含有显示消溶胀/再溶胀的吸收性材料的吸收性物品的制作方法

专利名称：含有显示消溶胀/再溶胀的吸收性材料的吸收性物品的制作方法
含有显示消溶胀/再溶胀的吸收性材料的吸收性物品本专利申请要求于2008年1月30日在美国专利商标局提交的、名称为“含有显示 消溶胀/再溶胀的吸收性材料的吸收性物品”的美国临时专利申请序列号61/063093的依 据35U. S. C. 119(e)的权益。该临时申请序列号61/063093的全文特此被引用纳入本文。
背景技术：
超吸收性聚合物(高吸水性聚合物)是交联的部分中和聚合物，它能在溶胀且形 成水凝胶情况下吸收大量含水液体和体液例如尿或血，并且能在一定压力下保持液体。超 吸收性聚合物组合物可以包括超吸收性聚合物的后处理，例如表面交联、表面处理和其它 处理。超吸收性聚合物颗粒是超吸收性聚合物或者超吸收性聚合物组合物的颗粒。除非另 做说明，否则缩写“SAP”可在本文中用来代替超吸收性聚合物、超吸收性聚合物组合物及其 颗粒。可在市场上买到的超吸收性聚合物组合物一般包括交联的聚丙烯酸或交联的淀 粉_丙烯酸接枝聚合物，其中某些羧基通过氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液被中和。超吸收 性聚合物组合物的主要应用是在用于吸收性物品如尿布、训练裤、失禁用品或妇女护理产 品的吸收性复合材料中。出于合身、舒适和美观考虑并且从环保角度出发，将吸收性物品制 造得更小更薄的趋势越发明显。这通常伴随着一般存在于这些物品中的大容量绒毛纤维的 含量的减少。为了在卫生用品中保证稳定的体液总保持量，一般增大吸收性物品中的超吸 收性聚合物组合物的含量。在吸收性复合材料中的流体分配通常取决于可用于分配的自由液量、吸收性复 合材料的材质和结构和时间因素。但是，当今可用于吸收性物品的吸收芯中的吸收性复合 材料一般具有不充分的(或低于预期的)流体分配能力。不足的流体分配降低了吸收性复 合材料的充分使用效率，因为不是所有的超吸收性聚合物组合物都吸收液体(即未彻底利 用 SAP)。在现有技术中已知的一种改善吸收性复合材料中的液体分配的潜在解决方案是 使用具有低吸收速率的超吸收性聚合物组合物。使用缓慢吸收型超吸收性聚合物组合物的 理论是，凝胶阻滞将被减弱或延迟，由此将提供更多自由液体以及让液体有更长的时间分 配离开侵污目标区。可是，尽管分配可以通过使用慢速超吸收性材料而得以改善，但吸收性 复合材料一般没有提供所需要的防漏保护。如在使用慢速吸收型超吸收性聚合物组合物时能发现的那样，锁液功能和分配功 能之间是矛盾的。一个问题是，将液体紧锁到超吸收性聚合物组合物中和通过SAP溶胀开 放复合材料结构需要相当长的时间。自由液体在液体侵污期间内位于目标区内并且它很难 进入吸收性物品的芯中，并且据信就是自由液体引起液体在使用中从吸收性物品中泄漏。 为了减轻泄漏，超吸收性材料需要以一个相似于输液速率的速率来锁液，因而吸收性物品 具有足够强的液体处理功能性。但是，如果超吸收性聚合物组合物吸收液体，则液体分配被 减弱，因为没有了在液体侵污后要分配的自由液体。人们需要一种吸收性复合材料或吸收性系统，其显示出SAP的快速锁液并随后逐步释液的能力，从而液体可被分配，结果，出现期待的防漏性能和分配性能。人们进一步需 要一种吸收性物品，其显示增强的流体分配性能，同时保持增强的锁液性能，由此使吸收性 物品和/或其组成的吸收能力最大。

发明内容
响应于上述需求，本发明的吸收性物品包括显示溶胀/消溶胀/再溶胀性能的吸 收性复合材料或吸收性系统。在某些方案中，吸收性物品包括吸收芯，吸收芯包括吸收性组合物。吸收性组合物 包括a)具有阴离子官能团的SAP，b)消溶胀引发剂，含有具有离子价为2以上的阳离子X 的第一水溶性化学物质，c)再溶胀引发剂，含有具有阴离子Y的第二水溶性化学物质。此 外，第一水溶性化学物质的阳离子X能与SAP的阴离子官能团络合，第二水溶性化学物质的 阴离子Y能与阳离子X络合，形成具有溶度积常数Ksp < ΙΟ"5的盐。在某些方案中，吸收 性物品还包括顶片和底片，吸收芯设置在定片和底片之间。在某些方案中，吸收芯基于芯重 量地含有约60重量％至约95重量％的吸收性组合物。在某些方案中，SAP是本发明的超 吸收性聚合物组合物。在一些方案中，吸收芯还包括绒毛。在一些方案中，吸收芯还包括表 面活性剂。在一些方案中，吸收芯包括多个层。在一些方案中，吸收性物品选自个人护理物 品、健康/医用吸收性物品、家用/工业用吸收性物品或运动/建筑吸收性物品。在某些方 案中，吸收芯含有约10重量％至90重量％的SAP、约5重量％至60重量％的消溶胀引发 剂和约5重量5%至60重量％的再溶胀引发剂。在一些方案中，消溶胀引发剂和再溶胀引 发剂为颗粒状，颗粒尺寸为约150 μ m至约850 μ m之间。在某些方案中，消溶胀引发剂包含 水溶性化学物质，其选自氯化铝、硫酸铝、氯化钡、乙酸钙、氯化钙、甲酸钙、乙酸镁、氯化镁、 甲酸镁、乙酸锌、氯化锌、甲酸锌和硫酸锌。在某些方案中，再溶胀引发剂包含水溶性化学物 质，其选自氯化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、柠檬酸钠、草酸钠、硫酸钠、聚磷酸钠、硫化钠、硫酸钠 或三聚磷酸钠。在某些方案中，第一水溶性化学物质是甲酸钙，第二水溶性化学物质是碳 酸钠。在某些方案中，消溶胀引发剂和/或再溶胀弓I发剂中的至少一个含有聚合物涂层材 料，其选自聚甲基丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酸酯共聚物、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、乙酸 纤维素、聚乙二醇、马来酸化聚丙烯、聚烯烃共聚物或其组合。在一些方案中，消溶胀引发剂 和再溶胀引发剂具有用于在暴露于含水液体后释放水溶性化学物质的选定释放曲线，并且 在第一水溶性化学物质100%释放前，第一水溶性化学物质具有比第二水溶性化学物质更 高的累积释放。在某些方案中，约50重量％至约100重量％的水溶性化学物质在暴露于含 水溶液后不到240分钟时间内从引发剂中释放，这是根据释放曲线测定测试测定的。在一 些方案中，SAP含有部分中和交联的聚丙烯酸，其具有约40摩尔％至60摩尔％的中和酸官 能团和至少约25g/g的离心机保液率。在一些方案中，SAP含有约0. 05重量％至10. 0重 量％的发泡剂。在一些方案中，发泡剂包括碳酸盐或其化合物。在一些方案中，发泡剂用树 脂包封起来，树脂选自天然树脂或合成树脂、丁腈橡胶、黏性固化陶瓷材料、聚烯烃、聚乙二 醇、烯烃共聚物、聚芳香族烯烃、苯乙烯化合物或聚合化商代二烯烃。在一些方案中，树脂包 括聚乙二醇。在一些方案中，消溶胀弓I发剂具有用于释放水溶性化学物质的释放曲线，释放 曲线选自奇异释放曲线或S形释放曲线，再溶胀引发剂具有用于释放第二水溶性化学物质 的S形释放曲线，其中第一水溶性化学物质在暴露于含水液体后且在约100%释放前具有
5比第二水溶性化学物质更高的累积释放。在某些方案中，吸收性物品包括吸收芯，其中吸收芯包括吸收性组合物。吸收性组 合物包括a) SAP,它含有部分中和交联的聚丙烯酸，其中约40摩尔％至约60摩尔％的酸官 能团被中和，SAP具有小于约6. 0的pH ；b)消溶胀引发剂，包含第一水溶性化学物质；c)再 溶胀引发剂，包含其PH为约10或更高的第二水溶性化学物质。此外，当吸收性组合物接触 含水液体时，SAP显示出溶胀-消溶胀-再溶胀行为，所形成的溶胀SAP具有高于a)的SAP 的pH。在某些方案中，吸收性物品还包括顶片和底片，吸收芯设置在顶片和底片之间。在 一些方案中，吸收芯包含约60重量％至约95重量％的吸收性组合物。在某些方案中，吸收 芯包括许多层。在一些方案中，吸收芯选自个人护理吸收性物品、健康/医用吸收性物品、 家用/工业用吸收性物品或体育/建筑用吸收性物品。在一些方案中，吸收芯含有约10重 量％至约90重量％的SAP、约5重量％至约60重量％的消溶胀引发剂和约5重量％至约 60重量％的再溶胀引发剂。在一些方案中，SAP是本发明的超吸收性聚合物组合物。在一 些方案中，消溶胀引发剂包含酸或酸物质。在一些方案中，消溶胀引发剂包含离子价至少为 2的阳离子。在一些方案中，第一水溶性化学物质选自氯化铝、硫酸铝、氯化钡、乙酸钙、氯化 钙、甲酸钙、乙酸镁、氯化镁、甲酸镁、乙酸锌、氯化锌、甲酸锌和硫酸锌。在一些方案中，再溶 胀引发剂包含碳酸盐。在一些方案中，第一水溶性化学物质选自氨基璜酸和甲酸钙，第二水 溶性化学物质是碳酸纳。在某些方案中，消溶胀引发剂和/或再溶胀引发剂中的至少一个 包含聚合物涂层材料，其选自聚甲基丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酸酯共聚物、乙基纤维素、羧 甲基纤维素钠、乙酸纤维素、聚乙二醇、马来酸化聚丙烯、聚烯烃共聚物或其组合。在某些方 案中，消溶胀引发剂和再溶胀引发剂具有用于在暴露于含水液体后释放水溶性化学物质的 选定释放曲线，并且第一水溶性化学物质在第一水溶性化学物质100%释放之前具有比第 二水溶性化学物质更高的累积释放。在一些方案中，SAP合有约0. 05重量％至约10. 0重 量％的发泡剂。在一些方案中，发泡剂被用树脂包封起来，树脂选自天然树脂或合成树脂、 丁腈橡胶、黏性固化陶瓷材料、聚烯烃、聚乙二醇、烯烃共聚物、聚芳香族烯烃、苯乙烯化合 物或聚合化卤代二烯烃。在一些方案中，消溶胀引发剂具有用于释放水溶性化学物质的释 放曲线，该释放曲线选自奇异释放曲线或S形释放曲线，再溶胀引发剂具有用于释放第二 水溶性化学物质的S形释放曲线，其中在暴露于含水液体后且在约100%释放前，第一水溶 性化学物质具有比第二水溶性化学物质更高的累积释放。将从以下说明中看到本发明的许多其它特征和优点。在说明中，参照了本发明的 示例性方案。这样的方案不代表本发明的整个范围。因此，应该参照权利要求书来解释本 发明的整个范围。为了简明起见，说明书所述的任何取值范围考虑了在该范围内的所有取 值并且将被解释为是对权利要求的支持，其中该权利要求列出了其端点就是所述规定范围 内的真实数值的任何次级范围。依据假定的示范例，说明书公开了 1-5的范围，这应该被认 为支持权利要求所要求的以下任何范围1-5，1-4，1-3，1-2，2-5，2-4, 2-3, 3-5, 3-4和4-5。


参照以下说明、后续权利要求书和附图，人们将会更好地理解本发明的上述的和 其它的特征、方案和优点图1表示用于溶胀/消溶胀/再溶胀测试的设备；
图2是用于摇篮吸收测试的设备的侧视图；图3是可用于本发明的吸收性物品的一个实施例的平面图；图4是用于制造吸收芯的设备和方法的一个方案的示意图；图5表示吸收性复合材料的横截面，该吸收性复合材料含有均勻分布的SAP和引 发剂；图6表示吸收性复合材料的横截面，吸收性复合材料含有被布置成在ζ方向上具 有超吸收性聚合物组合物集中区和引发剂集中区的SAP和引发剂；图7表示吸收性复合材料的横截面，吸收性复合材料含有择优位于目标区内的引 发剂；图8A表示吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，引发剂位于多个独立层中；图8B表示吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，引发剂位于多个独立层的目 标区内；图8C表示吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，消溶胀引发剂位于在吸收性 复合材料上方的一个独立层中，而再溶胀引发剂位于吸收性复合材料下方的一个独立层 中；图8D表示吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，消溶胀引发剂位于在吸收性 复合材料上方的一个独立层的目标区中，而再溶胀引发剂位于在吸收性复合材料下方的一 个独立层的目标区内；图8E表示吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，再溶胀引发剂位于在吸收性 复合材料上方的一个独立层中，而消溶胀引发剂位于在吸收性复合材料下方的一个独立层 中；图8F表示吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，再溶胀引发剂位于在吸收性 复合材料上方的一个独立层的目标区中，而消溶胀引发剂位于在吸收性复合材料下方的一 个独立层的目标区中；图8G表示吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，再溶胀引发剂位于吸收性复 合材料中，消溶胀引发剂位于在吸收性复合材料上方的一个独立层中，SAP位于吸收性复合 材料下方的一个独立层中；图8H表示吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，消溶胀引发剂位于吸收性复 合材料中，再溶胀引发剂位于在吸收性复合材料上方的一个独立层中，SAP位于在吸收性复 合材料下方的一个独立层中；图81表示吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，再溶胀引发剂位于吸收性复 合材料，SAP位于在吸收性复合材料上方的一个独立层中，消溶胀引发剂位于在吸收性复合 材料下方的一个独立层中；图8J表示吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，消溶胀引发剂位于吸收性复 合材料中，SAP位于吸收性复合材料上方的一个独立层中，再溶胀引发剂位于在吸收性复合 材料下方的一个独立层中；图9是聚甲基丙烯酸酯涂覆氨基璜酸的释放曲线的曲线图；图10是聚甲基丙烯酸酯涂覆甲酸钙的释放曲线的曲线图；图11是乙酸纤维素或乙酸纤维素/乙基纤维素涂覆甲酸钙的释放曲线的曲线图；图12是聚甲基丙烯酸酯涂覆碳酸钠的释放曲线的曲线图；图13是马来酸化聚丙烯涂覆碳酸钠的释放曲线的曲线图；图14是用于特定SAP产品且含有各种不同的消溶胀引发剂混合物的溶胀/消溶 胀曲线的曲线图；图15是用于特定SAP产品且含有各种不同消溶胀引发剂和再溶胀引发剂混合物 的溶胀/消溶胀/再溶胀曲线的曲线图；图16是用于超吸收性材料SAP-B且含有引发剂TAd-A和TAk-B的溶胀/消溶胀/ 再溶胀曲线的曲线图；图17是用于用于SAP-C和SAP-D的且含有各种不同的引发剂TAd-A和TAk-B的混 合物的溶胀/消溶胀/再溶胀曲线的曲线图；图18是用于特定SAP产品且含有引发剂TAd-C和TAk-A的溶胀/消溶胀/再溶胀 曲线的曲线图；图19是用于超吸收性材料SAP-B且含有各种不同的TAd和TAk引发剂的混合物的 溶胀/消溶胀/再溶胀曲线的曲线图；图20是用于超吸收性材料SAP-D且含有各种不同的引发剂TAd-F和TAk-C的混合 物的溶胀/消溶胀/再溶胀曲线的曲线图；图21是实例41-44的侧视图；图22是实例47-49的侧视图；图23是实例52-54的侧视图；图24是实例52-54的俯视图；图25A是吸收性系统的横截面，在吸收性系统中，SAP均勻散布于整个吸收性复合 材料层中，消溶胀引发剂和再溶胀引发剂基本上只位于在吸收性复合材料层上方和下方的 至少一个独立层中；图25B是吸收性系统的横截面，在吸收性系统中，消溶胀引发剂和再溶胀引发剂 基本上位于至少一个独立层的目标区中；图25C是吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，消溶胀引发剂位于吸收性复 合材料层上方的一个独立层中，再溶胀引发剂基本上位于吸收性复合材料层下方的一个独 立层中；图25D是吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，引发剂均位于一个独立层的 目标区中；图25E是吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，再溶胀引发剂位于吸收性复 合材料层上方的一个独立层中，消溶胀引发剂基本上位于吸收性复合材料层下方的一个独 立层中；图25F是吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，引发剂均位于一个独立层的 目标区中；图25G是吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，再溶胀引发剂位于吸收性复 合材料层中，消溶胀引发剂位于吸收性复合材料层上方的一个独立层中，SAP位于吸收性复 合材料层下方的一个独立层中；
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图25H是吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，SAP位于吸收性复合材料层 中，消溶胀引发剂位于吸收性复合材料层上方的一个独立层中，再溶胀引发剂位于消溶胀 引发剂层上方的一个附加层中；图251是吸收性系统的横截面，在该吸收性系统中，再溶胀引发剂位于吸收性复 合材料层中，SAP位于吸收性复合材料层上方的一个独立层中，消溶胀引发剂位于吸收性复 合材料层下方的一个独立层中；图25J是吸收性系统的横截面，在吸收性系统中，SAP位于吸收性复合材料层中， 消溶胀引发剂位于吸收性复合材料层下方的一个独立层中，溶胀引发剂位于再溶胀引发剂 层下方的一个附加层中。在本说明书和附图中重复使用附图标记是想表示本发明的相同或相似的特征或 元件。测试方法除非另作说明，否则所有测试在21°C温度和10%至60%的相对湿度下进行。除 非另作说明，否则在以下描述的所有测试方法中使用的测试液是0. 9重量％氯化钠水溶液 (在此也称为0. 9重量％盐水，或仅称为盐水)，例如可以从在美国德克萨斯州的埃尔灵顿 有办公场所的丽卡化学公司得到的产品。离心机保液率测试离心机保液率(CRC)测试检测SAP (或吸收性组合物)在饱和且在可控条件下受 到离心机作用之后的保液能力。所获得的保液率以样品每克重量的液体克数来表述(g/g)。 待测样品由经过美国标准30目筛预筛且留在美国标准50目筛上的颗粒来制备。结果，SAP 样品包含尺寸介于约300至约600微米范围的颗粒。这些颗粒可以经过人工预筛或自动预 筛。如此测量保液率，将约0. 2克的预筛SAP(或吸收性组合物)样品放入透水袋，该 透水袋中将装有样品，同时允许测试液(蒸馏水中的0.9重量％氯化钠)被样品自由吸收。 热封茶袋材料如按照型号1234T热封滤纸可从Dexter公司(在美国康涅狄格州的温莎洛 克有营业场所)获得的材料是适当的。如此形成袋，对折12. 7厘米X7. 6厘米的袋材样品 并热封其中两个敞开边缘，由此形成6. 4厘米X 7. 6厘米矩形袋。热封点在材料边缘内侧 约0.6英寸。在样品被放入袋后，袋的其余敞开边缘也被热封。空袋也被制成用作操作件。 为每个待测样品制备三个样品。封好的袋被浸没在装有约23°C的测试液的盘中，确保袋子垂下，直到它们完全润 湿。在润湿之后，这些样品留在溶液中约30分钟，此时，样品从溶液中被取出并被暂时搁放 在非吸收性平面上。随后，这些湿袋被放入筐中，其中湿袋相互分开并被放置在筐的外周边缘处，该筐 属于适当的离心机，其能使样品承受约350的G力。一种适当的离心机是CLAY ADAMS DYNAC II，型号#0103，它具有集水筐、数字转速计和适于保持并排放扁袋样品的机加工排水筐。在 多个样品承受离心作用情况下，这些样品在离心机中对置排布，以便在旋转时使筐平衡。这 些袋(包括湿的空袋)在约1600rpm下承受离心作用(例如以获得约290g的目标G力，波 动范围为约280至约300g力)达3分钟。G力被定义为作用于承受高加速度或重力的人体 的惯性力的单位，等于海平面高度的9. 75米/秒2。这些袋被取下并被称重，首先称量空袋(操作件)，然后是装有SAP或吸收性组合物样品的袋。考虑袋本身所保持的溶液在内地， 样品的保液率是SAP或吸收性组合物的离心机保液率(CRC)，表示为每克SAP或吸收性组合
物的液体克数。确切地说，保液率由以下公式来定
离心作用后的样品/袋-离心作用后的空袋-干样品重量
干样品重量所需要的SAP或吸收性组合物的三个样品被测试，测试结果被求平均，以确定材 料的离心机保液率(CRC)。CRC测量结果的偏差可以为士0.5。超吸收性聚合物pH测试本测试测量SAP (或吸收性组合物)在0. 9重量％盐水中的溶液的pH。所需材料Ι.ρΗ 计；2. pH 电极(Brinkman, Unitrode, PN#20910674 或等同物)；3. 250毫升烧杯；4.能完成500rpm的搅板；5.搅棒(约3厘米)；6. 0. 9重量％盐水(氯化钠水溶液，丽卡的零件号7213. 09-5,或等同物)7.称量舟；8.天平(精确到0. 0001克)；9.定时器(NIST可示踪的)；10.量筒(等级A，100毫升容量)11.超纯净水。过程1.获得250毫升烧杯。2.将150毫升的0. 9重量％盐水计量加入量筒并将盐水倒入250毫升烧杯。3.将搅棒放入烧杯。4.将称量舟放到天平上并称皮重。5.称出1. 0克士. 001超吸收性材料加入称量舟。6.将样品倒入250毫升烧杯。7.用样品I. D标明烧杯。8.在500rpm下将烧杯放在搅板上。9.启动定时器并设定3分钟，让样品搅拌3分钟。10.当3分钟已过，将pH电极浸入烧杯。11.连续轻柔搅拌样品。12.将定时器设定6分钟。13.启动定时器并测量pH。14.当时间(即6分钟)已过，记录下测量值。15.从样品中取出pH电极并用超纯净水彻底清理。涡旋时间测试
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概述涡旋测试是测量2克SAP或吸收性组合物结束在600转/分钟下在磁性搅板上搅 动50毫升盐水溶液所产生的涡旋所需要的以秒计的时间长短。结束涡旋所耗费的时间是 SAP或吸收性组合物的自由溶胀吸收速率的指标。工具和材料1.烧杯，100 毫升。2.可编程的磁性搅板，能产生600转/分钟转速(例如数据板RTM，型号#721，可 从 PMC Industries 买到)。3.无环的磁性搅棒，7. 9毫米X 32毫米，覆有特氟隆(例如S/TOIM牌单盒装圆搅 棒，带有可取下的转动环，可从Baxter Diagnostics获得)。4.秒、表。5.天平，精确到士· 001克。6.盐水溶液，0. 87重量％血库盐水，从Baxter Diagnostics获得(被认定对于此 测试等同于0.9重量％盐水)。7.称量纸。8.具有标准环境温度的房间(温度=23°C 士 1 °C，相对湿度=50 % 士0. 2 % )。测试过程1.将50克士0. 01的盐水溶液计量加入100毫升烧杯。2.将磁性搅棒放入烧杯。3.将磁性搅板编程至600转/分钟。4.将烧杯放在磁性搅板的中央，从而该磁性搅棒被启动。涡旋底面应该靠近搅棒 的顶面。5.在称量纸上称量出2克士0. 01克的待测聚合物样品(即SAP或吸收性组合 物)。注意样品在接收状态下测试(即，它将进入本文所述的吸收性复合材料)。没有 筛选至特定颗粒大小，尽管颗粒大小众所周知地对该测试产生影响。6.在盐水溶液正被搅拌时将待测的SAP或吸收性组合物快速倒入盐水溶液并启 动秒表。待测样品应在涡旋中心和烧杯侧壁之间被加入盐水溶液。7.在盐水溶液表面变平稳时停住秒表并记下时间。8.以秒计的时间被报告为涡旋时间。溶胀/消溶胀/再溶胀测试溶胀/消溶胀/再溶胀测试是要测量吸收性组合物随时间的吸液能力。图1表示适用于此测试的设备。在该设备的一头是装有0. 9%盐水溶液的液体容 器210。设备的另一头是用于盛纳吸收性组合物的筒280和用于将盐水溶液送至吸收性组 合物的小塑料盒240。例如，底部带有筛滤布(400目=36微米)的德固赛压克力筒(筒内 径=25毫米，高度=33毫米)可以被用于此测试。盒240的顶板有多个孔(大约1毫米 孔径)。一张滤纸270被放在筒280和盒240之间，以保证吸收性组合物良好接触盐水溶 液。盒240在支柱250上安放于电子天平260上，电子天平与计算机相连，用于记录测量过 程中的吸收性组合物的重量变化。盒240与容器210通过软管230相连。
在测量前，容器210的高度被调整至适当的水平，结果，容器210中的液体表面与 盒240的上表面一样高。如此开始测试1.加入0. 16克的测试样品至筒280中并将塑料活塞放在测试样品的顶面上；2.将筒放在盒240上，从而筒底面接触液体；3.马上开始记录测试样品的重量变化。在240分钟后停止测试。如此计算吸收性材料的吸收能力，将吸液量除以吸收性 组合物中的超吸收性聚合物重量。溶胀/消溶胀/再溶胀曲线通过绘制出随时间变化的吸 收能力来产生。释放曲线测定测试涂覆氨基璜酸释放测试如此确定氨基璜酸释放，把涂覆后的氨基璜酸浸泡在处于室温(23°C )的去离子 水中并用ORION pH计(型号290A)和pH电极(型号0RI0N8-172BNWP)测量溶液的pH。涂覆后的氨基璜酸(2. 00克)被封在茶袋中。热封茶袋材料例如按照型号1234T 热封滤纸可从Dexter公司(在美国康涅狄格州的温莎洛克有营业场所)获得的材料是适 当的。1800克的去离子水被加入带有磁性搅棒的玻璃烧杯(10毫米X70毫米)。烧杯被 放置在磁性搅拌器上并且溶液以200rpm被搅拌。茶袋泡在水中。少量液体(约20克)按 照期望的时间间隔被取出(例如每隔2分钟、每隔5分钟或每隔10分钟，或例如每隔20分 钟)。取出溶液的实际重量被记录下来。用PH计测量取出溶液的pH。用校定曲线将来自 电极的数据转换为所释放的氨基璜酸的浓度，校定曲线是用标准的氨基璜酸溶液产生的。 根据释放出的氨基璜酸重量和涂覆样品中的氨基璜酸总重，计算释放出的氨基璜酸的百分 比。涂覆甲酸钙释放测试按照与用于涂覆氨基璜酸释放测试的过程一样的过程来确定甲酸钙释放，除了被 释放的甲酸钙的浓度是用瓦里安感应耦合等离子体(型号Vista MPX Radical)测定的。涂覆碳酸钠释放测试按照与用于涂覆氨基璜酸释放测试的过程一样的过程来测定碳酸钠释放，除了被 释放的碳酸钠是在钠离子释放后用Accumet钠离子选择电极(可从Fisher Scientific获 得，#13-620-503)来测定的。摇篮吸收测试本测试利用X射线成像来确定位于吸收性复合材料或吸收性系统的各部位中的 液量。X射线成像是本领域公知的，例如在David F. Ring,Oscar Lijap和Jos印h Pascente 的名为“液体分配X射线成像数据对比”的文章中讨论了(《非织造物世界杂志》，1995 年，P65-70)，以与之一致的方式将该文献引用纳入本文。总体上，该过程比较湿样品和干 样品的灰度X射线图像，以计算在不同部位的液体含量。这样的X射线系统例如可以从 Precision X射线公司获得，该公司在美国康涅狄格州的布兰德福德的SlBusiness Park Drive有营业场所，型号10561HF100。该系统可以使用来自奥普蒂穆斯公司的图像分析 软件，该公司在美国科罗拉多州的科林斯堡有营业场所，软件为ΒΙΟ-SCAN OPTIMATE S/N 0PM41011054614. 11版或等同品。X射线系统以1. 5秒时间、40Kv管压和16mA电流来操作。吸收性复合材料或吸收性系统样品在X射线成像过程中保持处于摇篮配置形态。过程1.吸收性复合材料样品(或吸收性系统样品)，有7. 6厘米宽X38. 1厘米长，被 放入U型摇篮中(图2)，从而长度方向的中点定位在摇篮的底部。2.螺动泵(例如 Masterflex-Digistaltic 型号 #7526-00,可从 Cole-Parmer 获 得，其在美国伊利诺斯州的巴灵顿有营业场所)被用于以15cc/sec的速度输送70cc的 0.9%盐水溶液。盐水溶液通过具有3.0毫米口径孔的喷嘴被分配。液体被加到目标点，目 标点对应于样品在长宽方向的中点。3.液体输送后50分钟，拍摄样品的X射线图像，以测定盐水溶液如何分布到整个 吸收性复合材料或吸收性系统中。4.第一次液体输送后60分钟，进行第二次液体输送并拍摄X射线图像，重复步骤 2-3。5.第二液体输送后60分钟，进行第三次液体输送并拍摄X射线图像，重复步骤
2-3。6.每个样品的三个同样样品被测试，通过将每个样品的X射线图像求平均来获得 平均的液体分配曲线。水平分配测试1. 一个样品(本发明的吸收性复合材料或吸收性系统)，2.5厘米宽X38.1厘米 长，被安放在水平平面上。2. 0. 9重量％的盐水溶液被加至样品的目标点，该目标点对应于长宽方向的中点。 盐水溶液利用悬置在样品上方的漏斗和旋塞系统来添加。盐水溶液以高到足以在样品表面 出现最小液窝的速度来添加。3. 20cc的0. 9重量％盐水溶液被加至样品，并允许被吸入和分配到整个样品中。4.液体输送后50分钟，目测观察被盐水溶液湿润的样品长度。5.第一次液体输送后60分钟，进行第二次液体输送和润湿长度测量，重复步骤
3-4。6.第二次液体输送后60分钟，进行第三次液体输送和润湿长度测量，重复步骤 3-4。7.每个样品的三份同样样品被测试，确定每次侵污后的平均润湿长度。水平吸入和分配测试本测试采用X射线成像来确定位于样品(即吸收性复合材料或吸收性系统)各部 位中的液量。X射线成像是本领域已知的，例如在David F. Ring、Oscar Li jap和Jos印h Pascente的名为“液体分配X射线成像数据对比”的文章中讨论了(《非织造物世界杂 志》，1995年，P65-70)，以与之一致的方式将该文献引用纳入本文。总体上，该过程比较湿 样品和干样品的灰度X射线图像，以计算在不同部位的液体含量。这样的X射线系统例如 可以从Precision X射线公司获得，该公司在美国康涅狄格州的布兰德福德的31BUSinesS Park Drive有营业场所，型号10561HF100。该系统可以使用来自奥普蒂穆斯公司的图像分 析软件，该公司在美国科罗拉多州的科林斯堡有营业场所，软件为ΒΙΟ-SCAN OPTIMATE S/N 0PM41011054614. 11版，或等同品。X射线系统以1. 5秒时间、40Kv管压和16mA电流来操作。吸收性样品在X射线成像过程中保持处于水平平放形态。过程1. 一个样品(吸收性复合材料或吸收性系统)，7. 6厘米宽X38. 1厘米长，被放到 水平平面上。2.如此放置包括2. 5厘米内径管且具有能安置在样品上的凸缘底面的夹具，管内 径的中心对应于样品的长宽方向的中点。3. 70cc的盐水溶液被倒入管中并被允许浸入样品中。4.液体输送后50分钟，利用X射线密度仪图像来测定被盐水溶液润湿的样品长度。5.第一次液体输送后60分钟，进行第二次液体输送和润湿长度测定，重复步骤 3-4。6.第二次液体输送后60分钟，进行第三次液体输送和润湿长度测定，重复步骤 3-4。7.每个样品的三份同样样品被测试并确定每次侵污后的平均润湿长度。人体模型测试人体模型测试过程牵涉到安放吸收性物品到静止的、代表具有适当体形的人躯体 的人体模型上。例如可以从Coutray Consulting获得适当的人体模型，其在法国杜埃有营 业场所。液体通过穿过人体模型内部的管被加至产品。一旦液体从产品泄漏出，则传感器 检测到泄漏并停止给产品输送液体。泄漏时加给产品的液量可以通过在将产品从人体模型 上取下之前和之后的产品称重来确定。可以用本文所述的人体模型测试过程来评估产品防漏性能。在静止的人体模型 系统上测试盐水防漏性能。静止的人体模型系统可被应用在强制泄漏拟定方案中，其中人 体模型保持相同姿势以做评估，在此情况下，处于俯伏姿势(模拟此时产品使用者俯卧状 况)。人体模型系统采用一组计算机控制阀门和传感器来自动输送液体给特定的人体模型 并测定何时已经发生泄漏。加入的液量和加入液体频率可被控制。对于特定测试，这些条 件可以被固定下来。如果产品已经泄漏，如传感器所指示或肉眼看到泄漏，则取下产品并进 行称重，以确定已吸收的液量(即泄漏时载荷)。在从人体模型上取下产品后，产品可以被 照射χ射线以确定液体分配。该测试利用X射线成像来确定位于吸收性系统的各不同部位的液量。X射线成像 是本领域已知的，例如在David F. Ring, Oscar Li jap和Jos印h Pascente的名为“液体分 配X射线成像数据对比”的文章中讨论了(《非织造物世界杂志》，1995年，P65-70)，以与 之一致的方式将该文献引用纳入本文。总体上，该过程比较湿样品和干样品的灰度X射线 图像，以计算在不同部位的液体含量。这样的X射线系统例如可以从Precision X射线公 司获得，该公司在美国康涅狄格州的布兰德福德的31BUSinesS Park Drive有营业场所，型 号10561HF100。该系统可以使用来自奥普蒂穆斯公司的图像分析软件(该公司在美国科罗 拉多州的科林斯堡有营业场所)，软件为ΒΙΟ-SCAN OPTIMATE S/N 0PM41011054614. 11版， 或等同品。过程如下1.待测尿布被放在尺寸适当的婴儿人体模型上，婴儿人体模型配备有允许以自动精确定位方式输送盐水溶液给产品的管。2.穿有尿布的人体模型被摆成俯伏姿势。3. 70cc的盐水溶液被加到目标部位，对应于从吸收性系统前边沿起11. 4厘米。为 了测试产品的另一半，35cc的盐水溶液被加入相同的目标部位。4.盐水溶液通过蠕动泵(例如Masterflex-Digistaltic型号#7526-00，可从 Cole-Parmer获得，它在美国伊利诺斯州的巴灵顿有营业场所)和在解剖学上有代表性的 喷孔内径为3. 1毫米的男性生殖器以15cc/sec被加入。5.利用上述泵和喷嘴系统，每隔1小时给产品加入70cc盐水侵污液。6.当产品泄漏出液体时，从人体模型上取下产品。7.在将用过产品平摊横放之后，对用过的产品拍摄X射线图像。X射线成像过程 中的曝光时间、电压和电流为5.0秒、23kV和14mA。液体在产品中存在的区域由X射线成 像来确定。定义应该注意，当被用在本文中时，术语“包括”、“包含”和其它从词根“包括”派生出 的词是开放性术语，其指明存在任何所举出的特征、元件、整体、步骤或组成部分，而不是要 排除一个或多个其它特征、元件、整体、步骤或组成部分或其组合的存在或添加。术语“吸收性物品”通常是指能够吸收和保持液体的物件。例如，个人护理吸收性 物品是指贴靠或靠近皮肤放置以吸收和保持人体排出的各种液体的物件。术语“吸收性复合材料”在本文中用来指SAP和/或引发剂与载体基材的混合物， 载体基材包括但不限于纤维、泡沫材料、非织造物、薄膜或其它载体材料。术语“吸收性组合物”是指用于获得本发明的溶胀_消溶胀_再溶胀行为的SAP和 至少一种引发剂的组合。术语“吸收性系统”在本文中用来指吸收性复合材料和至少一个附加独立层的组 合，附加独立层包含至少一种引发剂和/或SAP，在这样的吸收性系统中，这样的层直接物 理接触吸收性复合材料的表面。附加独立层可以只由SAP和/或引发剂构成，或可以是含 有SAP和/或引发剂的涌流层、胶粘层、薄纸层、泡沫材料层、粘性/薄纸层叠品等类似物。术语“活性剂”是指由与SAP反应的引发剂释放以引起消溶胀和/或再溶胀行为 的化学物质。术语“涂层”在本文中用来指一层覆在表面上的任何物质。术语“络合”在本文中用来表示通过配位(如阴离子)和金属离子的组合形成分 子。在此关于SAP所用的术语“交联”是指用于有效地使正常水溶性材料基本不溶于 水但可溶胀的任何手段。这样的交联手段可以包括例如物理缠结、结晶畴、共价键、离子络 合和缔合、亲水缔合如氢键键合、疏水缔合或范德瓦尔力。作为时间参照来使用的术语“当今”是指大致在本申请优先权日之前的时间段。术语“解吸”在本文中用来指从SAP中释放出液体。术语“消溶胀”在本文中用来指在液体正从SAP中被解吸时发生的SAP尺寸缩小。术语“ 一次性”在本文中用来表示像不打算在用过一次后被清洗或以其它方式回 复或再利用(例如作为吸收性物品)的吸收性物品的物件。
在提到SAP时的术语“干”通常指具有小于约10%水分的SAP。术语“保健/医用吸收性物品”包括各种专业消费者康护产品，包括但不限于用于 热疗或冷疗的产品、医用长袍(即防护服和/或手术服)、手术洞服、帽子、手套、面具、绷带、 创面敷料、擦布、盖布、容器、过滤件、一次性服装和床垫、医用吸收性服装、衬垫等类似物。术语“家用/工业用吸收性物品”包括建筑和包装用品、用于清洁和消毒的产品、 擦布、盖布、过滤件、毛巾、一次性切割片、浴纸巾、面巾纸、非织造卷状产品、家用舒适性产 品包括枕头、衬垫、垫子、软垫、罩、和身体护理产品如用来清洁或处理皮肤的产品、实验室 罩服、连体服、垃圾袋、去污剂、局部组合物、宠物护理吸收性衬材、洗衣土壤/油墨吸收剂、 去污粘结剂、亲脂液体分离剂等类似物。术语“多价离子”在本文中用来表示带电原子或原子团，其因失去或获得多个电子 而形成，如阳离子(正离子)，其因失去一个或多个电子而生成，或阴离子(负离子)，其因 获得一个或多个电子而生成。在与本发明吸收性组合物相关地使用时的术语“颗粒”和“微粒”等是指独立单元 的形状。这些单元可以包含粉片、纤维、团块、颗粒、粉末、小球、粉末化材料等及其组合。颗 粒可以具有任何期望的形状例如，立方体、杆状、多面体形、球形或半球形、圆形或半圆形、 角形、不规则形状等。具有大的长度直径比的形状如针、粉片和纤维也被认为包含在内。该 术语也包括具有多于一个单独颗粒、微粒等的粒团。此外，颗粒、微粒或其任何期望的粒团 可以由多于一种的材料构成。术语“个人护理吸收性物品”包括但不限于吸收性物品例如尿布、尿布裤、婴儿湿 巾、训练裤、吸收性内裤、儿童护理裤、游泳服和其它一次性服装；妇女护理产品，包括卫生 巾、拭巾、月经垫、生理裤、裤衬、护裤、唇间产品、棉条和棉条施加装置；成人护理产品，包 括拭巾、垫如乳垫、收集器、失禁产品和隔尿垫；服装组成部分；围兜；运动休闲产品等类似 物。术语“聚合物”包括但不限于均聚物、共聚物例如嵌段、接枝、无规和交替共聚物、 三元共聚物等及其混合物和改性物。此外，除非另有明确限定，否则术语“聚合物”应该包 括材料所有可能有的构型异构体。这些构型包括但不限于全同立构、间同立构和无规立构 对称。本文所用的术语“聚烯烃”通常包括但不限于以下材料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚异 丁烯、聚苯乙烯、乙烯_乙酸乙烯酯共聚物等类似物及其均聚物、共聚物、三元聚合物等及 其混合物和改性物。术语“聚烯烃”应该包括其所有可能有的结构，包括但不限于全同立构、 间同立构和无规对称。共聚物包括无规立构嵌段共聚物。本文所用术语“释放曲线”是指活性剂的数量或质量(其造成SAP消溶胀或再溶 胀)，活性剂与时间相关地从引发剂中被释放到溶液，其通常以累积释放形式体现并作为时 间函数以在引发剂中的活性剂总量的百分比来表示，并且可以作为将活性剂释放到特定物 质溶液中的图形摘要来示出。术语“再溶胀”在本文中用来指在消溶胀后液体正由SAP吸收时发生的SAP尺寸增大。术语“SAP”可以在本文中用来替代超吸收性聚合物、超吸收性聚合物组合物及其颗粒。
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术语“奇异释放曲线” 一般是指这样的释放曲线，它由下凹曲线表示。最初释放速 率高但逐渐降低。术语“S形释放曲线”是指向上凹且随后下凹的释放曲线。该曲线的特点一般为具 有初始滞后阶段、急速中间释放阶段和缓慢最终释放阶段。术语“溶度积常数”是简化的平衡常数(Ksp)，其针对固体和在溶液中其各离子之 间的平衡来定义。其值表示化合物分解于水的程度。溶度积常数越大，化合物更可溶。用 于盐的Ksp表示离子浓度乘积，每个浓度增大到等于在用于溶度平衡的平衡公式中的该离 子的系数的方。术语“体育/建筑用吸收性物品”包括头带、腕带和其它吸汗辅助用品、用于运动 器械的握手和手柄的吸收性卷带、毛巾或用于在使用中清洁和擦干器械的吸收性擦拭巾。术语“超吸收性聚合物组合物”是指含有根据本发明的表面添加剂的超吸收性聚 合物。术语“超吸收性聚合物”和“超吸收性聚合物预制品”是指通过完成本文所述的所 有超吸收性聚合物制造步骤而制造的材料，直到干燥该材料并在粉碎机中被粗磨碎。术语“表面交联”是指在SAP颗粒表面附近的功能交联度高于在颗粒内部的功能 交联度。在本文中，“表面”表示颗粒外界面。对于多孔性SAP颗粒，露出的内表面也包含在 该表面定义中。术语“溶胀”在本文中用来表示在液体正被SAP吸收时发生的SAP尺寸增大。术语“超吸收性”是指水溶胀型的不溶于水的有机或无机材料，其在最有利条件下 能吸收自身重量的至少约10倍或自身重量的至少约15倍或自身重量的至少约25倍的0. 9 重量％氯化钠水溶液。术语“目标区”是指吸收芯的一个区域，在该区域中，大多数侵污液体如尿、月经或 排便首先接触。尤其是，对于在使用中具有一个或多个液体污染点的吸收芯，侵污目标区是 指这样的吸收芯区域，其从每个侵污点开始向两个方向延伸一段等于复合材料总长度的约 10%至约30%的距离。术语“周边区”是指目标区以外的区域。术语“热塑性”表示这样的材料，其在受热时软化并在冷却至室温时基本回复至非 软化状态。术语“引发剂”在本文中原来指包含活性剂化学物质的材料，该活性剂化学物质在 被释放时造成SAP符合期望地消溶胀或再溶胀。术语“重量％”或“重量百分比”或其变称当在本文中用来表示SAP的组成时应被 理解为基于干的SAP，除非本文另做详细规定。这些术语可以在本发明的其余部分中用其它语言来限定。
具体实施例方式本发明的吸收性物品可以包括吸收性复合材料或吸收性系统。在某些方案中，吸 收性复合材料或吸收性系统能起到吸收性物品的吸收芯部件的作用。于是，本发明的吸收 性物品可以具有吸收芯，在某些方案中，可选地包括顶片和/或底片。在某些方案中，吸收 芯可设置在顶片和底片之间。在某些方案中，吸收芯包含吸收性复合材料或吸收性系统，吸
17收性复合材料或吸收性系统包含本发明的吸收性组合物。在某些方案中，吸收性复合材料 或吸收性系统起到吸收性物品的作用。在某些方案中希望吸收性物品是一次性的。在某些方案中，本发明的吸收性物品包含吸收性组合物，其利用多功能材料来增 强液体分配。当前市售的SAP起到溶胀吸液的功能。本发明的吸收性物品可以包含SAP，它 溶胀并吸液，也可以消溶胀和从溶胀的SAP中释液，并且还可以再溶胀和吸收附加的侵污 液体。本发明的吸收性物品可以包含SAP和引发剂。本发明的引发剂包含引发超吸收性 聚合物消溶胀和/或再溶胀的活性剂化学物质。在某些方案中，本发明的SAP在吸收液体过程中溶胀，在某些特殊方案中，SAP可 通过至少一种引发剂被引发消溶胀并释放液体。通过所引发的消溶胀被释放的自由液体随 后可以从在此在吸收性物品中发生最初侵污的溶胀的SAP中自由分配离开。在其它方案 中，经过消溶胀的SAP可以通过再溶胀引发剂被引发再溶胀和吸液，例如吸收下次侵污时 的液体。溶胀_消溶胀_再溶胀周期允许侵污液体被紧锁、释放和随后分配到整个吸收性 复合材料或吸收性系统中，接着能在下次液体侵污时再溶胀，充分利用吸收性物品的整个 吸收能力，同时尽量减少泄漏。在本发明的某些方案中，SAP可以通过引发剂溶度的改变被引发进行消溶胀和再 溶胀。在一个方案中，吸收性组合物可以包含SAP，其具有阴离子官能团；含有第一水溶性 化学物质的消溶胀引发剂，第一水溶性化学物质含有具有2或更高的离子价的阳离子X ；再 溶胀引发剂，其含有具有阴离子Y的第二水溶性化学物质，其中第一水溶性化学物质的阳 离子能够与第二水溶性化学物质的阴离子Y络合，形成具有溶度积常数为Ksp < 10_5的盐。在本发明的某些方案中，也包含具有用于从引发剂中释放活性剂的选定释放曲线 的引发剂和用于制备这种引发剂的方法。不同的吸收性材料应用场合和/或引发剂可能需 要不同类型的释放曲线，例如奇异释放曲线或S形释放曲线。在一个方案中，引发剂的释放 曲线可以通过选择适当的、被涂覆在水溶性化学物质的表面上的涂层聚合物来控制。在另 一个方案中，释放曲线也可以通过调整用于施加涂层聚合物的涂覆工艺来控制。在某些方案中，也包含显示溶胀_消溶胀_再溶胀行为的吸收性物品的吸收性组 合物和控制溶胀_消溶胀_再溶胀周期的时刻的方法。本发明的一个方案是一种吸收性物 品，它具有吸收性组合物，该吸收性组合物包含SAP、具有用于释放第一水溶性固体化学物 质的选定释放曲线的消溶胀引发剂和具有用于从再溶胀引发剂中释放第二水溶性固体化 学物质的释放曲线的再溶胀引发剂，其中在暴露于含水液体如0. 9重量％盐水之后且在第 一水溶性化学物质大约100%被释放之前，第一水溶性化学物质具有比第二水溶性化学物 质更高的累积释放。吸收液体/释放液体的时刻可以通过选择适用于消溶胀引发剂和再溶 胀引发剂的释放曲线和/或通过调整消溶胀弓I发剂和再溶胀弓I发剂的释放率和/或通过改 变SAP的吸收速率和/或通过改变SAP、消溶胀引发剂和再溶胀引发剂的混合比来控制。缩 写“TAd”和“TA/’可以在此用来分别代替“消溶胀引发剂”和“再溶胀引发剂”。在本发明的某些方案中包含了在溶胀-消溶胀-再溶胀周期中有改善的吸收能力 效率和质量效率的SAP。吸收能力效率改善通常是指吸收性组合物的溶胀或再溶胀能力与 含有目前市售SAP的吸收性组合物相比有提高。质量效率改善是指在获得同等量的消溶胀 液体的情况下利用更低百分比的再溶胀弓I发剂。
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质量效率改善也指在获得同等程度的再溶胀能力的情况下利用更低百分比的与 SAP相关的再溶胀引发剂。能力效率改善可以通过调整SAP的中和度和交联和/或通过改 变SAP吸收速率和/或通过改变消溶胀引发剂再溶胀引发剂的混合比来实现。质量效率改 善也可以按照相同方式来实现。为了更好地理解本发明，注意图3，其为示范目的示出呈尿布形式的示例性的本发 明吸收性物品。可以理解，本发明适用于各种其它的吸收性物品，包括但不限于其它个人护 理吸收性物品、保健/医用吸收性物品、家用/工业用吸收性物品、体育/建筑用吸收性物 品等类似物，这没有超出本发明范围。图3示出尿布130。尿布130如图3所示处于打开平展未收缩的状态(即所有由 橡皮筋引起的褶皱和收缩被消除)。部分结构被局部切除，以便更清楚示出尿布130的内部 结构，此时接触穿用者的尿布130表面朝向看图者。图3示出了一次性尿布130，其具有前 侧区域132、后侧区域134和位于前侧区域和后侧区域之间的裆部136。尿布130包括底片 138、顶片140和位于底片和顶片之间的吸收芯142。尿布130的外边缘限定出周边144，该 周边具有横向对置的两个纵向延伸侧边沿146、纵向对置的两个横向延伸端部边沿148和 一个弹性皱缩件系统，例如一个包括腿部橡皮筋150和腰部橡皮筋152的系统。两个纵向 侧边沿146限定出用于尿布130的腿部孔口 154，或许，它们是曲线仿形的。两个横向端部 边沿148如图所示为直线形状，但或许可以是曲线形的。尿布130也可以包含附加组成部 分，用于导入、分配和储存身体排泄物。例如，尿布130可以包括如授予迈尔等人的美国专 利4798603所述的传送层，或者如1993年5月5日公开的欧洲专利申请公开号0539703所 述的涌流控制层，每份文献以与之一致的方式被引用纳入本文。尿布130总体限定出纵向延伸长度156和横向延伸宽度158。尿布130可以具有 任何期望的形状，例如矩形、I形、整体沙漏形或例如T形。底片138限定出长度和宽度，在所示的方案中，该宽度和长度与尿布130的宽度和 长度一致。吸收芯142总体限定出长度和宽度，该长度和该宽度分别略小于底片138的长度 和宽度。于是，尿布130的边缘部分例如底片138的边缘区段可以延伸经过吸收芯142的 横向对置的纵向延伸末端侧边沿160和/或纵向对置的横向延伸末端边沿162，从而形成尿 布130的侧边缘164和端部边缘166。顶片140总体上与底片138共同延伸，但根据需要， 其或许可以覆盖一个比底片面积大或小的面积。底片138和顶片140打算在使用时分别向 服装和穿用者身体。底片138和顶片140例如可以在尿布周边144的至少一部分上被相互 接合，借助附接机构(未示出)例如粘合、声波结合、热结合、钉合、缝合或本领域已知的各 种其它附接技术以及其组合。顶片140适当地表示让穿用者皮肤有柔顺感和非刺激性的体侧表面。而且，顶片 140与吸收芯142相比可以比不太亲水，从而对穿用者体现为相对干爽表面，并且足够多孔 以便液体渗透，允许液体轻松透过其厚度。适当的顶片140可以由纤网材料例如多孔泡沫 材料、网状泡沫材料、微孔塑料膜、天然纤维、合成纤维(例如聚酯或聚丙烯纤维)或者天然 纤维和合成纤维的组合物的广泛选择范围中制造。顶片140被适当地用于帮助将穿用者皮 肤与吸收芯142所保持的液体隔离。各种不同的织造织物和非织造织物可被用于顶片140。例如，顶片140可以由聚烯 烃纤维的熔喷纤网或纺粘纤网构成。顶片140也可以是天然纤维和/或合成纤维的梳理固
19结纤网。顶片140可以由基本疏水材料构成，疏水材料或许可以经过处理以赋予期望的可 润湿性和亲水性水平。确切地说，顶片140可以是聚丙烯非织造纺粘织物。底片138可以适当地由透液材料或是不透液材料构成。通常希望底片138由基 本不透液的材料构成。例如，典型的底片138可以由塑料薄膜或其它的柔性不透液材料制 成。而且，底片138可以由织造或非织造纤维网层构成，织造或非织造纤维网层已经完全或 部分被构造或处理成能赋予靠近或接近吸收芯142的选定区域以期望的不透液性水平。再 有，底片138可选地可以由微孔透气材料构成，其允许水蒸气从吸收芯142漏走，但仍然阻 止液体排出物透过底片138。吸收芯142可以包括由混有吸收性组合物颗粒例如本发明的SAP和引发剂的亲水 纤维如纤维素绒毛纤网构成的基体。在某些方案中，吸收芯142包含吸收性组合物颗粒与 木浆绒毛的混合物。木浆绒毛可以用合成聚合熔喷纤维或熔喷纤维和天然纤维的组合物来 替换。吸收性组合物颗粒可以基本均勻地与纤维混合，或者可以非均勻地混合。如图3代表性所示，尿布130可以包含一对防渗漏片157，它们被构造成提供对身 体排出物的横向流动的阻挡。防渗漏片157可以沿尿布130的纵向延伸侧边沿146定位在 吸收芯142的侧边沿附近。每个防渗漏片157 —般限定出未连接边沿，其被设计成至少在 尿布130裆部136保持直立垂直形态，以形成对穿用者身体的密封。防渗漏片157可以沿 吸收芯142的整个长度延伸或至只沿吸收芯142长度的一部分延伸。当防渗漏片157的长 度比吸收芯142短时，防渗漏片157可选择地在裆部136定位在沿尿布130侧边沿146的 任何位置上。防渗漏片157可以沿吸收芯142的整个长度延伸，以便更好地容纳身体排出 物。尿布130还可包括在尿布130的末端边沿148和侧边沿146处的橡皮筋，以进一 步防止身体排出物泄漏并支承吸收芯142。尿布130还可以包括一对腰部橡皮筋152，其与 尿布130的端部边缘148连接。腿部橡皮筋150和腰部橡皮筋152总体适应在使用中贴合 围绕穿用者的腿部和腰部，以保持与穿用者的有效接触关系，从而有效减少或消除身体排 出物从尿布130中泄漏。橡皮筋可以在拉长状态下粘接在底片138上，或者它们可以在底片138打褶情况 下附接到底片138上，从而收缩弹力被赋予底片138。腿部橡皮筋150也可以包括像聚氨 酯、合成橡胶和天然橡胶这样的材料。腰部橡皮筋152可以由弹性丝线构成，它们附接到底 片138上，或者它们可以通过将单件伸缩材料附接在物品的腰部区域来形成。一次性吸收性物品可以但非必须地包括扣接件167，用于围绕穿用者的腰部固定 吸收性物品。尿布130的所示方案包括这样的扣接件167。在至少一个方案中，多个扣接 件167位于尿布130的后部区域134中并且位于每个纵向延伸侧边沿146的内侧。扣接件 167可以设计成环绕穿用者的臀部并接合尿布130前侧区域132的底片138，以将尿布保持 在穿用者身上。适当的扣接件为本领域技术人员所熟知，并且可以包括粘性条带片扣、钩圈 粘扣、蘑菇式搭扣、按扣、扣针、皮带等类似物或者其组合。优选的是，扣接件167可解除地 直接接合底片138的服装侧表面。符合期望的是，扣接件167包括机械扣接系统。仅为了示出，用于构建其它吸收性物品的各种材料和方法在A. Fletcher等人的 于2000年6月29日公开的PCT专利申请TO00/37009、1990年7月10日授予Van Gompel 等人的美国专利4940464、1998年6月16日授予Brandon等人的美国专利5766389和2003年11月11日授予Olson等人的美国专利6645190中被公开，这些文献按照与之一致(即 不矛盾)的方式被引用纳入本文。在本发明的某些方案中，吸收性物品可以包含能作为吸收芯142的本发明的吸收 性复合材料或吸收性系统。吸收性复合材料或吸收性系统可以具有各种组成，尤其是吸收 性成分，具有相应的结构配置、吸收能力配置、密度配置、基重配置和/或尺寸配置，它们被 选择性构成和安排，以提供液体吸入时间、吸收饱和能力、吸收保持能力、液体分配、形状保 持和美观的所期望的组合效果。通过单独和有效组合地加入各不同特征和配置，本发明的 物品可以提供改善的吸收性复合材料或吸收性系统，其具有溶胀、消溶胀和/或再溶胀能 力的期望组合效果。该物品可以不太容易过早泄漏，可以提供改善的舒适合身性，提供更好 的保护以及让穿用者更加自信。在某些方案中，本发明的吸收性复合材料或吸收性系统包括纤维例如绒毛，或确 切地说纤维素纤维。这种纤维素纤维可以但不限于地包括化学木浆如亚硫酸盐和硫酸盐 (有时称为硫酸盐)木浆以及机械木浆如磨木浆、热机械木浆和化学热机械木浆。确切地 说，浆纤维可以包含棉、其它典型的木浆、乙酸纤维素、脱胶化学木浆及其组合。既可以使用 来自落叶树的木浆，还可以使用来自针叶树的木浆。此外，纤维素纤维可以包含这样的亲水 材料，例如天然织物纤维、马利筋绒、棉纤维、微晶纤维素、微纤化纤维素或这些材料中的任 何一种与木浆纤维的组合。适当的纤维素绒毛纤维可以包括例如NB480(可从威尔豪瑟公 司获得)；NB416，漂白南方硫酸盐软木浆(可从成尔豪瑟公司获得)；C00SABS0RB S，漂白 南方硫酸盐软木浆(可从保沃特公司获得，是在美国南卡罗莱纳州的格林威勒有办公场所 的企业)；SULPHAT ATE HJ，化学改性硬木浆(可从雷昂奈尔公司获得，是在美国乔治亚州 的杰瑟普有办公场所的企业)；NF405，化学处理南方硫酸盐软木浆(可从成尔豪瑟公司获 得)；CR1654，混合漂白南方软木和硬木硫酸盐木浆(可从保沃特公司获得)。在某些方案 中，木浆绒毛可以用合成聚合物熔喷纤维或用熔喷纤维和天然纤维的组合物替代或混合。吸收性复合材料或吸收性系统可以用本领域已知的方法形成。虽然不局限于具体 的制造方法，该吸收性复合材料或吸收性系统可利用熔喷法，在某些方案中还可以在熔喷 生产线或同成型生产线上形成。示例性熔喷工艺在各不同的专利和申请中有所描述，包括 NRL报告4364，V. A. Wendt、E. L. Boone和C. D. Fluharty的“超细有机纤维的制造”;NRL报告 5265，K. D. Lawrence, R. Τ. Lukas和J. A. Young的“用于形成超细热塑性纤维的改进装置”， 和授予Butin等人的美国专利3849241以及授予Georger等人的美国专利5350624，所有这 些文献以与之一致的方式被引用纳入本文。为了形成同成型材料，其它成分在熔喷纤维被沉积到成型面上时与熔喷纤维 混合。例如，本发明的吸收性组合物和绒毛例如木浆纤维可以被注入熔喷纤维流中，从 而被夹杂于其中和/或粘在熔喷纤维上。示例性同成型工艺在授予安德森等人的美国 专利4100324、授予豪奇基斯等人的美国专利4587154、授予马克法兰德等人的美国专 利4604313、授予马克法兰德等人的美国专利4655757、授予马克法兰德等人的美国专利 4724114、授予安德森等人的美国专利4100324和授予敏托等人的英国专利GB2151272中有 记载，每件专利按照与之一致的方式被引用纳入本文。含有大量超吸收性材料的吸收性弹 性熔喷纤网在授予D. J.麦克道威尔的美国专利6362389中有描述，含有大量超吸收性材料 并具有低超吸收性材料抖出量的吸收性弹性熔喷纤网在X. Zhang等人的未结案的美国专利申请10/883174中有描述，所有这些文献以与之一致的方式被引用纳入本文。图4示出了用在本发明中的吸收性复合材料或吸收性系统的形成方法的一个例 子。在此举例描述图4的设备的尺寸。具有不同尺寸和/或不同结构的其它类型的设备也 可被用来形成吸收性复合材料或吸收性系统。如图4所示，球丸状弹性材料72可通过两个 球丸料斗74被送入两个单独的螺杆挤出机76，每个螺杆挤出机给自旋泵78供料。弹性材 料72可以是多组分弹性体混合物，其以商品名VISTMAXX 2370从Exxon Mobil Chemical 公司获得(在美国德克萨斯州的休斯顿有办公场所的企业)，以及本文所述的其它物料。每 个自旋泵78供应弹性材料72给单独的熔喷模80。每个熔喷模80可以每英寸具有30个孔 (hpi)。模具角度可以从水平面算起在0至70度之间调整，适当地设定为约45度。成型高 度可以最大为约16英寸，但该限制条件可以随不同的设备而变。宽约24英寸(61厘米)的溜槽82可以定位在熔喷模80之间。溜槽82的深度或 者厚度可以在约0. 5至约1. 25英寸(1. 3厘米至3. 2厘米)或约0. 75至约1. 0英寸(1. 9 厘米至2. 5厘米)之间调整。开松机144连接至溜槽82的顶面。开松机144用来将木浆 纤维86纤维化。开松机144可被限制到处理低强度木浆或脱胶(处理后)木浆，在此情况 下，开松机144可以限制所示方法于范围非常小的木浆类型。与利用锤反复锤击木浆纤维 的传统锤磨机不同，开松机144使用细齿来撕裂木浆纤维86。适用于图4所示方法的木浆 纤维86包括本文提到的那些纤维，例如NB480 (可从威尔豪瑟公司获得，是在美国华盛顿州 的费德勒尔维有办公场所的企业)。在与开松机144相对的溜槽82 —端上有SAP供料机88。供料机88可以将本发明 的SAP 90倒入一个管94的孔92中，其随后送入鼓风风扇96。一段4英寸(10厘米)粗细 的管98经过鼓风风扇96，该管足以产生约5000英尺/分钟的全生成涡流，其允许SAP颗粒 90变得散布。管98从4英寸(10厘米)粗细扩宽至24英寸X0. 75英寸(61厘米X 1. 9 厘米)的溜槽82，在此处，SAP 90与木浆纤维86混合，混合物笔直落下并在大约45°角在 任一侧与弹性材料72混合。SAP 90、浆纤维86和弹性材料72的混合物落到以约14英尺 /分钟至约35英尺/分钟的速度移动的金属丝网传送装置100。但是，在撞击金属丝网传 送装置100之前，喷嘴梁102可选地以喷雾形式喷射含水表面活性剂混合物穿透混合物，由 此使所得到的吸收性复合材料44润湿。表面活性剂混合物104可是GLUC0P0N 220UP (可 从考尼斯公司获得，其在美国俄亥俄州辛辛那提市有营业场所)和AHCOVEL Base N_62 (可 从Uniqema获得，其在美国德拉华州纽卡斯尔有营业场所)的1 3混合物。金属丝网下 真空106定位在传送装置100的下方，以帮助形成吸收性复合材料44。本发明的吸收性复合材料或吸收性系统包括期望含量的吸收性组合物，例如本发 明的SAP和引发剂。在某些方案中，吸收性组合物具有快速吸收大量液体例如尿或其它体 液的性能或能力。因为本发明的吸收性组合物具有快速锁液并随后逐步释放该液体的能 力，因而液体可被分配到整个吸收性复合材料当中，这可能导致吸收性复合材料的更高使 用效率，从而它们更符合希望地被用在基重较轻的较薄物品或具有窄裆高挑形状的吸收性 复合材料中，以便与传统的当今吸收性产品相比更加合身。在某些方案中，这样的吸收性复 合材料或吸收性系统也可以适用作在尿布结构中没有绒毛或其它纤维的均勻的吸收性组 合物层，结果，可以获得更薄的卫生用品。本发明的吸收性组合物也可以应用在适于进一步使用的吸收性物品中。尤其是，本发明的吸收性组合物可以被用在用于吸水或吸收含水液体的吸收性物品的吸收性复合 材料或吸收性系统中，最好用在体液吸收结构中，在发泡和非发泡片状结构中，在包装材料 中，在用于织物生长的结构中，作为土壤改性剂或作为活性化合物载体。为此，它们通过以 下方式被处理成纤网，即与纸或绒毛或合成纤维混合，或者分布吸收性组合物颗粒于纸、绒 毛、或非制造织物的基材之间，或者加工成载体材料。它们进一步适用于吸收性物品，如创 面敷料、包装、农用吸收体、食物托盘和垫等类似物。在本发明的一个方案中，当使用消溶胀引发剂时，本发明的SAP能够溶胀并吸液， 在使用再溶胀引发剂时，消溶胀并释液，并且再溶胀和再次吸液。溶胀是指液体正被SAP吸 收时发生的SAP尺寸增大。为了在SAP中发生溶胀，液体必须被吸收，因此描述SAP正溶胀 也表示SAP正吸收液体。消溶胀是指正从SAP中解吸液体时发生的SAP尺寸缩小。为了在 SAP中发生消溶胀，所吸收的液体必须被解吸或从SAP中被释放，因此，描述SAP在消溶胀也 是指SAP在释放液体。再溶胀是指SAP尺寸再次增大，这发生在消溶胀之后液体正被SAP 吸收时。为了在SAP中发生再溶胀，液体必须被再吸收，因此就是说，SAP再溶胀，也意味着 SAP再次吸收液体。本发明的SAP能够在与引发剂反应之后消溶胀并解吸液体。在本发明的一个方案 中，消溶胀引发剂在SAP饱和或部分饱和含有吸收液体之后起作用。消溶胀引发剂造成SAP 消溶胀并释放出吸收液体的期望份量。SAP和引发剂可以按照约1 0.01至约1 10例如约1 0. 1至约1 2的重 量比位于吸收性材料中或吸收性材料的表面上。在某些方案中，所得到的吸收性复合材料 或吸收性系统可以包含约10至约90重量％的SAP，例如约20至约80重量％的SAP，以及 包含约5至约60重量％ ο的消溶胀引发剂和约5至约60重量％的再溶胀引发剂。本文所述的引发剂可以具有这样的尺寸，在被加入个人护理产品入婴儿尿布时， 引发剂不能轻易从复合产品中迁移出。通常，引发剂可以具有约5 μ m至约1000 μ m、例如约 50 μ m至约1000 μ m或约100 μ m至约850 μ m或约150 μ m至约850 μ m的颗粒尺寸。引发剂可被用到吸收性复合材料或吸收性系统上，其做法是混合、包封、涂覆、利 用粘合剂的附接、印刷、层压、策略性混合和/或放置在复合材料的特定袋中及其组合或其 它手段。引发剂可以具有延时作用并且只在消除延时作用时才开始作用(即释放活性剂)。在本发明的某些方案中，至少其中一种所述引发剂在空间上与SAP和/或其它引 发剂分开。本发明的SAP在吸收液体过程中溶胀，并且在某些方案中可通过消溶胀引发剂被 引发消溶胀并释放液体。消溶胀后的SAP也可以通过再溶胀引发剂被引发再溶胀并吸收液 体。在某些方案中，溶胀_消溶胀_再溶胀周期可以重复多次。在本发明的某些方案中，某些SAP在与某些弓I发剂连用时可能更有效。为了使本 发明的优点最大化，最好将SAP和引发剂归类到不严格地依据某些特性的分组中，例如依 据化学和/或释放曲线。于是，在某些方案中，SAP和引发剂可被分组如下溶度化学和中 和化学。优选的是，SAP、消溶胀引发剂和再溶胀引发剂将全部选自单个分组。基于溶度的化学分组包括能够获得低的溶度积常数(即Ksp)的化学物质。在某 些方案中，基于溶度的化学分组可以包括以下物质具有阴离子官能团的SAP ；含有第一水 溶性化学物质的消溶胀引发剂，第一水溶性化学物质含有具有2或更高离子价的阳离子X ；
23第二引发组合物，含有具有阴离子Y的第二水溶性化学物质；其中，第一水溶性化学物质的 阳离子X能够与SAP的阴离子官能团络合；第二水溶性化学物质的阴离子Y能够与阳离子 X络合而形成具有溶度积常数Ksp < ΙΟ"5的盐。基于中和的化学分组包括能够控制SAP的中和度(DN)的化学物质。在某些方案 中，基于中和的化学分组可以包括以下物质a)含有部分中和交联的聚丙烯酸的SAP，其中 40摩尔百分比至约60摩尔百分比的酸基团被中和，SAP具有小于约6. 0的pH ；b)消溶胀引 发剂包含第一水溶性化学物质；c)再溶胀引发剂包含pH为约10或更高的第二水溶性化学 物质；其中，当吸收性组合物与含水液体接触时，SAP显示溶胀-消溶胀-再溶胀行为，所得 到的溶胀SAP具有比a)的SAP高的pH值。此外，基于释放的化学分组可以包含能够控制上述的基于溶度的化学分组和/或 基于中和的化学分组的释放曲线的化学物质。在某些方案中，基于释放的化学分组可以包 含以下物质SAP，其含有可选的发泡剂；消溶胀引发剂，其含有第一水溶性固体化学物质， 其中该消溶胀引发剂具有用于从引发组合物中释放水溶性固体化学物质(活性剂)的释 放曲线，该释放曲线选自奇异释放曲线或S形释放曲线；再溶胀引发剂，其含有第二水溶性 固体化学物质，其中第二引发组分具有用于从引发组合物中释放第二水溶性固体化学物质 (活性剂)的S形释放曲线，其中在暴露于含水液体之后且在100%释放之前，第一水溶性 化学物质具有比第二水溶性化学物质更高的累积释放。在某些方案中，基于溶度的化学分组的和基于中和的化学分组的SAP、消溶胀引发 剂和再溶胀引发剂可以单独使用，或者可以与基于释放的化学分组的化学物质联合使用， 以获得本发明的溶胀_消溶胀_再溶胀行为。但是通常，基于释放的化学分组的化学物质 不能被单独使用来获得本发明的溶胀_消溶胀_再溶胀行为。因此，在本发明的某些方案中，SAP可以通过引发剂化学物质的溶度变化被引发 消溶胀和再溶胀。在本发明的某些方案中，吸收性组合物可以包括具有阴离子官能团的 SAP ；含有第一水溶性化学物质的消溶胀引发剂，第一水溶性化学物质含有具有2或更高离 子价的阳离子X ；含有具有阴离子Y的第二水溶性化学物质的再溶胀引发剂，其中，第一水 溶性化学物质的阳离子X能够与第二水溶性化学物质的阴离子Y络合，形成具有溶度积常 数Ksp < ΙΟ"5的盐。不是要局限于此地假定，在消溶胀引发剂和SAP之间的离子交换反应 可能导致凝胶网络中的离子交联，其引发SAP消溶胀并释放所吸收的液体。在再溶胀引发 剂和消溶胀的SAP之间的离子交换反应可能至少消除一部分离子交联，从而SAP能再溶胀 和吸收附加液体。本文所述的第一水溶性化学物质含有具有2或更高离子价的阳离子。第一化学物 质的特定例子例如包括氯化铝、硫酸铝、氯化钡、乙酸钙、氯化钙、甲酸钙、乙酸镁、氯化镁、 甲酸镁、乙酸锌、氯化锌、甲酸锌和硫酸锌。本文所述的再溶胀引发剂的水溶性化学物质包含阴离子，其能够与消溶胀引发剂 的阳离子形成不溶性盐。阴离子可以选自F_，HCO3_、CO广、PO43_、SO42_、草酸盐阴离子、柠檬酸 盐阴离子、硫化物阴离子和聚磷酸盐阴离子。该化学物质的特定例子包括例如氟化钠、碳酸 氢钠、碳酸钠、柠檬酸钠、草酸钠、磷酸钠、聚磷酸钠、硫化钠、硫酸钠或三聚磷酸钠。应该注意，上述的消溶胀引发剂和再溶胀引发剂适用于阴离子型SAP。但是，如果 使用的是阳离子型SAP，则消溶胀引发剂和再溶胀引发剂本身可以是不同的，但选择引发剂
24的机理(即基于溶度的化学和基于中和的化学)将保持相同。本文所述的引发剂还可以包括用于获得水溶性化学物质的可控释放的聚合物涂 层材料。涂层材料的特定例子例如包括聚甲基丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酸酯共聚物、乙基 纤维素、羧甲基纤维素钠、乙酸纤维素、聚乙二醇、马来酸化聚丙烯、聚烯烃共聚物或其组 合。在某些优选方案中，用在本发明涂层中的聚合物涂层包括丙烯酸酯和具有低含量季铵 基团的甲基丙烯酸酯的共聚物。这种共聚物常被称为甲基丙烯酸铵共聚物并且可以从Rohm Pharma AG例如以商品名EUDRAGIT买到。在某些方案中，用在本发明涂层中的聚合物涂层 包括乙基纤维素和/或乙酸纤维素。在其它方案中，用在本发明涂层中的聚合物涂层可以 包括马来酸化聚丙烯。如上所述，在本发明的某些方案中，吸收性组合物可以包括消溶胀引发剂和再溶 胀引发剂，其分别具有选定的释放曲线，用于在暴露于含水液体之后释放水溶性化学物质， 其中在第一水溶性化学物质被100%释放之前，第一水溶性化学物质具有比第二水溶性化 学物质更高的累积释放。释放曲线选自奇异释放曲线或S形释放曲线。在某些方案中，吸收性组合物可以包括消溶胀引发剂和再溶胀引发剂，其均具有 释放曲线，其中约50重量％至100重量％的水溶性固体化学物质在暴露于含水液体后不到 约240分钟的时间内从消溶胀或再溶胀引发剂中被释放出，这由在本文上述的释放曲线测 试中的释放曲线测试来测定。在另一个方案中，吸收性组合物可以包括SAP，SAP包括部分中和交联的聚丙烯 酸，其具有约40至约60摩尔百分比的中和酸基团和等于至少约15克0. 9重量％氯化钠溶 液/每克超吸收性材料(g/g)的离心机保液率，或至少约25g/g，或至少约30g/g，或约25g/ g至约60g/g，如本文所述的离心机保液率测试所述。在另一个方案中，吸收性组合物可以包含SAP，其可以含有0. 05至约10. 0重量％ 的发泡剂。在某些方案中，发泡剂可以用树脂包封起来，树脂选自天然树脂或合成树脂、丁 腈橡胶、黏性固化陶瓷材料、聚烯烃、聚乙二醇、烯烃共聚物、聚芳香族烯烃、苯乙烯化合物 或聚合化卤代二烯烃。在其它方案中，吸收性组合物可以包括SAP，其具有通过本文所述的 涡旋测试测定的45秒或更短的涡旋时间。已经发现，本文所述的SAP吸收速率的提高可以 改善溶胀_消溶胀_再溶胀周期中的溶胀和再溶胀行为。如上所述，在本发明的某些方案中已经发现，质量效率和吸收能力效率可以通过 减小中和度和减小超吸收性聚合物的内部交联度来提高。在本发明的另一个方案中，SAP 可以具有低于70%中和度的中和度。尤其是，吸收性组合物包含SAP，SAP含有部分中和交 联聚丙烯酸，其中约40摩尔百分比至约60摩尔百分比的酸基团被中和，具有小于约6. 0的 PH，还包含具有第一水溶性化学物质的消溶胀引发剂和pH为约10或更高的再溶胀引发剂， 其中，吸收性组合物显示溶胀_消溶胀_再溶胀行为，所得到的溶胀SAP具有比初始SAP高 的PH值。在某些方案中，本文所述的SAP可以被制作成对引发剂更敏感。例如，当消溶胀 引发剂包含酸如氨基磺酸(也称为璜胺酸、璜酰胺酸和氨璜酸)或具有多价阳离子如Ca2+ 的水溶性化学物质，再溶胀弓I发剂包含基材或碱性材料如碳酸钠。本发明的一个优点是，消溶胀引发剂和再溶胀引发剂相对本发明超吸收性聚合物 组合物的较低百分比可被用来获得同等量的消溶胀液体和与市售超吸收性聚合物一样的 再溶胀能力。此外，与相同的吸收性组合物相比，本文所述的吸收性组合物显示出溶胀和再
25溶胀能力的增强，但含有市售的超吸收性聚合物，而不是本发明的超吸收性聚合物组合物。在本发明的另一个方案中，SAP和消溶胀引发剂和再溶胀引发剂为颗粒状，SAP颗 粒和消溶胀引发剂和再溶胀引发剂颗粒具有约150 μ m至约850 μ m的平均颗粒尺寸，这是 通过筛过美国标准20目筛且留在美国标准100目筛而测定的。在本发明的另一个方案中，所述引发剂中的至少一种引发剂在空间上与所述SAP 分开。在本发明的另一个方案中，至少一种引发剂具有选自S形释放曲线或奇异释放曲 线的曲线。如上所述，在本发明的另一个方案中，吸收性组合物包含SAP，其含有可选的发泡 剂；消溶胀引发剂，其含有第一水溶性固体化学物质，消溶胀引发剂具有用于从引发剂中释 放水溶性固体化学物质的释放曲线，其中释放曲线选自奇异释放曲线或S形释放曲线；再 溶胀引发剂，其含有第二水溶性固体化学物质，再溶胀引发剂具有用于从引发剂中释放第 二水溶性固体化学物质的S形释放曲线，其中在暴露于含水液体之后且在约100%释放之 前，第一水溶性化学物质具有比第二水溶性化学物质更高的累积释放。在本发明的另一个方案中，吸收性组合物包含SAP，其含有部分中和交联的聚丙 烯酸并具有第一吸收能力；消溶胀引发剂；再溶胀引发剂，其中SAP和消溶胀引发剂和再溶 胀弓I发剂为颗粒状，并且SAP颗粒和消溶胀弓I发剂和再溶胀弓I发剂颗粒具有大于约150 μ m 至小于约1000 μ m的颗粒尺寸。在本发明的另一个方案中，吸收性组合物包含SAP和引发剂，引发剂含有水溶性 固体化学物质，其中引发剂具有用于从引发剂中释放水溶性固体化学物质的释放曲线，该 释放曲线选自奇异释放曲线或S形释放曲线，其中SAP和引发剂为颗粒状，SAP颗粒和引发 剂颗粒具有大于约150 μ m至小于约1000 μ m的颗粒尺寸。本文所述的水溶性固体化学物质选自氨基璜酸、柠檬酸、甲酸钙、氯化钙、氢氧化 钙、氧化钙、乙酸钙、乙酸镁、氯化镁、甲酸镁、氯化钡、氯化铝、硫酸铝、铝酸钠、氯化锌、乙酸 锌、甲酸锌、硫酸锌、氟化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、硫酸钠、磷酸钠、聚磷酸钠、草酸钠、硫化钠 或三聚磷酸钠。在本发明的另一个方案中，吸收性材料包含SAP ；消溶胀引发剂，其含有第一水 溶性固体化学物质，其中消溶胀引发剂可具有用于从引发剂中释放水溶性固体化学物质的 释放曲线，该释放曲线选自奇异释放曲线或S形释放曲线；再溶胀引发剂，其含有第二水 溶性固体化学物质，再溶胀引发剂用于从引发剂中释放第二水溶性固体化学物质的释放 曲线，该释放曲线选自奇异释放曲线或S形释放曲线，其中在暴露于含水溶液之后且在约 100%释放之前，第一水溶性化学物质具有比第二水溶性化学物质更高的累积释放。本发明吸收性组合物的一个优点是，溶胀_消溶胀_再溶胀周期时刻可通过调整 变量如SAP吸收速率、消溶胀引发剂和再溶胀引发剂的释放速率和SAP和引发剂的混合比 来控制。本发明还涉及引发剂，其含有水溶性固体化学物质；聚合物涂层材料，其按照该 水溶性化学物质的约0. 1重量％至约50重量％涂覆该水溶性化学物质，其中引发剂具有奇 异释放曲线或S形释放曲线，用于从引发剂中释放水溶性固体化学物质，该释放曲线通过 释放曲线测定测试来测定，其中引发剂为颗粒状并且具有小于约IOOOym的颗粒尺寸。
在本发明的另一个方案中，引发剂包含水溶性固体化学物质，其选自氨基璜酸、柠 檬酸、氯化铝、硫酸铝、氯化钡、乙酸钙、氯化钙、甲酸钙、乙酸镁、氯化镁、甲酸镁、乙酸锌、氯 化锌、甲酸锌、硫酸锌、氟化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、柠檬酸钠、草酸钠、磷酸钠、聚磷酸钠、硫 化钠、硫酸钠或三聚磷酸钠，其中水溶性固体化学物质涂有聚合物涂层，其选自聚甲基丙烯 酸酯共聚物、聚丙烯酸酯共聚物、马来酸化聚丙烯、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、乙酸纤维 素、聚乙二醇、聚烯烃共聚物或其组合，其中该引发剂具有用于从引发剂中释放水溶性固体 化学物质的奇异释放曲线或S形释放曲线，所述释放曲线通过释放曲线测定测试来测定， 其中该引发剂为颗粒状并且具有大于约150 μ m至小于约1000 μ m的颗粒尺寸。本发明的另一个方案包括引发剂，其含有a)水溶性固体化学物质，和b)聚合物涂 层材料，聚合物涂层材料按照该水溶性化学物质的约0. 1重量％至约50重量％的量涂覆该 水溶性化学物质，其中引发剂具有用于在暴露于引发剂的水溶液之后从引发剂中释放水溶 性固体化学物质的释放曲线，该释放曲线选自奇异释放曲线或S形释放曲线。在本发明的另一个方案中，约50重量％至100重量％的水溶性固体化学物质在初 次侵污后不到约240分钟的时间内从引发剂中被释放。在本发明的另一个方案中，引发剂包含水溶性固体化学物质，其选自氨基璜酸、甲 酸钙、氟化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、柠檬酸、氯化钙、氢氧化钙、氧化钙、氯化镁、甲酸镁、氯化 钡、硫酸铝、铝酸钠、硫酸钠、磷酸钠、聚磷酸钠、草酸钠、硫化钠或三聚磷酸钠，并且水溶性 固体化学物质涂有聚合物涂层，其选自聚甲基丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酸酯共聚物、马来酸 化聚丙烯、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、乙酸纤维素、聚乙二醇、聚烯烃共聚物或其组合。 在某些方案中，用在本发明涂层中的聚合物涂层包括丙烯酸酯和具有低含量季铵基团的甲 基丙烯酸酯的共聚物。这样的共聚物常被称为甲基丙烯酸铵共聚物，并且可从Rohm Pharma AG例如以商品名EUDRAGIT买到。在本发明的某些方案中，丙烯酸涂层从两种丙烯酸树脂 漆的混合物中得到，这两种丙烯酸树脂漆以含水分散体的形式来使用并可从Rohm Pharma 分别以商品名 EUDRAGIT RL 30D 和 EUDRAGIT RS 30D 获得。EUDRAGIT RL 30D 和 EUDRAGIT RS 30D是丙烯酸酯和具有低含量季铵基团的甲基丙烯酸酯的共聚物，在EUDRAGIT RL 30D 中，铵基与余下的中性甲基丙烯酸酯的摩尔比为1 20，在EUDRAGIT RS 30D中是1 40。 平均分子重是约150000。本发明的各不同方案包括引发剂或其像消溶胀引发剂或再溶胀引发剂这样的形 式，包含水溶性固体化学物质和聚合物涂层，聚合物涂层按照所述水溶性化学物质的约0. 1 重量％至约50重量％或介于两个极限点之间的量涂覆水溶性化学物质，其中该引发剂可 以具有用于在引发剂的水溶液侵污后从引发剂中释放水溶性固体化学物质的释放曲线，该 释放曲线选自奇异释放曲线或S形释放曲线。本发明还涉及引发剂，它具有用于从引发剂中释放活性剂的选定释放曲线，并且 本发明涉及制备这样的引发剂的方法。在一个方案中，引发剂的释放曲线可以通过选择合 适的涂层聚合物来控制，涂层聚合物被涂覆在水溶性化学物质的表面上。在另一个方案中， 释放曲线可以通过调整涂层聚合物的涂覆工艺来控制。根据本发明的引发剂可以通过在可控释放涂覆组合物的制备领域的技术人员所 知道的各种方法来制备。引发剂可以按照实验室规模或按照大工业规模来连续或间歇地制备。
第一引发剂制备方法的一个方案可以包括以下步骤a.提供水溶性固体化学物质颗粒；b.将水溶性化学物质放入容器；c.将水溶性固体化学物质颗粒流化；d.将聚合物涂层喷涂到流化后的颗粒上；e.烘干涂覆后的颗粒，例如在约50°C达约2天。第二引发剂制备方法可以包括以下步骤a.在搅拌器中搅拌水溶性固体化学物质颗粒；b.将聚合物涂层施加到水溶性固体化学物质颗粒上；c.加热涂覆后的颗粒，例如在约50°C达约2小时。第三引发剂制备方法是流化床法，可以包括以下步骤a.制备聚合物涂层、滑石和和柠檬酸三乙酯构成的涂层溶液；b.将水溶性固体化学物质颗粒流化；c.将涂层溶液喷涂到水溶性固体化学物质颗粒上；d.烘干涂覆后的颗粒，例如在约40°C达约24小时。引发剂的稳定化产品可以通过使被涂覆的基材接受炉加热来获得，炉子在高于塑 化丙烯酸聚合物的玻璃化转变温度(Tg)的温度加热期望的时间，用于特定配方的温度和 时间的最佳值由试验来定。当在室温和环境湿度(例如长期(实时)测试)下被贮存延长时间时并在加速贮 存条件下被测试时，本发明的固化涂层组合物提供适当的溶解曲线。在某些方案中，引发剂能以离散颗粒形式(包括其它形式如膜、粉片、纤维、纳米 颗粒等)位于吸收性复合材料或吸收性系统中。在其它方案中，至少其中一种引发剂可被 涂覆到SAP如超吸收性聚合物颗粒上。在某些方案中，SAP可以是本发明的超吸收性聚合物组合物。如此获得在本发明 方案中描述的超吸收性聚合物组合物，约55重量％至约99. 9重量％的含不饱和酸基团的 可聚合单体的超吸收性聚合物组合物被引发聚合。适当的单体可以包含任何那些含羧基的 单体，例如丙烯酸、甲基丙烯酸或者2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸或其混合物。至少约50 重量％或至少约75重量％的酸基团可以是羧基。酸基团可以被中和到至少约25摩尔％的程度，就是说，酸基团可以以钠盐、钾盐 或铵盐的形式存在。在某些方案中，中和度可以为至少40摩尔％或至少约50摩尔％，例如 至少60摩尔％或至少70摩尔％，或40摩尔％至约60摩尔％。在某些方案中，希望使用这 样的聚合物，其通过在有内部交联剂的情况下聚合丙烯酸或甲基丙烯酸来获得，丙烯酸或 甲基丙烯酸的羧基被中和至约50摩尔％至约80摩尔％。在某些方案中，可以与烯属不饱和单体共聚合的适当单体可以包括但不限于丙烯 酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙基酯、二甲氨基烷基(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸乙氧化 酯、二甲氨基丙基丙烯酰胺或丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵。这样的单体可以按照共聚单体 的0%至约40重量％存在。本发明的超吸收性聚合物组合物也可以包含内部交联剂。内部交联剂具有至少两 个烯属不饱和双键或一个烯属不饱和双键和一个官能团，该官能团能与含有不饱和酸基团的可聚合单体的酸基团反应，或者能与所述酸基团反应的几个官能团可被用作内部交联组 分并且最好在含有不饱和酸基团的可聚合单体的聚合过程中存在。内部交联剂的例子包括但不限于脂肪族不饱和酰胺如亚甲基双丙烯酰胺或甲基 丙烯酰胺或乙烯基双丙烯酰胺；含有烯属不饱和酸的多元醇或烷氧基化多元醇的脂肪族 酯，例如丁二醇或乙二醇、聚乙二醇或三甲基醇丙烷的二甲基丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯； 三甲基醇丙烷的二丙烯酸酯和三丙烯酸酯，其可利用约1至约30摩尔的环氧烷烃被烷氧基 化，最好被乙氧化；丙三醇和季戊四醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，和最好用约1至约30摩 尔的环氧乙烷乙氧化的丙三醇和季戊四醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯；烯丙基化合物，例 如甲基丙烯酸烯丙酯、最好用约1至约30摩尔的环氧乙烷烷氧基化的甲基丙烯酸烯丙酯、 三聚氰酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、马来酸二烯丙酯、聚烯丙酯、四烯丙氧基乙烷、三烯 丙基胺、四烯丙基乙二胺、二元醇、多元醇、羟基烯丙基化合物或丙烯酸化合物和丙烯酯化 合物、和磷酸或膦酸的烯丙酯；可交联的单体如不饱和酰胺的N-羟甲基化合物，例如甲基 丙烯酰胺或丙烯酰胺的N-羟甲基化合物，和由此得到的酯。也可以使用离子型交联剂如多 价金属盐。也可使用上述交联剂的混合物。内部交联剂的含量为含有不饱和酸基团的可聚 合单体的总量的约0. 001%至约5重量％，例如约0. 2%至约3重量％。在本发明的另一个方案中，约0.05重量％至约10重量％例如约0.2重量％至约5 重量％、约0.2重量％至约5重量％的发泡剂(基于总的单体溶液重量)可以被加入单体 溶液。发泡剂可以在聚合引发之前、同时或之后马上被加入。若是在水凝胶形成之后被加 入，则发泡剂不是那么有效，而且若是在凝胶聚合物切碎或干燥之后被加入，则发泡剂也不 是那么有效。通过改变发泡剂的量，发泡剂释放可以被定时，以便提供所得到的水凝胶的最 有利的微孔结构。发泡剂可以包含任何包含碳酸盐或碳酸氢盐的盐或者混合盐、碳酸钠、碳酸钾、碳 酸铵、碳酸镁或(水解)碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、碳酸氢盐和其水合物、偶氮化合物或其它 阳离子以及天然出现的碳酸物如白云石或其混合物。发泡剂可以包含多价阳离子的碳酸 盐，例如Mg2+、Ca2+、Zn2+等类似物。虽然可以使用多价过渡金属阳离子，但其中一些例如铁 阳离子可能造成染色并且可能受到还原氧化反应或水中的水解平衡的影响。这会导致最终 聚合物产品质量的控制变困难。而且，其它多价阳离子例如Ni2+、Ba2+、Cd2+和Hg2+将是不可 接受的，因为潜在的毒化或皮肤敏化效应。优选的发泡剂是MgCO3，它也可以用分子式表示 (MgCO3)4 -Mg(OH)2 ·5Η20ο 另一个优选的发泡剂是(NH4)2CO30 发泡剂 MgCO3 和 (NH4)2CO3 也 可以混合使用。这样的发泡剂可以是树脂包封的。当分散在根据本发明被加热或聚合的单体溶液 中时，这样的发泡剂的包封提供气体如二氧化碳的可控延迟释放。该包封方法包括用树脂 涂覆特定的发泡剂，该树脂可以在溶剂溶液中被稀释。所用的溶剂可以为有机溶剂或无机 溶剂如水，这取决于待涂覆的涂层本质。第二涂层，通常称为密封涂层，可以被涂在包封的 发泡剂上。用于包封本发明超吸收性聚合物中的发泡剂的树脂可以包括但不限于天然树脂 和合成树脂、聚烯烃(例如聚乙烯和聚丙烯)、烯烃共聚物(例如乙烯和乙烯乙酸乙烯酯的 共聚物)、聚芳香族烯烃、苯乙烯化合物和聚合化卤代二烯烃(例如氯丁橡胶、乙烯丙烯共 聚物、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸衍生物、聚碳酸酯、聚酯、聚α -甲基苯乙烯和聚苯乙烯)、淀粉、明胶和纤维素。优选的树脂材料包括多元醇如聚乙二醇。0至约95重量％的合适的溶剂可以被加入树脂，以形成溶液并涂覆到发泡剂上。 树脂溶液可以按照包封化合物的约10至约80重量％被涂覆在发泡剂，例如按照包封化合 物的约30至约70重量％，并且可以利用本领域惯用的任何包封技术来涂覆，包括但不限于 翻滚或喷涂。包封树脂的目的是延迟单体溶液中的发泡剂的气体释放，直到聚合过程的较 后阶段，允许水凝胶的微孔结构的改善和控制。发泡剂被树脂基材包封可以在室温完成，但优选在升高温度下。树脂物质可以为 包封化合物的约30至约70重量％。本发明的超吸收性聚合物组合物还可基于含有不饱和酸的可聚合单体地包含 50ppm至约IOOOppm的热引发剂。热引发剂可以包含过硫酸盐，例如过硫酸钠、过硫酸钾和 过硫酸铵；过氧化物，例如过氧化氢、过氧苯甲酰、叔丁基过氧化物和过氧化甲乙酮；过氧 酯，例如过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔戊酯、过氧化叔戊基-2-己酸乙酯和过氧化 叔丁基异丁酸酯；偶氮化合物，例如偶氮腈化合物、偶氮脒化合物、环偶氮脒化合物、偶氮酰 胺化合物、烷基偶氮化合物、2，2' _偶氮二(2-脒基丙醇)二盐酸盐(酯)和2，2'-偶氮 二(2- (2-咪唑啉-2-基)丙烷)二盐酸盐(酯)。在某些方案中，可使用引发剂来引发自由基聚合。适当的引发剂可以包括但不限 于偶氮化合物或过氧化合物、氧化还原体系或者UV引发剂、敏化剂和/或射线。在聚合后，超吸收性聚合物变为可被制备成超吸收性聚合物颗粒的交联水凝胶。 超吸收性聚合物颗粒随后可以通过表面交联剂的添加和热处理被表面交联。通常，表面交 联是这样的工艺，据信，与颗粒内部的交联密度相比，该工艺能增大超吸收性颗粒表面附近 的聚合物基体的交联密度。在某些特定方案中，期望的表面交联剂包括具有至少一个官能团的化学物质，该 官能团能与聚合物链的侧基且一般是酸基团反应。表面交联剂可以按照干的超吸收性聚合 物组合物的重量的约0. 001重量％至约5重量％、超吸收性聚合物组合物的约0. 1重量％ 至约3重量％或约0. 1重量％至约1重量％的量存在。发明人已发现表面交联剂添加后的 热处理步骤是符合需要的。表面交联剂是可以含有能与羧酸或羧基反应的官能团的化合物。表面交联剂可以 包含两个官能团如某些醇、胺、醛，并且可以采用碳酸基团。还可以使用具有多种不同功能 的交联剂分子，例如多元醇、多胺、聚胺醇和碳酸亚烃酯。可以采用乙二醇、二甘醇、三甘醇、 聚乙二醇、丙三醇、聚丙三醇、丙二醇、二乙醇胺、三乙醇胺、聚丙二醇、环氧乙烷和环氧丙烷 的嵌段共聚物、山梨糖醇脂肪酸酯、乙氧化山梨糖醇脂肪酸酯、三羟甲基丙烷、乙氧化三羟 甲基丙烷、异戊四醇、乙氧化异戊四醇、聚乙烯醇、山梨醇、碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯。多元 醇和碳酸乙烯酯可被用作表面交联剂。表面交联剂可以是碳酸亚烃酯，其随后被加热以实现表面交联，这可改善表面交 联密度超吸收性聚合物颗粒的凝胶强度特性。具体说，通过混合聚合物颗粒和碳酸亚烃酯 表面交联剂的含水醇溶液，该表面交联剂可以被涂覆到超吸收性聚合物颗粒上。醇的量可 以由碳酸亚烃酯的溶度来定并且因为各种原因被保持尽量低。适当的醇是甲醇、异丙醇、乙 醇、丁醇或丁基乙二醇及这些醇的混合物。在某些方案中，溶剂理想地是水，其用量一般为 干的超吸收性聚合物的重量的约0. 3重量％至约5. 0重量％。在某些方案中，碳酸亚烃酯表面交联剂可溶解于无醇水中。在其它一些方案中，碳酸亚烃酯表面交联剂可以由粉末混 合物中施加，例如粉末混合物含有无机载体材料如二氧化硅(SiO2),或在碳酸亚烃酯升华 时的蒸发状态下施加。为了获得期望的表面交联性能，碳酸亚烃酯被均勻分布在超吸收性聚合物颗粒 上。为此，在本领域已知的适当的混合器中进行混合，例如流化床混合器、叶片混合器、转筒 混合器或双螺旋混合器。还可以在超吸收性聚合物颗粒生产的其中一个工艺步骤中进行超 吸收性聚合物颗粒的涂覆。在一个特定方案中，适用于此的工艺是反相悬浮液聚合工艺。可跟随在涂覆处理后的热处理可以如下进行。通常，热处理处于约100°C至约 300°C的温度。较低的温度是可行的，如果使用的是强反应型环氧交联剂。但如果采用碳酸 亚烃酯，则热处理适当地在约150°C至约250°C的温度。在此特定方案中，处理温度取决于 溶胀时间和碳酸亚烃酯类型。例如在约150°C温度，热处理可以进行1小时或更长的时间。 相反，在约250°C温度下，几分钟(例如约0. 5分钟至约5分钟)就足以获得期望的表面交 联性能。热处理可以在本领域已知的传统干燥设备或炉中进行。本发明的超吸收性聚合物组合物还可以在聚合物表面上基于超吸收性聚合物组 合物干重地含有0至约5重量％的多价金属盐。多价金属盐最好是水溶的。金属阳离子的 例子包括Al、Fe、&、Mg和Zn的阳离子。金属阳离子可以具有至少+3的价，例如Al3+是最 有选的。多价金属盐中的阴离子例如包括卤化物、水合氯化物、硫化物、乳酸盐、柠檬酸盐和 乙酸盐。这种多价金属盐的例子包括硫酸铝和乳酸铝。一种硫酸铝为水合硫酸铝，优选具 有12-14个水合水的硫酸铝。可以采用多价金属盐的混合物。聚合物和多价金属盐可以通过干混被适当混合，或在溶液如水溶液中被混合，利 用本领域技术人员中众所周知的手段。在利用干混时，可以使用粘合剂，其用量足以保证保 持盐和超吸收性聚合物的基本均勻混勻。粘合剂可以是水或者沸点至少为150°C的非挥发 性有机化合物。粘合剂的例子包括水、多元醇如丙二醇、甘油和聚乙二醇。在某些方案中，本发明的超吸收性聚合物组合物可以包含达到干的超吸收性聚合 物组合物的约5重量％、约0. 001%至约5重量％、约0. 01%至约0. 5重量％的聚合物涂 层，例如热塑性涂层或阳离子型涂层或热塑性涂层和阳离子型涂层的组合。在某些特定方 案中，聚合物涂层可以是聚合物，其可以是固体、乳化液、悬浮液、胶体或是增溶状态或其组 合。适用于本发明的聚合物涂层可以包括但不限于具有热塑熔化温度的热塑性涂层，其中 该聚合物涂层可以在与大致在热塑熔化温度被处理的超吸收性聚合物颗粒的温度相同的 温度或之前的温度被涂覆在颗粒表面上。还可以采用的热塑性聚合物的例子包括但不限于聚烯烃、聚乙烯、聚酯、聚酰胺、 聚氨基甲酸酯、苯乙烯聚丁二烯、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、 乙烯_甲基丙烯酸烷基酯共聚物(EMA)、聚丙烯(PP)、马来酸化聚丙烯、乙烯_乙酸乙烯酯 共聚物(EVA)、聚酯、聚酰胺和所有聚烯烃族的混合物，例如PP、EVA、EMA, EEA、EBA、HDPE, MDPE, LDPE, LLDPE和/或VLDPE的混合物。热塑性聚合物可以被功能化成具有附加益处， 例如水溶性或分散性。本发明的聚合物涂层也可包括阳离子型聚合物。本文所述的阳离子型聚合物是指 这样的聚合物或聚合物混合物，其包含官能团或许多官能团，该官能团具有当在水溶液中 离子化时变成带正电离子的潜势。适用于阳离子型聚合物的官能团包括但不限于伯氨基、
31仲氨基或叔氨基、亚氨基、亚酰胺基、酰胺基和季铵基。合成阳离子型聚合物的例子包括但 不限于聚乙烯胺、聚烯丙胺、聚乙烯亚胺、聚氨基丙醇乙烯醚、聚丙烯酰胺丙基三甲基氯化 铵和聚二烯丙基二甲基氯化铵的盐或分盐。聚乙烯胺包括但不限于LUPAMIN9095，其可从新 泽西州芒特奥利夫的BASF公司获得。基于天然阳离子型聚合物的例子包括但不限于部分 脱乙酰基甲壳质、脱乙酰壳多糖和脱乙酰壳多糖盐。合成多肽如聚天冬酰胺、多熔素、聚谷 氨酰胺和聚精氨酸也是适当的阳离子型聚合物。根据本发明的超吸收性聚合物组合物可以包含0至约5重量％或0. 05至约2. 0 重量％的多价金属盐，其含量依据干的超吸收性聚合物组合物。多价金属盐可以涂覆到超 吸收性聚合物组合物的表面。多价金属盐可以是水溶性的。金属阳离子的例子包括Al、Fe、 &、Mg和Zn的阳离子。金属阳离子可以具有至少+3的价，其中Al是最优选的。多价金属 盐中的阴离子的例子包括卤化物、水合氯化物，硫酸盐、乳酸盐、柠檬酸盐和乙酸盐，优选氯 化物、硫酸盐、乙酸盐和水合氯化物，更优选水合氯化物和硫酸盐，最优选硫酸盐。硫酸铝为 最优选的多价金属盐并且容易在市场上买到。多价金属盐可以是硫酸铝如水合硫酸铝，例 如具有12-14个水合水的硫酸铝。多价金属盐可以为乳酸铝。可以使用多价金属盐的混合 物。本发明的超吸收性聚合物组合物可以基于干的超吸收性聚合物组合物重量地含 有约0. 01%至约2量％或约0. 01%至约的不溶于水的无机金属化合物。不溶于水的无 机金属化合物可被涂覆在超吸收性聚合物组合物的表面。不溶于水的无机金属化合物可以 包括但不限于阳离子，其选自铝、钛、钙或铁，和阴离子，其选自磷酸盐、硼酸盐或铬酸盐。不 溶于水的无机金属化合物的例子磷酸铝和不溶的金属硼酸盐。不溶性金属硼酸盐可以选自 硼酸钛、硼酸铝、硼酸铁、硼酸镁或硼酸钙。在本文中将使用化学分子式TiBO来表示硼酸钛 和类似化合物，例如三价硼酸钛(III)TiB03。此外，该化学分子式还表示这样的情况，用过 氧化氢处理三价硼酸钛(III) TiBO3,从而获得四价硼酸钛(IV)。无机金属化合物可以具有 小于约2 μ m的物质平均颗粒尺寸，可以具有小于约1 μ m的物质平均颗粒尺寸。无机金属化合物可以按照干的物理形态被涂覆到超吸收性聚合物颗粒表面。为 此，超吸收性聚合物颗粒可以与无机金属化合物微粒紧密混合。无机金属化合物微粒可以 在大约室温被加入超吸收性聚合物组合物颗粒并被混合，直到出现大致均勻的混合物。为 此，混合在本领域已知的适当混合器中进行，例如流化床混合器、叶片混合器、转筒混合器 或双螺旋混合器。超吸收性聚合物颗粒与不溶于水的无机金属化合物微粒的混合可以发生 在任何表面交联之前或之后，例如在施加表面交联剂的过程中。或者，可以制备不溶于水的无机金属化合物微粒的悬浮液并将其涂覆到吸水聚合 物颗粒上。例如通过喷涂来涂覆悬浮液。对悬浮液制备有用的分散介质包括水、有机溶剂 如醇例如甲醇、乙醇、异丙醇、酮例如丙酮、甲乙酮或者水和上述有机溶剂的混合物。其它有 用的分散介质包括分散助剂、表面活性剂、保护胶体、粘度改性剂和其它帮助悬浮液制备的 辅助剂。悬浮液可以在传统的反应混合器或上述的混合干燥系统中在从室温至低于分散介 质沸点温度的温度范围内或在大约室温来施加。合适的是，如此将悬浮液施加和表面交联 步骤结合起来，将不溶于水的金属盐微粒分散在表面交联剂的溶液中。或者，悬浮液也可以 在表面交联步骤之前或之后来施加。在浆液施加之后，可以进行干燥步骤。 在某些方案中，本发明的超吸收性聚合物组合物也可以基于干的超吸收性聚合物
32组合物重量地含有0%至约5%的、或在其它替代方式中含有约0. 01%至约3%的硅石。硅 石的例子包括气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、二氧化硅、硅酸和硅酸盐。在某些特定方案中， 显微纳米晶二氧化硅可能是符合期望的。产品包括SIPERNAT 22S和AER0SIL 200，其可 以从新泽西州帕西潘尼的Degussa公司获得。在某些方案中，无机粉末的颗粒直径可以是 1000 μ m或更小，例如100 μ m或更小。在某些方案中，超吸收性聚合物组合物也可以基于干的超吸收性聚合物组合物重 量地含有0%至约30%的、例如基于干的超吸收性聚合物组合物重量地含有约0. 至约 5%的部分或完全水解的聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉或淀粉衍生物、聚乙二醇、聚 环氧乙烷、聚环氧丙烷或聚丙烯酸的水溶性聚合物。在某些方案中，附加的表面添加剂可以可选地与超吸收性聚合物颗粒连用，例如 臭味结合物质如环糊精、沸石、无机或有机盐和类似材料，防结块添加剂，流动改性剂，表面 活性剂，粘度改性剂等类似物。此外，可以采用这样的表面添加剂，其在表面改性中扮演多 个角色。例如，单一添加剂可以是表面活性剂、粘度改性剂剂并且可以与交联聚合物链反应。在某些方案中，本发明的超吸收性聚合物组合物可以在热处理步骤后用水处理， 从而超吸收性聚合物组合物具有高达超吸收性聚合物组合物的接近约10重量％的含水 量。水可以与一种或多种表面添加剂一起从上方被加入超吸收性聚合物。在某些方案中，本发明的超吸收性聚合物组合物可以通过两种方法来制备。在某 些方案中，组合物可以按照大规模工业方式连续或不连续地制备，相应进行根据本发明的 后交联处理。根据一种方法，部分中和单体如丙烯酸可以通过在有交联剂和其它组分的情况下 在水溶液中的自由基聚合被转化为凝胶，凝胶可以被粉碎、干燥、碾磨并筛分至期望的颗粒 尺寸。对于本发明，高性能超吸收性聚合物组合物颗粒的尺寸取决于制备工艺，包括磨细和 筛分。本领域技术人员众所周知的是，超吸收性聚合物颗粒的颗粒尺寸分布表现为正态分 布或钟形曲线。还知道，因为各种原因，颗粒尺寸分布的正态分布可能在任何方向上倾斜。本发明的超吸收性聚合物颗粒通常具有约50至约1000 μ m或约150至约850 μ m 的颗粒尺寸。本发明可以包含至少约40重量％的颗粒具有约300 μ m至约600 μ m的颗粒 尺寸，至少约50重量％的颗粒具有约300 μ m至约600 μ m的颗粒尺寸，或至少约60重量％ 的颗粒具有约300 μ m至约600 μ m的颗粒尺寸，这是通过经美国标准30目筛筛分且留在美 国标准50目筛上来测量的。此外，本发明超吸收性聚合物颗粒的尺寸分布可以包括小于约 30重量％的颗粒具有大于约600微米的尺寸，小于约30重量％的颗粒具有小于约300微米 的尺寸，这是通过例如利用RO-TAP Mechanical Sieve Shaker型号B来测量的，该机器可 从俄亥俄州门特的W. S. Tyler公司获得。虽然颗粒形状可以作为超吸收性聚合物组合物的实体形式的例子，但本发明不局 限于这种形状，而是可被用于其它形状例如纤维、泡沫、薄膜、球、杆等类似物，如上所述。 在某些方案中，当超吸收性聚合物组合物以颗粒或粒团形状存在时，希望这些颗粒具有约 150 μ m至约850 μ m的尺寸，依据超吸收性材料工业所众所周知的筛选工艺。根据另一方法，反相悬浮乳液聚合也可被用来制备本发明的产品。根据这些工艺， 单体如丙烯酸的部分中和水溶液可在保护胶体和/或乳化剂帮助下分散在疏水有机溶剂中，并且聚合由自由基引发剂引发。内部交联剂或是可以溶解在单体溶液中并与之一起计 量，或是在聚合过程内被单独可选择地加入。作为接枝基底加入水溶性聚合物可选地通过 单体溶液或直接注入有机溶剂中来完成。水随后从混合物中被共沸除去，并且聚合物被滤 出并可选地被干燥。可如此实施内部交联，即，通过在溶解于单体溶液的多功能交联剂中的 聚合和/或适当的交联剂与聚合物官能团在聚合步骤中的反应。本发明的超吸收性聚合物组合物可以具有按照本文所述的测试过程测定的约45 秒或更短的涡旋时间，或者具有约45秒至约5秒、约40秒至约10秒或约35秒至约15秒 的涡旋时间。此外，该超吸收性聚合物组合物可以具有根据CRC测试测定的约15g/g至约 60g/g的离心机保液率(CRC)，或约20g/g以上、约20g/g至约60g/g、约25g/g以上或约 25g/g至约60g/g的离心机保液率。这些方法的产物就是超吸收性预制品。本文所用的超吸收性预制品通过重复所有 的超吸收性材料制造步骤来获得，这些步骤直至包括干燥材料、在粉碎机中粗磨碎和除去 大于850 μ m的和小于约150 μ m的颗粒。如上所述，本发明的吸收性复合材料或吸收性系统可以具有特定的结构配置，以 提供更好的优点。例如在某些方案中，参见图5，示出了吸收性复合材料810的横截面图，其 具有X方向97和Z方向99，包含位于整个吸收性复合材料810中的SAP 812、消溶胀引发 剂814和再溶胀引发剂816 (例如均勻分布于其中)。参见图6，在某些方案中，吸收性复合材料810可以包括主要具有SAP812的区域 820 (以下称为SAP集中区)和主要具有消溶胀和/或再溶胀引发剂814、816的区域822 (以 下称为TA集中区)，这些区域在Z方向上配置。参见图7，在某些方案中，吸收性复合材料810可以包括目标区830。在某些方案 中，吸收性复合材料810可以包括均勻分布在整个复合材料中的SAP 812，而消溶胀引发剂 和/或再溶胀引发剂814和816均基本上只位于目标区830内，周边区832基本上只含有 SAP 812。本发明的吸收性组合物可以由吸收性复合材料构成。参见图8A，在某些方案中， 吸收性复合材料810可以包含至少均勻分布在吸收性复合材料810的中央区844中的SAP 812、基本上只位于至少吸收性复合材料810的上区域842或下区域843中的消溶胀引发剂 814和/或再溶胀引发剂816。参见图8B，在其它方案中，消溶胀和/或再溶胀引发剂814、 816可以基本上位于上区域842或下区域843中的至少一个区域的目标区830中，SAP可以 至少位于中央区844中。按照特定特征，SAP和引发剂按照均勻的或可变的基重位于多个 区域842、843和844中。按照其它特定特征，引发剂可以按照均勻的或可变的基重位于区 域842、843的目标区830内。参见图8C，在其它方案中，消溶胀引发剂814可以基本上只 位于吸收性复合材料810的上区域842中和/或再溶胀引发剂816可以基本上只位于吸收 性复合材料810的下区域843中，SAP可以至少位于吸收性复合材料810的中央区844中。 参见图8D，按照其它特定特征，引发剂814和816均位于上区域842或下区域843的目标 区830中，SAP位于至少中央区844中。参见图8E，在其它方案中，再溶胀引发剂816可以 基本上只位于吸收性复合材料810的上区域842中和/或消溶胀引发剂814可以基本上只 位于吸收性复合材料810的下区域843中，SAP可以至少位于吸收性复合材料810的中央 区844中。
参见图8F，按照其它特定特征，引发剂814和816均位于上区域842或下区域843 的目标区830中，SAP位于至少中央区844。参见图8G，按照其它特定特征，再溶胀引发剂 816位于吸收性复合材料810的中央区844，消溶胀引发剂814位于吸收性复合材料810的 上区域842，SAP 812位于吸收性复合材料810的下区域843。参见图8H，按照其它特定特 征，消溶胀引发剂814位于吸收性复合材料810的中央区844，再溶胀引发剂816位于上区 域842，SAP位于下区域843。参见图81，按照其它特定特征，再溶胀引发剂816位于中央区 844，SAP 812位于上区域842，消溶胀引发剂814位于吸收性复合材料810的下区域843。 参见图8J，按照其它特定特征，消溶胀引发剂814位于中央区844，SAP 812位于吸收性复 合材料810的上区域842，再溶胀引发剂716位于下区域843。本发明的吸收性组合物也可以由吸收性系统构成。参见图25A，在某些方案中，吸 收性系统700可以包含均勻散布在整个吸收性复合材料层710中的SAP 712和基本上只位 于吸收性复合材料层710之上和/或之下的至少一个独立层742、743中的消溶胀引发剂和 /或再溶胀引发剂714、716。参见图25B，在其它方案中，消溶胀引发剂和/或再溶胀引发剂 714、716可以基本上位于至少一个独立层742、743的目标区730中。按照一些特征，引发剂 按照一致的或可变的基重位于这些独立层中。按照另外一些特征，引发剂按照一致的或可 变的基重位于这些独立层的目标区730中。参见图25C，在其它方案中，消溶胀引发剂714 可以位于在吸收性复合材料层710上方的一个独立层742中和/或再溶胀引发剂716可基 本上以位于在吸收性复合材料层710下方的一个独立层743中。参见图25D，按照其它一些 特征，引发剂均位于目标区730的一个独立层742、743的目标区730中。参见图25E，在其 它方案中，再溶胀引发剂716可以位于在吸收性复合材料层710上方的一个独立层742中 和/或消溶胀引发剂714可以基本上位于在吸收性复合材料层710下方的一个独立层743 中。参见图25F，根据其它特征，引发剂714和716均位于一个独立层742、743的目标 区730中。参见图25G，按照其它特征，再溶胀引发剂716位于吸收性复合材料层710中，消 溶胀引发剂714位于在吸收性复合材料层710上方的一个独立层742中，SAP 712位于在吸 收性复合材料层710下方的一个独立层743中。参见图25H，按照其它特征，SAP 712位于 吸收性复合材料层710中，消溶胀引发剂714位于在吸收性复合材料层710上方的一个独 立层742中，再溶胀引发剂716位于在消溶胀引发剂层742上方的一个附加层748中。参 见图251，按照其它特征，再溶胀引发剂716位于吸收性复合材料层710中，SAP 712位于在 吸收性复合材料层710上方的一个独立层742中，消溶胀引发剂714位于在吸收性复合材 料层710下方的一个独立层743中。参见图25J，按照其它特征，SAP 712位于吸收性复合 材料层710中，消溶胀引发剂714位于在吸收性复合材料层710下方的一个独立层743中， 再溶胀引发剂716位于在再溶胀引发剂层743下方的一个附加层746中。在其它一些方案中，引发剂可以位于吸收性系统的附加层中，例如涌流层、胶层、 薄纸层、泡沫材料层、胶/薄纸层叠物等类似物。SAP和引发剂在吸收性复合材料或吸收性系统中的分布可由许多方法确定。例如， 可以采用图像分析如SEM、X射线成像。此外，图像分析法之后是溶剂萃取。溶剂萃取应如 此完成，只有引发剂溶解在溶剂介质中。例如，乙醇和水的混合物可被用来限制SAP溶胀， 但同时溶解引发剂。
应该理解，上述的各结构方案只是作为实例来提供的，在不超出本发明范围的情 况下，可以想到许多其它变化。按照其它特定特征，引发剂按照期望的基重位于附加层的目 标区中。参照以下实例来更好地理解本发明。^M参照附图和以下的实例，可以更好地理解本发明。以下的实例及其所用的SAP只 是用来说明本发明，而不限制权利要求的范围。除非另作说明，否则所有的分之几和百分比
是依据重量。超吸收件聚合物组合物预制品B在配备有搅拌器和冷却线圈的聚乙烯容器中加入1167克50% NaOH和2032克 蒸馏水并冷却到20°C。随后，将500克冰丙烯酸加入该苛性碱溶液中，溶液又被冷却到 20°C。将3. 75克聚乙二醇单烯丙基醚丙烯酸酯、3. 75克乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸 酯SART0MER 454和1000克冰丙烯酸加入第一溶液，随后冷却至4_6°C。使氮气鼓泡通过 此单体溶液约10分钟。冷却线圈从容器中被取出。紧接在加入引发剂之前，将47克涂覆 FMC级50碳酸钠作为发泡剂加入单体溶液(如此制备涂覆发泡剂，将9克聚乙二醇8000溶 液(在水中16. 5重量％ )喷涂到300克碳酸钠粉末上，使涂覆后粉末在室温松弛至少1小 时，随后它被用在聚合批量生产中)。在单体溶液中加入50克的1重量％ H2O2水溶液、150 克的2重量％过硫酸钠溶液和45克的0. 5重量％异抗坏血酸钠水溶液，以引发聚合反应。 搅拌器被停止并使已被引发的单体聚合20分钟。所得到的水凝胶被切碎并且通过Hobart 4M6商业挤出机被挤出，随后在Procter & Schwartz型号062强风炉中在20英寸X40英 寸带孔金属托盘上在175°C用上行气流烘干10分钟，用下行气流烘干6分钟，直到获得小 于5重量％的最终产品水分含量。干燥后物料在Prodeva型号315-S粉碎机中被粗磨碎， 在MPI 666-F三级辊磨机中被细磨，并用Minox MTS600DS3V被筛选，以除去大于850 μ m的 颗粒和小于150 μ m的颗粒。所得到的产品具有38g/g的CRC和32秒涡旋时间。预制品C在配备有搅拌器和冷却线圈的聚乙烯容器中加入1333克50% NaOH和3988克蒸 馏水并冷却到20°C。随后，800克的冰丙烯酸被加入该苛性碱溶液，并且溶液又被冷却到 20°C。3. 6克的聚乙二醇单烯丙基醚丙烯酸酯、3. 6克的乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 SART0MER 454产品和1600克的冰丙烯酸被加入第一溶液，随后冷却到4_6°C。使氮气鼓 泡通过单体溶液约10分钟。冷却线圈从容器中被取出。在该单体溶液中加入80克的1重 量％ H2O2水溶液、120克的2重量％过硫酸钠水溶液和72克的0. 5重量％异抗坏血酸钠水 溶液，以引发聚合反应。搅拌器被停止并使已被引发的单体聚合20分钟。所得到的水凝胶 被切碎并通过Hobart 4M6商业挤出机被挤出，随后在Procter& Schwartz型号062强风炉 中在20英寸X40英寸带孔金属托盘上在175°C用上行气流烘干10分钟，用下行气流烘干 6分钟，直到达到小于5重量％的最终产品水分含量。被烘干的物料在Prodeva型号315-S 粉碎机中被粗磨碎，在MPI 666-F三级辊磨机中被细磨，并用Minox MTS 600DS3V被筛选， 以除去大于850 μ m的颗粒和小于150 μ m的颗粒。所得到的产品具有36. 2g/g的CRC和60 秒涡旋时间。
预制品D在配备有搅拌器和冷却线圈的聚乙烯容器中加入972克的50% NaOH和1976克 的蒸馏水，并冷却至20°C。随后，583克的冰丙烯酸被加入该苛性碱溶液，溶液又被冷却到 20°C。2. 625克的聚乙二醇单烯丙基醚丙烯酸酯、2. 625克乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸 酯SART0MER 454产品和1167克的冰丙烯酸被加入第一溶液，随后被冷却到4_6°C。使氮气 鼓泡通过该单体溶液约10分钟。冷却线圈从容器中被取出。紧接在加入引发剂之前，51. 8 克的涂覆FMC级50碳酸钠作为发泡剂被加入单体溶液(如此制备涂覆发泡剂，将9克聚乙 二醇8000溶液(水中16. 5重量％ )喷涂到300克碳酸钠粉末上，使涂覆后粉末在室温下 松弛至少1小时，随后被用在聚合批量生产中)。在单体溶液中加入50克的1重量％ H2O2 水溶液、150克的2重量％过硫酸钠水溶液和45克的0. 5重量％异抗坏血酸钠水溶液，以引 发聚合反应。搅拌器被停止并允许已被引发的单体聚合20分钟。所得到的水凝胶被切碎 并通过Hobart 4M6商业挤出机被挤出，随后在Procter & Schwartz型号062强风炉中在 20英寸X40英寸带孔金属托盘上在175°C tg用上行气流烘干10分钟，用下行气流烘干6 分钟，直到达到小于5重量％的最终产品水分含量。被烘干的物料在Prodeva型号315-S 粉碎机中被粗磨碎，在MPI 666-F三级辊磨机中被细磨，并且通过Minox MTS 600DS3V被筛 选，以除去大于850 μ m的颗粒和小于150 μ m的颗粒。所得到的产品具有34. lg/g的CRC 和29秒涡旋时间。预制品E预制品E是利用制造预制品C的方法制造的，除了 50% NaOH、聚乙二醇单烯丙基 醚丙烯酸酯和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的量分别变为1066克、2. 4克和2. 4克。 所得到的产品具有34. lg/g的CRC和70秒涡旋时间。预制品F预制品F是按照与预制品D —样的方法制造的，除了聚乙二醇单烯丙基醚丙烯酸 酯和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的量分别变为1. 75克和1. 75克。所得到的产品具 有40. lg/g的CRC和26. 3秒涡旋时间。超吸收性聚合物组合物A (SAP-A)SAP-A是可在市场上获得的超吸收性产品FAV或SXM-9300，其由北卡罗莱纳州格 林斯伯勒的Evonik Stockhausen公司制造。它具有约65%至约75%的中和度。超吸收性聚合物组合物B (SAP-B)预制品B利用25重量％水溶液涂覆有0. 5%的SIPERNAT 22s、1重量％碳酸乙烯 酯和3重量％的水。涂覆预制品B随后在对流炉中在185°C被加热45分钟。表面交联颗粒 材料随后用IOOOppm的聚乙二醇8000 (平均分子重为8000的聚乙二醇)和5%水被后处理。超吸收性聚合物组合物C(SAP-C)预制品C利用25重量％水溶液涂覆有0. 5%的SIPERNAT 22s、1重量％碳酸乙烯 酯和3重量％水。涂覆预制品C随后在对流炉中在150°C被加热40分钟。表面交联颗粒材 料随后用500ppm聚乙二醇8000 (平均分子重为8000的聚乙二醇)和2%水被后处理。超吸收性聚合物组合物D (SAP-D)预制品D利用25重量％水溶液涂覆有0. 5%的SIPERNAT 22s、1重量％碳酸乙烯酯和3重量％水。涂覆预制品D随后在对流炉中在165°C被加热40分钟。表面交联颗粒材 料随后利用500ppm聚乙二醇8000 (平均分子重为8000的聚乙二醇)和2%水被后处理。超吸收件聚合物组合物E (SAP-E)预制品E利用25重量％水溶液涂覆有0. 5%的SIPERNAT 22s、1重量％碳酸乙烯 酯和3重量％水。涂覆预制品E随后在对流炉中在150°C被加热40分钟。表面交联颗粒材 料随后用500ppm聚乙二醇8000 (平均分子重为8000的聚乙二醇)和2%水被后处理。超吸收件聚合物组合物F(SAP-F)预制品F利用20重量％水溶液涂覆有0. 5% SIPERNAT 22s、1重量％碳酸乙烯酯 和3重量％水。涂覆预制品F随后在对流炉中在155°C被加热40分钟。表面交联颗粒材料 随后用IOOOppm聚乙二醇8000 (平均分子重为8000的聚乙二醇)和5%水被后处理。以上的超吸收性聚合物组合物具有如以下的表A所示出的性能。表A-超吸收性聚合物组合物的性能 引发剂的实例表B-引发剂 表A 和表 B 的缩写 SAP-A、SAP-B、SAP-C、SAP-D、SAP-E、SAP-F、TAd-A、TAd-B、TAd-C、 TAd-D、TAd-E、TAd-F、TAd-G、TAk-A、TAk-B、TAk-C、TAk-D、TAe-E 和 TAk-F 可以被用在以下实例 中。实例1聚甲基丙烯酸酯涂覆氨基璜酸(TAd-A和TAd-B)的制备聚合物溶液或分散体被喷涂到水溶性固体化学物质的表面，形成涂层。含水的 聚甲基丙烯酸酯分散体非常适用于此。例如，EUDRAGIT RS 30D，其可在市场上从Evonik Pharma Polymers获得。涂层聚合物分散体的制备按照以下配方EUDRAGIT RS 30D (30%含水分散体)1200 克柠檬酸三乙基酯36克滑石180克水1464 克涂层材料混合物在容器中用悬空搅拌器被搅拌。混合物被搅拌至少15分钟，以保 证其在被用于涂覆水溶性固体化学物质之后获得良好混合。从Sigma-Aldrich公司获得的约800克氨基璜酸颗粒(颗粒尺寸在100-20目之 间，美国标准筛制)被放入Glatt WSG 5流化床设备中。Glatt单元被设定以通过顶喷插 入件的插入来提供顶喷，并且利用150微米滤袋。用来流化氨基璜酸颗粒的空气被处理除 去空气中的水蒸气。涂层材料在约25°C的涂层材料温度、2. 0巴雾化空气压力和8g/min/ Kg喷流速度下涂覆。在涂层材料已被涂覆之后，涂覆后颗粒在40°C被干燥24小时。制造 出具有5重量％或10重量％聚合物涂层的涂覆产品。利用pH计测定氨基璜酸释放，就像在用于上述“释放曲线测定_涂覆氨基璜酸释 放的测试”的测试方法中描述的那样。测定结果列于以下的表1中。表1 图10是聚甲基丙烯酸酯涂覆甲酸钙的释放曲线的曲线图。这些引发剂显示出奇 异释放曲线。并且，释放率通过涂层聚合物的量来控制。实例3乙酸纤维素涂覆甲酸钙(TAd-E)的制备400克甲酸钙颗粒(可从Fisher Scientific获得，表4示出颗粒尺寸)在 KITCHEN-AID混合器中被搅拌。45毫升乙酸纤维素溶液(EASTMAN CA-398-3，丙酮中20% ) 利用注射器经过两分钟时间被滴加到颗粒上。在搅拌混合物1分钟之后，涂覆后颗粒被空 气干燥，接着在炉中在50°C被干燥2小时。干燥后材料被筛分，除去大于850 μ m的颗粒和 小于150 μ m的颗粒。甲酸钙释放曲线是根据测试方法“涂覆甲酸钙释放测试”所述的整体 过程测定的。结果列于表3中。实例 4乙酸纤维素和乙基纤维素涂覆甲酸钙(TAd-F)的制备400克甲酸钙颗粒(可从Fisher Scientific获得，颗粒尺寸示于表4中)在 KITCHEN-AID混合器中被搅拌。60毫升乙酸纤维素溶液(EASTMAN CA-398-3，丙酮中20% ) 利用注射器经过2分钟时间被滴加到颗粒上。在混合物搅拌1分钟后，涂覆后颗粒被空气 干燥。随后，颗粒通过70毫升乙基纤维素溶液(可从Sigma-Aldrich获得，IOcP,乙醇中 20%)按照相同方式被涂覆，以形成第二涂层。随后，样品在炉中在50°C被干燥2小时。干 燥后材料被筛分，以除去大于850 μ m的颗粒和小于150 μ m的颗粒。甲酸钙释放曲线按照在 测试方法“涂覆甲酸钙释放测试”中描述的整体过程来测定。测量结果列于以下的表3中。表3 图11是乙酸纤维素涂覆甲酸钙或乙酸纤维素/乙基纤维素涂覆甲酸钙的释放曲 线的曲线图。这些引发剂如图所示为奇异释放曲线。实例5羧甲基纤维素钠涂覆甲酸钙(TAD-G)的制备400克甲酸钙颗粒(可从Fisher Scientific获得，颗粒尺寸示于表4中)在 KITCHEN-AID混合器中被搅拌。40毫升羧甲基纤维素钠(CMC)溶液(水中)通过注射 器经过1分钟被滴加颗粒上。在混合物搅拌又1分钟后，涂覆后颗粒在炉中在110°C被干 燥30分钟。接着，样品用20/80目筛(美国标准筛制)被筛选。在80目筛上的颗粒被收 集起来，得到320克产品。涂覆后颗粒显示出在水中的快速释放率，1分钟释放77%，2分钟 释放100%。涂覆后样品具有比未涂覆样品更大的颗粒尺寸，如以下的表4所示。表4CMC涂覆甲酸钙(TAd-G)的颗粒尺寸分布 实例 6 聚甲基丙烯酸酯涂覆碳酸钠(TAk-A至TAk-D)的制备 在实例1中列出的整体过程被用于将EUDRAGIT RS 30D聚合物涂层涂覆在碳酸钠 颗粒(可从Sigmal-Aldrich获得，颗粒尺寸为100-20目，美国标准筛制)上。涂覆后颗粒
含有5重量％、10重量％、18重量％或27重量％聚合物涂层。
碳酸钠释放按照在测试方法“涂覆碳酸钠释放”中说明的整体过程来测定。测量 结果列于以下的表5中。表 5 图12是聚甲基丙烯酸酯涂覆碳酸钠的释放曲线的曲线图。这些引发剂显示出S 形释放曲线。
实例7MPP涂覆碳酸钠(TAK-E，TAr-F)的制备400克碳酸钠颗粒(100-20目)被放入1加仑塑料桶重。桶安放在Retch Shaker 上，以使颗粒流化。马来酸化聚丙烯(MPP)乳化液(水中20%，可从纽约州切斯特的 Chemcor获得)用喷枪经过20分钟时间被喷到颗粒上。涂覆后颗粒在炉中在50°C被干燥 2天。涂覆后颗粒含有2重量％或6重量％的聚合物涂层。碳酸钠释放按照在“涂覆碳酸钠释放”测试方法中描述的整体过程来测定。结果 列于以下的表6中。表6 图13是马来酸化聚丙烯涂覆碳酸钠的释放曲线的曲线图。这些引发剂显示出奇 异释放曲线。实例8-13伴随不溶性盐形成的SAP溶胀/消溶胀FAV或SXM-9300，可从北卡罗莱纳州格林斯伯勒的Evonik Stockhausen公司获 得，用来显示因形成不溶性盐而引发的溶胀和消溶胀。SAP首先暴露于含有多个多价阳离子 的盐溶液。随后，SAP暴露于含有能与第一盐的多价阳离子络合以形成具有溶度积常数Ksp < 10_5的不溶性盐的阴离子的第二盐溶液。在比较例13中，KCl用作消溶胀引发剂，Na2SO4 作为再溶胀引发剂。确切地说，0. 20克超吸收性聚合物组合物被放在茶袋中。SAP样品的第一离心机 保液率按照离心机保液率测试被测试。接着，茶袋浸泡在消溶胀溶液中，消溶胀溶液通过将定量的消溶胀引发剂溶解在10克的0. 9重量％氯化钠溶液中来制备。在10分钟浸泡后， 茶袋被放在离心机中并测量保液率，从而得到第二离心机保液率。随后，茶袋被浸泡在再溶 胀溶液中，再溶胀溶液通过将定量的再溶胀引发剂溶解在20克的0. 9重量％氯化钠溶液中 来制备。20分钟浸泡后，茶袋被放在离心机中并测量保液率，从而得到第三离心机保液率。 测量结果被归纳于以下的表7中。表7所列出的溶度积常数是指由第一引发剂化学物质的 阳离子和第二引发剂化学物质的阴离子形成的盐。它们可以从联机源http://WWW. cusdh. edu/oliver/chemdata/data-ksp. htm —表 7 来自实例8-12的结果表明，通过将溶胀的SAP暴露在含有其离子价至少为2的阳 离子的盐溶液中就能使SAP消溶胀。此外，上述结果还表明，消溶胀后的SAP能够在存在含 有能与第一盐的阳离子络合以形成溶度积常数Ksp < ΙΟ"5的不溶性盐的阴离子的第二盐溶 液的情况下再溶胀。在实例13中，第一盐的阳离子(K+)具有小于2的离子价，第二盐的阴 离子(SO/—)形成含有第一盐的阳离子(K+)的可溶性盐(KCl)。在此情况下，SAP无法显示 有效的消溶胀和再溶胀。略微降低第二和第三CRC保液率主要因为由可溶性第一盐和第二 盐造成的抑制效应。实例14-16伴随不溶性盐形成的SAP溶胀/消溶胀以下的表8列出了用于SAP-B、SAP_D和SAP-F的根据离心机保液率测试的溶胀/ 消溶胀/再溶胀评估结果。与具有常规中和度的SAP相比，具有低中和度的超吸收性聚合 物(SAP-D和SAP-F，40-60% DN)显示出改善的再溶胀能力。表 8
45 实例17-21低DN的超吸收性聚合物的溶胀/消溶胀具有40-60%中和度(DN)的超吸收性聚合物组合物被用来显示与可在市场上获 得的超吸收性聚合物如SXM-9300相比的质量效率和再溶胀能力的改善。氨基璜酸用作消 溶胀引发剂，碳酸钠用作再溶胀引发剂。在如实例8-13所述的整体过程之后进行评估。结 果列于以下的表9中。表 9 如表9清楚所示，与具有常规中和度的聚合物如SXM-9300相比，中和度低的 SAP(SAP-C^n SAP-Ε)显示出改善的再溶胀能力和质量效率。实例22含有SXM-9300和聚甲基丙烯酸酯涂覆氨基璜酸的吸收性组合物被用来显示吸收 性组合物的溶胀/消溶胀行为。由SXM-9300和涂覆氨基璜酸构成的混合物(引发剂TAd-A 或TAd-B)被放在带有滤网底面的筒中，并且按照在吸收性组合物溶胀/消溶胀/再溶胀测 试中描述的整体过程来测定吸收能力。测量结果列于以下的表10中。表 10
46 从表10和图14的结果中可以看到，溶胀能力和消溶胀时间通过在引发剂中的聚 合物涂覆程度以及SAP和引发剂的混合比来控制。实例23-27表11列出了吸收性组合物，其含有超吸收性聚合物或超吸收性聚合物组合物、含 有氨基璜酸的消溶胀引发剂和含有碱性物质如碳酸钠的再溶胀引发剂。溶胀/消溶胀/再 溶胀曲线是根据在吸收性组合物溶胀/消溶胀/再溶胀测试中描述的整体过程来测定的。表11-含有引发剂的吸收性组合物 图15是用于实例23-24且如表11所示的消溶胀引发剂和再溶胀引发剂和 SXM-9300的干混合物的溶胀/消溶胀/再溶胀曲线的曲线图。在这些实例中，再溶胀步骤 的开始时刻通过再溶胀引发剂的释放率来控制。图16是用于实例25的且如表11所示的溶胀/消溶胀/再溶胀曲线的曲线图。在 此实例中，SAP-B是含有包封发泡剂的超吸收性聚合物组合物，它提供改善的溶胀能力，因 为与SXM-9300相比具有快速吸收速率。图17是用于实例26-27且如表11所示的溶胀/ 消溶胀/再溶胀曲线的曲线图。在这些实例中，SAP-C和SAP-D是具有约50% DN的超吸收 性聚合物组合物，与SXM-9300相比，它们提供改善的溶胀和再溶胀能力和质量效率。SAP-D 显示出比SAP-C更高的溶胀能力，这也是因为其快速吸收速率。实例28-32表12归纳了吸收性组合物，其含有SXM-9300或本发明的超吸收性聚合物组合物、 含有多价阳离子的消溶胀引发剂和含有能与消溶胀引发剂的多价阳离子络合以形成具有溶度积常数Ksp < 10_5的不溶性盐的阴离子的再溶胀引发剂。溶胀/消溶胀/再溶胀曲线 根据在溶胀/消溶胀/再溶胀测试中描述的整体过程来测定。表12-含有引发剂的吸收性组合物 图18是实例28的溶胀/消溶胀/再溶胀曲线的曲线图并且如表12所示是通过 溶胀/消溶胀/再溶胀测试测定的。在此实例中，SAP显示出在暴露于0. 9%盐水溶液后的 溶胀/消溶胀/再溶胀行为。图19是实例29-30的溶胀/消溶胀/再溶胀曲线的曲线图并且如表12所示是通 过溶胀/消溶胀/再溶胀测试测定的。在这些实例中，SAP-B，即一种含有包封发泡剂的超 吸收性聚合物组合物，带来与SXM-9300相比更高的溶胀能力。图20是用于实例31-32的 溶胀/消溶胀/再溶胀曲线的曲线图且如表12所示是通过溶胀/消溶胀/再溶胀测试测 定的。在这些实例中，SAP-D，即一种含有包封发泡剂且具有大约50% DN的超吸收性聚合 物组合物，显示出溶胀和再溶胀能力更强和质量效率得以改善的优点。实例33-38手抄纸用标准的气流成型手抄纸设备来制造。所得到的手抄纸复合材料的尺寸为 25. 4厘米宽X43. 2厘米长。采用了对成型单元的改进，其允许独立的7. 6厘米长区域用定量的浆纤维和颗粒 材料(SAP或引发剂，或其组合)制造(见下表13)。但应注意，两个外侧区域产生10. 2厘 米长的纤网。所用的绒毛是纤维化C00SAS0RB 100%南方软木浆(可从保沃特公司获得，其在 美国阿拉巴马州的库萨派因斯有营业场所)。用于实例33的SAP是FAV或SXM-9300 (可从 Evonik Stockhausen公司获得，其在美国北卡罗莱纳州的格林斯伯勒有营业场所)。用于 实例34-38的超吸收性聚合物组合物是SAP-D。实例34-38所用的消溶胀引发剂是TAD_A。 实例34-38所用的再溶胀引发剂为TAK-C。对于实例34-38，针对每个区域，测量所需要的颗粒材料(SAP-D，TAd-A和TAK_C) 量(参见表13)并且在纤网成型前在烧杯中手工混合。绒毛和颗粒材料被形成到基重为约16. 6克的成形薄纸(可作为白色包装纸从 Cellu Tissue Holdings公司获得，其在美国康涅狄格州的东哈特福德有营业场所)上。手抄纸按照以下工艺制造。一张成形薄纸安放在成型机底面上。随后，针对以下的表13列出 的每个区域，超吸收性聚合物组合物(连同任何引发剂一起)和绒毛被分别分为约等份数 (即6份绒毛和5份颗粒物)。每份绒毛和每份颗粒物被交替送入成型机顶面，允许压缩空 气混合绒毛和颗粒材料，同时真空抽吸材料经过成型腔，到达成形薄纸上。该过程持续进 行，直到最后一份绒毛被用完，形成基本均勻的绒毛和颗粒材料分布。所产生的吸收性复合 材料具有700克基重(由混合的超吸收性聚合物组合物和绒毛构成)。在区域中加入的任 何引发剂导致该区域具有高于700克的总基重。 在纤网成型后，另一层上述成形薄纸被放在已成形的复合材料的上方。
所得到的手抄纸复合材料在测试前被压缩至〕 压力机，型号#4531 (可从卡佛尔公司获得，其在美国印
在手抄纸制备和致密压实后，样品被切成7. 6厘米宽X38. 1厘米长，从而每个上 述区域以7. 6厘米长结束(即从区域1和5被切去2. 5厘米长度)。这导致在每个7. 6厘 米X 7. 6厘米区域内具有如下表14所列出的超吸收性聚合物组合物、绒毛、TAd-A和TAk-C 的含量。实例33-38的测试
实例33-38的7. 6厘米宽X38. 1厘米长样片接受摇篮吸收测试。在样品长度方
向上的液体分配通过在摇篮吸收测试方法说明中描述的X射线成像来确定。液体分配分析结果示于以下的表15中。表15在每次液体侵污后留在侵污区中的液量 如可在表15中看到的，在第2次和第3次侵污后，与实例33相比，含有引发剂的 所有样品(实例34-38)显示出留在侵污区域内的液量减少。这表明更多液体分配到整个 吸收性复合材料中。实例39-44手抄纸用标准的气流成型手抄纸设备来制备。所得到的手抄纸复合材料的尺寸为 25. 4厘米宽X43. 2厘米长。所用的绒毛为纤维化的C00SAS0RB 100%南方软木浆。用于比较例39的SAP为 FAV或SXM-9300。用于比较实例40和实例41-44的SAP为SAP-D0实例41和43所用的消 溶胀引发剂为TAd-G。实例42和44所用的消溶胀引发剂为TAd-E。实例41-44所用的再溶 胀引发剂为TAK-F。31. 46克绒毛和47. 18克SAP被形成到白色包装纸商，形成具有约16. 6gsm基重的 薄纸。该SAP和绒毛量在由该设备制造的25. 4厘米宽X43. 2厘米长的手抄纸上生产出具 有717gsm基重的吸收性复合材料。手抄纸按照以下过程制造。一片成形薄纸被放在成型机底面上。随后，SAP和绒 毛均被分为约等份数(即6份绒毛和5份SAP)。每绒毛份和每份SAP被交替送入成型机顶 面，允许压缩空气混合绒毛和SAP，同时真空抽吸材料经过成型腔，到达成形薄纸。该过程持 续进行，直到最后1份绒毛被用完，形成了绒毛和SAP的基本均勻分布。在纤网形成后，另一层上述成形薄纸被覆在形成的复合材料的上面。复合纤网在 测试前利用CARVER压力机(型号#4531)被压实至大约3. 6毫米厚。气流成型手抄纸的样 品被切分至2. 5厘米宽X38. 1厘米长。随后，针对实例41-44进行以下的附加操作过程 (参见图21)1. 一片2. 5厘米宽X38. 1厘米长的上述薄纸被铺放在水平平面上，长度方向上的 中心22. 9厘米被标出。2.表16(第4栏)所列出的期望量的引发剂通过家用撒盐瓶被均勻撒到薄纸上， 在标出的22. 9厘米长区域内。
3.适当的2. 5厘米X38. 1厘米气流成型手抄纸(在成形薄纸仍留在上下两侧情 况下)被覆在引发剂上(步骤2后)。4.长度方向的中心7. 6厘米被标出的另一层上述薄纸被覆在该气流成型手抄纸 的上方，在步骤3后。5.表16(第3栏)所列出的期望量的引发剂通过家用撒盐瓶被均勻撒到薄纸上， 在标出的7. 6厘米长区域内。6.另一层2. 5厘米X38. 1厘米的上述薄纸随后被覆在引发剂的上方，在步骤5后。得到一种引发剂位于独立层内的吸收性系统。图21示出了实例41-44的代表性 吸收性系统300的横截面，其中系统300具有含有SAP和绒毛的吸收性复合材料310、含有 位于复合材料310上侧的上引发剂的独立层342和含有位于复合材料310下侧的下引发剂 的独立层343。实例39-44的测试实例39-44接受水平分配测试。吸收性系统的润湿面积的长度通过在水平分配测 试方法中指明的目测观察来确定。可以在以下的表16中看到结果。表16消溶胀引发剂和再溶胀引发剂按照分层配置方式的系统在第2次液体侵污 后的的润湿长度 如表16 (最后1栏)的结果所示，将引发剂加入该系统导致与仅含有绒毛和SAP 的比较例39和40相比液体被分配到更长的距离上。实例45-49手抄纸用标准的气流成型手抄纸设备来制备。所得到的手抄纸复合材料的尺寸为 25. 4厘米宽X43. 2厘米长。所用的绒毛为纤维化C00SAS0RB100%南方软木浆。用于比较例45的SAP为FAV 或SXM-9300。用于比较例46和实例47-49的超吸收性聚合物组合物为SAP-D。实例47-49 所用的消溶胀引发剂为TAd-G。实例47-49所用的再溶胀引发剂为TAK-F。
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31. 46克绒毛和47. 18克SAP被形成到白色包装纸上，形成具有约16. 6gsm基重 的薄纸。该SAP和绒毛量在由设备制造的25. 4厘米X43. 2厘米长的手抄纸上生产出具有 717gsm基重的吸收性复合材料。手抄纸按照以下过程来制造。一片成形薄纸安放在成型机底面上。接着，SAP和绒 毛被分别分为约等份数(即6份绒毛和5份SAP)。每份绒毛和每份SAP被交替送入成型机 顶面，允许压缩空气混合绒毛和SAP，同时真空抽吸材料经过成型腔并到达成形薄纸上。该 过程持续进行，直到最后一份绒毛被用完，形成了绒毛和SAP的基本均勻分布。在纤网形成后，另一层上述成形薄纸被覆在形成的复合材料的上面。复合材料在 测试之前利用CARVER压力机(型号#4531)被压缩到约3. 6毫米厚。气流成型的手抄纸的 样品被切分至2. 5厘米宽X 38. 1厘米长。为了完成用于实例47-49的系统(见图22)1. 一片38. 1厘米长X2. 5厘米宽的上述薄纸铺放在水平平面上，在长度方向上每 隔7. 6厘米做出标记。2.表17(6-8栏)所列出的期望量的再溶胀引发剂利用家用撒盐瓶被均勻撒到薄 纸的中央三个区域上(区域2、3和4)。3.合适的38. 1厘米X 2. 5厘米气流成型手抄纸(成形薄纸仍留在上下面)被覆 到引发剂上(步骤2之后)。4.长度方向每隔7. 6厘米做出标记的另一层上述薄纸被覆在该气流成型手抄纸 的上面，步骤3后。5.表17(第3-第5栏)所列出的期望量的消溶胀引发剂利用家用撒盐瓶被均勻 撒到薄纸的中央三个区域上(区域2、3和4)。6.另一层38. 1厘米X2. 5厘米的上述薄纸被覆在引发剂上面，步骤5后。所得到的结果是在独立层的目标区中有引发组合物的吸收性系统。图22示出实 例45-49的代表性吸收性系统400的横截面图，其中系统400具有含有SAP412和绒毛的吸 收性复合材料410、包括位于复合材料410顶侧上的消溶胀引发剂414且包括区域2452、区 域3453和区域4454的独立层442、包括位于复合材料410底侧上的再溶胀引发剂416的且 包括区域2452、区域3453和区域4454的独立层443。实例45-49的测试比较例45和46以及实例47_49接受水平分配测试。吸收性系统的润湿面积的长 度通过如水平分配测试方法所述的目测观察来定。测量结果可以在以下的表17中看到。表17-引发剂分层配置时的第2次侵污后的润湿长度 如以上表17 (最后1栏)的结果所示，少到组合引发剂的45%添加的尽量少的添 加(相对于超吸收性聚合物组合物量)可能导致液体被分配在比只含有SAP和绒毛的样品 更远的距离上(比较例45和46)。实例50-54实例50手抄纸用标准的气流成型手抄纸设备来制备。所得到的手抄纸复合材料的尺寸为 25. 4厘米宽X43. 2厘米长。所用的绒毛是纤维化的C00SAS0RB 100%南方软木浆。用于比较例50的SAP为 FAV 或 SXM-9300。31. 46克绒毛和47. 18克SAP被形成到白色包装纸上，形成具有约16. 6gsm基重的 薄纸。该SAP和绒毛量在由该设备制造的25. 4厘米宽X43. 2厘米长的手抄纸上生产出基 重为717gsm的吸收性复合材料。手抄纸按照以下过程来制造。1片成形薄纸铺放在成型机底面上。随后，SAP和绒 毛均被分成约等份数(即6份绒毛和5份SAP)。每绒毛份和每份SAP被交替送入成型剂顶 侧，允许压缩空气混合绒毛和SAP，同时真空抽吸材料经过成型腔，到达成形薄纸。该过程持 续进行，直到最后一份绒毛被用完，形成了绒毛和SAP的基本均勻分布。在纤网形成后，另一层上述成形薄纸被覆在形成的复合材料的上面。复合纤网在 测试之前利用CARVER压力机(型号#4531)被压实至大约3. 6毫米厚。一个模具被用来将 一片上述手抄纸切分成大体为沙漏形状，其整个表面面积为290平方厘米，裆部宽度为6. 4 厘米，整体长度为35. 4厘米，该片的前侧宽度为10. 2厘米。
模切后的吸收性材料被手塞装入一个利用标准组成部分的典型的4号尺寸的个 人护理产品中。实例51手抄纸用标准的气流成型手抄纸设备来制备。所得到的手抄纸复合材料的尺寸为 25. 4厘米宽X43. 2厘米长。所用的绒毛是纤维化C00SAS0RB 100%南方软木浆。用于实例51的超吸收性聚 合物组合物为SAP-D。实例51所用的溶胀引发剂为TAd-F。实例51所用的再溶胀引发剂 为 TAk-C。31. 46克绒毛禾口 47. 18克SAP,23. 59克TAd-F和47. 18克TAe-C被形成到白色包 装纸上，形成基重为约16.6gsm的薄纸。该颗粒材料和绒毛的量在由该设备制造的25. 4厘 米宽X43. 2厘米长的手抄纸上生产出基重为1362gsm的吸收性复合材料。手抄纸按照以下过程制造。在纤网成型前，所需量的颗粒材料SAP-D、TAd-F和 TAk-C被计量并在烧杯中手工混合。1片成形薄纸铺放在成型机底面上。接着，颗粒材料和 绒毛均被分为约等份数(即6份绒毛和5份颗粒物)。每份绒毛和每份颗粒物被交替送入 成型机顶侧，允许压缩空气混合绒毛和颗粒材料，同时真空抽吸该材料经过成型腔，到达成 形薄纸。该过程持续进行，直到最后一份绒毛被用完，形成绒毛和颗粒材料的基本均勻分 布。在纤网形成后，另一层上述成形薄纸被覆在形成的复合材料上。复合纤网在测试 前通过CARVER压力机(型号#4531)被压实至大约3. 6毫米厚(0. 2g/cc,基于纤维和SAP 质量)O利用一个模具将一片上述手抄纸切分成大体沙漏形状，其具有290平方厘米的表 面面积，裆部宽度为6. 4厘米，整体长度为35. 4厘米，该片前侧的宽度为10. 2厘米。模切后的吸收性材料被手塞装入一个利用标准的组成部分的典型的4号尺寸的 个人护理产品(尿布)中。实例52-54手抄纸用标准的气流成型手抄纸设备制造。所得到的手抄纸复合材料的尺寸为 25. 4厘米宽X43. 2厘米长。所用的绒毛为纤维化C00SAS0RB 100%南方软木浆。用于实例52的超吸收性聚合 物组合物为SAP-D。用于实例53和54的超吸收性聚合物组合物为SAP-F。用于实例52-54 的消溶胀引发剂为TAd-G。用于实例52-54的再溶胀引发剂为TAK-F。31. 46克绒毛和47. 18克超吸收性聚合物组合物被形成到白色包装纸上，形成基 重为约16. 6gsm的薄纸。该SAP和绒毛量在由该设备制造的25. 4厘米宽X43. 2厘米长的 手抄纸上生产出具有717gsm基重的吸收性复合材料。手抄纸按照以下过程制造。1片成形薄纸被放置在成型机底面上。随后，SAP和绒 毛均被分为约等份数(即6份绒毛和5份超吸收性聚合物组合物)。每份绒毛和每份超吸 收性聚合物组合物被交替送入成型机顶侧，允许压缩空气混合绒毛和SAP，同时真空抽吸材 料经过成型腔，到达成形薄纸。该过程持续进行，直到最后一份绒毛被用掉，形成绒毛和超 吸收性聚合物组合物的基本均勻分布。在纤网形成后，另一层上述 形薄纸被覆在形成的复合材料上。复合纤网在测试之前利用CARVER压力机(型号#4531)被压实至大约3. 6毫米厚(0. 2g/cc，基于SAP和纤 维的质量)。—个模具被用来把一片上述手抄纸切分为大体沙漏形状，其整个表面面积为290 平方厘米，裆部宽度为6. 4厘米，整体长度为35. 4厘米，该片的前侧宽度为10. 2厘米。为了完成用于实例52-54的系统1.铺放一片38. 1厘米长X 12. 7厘米宽的上述薄纸，在长度方向上每隔7. 6厘米 做标记。2. 一个由建筑用胶(NS34-5610，可从国家淀粉化学物公司获得，其在美国新泽西 州的布里奇沃特有营业场所)构成的轻型层(5-25gsm)利用喷枪被喷到薄纸上，喷枪例如 是可从Fastening Technology公司得到的PAM 600Spraymatic，该公司在美国北卡罗莱纳 州有营业场所。3.表18(6-8栏)所列出的期望量的再溶胀引发剂利用家用撒盐瓶北均勻撒到薄 纸的中央三个区域上(区域2、3和4)。4.薄纸/胶/引发剂层压品被对折(在宽度方向上)，产生6. 4厘米宽X38. 1厘 米长的样品。从层压品的区域5起剪切掉2. 5厘米，结果，得到6. 4厘米宽X 35. 6厘米长 的薄纸/胶/再溶胀引发剂层压品。5.铺放一片38. 1厘米长X 12. 7厘米宽的上述薄纸，在长度方向上每隔7. 6厘米 做标记。6.由建筑用胶(NS34-5610)构成的轻型层(5-25gsm)用喷枪被喷涂到薄纸上，喷 枪例如是 PAM 600Spraymatic。7.在表18(第3-5栏)列明的期望量的消溶胀引发剂利用家用撒盐瓶被均勻撒到 薄纸的中央三个区域上(区域2、3和4)。8.薄纸/胶/引发剂层压品被对折(在宽度方向)，从而产生6. 4厘米宽X38.1 厘米长的样品。从层压品的区域5部分起剪切掉2. 5厘米，结果，得到6. 4厘米宽X 35. 6 厘米长的薄纸/胶/消溶胀引发剂层压品。9.步骤4之后的薄纸/胶/再溶胀引发剂层压品铺放到水平工作平台上。10.表18所列的适当的模切SAP/绒毛吸收性复合材料被定位在步骤4后的层压 品上，从而每片的前端对齐，步骤4后的层压品沿宽度方向与模切吸收性复合材料的裆部 对齐。11.步骤8后的薄纸/胶/消溶胀引发剂层压品被安放在模切吸收性复合材料的 上方，从而每片的前端被对齐，步骤8后的层压品沿宽度方向与模切吸收性复合材料的裆 部对齐。薄纸/胶/消溶胀引发剂层压品的上述夹层结构_模切吸收性复合材料_薄纸/ 胶/再溶胀引发剂层压品被人工塞装入利用标准组成部分的典型的4号尺寸个人护理产品 (尿布)中。图23表示实例52-54的代表性吸收性系统500的横截面图，该系统具有含有 SAP 512和绒毛的吸收性复合材料510、包括位于复合材料510顶侧上的消溶胀引发剂514 并包括区域2 552、区域3 553和区域4 554的独立层542、包括位于复合材料510底侧上 的再溶胀引发剂516并包括区域5 552、区域5 553和区域4 554的独立层543。图24是 图23的俯视图。
表18-吸收性物品组分和结构的说明 实例50-54的测试含有用于比较例50和实例51-54的吸收性系统的12块尿布被测试，采用人体模 型测试方法。每个测试的吸收性物品具有传统的沙漏型吸收性系统。每个吸收性物品在吸收性 系统和体侧衬之间含有150gsm吸收层(即涌流层)。利用“男性”人体模型给吸收性物品添加液体。在略低于体温(约33°C )的温度 将侵污液体(0.9重量％氯化钠水溶液)输送给产品。润湿面积和泄漏时添加液量之间的关系依据泄漏时产品中的液量来确定。润湿面 积通过人体模型测试方法中描述的X射线图像来确定。含有至少50克液体的数据点的线 性回归被用来内插100克液体加载量和175克液体加载量时的润湿面积。在以下的表19 中看到结果。表 19
59 如可以从表19的结果看到的，包含引发剂的所有样品的润湿面积在100克正常加 载量和175克正常加载量下均显示出比仅含有SAP和绒毛(比较例50)的控制系统更大的 润湿面积。这表明液体在整个吸收性垫中的增强分配。实例55 和 56实例55手抄纸用标准的气流成型手抄纸设备制造。所得到的手抄纸复合材料的尺寸为 25. 4厘米宽X43. 2厘米长。所用的绒毛为纤维化C00SAS0RB 100%南方软木浆。用于比较例55的SAP为FAV 或 SXM-9300。31. 46克绒毛和47. 18克SAP被形成到白色包装纸上，形成基重为约16. 6gsm的薄 纸。该SAP和绒毛量在用该设备制造的25. 4厘米宽X43. 2厘米长的手抄纸上生产出具有 717gsm基重的吸收性复合材料。手抄纸按照以下过程制造。1片成形薄纸放置在成型机底面上。接着，SAP和绒毛 均被分为约等份数(即6份绒毛和5份SAP)。每份绒毛和每份SAP被交替送入成型机顶 侧，允许压缩空气混合绒毛和SAP，同时真空抽吸材料经过成型腔，到达成形薄纸。该过程持 续进行，直到最后一份绒毛被用掉，形成了绒毛和SAP的基本均勻分布。在纤网形成后，另一层上述成形薄纸被覆在已形成的复合材料上。复合纤网在测 试之前利用CARVER压力机(型号#4531)被压缩至大约3. 6毫米厚。气流成型手抄纸的样 品被切分至7. 6厘米宽X 38. 1厘米长。实例56手抄纸用标准的气流成型手抄纸设备制造。所得到的手抄纸复合材料的尺寸为 25. 4厘米宽X43. 2厘米长。所用的绒毛为纤维化C00SAS0RB 100%南方软木浆。用于实例56的超吸收性聚合 物组合物为SAP-D。所用的消溶胀引发剂为TAd-F。实例56所用的再溶胀引发剂为TAk-C。31. 46克绒毛和47. 18克超吸收性聚合物组合物、23. 59克TAd-F和23. 59克TAk-C 被形成到白色包装纸上，形成基重为约16.6gsm的成形薄纸。该颗粒材料和绒毛量在由该 设备制造的25. 4厘米宽X43. 2厘米长的手抄纸上生产出具有1147gsm基重的吸收性复合 材料。手抄纸利用以下过程制造。1片成形薄纸放置在成型机底面上。在纤网成型前，期 望量的颗粒材料SAP-D、TAd-F和TAk-C被计量并在烧杯中手工混合。接着，颗粒材料和绒毛均被分为约等份数(即6份绒毛和5份颗粒物)。每份绒毛和每份颗粒物被交替送入成型 机顶侧，允许压缩空气混合绒毛和颗粒材料，同时真空抽吸材料经过成型腔，到达成形薄纸 上。该过程持续进行，直到最后一份绒毛被用掉，形成绒毛和颗粒材料的基本均勻分配。在纤网形成后，另一层上述成形薄纸被覆在已形成的复合材料上。复合纤网在测 试之前利用CARVER压力机(型号#4531)被压缩至大约3. 6毫米厚。气流成型的手抄纸的 样品被切分至7. 6厘米宽X 38. 1厘米长。实例55和56的测试根据水平吸入和分配测试，测试实例55和56。在每次液体侵污后的润湿长度(如 在测试方法中提到的)被列明在以下的表20中。表 20 *用于实例56的样品整个长度在第3次侵污后被润湿如表所示，实例56 (含有引发剂)导致每次侵污时比控制比较例55更大的液体分 配，在比较例55中没有引发剂。实例57-59手抄纸用标准的气流成型手抄纸设备来制备。所得到的手抄纸复合材料具有25. 4 厘米宽X 43. 2厘米长的尺寸。所用的绒毛为纤维化C00SAS0RB 100%南方软木浆。用于实例57_59的超吸收性 聚合物组合物是SAP-F。实例57-59所用的消溶胀引发剂是TAd-G。实例57-59所用的再 溶胀引发剂是TAK-F。31. 46克绒毛和47. 18克超吸收性聚合物组合物被形成到白色包装纸上，形成基 重为约16. 6gsm的薄纸。该SAP和绒毛量在由该设备制造的25. 4厘米宽X43. 2厘米长的 手抄纸上生产出具有717gsm基重的吸收性复合材料。手抄纸按照以下过程制造。1片成形薄纸安放在成型机底面上。接着，超吸收性聚 合物组合物和绒毛被分别分为约等份数(即6份绒毛和5份SAP)。每份绒毛和每份超吸 收性聚合物组合物被交替放入成型机顶面，允许压缩空气混合绒毛和超吸收性聚合物组合 物，同时真空抽吸材料经过成型腔，到达成形薄纸。该过程持续进行，直到最后一份绒毛被 用掉，形成绒毛和超吸收性聚合物组合物的基本均勻分布。在形成纤网后，另一层上述成形薄纸被放在已形成的复合材料上。在测试之前，利 用CARVER压力机(型号#4531)将复合纤网压实至大约3. 6毫米厚。该气流成型手抄纸的 样品被切成6. 4厘米宽X 38. 1厘米长。为了完成用于实例57-59的系统(参见图22)1. 一片38. 1厘米长X6.4厘米宽的上述薄纸铺放在水平平面上，沿长度方向每隔 7. 6厘米做标记。
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2.在表21(第6-8栏)中列明的期望量的再溶胀引发剂利用家用撒盐瓶被均勻撒 到薄纸的中央三个区域上(区域2、3和4)。3.适当的38. 1厘米X6.4厘米的气流成型手抄纸(此时成形薄纸还在上和下面) 被铺放到引发剂上(步骤2后)。4.沿长度方向每隔7. 6厘米做有标记的另一层上述薄纸被覆在气流成型手抄纸 上方，在步骤3后。5.表21(第3-5栏)列明的期望量的消溶胀引发剂利用家用撒盐瓶被均勻撒到薄 纸的中央三个区域(区域2、3和4)。6.另一层38. 1厘米X6. 4厘米的上述薄纸从步骤5后被覆在引发剂上。实例57-59的测试实例57-59接受具有两处改变的水平吸入和分配测试。60cc盐水溶液在每次液体 添加时被加入，而不是70cc (参见步骤3)。代替用X射线密度仪测量吸收性系统的润湿长度 (参见步骤4)，润湿吸收性材料的厚度是用传统的厚度测量仪测定的，例如Sony Digital Indicator型号#U30A，测量压力为3450达因/平方厘米。测量结果可以在以下的表21中
看到。 表21-引发剂分层配置时在第2次侵污后的润湿厚度 如以上的表21(最后1栏)的结果所示，少到23%的组合引发剂(相对于超吸收 性聚合物组合物的量)的尽量少的加入(实例57)可能导致液体分配在比含有组合引发组 合物的45%添加的样品(实例59)更远的距离，结果，在目标区内出现减小的润湿厚度。人们将认识到，为了说明而给出的以上实例的细节不应被认为是限制本发明范 围。尽管以上仅具体描述了本发明的几个示例性方案，但本领域技术人员将容易认识到可 以对这些实例做出许多修改，实质上没有脱离本发明的新颖教导和优点。例如，关于一个实例描述的特征可以被加入本发明的任何其它实例中。 因此，本申请旨在将所有的修改包含在如后续权利要求书及其所有等同所限定的 本发明范围之内。而且可以认识到，可以想到能够获得某些方案尤其是所期望的方案的所 有优点的许多方案，但是，某个优点的缺失不应被认为必然意味这样的方案在本发明范围 之外。因为可以在不超出本发明范围的情况下对上述结构做出各种改变，所以，上述说明所 包含的全部内容旨在应被解释为示范性的，而没有限制意味。
权利要求
一种吸收性物品，包括吸收芯；其中，该吸收芯包含吸收性组合物，该吸收性组合物包括a.具有阴离子官能团的SAP；b.含有第一水溶性化学物质的消溶胀引发剂，该第一水溶性化学物质包含具有2或更高的离子价的阳离子X；c.再溶胀引发剂(TAR)，包含含有阴离子Y的第二水溶性化学物质；其中，该第一水溶性化学物质的阳离子X能与该SAP的阴离子官能团络合，并且该第二水溶性化学物质的阴离子Y能与该阳离子X络合而形成具有溶度积常数Ksp＜10 5的盐。
2.根据权利要求1所述的吸收性物品，其特征是，该吸收性物品还包括顶片和底片，该 吸收芯设置在该顶片和该底片之间。
3.根据权利要求1所述的吸收性物品，其特征是，该吸收性物品还包含绒毛。
4.根据权利要求1所述的吸收性物品，其特征是，该吸收芯还包含表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的吸收性物品，其特征是，该吸收芯包括许多层。
6.根据权利要求1所述的吸收性物品，其特征是，该吸收性物品选自个人护理吸收性 物品、健康/医用吸收性物品、家用/工业用吸收性物品或体育/建筑用吸收性物品。
7.根据权利要求1所述的吸收性物品，其特征是，该消溶胀引发剂包含水溶性化学物 质，该水溶性化学物质选自氯化铝、硫酸铝、氯化钡、乙酸钙、氯化钙、甲酸钙、乙酸镁、氯化 镁、甲酸镁、乙酸锌、氯化锌、甲酸锌和硫酸锌。
8.根据权利要求1所述的吸收性物品，其特征是，该再溶胀引发剂包含水溶性化学物 质，该水溶性化学物质选自氯化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、柠檬酸钠、草酸钠、硫酸钠、聚磷酸 钠、硫化钠、硫酸钠或三聚磷酸钠。
9.根据权利要求1所述的吸收性物品，其特征是，该第一水溶性化学物质是甲酸钙，该 第二水溶性化学物质是碳酸钠。
10.根据权利要求1所述的吸收性物品，其特征是，该消溶胀引发剂和/或该再溶胀引 发剂中的至少一个包含聚合物涂层材料，该聚合物涂层材料选自聚甲基丙烯酸酯共聚物、 聚丙烯酸酯共聚物、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、乙酸纤维素、聚乙二醇、马来酸化聚丙 烯、聚烯烃共聚物或其组合
11.根据权利要求1所述的吸收性物品，其特征是，该消溶胀引发剂和该再溶胀引发剂 具有用于在暴露于含水液体后释放水溶性化学物质的选定释放曲线，并且在该第一水溶性 化学物质100%释放之前，该第一水溶性化学物质具有比该第二水溶性化学物质更高的累 积释放。
12.根据权利要求1所述的吸收性物品，其特征是，该SAP包含部分中和交联的聚丙烯 酸，其具有约40摩尔％至约60摩尔％的中和酸官能团并且具有至少约25g/g的离心机保 液率。
13.根据权利要求1所述的吸收性物品，其特征是，该发泡剂用树脂包封起来，该树脂 选自天然树脂或合成树脂、丁腈橡胶、黏性固化陶瓷材料、聚烯烃、聚乙二醇、烯烃共聚物、 聚芳香族烯烃、苯乙烯化合物或聚合化卤代二烯烃。
14.根据权利要求13所述的吸收性物品，其特征是，该树脂包含聚乙二醇。
15.根据权利要求1所述的吸收性物品，其特征是，该消溶胀引发剂具有用于释放水溶 性化学物质的释放曲线，其中该释放曲线选自奇异释放曲线或S形释放曲线，该再溶胀引 发剂具有用于释放第二水溶性化学物质的S形释放曲线，其中在暴露于含水液体后且在大 约100%释放前，该第一水溶性化学物质具有比该第二水溶性化学物质更高的累积释放。
全文摘要
本发明涉及吸收性物品，它包括显示出溶胀、消溶胀和再溶胀行为的吸收性组合物。确切地说，本发明的吸收性组合物在暴露于含水液体之后溶胀并吸液，消溶胀并从溶胀后的吸收性组合物中释液，并且能再溶胀和吸液。溶胀-消溶胀-再溶胀行为允许在吸收性复合材料和吸收性物品中获得增强的液体分配。
文档编号A61L15/48GK101932345SQ200980103746
公开日2010年12月29日 申请日期2009年1月19日 优先权日2008年1月30日
发明者G·田, R·N·道奇二世, S·J·史密斯, Y·史, 秦建 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司