МАТЕРИАЛЫ, КОТОРЫЕ СТЯГИВАЮТСЯ В ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ И РАСШИРЯЮТСЯ В ДРУГОМ НАПРАВЛЕНИИ Российский патент 2019 года по МПК A61L15/24 A61L27/16 A61L27/20 A61L27/52 A61F13/15 

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение в общем направлено на впитывающие и стягиваемые материалы. В частности, настоящее изобретение направлено на материалы, которые стягиваются в одном направлении и расширяются в другом направлении при впитывании жидкости, такой как вода или жидкость организма.

Необходимы чувствительные материалы, которые потенциально могут удовлетворять неудовлетворенные потребности потребителя, связанные с существующими продуктами. Новые применения этих чувствительных материалов могут также способствовать исследованию и разработке новых продуктов за пределами существующих категорий.

Связанные материалы могут включать волокна, стягиваемые под действием воды; однако, они не являются гидрогелями, они не стягиваются до одинаковой величины, и они не характеризуются эластичными свойствами. Предыдущие попытки получения чувствительных материалов включают описанные в патенте США № 4942089, выданном Genba et al., относящиеся к стягиваемому волокну, стягиваемой пряже, впитывающей воду, и другим похожим материалам. Были получены стягиваемые волокна, которые являются труднорастворимыми в воде и способными к стягиванию в воде при 20°C не менее чем на 30% в течение не более чем 10 секунд, например, посредством формования, вытягивания и тепловой обработки карбокси-модифицированного поливинилового спирта при конкретных условиях. Пряжа, изготовленная из волокна этого типа, в сочетании с нетканым материалом, изготовленным посредством включения пряжи, содержащей такие стягиваемые волокна в нетканых волокнах, которые являются стягиваемыми при впитывании воды, были предложены для плотно прилегающих к бедрам крайних частей одноразовых подгузников.

Несмотря на способность впитывать жидкости, традиционные гидрогели главным образом являются мягкими и хрупкими в гидратированном состоянии, и хрупкими и твердыми в высушенном или дегидратированном состоянии. Традиционные гидрогели имеют неудовлетворительные механические свойства с неудовлетворительной способностью к растяжению и устойчивостью при испытании на удар с надрезом.

Кроме того, в публикации заявки на патент США № 2015/038613, выданный Sun et al., описана композиция на основе гидрогеля, но не раскрыто высушивание/дегидратирование такой композиции при напряжении. В публикации международной заявки на патент № WO06132661, выданный Muratoglu et al., описан гидрогель, сделанный «более жестким» посредством дегидратирования гидрогеля после «деформирования» гидрогеля с применением усилия сжатия.

Как результат, существует потребность в обеспечении получения нетканых материалов со свойствами, описанными в данном документе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

Неудовлетворенные потребности для существующих продуктов включают прилегание, комфорт и предотвращение протекания. В данном документе раскрывают новый тип чувствительных материалов в различных формах, которые могут одновременно стягиваться в одном направлении и расширяться в одном или более других направлениях при контакте с водной средой и жидкостями организма для образования материалов на основе гидрогеля. Материалы также имеют значительную впитывающую способность для воды и других жидкостей на водной основе. Материалы являются гибкими.

Недавно был разработан новый класс гидрогелей, гидрогелей с двойной сетью с представляющими особый интерес механическими свойствами, такими как высокая эластичность, ударная вязкость и устойчивость при испытании на удар с надрезом в гидратированном состоянии. Такие материалы можно использовать для удовлетворения неудовлетворенных потребностей во многих различных областях.

В настоящем раскрытии описана подложка, которая включает систему на основе полимера с двойной сетью, включающую сшитый ковалентносвязанный полимер и обратимый частично ионносвязанный полимер, где подложка характеризуется уровнем содержания влаги, равным 15 процентам или меньше от общего веса подложки, и где подложка предусматривает скрытое затягивающее усилие.

В альтернативном аспекте способ изготовления подложки включает получение гидрогеля с двойной сетью, включающего сшитый ковалентносвязанный полимер и обратимый частично ионносвязанный полимер; удлинение гидрогеля с двойной сетью под действием усилия в по меньшей мере одном направлении; дегидратирование все еще удлиненного гидрогеля с двойной сетью с образованием практически дегидратированной системы на основе полимера с двойной сетью; и прекращение действия усилия с получением подложки.

Объекты и преимущества настоящего изобретения изложены ниже в следующем описании или могут быть изучены посредством практического применения настоящего раскрытия.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Используемый в данном документе термин «нетканая ткань или полотно» относится к полотну, имеющему структуру отдельных волокон или нитей, которые переслаиваются, но не идентифицируемым образом, как в случае трикотажной ткани. Нетканые материалы или полотна образуют множеством способов, таких как, например, мелтблаун-способы, спанбонд-способы, способы создания связанного кардочесанного полотна и т. д.

Используемый в данном документе термин «полотно мелтблаун» обычно относится к нетканому полотну, образуемому с помощью способа, в котором расплавленный термопластичный материал экструдируют через множество мелких, обычно круглых, капилляров формующей головки в виде расплавленных волокон в сходящихся высокоскоростных потоках газа (например, воздуха), которые способствуют уменьшению диаметра волокон расплавленного термопластичного материала, которое может происходить до диаметра микроволокон. После этого волокна мелтблаун переносятся высокоскоростным потоком газа и осаждаются на принимающую поверхность с образованием полотна из распределенных случайным образом волокон мелтблаун. Такой способ раскрыт, например, в патенте США № 3849241, выданном Butin et al., который включен в данный документ посредством ссылки на него во всей своей полноте. В общем, волокна мелтблаун могут представлять собой микроволокна, которые являются практически непрерывными или дискретными, диаметром обычно менее 10 микрон, и обычно являются клейкими при укладывании на принимающую поверхность.

Используемый в данном документе термин «полотно спанбонд» обычно относится к полотну, содержащему практически непрерывные волокна небольшого диаметра. Волокна образуют путем экструдирования расплавленного термопластичного материала из множества мелких, обычно круглых, капилляров фильеры, при этом диаметр экструдированных волокон затем быстро уменьшают, например, путем выводящего протаскивания и/или с помощью других хорошо известных механизмов технологии спанбонд. Производство полотен спанбонд описано и представлено, например, в патентах США №№ 3692618, выдан Dorschner et al., 3802817, выдан Matsuki et al., 3338992, выдан Kinney, 3341394, выдан Kinney, 3502763, выдан Hartman, 3502538, выдан Levy, 3542615, выдан Dobo et al., 4340563, выдан Appel et al. и 5382400, выдан Pike et al., которые включены в данный документ посредством ссылки на них во всей своей полноте. Волокна спанбонд обычно не являются клейкими при их укладывании на принимающую поверхность. Волокна спанбонд иногда могут иметь диаметры менее приблизительно 40 микрон, а зачастую от приблизительно 5 до приблизительно 20 микрон.

Используемый в данном документе термин «штапельное волокно» означает волокна, которые имеют длину волокна, которое в общем находится в диапазоне от приблизительно 0,5 до приблизительно 150 миллиметров. Штапельные волокна могут представлять собой целлюлозные волокна или нецеллюлозные волокна. Некоторые примеры подходящих нецеллюлозных волокон, которые могут быть использованы, включают без ограничения обработанные гидрофильными средствами полиолефиновые волокна, полиэфирные волокна, нейлоновые волокна, поливинилацетатные волокна и их смеси. Гидрофильная обработка может включать длительные обработки поверхности и обработки в смолах/смесях полимера. Целлюлозные штапельные волокна содержат, например, пульпу, термомеханическую пульпу, синтетические целлюлозные волокна, модифицированные целлюлозные волокна и т. п. Целлюлозные волокна могут быть получены из вторичных или переработанных источников. Некоторыми примерами подходящих источников целлюлозных волокон являются натуральные древесные волокна, такие как термомеханическая, беленая и небеленая пульпа мягких и твердых пород дерева. Вторичные или переработанные целлюлозные волокна могут быть получены из канцелярского мусора, газетной бумаги, оберточной бумаги и обрезков картона. Кроме этого, растительные волокна, такие как абака, лен, молочай, хлопок, модифицированный хлопок, хлопковый линтер, также могут использоваться в качестве целлюлозных волокон. Кроме того, могут использоваться синтетические целлюлозные волокна, такие как, например, искусственный шелк, вискозный шелк и лиоцелл. Модифицированные целлюлозные волокна обычно состоят из производных целлюлозы, образованных замещением соответствующих радикалов (например, карбоксила, алкила, ацетата, нитрата и т. д.) на гидроксильные группы вдоль углеродной цепи. Необходимые штапельные волокна для целей настоящей заявки являются гидрофильными, например, традиционные целлюлозные волокна (необходимым примером которых являются волокна древесной массы, которые можно обнаружить в свернутых тканях и полотенцах на основе бумаги).

Используемый в данном документе термин «практически непрерывные волокна» предназначен для обозначения волокон, которые имеют длину, которая превышает длину штапельных волокон. Термин предназначен для включения волокон, которые являются непрерывными, например, волокна спандбонд и волокна, которые не являются непрерывными, но имеют определенную длину, более приблизительно 150 миллиметров.

«Связанное кардочесанное полотно», или «BCW», относится к нетканым полотнам, образованным посредством способов кардочесания, известных специалистам в данной области техники и описанных дополнительно, например, в патенте США № 4488928, выданном Ali Khan et al., который включен в данный документ посредством ссылки на него. Кратко, способы кардочесания включают образование исходной смеси, например, штапельных волокон со связывающими волокнами или другими связывающими компонентами в виде объемного клубка, который расчесывают или другим образом обрабатывают для получения в целом однородной основной массы. Это полотно нагревают или другим образом обрабатывают для активации адгезивного компонента, что в результате приводит к образованию объединенного, как правило, высококачественного нетканого материала.

Базовый вес нетканых тканей обычно выражают в унциях материала на квадратный ярд (унц./кв. ярд) или граммах на квадратный метр (г/кв. м), а диаметры волокна обычно выражают в микронах, или в случае штапельных волокон, денье. Следует отметить, для преобразования унц./кв. ярд в г/кв. м, необходимо унц./кв. ярд умножить на 33,91.

Используемые в данном документе термины «машинное направление» или «MD» обычно относятся к направлению, в котором получают материал. Также часто означают направление перемещения образующейся поверхности, на которой расположены волокна во время образования нетканого полотна. Термин «направление, поперечное машинному» или «CD» относится к направлению, перпендикулярному машинному направлению. Размеры, измеренные в направлении, поперечном машинному (CD), обозначаются как размеры «ширины», а размеры, измеренные в машинном направлении (MD), обозначаются как размеры «длины». Размеры длины и ширины плоского листа составляют направления X и Y листа. Размер в направлении глубины плоского листа также обозначается как Z-направление.

Используемые в данном документе термины «эластомерный» и «эластичный» используются взаимозаменяемо и под ними понимают слой, материал, слоистый материал или композиционный материал, который главным образом обладает способностью восстанавливать свою форму после деформации, когда убирают деформирующее усилие. В частности, при использовании в данном документе, «эластичный» или «эластомерный» означает то свойство любого материала, которое при применении смещающего усилия, обеспечивает возможность растяжения материала до длины в растянутом смещенном состоянии, которая по меньшей мере на приблизительно пятьдесят (50) процентов больше, чем его длина в ослабленном несмещенном состоянии, и это приведет к восстановлению материала на по меньшей мере сорок (40) процентов от его удлиненного состояния при прекращении действия растягивающего усилия. Гипотетическим примером, который бы удовлетворял это определение эластомерного материала, может являться образец материала размером один (1) дюйм, который может удлиняться до по меньшей мере 1,50 дюйма и который, при удлинении до 1,50 дюйма и высвобождении, будет восстанавливаться до длины менее 1,30 дюйма. Многие эластичные материалы можно растягивать на более чем пятьдесят (50) процентов от их длины в ослабленном состоянии и многие из них восстановятся практически до их первоначальной длины в ослабленном состоянии при прекращении действия растягивающего усилия.

Используемый в данном документе термин «г/куб. см» обычно обозначает граммы на кубический сантиметр.

Используемый в данном документе термин «гидрофильный» в целом относится к волокнам или поверхностям волокон или пленок, которые смачиваются жидкостями на водной основе при контакте с волокнами. Термин «гидрофобный» включает такие материалы, которые не являются гидрофильными, как было определено. Фраза «естественно гидрофобный» относится к таким материалам, которые являются гидрофобными по состоянию их химического состава без добавок или обработок, влияющих на гидрофобность.

Степень смачивания материалов, в свою очередь, можно описать на основании краевых углов и значений поверхностного натяжения рассматриваемых жидкостей и материалов. Оборудование и методики, подходящие для измерения смачиваемости конкретных волокнистых материалов или смесей волокнистых материалов могут быть предоставлены системой для анализа сил поверхностного натяжения Cahn SFA-222, или по сути эквивалентной системой. При измерении с помощью данной системы волокна с краевыми углами менее 90 градусов обозначают как «смачиваемые» или гидрофильные, а волокна с краевыми углами, превышающими 90 градусов, обозначают как «несмачиваемые» или гидрофобные.

Далее будет представлено подробное описание со ссылками на различные аспекты настоящего изобретения, один или более примеров которых приведены ниже. Каждый пример предоставлен в целях объяснения, а не ограничения данного изобретения. В сущности, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что по отношению к настоящему изобретению могут быть выполнены различные модификации и изменения без отклонения от объема или сущности настоящего изобретения. Например, признаки, проиллюстрированные или описанные как часть одного аспекта, могут быть использованы в другом аспекте для получения еще одного аспекта. Таким образом, предполагается, что аспекты настоящего изобретения охватывают такие модификации и изменения.

В настоящем раскрытии описана модификация гидрогеля с двойной сетью. Гидрогель с двойной сетью представляет собой гидрогель, который включает два типа полимеров. В этом случае, один представляет собой сшитый/ковалентносвязанный полимер; второй представляет собой обратимый/ионносвязанный полимер. Сообщалось, что гидрогели с двойной сетью характеризуются превосходными механическими свойствами, такими как прочность, эластичность и устойчивость при испытании на удар с надрезом. (См., например, Nature, Vol. 489, p133, 2012).

Гидрогель с двойной сетью по настоящему изобретению модифицируют посредством растягивания/напряжения гидрогеля с двойной сетью во влажном состоянии, а затем при поддерживания такого растяжения, высушивают его до уровня содержания влаги менее приблизительно 10—15%. Материал на основе продукта, полученного в результате, система на основе полимера с двойной сетью, которая не является гидрогелем, остается крепкой и гибкой в сухом состоянии, однако не является эластичной. Сшитый полимер системы на основе полимера с двойной сетью обеспечивает прочность, в то время как ионносвязанный полимер характеризуется разрывом некоторых своих связей. Без ограничения теорией, считается, что разрушение этих связей во время высушивания создает запас энергии в виде скрытого затягивающего усилия в сухой системе на основе полимера с двойной сетью.

В обычном гидрогеле регидратация приводит к расширению во всех трех направлениях. Кроме того, без ограничения теорией, считается, что когда сухая система на основе полимера с двойной сетью по настоящему изобретению является регидратированной, некоторые из разрушенных ионных связей образуются заново. Система на основе полимера с двойной сетью стягивается в одном направлении (например, в плоскости x-y), при этом она расширяется в другом направлении (например, z-направлении, причем z-направление перпендикулярно плоскости x-y). Например, образец сухой системы на основе полимера с двойной сетью в виде нити показал стягивание длиной от приблизительно 5 дюймов до 1 дюйма при регидратации, в то время как образец также расширялся в диаметре. Образец сухой системы на основе полимера с двойной сетью, имеющий форму диска, стягивался в диаметре, но увеличивался в толщине.

Эта система на основе полимера с двойной сетью может впитывать воду, вес которой многократно превышает ее вес. Примеры подробно рассмотрены ниже в настоящем раскрытии.

Для целей настоящего изобретения были изготовлены образцы гидрогелей с двойной сетью с использованием полиакриламида в качестве сшитого полимера и альгината кальция в качестве ионносвязанного полимера. Дополнительные подробности относительно получения и характеристики таких гидрогелей с двойной сетью можно найти в публикации заявки на патент США № 2015/038613, выданный Sun et al., которая включена в данный документ посредством ссылки в той степени, в которой она не противоречит данному документу.

Потенциальные применения системы на основе полимера с двойной сетью включают включение систем на основе полимера с двойной сетью в продукты личной гигиены, впитывающие медицинские изделия и полотенца с различными длинами нити или формами. Сухая система на основе полимера с двойной сетью в составе продукта будет менять форму или плотно прилегать при смачивании, что может привести к изменению формы или внешнего вида таких продуктов.

В различных аспектах настоящего изобретения нить/полоса, или полотно, или волокно в сухом состоянии (с содержанием воды, равным 10—15% или меньше) стягивается в по меньшей мере одном направлении и расширяются в по меньшей мере одном другом направлении при контакте с водной средой. Кроме того, нити/полосы, листы или волокна впитывают воду, вес которой по меньшей мере в четыре раза превышает их вес. Например, в случае нити, изготовленной из системы на основе полимера с двойной сетью, длина нити становится намного короче при смачивании, чем в исходном сухом состоянии, если не применяют внешнее усилие, тогда как в то же время диаметр нити увеличивается при смачивании. В другом примере лист, изготовленный из системы на основе полимера с двойной сетью, может стягиваться по длине и расширяться при смачивании или гидратировании, при этом в то же время его толщина увеличивается.

В конкретном аспекте настоящего изобретения материал получают из по меньшей мере одного сшитого полимера, образующего гидрогель, и по меньшей мере второго полимера, образующего гидрогель с обратимыми сшивающими средствами, в котором значительная часть сшивающих средств (например, 30%) является не полностью сшитой и находится в свободном или частично свободном состоянии с полимером в сухом состоянии.

Сшитый полимер может представлять собой полиакриламид, полиакриловую кислоту, любой другой подходящий полимер или любую их комбинацию. Обратимое сшивающее средство может представлять собой альгинат с ионами кальция, желатин с ионами алюминия, или любой другой подходящий полимер, или любую их комбинацию. В сухом состоянии ионы кальция не являются значительно сшитыми с альгинатом.

Как описано далее в примерах ниже, настоящее изобретение предусматривает изготовление подложек на основе системы на основе полимера с двойной сетью. Во-первых, гидрогели с двойной сетью изготавливают в гидратированном состоянии в соответствии с опубликованной литературой. Гидрогели с двойной сетью можно изготавливать в виде нити, листа или в любой другой подходящей форме. После отверждения гидрогели с двойной сетью механически растягивают или удлиняют в одном или двух выбранных направлениях и высушивают во время удлинения. Когда прекращается действие усилия удлинения, высушенные материалы (системы на основе полимера с двойной сетью) сохраняют размеры, которые они приобретают при удлинении, без значительных изменений в течение длительного периода времени в условиях окружающей среды.

Хотя это не показано, может быть желательным использование конечных стадий и/или процессов последующей обработки, чтобы придать выбранные свойства сухой системе на основе полимера с двойной сетью. Например, к системе на основе полимера с двойной сетью могут быть добавлены на более поздней стадии химические последующие обработки или систему на основе полимера с двойной сетью можно перенести на устройства для резки, продольно-режущие станки или другое обрабатывающее оборудование для превращения системы на основе полимера с двойной сетью в конечный продукт. Дополнительно, посредством известных способов на внешние поверхности системы на основе полимера с двойной сетью может быть помещен узор.

ПРИМЕРЫ

Материалы и процедуры

1. Получение гидрогеля с двойной сетью. В одном флаконе 1,7 г акриламида и 0,3 г альгината натрия растворяли в 12 мл воды. Затем добавляли 1 мг N,N'-метиленбисакриламида (MBAA) и 17 мг персульфата аммония. Во втором флаконе 4,2 мг тетраметилэтилендиамина растворяли в 1 мл воды и смешивали 40 мг сульфата кальция. Два раствора дегазировали под вакуумом в течение получаса. Два раствора затем смешивали и выливали в чашку Петри. Чашку Петри затем накрывали куском стекла и помещали под переносную УФ-лампу на два часа для образования и отверждения гидрогеля. Гидрогель является эластичным и может быть легко растянут до длины, превышающей в 20 раз его первоначальную длину, без разрушения. Растяжение и ослабление можно повторять более чем 20 раз.

2. Получение стягиваемых нитей, активируемых с помощью воды. Кусок гидрогеля, полученного на стадии получения 1, разрезали на небольшие нити. Нити растягивали до длины, превышающей приблизительно в 6 их первоначальную длину, и высушивали на воздухе. Каждая высушенная на воздухе нить оставалась стабильной и являлась гибкой при изгибе и обращении без разрушения. Высушенные на воздухе нити стягивались до длин, близких к их длинам в их первоначальных гидратированных состояниях в течение пары минут после смачивания водой или мочой. Например, тонкая стягиваемая нить длиной 12 см становилась относительно толстой нитью гидрогеля длиной 2 см. Для сравнения, стягиваемые волокна на основе поливинилового спирта схожего размера стягиваются менее чем на 50% и стягиваются более медленно.

3. Получение стягиваемых дисков, активируемых с помощью воды. Кусок гидрогеля, полученного на стадии получения 1, разрезали на небольшие диски. Диски растягивали до диаметров, превышающих приблизительно в 4 раза их первоначальные диаметры, и высушивали на воздухе. Каждый высушенный на воздухе диск оставался стабильным и являлся гибким при изгибе и обращении без разрушения. Сухие диски стягивались до диаметров, близких к их диаметрам в их первоначальных гидратированных состояниях в течение пары секунд после смачивания водой или мочой. Например, тонкий стягиваемый диск длиной 2 см становится относительно толстым диском гидрогеля диаметром 0,5 см в течение 5 секунд после смачивания.

Результаты

4. Впитывание воды. Стягиваемую нить весом 5 мг получали как описано на стадии получения 2, и затем пропитывали водой в течение 5 минут. Пучок стягиваемых волокон на основе поливинилового спирта общим весом 5 мг пропитывали водой в течение 5 минут. Гидратированные материалы укладывали на кусок бумажного полотенца для впитывания большей части свободной воды, слегка отжимая материалы об бумажное полотенце в течение нескольких секунд, а затем взвешивали. Стягиваемая нить впитала 23 мг воды, в то время как пучок стягиваемых волокон впитал 6 мг воды.

5. В ткань вводили стягиваемые нити. Высушенные нити получали, как описано на стадии получения 2. Две высушенные нити вводили параллельно в один кусок ткани с использованием клея. Другие две высушенные нити вводили по диагонали в другой кусок ткани с использованием клея. Другую высушенную нить вводили по окружности в третий кусок ткани с использованием клея. Смачивание каждого образца водой приводило в результате к стягиванию в длину стягиваемых нитей и вытягиванию образцов ткани в разные трехмерные структуры в зависимости от ориентации стягиваемых нитей на каждой ткани.

6. Нетканые материалы со стягиваемыми нитями. Поучали один кусок нетканого материала. Две высушенные нити, полученные на стадии получения 2, вводили в нетканый материал параллельно с использованием клея. Получали второй кусок нетканого материала. Две высушенные нити, полученные на стадии получения 2, вводили в нетканый материал по диагонали с использованием клея. Смачивание каждого образца водой приводило в результате к стягиванию в длину стягиваемых нитей и вытягиванию образцов нетканых материалов в разные трехмерные структуры в зависимости от ориентации стягиваемых нитей в каждом образце.

В первом конкретном аспекте, подложка включает систему на основе полимера с двойной сетью, включающую сшитый ковалентносвязанный полимер и обратимый частично ионносвязанный полимер, где подложка характеризуется уровнем содержания влаги, равным 15 процентам или меньше от общего веса подложки, и где подложка предусматривает скрытое затягивающее усилие.

Второй конкретный аспект включает первый конкретный аспект, где подложка представляет собой жидкий абсорбент.

Третий конкретный аспект включает первый и/или второй аспект, где сшитый ковалентносвязанный полимер представляет собой полиакриламид.

Четвертый конкретный аспект включает один или более из аспектов 1—3, где обратимый частично ионносвязанный полимер представляет собой альгинат кальция.

Пятый конкретный аспект включает один или более из аспектов 1—4, где подложка является гибкой и неэластичной.

Шестой конкретный аспект включает один или более из аспектов 1—5, где подложка выполнена с возможностью прекращения действия затягивающего усилия при воздействии жидкости на водной основе.

Седьмой конкретный аспект включает один или более из аспектов 1—6, где прекращение действия затягивающего усилия приводит в результате к стягиванию подложки в по меньшей мере одном направлении.

Восьмой конкретный аспект включает один или более из аспектов 1—7, где прекращение действия затягивающего усилия приводит в результате к расширению подложки в по меньшей мере одном направлении, которое отличается от направления стягивания.

Девятый конкретный аспект включает один или более из аспектов 1—8, где система на основе полимера с двойной сетью выполнена с возможностью перехода в состояние гидрогеля с двойной сетью при воздействии жидкости на водной основе.

В десятом конкретном аспекте способ изготовления подложки включает получение гидрогеля с двойной сетью, включающего сшитый ковалентносвязанный полимер и обратимый частично ионносвязанный полимер; удлинение гидрогеля с двойной сетью под действием усилия в по меньшей мере одном направлении; дегидратирование все еще удлиненного гидрогеля с двойной сетью с образованием практически дегидратированной системы на основе полимера с двойной сетью; и прекращение действия усилия с получением подложки.

Одиннадцатый конкретный аспект включает десятый конкретный аспект, где с помощью дегидратирования высушивают систему на основе полимера с двойной сетью до влажности, равной 15% или меньше от общего веса системы на основе полимера с двойной сетью.

Двенадцатый конкретный аспект включает десятый и/или одиннадцатый конкретные аспекты, где удлинение и дегидратирование обеспечивают скрытое затягивающее усилие в подложке.

Тринадцатый конкретный аспект включает один или более из аспектов 10—12, где подложка выполнена с возможностью прекращения действия затягивающего усилия при воздействии жидкости.

Четырнадцатый конкретный аспект включает один или более из аспектов 10—13, где прекращение действия затягивающего усилия приводит в результате к стягиванию подложки в по меньшей мере одном направлении.

Пятнадцатый конкретный аспект включает один или более из аспектов 10—14, где прекращение действия затягивающего усилия приводит в результате к расширению подложки в по меньшей мере одном направлении, которое отличается от направления стягивания.

Шестнадцатый конкретный аспект включает один или более из аспектов 10—15, где сшитый ковалентносвязанный полимер представляет собой полиакриламид.

Семнадцатый конкретный аспект включает один или более из аспектов 10—16, где обратимый частично ионносвязанный полимер представляет собой альгинат кальция.

Восемнадцатый конкретный аспект включает один или более из аспектов 10—17, где гидрогель с двойной сетью является эластичным и где подложка является гибкой и неэластичной.

Девятнадцатый конкретный аспект включает один или более из аспектов 10—18, где система на основе полимера с двойной сетью выполнена с возможностью возврата в состояние гидрогеля с двойной сетью при воздействии жидкости на водной основе.

Двадцатый конкретный аспект включает один или более из аспектов 10—19, где подложка представлена в виде полотна, нити, диска, листа или волокна.

Несмотря на то, что настоящее изобретение было подробно описано относительно его конкретных аспектов, следует понимать, что специалисты в данной области техники при достижении понимания вышеизложенного легко поймут альтернативы, вариации и эквиваленты этих аспектов. Соответственно, объем настоящего изобретения следует определять как объем прилагаемой формулы изобретения и любых ее эквивалентов.

Группа изобретений раскрывает подложку для впитывания жидкости и способ изготовления такой подложки. Подложка включает систему на основе полимера с двойной сетью (a double-network polymer), включающую сшитый ковалентно связанный полимер и ионно-связанный полимер, в котором некоторые из ионных связей разорваны, причем разорванные связи образуются заново при регидратации полимера, где подложка характеризуется уровнем содержания влаги, равным 15% или меньше. Способ включает получение гидрогеля с двойной сетью (a double-network hydrogel), его удлинение под действием усилия в по меньшей мере одном направлении, дегидратирование все еще удлиненного гидрогеля с образованием практически дегидратированной системы, прекращение действия усилия с получением подложки. Изобретения обеспечивают материал, который стягивается в одном направлении и расширяется в другом направлении при впитывании жидкости, такой как вода или жидкости организма. 2 н. и 6 з.п. ф-лы.

1. Подложка для впитывания жидкости, содержащая систему на основе полимера с двойной сетью (a double-network polymer), включающую сшитый ковалентно связанный полимер и ионно-связанный полимер, в котором некоторые из ионных связей разорваны, причем разорванные связи образуются заново при регидратации полимера, где подложка характеризуется уровнем содержания влаги, равным 15% или меньше от общего веса подложки, и где подложка выполнена с возможностью стягиваться в по меньшей мере одном направлении и расширяться в по меньшей мере одном направлении, которое отличается от направления стягивания, при воздействии на подложку жидкости на водной основе;

где сшитый ковалентно связанный полимер представляет собой полиакриламид;

и где ионно-связанный полимер представляет собой альгинат кальция.

2. Подложка по п. 1, где подложка представляет собой абсорбент жидкостей.

3. Подложка по п. 1, где подложка является гибкой и неэластичной.

4. Подложка по п. 1, где система на основе полимера с двойной сетью выполнена с возможностью перехода в состояние гидрогеля с двойной сетью (a double-network hydrogel) при воздействии жидкости на водной основе.

5. Способ изготовления подложки по п. 1, при этом способ включает

получение гидрогеля с двойной сетью (a double-network hydrogel), включающего сшитый ковалентно связанный полимер и ионно-связанный полимер, в котором некоторые из ионных связей разрушаются во время высушивания полимера, но образуются заново при регидратации подложки;

удлинение гидрогеля с двойной сетью под действием усилия в по меньшей мере одном направлении;

дегидратирование все еще удлиненного гидрогеля с двойной сетью с образованием практически дегидратированной системы на основе полимера с двойной сетью (a double-network polymer); и

прекращение действия усилия с получением подложки;

где с помощью дегидратирования высушивают систему на основе полимера с двойной сетью до влажности, равной 15% или меньше от общего веса системы на основе полимера с двойной сетью;

где сшитый ковалентно связанный полимер представляет собой полиакриламид;

где ионно-связанный полимер представляет собой альгинат кальция; и

где подложка выполнена с возможностью стягиваться в по меньшей мере одном направлении и расширяться в по меньшей мере одном направлении, которое отличается от направления стягивания, при воздействии на подложку жидкости на водной основе.

6. Способ по п. 5, где гидрогель с двойной сетью является эластичным и где подложка является гибкой и неэластичной.

7. Способ по п. 5, где система на основе полимера с двойной сетью выполнена с возможностью возврата в состояние гидрогеля с двойной сетью при воздействии жидкости на водной основе.

8. Способ по п. 5, где подложка представлена в виде полотна, нити, диска, листа или волокна.