MXPA98007309A - Materiales de espuma heterogeneos - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una estructura de espuma polimérica heterogénea derivada de HIPE de celdas abiertas interconectadas, en donde la estructura de espuma tiene por lo menos dos regiones distintas. Dichas espumas heterogéneas tienen varias aplicaciones, tales como absorción de energía y fluido de energía y fluido, aislamiento y filtración. La invención además se refiere a una espuma polimérica absorbente heterogénea que, después de ponerse en contacto con fluidos acuosos (en particular, fluidos del cuerpo tales como orina, y sangre) pueden adquirir, distribuir y almacenar estos fluidos. Las espumas de la invención tienen por lo menos dos regiones distintas que tiene densidad, composición de polímero, propiedades de superficie y/o morfología microcelular diferentes. La invención además se refiere a un procedimiento para obtener las espumas heterogéneas polimerizando una emulsión de agua en aceite de fase interna alta, o HIPE. En un aspecto, el procedimiento utiliza por lo menos dos HIPEs distintas, cada emulsión teniendo una cantidad relativamente pequeña de una fase de aceite y una cantidad relativamente grande de una fase de agua.

Description

MATERIALES DE ESPUMA HETEROGÉNEOS CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta solicitud se refiere a materiales de espuma poliméricos, de celda abierta, microporosos, flexibles, que tienen dos o más regiones distintas de diferentes tipos de espuma dispersadas con el fin de suministrar una mezcla deseable de propiedades en una pieza individual de material.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las espumas poliméricas de celda abierta, flexibles son ampliamente utilizadas para la absorción de energía o aislamiento (térmico, acústico, mecánico), filtración, absorción de fluidos y similares. En la mayoría de los casos, las espumas deseadas para estos propósitos tienen estructuras relativamente homogéneas que comprenden celdas dentro de una escala de tamaño dada unidas a través de "ventanas" o "agujeros" a celdas adyacentes. Entre las varias medidas de cada una de las espumas que son importante para cada aplicación se encuentran el tamaño de celda/tamaño de agujero, y distribución, anisotropía, proporción de puntales a ventanas y porosidad. La anisotropía puede surgir de la desviación relativa entre la forma de todas las celdas en la espuma y alguna ideal geométrica. En general, se ha dedicado el trabajo a hacer espumas lo más homogéneas e isotrópicas posible con respecto al tamaño, forma y densidad de celda. Son conocidas las espumas de poliuretano porque tienen una escala de densidades. Por ejemplo, las espumas de poliuretano flexibles de "piel integral" tienen capas de piel de alta densidad gradualmente de 1 a 3 cm hacia una región de núcleo de densidad más baja. Ver por ejemplo, Ashida K.; Iwasaki, K. en "Handbook of Plástic Foams", Landrock, A. H., Ed., Noyes, 1995; Capítulo 2, pág. 56, 64-67, incorporada aquí por referencia. Las densidades totales de dichas espumas se encuentran típicamente de entre aproximadamente 200 y 1 ,100 kg/m3. Estas espumas no exhiben regiones distintas que tengan diferentes propiedades de composición o de microestructura dentro de una pieza individual. Típicamente, estas espumas también tienen densidades más altas, tamaños de celda más grandes y/o tamaños de agujero más grandes que las espumas que pueden ser preferidas para ciertas aplicaciones. Las espumas pueden hacerse de redes de polímero, las cuales han sido enmarañadas para formar una red de interpenetración (IPN). Las IPNs pueden exhibir algunas propiedades de ambos tipos de polímeros. Ver, por ejemplo, Odian, G.C. "Principies of Polymerization", 3a. Edición, Wiley-lnterscience: Nueva York, 1991 , Nueva York, pág. 149-150. Las IPNs no se refieren inherentemente al control sobre ningún aspecto a una escala supramolecular (por ejemplo, densidad o tamaño de celda). También son bien conocidos los laminados o emparedados de dos o más capas de espumas que tienen diferentes propiedades. Ver, por ejemplo. Gibson, L. J.; Ashby, M. F. "Cellular Solids" Pergamon Press: Oxford, 1988, capítulo 9. La formación de dichos materiales compuestos requiere de un paso adicional y pueden requerir del uso de adhesivo, el cual puede interferir con el funcionamiento o el peso del material compuesto de espuma y sirve como un punto potencial de falla. El desarrollo de artículos altamente absorbentes para utilizarse como pañales desechables, almohadillas y calzones de incontinencia para adultos, y toallas sanitarias, es el tema de interés comercial substancial. La habilidad de dichos productos para adquirir, distribuir, y almacena fluidos, tales como aquellos encontrados en exudados del cuerpo (por ejemplo, orina, sudor, materia fecal y menstruación) es obviamente crítica para su función. Históricamente, esto ha sido principalmente logrado utilizando una combinación de fibras celulósicas y partículas superabsorbentes dispersadas (en general ácido poliacrílico parcialmente neutralizado y ligeramente entrelazado que forma un gel cuando se expone a agua libre). Sin embargo, este aspecto ha encontrado un número de dificultades para lograr una remoción eficiente de fluido del cuerpo del usuario y almacenar lejos del usuario, en parte debido a la dificultad para controlar y mantener la mezcla apropiada de partículas y fibra para proveer el grado deseado de transporte de fluido capilar e integridad de núcleo y flexibilidad. Otros materiales absorbentes capaces de proveer transporte de fluido capilar incluyen ciertos tipos de espumas poliméricas en artículos absorbentes con el propósito de embeber, impregnar y/o retener fluidos acuosos del cuerpo. Ver, por ejemplo, patente de los Estados Unidos de América 3,563,247 (Lindquist), expedida el 6 de febrero de 1971 (almohadilla absorbente para pañales y similares, en donde el absorbente primario es una lámina de espuma de poliuretano hidrofílico); patente de los Estados Unidos de América 4,554,297 (Dabi), expedida el 19 de noviembre de 1985 (polímeros celulares que absorben fluido del cuerpo, que pueden ser utilizados en pañales o productos catameniales); patente de los Estados Unidos de América 4,740,520 (Garvey y otros), expedida el 26 de abril de 1988 (estructura compuesta absorbente, tal como pañales, productos de cuidado femenino y similares, que contienen absorbentes de esponja hechos de ciertos tipos de espumas de poliuretano entrelazado, de superimpregnación). Estas espumas pueden proveer integridad de núcleo y flexibilidad pero no el grado deseado de transporte de fluido capilar. El uso de espumas absorbentes apropiadas en artículos absorbentes tales como pañales y almohadillas catameniales, puede proveer características de adquisición, transporte y almacenamiento de fluido capilar requeridas para el uso en núcleos absorbentes de alto rendimiento. Los artículos absorbentes que contienen dichas espumas pueden poseer integridad de humedad deseable, pueden proveer un ajuste adecuado durante todo el período en el cual el artículo se esté utilizando, y pueden reducir al mínimo los cambios en la forma durante uso (por ejemplo, hinchamiento, acumulación). Las espumas absorbentes de celda abierta, de baja densidad particularmente adecuadas han sido hechas de Emulsiones de Alta Fase Interna (de aquí en adelante denominadas como "HIPE"). Ver, por ejemplo, patente de los Estados Unidos de América 5,260,345 (DesMarais y otros), expedida el 9 de noviembre de 1993 y patente de los Estados Unidos de América 5,268,224 (DesMarais y otros) expedida el 7 de diciembre de 1993. Otras espumas absorbentes adecuadas se describen en las solicitudes copendientes de E.U.A. 08/370,922 (DesMarais et al., presentada el 10 de Enero de 1995); E.U.A. 08/370,695 (Stone et al., presentada el 10 de Enero de 1995); E.U.A. 08/370,697 (Dyer, presentada el 10 de enero de 1995); y E.U.A. 08/520,793 (DesMarais, presentada el 30 de Agosto de 1995), todas incorporadas aquí por referencia. El procedimiento de HIPE provee un fácil control sobre el tamaño y distribución de celda y agujero, proporción de puntales de celda a ventanas, y porosidad en estas espumas. Cuando se tratan adecuadamente para hacer que la superficie de estas espumas sean hidrofílicas, estas espumas de HIPE proveen propiedades de manejo de fluido, que incluyen: (a) características de penetración y distribución de fluido relativamente buenas para transportar la orina embebida u otro fluido del cuerpo lejos de la zona de impacto inicial y hacia el equilibrio no utilizado de la estructura de espuma para permitir que chorros subsecuentes de fluido sean acomodados; y (b) una capacidad de almacenamiento relativamente alta con una capacidad de fluido relativamente alta bajo carga, es decir bajo fuerzas compresoras. Estas espumas absorbentes de HIPE también son suficientemente flexibles y suaves para poder proveer un alto grado de comodidad al usuario del artículo absorbente; algunas pueden hacerse relativamente delgadas hasta que subsecuentemente son humedecidas por el fluido del cuerpo absorbido. Una emisión importante asociada con las propiedades de manejo de fluido de una espuma absorbente es la estructura capilar. Las espumas que tienen tamaños de celda y tamaños de agujero más grandes tienden a adquirir rápidamente el fluido pero no distribuyen el fluido lo suficiente contra la fuerza de gravedad, ni almacenan el fluido en forma efectiva. En forma inversa, las espumas que tienen tamaños de celda y tamaños de agujero más pequeños son capaces de impregnar el fluido contra la fuerza de gravedad y almacenar el fluido herméticamente para mantenerlo lejos de la piel del usuario, pero son típicamente más lentas para adquirir el fluido. Como se ha indicado hasta ahora, estas funciones opuestas en un artículo absorbente han sido obtenidas principalmente formando capas, en la dirección z, de diferentes tipos de distintas espumas absorbentes, las cuales proveen diferentes funciones. Esto añade complejidad y costo al procedimiento y puede limitar los diseños del producto deseados para aquellos que permiten la combinación de piezas individuales. También, estos diseños están limitados al ser capaces de mover los fluidos a través de presión capilar diferencial solamente entre las capas en la "dimensión z" de los artículos, es decir, no en la "dimensión x-y" o dentro del plano de una capa dada. Otra emisión importante es la resistencia o resistencia a la deflexión por compresión de la espuma. Las espumas que tienen densidades comparativamente más altas, Tgs más altas (definido más adelante), y/o niveles de reticulador más altos, generalmente exhiben una mayor resistencia a la deformación bajo presión. Esto se logró a expensas de utilizar más polímero por unidad de volumen, teniendo una espuma que se deforma lentamente para uso práctico, o una espuma que no sea demasiado quebradiza o no flexible. Por consiguiente, podría ser deseable poder hacer un material de espuma polimérica de celda abierta que combine las varias propiedades listadas anteriormente como regiones distintas dentro de un material que: (1) exprese una combinación de tamaños de celda y/o tamaños de agujero en diferentes regiones distintas de una pieza individual de espuma, y/o (2) exprese una combinación de resistencias flexibilidades en una pieza de espuma, y/o (3) exprese una combinación de propiedades absorbentes de energía en una pieza individual de espuma. Esto puede enredar, por lo menos parcialmente, la necesidad de utilizar piezas separadas de espumas para servir para diferentes propósitos, mejorando así la eficiencia y simplicidad de los artículos hechos con los objetos de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una estructura de espuma polimérica heterogénea derivada de HIPE de celdas abiertas interconectadas, en donde la estructura de espuma tiene por lo menos dos regiones distintas. Dichas espumas heterogéneas tienen varias aplicaciones, tales como absorción, aislamiento y filtración de energía y fluido. La invención además se refiere a una espuma polimérica, absorbente, heterogénea, que, después de hacer contacto con fluidos acuosos (en particular fluidos del cuerpo tales como orina y sangre), puede adquirir, distribuir, y almacenar estos fluidos.

Preferiblemente, la espuma polimérica, absorbente, heterogénea de la presente invención comprende una estructura de espuma polimérica, no iónica, flexible, hidrofílica de celdas abiertas interconectadas. Sin considerar si la espuma heterogénea de la presente invención es una espuma relativamente hidrofóbica, o es una espuma hidrofílica para la absorción de fluidos acuosos, la espuma tiene por lo menos dos regiones distintas que difieren con respecto a una o más de densidad de espuma, composición de polímero, área de superficie específica, o morfología microcelular (por ejemplo, tamaño de celda, forma o distribución, o tamaño de agujero). La presente invención además se refiere a un procedimiento para obtener las espumas heterogéneas polimerizando una emulsión de agua en aceite o HIPE. En un aspecto, el procedimiento utiliza por lo menos dos HIPEs distintas, cada emulsión teniendo una cantidad relativamente pequeña de una fase de aceite y una cantidad relativamente grande de una fase de agua. Este procedimiento comprende los pasos de: A) formar primero una emulsión de agua en aceite de: 1 ) una fase de aceite que comprende: a) de aproximadamente 85 a aproximadamente 98% en peso de un componente de monómero capaz de formar un copolímero que tenga una Tg de aproximadamente 95°C o menos, el componente de monómero comprendiendo: i) de aproximadamente 20 a aproximadamente 70% en peso de por lo menos un monómero monofuncional substancialmente insoluble en agua, capaz de formar un polímero amorfo atáctico que tienen una Tg de aproximadamente 25°C o menos; ii) de aproximadamente 10 a aproximadamente 50% en peso de por lo menos un comonómero monofuncional substancialmente insoluble en agua, capaz de impartir resistencia aproximadamente equivalente a aquella provista por el estireno; iii) de aproximadamente 5 a aproximadamente 50% en peso de un primer agente reticulador polifuncional, substancialmente insoluble en agua, seleccionado de divinilbencenos, trivinil-bencenos, diviniltoluenos, divinil-xilenos, divinilnaftalenos, divinilalquilbencenos, divinil-fenantrenos, divinilbifenilos, divinildifenil- metanos, divinilbencilos, éteres divinil-fenílicos, sulfuros de divinildifenilo, divinil-furanos, sulfuro de divinilo, divinilsulfona, y mezclas de los mismos; y 5 (iv) de 0 a aproximadamente 15% en peso de un segundo agente reticulador polifuncional, substancialmente insoluble en agua, seleccionado de acrilatos polifuncionales, metacrilatos, acrilamidas, metacrilamidas, y mezclas de los mismos; y 10 b) de aproximadamente 2 a aproximadamente 15% en peso de un componente emulsificante, el cual es soluble en la fase de aceite, y el cual es capaz de formar una emulsión estable de agua en aceite, el componente emulsificante comprendiendo, un emulsificante primario que tiene por lo menos 15 aproximadamente 40% en peso de componentes emulsificantes seleccionados de monoésteres diglicerólicos de ácidos grasos de C16-C24 ramificados, monoésteres diglicerólicos de ácidos grasos de C16-C22, insaturados, lineales, monoésteres de sorbitán de ácidos grasos de C16-C24 20 ramificados, ácidos grasos de C16-C22 lineales, insaturados, ácidos grasos de C12-C14 lineales saturados; éteres monoalifáticos diglicerólicos de alcoholes de C16-C24, alcoholes de C16-C22 lineales, insaturados, y alcoholes ^e ,C -C lineales, saturados y mezclas de los mismos; y 25 2) una fase de agua que comprende una solución acuosa que contiene: (i) de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 20% en peso de un electrolito soluble en agua; (ii) una cantidad efectiva de un iniciador de polimerización; 3) una relación de volumen a peso de fase de agua a fase de aceite en la escala de aproximadamente 12:1 a aproximadamente 125:1 ; y B) opcionalmente formar una segunda emulsión de agua en aceite distinta, la cual es diferente en por lo menos un aspecto de la primera emulsión, pero la cual comprende materiales y escalas seleccionadas de aquellas listadas en A)1), A)2) y A) 3); y C) ya sea 1) a) combinar las primera y segunda emulsiones en un recipiente de formación antes de polimerizar los componentes de monómero de cualquiera de las emulsiones de agua en aceite; y b) polimerizar ambas emulsiones para formar una espuma polimérica, heterogénea; 2) a) parcial o completamente polimerizar los componentes de monómero en la fase de aceite de la primera emulsión de agua en aceite; b) combinar el material del paso C)2)a) y la segunda emulsión de agua en aceite; y c) polimerizar la segunda emulsión, y la primera emulsión si se combina cuando parcialmente se cura, para proveer una espuma polimérica, heterogénea; o 3) hacer solamente la primera emulsión de agua en aceite, mientras se varían las condiciones del procedimiento a través de las cuales se forma en una manera regular utilizando una cabeza de formación de emulsión individual, como se describe más adelante.

En una modalidad, una de las emulsiones generadas puede ser vaciada en un recipiente o depósito parcial o completamente lleno de segmentos esféricos o tiras de material preparado de una segunda emulsión, previamente polimerizada. Estos segmentos esféricos o tiras de material son saturados concienzudamente con una solución acuosa estrechamente acercándose a la composición de la fase acuosa utilizada para formar la emulsión añadida. Esta mezcla después se cura a una temperatura apropiada para hacer una espuma heterogénea de la presente invención. En otra modalidad, los segmentos en forma de tira de material diferente pueden ser preparados utilizando dos o más boquillas formadoras de emulsión expresando diferentes emulsiones, capa sobre capa, en un recipiente de formación; o variando rítmicamente las condiciones de fabricación de emulsión con la boquilla de emulsión individual. En este caso, el control sobre las velocidades relativas y las disposiciones relativas de las dos boquillas provee el control sobre las relaciones espaciales de los dos (o más) diferentes tipos de material polimérico desarrollado en la espuma curada final. En una tercera modalidad, se produce una emulsión individual, pero una o más condiciones de esfuerzo cortante, relación de agua a aceite, temperatura de vaciado, y similares, son rítmica o continuamente variadas con el fin de producir regiones en la espuma resultante de diferentes propiedades. De esta manera, a diferencia de las dos modalidades descritas anteriormente, en esta modalidad no es necesaria la formación de la segunda emulsión opcional. En una cuarta modalidad, se introduce una primera emulsión no polimerizada en una forma que contiene una segunda emulsión, la cual no está substancialmente polimerizada. Al introducir la primera emulsión desde una boquilla colocada en el fondo de la forma, mientras se retira la boquilla, la emulsión forma una columna u otra figura geométrica dentro de la segunda emulsión. El procedimiento se repite. Las rebanadas de la emulsión curada de esta manera poseen secciones transversales regularmente de repetición de la primera emulsión en la forma de la figura geométrica embebida en el plano de la rebanada de la segunda emulsión. De esta forma, las regiones de diferentes propiedades son introducidas dentro de una lámina del material. En una quinta modalidad, se moldea una primera emulsión (no curada o curada) o se corta a una forma que actúa como un molde o se ajusta en un molde para una cantidad adicional de una emulsión distinta, la cual provee secciones transversales irregulares, no planas de material íntimamente en contacto en el producto final curado. En una sexta modalidad, una emulsión individual es sometida a centrifugación antes de la polimerización. Las condiciones de la centrifugación son lo suficientemente moderadas que las gotas de agua no rompen la emulsión, pero lo suficientemente severas para formar un gradiente de densidad dentro de la emulsión. Después de la curación, existirá un gradiente de densidad en la espuma. Claro que, los expertos en la técnica reconocerán que se pueden emplear más de dos emulsiones distintas, con el fin de proveer una espuma heterogénea comprendiendo regiones con más de dos propiedades diferentes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 de los dibujos es una fotomicrografía (amplificación de 250X) de la primera región de una espuma heterogénea teniendo cuatro regiones y tres interfases. La Figura 2 de los dibujos es una fotomicrografía (amplificación de 250X) de la segunda región dentro de la misma espuma heterogénea. La Figura 3 de los dibujos es una fotomicrografía (amplificación de 250X) de la segunda interfase de la misma espuma heterogénea, en donde líneas de vaciado individuales intersectan entre las segunda y tercera regiones. La Figura 4 de los dibujos es una fotomicrografía (amplificación de 250X) de la tercera región dentro de la misma espuma heterogénea. La Figura 5 de los dibujos es una fotomicrografía (amplificación de 250X) de la tercera interfase de la misma espuma heterogénea, en donde líneas de vaciado individuales intersectan entre las tercer y cuarta regiones. La Figura 6 de los dibujos es una fotomicrografía (amplificación de 250X) de la cuarta región dentro de la misma espuma heterogénea. La Figura 7 de los dibujos es una fotomicrografía (30X) de la primera de las tres interfases dentro de la misma espuma heterogénea. La Figura 8 de los dibujos es una fotomicrografía (30X) de la segunda de las tres interfases dentro de la misma espuma heterogénea. La Figura 9 de los dibujos es una fotomicrografía (30X) de la tercera de las tres interfases dentro de la misma espuma heterogénea. La Figura 10 es una vista en planta superior de un producto catamenial que tiene una espuma heterogénea de la presente invención como un miembro absorbente. La Figura 11 es una ilustración cortada de un pañal desechable que utiliza la espuma polimérica absorbente de la presente invención como un componente de almacenamiento/distribución de fluido con forma de reloj de arena, opcionalmente en un núcleo de pañal absorbente de configuración de capa doble. La Figura 12 de los dibujos representa una vista cortada de un artículo de ajuste de forma tal como un producto de calzones entrenadores desechable que emplea una espuma polimérica absorbente de acuerdo con la presente invención como un núcleo absorbente. La figura 13 de los dibujos es una vista en perspectiva de una pieza individual de la espuma heterogénea de la presente invención teniendo tres regiones distintas, en donde la región media es una estructura con celdas relativamente grandes y las dos regiones externas ambas son estructuras con celdas relativamente pequeñas. Alternativamente, las regiones distintas pueden diferir con respecto al área de superficie específica de succión capilar por volumen. La Figura 14 de los dibujos es una vista en perspectiva de una pieza individual de la espuma heterogénea de la presente invención teniendo cinco regiones distintas. La Figura 15 de los dibujos es una vista en perspectiva de la misma estructura de espuma como aquella ilustrada en la Figura 13, en donde la espuma está doble en forma de "C" con el fin de proveer una estructura teniendo una estructura con celdas relativamente grandes sobre la parte superior y una estructura con celdas relativamente pequeñas sobre el fondo. Esta estructura de espuma es particularmente adecuada para utilizarse como un artículo absorbente tal como una almohadilla catamenial, y provee tanto una capa de adquisición/distribución como una capa de almacenamiento en una pieza de espuma. La Figura 16 es una vista en perspectiva de una pieza individual de una espuma heterogénea teniendo esferas discontinuas ubicadas dentro de una región discreta, continua. La Figura 17 es una vista en sección transversal del lado de una pieza individual de espuma heterogénea de la presente invención teniendo regiones discretas en la dirección z (es decir, espesor) de la espuma. La Figura 18 es una vista en perspectiva de la misma pieza de espuma heterogénea mostrada en la Figura 17, otra vez mostrando las regiones discretas en la dirección z de la espuma. La Figura 19 es una fotomicrografía (amplificación de 250X) de una espuma heterogénea teniendo regiones discretas, continuas, dispersadas en una región continua. La fotomicrografía se cree que fue tomada en la superficie colindante de la región continua y por lo menos una región dispersada. Sorprendentemente, no se observó ninguna discontinuidad entre las regiones.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN I. Espuma Polimérica Heterogénea Las espumas de esta invención sin espumas de celda abierta, heterogéneas. La heterogeneidad se refiere a distintas regiones dentro de la misma espuma, las cuales son diferentes en términos de cualquiera de los parámetros de tamaño de celda, tamaño de agujero, composición de polímero, área de superficie específica o densidad. Las distintas regiones son la escala macro, típicamente por lo menos dimensiones de escala en milímetros. Las espumas preferiblemente son de una densidad relativamente baja teniendo densidades de agregado menos que aproximadamente 50 kg/m3 (0.050 g/cc). "Celda abierta" se refiere a espumas en donde la mayoría de las celdas de unión están en comunicación abierta entre sí, definido completamente más adelante. Estas espumas preferiblemente se preparan a partir de HIPEs, como se describe más adelante con detalle. La utilidad general de dichas espumas heterogéneas es amplia. Por ejemplo, las espumas pueden ser específicamente formuladas para absorber alrededor de una frecuencia específica de energía de sonido a una temperatura dada. Se pueden absorber dos frecuencias emparedando conjuntamente dos distintas capas optimizadas de espuma, requiriendo de un paso adicional de procedimiento. Las espumas de la presente invención pueden ser construidas con el fin de comprender distintas regiones optimizadas para absorber alrededor de dos o más frecuencias específicas son el requerimiento de laminación de dos diferentes especies de espuma.

En aplicaciones de filtración, el tamaño de agujero y el volumen de hueco de la espuma gobierna la eficiencia de la remoción de partículas, así como la restricción de flujo aplicada al fluido filtrado. Una espuma heterogénea de la presente invención puede ser construida con regiones de material de agujero pequeño dispersados entre las regiones de material de agujero más grande con el fin de filtrar las partículas sin obstruir el flujo del fluido a través del filtro. En un sistema de filtración de recirculación, las partículas más finas finalmente serán atrapadas por las regiones de agujero más pequeño de la espuma heterogénea. Aún otro concepto similar se aplica a espumas absorbentes, en donde una espuma de un tamaño de celda y un tamaño de agujero relativamente más grandes puede absorber más rápidamente fluido en un artículo absorbente. Dichas espumas típicamente están en capas sobre espumas absorbentes que tienen tamaños de celda y tamaños de agujero relativamente más pequeños, que ejercen más presión capilar y drenan el fluido desde la capa superior, restaurando su habilidad para adquirir más fluido. Las estructuras de material compuesto, bien conocidas en la técnica, son limitadas por la habilidad de unir dos capas separadas de material, incluyendo la espuma, adecuada y convenientemente. Las espumas de la presente invención pueden ser así construidas con el fin de proveer las propiedades de dos o más piezas separadas de espuma en un material sin ningún paso de unión intermedio. Un uso preferido de las espumas de la presente invención es como materiales de núcleo absorbentes en artículos absorbentes para usarse como pañales desechables, almohadillas y calzones de incontinencia para adultos, y toallas sanitarias. El material de espuma de la presente invención contiene por lo menos dos regiones que difieren con respecto a su desarrollo químico y/o físico. Como se utiliza en la presente, los términos "regiones distintas" y "regiones de espuma distintas" significan que las regiones difieren con respecto una o más de densidad de espuma, composición de polímero, área de superficie específica, o morfología microcelular (por ejemplo, tamaño de celda, tamaño de agujero). La(s) diferencia(s) entre las regiones discretas será fácilmente medible. Por ejemplo, si la(s) diferencia(s) se refiere a microestructura, el diámetro de celda promedio o el diámetro de agujero medio en cada región debe diferir al menos aproximadamente 20%, de preferencia al menos aproximadamente 35%, muy preferiblemente por lo menos alrededor de 50%. Si las diferencias se refieren a densidad, las densidad de las distintas regiones deben diferir al menos aproximadamente 20%, de preferencia al menos aproximadamente 35%, muy preferiblemente alrededor de 50%. Por ejemplo, si una región tiene una densidad de 0.020 g/cc, una región distinta debe tener una densidad de por lo menos aproximadamente 0.024 g/cc o menos de aproximadamente 0.016 g/cc, de preferencia al menos de aproximadamente 0.027 g/cc o menos de aproximadamente 0.013 g/cc, y muy preferiblemente al menos alrededor de 0.030 g/cc o menos de 0.010 g/cc. Si las diferencias son en la composición por naturaleza, las diferencias deben reflejar una diferencia relativa en por lo menos un componente de monómero de por lo menos aproximadamente 20%, de preferencia 35% y muy preferiblemente por lo menos aproximadamente 50%. Por ejemplo, si una región está compuesta de aproximadamente 10% de estireno en su formulación, una región distinta debe estar compuesta de por lo menos aproximadamente 12%, de preferencia por lo menos aproximadamente 15% o no más de aproximadamente 8%, preferiblemente de más de aproximadamente 5%. Cuando la heterogeneidad se basa en diferencias en el tamaño de celda, si una región contiene celdas que tienen de diámetro medio de aproximadamente 100 µm, una región distinta debe contener celdas que tengan un diámetro medio menor que aproximadamente 80 µm, de preferencia menor que aproximadamente 65 µm, y muy preferiblemente menor que aproximadamente 50 µm. Cuando la heterogeneidad se basa en diferencias en el tamaño de agujero, si una región contiene agujeros que tienen un diámetro de agujero medio de aproximadamente 20 µm, una región distinta debe contener celdas que tengan un diámetro de agujero medio menor que aproximadamente 16 µm, de preferencia menor que aproximadamente 13 µm, muy preferiblemente menos que aproximadamente 10 µm. Por lo general, las diferencias serán lo más exageradas posible, aunque esto no siempre será deseable. Las diferencias en regiones pueden comprender tres tipos de diferencias discutidas anteriormente en las escalas indicadas. También, más de dos regiones diferentes pueden existir en donde las diferencias entre las tres o más regiones distintas abarcan las mismas escalas de diferencia discutidas anteriormente. Aunque las espumas de la presente invención requieren de regiones distintas con el fin de ser heterogéneas, estas espumas pueden poseer una continuidad de propiedades entre las regiones. Es decir, mientras en ciertas modalidades, existirá un cambio relativamente abrupto en las propiedades cuando se mueven de una región a la siguiente, otras modalidades tendrán un cambio más gradual de propiedades entre las regiones. Cuando dos o más emulsiones son empleadas para proveer una espuma heterogénea, el término "emulsiones distintas" significa que las emulsiones diferirán a tal grado que su polimerización provee una espuma de la presente invención, es decir, que tienen las regiones discretas requisito. Los expertos en la técnica reconocerán qué aspectos de las emulsiones (por ejemplo, reactivos de monómero, relación de agua a aceite) y/o condiciones para su procesamiento ( por ejemplo, velocidades de esfuerzo cortante, temperatura de vaciado) pueden ser alteradas para proveer espumas que tengan las regiones distintas requisito. Cuando una espuma se produce utilizando una emulsión, las condiciones de procesamiento proveerán las diferencias deseadas entre las regiones. Ya que las espumas de la presente invención, por definición, tienen regiones distintas que tienen diferentes propiedades, las propiedades de cada región puede medirse mejor utilizando una espuma homogénea preparada de la misma manera. Algunas técnicas de medición requieren que los tamaños y formas de muestra sean incompatibles con la necesidad de distinguir las diferentes propiedades de cada región dentro de la espuma heterogénea. Las mediciones se hacen en las espumas heterogéneas de material compuesto, en general reflejarán por definición una propiedad promediada de volumen o área de superficie de las distintas regiones a menos que la medición se haga a una escala más pequeña que el tamaño de la misma región distinta.

A. Características Generales de la Espuma Las espumas de regiones múltiples de la presente invención pueden comprender una región(es) dispersada, no conectada y una región continua. La región(es) dispersada, no conectada puede tener la forma de segmentos esféricos irregulares, o formas irregulares más grandes embebidos dentro de una región continua de espuma diferente. Alternativamente, las regiones distintas pueden ser tiras alternantes o remolinos continuos en solamente dos dimensiones. En general, la espuma consistirá de una región de material separado continuo de propiedades similares dispersadas en una región de material continuo que tienen un segundo grupo de propiedades. La relación de las fracciones de volumen y/o fracciones de cada región es obviamente importante, y es fácilmente variada. Preferiblemente, para espumas que tienen segmentos discontinuos, por lo menos aproximadamente 10% del volumen de la espuma será los segmentos discontinuos o el efecto puede ser demasiado pequeño para ser benéfico. No más de aproximadamente 90% del volumen de la espuma serán los segmentos discontinuos o el efecto puede dominar las propiedades colectivas de la espuma de material compuesto. Preferiblemente, entre aproximadamente 20% y 50% del volumen de la espuma comprenderán los volúmenes de segmento discontinuo. Si la espuma está compuesta de dos o más regiones discontinuas, cada una teniendo distintas propiedades químicas y/o físicas, de preferencia de entre aproximadamente 20% y 80% del volumen de la espuma comprenderá un tipo con el resto siendo el otro tipo(s). En principio no hay límite en el número de diferentes regiones, las cuales pueden ser dispersadas para proveer una espuma dada de la presente invención. Existen varias ventajas al utilizar las espumas heterogéneas. Cuando se dispersan regiones esféricas irregulares en una región continua (como se presenta en la Figura 16), las regiones esféricas pueden consistir de un polímero de baja densidad, más fuerte, el cual es resistente a la compresión pero el cual es demasiado quebradizo o tiene una Tg demasiado alta para utilizarse como una lámina continua. Una espuma de material compuesto que consiste de regiones quebradizas o con una alta Tg dispersadas en una matriz continua de un polímero absorbente fuerte, flexible, retendrá las propiedades deseables del último. Esta espuma de material compuesto puede hacerse a una densidad más baja que una espuma homogénea correspondiente. La densidad de toda la espuma reflejará los promedios pesados de las densidades de las diferentes regiones. Dicha espuma puede derivar resistencia de las secciones rígidas, las cuales tendrán menos tendencia a aplastarse bajo presión. La sección flexible continua provee la flexibilidad de toda la espuma, la cual carecerá de una espuma consistiendo solamente del polímero rígido. En una modalidad alternativa, las regiones no revestidas, discretas pueden ser dispersadas en dos o más regiones continuas discretas. Además de modificar las propiedades del polímero de las regiones (por ejemplo, Tg, densidad, característica de quebradizo), la estructura microcelular también puede ser variada. Esto es particularmente útil para combinar varios tipos de propiedades de manejo de fluido en una pieza de espuma absorbente. Por ejemplo, se puede desarrollar una espuma que tenga diferentes regiones con una presión capilar de fluido relativamente más alta o más baja. Esto es particularmente útil cuando las regiones en la pieza de espuma son continuamente dispersadas en lugar de regiones discontinuas. A través de este método, las tiras de material con tamaños de celda y tamaños de agujero más grandes son dispersadas con las tiras de tamaños de celda y tamaños de agujero más pequeños. (Ver Figuras 13 y 14). (Claro que, otras propiedades, tales como el área de superficie específica por volumen también pueden o alternativamente definen las diferencias entre las regiones). La región de tamaño de celda/agujero más grande será bien adecuada para la adquisición e impregnación de fluido, y las regiones de tamaño de celda/agujero más pequeño será mejor adecuada para la distribución de fluido contra la fuerza de gravedad y almacenamiento. Estas tiras pueden proporcionar una impregnación más rápida a lo largo de una dirección preferida en un artículo absorbente, manteniendo así el fluido lejos de los bordes del artículo, lo cual es particularmente útil en productos catameniales. En una modalidad, la espuma heterogénea puede comprender una tira relativamente larga de polímero con celdas y agujeros grandes colocado entre dos tiras más pequeñas de una espuma con celdas pequeñas y agujeros pequeños. (Ver Figura 13). Esta espuma de tres regiones después puede ser doblada en forma de C para producir dos capas (ver Figura 15), cada una teniendo una presión capilar de fluido distinta, haciendo que la espuma sea adecuada para el movimiento del fluido dentro de un artículo absorbente sin utilizar una multitud de hebras desenredadas para los materiales. Alternativamente, como se ilustra en las Figuras 17 y 18, las espumas de la presente invención pueden ser preparadas de manera que la transición de una región a otra ocurre en la dirección z (es decir, a través del espesor) de la espuma. Las espumas poliméricas de acuerdo con la presente invención útiles en artículos y estructuras absorbentes son aquellas que tienen celdas relativamente abiertas. Esto significa que las celdas individuales de la espuma están en comunicación completa no obstruida con las celdas de unión. Las celdas en dichas estructuras de espuma substancialmente de celda abierta tienen aberturas intercelulares o "ventanas" (denominadas en la presente como "agujeros") que son lo suficientemente grandes para permitir la fácil transferencia de fluido de una celda a otra dentro de la estructura de espuma. Estas estructuras de espuma substancialmente de celda abierta en general tendrán una carácter reticulado con las celdas individuales siendo definidas por una pluralidad de tres bandas dimensionalmente ramificadas, mutuamente conectadas. Las hebras de material polimérico que hacen estas bandas ramificadas pueden ser denominadas como "puntales". Para los propósitos de la presente invención, un material de espuma tiene "celda abierta" si por lo menos un 80% de las celdas en la estructura de espuma que tienen un tamaño de por lo menos 1 µm están en comunicación de fluido con por lo menos otra celda adyacente. Además de tener celdas abiertas, las espumas poliméricas preferidas son suficientemente hidrofílicas para permitir que la espuma absorba fluidos acuosos en las cantidades especificadas más adelante. Las superficies internas de las estructuras de espuma se hacen hidrofílicas a través de agentes tensioactivos de hidrofilización residuales y/o sales dejadas en la estructura de espuma después de la polimerización, o a través de procedimientos de tratamiento de espuma de post-polimerización seleccionados, como se describe más adelante. Las espumas absorbentes, hidrofílicas de la presente invención tendrán por lo menos una región particularmente adecuada para la adquisición/distribución de los fluidos del cuerpo, y por lo menos una región particularmente adecuada para el almacenamiento de fluidos del cuerpo. Las solicitudes de E.U.A. copendientes Nos. 08/370,695, presentada el 10 de Enero de 1995 por Stone y otros (Caso 5544) y 08/520,793, presentada el 30 de Agosto de 1995 por DesMarais (Caso 5807), describen propiedades de espuma particularmente adecuadas para la adquisición/distribución de fluido. La solicitud de E.U.A. copendiente No. 08/563,866, presentada el 29 de Noviembre de 1995 por DesMarais et al. (Caso 5541 C) describen propiedades de espumas particularmente adecuadas para el almacenamiento de fluido. Las descripciones de cada una de estas solicitudes se incorporan aquí por referencia. Los expertos en la técnica reconocerán que las propiedades descritas en estas solicitudes copendientes fácilmente pueden ser provistas en las regiones de las espumas de la presente invención, según se desee, Además, las escalas preferidas para las varias propiedades de espuma descritas en estas solicitudes copendientes son aplicables a ciertas espumas hidrofílicas de la presente. El grado al cual las espumas poliméricas preferidas de la presente invención son "hidrofílicas" puede ser cuantificado por el valor de "tensión de adhesión" exhibido cuando está en contacto con un líquido de prueba absorbible. La tensión de adhesión exhibida por estas espumas puede ser determinada experimentalmente utilizando un procedimiento en donde el consumo de peso de una líquido de prueba, por ejemplo, orina sintética, es medido para una muestra de dimensiones y de área de superficie específica de succión capilar conocidas. Dicho procedimiento se describe con detalle en la sección de MÉTODOS DE PRUEBA de la patente de E.U.A. No. 5,387,207 (Dyer et al.) expedida el 7 de Febrero de 1995, la cual se incorpora por referencia. Las espumas que son útiles como absorbentes en la presente invención son generalmente aquellas que exhiben un valor de tensión de adhesión de aproximadamente 15 a aproximadamente 65 dinas/cm, muy preferiblemente de aproximadamente 20 a aproximadamente 65 dinas/cm, según determinado por la absorción capilar de orina sintética que tiene una tensión de superficie de 65+ dinas/cm. Después de la compresión, y/o secado térmico/ deshidratación al vacío a un grado practicable, estas espumas poliméricas pueden tener agua residual que incluye tanto agua de hidratación asociada con la sal hidroscópica, hidratada incorporada en la misma, así como agua libre absorbida dentro de la espuma.

Para que las espumas de la presente invención sean flexibles para su uso pretendido, por lo menos una región continua de la espuma debe exhibir una temperatura de transición de vidrio apropiada (Tg). La Tg representa el punto medio de la transición entre los estados vitreo y de hule del polímero. En general, las espumas que tienen una Tg mayor que la temperatura de uso pueden ser muy fuertes pero también serán muy rígidas y potencialmente susceptibles a la fractura. Preferiblemente, las regiones de las espumas de la presente invención, las cuales exhiben o una Tg relativamente alta o una característica quebradiza excesiva, serán discontinuas. Ya que las regiones discontinuas también en general exhibirán una alta resistencia, pueden ser preparadas a densidades más bajas son comprometer la resistencia total de la espuma de material compuesto. Las espumas pretendidas para aplicaciones que requieren flexibilidad deben contener por lo menos una región continua que tenga una Tg lo más baja posible, siempre que toda la espuma tenga una resistencia aceptable a temperaturas de uso. Preferiblemente, la Tg de esta región será menor que aproximadamente 30°C para espumas utilizadas a condiciones a aproximadamente temperatura ambiente, muy preferiblemente menor que aproximadamente 20°C. Para espumas utilizadas en aplicaciones en donde la temperatura de uso es mayor o menor que la temperatura ambiente, la Tg de la región continua debe ser no más de 10°C mayor que la temperatura de uso, preferiblemente la misma como la temperatura de uso, y muy preferiblemente alrededor de 10°C menor que la temperatura de uso, en donde se desea flexibilidad. Por consiguiente, los monómeros son seleccionados para que proporcionen lo más posible homopolímeros correspondiente que tengan una Tg más baja. Se ha encontrado que la longitud de cadena del grupo alquilo en los comonómeros de acrilato y metacrilato puede ser mayor que la que podría ser predicha a partir de la Tg de la serie de homopolímero homólogo. Específicamente, se ha encontrado que la serie homologa de homopolímeros de acrilato o metacrilato de alquilo tenga una Tg mínima a una longitud de cadena de 8 átomos de carbono. En contraste, la Tg mínima de los copolímeros de la presente invención ocurre a una longitud de cadena de aproximadamente 12 átomos de carbono. (Ya que los monómeros de estireno substituidos con alquilo pueden ser utilizados en lugar de los acrilatos y metacrilatos de alquilo, su disponibilidad es, en la actualidad, extremadamente limitada). Una gráfica de módulo contra temperatura para estas espumas sobre una escala de temperatura, incluyendo la transición de vidrio, puede ser reveladora. La forma de esta curva cerca de la Tg del polímero de las regiones continuas de la espuma puede mostrar una transición aguda o gradual como una función de la temperatura. Esta forma es particularmente relevante, en donde la temperatura de uso (usualmente temperatura ambiente o del cuerpo) del polímero está en o cerca de la Tg. Por ejemplo, una región de transición de vidrio a hule más amplia puede significar una transición incompleta a temperaturas de uso. Típicamente, una amplia transición que es incompleta a la temperatura de uso indica que el polímero evidenciará una mayor rigidez y será menos elástico. Inversamente, si la transición es aguda y completa a la temperatura de uso, entonces el polímero exhibirá una recuperación más rápida a partir de la compresión cuando se humedece con fluidos acuosos. Por consiguiente, se desea controlar la Tg y la respiración de la región de transición del polímero para obtener las propiedades mecánicas deseadas. (La Tg y la anchura de la región de transición se derivan de la curva de tangente de pérdida contra temperatura a partir de una medición de análisis mecánico dinámico (DMA), como se describe en la sección de Métodos de Prueba, que se presenta más adelante). En una modalidad de la presente invención, el polímero de las regiones discontinuas de la espuma puede tener Tgs mayores que las temperaturas ambiente o de uso. Esto eficientemente desarrolla a la deflexión por compresión a tal grado que dichos segmentos son incorporados dentro de la matriz continua del material con una Tg menor.

Generalmente, el material con una Tg alta tendrá una Tg de aproximadamente 30°C a aproximadamente 95°C, de preferencia de aproximadamente 35°C a aproximadamente 75°C, y muy preferiblemente de 40°C a 60°C, aproximadamente. Para usos que no están a la o cerca de la temperatura ambiente, la Tg de esta fase de preferencia es aproximadamente 10°C mayor que la temperatura de uso. El límite superior es importante para el paso de deshidratación descrito más adelante. En principio, se pueden emplear regiones discontinuas con una Tg mayor, si la deshidratación se obtiene a través de otras técnicas (o con agua presurizada >100°C). Sin embargo, el efecto sobre la resistencia de otros incrementos en la Tg no se lleva a cabo para aplicaciones a temperatura ambiente, debido a la forma de la curva del módulo como una función de la temperatura, la cual generalmente se ha nivelado (en general) a aproximadamente 50°C por arriba o por debajo de la Tg real.

B. Presiones Capilares v Fuerzas Dentro de la Estructura de Espuma Ciertas espumas de la presente invención tienen algunas o todas sus regiones que permanecerán en el estado aplastado después del procesamiento. Para dichas regiones, las presiones capilares desarrollaron fuerzas por lo menos iguales ejercidas por la recuperación elástica o módulo del polímero comprimido en la región. En otras palabras, la presión capilar necesaria para mantener la región aplastada relativamente delgada es determinada por la fuerza contrarrestada ejercida por la espuma polimérica comprimida ya que trata de "saltar hacia atrás". La tendencia de recuperación elástica de las espumas poliméricas puede ser estimada a partir de experimentos de tensiones-deformaciones, en donde la espuma expandida es comprimida a aproximadamente 1/6 (17%) de su espesor original, expandido y después se mantiene en este estado comprimido hasta que se mide un valor de tensión relajada. Alternativamente, y para los propósitos de la presente invención, el valor de tensión relajada es estimado a partir de mediciones en la región de la espuma polimérica en su estado aplastado cuando se pone en contacto con fluidos acuosos, por ejemplo, agua. Este valor de tensión relajada alternativo para una región de espuma dada de aquí en adelante se conoce como la "presión de expansión" de la región. La presión de expansión para regiones poliméricas aplastadas de las espumas de la presente invención es de aproximadamente 30 kiloPascales (kPa) o menos y típicamente alrededor de 7 a 20 kPa.

Una descripción detallada de un procedimiento para estimar la presión de expansión de la espuma se establece en la sección de MÉTODOS DE PRUEBA de la patente de E.U.A. No. 5,387,207 (Dyer et al.), expedida el 7 de Febrero de 1995, la cual se incorpora aquí por referencia. Para los propósitos de la presente invención, se ha encontrado que el área de superficie específica por volumen de espuma es particularmente útil para definir empíricamente estructuras de espuma, o regiones de las mismas, que permanecerán en un estado aplastado. Ver patente de E.U.A. No. 5,387,207 (Dyer et al.), expedida el 7 de Febrero de 1995, en donde el área específica por volumen de espuma se discute con detalle. El "área de superficie específica por volumen de espuma" se refiere al área de superficie específica de succión capilar de la región de espuma veces la densidad de la espuma en el estado expandido. Este valor área de superficie específica por volumen de espuma se caracteriza como "empírico" ya que se deriva de, (a) el área de superficie específica de succión capilar que es medida durante el humedecimiento de la estructura de espuma seca, y (b) la densidad de la estructura de espuma expandida después de humedecer a saturación, en lugar de a través de la medición directa de la estructura de espuma aplastada, seca. La tendencia de una espuma polimérica o región de espuma dada a permanecer en el estado aplastado es una función del área de superficie específica por valores de volumen de la espuma y el módulo de la espuma polimérica o región de espuma. Preferiblemente, las espumas poliméricas de acuerdo con la presente invención que tienen una o más regiones con un área de superficie específica por valores de volumen de espuma de por lo menos aproximadamente 0.025 m2/cc, de preferencia por lo menos aproximadamente 0.05 m /cc, y muy preferiblemente por lo menos alrededor de 0.07 m2/cc, se ha encontrado que empíricamente permanecen en un estado aplastado con respecto a la región (a menos que el módulo de polímero de esa espuma o región sea mayor que el típicamente encontrado útil en muchas aplicaciones). Estas regiones particularmente serán adecuadas para regiones que proveerán almacenamiento de fluido (Ver patente de E.U.A. No. 08/563,866, discutida anteriormente, y patente de E.U.A. No. 5,387,207). Para regiones que proveerán adquisición/distribución de fluido, estas regiones de preferencia tendrán un área de superficie específica por volumen de hasta aproximadamente 0.06 m2/cc, de preferencia de aproximadamente 0.0075 a aproximadamente 0.06 m2/cc, preferiblemente alrededor de 0.0075 a 0.034 m /cc, muy preferiblemente alrededor de 0.008 a 0.02 m2/cc. (Ver solicitud de patente de E.U.A. No. 08/520,793, discutida anteriormente). El "área de superficie específica de succión capilar" es, en general, una medida del área de superficie accesible al líquido de prueba de la red polimérica formando una espuma particular por masa unitaria del material de espuma a granel (material estructural de polímero más material residual sólido). El área de superficie específica de succión capilar es determinada tanto por las dimensiones de las unidades celulares en la espuma como sus regiones, y por la densidad del polímero, y de esta manera es una forma de cuantificar la cantidad total de la superficie sólida provista por la red de espuma a tal grado que dicha superficie participa en la absorbencia. C. Capacidad Absorbente Libre Otra propiedad importante de ciertas espumas absorbentes de la presente invención es su capacidad absorbente libre. La "capacidad absorbente libre" es la cantidad total del fluido de prueba (el cual puede ser orina sintética, agua, menstruación, o un solvente orgánico), que una muestra de espuma dad absorberá en su estructura celular por masa unitaria de material sólido en la muestra. Para ser especialmente útiles en artículos absorbentes para absorber fluidos, las espumas absorbentes de la presente invención deben tener una capacidad absorbente libre de agregado con orina sintética de aproximadamente a aproximadamente 200 ml, de preferencia de aproximadamente 40 a aproximadamente 120 ml de orina sintética por gramo de material de espuma seca. El procedimiento para determinar la capacidad absorbente libre de la espuma se describe en la sección de MÉTODOS DE PRUEBA de la patente de E.U.A. No. 5,387,207 (Dyer et al.) expedida el 7 de Febrero de 1995. Ya que estas escalas preferidas son capacidades para los materiales compuestos totales de espuma, ciertas espumas de la presente invención pueden comprender regiones distintas que pueden diferir de las capacidades absorbentes libres que resultan de las diferencias de densidad discutidas anteriormente. Cualquier muestra medida debe exhibir la misma relación de volumen de las distintas regiones como una pieza más grande de la espuma para derivar una capacidad medida representativa. Alternativamente, la capacidad de absorbencia libre puede ser medida en segmentos homogéneos de las espumas y después se puede utilizar un cálculo promedio en volumen para determinar el valor agregado.

D. Resistencia a la Deflexión por Compresión Un aspecto mecánico importante de las espumas absorbentes de la presente invención es su resistencia según determinada por su resistencia a la deflexión por compresión (RTCD). La RTCD exhibida por las espumas de la presente, es una función del módulo de polímero, así como la densidad y estructura de la red de espuma. El módulo de polímero es, a su vez, determinado por: a) la composición del polímero; b) las condiciones bajo las cuales se polimerizó la espuma (por ejemplo, la integridad de polimerización obtenida, específicamente con respecto al entrelazamiento); c) el grado al cual se plastifica el polímero mediante el material residual, v. gr., emulsificantes, dejados en la estructura de espuma después del procesamiento. La RTCD es típicamente medida sobre toda la espuma (denominada en la presente como "RTCD de agregado"), aún cuando regiones distintas puedan tener valores distintos, los cuales pueden ser medidos en forma separada. Una espuma que tenga regiones con distintas diferencias en densidad y/o módulo de polímero exhibirá propiedades de RTCD, las cuales también son una función de la geometría de aquellas regiones. Por ejemplo, cuando se forma un patrón en tiras orientado ortogonalmente a la carga, la carga será resistida por las regiones más fuertes de la espuma (densidad más alta y/o módulo más alto), las regiones de espuma más débiles ofreciendo poca o ninguna resistencia efectiva. Una espuma en donde las regiones más fuertes están dispersadas como segmentos en partículas dentro de un "mar" de espuma más débil, más flexible, resistirá la compresión solamente en las regiones más débiles hasta que se compacten lo suficiente para que el volumen de partículas más fuertes empiecen a ponerse en contacto y contribuyan a la resistencia. Para ser útiles en muchas aplicaciones (tales como espumas absorbentes en artículos absorbentes tales como pañales), ciertas espumas de la presente invención deben ser adecuadamente resistentes a la deformación o compresión a través de fuerzas encontradas durante el uso, cuando dichos materiales absorbentes sean acoplados en la absorción y retención de fluidos. Las espumas que no poseen una resistencia de espuma suficiente en términos de RTCD pueden ser capaces de adquirir y almacenar cantidades aceptables de fluido del cuerpo bajo condiciones sin carga, pero fácilmente dejarán a dicho fluido bajo las tensiones de compresión causadas por el movimiento y actividad del usuario de los artículos absorbentes que contienen la espuma. La RTCD es obviamente también relevante en usos de estas espumas en algunas aplicaciones no absorbentes. La RTCD exhibida por las espumas poliméricas de la presente invención, puede ser cuantificada determinando la cantidad de tensión producida en una muestra de espuma mantenida bajo cierta presión de confinamiento durante un período específico. Un método para llevar a cabo este tipo particular de prueba se describe en la sección de MÉTODOS DE PRUEBA de la patente de E.U.A. 5,387,207 (Dyer et al.) expedida el 7 de Febrero de 1995. Las espumas útiles como absorbentes son aquellas que exhiben una RTCD, de manera que una presión de confinamiento de 5.1 kPa produce una tensión típicamente alrededor de 80% o menos de compresión de la estructura de espuma cuando se haya saturado a su capacidad absorbente libre con orina sintética teniendo una tensión de superficie de 65±5 dinas/cm. Preferiblemente, la tensión producida bajo tales condiciones estará en la escala de aproximadamente 2 a aproximadamente 80%, de preferencia de 4 a 50%, aproximadamente y muy preferiblemente alrededor de 6 a 20%. La RTCD de las espumas de la presente invención, las cuales no son absorbentes o no pretenden ser utilizadas en productos absorbentes puede ser apropiadamente medida en el estado seco.

Un experto en la técnica apreciará que la orientación, geometría, y fracción de volumen de las distintas regiones ejercerán un efecto significativo sobre los valores de RTCD medidos debido a cualquier anisotropía inducida.

E. Otras Propiedades de la Espuma Polimérica Las celdas de la espuma, y especialmente las celdas que se forman polimerizando un monómero que contiene una fase de aceite que rodea las gotas de fase de agua relativamente libres de monómero, frecuentemente tendrán una forma substancialmente esférica. El tamaño o el "diámetro" de dichas celdas esféricas es un parámetro comúnmente utilizado para caracterizar espumas en general. Similarmente, el diámetro de los agujeros que conectan las celdas es utilizado para caracterizar dichas espumas. Ya que las celdas y agujeros entre las celdas en una muestra dada de espuma polimérica no necesariamente serán aproximadamente del mismo tamaño, por lo general se especificará un tamaño de celda medio, es decir, diámetro de celda medio, y/o un tamaño de agujero medio. Para las espumas de la presente invención, cada región puede poseer un tamaño de celda medio diferente y/o un tamaño de agujero diferente. Cada región también puede poseer una distribución diferente con respecto a esa media, por ejemplo, una región puede contener celdas de diámetro medio de 130 µm (o un diámetro de agujero medio de aproximadamente 26 µm) con un 90% de todas las celdas que se pueden definir estando entre aproximadamente 80 µm y 180 µm (y agujeros entre aproximadamente 16 y 36 µm), mientras la región distinta puede contener celdas de diámetro medio de 50 µm (o un diámetro de agujero medio de aproximadamente 10 µm) con 90% de todas las celdas que se pueden definir estando entre aproximadamente 20 µ y 80 µm (y agujeros de entre aproximadamente 16 y 36 µm). Las curvas de distribución de las dos regiones pueden traslapar a través de las medias serán absolutamente distintas. Un número de técnicas están disponibles para determinar el tamaño de celda promedio y el tamaño de agujero promedio de espumas. Sin embargo, la técnica más útil para determinar el tamaño de celda y el tamaño de agujero en espumas implica una simple medición con base en la fotomicrografía electrónica de exploración de una muestra de espuma. La Figura 1 , por ejemplo, muestra una estructura de espuma de HIPE de acuerdo con la presente invención en su estado expandido. Superimpuesta sobre la fotomicrografía está una escala representando una dimensión de 100 µm. Dicha escala puede ser utilizada para determinar el tamaño de celda promedio vía un procedimiento de análisis de imagen, o a través de aproximación visual simple y promedio. Las mediciones de tamaño de celda y de agujero, dadas en la presente, se basan en el tamaño de celda promedio en número y el tamaño de agujero promedio en número en su estado expandido, por ejemplo, como se muestra en la Figura 1. Las espumas preferidas de la presente invención tendrán una o más regiones adecuadas para la adquisición de un fluido que tenga un diámetro de celda medio de aproximadamente 20 a aproximadamente 200 µm, de preferencia alrededor de 50 a 190 µm, y muy preferiblemente de 80 a 180 µm, aproximadamente; y un tamaño de agujero medio de aproximadamente 5 a aproximadamente 45 µm, de preferencia de aproximadamente 8 a aproximadamente 40 µm, y muy preferiblemente alrededor de 20 a 35 µm. Estas espumas tienen una o más regiones de almacenamiento de fluido que tienen un diámetro de celda medio no mayor que 50 µm, de preferencia de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 µm; y un tamaño de agujero medio no mayor que aproximadamente 10 µm, de preferencia de aproximadamente 1 a aproximadamente 7 µm. La "densidad de espuma" (es decir, en gramos por centímetro cúbico de volumen de espuma en aire) se especifica en la presente en una base seca. La densidad de espuma de las espumas de la presente es típicamente medida sobre toda la espuma aún cuando las distintas regiones puedan tener distintos valores, que pueden ser medido en forma separada. La densidad de agregado de una espuma que tienen dos o más regiones distintas del polímero con diferentes densidades podría simplemente ser la densidad promediada en volumen de cada área. Típicamente, la densidad de agregado variará de entre aproximadamente 0.04 g/cc y 0.01 g/cc, mientras las densidades de las distintas regiones pueden variar más ampliamente. Específicamente, las regiones, en donde están presentes segmentos muy duros pero de baja densidad, típicamente estarán entre aproximadamente 0.02 y 0.005 g/cc. Las regiones de espuma más flexible típicamente estarán de entre aproximadamente 0.05 y 0.02 g/cc. Como un ejemplo, una espuma de la presente invención puede comprender 30% de su volumen como una espuma fuerte quebradiza teniendo una densidad de 0.01 g/cc y 70% de su volumen una espuma flexible teniendo una densidad de 0.03 g/cc. La densidad de agregado calculada de esta espuma podría ser de aproximadamente 0.24 g/cc. El procedimiento para medir la densidad de espuma de agregado se describe en la patente de E.U.A. 5,387,207 (Dyer et al.) expedida el 7 de Febrero de 1995. La cantidad de materiales residuales solubles en agua absorbidos, por ejemplo, sales residuales y líquido dejado en la espuma, por ejemplo, después de la polimerización, lavado y/o hidrofilización de HIPE, es descuidada al calcular y expresar la densidad de la espuma. Sin embargo, la densidad incluye otros materiales residuales insolubles en agua tales como emulsificantes presentes en la espuma polimerizada. Dichos materiales residuales pueden contribuir significativamente a la masa del material de espuma. Las espumas absorbentes preferidas en general exhibirán características de manejo de fluido acuoso y absorbencia especialmente útiles y deseables. Las características de manejo y absorbancia de fluido que son más relevantes para las espumas absorbentes y sus regiones son: A) la velocidad de impregnación vertical del fluido a través de la estructura de espuma o regiones de la estructura de espuma; B) la capacidad absorbente de la espuma o sus regiones a alturas de impregnación de referencia específicas; C) la habilidad de una región de las estructuras de espuma absorbentes para drenar (dividir) el fluido desde otra región; y D) la habilidad de las estructuras de espuma absorbente para drenar (dividir) el fluido de las estructuras absorbentes de competencia con las cuales la espuma puede estar en contacto. La impregnación vertical, es decir, la impregnación de fluido en una dirección opuesta de la fuerza gravitacional, es un atributo de funcionamiento especialmente deseable para las espumas absorbentes de la presente. Estas espumas frecuentemente serán utilizadas en artículos absorbentes en una manera tal que dicho fluido que será absorbido debe ser movido dentro del artículo de una posición relativamente más baja a una posición relativamente más alta dentro del núcleo absorbente del artículo. Ya que la rápida impregnación tiende a ser contraria teniendo una alta presión capilar de fluido, las espumas con regiones distintas que tienen cada propiedad incrementada al máximo pueden ser preferidas. Por consiguiente, la habilidad de regiones específicas dentro de estas espumas para impregnar el fluido rápidamente contra las fuerzas gravitacionales es particularmente relevante para su funcionamiento como componentes absorbentes en artículos absorbentes. La impregnación vertical se determina midiendo el tiempo que toma un líquido de prueba de color (por ejemplo, orina sintética) en un depósito para impregnar a una distancia vertical de 5 cm a través de una tira de prueba de espuma de tamaño específico.

El procedimiento de impregnación vertical se describe con más detalle en la sección de MÉTODOS DE PRUEBA de la patente de E.U.A. No. 5,387,207 (Dyer et al.) expedida el 7 de Febrero de 1995 (incorporada aquí por referencia), pero se realiza a 31 °C en lugar de 37°C. Para ser especialmente útil en artículos absorbentes para absorber orina, por lo menos ciertas regiones distintas de los absorbentes de espuma de la presente invención preferiblemente impregnarán orina sintética (65±5 dinas/cm)a una altura de 5 cm en no más de aproximadamente 30 minutos. Muy preferiblemente, las regiones distintas de los absorbentes de espuma preferidos de la presente invención impregnan orina sintética a una altura de 5 cm en no más de aproximadamente 5 minutos. La prueba de capacidad absorbente de impregnación vertical mide la cantidad de fluido de prueba por gramo de espuma absorbente que es mantenido en cada 2.54 cm de la sección vertical de la misma muestra de espuma de tamaño normal utilizada en la prueba de impregnación vertical. Dicha determinación generalmente se hace después de que la muestra ha podido impregnar verticalmente el fluido de prueba a equilibrio (por ejemplo, después de alrededor de 18 horas). Como la prueba de impregnación vertical, la prueba de capacidad absorbente de impregnación vertical se describe con mayor detalle en la sección de MÉTODOS DE PRUEBA de la patente de E.U.A. No. 5,387,207 (Dyer et al.) expedida el 7 de Febrero de 1995, la cual se incorpora aquí por referencia. Otra propiedad importante de las espumas absorbentes útiles de acuerdo con la presente invención es su presión de absorción capilar. La presión de absorción capilar se refiere a la habilidad de la espuma a impregnar el fluido en forma vertical. [Ver, P. K. Chatterjee y H. V. Nguyen en "Absobency", Textile Science and Technology, Vol. 7; P. K. Chatterjee, Ed.; Elsevier: Amsterdam, 1985, Capítulo 2]. Para los propósitos de la presente invención, la presión de absorción capilar de interés es la cabeza hidrostática a la cual la carga de fluido impregnado verticalmente es de 50% de la capacidad absorbente libre bajo condiciones de equilibrio a 31 °C. La cabeza hidrostática esta representada por una columna de fluido (por ejemplo, orina sintética) de altura h. Para ser especialmente útil en los artículos absorbentes para absorber fluidos acuosos, por lo menos ciertas regiones de las espumas absorbentes preferidas de la presente invención generalmente tendrán una presión de absorción capilar de por lo menos aproximadamente 10 cm. (Las espumas de la presente invención típicamente tienen presiones de absorción de aproximadamente 18 a aproximadamente 45 cm). Ya que no es experimentalmente conveniente medir una presión de absorción capilar de agregado con las espumas heterogéneas de esta invención, en donde la heterogeneidad se refiere al tamaño de celda o área de superficie de hidrofilicidad, estas propiedades son medidas sobre espumas homogéneas preparadas en forma idéntica a las regiones distintas de las espumas heterogéneas. Puede ser altamente deseable, por ejemplo, tener una espuma como se ilustra en la Figura 13, en donde las regiones externas (42 y 44) comprenden regiones distintas, en donde la presión de absorción capilar es de 30 cm y la región central (46) tiene una presión de absorción capilar de aproximadamente 10 cm. Esto provee una estructura capaz de la rápida adquisición en el área central y subsecuente movimiento de fluido de esa área a través de la acción capilar a las áreas externas.

II. Preparación de Espumas Poliméricas a partir de HIPEs teniendo Relaciones de Aqua a Aceite Relativamente Altas A. En General Las espumas poliméricas de acuerdo con la presente invención pueden ser preparadas mediante la polimerización de ciertas emulsiones de agua en aceite que tienen una relación relativamente alta de fase de agua a fase de aceite comúnmente conocida en la técnica como "HIPEs". Los materiales de espuma poliméricos, los cuales resultan de la polimerización de tales emulsiones, son denominados de aquí en adelante como "espumas de HIPE". La descripción con respecto a los materiales de partida, condiciones de procesamiento, etc., para la preparación de las espumas de la presente invención puede referirse a una emulsión. Sin embargo, se entiende que las espumas de la presente invención pueden ser formadas a partir de por lo menos dos de dichas HIPEs, siempre que las HIPEs difieran lo suficiente para proveer las regiones distintas de las espumas de la presente. Cuando se utilizan dos o más emulsiones distintas, cada emulsión comprenderá los materiales discutidos más adelante, en las escalas indicadas, pero obviamente diferirán con el fin de ser distintos. Las cantidades relativas de las fases de agua y de aceite utilizadas para formar las HIPEs son, entre otros muchos parámetros, importantes para determinar las propiedades estructurales, mecánicas y de rendimiento de las espumas poliméricas resultantes. En particular, la relación de agua a aceite en la emulsión respectiva puede influenciar la densidad, el tamaño de celda y el área de superficie específica de succión capilar de las regiones correspondientes de la espuma y dimensiones de los puntales que forman la espuma. Las emulsiones para preparar las espumas de HIPE de esta invención generalmente tendrán una relación de volumen a peso de fase de agua a fase de aceite en la escala de aproximadamente 20:1 a aproximadamente 150:1, de preferencia de aproximadamente 30:1 a aproximadamente 75:1, y muy preferiblemente de aproximadamente 40:1 a aproximadamente 65:1. La preparación general de espumas de HIPE se describe con detalle en la patente de E.U.A. No. 5,387,207 (Dyer et al.) expedida el 7 de Febrero de 1995. 1. Componentes de Fase de Aceite La fase de aceite continua de la HIPE comprende monómeros que son polimerizados para formar la estructura de espuma sólida. Este componente de monómero es formulado para ser capaz de formar un copolímero que tenga una Tg de aproximadamente 35°C o menos o aproximadamente 95°C o menos, dependiendo en que fase distinta se va a formar en aquellas modalidades en donde las regiones que tienen diferentes Tgs, se desee. Cuando se desean dichas diferencias, típicamente, la región con una Tg baja tendrá una Tg de aproximadamente 0°C a aproximadamente 30°C y la región con una Tg alta tendrá una Tg de aproximadamente 35°C a aproximadamente 95°C. (El método para determinar la Tg mediante Análisis Mecánico Dinámico (DMA) se describe más adelante en la sección de Métodos de Prueba). Este componente de monómero incluye: (a) por lo menos un monómero funcional cuyo polímero amorfo atáctico tiene una Tg de aproximadamente 25°C o menos (ver Brandup, J., Immergut, E. H., "Polymer Handbook", 2o. edición, Wiley-lnterscience, Nueva York, NY, 1975, 111-139); (b) por lo menos un comonómero monofuncional para mejorar la rigidez o la resistencia a la ruptura de la espuma; (c) un primer agente entrelazador polifuncional; y (d) opcionalmente un segundo agente entrelazador polifuncional. La selección de tipos particulares y cantidades de monómeros y comonómeros monofuncionales y agentes entrelazadores polifuncionales puede ser importante para la realización de las espumas absorbentes de HIPE, que tienen la combinación deseada de propiedades de estructura, mecánicas, y de manejo de fluido, las cuales hacen que estos materiales sean adecuados para utilizarse en la presente invención. El componente de monómero comprende uno o más monómeros que tienden a impartir propiedades de tipo de hule a la estructura de espuma polimérica resultante.

Dichos monómeros pueden producir polímeros amorfos atácticos de peso molecular alto (mayor que 10,000), teniendo una Tg de aproximadamente 25°C o menos. Los monómeros de este tipo incluyen, por ejemplo, los alquilacrilatos (C4-C14) tales como acrilato de butilo, acrilato de hexilo, acrilato de octilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de nonilo, acrilato de decilo, (lauril) acrilato de dodecilo, acrilato de isodecilo, acrilato de tetradecilo, acrilatos de arilo y acrilatos de alcarilo tales como acrilato de bencilo, acrilato de nonilfenilo, los alquilmetacrilatos (C6-C16) tales como metacrilato de hexilo, metacrilato de octilo, metacrilato de nonilo, metacrilato de decilo, metacrilato de isodecilo, (lauril) metacrilato de dodecilo, metacrilato de tetradecilo, acrilamidas tales como N-octadecilacrilamida, alquil estírenos (C4-C12) tales como p-n-octilestireno, isopreno, butadieno, 1 ,3-pentadieno, 1 ,3,7-octatrieno, ß-mirceno, y combinaciones de tales monómeros. De estos monómeros, los muy preferidos son acrilato de isodecilo, acrilato de dodecilo, y acrilato de 2-etilhexilo. Los monómeros monofuncionales en general comprenderán de 20 a aproximadamente 70%, muy preferiblemente de 40 a 65%, aproximadamente, en peso del componente de monómero. El componente de monómero utilizado en la fase de aceite de las HIPEs también comprende uno o más comonómeros monofuncionales capaces de impartir rigidez aproximadamente equivalente a aquella provista por estireno a la estructura de espuma polimérica resultante. Las regiones de espuma más rígidas exhiben la capacidad de deformarse substancialmente sin falla. Estos tipos de comonómero monofuncional pueden incluir comonómeros a base de estireno (v. gr., estireno y etil estireno), u otros tipos de monómeros tales como metacrilato de metilo, en donde homopolímero relacionado es conocido por su rigidez ilustrativa. El comonómero monofuncional preferido de este tipo es un monómero a base de estireno, los monómeros muy preferidos de este tipo siendo estireno y etil estireno. El comonómero monofuncional "de rigidez" normalmente comprenderá alrededor de 10 a 50%, de preferencia de 15% a 30%, muy preferiblemente de 18% a 22%, aproximadamente, en peso del componente de monómero. En ciertos casos, el comonómero de "rigidez" también puede impartir las propiedades deseadas de tipo de hule al polímero resultante. Los alquil estírenos de C4-C12, y en particular p-n-octil-estireno, son ejemplos de tales comonómeros. Para dichos comonómeros, la cantidad de estos que puede ser incluida en el componente de monómero será aquella del monómero típico y comonómero combinado. El componente de monómero también contiene un primer agente entrelazador polifuncional (y opcionalmente un segundo agente. Como con los monómeros y comonómeros monofuncionales, la selección del tipo y cantidad particulares del agente entrelazador es muy importante para la realización final de las espumas poliméricas preferidas que tengan la combinación deseada de propiedades estructurales, mecánicas, y de manejo de fluido. El primer agente entrelazador polifuncional puede ser seleccionado de una amplia variedad de comonómeros que contienen 2 o más grupos vinílicos activados, tales como divinilbencenos, trivinilbencenos, diviniltoluenos, divinilxilenos, divinilnaftalenos, divinilalquilbencenos, divinilfenantrenos, divinilbifenilos, divinil-difenilmetanos, divinilbencilos, éteres divinilfenílicos, sulfuros de divinildifenilo, divinilfuranos, sulfuro de divinilo, divinilsulfona, y mezclas de los mismos. El divinilbenceno está típicamente disponible como una mezcla con etil estireno en proporciones de alrededor de 55:45. Estas proporciones pueden ser modificadas con el fin de enriquecer la fase de aceite con uno o el otro componente. En general, es ventajoso enriquecer la mezcla con el componente de etil estireno, mientras se reduce simultáneamente la cantidad de estireno en la mezcla de monómero. La relación preferida de divinilbenceno a etil estireno es de aproximadamente 30:70 y 55:45, muy preferiblemente de 35:65 a 45:55, aproximadamente. La inclusión de niveles más altos de etil estireno imparte la rigidez requerida sin incrementar la Tg del copolímero resultante al grado que el estireno lo hace. Este primer agente entrelazador en general puede ser incluido en la fase de aceite de la HIPE en una cantidad de aproximadamente 5% a aproximadamente 50%, de preferencia de alrededor de 12% a 35%, y muy preferiblemente de 12% a 25%, aproximadamente, en peso del componente de monómero (calculado en una base de 100% para la porción activa del reticulador in una mezcla). El segundo agente entrelazador opcional se puede seleccionar de acrilatos polifuncionales, metacrilatos, acrilamidas, metacrilamidas y mezclas de los mismos. Estos incluyen di-, tri-, y tetra-acrilatos, así como di-, tri-, y tetra-metacrilatos, di-, tri-, y tetra-acrilamidas, así como di-, tri-, y tetra-metacrilamidas; y mezclas de estos agentes entrelazadores. Los agentes entrelazadores de acrilato y metacrilato adecuados pueden derivarse de dioles, trioles y tetraoles que incluyen 1,10-decanodiol, 1 ,8-octanodiol, 1,6-hexanodiol, 1 ,4-butanodiol, 1,3-butanodiol, 1 ,4-but-2-enodiol, glicol etilénico, glicol dietilénico, trimetilolpropano, pentaeritritol, hidroquinona, catecol, resorcinol, glicol trietilénico, glicol polietilénico, sorbitol, y similares. (Los agentes entrelazadores de acrilamida y metacrilamida pueden derivarse de las diaminas, triaminas, y tetraminas equivalentes). Los dioles preferidos tienen por lo menos 2, de preferencia por lo menos 4, y muy preferiblemente 6 átomos de carbono. Este segundo agente entrelazador generalmente puede ser incluido en la fase de aceite de la HIPE en una cantidad de 0 a aproximadamente 15%, de preferencia de 7 a aproximadamente 13%, en peso del componente de monómero.

Sin estar ligado por teoría, se cree que este segundo agente entrelazador genera una estructura más homogéneamente entrelazada que desarrolla resistencia más eficientemente que el utilizar ya sea el primer o el segundo entrelazador sólo a niveles comparables. El segundo entrelazador también tiene el efecto de ampliar la región de transición de vidrio a hule. Esta región de transición más amplia puede ser diseñada para satisfacer los requerimientos de resistencia, elasticidad, y/o absorción de energía a temperaturas de uso controlando la cantidad relativa de los dos tipos de entrelazador utilizados. De esta manera, una espuma que contenga solamente el primer tipo de reticulador exhibirá una región de transición relativamente estrecha que puede ser útil si se desea una elasticidad más alta y si la Tg está cerca de la temperatura de uso final. Esto es particularmente útil en aplicaciones de absorción de sonido, en donde la espuma absorberá la energía de vibración de sonido o mecánica alrededor de una frecuencia óptima a una temperatura dada dependiendo de la forma y máximo en esta transición. El incremento de la cantidad del segundo entrelazador sirve para ampliar la región de transición, aún si la misma temperatura de transición real no ha cambiado. La porción principal de la base de aceite de las HIPEs comprenderá los monómeros, comonómeros y agentes entrelazadores antes mencionados. Es esencial que estos monómeros, comonómeros y agentes entrelazadores sean substancialmente insolubles en agua, con el fin de que sean principalmente solubles en la fase de aceite y no en la fase de agua. El uso de dichos monómeros substancialmente insolubles en agua asegura que se obtendrán HIPEs de características y estabilidad apropiadas. Claro que, es altamente preferido que los monómeros, comonómeros y agentes entrelazadores utilizados en la presente sean del tipo tal que la espuma polimérica resultante sea adecuadamente no tóxica y apropiada y químicamente estable. Estos monómeros, comonómeros y agentes entrelazadores preferiblemente deben tener poca o ninguna toxicidad si están presentes a concentraciones residuales muy bajas, durante el procesamiento y/o uso de la espuma postpolimerización. Otro componente esencial de la fase de aceite de los HIPEs es un componente emulsificante que comprende un emulsificante primario. Los emulsificantes primarios adecuados son aquellos que: (1) son solubles en la fase de aceite de la HIPE; (2) proveen una tensión interfacial de fase de aceite/fase de agua (IFT) de aproximadamente 0.06 a aproximadamente 5 dinas/cm, de preferencia de 0.1 a 3 dinas/cm; (3) proveen una concentración crítica de agregado (CAC) de aproximadamente 5% en peso o menos, de preferencia aproximadamente 3% en peso o menos; (4) forman HIPEs que son suficientemente estables contra la coalescencia a los tamaños de caída relevantes y las condiciones de procedimiento relevantes (v. gr., temperaturas de formación y polimerización de HIPE); y (5) deseablemente tienen una alta concentración de componentes "interfacial mente activos" capaces de reducir la tensión interfacial entre las fases de aceite y de agua de la HIPE. Aunque no pretende estar ligado por teoría, se cree que la concentración de componentes interfacialmente activos necesita ser suficientemente alta para proveer por lo menos una cubierta aproximadamente de monocapa a las gotas de fase de aceite interna a los tamaños preferidos de gota, relaciones de agua: aceite, y niveles de emulsificante. Típicamente, estos emulsificantes primarios: (6) tienen temperaturas de fusión y/o de transición de fase cristalina de sólido a líquido de aproximadamente 30°C o menos; (7) son dispersables en agua; y (8) son substancialmente insolubles en agua o por lo menos no se dividen apreciablemente en la fase de agua bajo las condiciones de uso. Se prefiere que el emulsificante primario provea una capacidad de humectación suficiente cuando se extiende sobre la superficie hidrofóbica (v. gr., la espuma polimérica), de manera que el ángulo de contacto de avance para la orina sintética es menor que (preferible y substancialmente menor que 90°. (El método para medir IFT y CAC se describe en la sección de Métodos de Prueba más adelante). Estos emulsificantes primarios también preferiblemente hidrofilizan la espuma polimérica resultante. Estos emulsificantes primarios típicamente contienen por lo menos alrededor de 40%, de preferencia por lo menos 50%, muy preferiblemente por lo menos alrededor de 70%, de componentes emulsificantes seleccionados de monoésteres diglicerólicos de ácidos grasos de C16-C22 insaturados, lineales, monoésteres diglicerólicos de ácidos grasos de C16-C24 ramificados, éteres monoalifáticos diglicerólicos de alcoholes de C16-C24 ramificados, ácidos grasos de C^-C^ lineales insaturados, o ácidos grasos de C12-C14 lineales saturados, tales como monooleato de diglicerol (es decir, monoésteres de diglicerol de ácidos grasos de C18:1), monomiristato de diglicerol, monoisoestearato de diglicerol y monoésteres de diglicerol de ácidos grasos de coco; monoésteres de sorbitán de ácidos grasos de C16-C24 ramificados, ácidos grasos de C16-C22 insaturados, lineales, y ácidos grasos de £ -Q lineales saturados, tales como monooleato de sorbitán, monomiristato de sorbitán y monoésteres de sorbitán derivados de ácidos grasos de coco; esteres monoalifáticos de diglicerol de alcoholes de C16-C24, alcoholes de C16-C 22 lineales, insaturados y alcoholes de C, -C4 , y mezclas de los mismos. Los emulsificantes primarios preferidos incluyen monooleato de glicerol (v. gr., preferiblemente mayor que alrededor de 40%, de preferencia mayor que alrededor de 50%, y muy preferiblemente mayor que aproximadamente 70% de monooleato de glicerol) y monooleato de sorbitán (v. gr., preferiblemente mayor que 40%, preferiblemente mayor que alrededor de 50%, y muy preferiblemente mayor que aproximadamente 70% de monooleato de sorbitán), y monoisoestearato de glicerol (v. gr., de preferencia mayor que aproximadamente 40%, preferiblemente mayor que alrededor de 50%, y muy preferiblemente mayor que aproximadamente 70% de monoisoestearato de glicerol). Los monoésteres de glicerol de ácidos grasos lineales, insaturados y ramificados útiles como emulsificantes en la presente invención pueden ser preparados esterificando diglicerol con ácidos grasos, utilizando procedimientos bien conocidos en la técnica. Véase, por ejemplo, el método para preparar esteres poliglicerólicos, descrito en la patente de los Estados Unidos de América 5,387,207 (Dyer et al.) expedida el 7 de Febrero de 1995, la cual se incorpora aquí por referencia. El diglicerol puede ser obtenido comercialmente o puede ser separado de poligliceroles que tienen un alto contenido de diglicerol. Los ácidos grasos lineales saturados, insaturados, lineales y ramificados pueden ser comercialmente obtenidos. El producto de éster compuesto de la reacción de esterificación puede ser fraccionalmente destilado bajo vacío una o más veces para producir fracciones de destilación que tienen un alto contenido de monoésteres diglicerólicos. También, se pueden preparar éteres monoalifáticos diglicerólicos saturados lineales, insaturados lineales, o ramificados, y su composición se determina utilizando procedimientos bien conocidos en la técnica. Véase también patente de los Estados Unidos de América 5,500,451 , expedida el 19 de Marzo de 1996 por Goldman et al., la cual se incorpora aquí por referencia. Los monoésteres de sorbitán de ácidos grasos insaturados lineales y ramificados pueden ser obtenidos comercialmente o preparados utilizando métodos bien conocidos en la técnica. Véase, por ejemplo, patente de los Estados Unidos de América 4,103, 047 (Zaki y otros), expedida el 25 de julio de 1978 (incorporada aquí por referencia), especialmente columna 4, línea 32 a columna 5, línea 13. El producto de éster de sorbitán compuesto puede ser fraccionalmente destilado bajo vacío para producir composiciones que tengan un alto contenido de monoésteres de sorbitán. Las composiciones de éster de sorbitán pueden ser determinadas a través de métodos bien conocidos en la técnica, tales como cromatografía de penetración en gel de molécula pequeña. Véase solicitud de los Estados Unidos de América serie No. 08/514,346, la cual describe el uso de este método para éteres alifáticos poliglicerólicos.

Además de estos emulsificantes primarios, los emulsificantes secundarios pueden ser opcionalmente incluidos en el componente emulsificante. Estos emulsificantes secundarios son por lo menos co-solubles con el emulsificante primario en la fase de aceite, y pueden ser incluidos para: (1) incrementar la estabilidad de la HIPE contra coalescencia de las gotas de agua dispersada, especialmente a relaciones superiores de agua a aceite y a temperaturas deformación y polimerización de HIPE superiores, (2) modificar la IFT entre las fases de aceite y agua para estar dentro de la escala de aproximadamente 0.06 a aproximadamente 5 dinas/cm, (3) reducir la CAC del componente emulsificante, o (4) incrementar la concentración de componentes interfacialmente activos. Los emulsificantes secundarios adecuados pueden ser de tipos zwiteriónicos, incluyendo las fosfatidil colinas y composiciones que contienen fosfatidil colina tales como las lecitinas y las betaínas alifáticas tales como lauril betaína; catiónicos, incluyendo sales de amonio cuaternario dialifáticas de C12-C22 de cadena larga, dialifáticas de p -p de cadena corta, tales como cloruro de disebo dimetil amonio, cloruro de bistridecil dimetil amonio, y metiisulfato de disebo dimetil amonio, las sales de amonio cuaternario de dialcoil (alquenoil)-2-hidroxietil de C12-C22 de cadena larga, dialifática de C,-C4 de cadena corta, tales como cloruro de diseboil-2-hidroxietil dimetil amonio, las sales de amonio cuaternario de imidazolino dialifáticas de C12-C22 de cadena larga, tales como metiisulfato de metil-1 -seboamido etil-2-sebo imidazolino y metil sulfato de metil-1 -oleilamido etil-2-oleil imidazolino, las sales de amonio cuaternario de bencilo dialifáticas de C1-C4 de cadena corta, monoalifáticas de C12-C22 de cadena larga, tales como cloruro de dimetil estearil bencil amonio y cloruro de dimetil sebo bencil amonio, las sales de amonio cuaternario de dialcoil(alquenoil)-2-aminoetil de C12-C22, monoalifáticas de C- C4 de cadena corta, monohidroxialifáticas de p -Q de cadena corta, tales como metil sulfato de diseboil-2-aminoetil metil-2-hidoxipropil amonio y metil sulfato de dioleoil-2-aminoetil metil-2-hidroxietil amonio; tipos aniónicos que incluyen los esteres dialifáticos de ácido sulfosuccínico de sodio tales como el éster dioctílico de ácido sulfosuccínico de sodio y el éster bistridecílico de ácido sulfosuccínico de sodio, las sales de amina de ácido dodecilbencen sulfónico; y mezclas de estos emulsificantes secundarios. Estos emulsificantes secundarios pueden ser obtenidos comercialmente o preparados utilizando métodos conocidos en la técnica. Los emulsificantes secundarios preferidos son metiisulfato de disebo dimetil amonio y metilcloruro de disebo dimetil amonio. Cuando estos emulsificantes secundarios opcionales son incluidos en el componente emulsificante, están en una relación en peso de emulsificante primario a secundario de aproximadamente 50:1 a aproximadamente 1 :4, preferiblemente de 30:1 a 2:1 , aproximadamente. La fase de aceite utilizada para formar las HIPEs comprende de aproximadamente 85 a aproximadamente 98% en peso del componente de monómero y de aproximadamente 2 a aproximadamente 15% en peso del componente emulsificante. De preferencia, la fase de aceite comprenderá de aproximadamente 90 a aproximadamente 97% en peso de un componente de monómero y de aproximadamente 3 a aproximadamente 10% en peso del componente emulsificante. La fase de aceite también puede contener otros componentes opcionales. Uno de tales componentes opcionales es un iniciador de polimerización soluble en aceite del tipo general bien conocido por aquellos expertos en la técnica, tal como se describe en la patente de los Estados Unidos de América 5,290,820 (Bass y otros), expedida el 1o. de marzo de 1994, la cual se incorpora aquí por referencia. Un componente opcional preferido es un antioxidante tal como un Estabilizador de Luz de Amina Impedida (HALS) tal como sebacato de bis-(1 ,2,2,5,5-pentametilpiperidinilo) (Tinuvin-765®) o un Estabilizador Fenólico Impedido (HPS) tal como Irganox® y t-butilhidroxiquinona. Otro componente opcional es un plastificante tal como azelato de dioctilo, sebacato de dioctilo o adipato de dioctilo. Otros componentes opcionales incluyen llenadores, colorantes, agentes fluorescentes, agentes opacadores, agentes de transferencia de cadena, y similares.

Ciertos de estos componentes pueden ser incorporados selectivamente dentro de una fase de aceite o la otra, en donde dos fases de aceite se utilizan para formar la HIPE heterogénea y subsecuente espuma como se describe más adelante. 2. Componentes de Fase de Aqua La fase interna de agua discontinua de la HIPE es generalmente una solución acuosa que contiene uno o más componentes disueltos. Un componente esencial disuelto de la fase de agua es un electrolito soluble en agua. El electrolito disuelto reduce al mínimo la tendencia de los monómeros, comonómeros y entrelazadores que son principalmente solubles en aceite, a disolverse también en la fase de agua. Esto, a la vez, se cree que reduce al mínimo el grado al cual el material polimérico llena las ventanas de celda en las superficies colindantes de aceite/agua formadas por las gotas de la fase de agua durante la polimerización. Así, la presencia del electrolito y la resistencia iónica resultante de la fase de agua se cree que determina si está y a que grado las espumas poliméricas preferidas resultantes pueden ser de celda abierta. Cualquier electrolito capaz de impartir resistencia iónica a la fase de agua puede ser utilizado. Los electrolitos preferidos son sales mono-, di- o trivalentes orgánicas, tales como los halogenuros solubles en agua, por ejemplo, cloruros, nitratos y sulfatos de metales alcalinos o metales alcalinotérreos. Los ejemplos incluyen cloruro de sodio, cloruro de calcio, sulfato de sodio y sulfato de magnesio. El cloruro de calcio es el más preferido para utilizarse en la presente invención. Generalmente, el electrolito será utilizado en la fase de agua de las HIPEs en una concentración en la escala de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 20% en peso de la fase de agua. Muy preferiblemente, el electrolito comprenderá de aproximadamente 1 a aproximadamente 20% en peso de la fase de agua, y muy preferiblemente alrededor de 2 a 5% en peso de la fase de agua.

Las HIPEs también contendrán un iniciador de polimerización. Dicho componente iniciador generalmente se añade a la fase de agua de las HIPEs y puede ser cualquier iniciador radical libre, soluble en agua, convencional. Estos incluyen compuestos de peroxígeno tales como persulfatos de sodio, de potasio y de amonio, peróxido de hidrógeno, ácido peroxiacético, peracetato de sodio, monopersulfato de potasio, percarbonato de sodio y similares. También se pueden utilizar sistemas convencionales de iniciador redox. Tales sistemas se forman combinando los compuestos de peroxígeno anteriores con agentes de reducción tales como bisulfito de sodio, ácido L-ascórbico o sales ferrosas. El iniciador puede estar presente en una cantidad de hasta 20% molar basado en el total de moles de monómeros polimerizables presentes en la fase de aceite. Muy preferiblemente, el iniciador está presente en una cantidad de aproximadamente 0.001 a aproximadamente 10% molar basado en el total de moles de los monómeros polimerizables en la fase de aceite. 3. Agentes Tensioactivos de Hidrofilización v Sales Hidratables El polímero que forma la estructura de espuma de HIPE preferiblemente estará substancialmente libre de grupos funcionales polares. Esto significa que la espuma polimérica tendrá un carácter relativamente hidrofóbico. Estas espumas hidrofóbicas pueden encontrar utilidad cuando se desee la absorción de fluidos hidrofóbicos, o cuando se desee la resistencia del agua (por ejemplo, en aplicaciones de filtración o de aislamiento de sonido, por ejemplo). Los usos de esta clase incluyen aquellos en donde un componente oleoso se mezcla con agua y se desea separar y aislar el componente oleoso, tal como en el caso de derrames de aceite marino. Cuando estas espumas se van a utilizar como absorbentes para fluidos acuosos tales como derrames de jugo, leche, sangre, y orina, generalmente requieren de un tratamiento adicional para hacer a la espuma relativamente más hidrofílica. Esto puede lograrse tratando la espuma de HIPE con un agente tensioactivo de hidrofilización, en la forma descrita más adelante. Estos agentes tensioactivos de hidrofilización pueden ser cualquier material que mejore la capacidad de humectación de agua de la superficie de espuma polimérica.

Estos son bien conocidos en la técnica, e incluyen una variedad de agentes tensioactivos, de preferencia del tipo no iónico. Generalmente, estarán en forma líquida, y se disolverán o dispersarán en una solución de hidrofilización que es aplicada a la superficie de espuma de HIPE. De esta manera, los agentes tensioactivos de hidrofilización pueden ser absorbidos por las espumas de HIPE preferidas en cantidades adecuadas para que sus superficies se hagan substancialmente hidrofílicas, pero sin dañar substancialmente las características de flexibilidad y de deflexión por compresión deseadas de la espuma. Tales agentes tensioactivos pueden incluir todos aquellos previamente descritos para utilizarse como el emulsificante de fase de aceite para HIPE, tal como monooleato de glicerol, monooleato de sorbitán y monoisoestearato de diglicerol. Dichos agentes tensioactivos de hidrofilización pueden ser incorporados a la espuma durante la formación de la HIPE y la polimerización, o pueden ser incorporados a través del tratamiento de la espuma polimérica con una solución o suspensión del agente tensioactivo en un vehículo o solvente adecuado. En espumas preferidas, el agente tensioactivo de hidrofilización es incorporado de manera que cantidades residuales del agente, que permanecen en la estructura de espuma, están en la escala de aproximadamente 0.5% a aproximadamente 10%, de preferencia de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 6% en peso de la espuma. Otro material que se incorpora típicamente a la estructura de espuma de HIPE es una sal inorgánica soluble en agua, hidratable, y preferiblemente higroscópica o delicuescente. Tales sales incluyen, por ejemplo, sales de metal alcalinotérreo toxicológicamente aceptables. Las sales de este tipo y su uso con agentes tensioactivos solubles en aceite como el agente tensioactivo de hidrofilización de espuma, se describe con mayor detalle en la patente de los Estados Unidos de América 5,352,711 (DesMarais), expedida el 4 de octubre de 1994, la descripción de la cual se incorpora aquí por referencia. Las sales preferidas de este tipo incluyen los halogenuros de calcio tales como cloruro de calcio que, como se observó previamente, también puede ser empleado como el electrolito de fase de agua en la HIPE. Las sales inorgánicas hidratables pueden ser incorporadas tratando las espumas con soluciones acuosas de tales sales. Estas soluciones de sal generalmente pueden ser utilizadas para tratar las espumas después del término del o como parte del procedimiento de remoción de la fase de agua residual de las espumas justamente polimerizadas. El tratamiento de espumas con dichas soluciones preferiblemente deposita sales inorgánicas hidratables tales como cloruro de calcio en cantidades residuales de por lo menos 0.01% en peso de la espuma, y típicamente en la escala de alrededor de 0.01 a 12%, preferiblemente alrededor de 0.01 a 5% en peso de la espuma. El tratamiento de estas espumas y relativamente hidrofóbicas con agentes tensioactivos de hidrofilización (con o sin sales hidratables) típicamente se llevará a cabo al grado necesario para impartir un carácter hidrofílico adecuado a la espuma. Por ejemplo, las espumas pueden ser lavadas en una solución de 0.5% de Pegosperse 200 ML y 0.05% de cloruro de calcio para producir una espuma completamente humectable. Algunas espumas de HIPE preferidas, sin embargo, son adecuadamente hidrofílicas al prepararse, y pueden tener incorporadas a las mismas cantidades suficientes de sales hidratables, requiriendo así de ningún tratamiento adicional con agentes tensioactivos de hidrofilización o sales hidratables. En particular, tales espumas de HIPE preferidas incluyen aquellas en donde ciertos emulsificantes de fase de aceite, previamente descritos, y cloruro de calcio, son utilizados en la HIPE. En aquellos casos, la espuma polimérica será adecuadamente hidrofílica, e incluirá líquido de fase de agua residual conteniendo o depositando cantidades suficientes de cloruro para hacer que la espuma sea hidrofílica, aún después de que las espumas poliméricas han sido deshidratadas a un agrado practicable.

B. Condiciones de Procesamiento para Obtener Espumas Heterogéneas de HIPE La preparación de la espuma típicamente implica los pasos de: 1) formar dos emulsiones de fase interna alta distintas; y 2) ya sea (a) combinar las dos emulsiones antes de la polimerización de cualquier emulsión y después polimerizar la fase de aceite de ambas emulsiones simultáneamente, o (b) parcial o completamente polimerizar la fase de aceite de una de las emulsiones, combinando el polímero resultante con la otra emulsión, seguido por la polimerización de la segunda emulsión y la primera emulsión, si se combinan cuando están parcialmente curadas. Alternativamente, la preparación de la espuma puede comprender: 1) formar una emulsión individual y rítmica y continuamente variar condiciones tales como velocidad de esfuerzo cortante, temperatura de vaciado, etc.; y 2) polimerizar la emulsión resultante. En cualquier caso, los paso opcionales incluyen: 3) lavar la estructura de espuma polimérica sólida para remover la fase de agua residual original de la espuma y, si es necesario, tratar la espuma con un agente tensioactivo de hidrofilización y/o una sal hidratable para depositar cualquier agente tensioactivo de hidrofilización/sal hidratable, y 4) después deshidratar esta estructura de espuma polimérica. Los procedimientos generales para la formación de HIPE, curación de polímero, lavado de espuma y deshidratación de espuma se describen en la patente de E.U.A. 5,387,207 (Dyer et al.) expedida el 7 de Febrero de 1995 y la patente de E.U.A. 5,149,720 (DesMarais et al), expedida el 22 de Septiembre de 1992, las cuales se incorporan aquí por referencia. Aunque no se discute específicamente en la patente de E.U.A. 5,387,207, la temperatura de la solución de lavado acuosa puede ser importante. Generalmente se desea que ésta sea mayor que la Tg más alta de cualquier región distinta de la espuma. Ver también solicitud de E.U.A. copendiente Serie No. 08/370,694, presentada el 10 de Enero de 1995 por T. DesMarais (Caso No. 5543) (incorporada aquí por referencia), la cual describe un procedimiento continuo mejorado que tiene un lazo de recirculación para las HIPEs. El uso de dicho lazo de recirculación para preparar las espumas de la presente es principalmente útil cuando las emulsiones distintas son vaciadas de cabezas de mezclado distintas. ill. Usos de Espumas Poliméricas A. En General Las espumas poliméricas heterogéneas de acuerdo con la presente invención son ampliamente utilizadas en aplicaciones que implican disipación de energía (por ejemplo, aislamiento acústico y mecánico), aislamiento térmico (ver solicitud de patente de E.U.A. copendiente No. 08/472,447, presentada el 7 de Junio de 1995 por Dyer et al., y 08/484,727, presentada el 7 de Junio de 1995 por DesMarais et al., ambas incorporadas aquí por referencia), filtración y núcleos absorbentes en artículos absorbentes. Estas espumas también pueden ser empleadas como absorbedores de aceite de desperdicio ambiental; como componentes absorbentes en vendajes o vendas; para aplicar pintura a varias superficies; en cabezas de aljofifas para polvo; en cabezas de aljofifa en húmedo; en surtidores de fluido; en empaques; en zapatos como absorbedores de olor/humedad; en cojines; en guantes, y para otros muchos usos.

B. Artículos Absorbentes Las espumas poliméricas heterogéneas de la presente invención son particularmente útiles como por lo menos una porción de las estructuras absorbentes (v. gr., núcleos absorbentes) para varios artículos absorbentes. El uso del término "artículo absorbente" en la presente significa un producto del consumidor que es capaz de absorber cantidades significativas de orina, u otros fluidos (es decir, líquidos), como materia fecal acuosa (evacuaciones aceleradas), desechados por un usuario incontinente o usuario del artículo. Ejemplos de dichos artículos absorbentes incluyen pañales desechables, prendas de incontinencia, catameniales tales como tampones y toallas sanitarias, calzones entrenadores desechables, almohadillas nocturnas, y similares. Las estructuras de espuma absorbentes de la presente son particularmente adecuadas para utilizarse en artículos tales como pañales, toallas sanitarias, tampones, almohadillas o prendas de incontinencia, protectores de ropa, y similares. Las estructuras de artículos absorbentes representativos tales como pañales para bebés se describen con más detalle en la patente de E.U.A. 5,387,207 (Dyer et al.), expedida el 7 de Febrero de 1995. Los materiales y modalidades alternativos descritas en la misma son igualmente aplicables a la presente invención. Los núcleos absorbentes de capas múltiples también pueden hacerse de acuerdo con la Solicitud de patente de E.U.A. Serie No. 08/521 ,556 (Gary Dean Lavon et al.), presentada el 30 de Agosto de 1995 (Caso No. 5547R) (incorporada aquí por referencia), en donde la capa de almacenamiento/redistribución de fluido comprende una espuma absorbente de acuerdo con la presente invención. Un objeto de la presente invención es simplificar el número de capas discretas de espuma que deben ser utilizadas para formar estos materiales compuestos de capas múltiples. Por ejemplo, una espuma, como se muestra en la Figura 13, con un material de tipo de adquisición en la región 46 y un material de tipo de almacenamiento en las regiones 42 y 44, puede ser envuelto en forma de C para suministrar un diseño de capas múltiples a partir de una pieza individual de espuma heterogénea. Alternativamente, una espuma, como se muestra en la Figura 14, en donde las regiones 52 y 56 son de una anchura, microestructura y área de superficie por volumen adecuadas, para servir como un material de adquisición y las regiones 53, 54 y 55 son de una anchura, microestructura y área de superficie por volumen adecuadas para servir como un material de almacenamiento, se puede envolver en forma de S sobre un núcleo de almacenamiento producido de 5 capas a partir de una pieza individual de espuma heterogénea. En otra modalidad, un artículo que contiene una espuma heterogénea de la presente invención es una almohadilla catamenial representada en la Figura 10. Esta almohadilla catamenial 10 está construida de una lámina superior primaria previa 12, un núcleo absorbente que consiste de una capa de adquisición de fluido 14 opcional comúnmente denominada como una "lámina superior secundaria", un miembro absorbente de almacenamiento de fluido 16 hecho de una o más espumas poliméricas de acuerdo con la presente invención, una lámina de respaldo impermeable al fl ido 18. La lámina de respaldo 18 y la lámina superior 12 están colocadas adyacentes a la superficie de la prenda y la superficie del cuerpo, respectivamente, de la almohadilla 10 y de preferencia están unidas entre sí. Por ejemplo, la lámina de respaldo 18 y la lámina superior 12 pueden ser aseguradas entre sí a través de un adhesivo. La lámina de respaldo 18 es impermeable a los fluidos (por ejemplo, menstruación) y preferiblemente se fabrica a partir de una película de plástico delgada, aunque se pueden utilizar también otros materiales flexibles impermeables al fluido. Como se utiliza en la presente, el término "flexible" se refiere a materiales que son condescendientes y que fácilmente se conformarán a la configuración y contornos generales del cuerpo del ser humano. La lámina de respaldo 18 evita que los exudados absorbidos y contenidos en la estructura absorbente humedezcan los artículos que estén en contacto con la toalla sanitaria 10, tales como pantaletas, pijamas, y ropa interior. La lámina de respaldo 18 puede comprender un material tejido o no tejido, películas poliméricas tales como películas termoplásticas de polietileno o polipropileno, o materiales compuestos tales como un material no tejido revestido con película. Preferiblemente, la lámina de respaldo es una película de polietileno que tiene un espesor de aproximadamente 0.012 mm a aproximadamente 0.051 mm. Las películas ilustrativas de polietileno son fabricadas por Clopay Corporation de Cincinnati, Ohio, bajo la designación P18-0401 y por Ethyl Corporation, Visqueen División, de Terre Haute, Indiana, bajo la designación XP-39385. La lámina de respaldo es preferiblemente grabada y/o terminada en mate para proveer una apariencia más de tipo de ropa. Además, la lámina de respaldo 18 puede permitir que los vapores se escapen del núcleo absorbente (es decir, respirable) mientras sigue evitando que los fluidos del cuerpo pasen a través de la lámina de respaldo 18. La lámina superior 12 es condescendiente, de sensación suave y no irritante a la piel del usuario. Además, la lámina superior 12 es permeable al fluido permitiendo que los fluidos (por ejemplo, menstruación) penetren fácilmente a través de su espesor. Una lámina superior 12 adecuada puede ser fabricada a partir de una amplia variedad de materiales tales como materiales tejidos y no tejidos; materiales poliméricos tales como películas termoplásticas formadas con aberturas, películas de plástico con aberturas, y películas termoplásticas hidroformadas; espumas porosas; espumas reticuladas; películas termoplásticas reticuladas y cedazos termoplásticos. Los materiales tejidos y no tejidos adecuados pueden estar compuestos de fibras naturales (v. gr., fibras de madera y de algodón), fibras sintéticas (v. gr., fibras poliméricas tales como fibras de poliéster, polipropileno, o polietileno), o de una combinación de fibras naturales y sintéticas. Las láminas preferidas para utilizarse en la presente invención de la presente invención se seleccionan de láminas superiores no tejidas de alta esponjosidad y láminas superiores formadas con aberturas. Las películas formadas con aberturas son especialmente preferidas para la lámina superior, ya que son permeables a los exudados del cuerpo y no son absorbentes, y tienen una tendencia reducida para dejar que los fluidos pasen a través de y vuelvan a humedecer la piel del usuario. De esta manera, la superficie de la película formada que está en contacto con el cuerpo permanece seca, reduciendo así el manchado del cuerpo y creando una sensación más confortable para el usuario. Las películas formadas adecuadas se describen en la patente de los Estados Unidos de América 3,929,135 (Thompson), expedida el 30 de diciembre de 1975; patente de los Estados Unidos de América 4,324,246 (Mullane y otros), expedida el 13 de abril de 1982; patente de los Estados Unidos de América 4,342,314 (Radel y otros), expedida el 3 de agosto de 1982; patente de los Estados Unidos de América 4,463,045 (Ahr y otros), expedida el 31 de julio de 1984; y patente de los Estados Unidos de América 5,006,294 (Baird), expedida el 9 de abril de 1991; cada una de estas patentes se incorpora aquí por referencia. Las láminas superiores de película formadas con microaberturas, adecuadas, se describen en la patente de los Estados Unidos de América 4,609,518 (Curro y otros), expedida el 2 de septiembre de 1986, y la patente de los Estados Unidos de América 4,629,643 (Curro y otros), expedida el 16 de diciembre de 1986, las cuales se incorporan aquí por referencia. La lámina superior preferida para la presente invención es la película formada descrita en una o más de las patentes anteriores y vendida sobre toallas sanitarias por The Procter & Gamble Company de Cincinnati, Ohio como "DRI-WAVE". La superficie de cuerpo de la lámina superior de película formada puede ser hidrofílica con el fin de ayudar al líquido a transferirse a través de la lámina superior más rápido que si la superficie del cuerpo no fuera hidrofílica, con el fin de disminuir la probabilidad de que el fluido menstrual fluya fuera de la lámina superior en lugar de fluir hacia y ser absorbido por la estructura absorbente. En una modalidad preferida, el agente tensioactivo es incorporado a los materiales poliméricos de la lámina superior de película formada, tal como se describe en la solicitud de los Estados Unidos de América serie No. 07 794,745, "Absorbent Article Having a Nonwoven and Apertured Film Coversheet" (Artículo absorbente que tiene una lámina de cubierta de película no tejida y con aberturas), presentada el 19 de noviembre de 1991 por Aziz y otros, la cual se incorpora aquí por referencia. Alternativamente, la superficie de cuerpo de la lámina superior puede hacerse hidrofílica tratándola con un agente tensioactivo tal como se describe en la patente de los Estados Unidos de América 4,950,254, anteriormente citada, incorporada aquí por referencia. Durante uso, la almohadilla 10 puede ser mantenida en su lugar a través de cualquier soporte o dispositivo de unión (no mostrado) bien conocido para tales propósitos. Preferiblemente, la almohadilla 10 es colocada en la ropa interior o pantaletas del usuario y se asegura a la misma a través de un sujetador tal como un adhesivo. El adhesivo proporciona un medio para asegurar la almohadilla en la porción de entrepierna de las pantaletas. De esta manera, una porción o toda la superficie externa de la lámina de respaldo 18 es revestida con el adhesivo. Cualquier adhesivo o pegamento utilizado en la técnica para tales propósitos puede ser usado para el adhesivo de la presente, siendo preferidos los adhesivos sensibles a la presión. Antes de que la almohadilla 10 sea colocada para uso, el adhesivo sensible a la presión es típicamente cubierto con un forro de liberación removible con el fin de mantener al adhesivo de secarse o adherirse a una superficie distinta a la porción de entrepierna de las pantaletas antes de uso. En otra modalidad, un artículo que contiene una espuma heterogénea de la presente invención es un pañal desechable. Los pañales desechables que comprenden las estructuras de espuma absorbentes de la presente invención pueden hacerse utilizando técnicas de fabricación de pañales convencionales, pero reemplazando o suplementando la banda de fibra de pulpa de madera ("fieltro de aire") o absorbentes de núcleo celulósicos modificados típicamente utilizados en pañales convenciones con una o más estructuras de espuma de la presente invención. Las estructuras de espuma de la presente invención de esta manera pueden ser utilizadas en pañales en configuraciones de núcleo de capa individual o de capas múltiples, como se describió previamente. Una modalidad de pañal desechable representativa de la presente invención se ilustra en la Figura 11 de los dibujos. Dicho pañal incluye un núcleo absorbente 20, que comprende una capa de adquisición de fluido superior 21 opcional, y una capa de almacenamiento/redistribución de fluido subyacente 22, que comprende una estructura de espuma heterogénea absorbente de la presente invención. Una lámina superior 23 está superpuesta y es co-extensiva con una cara del núcleo, y una lámina de respaldo impermeable al líquido 24 está superpuesta y es co-extensiva con la cara del núcleo opuesta a la cara cubierta por la lámina superior. La lámina de respaldo muy preferiblemente tiene una anchura más grande que aquella del núcleo, proveyendo así las porciones marginales laterales de la lámina de respaldo, las cuales se extienden más allá del núcleo. El pañal preferiblemente es construido en una configuración de reloj de arena. Otro tipo de artículo absorbente, el cual puede utilizar las estructuras de espuma absorbente de la presente invención comprende productos de ajuste de forma tales como calzones entrenadores. Dichos artículos de ajuste de forma generalmente incluirán un substrato flexible, no tejido configurada a un chasis en la forma de pantaletas o calzones cortos. Una estructura de espuma absorbente de acuerdo con la presente invención después puede ser fijada en el área de entrepierna de dicho chasis con el fin de servir como un "núcleo" absorbente. Este núcleo absorbente frecuentemente será envuelto con una cubierta de gasa o cualquier otro material no tejido, permeable al líquido. Dicho núcleo envolvente de esta manera sirve como la "lámina superior" para el artículo absorbente de ajuste de forma.

El substrato flexible que forma el chasis del artículo de ajuste de forma puede comprender tela o papel u otro tipo de substrato no tejido o películas formadas y puede tener elástico o de otra manera ser estirable. Las bandas para las piernas o las bandas para la cintura de dichos artículos de calzones entrenadores pueden hacerse elásticos en una forma convencional para mejorar el ajuste del artículo. Dicho substrato generalmente se hará relativamente impermeable al líquido, o por lo menos no fácilmente permeable al líquido, tratando o revistiendo una superficie del mismo o laminado este substrato flexible con otro substrato relativamente impermeable al líquido para hacer así que todo el chasis sea relativamente impermeable al líquido. En este caso, el mismo chasis sirve como la "lámina de respaldo" para el artículo de ajuste de forma. Los productos de calzones entrenadores típicos de este tipo se describen en la patente de E.U.A. No. 4,619,649 (Roberst), expedida el 28 de Octubre de 1986, la cual se incorpora aquí por referencia. Un artículo de ajuste típico en la forma de un producto de calzón entrenador desechable se muestra en la figura 12 de los dibujos. Dicho producto comprende una capa externa 30 fijada a una capa de forro 31 a través de adhesión a lo largo de sus zonas periféricas. Por ejemplo, el forro interno 31 puede ser fijado a la capa externa 30 a lo largo de la periferia de un área de banda de pierna 32, a lo largo de la periferia de la otra área de banda de pierna 33, y a lo largo de la periferia del área de banda de cintura 34. Fijado al área de entrepierna del artículo está generalmente un núcleo absorbente rectangular 35 que comprende una estructura de espuma heterogénea absorbente de la presente invención.

C. Espumas de Material Compuesto Como se discutió anteriormente, existen numerosas posibilidades con respecto a la disposición de las regiones discretas dentro de una espuma de material compuesto dada. El experto en la técnica reconocerá que a la luz de las enseñanzas de la presente, la experimentación de rutina proveerá espumas que tengan varias cualidades, dependiendo del uso final deseado. Como tal, aunque cuatro modalidades de espuma representativas están ilustradas y se discuten en las Figuras 13, 14, 16 y 17/18, no se pretende que el alcance de la invención esté limitado a estas modalidades. Haciendo referencia a la Figura 13, se ilustra una espuma heterogénea 40 teniendo tiras de repetición. En particular, la pieza de espuma 40 tiene una región 46 de material de celdas relativamente grandes, colocada entre dos regiones 42 y 44, ambas de un material de celdas relativamente más pequeñas. Las regiones 42 y 44 pueden ser ya sea iguales, o pueden ser diferentes. Como se ilustra en forma rectangular, la pieza de espuma 40 es adecuada para usarse como un núcleo absorbente para un producto catamenial. La región de celdas relativamente grandes 46 permitirá la rápida adquisición y distribución del fluido desechado por el cuerpo, mientras que las regiones de celda pequeña 42 y 44 evitarán el derrame en los lados del producto. Las líneas arqueadas 47 y 48 representan regiones de corte que pueden ser preferidas cuando la pieza de espuma 40 es utilizado como un material de núcleo absorbente en un pañal. Alternativamente, o además, la región de adquisición/distribución 46 puede tener un área de superficie relativamente más baja por volumen que las regiones de almacenamiento 42 y 44. La espuma ilustrada en la Figura 14 es similar a aquella mostrada en la Figura 13, pero tiene cinco regiones distintas en lugar de tres. En una modalidad preferida, la región central 54 comprenderá un material con celdas relativamente grandes, el cual es adecuado para la rápida adquisición del fluido del cuerpo. Las regiones externas 52 y 56 preferiblemente comprenderán un material con celdas relativamente pequeñas, otra vez para evitar el derrame del fluido de los lados del producto correspondiente. Las regiones 53 y 55 ambas preferiblemente comprenderán un material que tenga tamaños de celda más pequeños que la región 54, pero más grandes que las regiones 52 y 56. Como un núcleo para una almohadilla de higiene femenina, las regiones externas 52 y 56 pueden tener tamaños de agujero más pequeños que 8 µm para evitar el paso de glóbulos rojos hacia los bordes externos del producto, que puede dar señal de impedir el derrame lateral y falla al consumidor. Dichas regiones absorberán el fluido de la menstruación sin hacer pasar glóbulos rojos y el color pretendido. La espuma ilustrada en las Figuras 17 y 18 es ilustrativa de una modalidad en donde las distintas regiones están en capas en la dirección z. La Figura 17 es una vista lateral de la espuma 70 teniendo la región superior 72 y la región inferior 74. La Figura 18 es una vista en perspectiva, otra vez mostrando la región superior 72 y la región inferior 74. Este tipo de espuma es particularmente adecuada como un material absorbente, tal como un pañal, en donde la región superior 72 es un material de adquisición, y la región inferior 74 es un material de almacenamiento. Una espuma que tiene regiones en capas en la dirección z puede ser formada vaciando una emulsión para formar la región 74 en un molde, y simultánea o secuencialmente añadir una segunda emulsión para formar la región 72. En una modalidad preferida, la región 72 tendrá un área de superficie específica más baja por volumen que la región 74, lo cual permitirá que la región 74 drene el fluido desde la región 72.

IV. Métodos de Prueba Muchos de los métodos de prueba utilizados requieren de una muestra más grande de material heterogéneo que el que puede estar presente en las espumas heterogéneas de la presente invención. La medición de las propiedades de las distintas regiones después debe ser obtenida haciendo una muestra de las distintas corrientes de emulsión, curándolas en forma idéntica, y utilizándolas para determinar las propiedades independientes específicas de las regiones heterogéneas de la espuma.

A. Análisis Mecánico Dinámico (DMA) Se utilizó el DMA para determinar las Tgs de los polímeros incluyendo las espumas poliméricas. Las muestras de las espumas se rebanaron en bloques con un espesor de 3-5 mm, y se lavaron 3-4 veces en agua destilada, expresando el fluido a través de rodillos prensadores entre cada lavado. Los bloques de espumas resultantes se dejaron secar al aire.

Las rebanadas de espuma seca se les aplicó un núcleo para producir cilindros con un diámetro de 25 mm. Estos cilindros se analizaron utilizando un equipo analizador mecánico dinámico Rheometrics RSA-II, en un modo de compresión utilizando placas paralelas con un diámetro de 25 mm. Los parámetros de instrumento utilizados fueron los siguientes: Paso de temperatura de aproximadamente 85°C a -40°C en pasos de 2.5°C Intervalos de remojo entre cambios de temperatura de 125-160 segundos Fijación de tensión dinámica de 0.1% a 1.0% (usualmente 0.7%) Fijación de frecuencia a 1.0 radianes/segundo Fijación de autotensión en el modo de fuerza dinámica de rastreo de fuerza estática con una fijación inicial de fuerza estática a 5 g. La temperatura de transición de vidrio se tomó como el punto máximo de la curva de tangente de pérdida contra temperatura. La Tg es apropiadamente medida sólo sobre una porción homogénea de la espuma heterogénea, o de una pieza respectiva de la espuma homogénea bajo las mismas condiciones como la región de la espuma heterogénea.

B. Resistencia a la Deflexión por Compresión (RTCD) La resistencia a la deflexión por compresión puede ser cuantificada midiendo la tensión (% de reducción en espesor) producida en una muestra de espuma, la cual ha sido saturada con orina sintética, después de que una presión de confinamiento de 5.7 kPa ha sido aplicada a la muestra como se describe en la sección de MÉTODOS DE PRUEBA de la patente de E.U.A. No. 5,387,207 (Dyer et al), expedida el 7 de Febrero de 1995. Las mediciones de la resistencia a la deflexión por compresión se hacen típicamente sobre la muestra concurrentemente con la medición de la Capacidad Libre absorbente, como se describió anteriormente.

C. Capacidad Absorbente Libre (FAC) La capacidad absorbente libre puede ser cuantificada midiendo la cantidad de orina sintética absorbida en una muestra de espuma, la cual ha sido saturada con orina sintética. Típicamente, las mediciones de capacidad absorbente libre se hacen en la misma muestra concurrentemente con la medición de la resistencia a la deflexión por compresión como se describe en la sección de MÉTODOS DE PRUEBA de la patente de E.U.A. No. 5,387,207 (Dyer et al), expedida el 7 de Febrero de 1995.

D. Método de Tensión Interfacial (IFT) (Caída de Giro) La tensión interfacial (IFT) se midió a 50°C a través del método de caída de giro descrito en la patente de los Estados Unidos de América 5,387,207 (Dyer y otros), expedida el 7 de febrero de 1995, (incorporada aquí por referencia), excepto que: (1) la mezcla de monómero utilizada para preparar la fase de aceite contiene estireno, divinilbenceno (55% de grado técnico), acrilato de 2-etilhexilo, y dimetacrilato de 1 ,4-butanodiol, en una relación en peso de 14:14:60:12; (2) la concentración del emulsificante en la fase de aceite es variada por la dilución de una concentración superior en general de aproximadamente 5-10% en peso por abajo de una concentración en donde la IFT se incrementa a un valor que es por lo menos aproximadamente 10 dinas/cm mayor que la IFT mínima, o aproximadamente 18 dinas/cm, cualquiera que sea es menor; (3) una línea suave trazada a través de una gráfica de IFT contra la concentración de emulsificante log, se utilizó para determinar la IFT mínima; (4) se determino la Concentración de Agregación Crítica (CAC) extrapolando la concentración baja, generalmente una porción lineal de la IFT contra la gráfica de concentración log (es decir, la porción de la curva típicamente utilizada para calcular el área de superficie por molécula en la superficie colindante, ver, por ejemplo, Surfactants and Interfacial Phenomena, Segunda Edición, Milton J. Rosen, 1989, págs. 64- 69) a una concentración más alta; la concentración de emulsificante en esta línea extrapolada, correspondiendo a la IFT mínima, se tomo como la CAC. Generalmente, se utilizó una concentración de emulsificante superior de aproximadamente 5-10% en peso. En forma deseable, la concentración de emulsificante superior utilizada, es por lo menos aproximadamente el doble (más deseablemente por lo menos aproximadamente 3 veces) de la CAC del emulsificante. Para emulsificantes que tienen una solubilidad en la fase de aceite a una temperatura ambiente menor que 5% en peso, el límite de concentración superior puede ser reducido siempre que esta concentración siga siendo por lo menos aproximadamente el doble de CAC del emulsificante a 50°C.

E. Presiones de Absorción Capilar Se generó una curva de isoterma de absorción capilar utilizando la prueba de Capacidad Absorbente de Efecto de Mecha Vertical, descrita en la sección de Métodos de Prueba de la patente de los Estados Unidos de América 5,387,207 (Dyer y otros),expedida el 7 de febrero de 1995, la cual se incorpora aquí por referencia, excepto que a 31 °C en lugar de 37°C. La curva es una gráfica de la capacidad absorbente de cada segmento como una función de la altura conducida por efecto de mecha, utilizando la distancia desde la parte superior del depósito de agua hacia el punto medio de cada segmento para la altura, h. La presión de absorción capilar se toma como la altura de la espuma que tiene una capacidad absorbente de la mitad de la capacidad absorbente libre de la espuma.

V. Ejemplos Específicos Estos ejemplos ilustran la preparación específica de espumas a partir de HIPEs de acuerdo con la presente invención.

EJEMPL0 1 Preparación de una Espuma Heterogénea a partir de Dos Corrientes de HIPE Preparación de HIPE: Se preparó una fase acuosa conteniendo los ingredientes mostrados en el Cuadro 1. Se prepararon dos fases orgánicas utilizando los ingredientes mostrados en los Cuadros 2 y 3. CUADRO 1 Composición de Fase Acuosa par HIPE CUADRO 2 Primera Composición de Fase Orgánica para HIPE Acrilato de 2-etilhexilo 2.900 g 58% Divinilbenceno* 2.520 g 42% Monooleato de diglicerol 360 g 6%** Tinuvin 765 30 g 0.5% Divinilbenceno en este cuadro y los siguientes es una mezcla especial que comprende 60% de etilestireno y 40% de divinilbenceno, a menos que se indique otra cosa. Nivel de adición de emulsificante y otros auxiliares a la fase de aceite son porcentajes de "adición": composición de monómero suma a 100%.

CUADRO 3 Segunda Composición de Fase Orgánica para HIPE Acrilato de 2-etilhexilo 2,400 g 40% Divinilbenceno 3,600 g 60% Monooleato de diglicerol 360 g 6%/** Tinuvin 765 30 g 0.5% (Tinuvin es sebacato de bis(1 ,2,2,5,5-pentametilpiperidinilo). Este emulsificante de monooleato de diglicerol se preparó siguiendo el procedimiento general para preparar esteres poliglicerólicos descritos en la patente de E.U.A. No. 5,387,207 (Dyer et al.), expedida el 7 de Febrero de 1995. Una composición de poliglicerol comprendiendo aproximadamente 97& o más de diglicerol y 3% o menos de triglicerol (Solvay Performance Chemicals; Greewich, Conn.) se esterificó con ácidos grasos teniendo una composición de ácido graso que comprende aproximadamente 71% de C18:1 , 4% de C18:2, 9% de C16:1 , 5% de C16:0 y 1 1 % de otros ácidos grasos (emersol-233LL, Emery/Henkel) en una relación en peso de poliglicero ácido graso de aproximadamente 60:40, utilizando hidróxido de sodio como un catalizador a aproximadamente 225°C bajo condiciones de agitación mecánica, aspersión de nitrógeno y vacío gradualmente en incremento, con subsecuente neutralización de ácido fosfórico, enfriamiento a aproximadamente 85°C y sedimentación para reducir el nivel de poligliceroles sin reacción. El producto de reacción de éster poliglicerólico primero se destiló fraccionalmente a través de dos tomas moleculares centrífugas CMS-15A conectadas en serie para reducir los niveles de poligliceroles sin reaccionar y después se volvió a destilar a través de las tomas para producir las fracciones de destilación con un alto contenido de monoésteres diglicerólicos. Las condiciones típicas para el paso de destilación final son una velocidad de alimentación de aproximadamente 6.81 kg/hr, un vació de desgasificador de aproximadamente 21-26 mieras, un vacío de campana de vidrio de aproximadamente 6-12 mieras, una temperatura de alimentación de aproximadamente 170°C, y una temperatura de residuo de aproximadamente 180°C. Las fracciones de destilación con un alto contenido de monoésteres diglicerólicos se combinaron, produciendo un producto de reacción (según determinado a través de cromatografía de fluido supercrítica) comprendiendo aproximadamente 50% de monooleato de diglicerol, 27% de otros monoésteres diglicerólicos, 20% de poligliceroles, y 3% de otros esteres poliglicerólicos. El emulsificante de monooleato de diglicerol resultante imparte un valor de tensión interfacial de fase de aceite/fase de agua de aproximadamente 1.0 dinas/cm y tiene una concentración de agregación crítica de aproximadamente 0.9% en peso. Después del mezclado, el producto de reacción se dejó sedimentar durante la noche. El sobrenadante se retiró y se utilizó en la fase de aceite como el emulsificante para formar la HIPE. (Se desechó aproximadamente 20 g de un residuo pegajoso). Se alimentaron corrientes separadas de dos fases de aceite (25°C) y una fase de agua dividida a un aparato de mezclado dinámico, separado, descrito con más detalle en la patente de E.U.A. No. 5,387,207 (Dyer et al.), expedida el 7 de Febrero de 1995. El mezclado apropiado de las corrientes combinadas separadas en el aparato de mezclado dinámico se logró a través de impulsores de pasador separados en cilindros de mezclado separados. Las HIPEs separadas se hicieron de dos fases de aceite descritas anteriormente y corrientes separadas de la fase de agua común (también como antes) y se suministraron a un recipiente, típicamente una tina de polipropileno redonda, con un diámetro de 43 cm y una altura de 10 cm, con un inserto concéntrico hecho de plástico Celcon, que se hizo girar por atrás de las boquillas de salida de las dos cámaras de mezclado. El inserto tiene un diámetro de 12.7 cm en su base y un diámetro de 12 cm en su parte superior y una altura de 17.14 cm. El recipiente se llenó a aproximadamente 1.27 cm desde arriba y el polímero se curó en un cuarto mantenido a 65°C durante hasta 18 horas. La geometría de este esquema de llenado específico dio como resultado capas secuenciales de HIPE de las dos boquillas siendo suministradas sobre la parte superior de cada una haciendo las tiras de espuma resultantes de una región integralmente combinadas con tiras de la segunda, etc., región(es). Cuando la viscosidad de HIPE es alta, se puede adaptar un dispositivo de extensión apropiadamente configurado a la boquilla de salida para asegurar un suministro uniforme de la HIPE hacia el recipiente. El número de tiras formadas es controlado a través de la velocidad de vaciado como una función de la velocidad de regreso de la tina de recepción y su volumen, con el fin de suministrar en forma controlada espumas que pueden ser cortadas para proveer materiales compuestos de espuma ilustrados en las Figuras 13 y 14, por ejemplo, El espesor relativo de cada tira es controlado a través de la velocidad relativa de suministro de HIPE desde cada boquilla de emulsión. En este ejemplo específico, la corriente de HIPE del Cuadro 2 es suministrada a 4.54 kg/min., con su impulsor de pasador dinámico operando a 1200 rpm y a una temperatura de vaciado de 54°C a una relación de agua:aceite de 50:1 utilizando el aparato de extensión triangular en la salida para asegurar una distribución uniforme a través de toda la anchura de la tina (Región A). La corriente de HIPE del Cuadro 3 es suministrada a 2.27 kg/min., con su impulsor de pasador dinámico operando a 400 fm y a una temperatura de vaciado de 66°C a una relación de agua: aceite de 100:1 (Región B). El resultado después de la polimerización, secado y división es una espuma que tiene rebanadas alternantes con las propiedades descritas en el Cuadro 4.

CUADRO 4 EJEMPLO 2 Mezclado de las HIPEs del Ejemplo 1 para Formar una Espuma Químicamente Heterogénea Las comentes de HIPE descritas en el Ejemplo 1 se suministraron al recipiente de recepción a la misma velocidad y se prepararon utilizando las mismas condiciones de temperatura y mezclado dinámico. Esto produce una espuma que tiene heterogeneidad de una naturaleza química, mientras tiene una morfología microcelular idéntica y relaciones de agua:aceite. En un ejemplo específico, ambas corrientes son mezcladas a una relación de agua a aceite de 50:1 utilizando el mezclador de pasador dinámico girando a 1200 rpm a una velocidad de suministro de 2.724 kg/min., a la tina girando a 2 rpm. Cuando se curó y se rebanó como se describe más adelante, esto produjo una espuma como se muestra en la Figura 14, en donde las diferentes regiones 40 y 42/44 tienen Tgs de 0°C y 70°C y densidades de 0.20 g/cc.

EJEMPLO 3 Mezclado de las HIPEs del Ejemplo 1 para Formar una Espuma Microestructu raímente Heterogénea Se suministraron dos corrientes de HIPE, como en el Ejemplo 1 , al recipiente de recepción utilizando diferentes condiciones de temperatura y mezclado dinámico. Esto produjo una espuma teniendo una heterogeneidad de una naturaleza química y morfología microcelular. La relación de agua:aceite es conservada en 50:1 para ambas corrientes de HIPE para conservar la misma densidad de la espuma. En el ejemplo más simple, las velocidad a las cuales cada HIPE se forma, son idénticas de manera que la relación de volumen relativa ocupada por las dos HIPEs químicamente diferentes será de 50:50. La diferencia composicional química entre las dos HIPEs resulta después de curar un polímero que tiene distintas regiones, en donde propiedades tales como Tg, rigidez, resistencia a la deflexión por compresión y similares, son diferentes, como en el Ejemplo 2. Además, las propiedades microestructurales, por ejemplo, tamaño de celda, de la región distinta en este caso, son diferentes. La HIPE que utiliza la fase de aceite del Cuadro 2 es producida como en el Ejemplo 1. La HIPE que utiliza la fase de aceite del Cuadro 3 es producida a una relación de agua a aceite de 50:1 utilizando el mezclador de pasador dinámico girando a 40 rpm a una velocidad de suministro de 1.362 kg/min., en la tina girando a 2 rpm. Al curarse y rebanarse como se describe más adelante, esto produce una espuma como se muestra en la Figura 13, en donde las diferentes regiones 46 y 42/44 tienen las propiedades mostradas en el Cuadro 5.

CUADRO 5 Son posibles numerosas variaciones, incluyendo una en donde las HIPEs así formadas son en composición idénticas, por ejemplo, cada HIPE separada se hace utilizando la fase de aceite del Cuadro 2, pero se forma bajo condiciones diferentes para proveer regiones dentro de la espuma resultante con una densidad y diámetros de celda diferentes, con la misma composición química y Tg total.

EJEMPLO 4 Formación de una Espuma Heterogénea a partir de una Corriente de HIPE Individual En este Ejemplo, se formó una HIPE individual utilizando la fase de aceite del Cuadro 2 en un aparato de mezclado individual. Durante el curso del llenado de la tina cilindrica, el esfuerzo cortante aplicado se varió con el tiempo. Durante las etapas iniciales del llenado, la velocidad del esfuerzo cortante es de 4300 seg'1, reduciéndose con el tiempo a 180 seg'Vminuto, de manera que la emulsión formada en cada rotación sucesiva de la tina se sometió a un esfuerzo cortante progresivamente menor. Al final del llenado, la velocidad del esfuerzo cortante se redujo a 1400 seg"1. (Ver solicitud de E.U.A. copendiente No. 08/520,793 (DesMarais, presentada el 30 de Agosto de 1995), para una discusión de las condiciones de procesamiento que afectan la velocidad del esfuerzo cortante). Esto da como resultado una espuma (después de la curación y rebanado) tal como se ilustra en la Figura 14, en donde las capas 52 a la 56 exhiben celdas progresivamente más grandes. La espuma de este ejemplo se ilustra adicionalmente en las fotomicrografías de las Figuras 1-8.

EJEMPLO 5 Formación de una Espuma Heterogénea a partir de una HIPE Individual En este Ejemplo, se produjo una HIPE a partir de la corriente de espuma en el Cuadro 3 a una relación de agua:aceite de 80:1 , una velocidad del mezclador dinámico de 400 rpm, a 2.724 kg/min. Esta HIPE se curó como antes. La espuma resultante se molió a piezas en partículas de espuma con un diámetro de aproximadamente 2 mm. Estas piezas de espuma aún saturadas con la fase acuosa se colocaron después en una tina con un diámetro de 43.18 cm como se describió en los Ejemplos 2-4, anteriores, aproximadamente la mitad de llenado del volumen de esa tina. Se produjo una segunda HIPE a partir de la fase de aceite del Cuadro 2 a una relación de agua:aceite de 40:1 , a una velocidad de mezclado dinámico de 400 fm, a 2,724 kg/min. Esto se suministró a la tina llena de la espuma de HIPE ya formada y mezclada manualmente. Esta mezcla después se curó como antes. La espuma resultante tiene la estructura ilustrada en la Figura 16, en donde las regiones separadas 64 comprenden la espuma con una Tg más alta, más fuerte, y de densidad más baja, y la región continua 62 comprende la espuma con la Tg más baja, más flexible, y de densidad más alta. La densidad del material compuesto es de 0.017 g/cc. La RTCD de esta espuma es más alta que la RTCD de una espuma homogénea hecha de la fase de aceite del Cuadro 2. Una tensión aplicada comprime la espuma hasta que los puntos duros de la región 64 quedaron substancialmente en contacto, en donde la compresión adicional fue resistida. La flexibilidad de esta espuma es mayor que la flexibilidad de una espuma homogénea hecha de la fase de aceite del Cuadro 3. La flexibilidad de la región continua 62 en donde los elementos de espuma rígida 64 flotan sin dañar la flexibilidad. Sorprendentemente, un examen microscópico de espumas así hechas no reveló ningún defecto estructural obvio en la superficie colindante entre la región 62 y las regiones 64. (Ver Figura 19, la cual es una fotomicrografía de tomada en la superficie colindante de la región 62 y por lo menos una región discreta 64). Los expertos en la técnica reconocerán esto, ya que no se observaron defectos estructurales obvios en la superficie colindante entre las regiones continuas y dispersadas, ciertos procedimientos descritos en la presente (particularmente este Ejemplo 5) pueden ser útiles para proveer una espuma homogénea hecha de cantidades variables de espuma de raspadura previamente formada. Es decir, las piezas de la espuma nombradas anteriormente podrían constituir una espuma polimerizada de raspadura, y podría ser combinada con una emulsión no polimerizada idéntica a aquella originalmente utilizada para formar la espuma de raspadura. Antes de la presente invención, dicho procedimiento no pudo ser considerado útil para proveer espumas homogéneas que incluyera un material de raspadura preformado. En una modalidad alternativa para formar una espuma heterogénea de la presente invención, se pueden combinar dos o más HIPEs con las partículas preformadas para proveer regiones continuas múltiples teniendo dispersados en las mismas elementos de espuma rígidos.

EJEMPLO 6 Se construyó un pañal de acuerdo con el Ejemplo 11 de la patente de E.U.A.

No. 5,387,207 (Dyer et al.), expedida el 7 de Febrero de 1995, utilizando como la capa de almacenamiento/ distribución absorbente una espuma heterogénea de cualquier de los Ejemplo 1 a 5, anteriores.

EJEMPLO 7 Almohadilla Catamenial Hecha con Espuma Heterogénea Se preparó una espuma esencialmente como se describió en el Ejemplo 3, teniendo espesores de las distintas regiones con base en los tamaños de celda, siendo de aproximadamente 3 cm. Las condiciones de cada región se muestran en el siguiente Cuadro CUADRO 6 Una pieza continua es rebanada a un espesor de 3 cm y una anchura de 9 cm.

La anchura es cortada con el fin de contener la región de tamaño de celda más grande a la mita unida sobre cada lado a través de una región de material con celdas de tamaño más pequeño. (En la práctica, las regiones de celda más pequeña pueden ser vaciadas a tal velocidad para hacer un espesor de 6 cm, de manera que las piezas pueden ser adecuadamente cortadas a partir de una lámina ancha de dicha espuma). La pieza continua es tomada sobre un rodillo y suministrada a la operación para hacer almohadillas, en donde es doblada en una forma de "C" doblando los segmentos externos de 3 cm bajo el segmento central de 3 cm. La espuma después se cortó a una longitud de 20 cm y se colocó en una almohadilla bajo una lámina superior y sobre la parte superior de una lámina de respaldo con una aplicación de adhesivo apropiado con el fin asegurarla dentro de la construcción. Esto provee una capa teniendo una adquisición de fluido más rápida sobre la parte superior de una capa que tiene una presión capilar mayor, que puede efectivamente drenar el fluido desde la capa superior como se describió en la solicitud de E.U.A. copendiente Serie No. 08/542,497, presentada el 13 de Octubre de 1995 por Dyer et al. (Caso No. 5546R), la cual se incorpora aquí por referencia, pero construida a partir de una lámina de un rodillo individual.

EJEMPLO 8 Tampón Hecho con Espuma Heterogénea Se construyó un tampón a partir de una espuma que se preparó esencialmente como se describió en el Ejemplo 3, teniendo espesores de las regiones distintas con base en los diferentes tamaños de celda siendo de aproximadamente 3 cm. Las condiciones de cada región se muestran en el Cuadro 7 a continuación.

CUADRO 7 Una pieza continua se rebanó a un espesor de 1.5 cm y una anchura de 6 cm.

La pieza continua se tomó en un rodillo y se suministró al núcleo del tampón haciendo la operación, en donde se configuró a un tubo rizando la Región 1 y alrededor de la Región 2. La espuma después se cortó a una longitud de 10 cm y se colocó dentro de una lámina superior permeable al fluido externa con una aplicación de adhesivo apropiado con el fin de asegurarla dentro de la construcción. Esto proporciona una capa que tiene una adquisición de fluido más rápida fuera de una capa que tiene una presión capilar mayor, la cual puede drenar efectivamente el fluido desde la capa superior (externa) como se describió en la solicitud E.U.A. copendiente Serie No. 08/542,497, presentada el 13 de Octubre de 1995 por Dyer et al. (Caso No. 5546R), pero construida a partir de una sola lámina de un rodillo individual.

EJEMPLO 9 Una Espuma Heterogénea par Utilizarse en Filtración La espuma del Ejemplo 4 se rebanó a un espesor de 5 mm y se lavó con agua para remover la mayor parte de las sales residuales y después se secó. Las rebanadas continuas de espuma se cortaron en piezas de 10 cm x 10 cm y se reforzaron con un inserto de cartón externo cubriendo el 1 cm externo de la espuma sobre ambos lados. Este inserto protege los bordes del material. Esta pieza se insertó a una corriente de aire pasando a través de un pleno. La región con celdas más gruesa atrapa las partículas más grandes y pasa la corriente de aire con una restricción relativamente pequeña. La región con celdas más fina atrapa las partículas más pequeñas aunque pasará la corriente de aire con una restricción mayor a su flujo.

EJEMPLO 10 Una Espuma Heterogénea par Utilizarse como Aislamiento de Sonido La espuma del Ejemplo 5 se rebanó a un espesor de 5 mm y se lavó con agua para remover la mayor parte de las sales residuales y después se secó. Las rebanadas continuas de espuma se cortaron en piezas de 20 cm x 20 cm. Los bordes de estas piezas después se refuerzan si es necesario como se describe en el Ejemplo 9. Estas piezas después se aseguraron a una pared separando un dispositivo de ruido de un espacio viviente. Ya que las piezas en partículas embebidas dentro de esta espuma absorbieron selectivamente un poco de frecuencia y el segmento continuo de esta espuma absorbió selectivamente un poco de otra frecuencia, se puede determinar un perfil de absorción de frecuencia más amplio, similar a aquel que podría ser obtenido de dos espumas homogéneas laminadas hechas en forma separada a estas emulsiones.

EJEMPLO 11 Formación de una Espuma Heterogénea a partir de Tres Corrientes de HIPE Se prepararon dos corrientes de HIPEs como se describió en el Ejemplo 1 a partir de la fase de aceite descrita en el Cuadro 2. El aceite se dividió en dos corrientes, Corriente A y Corriente B, para ser mezcladas en forma separada en las dos HIPEs, las cuales son en composición idénticas, pero las cuales tienen diferentes tamaño de gota de agua. La corriente A se mezcló a través de un mezclado de pasador dinámico operando a 400 rpm a una temperatura de emulsión de 66°C, a una relación de agua:aceite de 45:1 a 2.27 kg/min. La corriente B se mezcló a través de un mezclador de pasador dinámico operando a 1600 rpm y a una temperatura de emulsión de 66°C, a una relación de agua:aceite de 60:1, a 4.54 kg/ min. La corriente B se dividió adicionalmente en forma igual en dos corrientes. En lugar de ser suministradas hacia la tina de rotación como se describió en los ejemplos precedentes, las tres corriente se suministraron a un lecho rectangular largo, la corriente A siendo suministrada hacia el centro del canal y la corriente B siendo suministrada hacia el tercer externo del canal. El lecho rectangular tiene una anchura de 45 cm y una profundidad de 30 cm sobre una banda en movimiento. La longitud del lecho es indefinida y puede ser un lazo continuo. La porción del lecho lleno de HIPEs se movió gradualmente hacia un horno para mantener la temperatura a 66°C adecuada para la curación de las HIPEs hacia un polímero. Esto produce una pieza de espuma de HIPE de una longitud indefinida a partir de la cual se pueden cortar segmentos adecuados para usarse en pañales o catameniales, y similares. En una modalidad preferida, los segmentos de pañal con forma de reloj de arena son rebanados a un espesor apropiado (por ejemplo, 5 mm) y cortados desde la banda a lo largo de su anchura (dimensión de 45 cm). Estos segmentos de corte tendrán espuma adecuada para la rápida adquisición de fluido en la región de entrepierna del pañal y la espuma adecuada para almacenamiento del fluido en las regiones trasera y frontal del pañal. El fluido introducido en la región de entrepierna será atraído por la fuerza capilar hacia las regiones trasera y frontal contra la fuerza de gravedad.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1.- Una estructura de espuma polimérica heterogénea de celdas abiertas interconectadas obtenida a partir de por lo menos una emulsión de agua en aceite, en donde la estructura de espuma tiene por lo menos dos regiones distintas.

2.- La espuma heterogénea de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde las distintas regiones difieren con respecto a uno o más de densidad de polímero, propiedades de superficie, o morfología microcelular; y además en donde la espuma tiene una densidad de agregado menor que 0.05 g/cc.

3.- La espuma heterogénea de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la espuma comprende, a) una región continua y regiones no conectadas, discretas dispersadas en la región continua; o b) la espuma comprende por lo menos dos regiones discretas, continuas.

4.- La espuma heterogénea de acuerdo con la reivindicación 3, en donde cada región comprende de 10% a 80% del volumen total de la espuma.

5.- La espuma heterogénea de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde una región distinta tiene un tamaño de agujero promedio de 1 a 7 µm y una segunda región distinta tiene un tamaño de agujero promedio de 5 a 45 µm, y además los tamaños de agujero promedio para las dos regiones difieren al menos en un 20%.

6.- Un estructura de espuma polimérica, hidrofílica, heterogénea, absorbente de celdas abiertas interconectadas, en donde la espuma tiene por lo memos dos regiones distintas que difieren con respecto a uno o más de densidad de polímero, composición de polímero, propiedades de superficie, o morfología microcelular.

7.- La espuma heterogénea de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la espuma comprende, a) una región continua y discreta y regiones no conectadas, dispersadas en la región continua; o b) la espuma comprende por lo menos dos regiones discretas, continuas.

8.- La espuma heterogénea de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el volumen de cada región es de 10% a 80% del volumen total de la espuma y además las regiones dispersadas, no conectadas se hacen esencialmente del mismo material que tiene una Tg de 30°C a 95°C, la región continua tiene una Tg menor que 50°C y las Tgs para las regiones continuas y dispersadas, no conectadas difieren al menos en un 20%.

9.- La espuma heterogénea de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la espuma tiene por lo menos dos regiones discretas, continuas, y además una región distinta tiene un área de superficie específica de succión capilar por volumen de por lo menos 0.025 m2/cc y una segunda región distinta tiene un área de superficie específica de succión capilar por volumen de 0.0075 a 0.06 m2/cc, y el área de superficie específica de succión capilar por volumen para las dos regiones difiere al menos en un 20%.

10.- La espuma heterogénea de acuerdo con la reivindicación 7, en donde tiene una longitud y anchura y además tiene tres regiones continuas, distintas, en donde las regiones corren longitudinalmente de manera que hay dos regiones externas adyacentes a una región media, en donde las dos regiones externas tiene el mismo diámetro de celda medio, y en donde la región media tiene un diámetro de celda medio que es por lo menos 20% mayor, preferiblemente al menos 50% mayor que el diámetro de celda medio de cada una de las regiones externas.

11.- La espuma polimérica de acuerdo con la reivindicación 7, en donde las regiones distintas difieren porque: 1 ) no se forman a partir de los mismos componentes de monómero; o 2) si se forman a partir de los mismos componentes de monómero, la cantidad relativa de por lo menos un componente de monómero difiere por lo menos en un 20%, de preferencia por lo menos 35%.

12.- Un estructura de espuma polimérica, heterogénea, de celdas abiertas interconectadas, en donde la espuma tiene por lo memos dos regiones distintas y se prepara a través del procedimiento que comprende los pasos de: A) formar primero una emulsión de agua en aceite de: 1 ) una fase de aceite que comprende: a) de aproximadamente 85 a aproximadamente 98% en peso de un componente de monómero capaz de formar un copolímero que tenga una Tg de aproximadamente 95°C o menos, el componente de monómero comprendiendo: i) de aproximadamente 20 a aproximadamente 70% en peso de por lo menos un monómero monofuncional substancialmente insoluble en agua, capaz de formar un polímero amorfo atáctico que tienen una Tg de aproximadamente 25°C o menos; ii) de aproximadamente 10 a aproximadamente 50% en peso de por lo menos un comonómero monofuncional substancialmente insoluble en agua, capaz de impartir resistencia aproximadamente equivalente a aquella provista por el estireno; iii) de aproximadamente 5 a aproximadamente 50% en peso de un primer agente reticulador polifuncional, substancialmente insoluble en agua, seleccionado de divinilbencenos, trivinil-bencenos, diviniltoluenos, divinil- xilenos, divinilnaftalenos, divinilalquilbencenos, divinil- fenantrenos, divinilbifenilos, divinildifenil-metanos, divinilbencilos, éteres divinil-fenílicos, sulfuros de divinildifenilo, divinil-furanos, sulfuro de divinilo, divinilsulfona, y mezclas de los mismos; y (iv) de 0 a aproximadamente 15% en peso de un segundo agente reticulador polifuncional, substancialmente insoluble en agua, seleccionado de acrilatos polifuncionales, metacrilatos, acrilamidas, metacrilamidas, y mezclas de los mismos; y b) de aproximadamente 2 a aproximadamente 15% en peso de un componente emulsificante, el cual es soluble en la fase de aceite, y el cual es capaz de formar una emulsión estable de agua en aceite, el componente emulsificante comprendiendo, un emulsificante primario que tiene por lo menos aproximadamente 40% en peso de componentes emulsificantes seleccionados de monoésteres diglicerólicos de ácidos grasos de C16-C24 ramificados, monoésteres diglicerólicos de ácidos grasos de C16-C22, insaturados, lineales, monoésteres de sorbitán de ácidos grasos de C16-C 24 ramificados, ácidos grasos de C16-C22 lineales, insaturados, ácidos grasos de C,2 - C14 lineales saturados; éteres monoalifáticos diglicerólicos de alcoholes de C16-C24, alcoholes de Qe -Qz lineales, insaturados, y alcoholes de C12-C14 lineales, saturados y mezclas de los mismos; y 2) una fase de agua que comprende una solución acuosa que contiene: (i) de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 20% en peso de un electrolito soluble en agua; (ii) una cantidad efectiva de un iniciador de polimerización; 3) una relación de volumen a peso de fase de agua a fase de aceite en la escala de aproximadamente 20:1 a aproximadamente 200:1 ; B) opcionalmente formar una segunda emulsión de agua en aceite distinta, la cual es diferente en por lo menos un aspecto de la primera emulsión, y C) ya sea 1) a) combinar las primera y segunda emulsiones en un recipiente de formación antes de polimerizar los componentes de monómero de cualquiera de las emulsiones de agua en aceite; y b) polimerizar ambas emulsiones para formar una espuma polimérica, heterogénea; 2) a) parcial o completamente polimerizar los componentes de monómero en la fase de aceite de la primera emulsión de agua en aceite; b) combinar el material del paso C)2)a) y la segunda emulsión de agua en aceite; y c) polimerizar la segunda emulsión, y la primera emulsión si se combina cuando parcialmente se cura, para proveer una espuma polimérica, heterogénea; o 3) hacer solamente la primera emulsión de agua en aceite, mientras se varían las condiciones del procedimiento a través de las cuales se forma en una manera regular utilizando una cabeza de formación de emulsión individual, para formar una espuma heterogénea.

13.- Un artículo absorbente que comprende una lámina superior, una lámina de respaldo y un núcleo absorbente colocado entre la lámina superior y la lámina de respaldo, en donde el núcleo absorbente comprende la espuma heterogénea de cualquiera de las reivindicaciones 6, 7, 8, 9, 10, 11 o 12.

14.- Un procedimiento para hacer una estructura de espuma polimérica heterogénea de celdas abiertas interconectadas, el procedimiento comprende los pasos de: A) formar primero una emulsión de agua en aceite de: 1 ) una fase de aceite que comprende: a) de aproximadamente 85 a aproximadamente 98% en peso de un componente de monómero capaz de formar un copolímero que tenga una Tg de aproximadamente 95°C o menos, el componente de monómero comprendiendo: i) de aproximadamente 20 a aproximadamente 70% en peso de por lo menos un monómero monofuncional substancialmente insoluble en agua, capaz de formar un polímero amorfo atáctico que tienen una Tg de aproximadamente 25°C o menos; ii) de aproximadamente 10 a aproximadamente 50% en peso de por lo menos un comonómero monofuncional substancialmente insoluble en agua, capaz de impartir resistencia aproximadamente equivalente a aquella provista por el estireno; iii) de aproximadamente 5 a aproximadamente 50% en peso de un primer agente reticulador polifuncional, substancialmente insoluble en agua, seleccionado de divinilbencenos, trivinil-bencenos, diviniltoluenos, divinil-xilenos, divinilnaftalenos, divinilalquilbencenos, divinil-fenantrenos, divinilbifenilos, divinildifenil-metanos, divinilbencilos, éteres divinil-fenílicos, sulfuros de divinildifenilo, divinil-furanos, sulfuro de divinilo, divinilsulfona, y mezclas de los mismos; y (iv) de 0 a aproximadamente 15% en peso de un segundo agente reticulador polifuncional, substancialmente insoluble en agua, seleccionado de acrilatos polifuncionales, metacrilatos, acrilamidas, metacrilamidas, y mezclas de los mismos; y b) de aproximadamente 2 a aproximadamente 15% en peso de un componente emulsificante, el cual es soluble en la fase de aceite, y el cual es capaz de formar una emulsión estable de agua en aceite, el componente emulsificante comprendiendo, un emulsificante primario que tiene por lo menos aproximadamente 40% en peso de componentes emulsificantes seleccionados de monoésteres diglicerólicos de ácidos grasos de C18-C24 ramificados, monoésteres diglicerólicos de ácidos grasos de C16-C22, insaturados, lineales, monoésteres de sorbitán de ácidos grasos de C16-C24 ramificados, ácidos grasos de C16-C22 lineales, insaturados, ácidos grasos de Q2 - C14 lineales saturados; éteres monoalifáticos diglicerólicos de alcoholes de C16-C24, alcoholes de C,6-C,2 lineales, insaturados, y alcoholes de C12-C14 lineales, saturados y mezclas de los mismos; y 2) una fase de agua que comprende una solución acuosa que contiene: (a) de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 20% en peso de un electrolito soluble en agua; (b) una cantidad efectiva de un iniciador de polimerización; 3) una relación de volumen a peso de fase de agua a fase de aceite en la escala de aproximadamente 20:1 a aproximadamente 200:1 ; y B) opcionalmente formar una segunda emulsión de agua en aceite distinta, la cual es diferente en por lo menos un aspecto de la primera emulsión, pero la cual comprende materiales y escalas seleccionadas de aquellas listadas en A)1), A)2) y A)3); y ya sea 1) a) combinar las primera y segunda emulsiones en un recipiente de formación antes de polimerizar los componentes de monómero de cualquiera de las emulsiones de agua en aceite; y b) polimerizar ambas emulsiones para formar una espuma polimérica, heterogénea; 2) a) parcial o completamente polimerizar los componentes de monómero en la fase de aceite de la primera emulsión de agua en aceite; b) combinar el material del paso C)2)a y la segunda emulsión de agua en aceite; y c) polimerizar la segunda emulsión, y la primera emulsión si se combina cuando parcialmente se cura, para proveer una espuma polimérica, heterogénea; o 3) hacer solamente la primera emulsión de agua en aceite, mientras se varían las condiciones del procedimiento a través de las cuales se forma en una manera regular utilizando una cabeza de formación de emulsión individual