbió 119.5 g de hidróxido de sodio 0.1 M (NaOH) por gramo de polímero y 9.03 g de orina sintética por gramo de polímero bajo una carga de 0.7 psi.

EJEMPLO 2 Preparación de partículas de una resina poli (vinilamina) reticulada A 100 g de una solución acuosa de poli (vinilamina) al 8% en peso se adicionó aproximadamente 2% molar (0.66 g) de etilen glicol diglicidil éter (EGDGE) . La mezcla resultante se agitó durante aproximadamente 5 minutos para disolver el EGDGE, entonces la mezcla homogénea se colocó en un horno, se calentó aproximadamente a 60 °C y se dejó durante 2 horas hasta formar un gel. El gel resultante entonces fue extruido tres veces, y secado a un peso constante a 60°C. La poli (vinilamina) (poli (VAm) ) ^^ 66 secada, ligeramente reticulada entonces se trituró por medio criogénico para formar un material granular (aproximadamente 180 a aproximadamente 710 µ) . La poli (VAm) ) reticulada absorbió 59.12 g/g de ácido clorhídrico 0.1 M bajo ninguna carga, y 17.3 g/g de orina sintética bajo una carga de 0.7 psi.

EJEMPLO 3 Preparación de fibras poli (ácido acrilico) por hilado en seco Se preparó una solución para hilado mediante la concentración de una solución acuosa al 35% (p/p) de poli (ácido acrilico) poli (AA) ) no reticulado, peso molecular aproximadamente 250,000, hasta 55% (p/p). A esta solución se adicionó EGDGE (0.5% hasta 5% mol/mol) de poli (AA) ) y trietilamina (5% mol/mol) de poli (AA) ) , y la mezcla resultante fue mezclada para producir una solución homogénea para hilado. La viscosidad de la solución para hilado, a 55% (p/p) fue de 13,000 cps (por viscosímetro de flujo inverso, tamaño 8, a 25°C) . La solución para hilado fue colocada en una caja de petri y las fibras fueron estiradas verticalmente hacia arriba hacia un tambor rotatorio (diámetro de 15.5 cm) . El aparato de hilado en seco se ilustra en la Figura 8. La velocidad de tracción fue de aproximadamente 54 rpm con una longitud del filamento estirado de 500 mm. Las fibras estiradas fueron curadas por microondas utilizando potencia de 720 vatios (W) (2 minutos para EGDGE) al 5% o por un horno habitual equipado con un ventilador, a 60°C (60 minutos para EGDGE al 5%). El tiempo necesario para curar la fibra fue dependiente de la concentración del EGDGE. En la preparación de poli (AA) por hilado en seco, la concentración de EGDGE en la solución para hilado por lo regular es aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 5% (mol/mol de poli (AA) ) . La adición de trietilamina como un catalizador de curado dio origen a un curado más rápido, el cual ocurrió a una temperatura menor. Las fibras de poli (AA) resultantes fueron de aproximadamente 25 µ de diámetro y 0.71 denier (0.078 tex). Las fibras absorbieron aproximadamente 69.9 g/g de NaOH 0.1 M sin carga después de una hora, y aproximadamente 17.6 g/g de orina sintética a 0.28 psi después de una hora.

EJEMPLO 4 Preparación de fibras de poli (vinilamina) por hilado en húmedo Se preparó una solución para hilado concentrando una solución acuosa al 6% p/p de poli (VAm) a 10% p/p de poli (VAm) (peso molecular aproximado 190,000). Se adicionó EGDGE (0.025 molar) a la solución de poli (VAm) y se mezcló para proporcionar una solución homogénea. La solución luego se calentó durante aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 40*°C, y estuvo lista para el hilado. La solución para hilado resultante se introdujo directamente en un baño de coagulación a través de una hilera sumergida en un medio de coagulación. El medio de coagulación en el baño de coagulación contenía una mezcla de EGDGE, por lo común 0.5% (p/p) y acetona. La concentración de EGDGE por lo regular es aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 5% (p/p). La solución para el hilado se colocó en una jeringa adaptada con una aguja calibre 23. Se inyectó el poli (VAm) en el medio de coagulación a una velocidad de flujo de 0.02 ml/min, y el poli (VAm) resultante fue estirado a una velocidad de enrollado de 64 rpm. El diámetro del tambor de 12 cm. El aparato para hilado en húmedo se ilustra en la Figura 9. Las fibras de poli (VAm) tuvieron un diámetro de 28 µ y fueron de 5.5 denier (0.61 tex). El curado se realizo en un horno a 80°C durante 30 minutos. La fibra de poli (VAm) absorbió 68.3 g/g (después de 1 hora) y 73.5 g/g (después de 3 horas) de ácido clorhídrico 0.1 M sin carga, y 19.6 g/g (después de 1 hora) bajo carga de 0.28 psi. Las fibras de poli (VAm) también fueron producidas a partir de la solución para hilado idéntica utilizando la "~ ---fB*J1H?„- ?? h- , . ~t?.t*.-... *A*-* <- ^lle^tai?m^MMátm ?mílá aaat?m?iilfimM técnica de hilado en húmedo con chorro seco. En esta técnica, la hilera fue colocada por encima del baño de coagulación y la fibra originalmente se hiló en aire, luego se arrastró a través del baño de coagulación. Como ya se ilustró, las propiedades físicas de poli (AA) permiten el hilado en seco del polímero. El poli (AA) tiene una alta viscosidad para extensión que permite el enhebrado de la solución y el estirado de los filamentos, o fibras, a partir de una solución para hilado de poli (AA) . La poli (VAm) no tiene las propiedades físicas necesarias para el hilado en seco, y por tanto, se somete a un proceso de hilado en húmedo. En el hilado de un polimero absorbente de agua ácido o básico, un experto en la técnica puede determinar si debe utilizar el proceso de hilado en seco o de hilado en húmedo con base en las propiedades de la resina.

EJEMPLO 5 Preparación de una cuerda retorcida de fibras PSA multicomponentes Una fibra PSA multicomponentes de la presente invención se preparó retorciendo una fibra de poli (AA) del Ejemplo 3 y una fibra poli (VAm) del Ejemplo 4 para lograr el contacto íntimo entre las resinas absorbentes de agua acida y básica. Después del retorcido de las fibras absorbentes de agua acida y básica entre si, las fibras de la cuerda retorcida resultante se calentó en un horno a 125 °C durante aproximadamente 10 minutos hasta aproximadamente 20 minutos. Las fibras de la cuerda retorcida que contenian 50:50 relación molar de poli (AA) del Ejemplo 3 y de poli (VAm) del Ejemplo 4 absorbieron el medio acuoso como sigue: 1) Absorbencia bajo carga de 0.7 psi 2) PLASMION®, disponible de Rhone-Poulenc Rorer Bellon, Neilly Sur Seine, Bélgica 3) El valor en paréntesis es la cantidad del medio acuoso absorbido por una fibra PSA comercial, es decir, OASIS™, disponible de Allied Colloids, Inglaterra, y esta incluida para propósitos de comparación; y ) las pruebas de absorción fueron realizadas en duplicado.

En otro ejemplo se preparó una fibra retorcida que contenia una proporción molar 2:1 de fibra poli (VAm) a la fibra poli(AA). Esta fibra retorcida también presentó excelentes propiedades de absorción de fluidos. Además, durante la hidratación de la fibra retorcida se observó un enmarañamiento distinto de las fibras. En el Ejemplo 5, la cuerda retorcida fue templada o recocida después de que las fibras fueron retorcidas entre sí. No obstante, el recocido de las fibras individuales, antes de la formación de la trenza, también puede realizarse, asi como el recocido de las fibras individuales seguido por el recocido de la fibra cuerda retorcida . Aunque el Ejemplo 5 se dirige a una sola fibra de un poli (AA) y una sola fibra de una poli (VAm) retorcidas entre si en la forma de una trenza, la fibra de cuerda retorcida de la presente invención también comprende modalidades en donde una o más fibras de poli (AA) y una o más fibras de poli (VAm) se retuercen entre sí en la forma de una trenza. Por consiguiente, las modalidades en donde una o una pluralidad de (por Ejemplo 1 a 500) fibras de poli (AA) retorcidas entre sí con una o una pluralidad de (por ejemplo 1 a 500) fibras de poli (VAm) también están dentro del alcance de la presente invención. En la modalidad de fibras retorcidas, la relación molar de la resina básica a la resina acida es aproximadamente 5:1 a aproximadamente 1:5, y de preferencia cerca de 3:1 a cerca de 1:3. Para lograr la ventaja completa de la presente invención, la relación molar es aproximadamente 2:1 a aproximadamente 1:2. También se examinó el efecto del tiempo de curado y temperatura de curado sobre la absorbencia de una fibra retorcida en una relación molar 50:50 del Ejemplo 5. Los resultados de esta prueba se resumen en la Tabla 1. 1) Cantidad de orina sintética absorbida bajo una carga de 0.7 psi.

La tasa de absorción para la relación molar 50:50 de las fibras retorcidas del Ejemplo 5, curadas a 125°C durante 20 minutos, se comparó con las fibras OASIS™, las fibras poli (VAm) del Ejemplo 4 y las fibras de »^M^?m mi^m ? m»l^lmJm^a???jÍatk poli (AA) del Ejemplo 3. Los resultados se resumen en la Figura 10. La Figura 10 muestra que las fibras PSA retorcidas absorben más rápidamente que las fibras de poli (VAm) y de poli (AA) , y con el tiempo supera las fibras OASIS™. También se realizó una prueba para determinar si la longitud de la fibra afecta la absorción. La fibra retorcida PSA multicomponente del Ejemplo 5, teniendo una longitud de 5, 10, 20 y 40 mm, se comparó con granulos de poli (AA) , fibras OASIS™ y mezclas físicas de fibras de poli (AA) y poli (VAm) teniendo una longitud de 5, 10, 20 y 40 mm de longitud, para la velocidad de absorción de orina sintética bajo una presión de 0.28 psi. La absorción mejoró con el aumento de la longitud de la fibra hasta 20 mm, luego disminuyó a 40 mm. La fibra retorcida PSA multicomponente supero la mezcla de las fibras de poli (AA) y poli (VAm) . Una fibra PSA multicomponentes de la presente invención también puede estar en la forma de un núcleo de una primera resina y una cubierta, o capa, de una segunda resina. Esta modalidad se ilustra en los Ejemplos 6 y 7.

EJEMPLO 6 Preparación de fibras PSA multicomponentes teniendo un núcleo de poli (AA) y una cubierta de poli (VAm) Se prepararon fibras de poli (AA) como se establece en el Ejemplo 3. Luego las fibras de poli (AA) pasaron a través de una solución de poli (VAm) (10-20% de sólidos como en el Ejemplo 4). La fibra recubierta resultante luego se paso a través de un baño de coagulación que contenia EGDGE (0.5 p/p) y acetona. Las fibras PSA multicomponentes núcleo/cubierta resultantes fueron secadas y curadas en un horno con ventilador a 60 °C durante una hora. Las fibras PSA multicomponentes núcleo/cubierta comunes contenían aproximadamente 0.008 g de poli (AA) y 0.011 g de poli (VAm) , o una relación molar de ácido acrílico a vinilamina de 1:2.3. La fibra PSA multicomponente del Ejemplo 6 absorbió 18.2 g/g de orina sintética después de 60 minutos bajo una carga de 0.7 psi. En comparación, las fibras de poli (AA) del Ejemplo 3 absorbieron 8.4 g/g en condiciones idénticas.

EJEMPLO 7 Preparación de fibras PSA multicomponentes con un núcleo de poli (VAm) y una cubierta de poli (AA) Se combinó una solución acuosa de polivinilamina (10% de sólidos) con 0.025% molar del reticulador EGDGE.

La solución resultante se mezcló hasta que estuvo homogénea, y luego se dejó reticular ligeramente a 40°C durante 20 minutos para formar un aditivo o laca para el hilado. El aditivo o laca se inyectó directamente a un baño de coagulación que contenía EGDGE, por lo común en una cantidad de aproximadamente 0.25% hasta aproximadamente 1% con base en una concentración p/p% [sic] . El coagulante en el baño fue un no solvente para poli (VAm) , por lo regular acetona. La poli (VAm) fue hilada directamente en el baño a una velocidad de flujo de 2.54 cm3/h. La fibra se produjo a una primera velocidad, con la coagulación ocurriendo al principio desde el exterior. El proceso comenzó con la producción de una piel. Este tipo de coagulación produjo una morfología de fibra con huecos dentro del núcleo, como se ilustra en las Figuras 11-13. La fibra se estiró a través del baño, y hacia arriba desde el baño. En el estirado la fibra de baño de coagulación paso sobre un rodillo remojado en acetona y luego paso a un baño de revestimiento que contenía poli (AA) y EGDGE. Este baño contenía una solución acuosa concentrada de poli (AA) (50-70 p/p%) [sic] diluida a aproximadamente 15% p/p% [sic] de ácido poliacrílico con un disolvente polar, por lo regular acetona. El EGDGE estuvo presente a aproximadamente 0.5% molar. Al pasar la fibra a través de ÍS' 76 este baño se cubrió el núcleo de poli (VAm) con una cubierta de poli(AA). Después de pasar a través de este baño, la fibra pasó sobre un segundo rodillo cubierto con acetona y a un baño de aditivo conteniendo 5% en peso de 5 trietilamina en acetona. Después de pasar la fibra a través de esta solución, la fibra se enrolló a una velocidad de aproximadamente 50-60 rpm. Las fibras asi producidas fueron retiradas del rodillo y curadas durante 30 minutos a 125 °C. Las fibras PSA multicomponentes 10 fueron de 25 denier (2.8 tex). Al aumentar el tiempo de curado de las fibras a 125°C hasta 60 minutos o más, se originó un cambio en la morfología de las fibras hidratadas. El gel de las fibras hidratadas fue más duro que las fibras hidratadas curadas solo durante 20 a 30 15 minutos. Con la eliminación de las fibras de la celda de prueba AUL, la estructura se separo y ya no parecía un fieltro. Las fibras PSA multicomponentes del Ejemplo 7 fueron probadas para una capacidad para absorber orina 20 artificial, sangre artificial y salina al 0.9%. Los resultados de la prueba se resumen más adelante. 25 -**-^ -*-*^mi*-?¡?m*»** » ¡a*- .. l-. .*?ámliM3i. f 77 Con la hidratación, las fibras del Ejemplo 7 formaron una estructura tipo fieltro. Al terminar la prueba AUL, el fieltro mantuvo su integridad y fue posible retirar el fieltro como una pieza. Por el contrario, la fibra de la cuerda retorcida del Ejemplo 5 se fracturó en sus componentes fibras individuales después de la hidratación. Un examen del fieltro producido con la fibra núcleo-cubierta del Ejemplo 7 reveló una estructura abierta con una apariencia muy fibrosa. Nada de fluido libre estaba presente en la superficie de las fibras. Por consiguiente, todo el fluido estuvo contenido dentro de la estructura de la fibra. También se observó que a medida que aumentó el recubrimiento de poli (AA) , se obtuvieron valores AUL de 50 g/g. Las fibras del Ejemplo 7 fueron probadas para determinar el efecto del tiempo de curado sobre la absorbencia de las fibras con una carga de 0.7 psi. Se prepararon cuatro muestras idénticas, luego se sometieron __ JÉ^ ái a un tiempo de curado de 1, 3, 5 ó 20 minutos, cada una a 125°C. Los resultados de la prueba se resumen en la Tabla 2, mostrando que un tiempo de curado creciente mejoró la absorción de la orina sintética.

Las fibras del Ejemplo 7 también fueron preparadas utilizando un procedimiento alterno en donde las fibras de poli (VAm) preparadas en el Ejemplo 4 fueron pasadas a través de una solución que contenía poli (AA) , EGDGE (aproximadamente 0.5 a aproximadamente 5% molar), y trietilamina (5% molar) . En procesos diferentes, las fibras fueron secadas y curadas por microondas (720 W) durante 4 minutos o por un horno equipado con ventilación, a 60°C durante 60 minutos. Una fibra PSA núcleo-cubierta normal contenía 0.16 g de poli (VAm) y 0.16 g de poli (AA) , es decir, una relación molar de poli (VAm) a poli (AA) de 2:1. Esta fibra PSA absorbió 26.8 - 79 g/g de orina sintética con una carga de 0.7 psi después de 60 minutos. Con las mismas condiciones, las fibras de poli (V.Am) absorbieron 14.2 g/g de orina sintética. Los siguientes Ejemplos 8-11 ilustran otras modalidades de la presente invención, en particular, modalidades en donde la fibra consiste en microdominios de una resina acida en una fase continua de una resina básica, o viceversa.

EJEMPLO 8 Preparación de una fibra poli (VAm) conteniendo microdominios de poli (AA) A una solución para hilado de poli (VAm) preparada como se establece en el Ejemplo 4 se adicionó finos de poli (AA) finamente molido (diámetro < 20 mieras). La mezcla se agitó hasta obtener una solución homogénea (aproximadamente 5 minutos) . La solución para hilado fue hilada en un baño de coagulación de EGDGE (aproximadamente 0.5% hasta aproximadamente 5% p/p) - acetona como en el Ejemplo 4. Las fibras resultantes fueron curadas en un horno a 60 °C durante 60 minutos. Una fibra PSA multicomponentes normal del Ejemplo 8 contenía 5.54 g de poli (VAm) y 0.11 g de poli (AA) que esta en una relación molar de poli (VAm) a poli (AA) de 6:1, y 2% p/p la cantidad del reticulador EGDGE. Estas fibras absorbieron 24.2 g/g de orina sintética después de una hora con una carga de 0.7 psi. Una fibra de poli (VAm) idéntica libre de finos de poli (AA) absorbió 12.1 g/g en condiciones idénticas.

EJEMPLO 9 Preparación de una fibra de poli (AA) conteniendo microdominios de poli (VAm) A una solución acuosa de poli (AA) preparada como se establece en el Ejemplo 3 se adicionó finos de poli (VAm) , finamente molidos (diámetro < 20 mieras) . La mezcla se agitó hasta obtener una solución homogénea (aproximadamente 5 minutos) . La solución para hilado fue hilada en seco como se describe en el Ejemplo 3. Las fibras resultantes fueron curadas en un horno a 60 °C durante 60 minutos. Una fibra PSA multicomponentes común del Ejemplo 9 contenía 0.13 g de poli (VAm) y 4.94 g de poli (AA) , que es una relación molar de poli (VAm) a poli (AA) de 1:12, y 0.5% p/p reticulador EGDGE. Las fibras del Ejemplo 9 absorbieron 18.4 g/g de orina sintética después de una hora con una carga de 0.7 psi. Una fibra de poli (AA) idéntica sin finos de poli (VAm) absorbió 8.4 g/g en condiciones idénticas.

EJEMPLO 10 En un método idéntico al Ejemplo 9, se adicionó VISCOMER™ a una solución de poli (VAm) . VISCOMER™ es un poli (AA) disponible en el comercio de Chemdal Corporation, Palatine, IL. VISCOMER™ tiene un peso molecular de aproximadamente 4 millones y un tamaño de partícula menor que 10 mieras de diámetro. La solución para hilar resultante fue hilada en un baño de coagulación con EGDGE (de aproximadamente 0.5 hasta 5% p/p) -acetona como ya se describió. Las fibras resultantes fueron curadas en un horno a 60 °C durante la noche. Una fibra PSA multicomponente común del Ejemplo 10 contenia una relación molar de poli (VAm) a poli (AA) de 1:1, y 0.5% p/p del reticulador EGDGE. Las fibras del ejemplo 10 absorbieron 14.47 g/g de orina sintética con una carga de 0.7 psi después de 60 minutos.

EJEMPLO 11 En un método idéntico al Ejemplo 9, se adicionó CARBOPOL™ a una solución de poli (VAm) . CARBOPOL™ es un poli (AA) disponible en el comercio de BF Goodrich Co., Cleveland, Ohio. El CARBOPOL™ tiene un peso molecular de aproximadamente 400,000 a aproximadamente 4,000,000, y un tamaño de partícula de aproximadamente 2 a aproximadamente 7 µ de diámetro. La solución para hilar resultante fue hilada en un baño de coagulación EGDGE (aproximadamente 0.5 a aproximadamente 5% p/p) -acetona como ya se describió. Las fibras resultantes fueron curadas en un horno a 60 °C durante la noche. Una partícula PSA multicomponente común del ejemplo 10 contenía una relación molar 1:1 de poli (VAm) a poli(AA), y 0.5% p/p del reticulador EGDGE. Las fibras del Ejemplo 11 absorbieron 17.5 g/g de orina sintética con una carga de 0.7 psi después de 60 minutos. El siguiente Ejemplo 12 ilustra una modalidad en donde se coextruyen fibras de poli (VAm) y poli (AA) .

EJEMPLO 12 Preparación de fibras PSA multicomponentes por extrusión Se prepararon fibras de poli (VAm) por el método de hilado en húmedo descrito en el Ejemplo 4. Al mismo tiempo se prepararon fibras de poli (AA) por el método de hilado en seco descrito en el Ejemplo 3. Las fibras de poli (AA) fueron pasadas a través de una cámara calentada a 60°C, seguido por co-extrusión con las fibras de poli (VAm) . Las fibras PSA co-extruidas fueron curadas a 60 °C durante una hora. Una fibra PSA multicomponentes co-extruida, común de la presente invención contiene una relación molar 1:1 de poli (VAm) a poli (AA) . La fibra co-extruida absorbió 28.1 .Mum^.J?A^^jAmÍM,Aj?t?mae,*¡AMr m*-.AA. . **** ??.Í i g/g de orina sintética con una carga de 0.7 psi después de 60 minutos. En comparación, las fibras de poli (AA) del Ejemplo 3 absorbieron 8.4 g/g y las fibras de poli (VAm) del Ejemplo 4 absorbieron 12.9 g/g en las mismas condiciones. El siguiente Ejemplo 13 ilustra el tratamiento uperficial de las fibras PSA multicomponentes de la presente invención.

EJEMPLO 13 Tratamiento superficial de las fibras PSA multicomponentes Las fibras PSA en una cuerda retorcida del Ejemplo 5 pasaron a través de una solución de polietilen glicol y agua (80:20 p/p) para cubrir las fibras retorcidas. Las fibras retorcidas cubiertas luego se secaron en un horno a 125°C durante una hora. Las fibras PSA reticuladas en la superficie. Resultantes tuvieron una relación molar de poli (AA) a poli (VAm) de 1:1, y una relación en peso de las fibras retorcidas al recubrimiento superficial de 4.7:1. Las fibras PSA multicomponentes reticuladas en la superficie absorbieron 10.5 g/g de orina sintética con una carga de 0.7 psi después de 60 minutos. Las siguientes tablas contienen datos de absorción y retención para las fibras PSA multicomponentes de la ¡j|fcgat-¿aa¡A.aMJ¿íafai " - .m*Á.mA*m-.*mim.* ,J^,^iMlt¿ a*«jAllkA¡¿ II* presente - invención, para los polímeros individuales presentes en las fibras PSA multicomponentes, y para mezclas sencillas de las resinas anhidras presentes en las fibras PSA multicomponenües . Los datos muestran un mejoramiento significativo en la absorción y retención de agua para las fibras PSA multicomponentes presentes conteniendo microdominios de polímeros de una resina acida y/o básica dentro de cada partícula en comparación con resinas individuales y una mezcla simple de las resinas individuales. Los datos de las Tablas 3-8 muestran las propiedades mejoradas de las fibras PSA multicomponentes de la presente invención para absorber y retener una solución acuosa salina al 0.9%. 1) Tamaño de partícula = 180-710 mieras 2) 0% de neutralización, tamaño de partícula = 180-710 mieras, con reticulación superficial -600 ppm EGDGE 3) mezela de 60% poli (DAEA), tamaños de partícula menores que 180 nm, y 40% de ácido poliacrilico -0% neutralizado 4) mezcla de 60% poli (DAEA) tamaños de partícula menores que 180 nm, y 40% de ácido acrilico -0% neutralizada, reticulada con 600 ppm EGDGE 51 mezcla de 60% poli (DAEA), tamaño de partícula 180-710 mieras y 40% de ácido 10 poliacrilico -0% neutralizada 6) mezcla de 60% poli (DAEA), tamaño de partícula 180-710 mieras y 40% de ácido í- -5 i 87 poliacrílico -0% neutralizada, reticulada con 600 ppm EGDGE ' mezcla de 60% poli(DAEA), tamaños de partícula menores que 180 mieras y 40% de ácido poliacrílico -20% neutralizada, tamaño de partícula 180-710 mieras 8) PSA multicomponente conteniendo microdominios de poli (DAEA) < 180 mieras) como fase dispersada en poli (AA) (GN = 0) fase continua, relación en peso poli (DAEA) /poli (AA) 60/40 9) ppm de la reticulación superficial con EGDGE, y 10) PSA multicomponente conteniendo microdominios de poli (DAEA) (< 180 mieras) como fase dispersada en la fase continua poli (AA) (GN = 20), relación en peso 10 poli (DAEA) /poli (AA) 60/40. a aJ 88 11 } poli (DMAPMA) , tamaño de partícula menor que 106 mieras 12) poli (DMAPMA) , tamaño de partícula menor que 106-180 mieras 13) ácido poliacrílico, tamaño de partícula 180-710 mieras -- 0% neutralizado, reticulado en la superficie con 600 ppm EGDGE. 14> mezcla de 60% de poli (DMAPMA) , tamaño de partícula 106-180 mieras, y 40% de ácido poliacrílico - 0% neutralizada. 15) mezcla de 60% de poli (DMAPMA) , tamaño de partícula <106 mieras, y 40% de ácido poliacrílico - 0% neutralizada. 16) mezcla de 50% de poli (DMAPMA) , y 50% de ácido poliacrílico - 0% neutralizada. 17) PSA multicomponente conteniendo microdominios de poli (DMAPMA) (< 106 mieras) como fase dispersa en poli (AA) (GN = 0) fase continua, relación en peso poli (DMAPMA) /poli (AA) 60/40. 18) PSA multicomponente conteniendo microdominios de poli (DMAPMA) (< 106-180 mieras) como fase dispersa en poli (AA) (GN = 0) fase continua, relación en peso poli (DMAPMA) /poli (AA) 60/40. 19) PSA multicomponente conteniendo microdominios de poli (AA) (GN = 0%) (< 106 mieras) como fase dispersa en la fase continua de poli (DMAPMA) , relación en peso 10 poli (AA) /poli (DMAPMA) 50/50, y 20) ppm reticulación superficial con dibromo octano. ^l - Sf 92 W: 23) PSA multicomponente conteniendo microdominios de poli (VG) y poli (AA) , con una relación en peso poli (VG) /poli (AA) de 50/50. 2 ) % molar de EGDGE.

Para demostrar que una fibra PSA multicomponente de la presente invención puede contener una resina acida y/o una resina básica que este parcialmente neutralizada, se realizó una serie de pruebas en las partículas PSA multicomponentes conteniendo 45% en peso de poli (AA) y 55% en peso de poli (vmilamina) . Las partículas PSA multicomponentes fueron preparadas en una forma idéntica pero se cambió el porcentaje de neutralización de poli (AA) y poli (vinilamina) . Las diferentes partículas 10 PSA multicomponentes fueron probadas para la capacidad de absorber y retener orina sintética, y los resultados se resumen en la Tabla 9. 15 -1"' Tratamiento superficial con propilen glicol/agua (relación 80/20) , secado a 125°C durante 2.5 horas.

En otra serie de pruebas, la relación de la resina acida absorbente de agua a la resina básica absorbente de agua en las partículas PSA multicomponentes fue distinta, en particular, la Tabla 10 resume los datos AUNL y los ^gy^Hl^i >«***-' **- ?if i iiti iTiiriiiitr i ü f datos AUL a diferentes presiones para una serie de partículas PSA multicomponentes conteniendo poli (vinilamina) y poli (AA) sobre el intervalo de 25% hasta 75% en peso. Las partículas PSA multicomponentes que se utilizan en esta serie de pruebas fueron partículas PSA multicomponentes conteniendo 55% en peso de polli (vinilamina) y 45% en peso de poli (ácido acrílico) . Todas las partículas PSA multicomponentes utilizadas en la prueba fueron retlculadas en la superficie con 50 ppm de EGDGE. Las partículas PSA multicomponentes fueron probadas para su capacidad para absorber y retener orina sintética. lrfiÉlrtlÍlí^AAafc^^^£^"^-'^-^rfit?iitiipf - ^ --«*-»—*""»~- Además de la capacidad para absorber y retener cantidades relativamente grandes de un líquido, también es importante que un PSA presente buena permeabilidad y, por tanto, absorba fácilmente el líquido. Por tanto, 5 además de la capacidad absorbente, o el volumen del gel, las fibras PSA útiles también tienen una resistencia del gel alta, es decir, las fibras no se deforman después de absorber un liquido. Además, la permeabilidad o conductividad del líquido de un hidrogel formado cuando 10 se hinchan las fibras PSA, o ya hinchadas, en presencia de un liquido es una propiedad extremadamente importante para uso práctico de las fibras PSA. Las diferencias en la permeabilidad o conductividad del flujo del polimero absorbente puede impactar directamente la capacidad de un 15 articulo absorbente para adquirir y distribuir fluidos corporales. Múltiples tipos de partículas PSA presentan bloqueado por gelificación. El "bloque de gel" ocurre cuando las partículas PSA se humedecen e hinchan, lo cual & - ,*? 100 del fluido completa. En términos prácticos, esto significa que la adquisición de un fluido por las partículas PSA y, por consecuencia, la estructura absorbente, como un pañal, puede ser mucho más lenta que 5 la velocidad a la cual se descargan los fluidos, en especial en situaciones de descarga rápida. La fuga de una estructura absorbente, por tanto, puede ocurrir mucho antes de que las partículas PSA en la estructura absorbente se saturen por completo, o antes de que el 10 fluido pueda difundirse o pasar más allá de las partículas "con bloqueo por gelificación" hacia el resto de la estructura absorbente. El bloqueo por gelificación puede ser un problema particularmente agudo si las partículas PSA carecen de resistencia de gel adecuada, y 15 se deforman o dispersan bajo esfuerzo después de que las partículas PSA se hinchan con el fluido absorbido. Por consiguiente, la partícula PSA puede tener un valor AUL satisfactorio, pero tendrán permeabilidad inadecuada o conductividad del fluido para ser útiles a '•» .<m- 101 permeabilidad necesario para evitar simplemente el bloqueo por gelificación es mucho menor que la permeabilidad necesaria para ofrecer buenas propiedades de transporte de fluidos. En consecuencia, las PSA que 5 evitan el bloqueo por gelificación y tienen valor AUL satisfactorio todavía pueden ser deficientes en gran medida en estas otras propiedades del manejo de fluidos. Por consiguiente, una característica importante de las fibras PSA multicomponentes de la presente invención 10 es la permeabilidad cuando se hinchan con un líquido para formar una zona o capa de hidrogel, como se define por el valor de "Saline Flow Conductivity" (SFC, Conductividad del Flujo Salino) de las partículas PSA. La SFC mide la propiedad de una PSA para transportar fluidos salinos, 15 como la capacidad de la capa de hidrogel formada a partir de la PSA hinchada para transportar los fluidos corporales. Un material que tiene un valor SFC relativamente alto es un velo de fibras de pasta de madera colocado en aire. - i-"- 102 concentraciones en una estructura absorbente, y luego se hincha para formar un hidrogel bajo presiones de uso, los limites del hidrogel entran en contacto, y los huecos intersticiales en esta región de alta concentración de 5 PSA generalmente quedan unidos por el hidrogel. Cuando esto ocurre, las propiedades de permeabilidad o conductividad del fluido salino en esta región generalmente es indicativo de las propiedades de permeabilidad o conductividad del fluido salino de una 10 zona de hidrogel formada de solo PSA. Al aumentar la permeabilidad de estas regiones hinchadas de alta concentración a niveles que llegan o aún exceden a los materiales de adquisición/distribución tradicionales, como puede ser la pelusa de pulpa de madera, puede 15 proporcionar propiedades de manejo de fluidos superiores para la estructura absorbente, disminuyendo así incidentes de fugas, en especial con cargas de fluido altas . Por consiguiente, sería altamente deseable SFC altos también indican una capacidad del hidrogel resultante para absorber y retener fluidos corporales en condiciones de uso normales. El valor SFC de las partículas PSA multicomponentes presentes mejora substancialmente sobre el valor SFC para una PSA de poli (AA) normal, como se ilustra en los datos que se resumen en la Tabla 11. Un método para determinar el valor SFC de las partículas PSA se establece en Goldman y col., Patente Estadounidense No. 5,599,335, incorporada en la presente como referencia.

•"•'PSA comercial, normal, es decir poli (AA) neutralizado, 75% GN, dis A2300 de Chemdal, Corp., Palatine, IL 2) muestra comparativa conteniendo una mezcla seca de 55% en peso de poli (vinilamina) no neutralizadas y 45% en peso de partículas de neutralizadas ' partículas PSA multicomponentes conteniendo 55% de poli (vinilamina) no neutralizada y 55% de poli (AA) , preparada en un mezclador KitchenAid 4) partículas PSA multicomponentes conteniendo 55% de poli (vinilamina) no neutralizada y 45% de poli (AA) ' partículas PSA multicomponentes conteniendo 55% de poli (vinilamina) no neutralizada y 45% de poli (AA) como un granulo núcleo-cubierta. 6) partículas PSA multicomponentes conteniendo 55% de poli (vinilamina) no neutralizada y 45% de poli (AA) como una red de polímero interpenetrante 10 7) partículas PSA multicomponentes conteniendo 55% de poli (vinilamina) no neutralizada y 45% de poli (AA) como capas; y 8) en x 10-7 cm3seg/g.

Los datos que se resumen en la Tabla 11 muestran un mejoramiento substancial en AUL a 0.7 psi y SFC para partículas PSA multicomponentes en comparación con un PSA control y una mezcla seca comparativa de partículas PSA. 5 Por consiguiente, una fibra PSA multicomponentes presente tiene un valor SFC de cuando menos aproximadamente 150 x 10~7 cm3seg/g, y de preferencia cuando menos aproximadamente 50 x 10~7 cm3seg/g. Para obtener la ventaja completa de la presente invención, el valor SFC 10 es cuando menos aproximadamente 350 x 10"7 cm3seg/g, y puede abarcar hasta más que 1000 x 10~7 cm3seg/g. Las partículas PSA multicomponentes presentes también presentan excelente difusión de un liquido a través y entre las partículas. La difusión se mide en una 15 prueba de capacidad PUP, que es semejante a la prueba AUL, pero las partículas PSA se dejan absorber un fluido a solicitud. La prueba PUP está diseñada para ilustrar cinética de absorción de una partícula PSA. Se espera que una fibra PSA multicomponente de la presente invención En otra prueba, la tasa de hinchamiento libre (FSR) de una partícula PSA multicomponente presente fue comparada con la FSR de una PSA de poli (AA) normal y la relación en peso 55/45 de la mezcla de partículas anhidras poli (vinilamina) /poli (ácido acrílico). La prueba FSR, también conocida como una prueba de confinamiento o cierre, también es conocida para las personas expertas en la técnica. Las partículas PSA multicomponentes presentes tuvieron un FSR (en g/g/seg) de 0.49 y 0.48, para partículas PSA multicomponentes en una relación en peso 55/45 elaboradas en un mezclador KitchenAid y un extrusor Brabender, respectivamente. En comparación, una mezcla anhidra tuvo un FSR de 0.10 y un poli (AA) neutralizado, normal tuvo un FSR de 0.32. Las partículas PSA multicomponentes de la presente invención, por tanto, tienen un FSR mayor que 0.35, preferentemente mayor que 0.40, y de mayor preferencia mayor que 0.45. Estos datos además muestran la mejor capacidad de las partículas PSA presentes para absorber y retener cantidades más grandes de un líquido que contenga electrolitos con mayor rapidez . Las fibras PSA multicomponentes también pueden estar mezcladas con partículas de una segunda resina absorbente de agua para ofrecer un material PSA con mejores propiedades de absorción. La segunda resina absorbente de agua puede ser una resina acida absorbente de agua, una resina básica absorbente de agua o una mezcla de estas. El material PSA consiste en aproximadamente 10% hasta aproximadamente 90%, y de preferencia aproximadamente 25% hasta aproximadamente 85% en peso de las fibras PSA multicomponentes y aproximadamente 10% hasta aproximadamente 90%, y de preferencia aproximadamente 25% hasta aproximadamente 85% en peso de partículas de la segunda resina absorbente de agua. Con mayor preferencia, el material PSA contiene cerca de 30% hasta cerca de 75% en peso de las fibras PSA multicomponentes. Para lograr la mayor ventaja de la presente invención, el material PSA contiene cerca de 35% hasta cerca de 75% en peso de las fibras PSA multicomponentes. La segunda resina absorbente de agua puede ser cualquiera de las resinas acidas ya descritas que se utilizan en la preparación de un PSA multicomponente. La segunda resina absorbente de agua, acida o básica, puede estar no neutralizada (GN = 0), parcialmente neutralizada (0<GN<100), o completamente neutralizada (GN = 100). Una resina acida absorbente de agua preferida que se utiliza como la segunda resina es el ácido poliacrílico, de preferencia ácido poliacrílico parcialmente neutralizado, por ejemplo GN aproximado 50%, y de preferencia aproximadamente 70% hasta aproximadamente 100%. La segunda resina absorbente de agua también puede ser cualquiera de las resinas básicas ya descritas que se utilizan en la preparación de un PSA multicomponente. Las resinas básicas absorbentes de agua preferidas que se utilizan como la segunda resina son poli (vinilamina) o una poli (dialquilaminoalquil (met) acrilamida. Las combinaciones de las resinas acidas, o las combinaciones de las resinas básicas, pueden utilizarse como la segunda resina absorbente de agua. Las combinaciones de una resina acida y una resina básica también pueden utilizarse como la segunda resina absorbente de agua. Para ilustrar las mejores propiedades de absorción demostradas por un material PSA que contenga partículas PSA multicomponentes y partículas de una segunda resina absorbente de agua, se prepararon mezclas de partículas PSA multicomponentes y partículas de ácido poliacrilico (poli (AA) ) parcialmente neutralizadas (GN = 70). Como se utiliza en la presente y a lo largo de la especificación poli (AA) (GN = 70) se refiere a un poli (AA) comercial, normal, neutralizado, aproximadamente 70% hasta aproximadamente 80%, y poli (AA) (GN = 0) se refiere a poli (AA) no neutralizado. Las partículas PSA multicomponentes contienen microdominios de poli (vinilamina) dispersados en poli (AA) (GN = 0). La relación en peso de poli (vinilamina) /poli (AA) de las partículas PSA multicomponentes fue 55/45. El material PSA resultante fue probado para su capacidad para absorber orina sintética con una carga de 0.7 psi, de acuerdo con el método antes descrito. Los resultados se resumen en lo siguiente: 1) relación en peso de partículas de poli (AA) parcialmente neutralizado a las partículas PSA multicomponentes.

Los datos antes presentados muestran un mejoramiento substancial en las propiedades de absorción obtenidas por un material PSA que consiste en una mezcla de partículas PSA multicomponentes y partículas de una segunda resina absorbente de agua sobre poli (AA) parcialmente neutralizado, tradicional. Los siguientes ejemplos 14-17 muestran materiales PSA que contienen las fibras PSA multicomponentes de la presente y una segunda resina absorbente de agua.

EJEMPLO 14 Las fibras PSA multicomponentes núcleo-cubierta de los Ejemplos 6 y 7, en forma individual, fueron mezcladas con PSA comercial, es decir, granulos de ASAP2300™, un poli (AA) 75%-80% neutralizado disponible de Chemdal Corp., Palatine, IL, hasta obtener una mezcla homogénea. Las mezclas resultantes fueron de aproximadamente 50:50 (p/p) de fibras de los Ejemplos 6 ó 7 y ASAP2300™. Una mezcla común contenía 0.052 g de la fibra del Ejemplo 6 y 0.050 g de ASAP2300™. El material PSA del Ejemplo 14 absorbió 29.7 g/g de orina sintética después de una hora con una carga de 0.7 psi. Por comparación, las fibras del Ejemplo 6 absorbieron 18.2 g/g y ASAP2300™ absorbió 34.0 g/g en condiciones idénticas.

EJEMPLO 15 Al igual que el Ejemplo 14, las fibras de los Ejemplos 6 y 7, en forma individual, fueron mezcladas con fibras OASIS™. Una formulación común contenia 0.051 g de fibras del Ejemplo 7 y 0.050 g de OASIS™, es decir, una relación 50:50 (p/p). El material PSA del Ejemplo 15 absorbió 20.1 g/g de orina sintética después de una hora con una carga de 0.7 psi. En comparación, las fibras OASIS™ absorbieron 18.9 g/g y las fibras del Ejemplo 7 absorbieron 26.8 g/g.

EJEMPLO 16 Al igual que los Ejemplos 14 y 15, las fibras coextruidas del Ejemplo 12 fueron mezcladas con ASAP2300™, es decir, una relación 50:50 (p/p). El material del Ejemplo 16 absorbió 24.9 g/g de orina sintética después de una hora con una carga de 0.7 psi. En comparación, las fibras del Ejemplo 12 absorbieron 28.1 g/g y los granulos de ASAP2300™ absorbieron 34.0 g/g en condiciones idénticas.

EJEMPLO 17 Al igual que los Ejemplos 14-16, las fibras coextruidas del Ejemplo 12 se mezclaron con fibras OASIS™. Una formulación común contenía 0.05 g de las fibras del Ejemplo 12 y 0.051 g de fibras OASIS™, es decir, una relación 50:50 (p/p). El material PSA del Ejemplo 17 absorbió 16.0 g/g de orina sintética después de una hora con una carga de 0.7 psi. En comparación, las fibras del Ejemplo 12 absorbieron 28.1 g/g y las fibras OASIS™ absorbieron 18.9 g/g en condiciones idénticas.

EJEMPLO 18 Al igual que los Ejemplos 14-17, las fibras PSA en una cuerda retorcida del Ejemplo 5 fueron mezcladas con granulos ASAP2300™. Una formulación común contenía 0.07 g de fibras PSA en una cuerda retorcida y 0.11 g de ASAP2300™, es decir, una relación 40:60 (p/p). El material PSA del Ejemplo 18 absorbió 21.8 g/g de orina sintética después de una hora con una carga de 0.7 psi. En comparación, las fibras PSA en una cuerda retorcida del Ejemplo 5 absorbieron 16.9 g/g y ASAP2300™ absorbió 34.0 g/g en condiciones idénticas.

EJEMPLO 19 Al igual que los Ejemplos 14-18, las fibras PSA en una cuerda retorcida del Ejemplo 5 fueron mezcladas con fibras OASIS™. Una formulación común contenia 0.070 g de las fibras de la cuerda retorcida y 0.067 g de las fibras OASIS™, es decir, una relación 50:50 (p/p). El material PSA del Ejemplo 19 absorbió 14.4 g/g de orina sintética después de una hora con una carga de 0.7 psi. En comparación, las fibras en cuerda retorcida del Ejemplo 5 absorbieron 16.9 g/g y las fibras OASIS™ absorbieron 18.9 g/g en condiciones idénticas.

EJEMPLO 20 FIBRA DE LECHO MIXTO Una mezcla 50:50, en peso, de fibras de poli (ácido acrílico) y fibras de poli (vinilamina) fue preparada mezclando las fibras. Las fibras de poli (AA) y de ^ iM^ to é< áÉÉá mm 114 poli (V.Am) fueron producidas como se describe en los Ejemplos 3 y 4, respectivamente, y estuvieron en el estado no curado. La mezcla de fibras luego se pasó a través de un formador de núcleos circular, el cual dirige la mezcla de fibras a través de un tamiz y recolecta la mezcla de fibras sobre papel, cuando está en vacio, para formar un fieltro. El fieltro asi formado entonces fue curado, o recocido, durante 60 minutos a 125°C. El fieltro curado fue probado para absorbencia bajo una carga de 0.7 psi, y absorbió 37.6 g/g de orina sintética después de una hora y 42 g/g después de 4 horas. En una vía alternativa, fibras de poli (AA) y de poli (VAm) fueron curadas primero, antes del mezclado o después del mezclado, y después las fibras curadas pasaron a través de un formador de núcleos como lo anterior. Después de un curado final de 60 minutos a 125°C, el fieltro de fibras absorbió 32.9 g/g (de orina sintética) después de una hora y 35.3 g/g después de 4 horas en una prueba AUL (bajo 0.7 psi). Los fieltros hidratados del Ejemplo 20 tuvieron muy buena integridad estructural y conservaron su forma después de ser retirados del depósito de muestras para AUL. La superficie del fieltro estaba relativamente seca. Los fieltros hidratados no se desintegraron ni rasgaron en un grado apreciable.

M ¡á báste¿ímímMmAÍ.¡ .i i, i .-n***********...a^.».A.a,j^to.»tj to¿ij^ Para además demostrar las mejores propiedades de absorción de las fibras PSA multicomponentes de a presente, o de un material PSA conteniendo las fibras PS de la presente, las fibras PSS multicomponentes y los materiales PSA fueron comparados con mezclas físicas de fibras y mezclas físicas de una fibra y un granulo. Las mezclas físicas comparativas no contenían fibras PSA multicomponentes de la presente invención. La Tabla 12 siguiente resume los resultados de las pruebas comparativas en 20 muestras, incluidas las fibras y materiales PSA de la presente invención y las muestras comparativas. Las muestras de prueba tienen las siguientes composiciones: . . 117 1} Todas las mezclas fueron preparadas combinando el ingrediente sólido, anhidro hasta homogeneidad; y 2) Las fibras OASIS™ fueron reprotonadas humedeciendo las fibras con ácido fosfórico concentrado. Las fibras reprotonadas fueron separadas del ácido, luego lavadas con metanol hasta que el filtrado de metanol tuvo un pH constante. Las fibras reprotonadas fueron luego secadas a 60°C. #* 119 Para comparación, una fibra de poli (VAm) absorbe 14.2 g/g y una fibra de poli (AA) absorbe 7.7 g/g.

Un material PSA de la presente tiene un SFC mayor que 15 x 10~7 cm3 seg/g, y por lo común mayor que 20 x 10~7 cm seg/g. Las modalidades preferidas tienen un SFC aproximado de 30 x 10"7 cm3 seg/g o mayor, por ejemplo, hasta aproximadamente 800 x 10~7 cm3 seg/g. En particular, un material PSA que contenga 25% de partículas PSA multicomponentes y 75% de partículas de poli (AA) (GN = 70) tiene un SFC de 34.4 cm3 seg/g. Un material PSA presente también demuestra mejor tasa en la capacidad PUP inicial de 45.5 g/g 1 hora 1/2 para el material suberabsorbente. Un poli (AA) normal (GN = 70) tiene una tasa de la capacidad PUP inicial de 40.7 g/g 1 h1/2. En particular, las fibras PSA multicomponentes del Ejemplo 7 fueron probadas para permeabilidad utilizando la prueba SFC. El análisis se realizó en una muestra de prueba de 0.1 g bajo una carga aplicada de 0.3 psi. Para orina sintética, las fibras del Ejemplo 7 presentaron una SFC de 603 x 10~7 cm3 seg/g. Del mismo modo, para salina al 0.9% y sangre artificial, las fibras del Ejemplo 7 presentaron una SFC de 32 y 4.8 cm3 seg/g, respectivamente . Las fibras PSA multicomponentes de la presente y los materiales suberabsorbentes que contenían fibras PSA multicomponentes, (a) tienen mejor capacidad para absorber líquidos más rápido, (b) tienen mejor velocidad de difusión de líquidos, y (c) tienen mejor capacidad para absorber y retener líquidos. Las fibras PSA y los materiales PSA de la presente, por tanto, son útiles en pañales desechables, productos para la incontinencia de adultos y dispositivos catameniales, por ejemplo. En particular, los pañales actuales generalmente consisten en una hoja superior elaborada de un material no tejido que está en contacto con la piel del usuario, una capa para adquisición por debajo (es decir, opuesta a la piel del usuario) de la hoja superior, un núcleo que está por debajo de la capa de adquisición, y una hoja de respaldo por debajo del núcleo. Esta construcción es bien conocida en la industria. Los mejoramientos que proporcionan las fibras PSA multicomponentes de la presente, o el material superabsorbente, pueden permitir la omisión de una capa de adquisición en un pañal desechable. Además, las muestras de prueba adicionales, semejantes al Ejemplo 20, fueron preparadas y probadas para una capacidad para absorber orina sintética. Los fieltros de fibra de lecho mixto contenian una relación en peso de 60/40, 50/50 o 30/70 de poli (vinilamina) a poli (ácido acrílico) y fueron preparadas de manera idéntica como se establece en lo anterior en el Ejemplo 20. Los fieltros de fibras de lecho mixto fueron recocidos a 125°C durante un tiempo en el intervalo desde 10 hasta 60 minutos. La capacidad de las fibras de lecho mixto para absorber orina sintética se resume en la Tabla 13.

H*^'^ - *-&" T •'"•"' -' mrr^¥ i?umuft?*? Las fibras mezcladas del Ejemplo 20, y las fibras del lecho mixto probadas en la Tabla 13, mostraron excelente integridad estructural después de hidratación con orina sintética, es decir, el fieltro de las fibras de lecho mixto pueden levantarse sin desintegración. Además, se espera un mejoramiento importante en la absorción de líquidos, con respecto a la cinética y retención, si el poli (AA) normal (GN = 70) actualmente utilizado en núcleos de pañal se sustituye completamente por fibras PSA multicomponentes, o se sustituye por un material superabsorbente de la presente invención, es decir, una composición que contenga fibras PSA multicomponentes y una segunda resina absorbente de agua, como puede ser poli (AA) (GN = 70). Los resultados mejorados demostrados por la presente invención también permiten reducir el espesor el núcleo del pañal. Por lo regular, los núcleos contienen 50% o más de pelusa o pulpa para obtener rápida absorción de líquidos evitando problemas como bloqueo por gelificación. Los núcleos que contienen fibras PSA multicomponentes adquieren líquidos con rapidez suficiente para evitar problemas, como bloqueo por gelificación, y por tanto, la cantidad de pelusa o pulpa en el núcleo puede reducirse, o ser eliminada. Una reducción en la cantidad de la pelusa de baja densidad da origen a un núcleo más delgado y, por consecuencia, un pañal más delgado. Por tanto, un núcleo de pañal puede contener cuando menos 50% de un PSA, de preferencia cuando menos 75% de un PSA y hasta 100% de un PSA. En diferentes modalidades, la presencia de una pelusa o pulpa ya no es necesaria, o deseada. En cada caso, el PSA en el núcleo contiene fibras PSA multicomponentes en una cantidad de aproximadamente 15% hasta 100% del PSA. El PSA restante puede ser una segunda resina absorbente de agua, básica o acida. La segunda resina absorbente de agua de preferencia no está neutralizada, pero puede tener un grado de neutralización de hasta 100%. Las fibras PSA multicomponentes pueden mezclarse con partículas de una segunda resina absorbente de agua para la introducción en un núcleo de pañal. De otro modo, un núcleo de pañal puede contener zonas de fibras PSA multicomponentes y zonas de una segunda resina absorbente de agua. Además de un pañal más delgado, la presente invención también permite la omisión de una capa de adquisición en el pañal. La capa de adquisición en un pañal por lo común es un género no tejido o material fibroso, por lo regular con un alto grado de espacio cavitario, o "esponjado", que ayuda en la absorción inicial de un liquido. Los núcleos que contienen fibras PSA multicomponentes pueden adquirir líquido a una tasa suficiente de modo que los pañales sin capas para adquisición son practicables. Múltiples modificaciones y variaciones de la invención como se establece en lo anterior pueden hacerse sin aparatarse del espíritu y alcance de la misma y, por tanto, solo tales limitaciones deben ser impuestas como se indica por las cláusulas anexas.

Claims

*< 126 REIVINDICACIONES

1. Una fibra superabsorbente multicomponente que consiste en: (a) un núcleo que comprende cuando menos una resina básica absorbente de agua y (b) una cubierta que comprende cuando menos una resina acida absorbente de agua que forma una capa que rodea y está en contacto con el núcleo.

2. La fibra de la reivindicación 1, en donde la resina básica consiste en una resina básica fuerte, una resina básica débil o una mezcla de estas, y la resina acida consiste en una resina acida fuerte, una resina acida débil o una mezcla de estas.

3. La fibra de la reivindicación 1, con una relación en peso de la res a acida a la resina básica de aproximadamente 95:5 a aproximadamente 5:95.

4. La fibra de la reivindicación 1, en donde el núcleo contiene cuando menos un microdominio de cuando menos una resina acida.

5. La fibra de la reivindicación 1, en donde la cubierta contiene cuando menos un microdominio de cuando - fea,aa-tefejiabri.J¿s. Ma,*,*, a-m. ?-?-m* *m?. ~ - «.- ..-.**lt*^.*- ^..,** -*.** mm menos una resina básica.

6. La fibra de la reivindicación 1, en donde la fibra es alargada y acicular.

7. La fibra de la reivindicación 6, en donde la fibra es en la forma de un cilindro teniendo un diámetro de aproximadamente 10 µ hasta aproximadamente 1 mm y una longitud de aproximadamente 1 mm hasta aproximadamente 100 mm.

8. La fibra de la reivindicación 6, en donde la fibra es en la forma de un filamento con una relación de longitud a diámetro de aproximadamente 500 a aproximadamente 10,000:1.

9. La fibra de la reivindicación 1, en donde la fibra está recocida a una temperatura de aproximadamente 65°C hasta aproximadamente 150°C durante aproximadamente 20 minutos hasta aproximadamente 16 horas.

10. La fibra de la reivindicación 1, en donde la fibra está reticulada en la superficie con hasta aproximadamente 10,000 ppm de un agente reticulador de superficie.

11. La fibra de la reivindicación 10, en donde el agente reticulador de superficie se selecciona del grupo que consiste en un compuesto polihidroxi, una sal metálica, un compuesto de amonio cuaternario, un compuesto epoxidico multifuncional, un carbonato de alquileno, una poliaziridina, un haloepoxi, una poliamina, un poliisocianato y mezclas de estos.

12. La fibra de la reivindicación 1, en donde la resina básica tiene aproximadamente 75% hasta 100% de porciones básicas presentes en una forma base libre.

13. La fibra de la reivindicación 1, en donde la resina básica está ligeramente reticulada.

14. La fibra de la reivindicación 1, en donde la resina básica se selecciona del grupo que consiste en una poli (vinilamina) , una poli (dialquilaminoalquil (met ) acrilamida, un polimero preparado a partir del análogo éster de un N- (dialquilamino (met) acrilamida) , una polietilenimina, una poli (vinilguanidina) , una poli (alilguanidina) , una poli (alilamina) , un poli (hidróxido de dimetildialquilamonio) , un poliestireno modificado con guanidina, poliestireno cuaternizado, poli (met) acrilamida cuaternizada o análogo éster de esta, poli (alcohol vinílico-co-vinilamina), y mezclas de estos.

15. La fibra de la reivindicación 1, en donde la resina acida contiene una pluralidad de grupos ácido carboxílico, ácido sulfónico, ácido sulfúrico, ácido fosfónico o ácido fosfórico, o una mezcla de estos.

16. La fibra de la reivindicación 1, en donde la resina acida tiene aproximadamente 75% hasta 100% de porciones acidas presentes en la forma acida libre.

17. La fibra de la reivindicación 1, en donde la resina acida está ligeramente reticulada.

18. La fibra de la reivindicación 1, en donde la resina acida se selecciona del grupo que consiste en ácido poliacrilico, un copolímero injertado almidón hidrolizado-acrilonitrilo, un copolímero injertado almidón-ácido acrílico, un copolímero saponificado acetato de vinilo-éster acrílico, un polimero acrilonitrilo hidrolizado, un copolímero acrilamida hidrolizada, un copolímero etileno-anhidrido maléico, un copolimero isobutileno-anhídrido maléico, un poli (ácido vinilfosfónico) , un poli (ácido vinilsulfónico), un poli (ácido vinilfosfórico) , un poli (ácido t^i?A,»? *?^ MltéM M*?^..tí ^^^ ?*U^,.íl^..« ?iA?, *** *l**mU*to^^.^^¿m*u*fuX¡m M*.. vinilsulfúrico), un poliestireno sulfonado, un poli (ácido aspártico), un poli (ácido láctico) y mezclas de estos.

19. La fibra de la reivindicación 1, en donde la resina básica consiste en una poli (vinilamina) , una poli (dialquilamino (met) acrilamida) , un poli (vinilguanidina) , una polietilenimina o una mezcla de estas, y la resina acida consiste en poli (ácido acrílico) .

20. La fibra de la reivindicación 19, en donde la poli (dialquilaminoalquil (met ) acrilamida) consiste en poli (dimetilaminoetil acrilamida) , poli (dimetilaminopropil metacrilamida) o una mezcla de estos .

21. La fibra de la reivindicación 19, en donde la resina de poli (ácido acrílico) además contiene porciones acidas fuertes.

22. La fibra de la reivindicación 1, en donde el núcleo tiene huecos.

23. Un artículo que comprende un núcleo que consiste en un polimero superabsorbente, el núcleo contiene aproximadamente 1% hasta 100% en peso de una fibra superabsorbente multicomponente de la reivindicación 1. 5

24. Un método para absorber un medio acuoso consiste en poner en contacto el medio con una pluralidad de fibras de la reivindicación 1.

25. El método de la reivindicación 24, en donde el 10 medio acuoso contiene electrolitos.

26. El método de la reivindicación 25, en donde el medio acuoso que contiene electrolitos se selecciona del grupo que consiste en orina, salina, menstruo y sangre. 15

27. Un material superabsorbente que contiene: (a) fibras superabsorbentes, multicomponentes de la reivindicación 1, y (b) partículas de una segunda resma absorbente de 20 agua seleccionada del grupo que consiste en una resina acida absorbente de agua, una resina básica absorbente de agua y mezcla de estas.

28. El material superabsorbente de la 25 reivindicación 27, en donde las fibras superabsorbentes, L-t^-ßtm?*.j^ii-^aJlt . multicomponentes, están presentes en una cantidad de aproximadamente 10% hasta aproximadamente 90% en peso del material .

29. El material superabsorbente de la reivindicación 27, en donde las fibras superabsorbentes, multicomponentes están 0% hasta 25% neutralizadas, y la segunda resina absorbente de agua está 0% hasta 100% neutralizada.

30. El material superabsorbente de la reivindicación 27, en donde la segunda resina absorbente de agua consiste en una resina acida absorbente de agua.

31. Una fibra superabsorbente multicomponente consiste en: (a) un núcleo que comprende cuando menos una resina acida absorbente de agua y (b) una cubierta que consiste en cuando menos una resina básica absorbente de agua que forma una capa que rodea y está en contacto con el núcleo.

32. La fibra de la reivindicación 31, en donde la fibra está reticulada en la superficie con hasta aproximadamente 10,000 ppm de un agente reticulador de superficie.

"-"^ AA^Í*tA^*ÍAt^*^*AAÍm.^*^¡&S^AA1A*A 33. La fibra de la reivindicación 32, en donde el agente reticulador de superficie se selecciona del grupo que consiste en: (a) un dihaluro o un éster disulfonato que tiene la fórmula Y-(CH2)P-Y, en donde p es un entero de 2 a 12 y Y, independientemente, es halo, tosilato, mesilato, un éster alquil sulfonato o un éster aril sulfonato (b) una aziridina multifuncional (c) un aldehido multifuncional, y acétales y bisulfitos de éste (d) una halohidrina (e) un compuesto epoxídico multifuncional (f) un ácido carboxilico multifuncional que contiene de 2 a 12 átomos de carbono, y metil y etil esteres, cloruros ácidos y anhídridos provenientes de estos (g) un titanato orgánico (h) una resina melamina (i) una hidroximetil urea (j) un isocianato multifuncional, y (k) mezclas de estos.

34 La fibra de la reivindicación 31, en donde la •r 134 partícula está recocida a una temperatura de aproximadamente 65°C hasta aproximadamente 150°C durante aproximadamente 20 minutos hasta aproximadamente 16 horas.

35. La fibra de la reivindicación 31, en donde el núcleo contiene cuando menos un microdominio de cuando menos una resina básica.

36. La fibra de la reivindicación 31, en donde la cubierta contiene cuando menos un microdominio de cuando menos una resina acida.

37. ün artículo que consta de una fibra superabsorbente multicomponente de la reivindicación 31.

38. Un método para absorber un medio acuoso que consiste en poner en contacto el medio acuoso con una pluralidad de fibras de la reivindicación 31.

39. Un material superabsorbente que consiste en: (a) fibras superabsorbentes multicomponentes de la reivindicación 31, y (b) partículas de una segunda resina absorbente de agua seleccionadas del grupo que consiste en una resina acida absorbente de agua, una resina básica absorbente de agua, y mezclas de estas.

40. El material superabsorbente de la reivindicación 39, en donde las fibras superabsorbentes multicomponentes están 0% hasta 25% neutralizadas, y la segunda resina absorbente de agua está 0% hasta 100% neutralizada.

41. El material superabsorbente de la reivindicación 39, en donde la segunda resina absorbente de agua consiste en una resina acida absorbente de agua.

42. Una fibra superabsorbente multicomponente que consiste en: (a) una o más primeras fibras que consisten en una resina acida, y (b) una o más segundas fibras que consiste n en una resina básica, en donde la primera y segunda fibras se retuercen entre sí en la forma de una trenza.

43. La fibra de la reivindicación 42, en donde la primera fibra contiene cuando menos un microdominio de cuando menos una resina básica. fcfafiy-af'i--fai^^-j l*ri¡^^^ m^** i m?» **^li?Ubi

44. La fibra de la reivindicación 42, en donde la segunda fibra contiene cuando menos un microdominio de cuando menos una resina acida.

45. La fibra de la reivindicación 42, en donde la fibra está recocida a una temperatura de aproximadamente 65°C hasta aproximadamente 150°C durante aproximadamente 20 minutos hasta aproximadamente 16 horas.

46. La fibra de la reivindicación 42, en donde la primera fibra, la segunda fibra, la primera y segunda fibras están reticuladas en la superficie con hasta aproximadamente 10,000 ppm de un agente reticulador superficial .

47. La fibra de la reivindicación 42, en donde la fibra está reticulada en la superficie con hasta aproximadamente 10,000 ppm de un agente reticulador superficial.

48. Un artículo que consiste en un núcleo que contiene un polímero superabsorbente, el núcleo comprendiendo aproximadamente 1% hasta 100% en peso de una fibra superabsorbente multicomponente de a reivindicación 42.

49. Un método para absorber un medio acuoso consiste en poner en contacto el medio con una pluralidad de fibras de la reivindicación 42.

50. El método de la reivindicación 49, en donde el medio acuoso contiene electrolitos.

51. Una fibra superabsorbente, multicomponente, consiste en: (a) una pluralidad de primeras fibras que comprenden una resina acida, y (b) una pluralidad de segundas fibras que comprenden una resina básica, en donde la primera y segunda fibras se mezclan, luego se forman en la forma de un fieltro.

52. La fibra de la reivindicación 51, en donde el fieltro se templa a una temperatura de aproximadamente 65°C hasta aproximadamente 150°C durante aproximadamente 120 minutos hasta aproximadamente 160 horas.

53. La fibra de la reivindicación 51, en donde el fieltro conserva su integridad estructural después de hidratación con un medio líquido.

54. Un artículo que comprende un núcleo que contiene aproximadamente 1% hasta 100% en peso de una fibra superabsorbente multicomponente de la reivindicación 51.

55. Un método de fabricación de una fibra superabsorbente multicomponente que comprende un núcleo que comprende una poli (vinilamina) rodeada por una cubierta que comprende un poli (ácido acrílico), el método consiste en: (a) formar una solución acuosa que contenga poli (vinilamina) no reticulada y aproximadamente 0.001% molar hasta aproximadamente 0.1% molar de un agente reticulador (b) calentar la solución acuosa del paso (a) para reticular ligeramente la polivinilamina no reticulada y formar un laqueado para hilado (c) introducir el material para hilado del paso (b) en un baño de coagulación conteniendo aproximadamente 0.1% hasta aproximadamente 2% en peso de un agente reticulador disuelto en un no solvente para poli (vinilamina) para formar un filamento de poli (vinilamina) reticulada (d) dirigir el filamento de poli (vinilamina) reticulada del paso (c) desde el baño de coagulación a un baño que contenga poli (ácido acrílico), aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 5% en peso de un agente reticulador, y un disolvente (e) pasar la poli (vinilamina) reticulada a través del baño del paso (d) para formar una cubierta dé »| poli (ácido acrílico) sobre el filamento de poli (vinilamina) reticulada * (f) dirigir el filamento del paso (e) a un baño de laqueado que contengan un catalizador de curado, y (g) curar el filamento del paso (f) para proporcionar la fibra superabsorbente multicomponente.

56. El método de la reivindicación 55, en donde la poli (vinilamina) reticulada se seca después del paso (c) y antes del paso (d) .

57. El método de la reivindicación 55, en donde el filamento formado en el paso (e) se seca antes del paso (f).

58. El método de la reivindicación 55, en donde el agente reticulador en el paso (a) comprende etilen glicol diglicidil éter.

59. El método de la reivindicación 55, en donde el agente reticulador en el paso (c) consiste en etilen glicol diglicidil éter.

60. El método de la reivindicación 55, en donde el agente reticulador en el paso (d) comprende etilen glicol diglicidil éter.

61. El método de la reivindicación 55, en donde el catalizador de curado del paso (f) consiste en trietilamina.

62. El método de la reivindicación 55, en donde el filamento del paso (f) se cura en el paso (g) calentando durante aproximadamente 10 hasta aproximadamente 60 minutos a aproximadamente 60 °C hasta aproximadamente 150°C.

63. Un método de fabricación de un superabsorbente multicomponente consiste en un lecho mixto de fibras de una resina acida y fibras de una resina básica, el método comprende : (a) mezclar una pluralidad de fibras de resina acida y una pluralidad de fibras de resina básica para formar una mezcla de fibras *..*** 141 (b) formar la mezcla de fibras en un lecho mixto de una forma y espesor predeterminados, y (c) recocer el lecho mixto a una temperatura de aproximadamente 65°C hasta aproximadamente 150°C durante aproximadamente 20 minutos hasta aproximadamente 16 horas.

64. El método de la reivindicación 63, en donde la mezcla de fibras se forma en la forma de un núcleo de pañal.

65. La fibra de la reivindicación 1, en donde la fibra conserva su integridad estructural después de hidratación con un medio líquido. ,.mt^m,*,.-.iiAmmiiiiiá áa^álttií^ tálájµµii^