CN101325982A - 含有涂覆了热塑性塑料的超级吸水聚合物材料的吸水物品 - Google Patents

Abstract

一种包括顶片、可以连接到顶片上的后片和位于顶片和后片之间的吸水剂核心。此外，所述吸水剂核心还包括至少一种超级吸水聚合物材料，所述超级吸水聚合物材料包括约55至约99.9％重量的含有可聚合不饱和酸基团的单体，和约0.001至约5％重量的内部交联剂，它们被聚合并且制备成超级吸水聚合物颗粒，并且所述的聚合物颗粒进一步包括表面添加剂。所述超级吸水聚合物材料也可以具有大于约25％的中和度。其结果是，超级吸水物品显示出改善的性能和在用户中更高的舒适性以及更大的信赖性。

Description

含有涂覆了热塑性塑料的超级吸水聚合物材料的吸水物品

背景技术

吸水用品用于吸收多种类型的流体，包括被人体分泌或排泄的流体。超级吸水材料(SAM′s)经常被用于吸水物品以帮助改善这类吸水物品的特性。超级吸水材料一般是聚合物基的并且可以许多形式，例如粉末、颗粒、微粒、薄膜和纤维获得。在与流体接触后，这类超级吸水材料通过将流体吸收到它们的结构中而膨胀。一般而言，超级吸水材料可以很快将污染的液体吸收到该物品中，并能保留这些流体以防止泄漏，甚至有助于在被流体污染后提供一种干燥的感觉。

人们一直努力改善这类吸水物品的性能，特别是高水平的流体饱和度，从而减少泄漏的发生。当这类物品在使用期间反复被流体污染时这是特别重要的。这已成为一个日益严峻的挑战，近期人们对于吸水物品设计一般都集中于使用较高浓度的吸水材料以及较少的绒毛纤维以使吸收结构更薄和更致密。然而，尽管通过提高超级吸水材料的浓度来达到总吸收率的提高，但这类吸水物品仍有可能在使用期间泄漏。这种泄漏可能一部分是由于缺少可用的空间体积而使所述吸水剂核心具有不足的摄入率的结果(即可以通过超级吸水材料将液体污物吸收和夹带在所述吸水剂核心内用于随后的的速率)。因此，需要一种包含高水平超级吸水材料，并且保持足够摄入速率的吸水物品。

此外，还需要超级吸水聚合物材料，其具有增大的渗透率特性以及增加的对于热塑性纤维如聚烯烃的亲和力，同时保留其他特点，如足够的吸收性和保留力。渗透率是多孔结构的有效连通性的量度，无论多孔结构是纤维垫子或泡沫板或，在这种情况下，是交联的聚合物，并且可以具体以术语超级吸水聚合物材料的空隙率和连通程度来规定。凝胶渗透率是颗粒物质的总体上的特性，它与颗粒尺寸分布、颗粒形状、以及开孔连通性、剪切模量和溶胀凝胶的表面改性有关。实际上，所述超级吸水聚合物材料的渗透率是液体如何迅速流经大多数溶胀颗粒的量度。低渗透率表明液体不能很容易地流经超级吸水聚合物材料，其一般被称为凝胶阻塞，并且任何液体的受迫流动(如在使用尿布期间尿液的第二次应用)必须采取替代路径(例如，尿布泄漏)。因此，需要一种显示提高渗透率特性的吸水物品。

为了得到具有高凝胶强度的超级吸水聚合物材料，可以增加所述聚合物的交联度，这必然导致可溶胀力保留力的降低。为了实现具有极薄、低纤维含量的下一代型物品所需要的提高的渗透率，现有技术已经教导增加交联的量。然而，超级吸水聚合物材料的吸收性和保留值被减少到了不理想的低水平。制备超级吸水聚合物来开发一种在表面后交联阶段具有对于液体的高吸收性和保留力并且提高了可渗透性能的组合物是本领域的一个重要目标。已经发现，通过使用新的对于超级吸水聚合物颗粒的表面改性，实现了不会出现与低吸收值不良相关的更高的渗透率的结果。

此外，提高吸水物品的一种吸收特性的性能可以常导致对于其它吸收特性的不利影响。例如，提高流体摄入率往往可以导致容量的降低。当提高流体摄入率一般是理想的时，相应容量的降低一般是不理想的。因此，另外需要一种显示改进的流体摄入率，而对于其它吸收特性如容量无不良作用的吸水物品。此外，需要完成这样的改善，即不采用复杂，大量资金的吸收剂制备工艺或另外的非吸水粘合剂纤维成分。这种手段应与常规的、低成本、高效率的广泛用于工业中并整合在吸水物品制造方法中的空气成型装置是相适应的。

发明概述

为了适应上述讨论的需要，本发明的吸水剂核心包括基底和超级吸水聚合物材料。所述超级吸水材料包括55至约99.9％重量的含有可聚合的不饱和酸基团的单体，基于所述超级吸水聚合物的重量。所述超级吸水聚合物材料还包括约0.001至5％重量的内部交联剂，基于含有可聚合的不饱和酸基团的单体的重量。将所述含有可聚合不饱和酸基团的单体和内部交联剂聚合并且制备成超级吸水聚合物材料。

给超级吸水聚合物材料涂覆约0.001至5％重量的表面交联剂、约0.01至约10％重量的渗透改性剂、0至约5％重量的多价金属盐、约0至约2％重量的表面活性剂、约0.01至约5％重量的不溶性无机粉末和约0.01至约5％重量的热塑性聚合物，每种基于干燥的超级吸水聚合物材料的重量。在特定方面，对经过表面处理的超级吸水聚合物材料进行热处理。在一些方面，经过表面处理的超级吸水聚合物材料具有热塑性熔体温度，其中在将热塑性聚合物施用于超级吸水材料表面上的同时或随后对其施加至少热塑性熔体温度或更高的包覆超级吸水聚合物材料的温度。在其他方面，可用阳离子聚合物对超级吸水聚合物材料进行后处理。但在其他方面，超级吸水聚合物材料包括300至600微米尺寸的颗粒，如至少约50％的颗粒处于300至600微米的尺寸范围内。

在一些方面中，超级吸水聚合物材料具有约23g/g的或更高的离心保留力，当通过离心保留力试验测量时。在其他方面，超级吸水聚合物材料具有约100达西或以上的自由膨胀凝胶床渗透率，当通过自由膨胀凝胶床渗透率试验测定时。在其他方面中，超级吸水聚合物材料具有少于约20％的超级吸水材料抖落率，当通过炉抖落试验测定时。

在一些方面中，吸水剂核心进一步包括熔喷热塑性纤维并显示出至少约50％的拉伸率，当通过复合物拉伸率试验测定时，显示出至少约15达西的复合物渗透率，当通过复合物渗透率试验测定时，显示出至少一个大于约1克/秒的FIFE摄入率，当通过流体摄入率试验测定时，以及不超过约2％重量的复合物抖落率值，当通过复合物抖落试验测定时。其结果是，吸水复合物显示出改进的性能、在用户中更高的舒适性以及更高的可信赖性。

本发明的许多其他特点和优势将从以下描述中显示。在描述中，参考了本发明的示例性实施方式。这类实施方式不代表本发明的全部范围。因此，应当参考本申请的权利要求用于解释本发明的全部范围。

附图

参考下面的说明、附加的权利要求以及附图，将更好地理解本发明前述及其他特点、方面和优点：

图1是根据本发明制备的吸水物品的一个实施方式的透视图。

图2是显示在图1中的吸水物品的俯视图，物品是解开的、未折叠的平铺放置状态，显示当穿着时面朝穿着者的物品的表面和切掉部分以显示下面的特点。

图3是制造吸水剂核心的一种方法和装置的示意图。

图4是根据本发明的层叠的吸水剂核心的横截面侧视图。

图5A是本发明的吸水绷带的横截面侧视图。

图5B是本发明吸水绷带的顶部透视图。

图6是本发明的吸水床或填充物衬垫的顶部透视图。

图7是实施凝胶床渗透率试验的仪器的横截面。

图8是图7的线2-2平面的截面。

图9是被饱和的容量测试仪的部分切掉的顶视图。

图10是被饱和的容量测试仪侧视图。

图11是被饱和的容量测试仪的后视图。

图12是用于流体摄入率试验的测试装置的顶视图。

图13是用于流体摄入率试验的测试装置的侧视图。

在本发明说明书和附图中重复使用的附图标记旨在表示本发明的相同或类似的特征或部分。

定义

应该指出的是，当本发明应用术语“包含”、“含有”和其他源于“包含”的字根术语是开放型的末端术语，指明存在任何提及的特征、部分、整体、步骤或组成，并不能试图排除存在或加入一个或多个其他特征、部分、整体、步骤、组成，或它们的组合。

术语“吸水物品”一般指可以吸收和保留液体的装置。例如，个人护理吸水物品是指放在靠着皮肤或皮肤附近以吸收和保留从身体释放的各种流体的装置。此处使用的术语“一次性的”是描述在一次使用后不被清洗或不以其他方式恢复或不作为吸水物品再使用的吸水物品。这样的一次性吸水物品的例子包括，但不仅限于个人护理吸水物品、卫生/医用吸水物品和家用/工业用吸水物品。

术语“共成型”是描述一种熔喷纤维和纤维素纤维共混物，其是通过气动成型熔喷聚合物材料，同时将空气悬浮的纤维素纤维吹入熔喷纤维料流中而形成的。该共成型材料也可以包括其他材料，如超级吸水材料。在成型表面上收集含有木质纤维的熔喷纤维，如通过有孔带来提供。成型表面可以包括透气材料，如纺粘织物材料，其已被放在成型表面上。

术语“达西”是渗透率的CGS单位。1达西是从中通过1立方厘米流体的固体的渗透率，其具有一厘泊的粘度，将在一秒钟内流经一厘米厚截面和一平方厘米横截面，如果在固体的两面的压力差是一大气压的话。结果表明，渗透率具有与面积相同的单位；由于没有渗透率的SI单位，因此使用平方米。1达西等于约0.98692×10^-12平方米或约0.98692×10^-8平方厘米。

术语“干燥的超级吸水聚合物组合物”或“干燥的超级吸水聚合物材料”一般指低于约10％含水量的超级吸水聚合物材料。

术语“弹性的”，“弹性体的”和“可弹性伸展的”可以互换使用，指一种一般显示出近似于天然橡胶特性的材料或复合物。该弹性材料一般能够被伸展或以其他方式变形，然后在伸展或变形力去除后它的形状的重要部分能够恢复。

术语“可伸展的”是指材料一般是能够被伸展或以其他方式变形，但在伸展或变形力去除后它的形状的重要部分不能恢复的材料。

术语“不可渗透流体的”，当用来描述层或层压体时，意味着在一般使用状况下在流体接触点处流体，例如水或体液在一般垂直于层或层压体的平面的方向上基本上不会透过层或层压体。

术语“卫生/医用吸水物品”包括多种专业和消费卫生产品，其包括但不仅限于，用于热治疗或冷治疗、医用长衫(即，保护和/或外科手术长衫)、外科手术被单、帽子、手套、口罩、绷带、伤口敷料、纸巾、盖子、容器、过滤器、一次性服装和床单、医用吸收服装和内衬等的产品。

术语“家用/工业用吸水物品”包括用于清洁与消毒的构造及包装用品、产品、纸巾、盖子、过滤器、毛巾、一次性切下床单、沐浴纸巾、面巾、非织造织物辊商品、包括枕头、衬垫、垫、座垫、口罩及身体护理产品在内的家居舒适产品，如用于清洁或处理皮肤的产品、实验室外套、包裹物、垃圾袋、除污物产品、局部组合物、宠物护理吸收衬垫、洗衣用土吸收剂/墨水吸收剂、洗涤剂凝聚剂、亲脂性流体分离剂等。

术语“亲水性”及“可湿性”可互换使用，指在空气中具有小于90度的水接触角的材料。术语“疏水性”是指在空气中具有至少90度的水接触角的材料。为了该用途的目的，接触角的测量是如在Robert J.Good和Robert J.Stromberg，Ed.的“表面和胶体科学-实验方法”第II卷(Plenum出版，1979)中提出的方式测定的。此处该文献以与其一致的方式被引入作为参考。

术语“污染目标区”是指吸水剂核心的区域，其特别是对于大多数流体污物如尿、月经或大便最先接触是理想的。特别地，对于具有使用中的一个或多个污物点的吸水剂核心，污物目标区是指从每个污物点起沿两个方向延伸一段等于核心总长度的15％的距离的吸水剂核心的区域。

当在短语“超级吸水材料”中使用术语“材料”时，一般是指离散的单元。所述单元可以包括微粒、颗粒、纤维、片、附聚物、棒、球、针、涂覆纤维或其他添加剂的颗粒、粉碎的材料、粉末、薄膜等及其组合。所述材料可以有任何想要的形状，例如，立方体、杆状、多面体、球体或半球体，圆形或半圆形、有角度的和不规则的等。此外，超级吸水材料可由一种以上类型的材料组成。

术语“熔喷纤维”是指将熔融的热塑性材料挤出穿过多个细的、通常是环形的冲模毛细管作为熔融线或长丝进入高流动速率，通常是已加热的气体(如空气)流中来形成的纤维，所述气体流使熔融的热塑性材料长丝变细，以减小它们的直径。此后，熔喷纤维由高速气体流携带并沉积在收集表面而形成随机分配的熔喷纤维网络。

术语“非织造的”和“非织造的网”是指具有单个纤维或长丝结构的材料和材料网，这些纤维或长丝是夹层的但并不是以可分辨的方式，例如象在编织的织物中那样。此处使用的术语“纤维”和“长丝”是可互换的。非织造织物或网已由许多工艺形成，例如，熔吹工艺、纺粘工艺、气流成网工艺和粘梳成网工艺。非织造织物的基重通常是用每平方码材料的盎司数(osy)或每平方米的克数(gsm)来表示，此纤维的直径通常用微米表示。(注意，从osy转换为gsm，将osy乘以33.91)。

术语“颗粒”、“颗粒物”等，当与术语“超级吸水”或“超级吸水聚合物”一起使用时，是指离散单元的形式。所述单元可以包括薄片、纤维、附聚物、颗粒、粉末、球、粉碎的材料等及其组合。颗粒可以有任何想要的形状，例如，立方体、杆状、多面体、球形或半球形、圆形或半圆形、有角的、不规则形状等。具有大的最大尺寸/最小尺寸比例的形状，像针、薄片和纤维也可以被考虑包括在此处。术语“颗粒”或“微粒”也可以包括含有一个以上的单个颗粒、微粒等的附聚物。此外，颗粒、微粒或任何想要的附聚物有可能由一种以上的材料类型组成。

术语“个人护理吸水物品”包括，但不限于，吸水物品，例如尿布、尿布裤、婴儿纸巾、训练裤、吸收内裤、幼儿护理裤、泳装以及其他一次性服装；女性护理产品包括卫生巾、纸巾、月经垫、月经裤、裤衬里、裤护罩、唇间品、止血垫、止血垫施用物；成人护理产品，包括纸巾、胸罩、容器、失禁产品和尿液防护垫；成衣部件；围兜；运动和娱乐产品等。

术语“聚合物”包括，但不限于均聚物、共聚物，如嵌段、接枝、无规和交替共聚物，三元共聚物等及其共混物和修饰物。此外，除非另有特别限制，术语“聚合物”应包括材料的所有可能构型的异构体。这些构型包括，但不限于全规的、间规的和无规对称的。

此处使用的术语“聚烯烃”一般包括，但不限于，如聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等；均聚物；共聚物；三元共聚物等及其共混物和修饰物的材料。术语“聚烯烃”应包括它的所有可能的结构，其中包括但不限于，全规、间规和无规对称的。共聚物包括无规和嵌段共聚物。

术语“纺粘”和“纺粘纤维”是指将熔融的热塑性材料的长丝从喷丝头的多个细的，通常是环形的毛细管挤出，然后迅速地减少被挤出长丝的直径来形成的纤维。

术语“可拉伸的”是指可伸展的或可弹性伸展的材料。

术语“超级吸水”和“超级吸水材料”是指在最有利的条件下在含有0.9重量百分比的氯化钠水溶液中吸收它们重量的至少约10倍，或它们重量的至少约15倍，或它们重量的至少约25倍的水溶胀性、水不溶性的有机或无机材料。相比之下，“吸水材料”在最有利的条件下在含有0.9重量百分比的氯化钠水溶液中吸收它们重量的至少5倍。

术语“热塑性”描述了当暴露在加热时软化并且当冷却至室温时基本上变回至非软化状态的材料。

可以在说明书的其它部分用其它的术语来说明这些术语。

发明祥述

本发明的吸水剂核心包括基底和超级吸水聚合物材料。超级吸水聚合物材料包括55至约99.9％重量的含有可聚合的不饱和酸基团的单体，基于超级吸水聚合物的重量。超级吸水聚合物材料还包括约0.001至约5％重量内部交联剂，基于含有可聚合的不饱和酸基团的单体的重量。将所述含有可聚合的不饱和酸基团的单体和内部交联剂聚合并且制备成超级吸水聚合物材料。

将超级吸水聚合物材料用约0.001至5％重量的表面交联剂、约0.01至约10％重量的渗透率改性剂、0至约5％重量多价金属盐、约0至约2％重量的表面活性剂、约0.01至约5％重量的不溶性无机粉末和约0.01至约5％重量的热塑性聚合物涂覆，每种基于干燥的超级吸水聚合物材料的重量。在特定方面，将经表面处理的超级吸水聚合物材料用热处理。在一些方面，经表面处理的超级吸水聚合物材料具有热塑性熔体温度，在将热塑性聚合物施用于超级吸水材料表面上的同时或随后对其施加至少热塑性熔体温度或更高的涂覆超级吸水聚合物材料的温度。在其他方面，可用阳离子聚合物对超级吸水聚合物材料进行后处理。但在其他方面，超级吸水聚合物材料包括300至600微米尺寸的颗粒，如至少约50％的颗粒处于300至600微米的尺寸范围内。

在一些方面，超级吸水聚合物材料具有约23g/g的或更高的离心保留力，当通过离心保留力试验测量时。在其他方面，超级吸水聚合物材料具有约100达西或以上的自由膨胀凝胶床渗透率，当通过自由膨胀凝胶床渗透率试验测定时。在其他方面，超级吸水聚合物材料具有少于约20％的超级吸水材料抖落率，当通过炉抖落试验测定时。

在一些方面，吸水剂核心进一步包括熔喷热塑性纤维并显示出至少约50％的拉伸率，当通过复合物拉伸率试验测定时，显示出至少约15达西的复合物渗透率，当通过复合物渗透率试验测定时，显示出至少一个大于约1克/秒FIFE摄入率，当通过流体摄入率试验测定时，以及显示出不超过约2％重量的复合抖落值率，当通过复合抖落试验测定时。其结果是吸水剂复合物显示出改进的性能以及在用户之间具有更高的舒适性和具有更高的可信赖性。

本发明吸水剂核心可以本身被使用，或可以作为吸水物品的组分被利用。此外，这类物品还可以包括顶片和/或后片。在一些方面，至少顶片是可以拉伸的，而在其他方面，至少后片是可以拉伸的。还在本发明的其他方面，吸水剂核心是可以拉伸的。吸水物品也可以包括其他组分，如流体毛细渗透层、摄入层、波动层、分布层、转移层、阻隔层、包裹层等及其组合。

参考用于示例性的目的的图1和图2，显示了可以并入本发明中的训练裤子。应理解，本发明适合用于其他各种吸水物品，包括但不限于其他个人护理吸水物品、卫生/医用吸水物品、家用/工业用吸水物品等，在不偏离本发明的范围的情况下。

用于构建训练裤的各种材料和方法公开于A.Fletcher等人的2000年6月29日公布的PCT专利申请WO00/37009、Van Gompel等人的美国专利4940464、Brandon等人的5766389和Olson等人的6645190中，所有这些都以与本发明一致的方式被并入作为参考。

图1举例说明了处于部分固定状态的训练裤，图2举例说明了处于打开且非折叠状态的训练裤。培训裤确定了当穿着时时，从训练裤前面延伸至训练裤的后面的纵向的方向48。垂直于纵向方向48是横向方向49。

该训练裤确定了前部区域22、后部区域24和裆部区域26，所述裆部区域在前部区域和后部区域之间纵向伸展并相互连接。该裤子还确定了适用于使用的朝向穿着者放置的内表面(如相对于裤子的其它组分放置的)以及与内表面相反的外表面。训练裤具有一对横向相对的侧面边缘和一对纵向相对的腰部边缘。

图示的裤子20可以包括底盘32、一对横向相对的前侧板34，其在前部区域22横向向外延伸，和一对横向相对的后侧板134，其在后部区域24横向向外延伸。

底盘32包括后片40和顶片42，顶片可以通过粘合剂、超声粘合、热粘合或其他常规技术以叠加关系连接至后片40上。底盘32可以进一步包括如图2中所显示的放置在后片40和顶片42之间用于吸收由穿着者渗出的体液渗出物的吸水剂核心44，可以进一步包括一对固定至顶片42或吸水剂核心44上的用于抑制身体渗出物横向流动的密封护翼46。

后片40、顶片42和吸水剂核心44可从本领域已知的许多不同的材料来制备。所有三层，例如，是可伸展的和/或可弹性伸展的。此外，每一层的拉伸性能可能会不同，以控制产品的总拉伸性能。

后片40，例如，可以是透气的和/或可以是防流体渗透的。后片40可被构建成单层、多层、层压体、纺粘织物、薄膜、熔喷织物、弹性网、微孔网或粘梳网。后片40，例如，可以是单层的流体不可渗透的材料，或者可以可替代地是多层层压结构，其中至少一层是不透过流体的。

后片40可以是双轴向伸展的，并且任选地是双轴向弹性的。弹性非织造织物层压网，可以被用作为后片40，其包括与一个或多个可聚集的非织造织物网或薄膜连接的非织造材料。拉伸粘结的层压体(SBL)及颈部粘合层压体(NBL)是弹性复合材料的实例。

合适的非织造织物材料的实例是纺粘-熔喷布、纺粘-熔喷-纺粘织物、纺粘织物或这类织物与薄膜或其它非织物网的层压体。弹性材料可以包括铸造薄膜或或吹塑薄膜、熔喷织物或纺粘织物，其由聚乙烯、聚丙烯、或聚烯烃弹性体及其组合组成。该弹性材料可以包括PEBAX弹性体(可从AtoFina化学品公司获得，营业点设在美国宾夕法尼亚州的费城)、HYTREL弹性聚酯(可从Invista获得，营业点设在美国堪萨斯州的威奇托)、KRATON弹性体(可从Kraton聚合物获得，营业点设在美国德克萨斯州的休斯顿)、或LYCRA弹性体的线(可从Invista获得)等及其组合。后片40可以包括通过机械加工、印刷工序、加热工序或化学处理而具有弹性性能的材料。例如，这类材料可以是有孔的、有绉的、颈部拉伸的、热活化的、压花的和微拉紧的，而且可以是薄膜、网和层压体的形式。

用于可双向伸展的后片40的合适材料的一个例子是可透气的弹性薄膜/非织造织物层压体，如描述在Morman等人的美国专利中的那样，其以一致的方式被并入作为参考。具有双向可伸展和缩回的材料的例子在Morman的美国专利5116662和Morman的5114781中公开，上述每个专利以一致的方式被并入作为参考。这两项专利描述了在至少两个方向上能够拉伸的复合弹性材料。材料至少具有一个弹性片和至少一个颈缩的材料或可逆颈缩的材料，其与至少在以非线性构造排列的三个位置上的弹性片连接，使得颈缩的或可逆颈缩的网在这些位置中的至少两个之间聚集。

顶片42对于穿着者的皮肤是适当地顺从、软的感觉和非刺激的。顶片42也是足以使液体渗透的，以允许体液分泌物容易穿透其厚度到达吸水剂核心44。合适的顶片42可由宽选择范围的网材料如多孔泡沫、网状泡沫、有孔塑料薄膜、机织和非织造织物网或任何这类材料的组合来制造。例如，顶片42可包括熔喷网、纺粘网、或由天然纤维组成的粘梳网、合成纤维或其组合。顶片42可主要由疏水性材料组成，可以任选地性地用表面活性剂或以其他工艺处理疏水性材料以赋予理想水平的润湿性和亲水性。

顶片42也可以是可伸展的和/或可弹性伸展的。用于构建顶片42的合适的弹性材料可包括弹性线、LYCRA弹性体、铸造的弹性膜或吹制的弹性薄膜、非织造的弹性网、熔吹或纺粘弹性纤维网及其组合。弹性材料的合适例子包括KRATON弹性体、HYTREL弹性体、ESTANE弹性聚氨酯(可从Noveon获得，营业点设在美国俄亥俄州KRATON)，或PEBAX弹性体。顶片42也可以从如在Roessler等人的美国专利6552245中描述的那些可伸展的材料来制备，其以一致的方式被并入作为参考。顶片42也可以从如Vukos等人提交的美国专利6641，134描述的可双轴向伸展的材料制备，美国专利被以一致的方式并入作为参考。

物品20条可任选地进一步包括波动处理层，该波动处理层位于吸水剂核心44附近，并通过本领域已知的方法，如使用粘合剂将其连接到物品20如吸水剂核心44或顶片42上的各种组件上。一般而言，波动处理层有助于迅速获取和扩散液体的波动或涌出，液体可以被迅速地引入到物品的吸收结构中。波动处理层可以在将液体释放至吸水剂核心44的储存或保留的部分之前，暂时存放液体。波动处理层的合适例子被描述于Bishop等人的美国专利5486166、Ellis等人的5,490,846和Dodge等人的5,820,973中，其中每个专利以一致的方式被并入作为参考。

物品20可以进一步包括吸水剂核心。吸水剂核心44可以具有任何数目的形状。例如，它可能有2-维或3维结构，并可能是矩形、三角形、椭圆形、跑道、L形、一般沙漏形、T形等。它往往是适于吸水剂核心44，在裆部26比后部24和前部22更窄。吸水剂核心44可以被粘接在吸水物品上，如粘接在后片40和/或顶片42上，例如，通过本领域一致的粘合方式，如超声、压力、粘合剂、穿孔、加热、缝线或股线、自焊或自粘合、钩和环，或其任何组合粘接。

在一些方面，吸水剂核心44可以具有显著的拉伸率。例如，吸水剂核心44可以包括含有可操作量的弹性聚合物纤维的纤维基质。本领域其它已知的方法包括将超级吸水材料连接至可拉伸的薄膜上，利用在其结构中具有切口或裂缝等的非织造织物衬底。

吸水剂核心44可使用本领域已知的方法形成。尽管不是仅限于具体的制造方法，但是吸水剂核心可以利用熔喷工艺，并可以进一步在共成型线上形成。示例性的熔喷工艺被描述于各种专利和出版物中，包括V.A.Wendt，E.L.Boone和C.D.Fluharty的NRL报告4364“超精细有机纤维的制造”、K.D.Lawrence，R.T.Lukas和J.A.Young的NRL报告5265，“一种用于形成超细热塑性纤维的改进装置”和美国专利3849241和5350624，所有这些以一致的方式被并入作为参考。

为了形成“共成型”材料，当纤维沉积到形成表面上时，将另外的成分与熔喷纤维混合。例如，将本发明的超级吸水材料和绒毛如木浆纤维注入到熔喷纤维流中，以便能够包埋和/或粘合至熔喷纤维上。示例性的共成型工艺被描述于Anderson等人的美国专利4100324、Hotchkiss等人的4587154、McFarland等人的4604313、McFarland等人的4655757、McFarland等人的4724114、Anderson等人的4100324和Minto等人的英国专利GB2，151，272，其中每个以一致的方式被并入作为参考。

含有大量的超级吸水剂的吸水性弹性熔喷网被描述于D.J.McDowall的美国专利6362389中，含有大量的超级吸水剂并具有低的超级吸水剂抖落率值的吸收性弹性熔喷网被描述于X.Zhang等人的待决的美国专利申请10/883174中，其中每个以一致的方式被并入作为参考。

在图3中已经举例说明了本发明的形成吸水剂核心44方法的一个实施例。在此通过实施例的方式对图3中装置的尺寸进行了描述。其他具有不同的尺寸和/或不同的结构类型的装置也可能被用来形成吸水剂核心44。如图3所示，微丸形式的弹性材料72可以通过两个储料器74被喂入两个单螺杆挤出机76，每个单螺杆挤出机76喂入旋转泵78。该弹性材料72可以是来自ExxonMobil化学公司(营业点设在美国得克萨斯州休斯敦)的商业名称VISTMAXX 2370的多组分的弹性体混合物，以及此处提及的其他材料。每个旋转泵78将弹性材料72喂入至单独的熔喷冲模80。每个熔喷冲模80每英寸(hpi)可有30个孔。冲模角度可以从水平在0和70度之间调节，并适当地被设定在约45度。所形成的高度可以最高为约16英寸，但该限制对于不同的设备可能有所不同。

斜槽82宽度为约24英寸，其可以被放置在熔喷冲模80之间。斜槽82的深度或厚度可在约0.5至约1.25英寸范围之间调节，或在约0.75至约1.0英寸之间调节。采收器144连接到斜槽顶部82。该采收器144用于纸浆纤维86的纤维化。该采收器144可能仅限于处理低强度或松散的(经处理的)纸浆，在这种情况下，采收器144可能将示例方法限制至很小范围内的纸浆类型。与常规使用锤子以反复压紧纸浆纤维的锤磨机相比，采收器144使用小齿将纸浆纤维86撕开。用于图3所示方法中的合适的纸浆纤维86包括此处提及的那些，如NB480(可从Weyerhaeuser公司获得，营业点设在美国华盛顿Federal Way)。

在采收器144对面的斜槽的末端82处是超级吸水材料进料器88。进料器88将本发明的超级吸水材料90倒入管道94的孔92中，然后喂入到鼓风机96中。越过鼓风机96是一般4英寸直径的管道98的长度，其足以以每分钟约5000英尺发展充分发展的湍流，这允许超级吸水材料90被分配。管道98从4英寸直径变宽到24英寸×0.75英寸斜槽82，在该点超级吸水材料90与纸浆纤维86混合，并且混合物直接落下并以与弹性材料72约45度的角度在任一侧进行混合。超级吸水材料90、纸浆纤维86和弹性材料72的混合物落到以约14至约35英尺每分钟运动的线输送带100上。然而，在碰到线输送带100之前，喷雾吊杆(sprayboom)102任选地将含水表面活性剂混合物104以雾状喷雾通过混合物，从而使由此产生的吸水剂核心44湿润。表面活性剂混合物104可以是GLUCOPON 220UP(从Cognis公司获得，营业点在美国俄亥俄州辛辛那提)与AHCOVEL碱N-62(可从Uniqema获得，营业地点美国特拉华州的New Castle)的混合物。线下真空106被放在输送带100的下方以帮助形成吸水剂核心44。

一般而言，吸水剂核心44通常是包括基本上均匀的超级吸水材料、纤维和任何其他任选的添加剂的分布的单元结构。然而，参考图4，在一些方面，本发明的吸水剂核心44当与本发明的超级吸水材料结合时，可以通过结构改变而被进一步加强。例如，提供主要包括夹在包括基本上绒毛纤维如NB480的层67和64之间的本发明的超级吸水材料的层65，可能导致吸水剂核心44改善吸收特性，如流体污物摄入率，当与包括基本上均匀的超级吸水材料和绒毛纤维的分布的结构相比时。这种分层可以发生在吸水剂核心44的Z向，任选地覆盖全部x-y区域。然而，层65至64无需彼此小心。例如，在一些方面，吸水剂核心的Z-向中间部分65只需要包含比吸水剂核心44的顶层67和/或底层64更高的超级吸水材料百分比(例如，至少约10％重量更高)。理想地，层65至64存在于位于污物靶向区域内的吸水剂核心44的区域内。

吸水剂核心44还包括吸收材料，如超级吸水材料和/或绒毛。此外，超级吸水材料可以被操作地包含在纤维的基质中，如聚合物纤维中。因此，吸水剂核心44可以包括一些超级吸水材料和/或包含在纤维基质中的绒毛。在一些方面，吸水剂核心44中的超级吸水材料的量可以至少为核心的约10％重量，例如，至少约30％，或至少约60％重量，或至少约90％，或核心的约10％至约99％重量之间，或核心的约30％至约90％重量，以提供改进的益处。任选地，超级吸水材料的量可以至少为核心的约95％重量。在其他方面，吸水剂核心44可以包括约35％或以下重量的绒毛，如约20％或以下，或10％或更低重量的绒毛。

应该理解，本发明并不局限于使用高吸水性树脂材料和/或绒毛。在某些方面，吸水剂核心44可另外地或可替代地包括如表面活性剂、离子交换树脂颗粒、保湿剂、软化剂、香料、天然纤维、合成纤维、流体改性剂、臭气控制添加剂以及它们的组合的物质。另外，吸水剂核心44可以包括泡沫。

为了很好地发挥作用，所述吸水剂核心44可以有某些的理想特性以提供更好的性能，以及在使用者中更高的舒适性和可信赖性。例如，吸水剂核心44可以具有相应的具有吸收容量、密度、基重和/或尺寸的构型，其被有选择地建造并排列以提供吸收性能如液体摄入率、吸收力、液体分布或诸如形状的维持和美学的合适的性质的理想的组合。同样，组分可以具理想的湿/干强度比率、平均流量孔径、渗透率和伸长率值。

如上所述，吸水剂核心44可以任选地包括弹性聚合物纤维。该聚合物纤维的弹性材料可以包括烯烃弹性体或非烯烃弹性体，如需要的话。例如，弹性纤维，可以包括烯属共聚物、聚乙烯弹性体、聚丙烯弹性体、聚酯弹性体、聚异戊二烯、交联的聚丁二烯、二嵌段、三嵌段、四嵌段或其他多嵌段热塑性弹性体和/或柔韧的共聚物，如嵌段共聚物，包括氢化丁二烯-异戊二烯-丁二烯嵌段共聚物、立构规正嵌段聚丙烯；接枝共聚物，包括乙烯-丙烯-二烯三元共聚物或乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)橡胶、乙烯丙烯无规共聚物(EPM)、乙烯丙烯橡胶(EPR)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)和乙烯-丙烯酸甲酯(EMA)；和苯乙烯嵌段共聚物，包括二嵌段和三嵌段共聚物，如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯(SIBS)，苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)、或苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯(SEPS)，它们可以从Kraton公司以商标名KRATON弹性体树脂或从Dexco，ExxonMobil化学公司分部以商标名VECTOR(SIS和SBS聚合物)获得；热塑性弹性体与动态硫化橡胶-热塑性共混物的共混物；热塑性聚醚酯弹性体；离聚物热塑性弹性体；热塑性弹性聚氨酯，包括可从Invista公司以商标名LYCRA聚氨酯获得的那些以及从Noveon公司获得的ESTANE，Noveon公司的营业点设在美国俄亥俄州Cleveland；热塑性弹性聚酰胺，包括聚醚嵌段酰胺可从AtoFina化学品公司(企业的营业点设在美国宾夕法尼亚州的费城)商标名称PEBAX获得；聚醚嵌段酰胺；热塑性弹性聚酯，包括那些可以从E.I.Du Pont de Nemours公司以商标名称HYTREL获得以及ARNITEL从DSM工程塑料获得(企业的营业点设在美国印第安那州Evansville)和单位点或具有密度小于约0.89克/立方厘米茂金属催化聚烯烃，其可从Dow化学公司(企业营业点设在美国得克萨斯Freeport)以商标名称AFFINITY获得；及其组合。

此处使用的，三嵌段共聚物具有ABA的结构，其中A代表A型的几个重复单元，而B代表B型的几个重复单元。如上所述，苯乙烯嵌段共聚物的几个实例是SBS、SIS、SIBS、SEBS和SEPS。在这些共聚物中，A嵌段是聚苯乙烯，B嵌段是一个橡胶状的组分。一般而言，这些三嵌段共聚物的分子量可以从低的数千到数十万变化，而苯乙烯的含量可以在5％至75％，基于三嵌段共聚物的重量。二嵌段共聚物与三嵌段共聚物是相似的，但它是AB结构。合适的二嵌段包括苯乙烯-异戊二烯二嵌段，它的分子量约为三嵌段分子量的一半，A嵌段与B嵌段的比例相同。

在理想的布置中，聚合物纤维可以包括至少一种选自苯乙烯嵌段共聚物、弹性聚烯烃聚合物和共聚物以及EVA/EMA型聚合物的材料。

在一些特别的布置中，例如，聚合物纤维的弹性材料可以包括各种商业等级的低结晶度、低分子量的茂金属聚烯烃，其可从ExxonMobil化学公司(公司的营业点设在美国德克萨斯的休斯顿)以商标名VISTAMAXX获得。据信一些VISTAMAXX材料是茂金属丙烯乙烯共聚物。例如，在一方面中，弹性聚合物可以是VISTAMAXX PLTD 2210。在特别的方面中，弹性聚合物可以是VISTAMAXX 2370。另一个任选的弹性聚合物是KRATON共混物G 2755，其来自Kraton公司。据信KRATON材料是苯乙烯乙烯-丁烯苯乙烯聚合物、乙烯蜡和粘性树脂的共混物。

在一些方面中，弹性聚合物纤维可以由具有选定的熔体流动速率(MFR)聚合物材料来制备。在特别方面，MFR可以至多达到约300的最大值。可替代地，MFR可以至多达到约230或250。在另一个方面中，MFR可以是不小于约9，或不小于20的最小值。可替代地，MFR可以不少于约50以提供理想的性能。所描述的熔体流动速率具有g/具有/10分钟的单位(g/10分钟)。熔体流动速率参数是众所共知的，并可以由常规的技术来测定，如采用ASTMD 123870“挤压塑度计”标准条件的“L”在230℃和2.16kg施力下。

如上所述，吸水剂核心44的聚合物纤维可以包括一定量的表面活性剂。该表面活性剂可以以任何可操作的方式与吸水剂核心的聚合物纤维混合。各种用于混合表面活性剂的技术是常规的并且是本领域技术人员所熟知的。例如，该表面活性剂可能会与所使用的聚合物混合而形成熔喷纤维的结构。在某一特定方面，表面活性剂可能在纤维冷却下被构建成可操作地迁移或与纤维的外表面隔离。可替代地，表面活性剂在纤维形成后可用于或以其他方式与聚合物纤维混合。

聚合物纤维可以包括可操作量的表面活性剂，基于纤维和表面活性剂的总重量。在某些方面，聚合物纤维可以包括至少约0.1％重量的最少量的表面活性剂，通过水提取法来测定。可替代地，表面活性剂的量可以为至少约0.15％重量，并可任选地至少为约0.2％重量，以提供理想的益处。在其他方面，表面活性剂的量一般最高不超过约2％重量，如不超过约1％重量，或不超过约0.5％重量，以提供更好的性能。

如果表面活性剂的量在理想的范围以外，可能产生各种的弊端。例如，过低量的表面活性剂可能不会允许纤维，如疏水性熔喷纤维被吸收的液体润湿。相反地，过高量的表面活性剂可能会使表面活性剂从纤维中洗刷掉，不理想地干预了吸水剂核心输送流体的能力，或可能不利地影响吸水剂核心与吸水物品的附着力。如果表面活性剂被混合或以其他方式在内部添加到聚合物纤维上，则过高水平的表面活性剂可以产生引起聚合物纤维和纤维内键的弱形成的状况。

在一些构造中，表面活性剂可以至少包括一种选自聚乙二醇酯浓缩物和烷基糖苷表面活性剂的材料。例如，表面活性剂可以是GLUCOPON表面活性剂，其可从Cognis公司获得，其可以由40％的水和60％的D-葡萄糖、癸醚、辛醚和寡聚物组成。在本发明的其他方面，表面活性剂可以是以喷涂的表面活性剂的形式，其包括水/表面活性剂溶液，其中包括与0.20公斤可从Cognis公司获得的GLUCOPON 220UP表面活性剂和0.36公斤可从Uniqema获得的AHCHOVEL Base N-62表面活性剂混合的16升热水(约45℃-50℃)。当施用喷涂-表面活性剂时，相对较低的量喷涂-表面活性剂可能是理想的，以提供所需的容量的超级吸水材料。过量的液体表面活性剂可能会阻碍例如超级吸水材料理想地附着到熔融的弹性熔喷纤维上。

可与弹性纤维聚合物混合的内部表面活性剂或润湿剂的实例可以包括MAPEG DO 400PEG(聚乙二醇)酯，其可从BASF(企业的营业点设在美国德克萨斯的Freeport)获得。其他内部表面活性剂可以包括聚醚、脂肪酸酯、肥皂等及其组合。

正如上面提到的，吸水剂核心44可任选地包括绒毛，如纤维素纤维。这类纤维素纤维可能包括，但不仅限于，化学木浆，如亚硫酸盐和硫酸盐(有时也称为Kraft)浆，以及机械浆，如地面木、热机械浆和化学热机械浆。更特别是，浆纤维可以包括棉花、其他典型的木浆、醋酸纤维素、解粘合的(debonded)化学木浆，以及它们的组合。可以使用来源于落叶和针叶树种的纸浆。此外，纤维素纤维可能包括这样的亲水性材料如天然植物纤维、乳草属棉(milkweed floss)、棉纤维、微晶纤维素、微纤维化的纤维素，或任何这些材料与木浆纤维的组合。合适的纤维素绒毛纤维可以包括，例如，NB480(可从Weyerhaeuser公司获得)；NB416，漂白的南部针叶木Kraft木浆(可从Weyerhaeuser公司获得)；CR 54，漂白的南部针叶木Kraft木浆(可从Bowater公司获得，企业的营业点设在美国南卡罗来纳州的Greenville)。SULPHATATE HJ，化学改性的硬木纸浆(可从Rayonier公司获得，企业的营业点设在美国格鲁吉亚的Jesup)；NF 405，化学处理漂白的南部针叶木Kraft木浆(可从Weyerhaeuser公司获得)；和CR 1654，混合的漂白的针叶木Kraft木浆与阔叶树Kraft纸浆(可从Bowater公司获得)。

如上述提及的，吸水剂核心44还包括所需量的本发明的超级吸水材料。超级吸水材料通常是不饱和羧酸或其衍生物的聚合物。通过将聚合物用二官能或多官能的内部交联剂交联而使得这些聚合物成为水不溶性的，但是是水可溶胀的。这些内部交联的聚合物，至少部分地被中和以及在聚合物主链上含有侧链的阴离子羧基基团，其使聚合物能够吸收含水液体，如体液。

一般而言，通过已知的聚合技术来制备超级吸水材料，优选通过在水溶液中凝胶聚合来进行聚合。这种聚合工艺的产品是含水聚合物凝胶(即超级吸水水凝胶)，通过机械力其尺寸被缩小至小颗粒，然后通过使用干燥工序和本领域已知的仪器来使其干燥。在干燥工艺之后，将得到的超级吸水材料粉碎至所需的颗粒尺寸。

为了改善流体的吸收轮廓，可以将超级吸水材料的吸收力、吸收速率、收集时间、凝胶强度、和/或渗透率方面中的一个或多个进行优化。优化允许减少在吸水物品中使用的绒毛纤维的量，其导致更薄的物品。然而，很难将这些吸收特性同时达到最佳。

优化超级吸水材料的流体吸收曲线的一个方法是提供预定粒径分布的材料。特别地，太小的颗粒在吸收流体后溶胀，并可以阻止流体的进一步吸收。太大的颗粒其表面积降低，降低了吸收速率。

因此，超级吸水材料的粒径分布是这样的，使得通过超级吸水材料的流体渗透率、吸收和保留被最大化。随后的任何聚结超级吸水材料以提供超大颗粒的方法应当被避免。特别地，超级吸水材料的聚结增加了表观颗粒尺寸，从而降低了超级吸水材料的表面积，反过来不利地影响超级吸水材料对含水流体的吸收。

本发明的超级吸水材料是针对克服在改进超级吸水材料的吸收轮廓遇到的间题，因为改善一种特性往往对另一种特性不利。本发明的超级吸水材料保持着高离心保留力(CRC)和良好的渗透率相冲突的性能，并能提供改进的流体摄入率的吸水物品。

为了利用在吸水剂核心44中提高量的超级吸水材料和减少量的绒毛，重要的是要保持高液体渗透率。特别地，在有流体存在下通过溶胀而形成的超级吸水水凝胶层的渗透率对于克服从产品中泄漏的问题是非常重要的。缺乏渗透性直接影响超级吸水水凝胶层获取和分配这样流体的能力。

在本发明的一些方面，吸收材料可以包括超级吸水聚合物材料，其中包括交联的超级吸水聚合物，它包括：a)约55-约99.9％重量的含可聚合不饱和酸基团的单体，基于干超级吸水聚合物材料的重量；b)约0.001-约5％重量的内部交联剂，基于含可聚合不饱和酸基团的单体的重量，其中使成分a和b)聚合并且制备成超级吸水聚合物颗粒。

这些超级吸水聚合物颗粒的表面可以是用下列物质处理的表面：i)约0.001-约5％重量的表面交联剂；ii)约0.01-约10％重量的渗透改性剂；iii)0-约5％重量多价金属盐；iv)约0.01-约5％重量的不溶性无机粉末；v)0-约2％重量表面活性剂，及vi)约0.01-5％重量的热塑性聚合物，每种基于干超级吸水聚合物材料的重量。然后对经表面处理的超级吸水聚合物颗粒进行热处理。

在一些方面中，超级吸水聚合物的中和度约25％以上。超级吸水聚合物材料也可具有约25克/克或以上的离心保留力(CRC)，当通过离心保留力试验进行测定时；至少约100达西，如至少约130达西，或至少约160达西，或至少约200达西的自由膨胀凝胶床渗透率(GBP)，当通过自由膨胀凝胶床渗透率试验来测定时，以及少于20％左右，如少于约16％的超级吸水材料抖落率，当通过炉子抖落试验进行测定时。

如上述所提及的，本发明的超级吸水聚合物材料是由约55至约99.9％重量的含可聚合不饱和酸基团的单体初始聚合来获得的。合适的单体包括任何含羧基的那些单体，如丙烯酸、甲基丙烯酸或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，或它们的混合物。至少约50％重量，如至少约75％重量的羧酸基团的酸基团是理想的。酸基团被中和的程度至少为约25摩尔％，即酸基团作为钠、钾或季铵盐存在是理想的。在一些方面中，利用通过在有内部交联剂存在下聚合丙烯酸或甲基丙烯酸而得到的聚合物是理想的，其中的羧基被中和至50-80摩尔％的程度。

在一些方面中，可与烯属不饱和单体共聚的合适的单体可以包括，但不仅限于丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙基酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基烷基酯、(甲基)丙烯酸乙氧基酯、二甲基氨基丙基丙烯酰胺或丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵。这样的单体可以以0至40％重量范围的共聚单体存在。

如上所提及的，本发明的超级吸水聚合物材料还包括内部交联剂。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与含有可聚合不饱和酸基团的单体的酸基团反应的官能团，或数个与酸基团反应的官能团，并且它可以被用来作为内部交联的组分，而且其在含有可聚合的不饱和酸基团的单体的聚合期间存在是理想的。

内部交联剂的例子包括，但不仅限于，脂族不饱和酰胺，如亚甲基二丙烯基酰胺或亚甲基二甲基丙烯酰胺或亚乙基二丙烯酰胺；多元醇或烷氧化的多元醇与烯属不饱和酸的脂族酯，如丁二醇、乙二醇、聚乙二醇或三羟甲基丙烷的二(甲基)丙烯酸酯或三(甲基)丙烯酸酯；三羟甲基丙烷的二丙烯酸酯和三丙烯酸酯，其可被烷氧基化，理想地被乙氧基化，被1-30摩尔的氧化烯烷氧基化；丙三醇和季戊四醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯以及理想地被1-30摩尔的环氧乙烷乙氧基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，如(甲基)丙烯酸烯丙基酯，与理想地与1-30摩尔的环氧乙烷、氰尿酸三烯丙基酯、异氰尿酸三烯丙基酯、马来酸二烯丙基酯、聚烯丙基酯、四烯丙基氧乙烷、三烯丙基胺、四烯丙基乙二胺、二元醇、多元醇、羟基烯丙基或丙烯酸酯化合物反应的烷氧基化的(甲基)丙烯酸烷基酯和磷酸或亚磷酸的烯丙基酯；以及能交联的单体，如不饱和酰胺，如甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺的N-羟甲基化合物，以及由此衍生的醚。也可以应用离子性交联剂如多价金属盐类。也可应用所提及的交联剂的混合物。内部交联剂的含量为约0.01至约5％重量，如约0.1至约3％重量，基于含可聚合不饱和酸基团的单体的总量。

在一些方面，可以使用引发剂来引发自由基聚合反应。合适的引发剂包括，但不仅限于，偶氮或过氧化合物、氧化还原体系或紫外线引发剂、感光剂和/或辐射物。

在聚合后，一般将超级吸水聚合物成形为颗粒。该超级吸水聚合物颗粒在聚合后被表面交联。一般而言，表面交联是在颗粒内部的交联密度方面提高了在超级吸水颗粒表面附近的聚合物基质的交联密度的一种方法。超级吸水聚合物颗粒通常是通过加入表面交联剂来进行表面交联的。在一些特定方面，理想的表面交联剂包括具有一个或多个官能团的化学物质，其与聚合物链的侧链基团，典型地与酸基团发生反应。表面交联剂可以以约0.01至约5％重量，如约0.1至约3％重量的量存在，基于干超级吸水聚合物材料的重量。在加入表面交联剂后优选进行加热步骤。

在一种特别的方面中，将微粒状的超级吸水聚合物用碳酸亚烷基酯涂层或进行表面处理，之后加热以进行表面交联，这可以改善表面交联密度和凝胶强度特征。更具体地说，通过聚合物与碳酸亚烃酯表面交联剂的含水醇溶液来将表面交联剂涂敷至颗粒上。醇的含量是由碳酸亚烷基酯的溶解度来确定的，由于技术原因，醇的含量尽可能低，例如由于防止爆炸的保护。合适的醇是甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇，或丁二醇以及这些醇的混合物。在一些方面，理想的溶剂是水，其典型地以0.3至5.0％重量的量被使用，基于干燥的超级吸水聚合物材料的重量。在其他方面，将碳酸亚烷基酯表面交联剂溶解于不含醇的水中。在其他方面，可从一种粉末混合物中，如与无机载体材料，如SiO₂碳酸亚烷基酯表面交联剂，或通过升华碳酸亚烷基以蒸气状态酯来施用碳酸亚烷基酯表面交联剂。

为了达到理想的表面交联性能，碳酸亚烷基酯应均匀分布在超级吸水聚合物颗粒上以形成表面处理的超级吸水聚合物颗粒。为了此目的，在本领域已知的合适的混合器中，如流化床混合器、桨式混合器、旋转鼓混合器、或双螺纹混合器中进行混合。也有可能在制备超级吸水聚合物中的一个工艺步骤期间涂敷微粒状的超级吸水聚合物材料。在一个特别方面，为了实现此目的，合适工艺是反相悬浮聚合工艺。

如下进行涂敷处理后的热处理。一般而言，热处理处在约100至300℃的温度下。较低的温度是可能的，如果使用高反应性的环氧化物交联剂的话。然而，如果使用碳酸亚烷基酯，那么热处理在约150至约250℃的温度下是合适的。在这个特别方面，热处理温度取决于停留时间和碳酸亚烃酯的种类。例如，在温度约150℃的温度下，热处理进行一小时或更长时间。相比之下，在温度约250℃的温度下，几分钟(例如，约0.5至约5分钟)足以达到理想的表面交联性能。热处理可在本领域已知的常规干燥器中或在炉中进行。

虽然可通过作为超级吸水聚合物材料的物质形式的实施例来使用颗粒，但是本发明不限于这种形式，可以用于其它形式如纤维、泡沫、薄膜、珠、棒等，正如上面所讨论那样。在一些方面中，当超级吸水聚合物材料以颗粒形式存在时，这些颗粒的尺寸为约150μm至约850μm是理想的，基于在超级吸水工业中熟知的筛选工艺。

在一些方面中，根据本发明的超级吸水聚合物材料可以包括约0.01至约10％重量，如约0.01至约5％重量的渗透改性剂(基于干超级吸水聚合物材料)，其在表面交联剂被加入之前、期间或之后立即被加入。渗透改性剂的实例包括通过改变应用的试剂或介质的粘度、表面张力、离子性质，或粘附来改变表面改性剂进入超级吸水聚合物材料的渗透深度。合适的渗透改性剂包括，但不仅限于，聚丙二醇、四甘醇二甲醚、单价金属盐、表面活性剂和水溶性聚合物或它们的共混物。应当指出，在一些方面，用于施用表面交联剂的介质或溶剂本身的性质和有关的量业可以起到渗透改性剂的作用。

在一些方面，根据本发明的超级吸水聚合物材料在聚合物颗粒表面上可以包括0到约5％重量，如约0.1至约5％重量的多价金属盐(基于混合物的重量)。在一些特定方面，多价金属盐理想地是水溶性的。合适的金属离子的实例包括铝、钙、铁、锆、镁和锌阳离子。在一个特别方面，金属离子具有至少+3的化合价，A1是最理想的。在多价金属盐中的合适的阴离子实例包括卤离子、羟基氯离子、硫酸根、硝酸根、磷酸根和乙酸根。在特定方面，羟基氯离子和硫酸根是更理想的。在一个特别方面，硫酸根是最理想的。例如，硫酸铝理想地可以是多价金属盐并很容易商业购得。硫酸铝的合适的形式是水合硫酸铝，例如具有12-14水合水的硫酸铝。此外，除了上面讨论的盐外，也可以应用多价金属盐的混合物。

聚合物和多价金属盐可适当地通过使用本领域公知方式干混合进行混合，或在溶液中混合。在一些方面，水溶液或分散体是理想的。用干共混，可应用足够量的粘合剂以确保盐及超级吸水聚合物维持基本上均匀的混合物。粘合剂可以是水或沸点至少为约150℃的非挥发性有机化合物。粘合剂的实例包括水、多元醇如丙二醇、甘油和聚(乙二醇)。

在一些方面，根据本发明超级吸水聚合物材料可以包括约0.01至约5％重量水不溶性无机粉末，如约0.1至约4％重量的水不溶性无机粉末，基于干燥的超级吸水聚合物材料的重量。水不溶性无机粉末的实例包括二氧化硅、气态白炭黑、二氧化硅、硅酸、硅酸盐，二氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化锌、滑石粉、磷酸钙、粘土、硅藻土、沸石、膨润土、高岭土、水滑石、活化粘土等。水不溶性无机粉末添加剂可以是一个单一的化合物或选自上面所列的化合物的混合物。在一些特定方面，微观非晶二氧化硅或氧化铝是理想的。在一些方面，无机粉末的颗粒直径可以为1,000μm或更小，如100μm或更小。

在一些方面，根据本发明的超级吸水聚合物材料也可以包括将0到约5％重量的表面活性剂添加到聚合物颗粒表面上，基于干超级吸水聚合物材料的重量。在一些特定方面中，表面活性剂可以在表面交联剂之前、期间或之后被立即加入。

表面活性剂的合适例子包括阴离子、非离子、阳离子和两性表面活性剂，如脂肪酸盐、可可胺和酰胺及其盐类、烷基磺酸酯盐、烷基苯磺酸盐、磺基琥珀酸二烷基酯、烷基磷酸盐、和聚氧乙烯烷基硫酸盐；聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酚基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、脱水山梨醇脂肪酸酯、聚氧脱水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、脂肪酸酯、和氧乙烯-氧丙烯嵌段聚合物；烷基胺盐、季铵盐；和月桂二甲基胺氧化物。然而，合适的表面活性剂并不限于上述提及的那些。这类表面活性剂可单独使用或组合使用。

在一些方面，超级吸水聚合物材料也可以包括0到约30％重量，如约0.1至约5％重量的水溶性聚合物，基于干超级吸水聚合物材料的重量，如部分或完全水解的聚醋酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉或淀粉衍生物、聚二醇、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、或聚丙烯酸。在一些特定方面，水溶性聚合物理想地呈内聚合形式。

在一些方面，本发明的超级吸水聚合物材料包括约0.01至约5％重量的具有热塑性熔体温度的热塑性聚合物(基于干超级吸水聚合物材料)，其中将所述热塑性聚合物施用到颗粒表面上，同时或之后对其施加在约热塑性熔体温度下处理超级吸水聚合物颗粒的温度。在一些特定方面，热塑性聚合物理想地是一种聚合物，其可以是固体、乳液、悬浮液、胶体、或溶解状态或其组合。合适的热塑性聚合物包括，但不仅限于聚烯烃、聚乙烯，聚酯、聚酰胺、聚氨酯、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)、马来酸酐化聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯基酯共聚物(EVA)、聚酯、聚酰胺，所有聚烯烃族的共混物，如PP、EVA、EMA、EEA、EBA、HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE、和/或VLDPE应用也是有利的。此处使用的的术语聚烯烃如上述进行的定义。在特定方面，乙烯丙烯酸共聚物聚酯及EVA是本发明优选使用的热塑性聚合物。该热塑性聚合物可被官能化以具有另外的益处，如水溶性或分散性。

在一些方面，超级吸水聚合物材料还可以包括0到约2％重量的除尘剂，如亲水性和疏水性除尘剂，基于干燥的超级吸水聚合物材料的重量。合适的除尘剂包括，但不仅限于描述在美国专利6090875和5994440中的那些，其中每一篇都在此以一致的方式引入作为参考。

在一些方面，另外的表面添加剂可任选地与超级吸水聚合物颗粒一起使用，如气味结合物质，如环糊精、沸石、无机或有机盐和类似的材料；防结块添加剂；流动改性剂等。此外，表面添加剂在表面改性期间可以使用发挥几个作用。例如，单一的添加剂可以是表面活性剂、粘度调节剂并且可以反应以交联聚合物链。

在一些方面，本发明可以进一步在处理后，在用最多约5％重量，如约0.1到约5％重量的阳离子聚合物表面处理后包括超级吸水聚合物材料，基于干超级吸水聚合物材料。此处使用的阳离子聚合物是指包括具有在水溶液中电离时有可能成为带正电荷的离子的官能团或基团的聚合物的或聚合物的混合物。阳离子聚合物的合适的官能团包括，但不仅限于，伯氨基、仲氨基或叔氨基、亚氨基、酰亚胺基、氨基和季铵基团。

合成的阳离子聚合物的实例包括聚乙烯基胺、聚(烯丙基胺)、聚(哌嗪)、聚(氨基丙醇乙烯基醚)、聚(丙烯基氨基丙基三甲基氯化铵)、聚(二烯丙基二甲基氯化铵)的盐或部分盐。合适的天然的基于阳离子聚合物的实例包括部分脱乙酰基的甲壳素、壳聚糖及壳聚糖盐类。合成的多肽，如聚天冬氨酸、聚赖氨酸、聚谷氨酸、聚精氨酸也是合适的阳离子聚合物。

在一些方面中，本发明的超级吸水聚合物材料可以在加热处理步骤之后，被用水处理使得超级吸水聚合物材料的水含量最高达超级吸水聚合物材料重量的约10％。水可以与一种或多种前面加入到超级吸水聚合物中的表面添加剂一起加入。含水量，以“％水分”测量，可以如下测定：在预先称重的铝质称量盘中精确称量4.5-5.5克的超级吸水聚合物材料(SAP)；2)将SAP和盘放到预热至150℃的标准实验室烤箱中30分钟；3)除去并重新称量盘以及内容物；4)用下列公式计算含水率：

％湿度＝{((裤重量+初始SAP重量)-(裤重量+干燥的SAP))*100}/干SAP重量.

根据本发明的超级吸水聚合物材料理想地是通过两种方法来制备的。该材料可以以大规模工业方式使用本发明使用的后交联连续或间断地制备。

根据一种方法，将部分被中和的单体，如丙烯酸，在有交联剂和任何其它组分存在的水溶液中通过自由基聚合转化为凝胶，并将凝胶粉碎、干燥、碾碎和筛选至所需的颗粒尺寸。该溶液聚合可以连续地进行或间断地进行。

根据另一种方法，反相悬浮和乳液聚合可用于制备根据本发明的产品。

根据这些方法，将单体如丙烯酸的部分中和的含水溶液借助于保护胶体和/或乳化剂分散在疏水性有机溶剂中，并且聚合是由自由基引发剂来启动的。内部交联剂既可以溶解于单体溶液并与其一起计量，也可以分开被加入并任选地在在聚合期间加入。加入作为接枝基础的水溶性聚合物任选地是经由单体溶液或通过直接引入至油相中来发生的。然后以共沸方式将水从混合物中除去，并将聚合物过滤，任选地进行干燥。内部交联可通过内部聚合溶解在单体溶液中的多功能的交联剂来进行，和/或通过在聚合步骤中将合适的交联剂与聚合物的官能团反应来进行。

这些方法的结果是一种超级吸水预产品。此处使用的超级吸水预产品是通过重复所有制备超级吸水剂之前的步骤，包括干燥材料并在破碎机中粗磨，除去大于约约850微米，小于约150微米的颗粒。

根据本发明的超级吸水聚合物材料可以用于许多产品中，例如包括卫生巾、尿布或用于伤口覆盖物中。超级吸水聚合物材料能够迅速吸收大量的月经血、尿或其他体液。由于根据本发明试剂甚至在压力下可以保留被吸收的液体，并且另外能够在结构内以熔融状态分配进一步的液体，因此它们更理想地以与目前常规超级吸水材料相比更高的浓度被用于任何亲水性纤维材料，例如绒毛。它们也适合在吸水物品结构内用作不含绒毛的均匀吸收层，其结果，特别薄的物品是可能的。此外该聚合物适合用于成人卫生物品(失禁产品)。

在最广泛的意义上的层压体、挤出的和共挤出的结构、湿法粘合和干法粘合的结构以及随后粘合的结构的制备都可能作为进一步制备工艺。这些可能的方法的相互组合也是可能的。

根据本发明的超级吸水聚合物材料也可用于适于进一步使用的吸水物品中。特别地，本发明的超级吸水聚合物可用于吸收水或含水液体的吸收材料中，优选用于吸收体液的结构中，用在泡沫和非泡沫板样结构中，用在包装材料中，用在种植结构中，作为土壤改良剂或作为活性化合物的载体。为此，它们通过与纸或绒毛或合成纤维混合被加工成网或通过在纸、绒毛或非织造纺织品的下层之间分配超级吸水聚合物或加工成载体材料。

它们进一步适合用于吸水材料，如伤口敷料、包装、农用吸收剂、食品托盘及衬垫等。

除了上文所述的吸水物品外，本发明的吸水物品可以被用作吸收绷带。将注意力指向图5A和5B，其显示出本发明绷带的可能结构。图5A显示了具有下面描述的任选层的吸收绷带的横截面图。图5B显示出具有未显示出的任选的或可除去层的本发明绷带的透视图。吸收绷带50具有材料带15，该材料具有朝向身体面59和背向身体面的第二个面58。该带本质上是后片并且理想地是由上面描述的同样用于后片的材料来制备的。此外，该带可以是有孔材料，如有孔的薄膜，或其它的可渗透气体的材料，如可渗透气体的薄。带51支撑吸收层52，该吸收层被附着到该带的面向身体面59。此外，任选的吸收保护层53可用于吸收层52并可与带51共延伸的。吸收层52包含本发明的超级吸水聚合物材料。

本发明的吸收绷带50，也可以具有施用于带51的面向身体面59的压敏胶54。可使用任何压敏胶，条件是压敏胶不刺激使用者的皮肤。合适地，压敏胶是目前用于相似常规绷带的常规的压敏胶。这类压敏胶优选不要被放置于吸收层52上或在吸收层52区域中的吸收保护层53上。如果吸收保护层是与带51共延伸的，那么该压敏胶可用于吸收保护层53的区域，该区域不是吸收层52所在区域。由于在带51上有压敏胶，绷带被允许固定至需要绷带的使用者的皮肤上。为了保护压敏胶和吸收性，释放带55可被放置在绷带的面向身体的面59上。释放衬垫可以被可移动地固定至物品附着胶粘剂上，其作用是在吸水物品被固定至例如皮肤上之前，防止胶粘剂的过早污染。释放衬垫可以呈一片(未显示)或多片，如图5A中所示被放置在绷带的面向身体面上。

在本发明的另一个方面中，绷带的吸收层可以被放在折叠带之间。如果这个方法是用来形成绷带的，则该带合适地是可渗透流体的。

吸收设备和/或床垫或衬垫也被包括在本发明中。如图6中所示，以透视方式示出了家具或床垫或衬垫60(以下称为“垫”)。垫60具有流体不可渗透的后片61，其具有面向设备面或表面68和面朝上的面或表面69，后者与面向设备的面或表面68相对。流体不可渗透的后片61支撑吸收层62，后者与流体放渗后片的面朝上的面69相连。此外，还可以将任选的吸水剂保护层63施用到吸收层上。该吸收层包含本发明的超级吸水聚合物材料。吸收层的任选底层可以是垫的流体不可渗透的层61或吸水剂保护层63。可替代地，在其中吸水剂层具有三层的方面中，吸水剂层的三层可以包括流体不可渗透的层61、超级吸水聚合物材料层62和吸收保护层63。

为了将垫保持就位，垫的面向设备的面68可以包含压敏胶、高摩擦涂层或其他有助于在使用期间使垫保持就位的合适的材料。本发明的垫可以用于各种各样的用途中，包括放置在椅子、沙发、床、汽车座椅等以吸收任何可能与垫接触的流体。

参考以下的实例，本发明可以得到更好的理解。

测试程序

自由膨胀凝胶床渗透率试验

如在此处使用的，自由膨胀凝胶床渗透率(GBP)试验测定了在通常被称为“自由膨胀”的条件下凝胶颗粒(如在表面处理前处理吸收材料或超级吸水材料的表面)的膨胀床的渗透率。术语“自由膨胀”是指当凝胶吸收了如将要描述的试验溶液时，在不存在限制的负荷时被允许的膨胀。进行渗透试验合适的仪器显示在图7和图8中，并一般地被指示为228。试验仪器228包括样品容器，其一般被指示在230处，和活塞，其一般被指示在236。活塞236包括圆柱形LEXAN轴238，该轴有一个同心圆柱孔240，其往该轴的纵向轴下钻孔。轴238的两端被加工以提供上端和下端，分别指定为242，246。砝码，被指示为248，被搁在一个末端242上，并具有至少穿过其中心的一部份的圆柱形钻孔248a。

圆形活塞头250位于另一端246上，并且被配备了具有7个260的同心内环，每一个孔的直径约为0.95厘米，并且被配备了具有14个孔254的同心外环，每一个孔的直径也约为0.95厘米。孔254、260被从活塞头250的顶部钻孔至底部。活塞头250也有一个圆柱形孔262，其在其中心被钻孔以接收轴238的末端246。活塞头250的底部还可以被一个双轴向拉伸的400目的不锈钢筛子264覆盖。

样品容器230包括一个筒234和一个400目的不锈钢布筛266，其被双轴向拉伸至拉紧并连接到筒的下末端。超吸聚合物样品，在图7中指示为268，在试验期间被支撑在筒234内的筛子上。

可以从透明的LEXAN杆或等效材料将筒234钻孔，或可以从LEXAN管道或等效材料将筒234切割，并且筒234的内径为约6厘米(例如，横截面面积为约28.27厘米²)，壁厚为约0.5厘米和高度约10厘米。排水孔(未显示)是在筛子266上为约7.8厘米的高度处在筒234的侧壁里形成的以允许液体从筒排出，从而保持在筛子266上在约7.8厘米处采样容器中的流体水平。活塞头250是从LEXAN杆或等效材料加工而所的，并且其高度为约16毫米并且其直径尺寸使得其适合在筒234内，具有最低壁空隙但仍可自由滑动。轴238是从LEXAN杆或等效材料加工而成的，并且其外径为约2.22厘米以及内径为约0.64厘米。

轴的上末端242长约2.54厘米，直径为约1.58厘米，形成了环形肩247以支持砝码248。环形砝码248内径为约1.59厘米，以便它滑到轴238的上末端242上并停留在就此形成的环形肩247上。环形砝码248可由不锈钢或在有试验溶液存在下耐腐蚀的其他合适的材料制成，所述试验溶液为在蒸馏水中0.9重量％的氯化钠溶液。活塞236和环形砝码248加起来的重量约等于596克(g)，相当于施加到吸水结构样品268每平方英寸(psi)，或约20.7克/厘米²，约28.27厘米²的样品面积上约0.3磅的压力。

当测试溶液在如下描述期间流经试验仪器时，样品容器230一般停留在16目坚硬的不锈钢支持筛(未显示)上。可替代地，样品容器230可以停留在与筒234基本上具有相同直径尺寸的支持环(未显示)上，使支持环不限制从容器底部的流动。

为了在“自由膨胀”的条件下进行凝胶床渗透率试验，将具有座落在其上的砝码248的活塞236放置在空采样容器230中，使用合适的测量精确度达到0.01毫米的卡规测量从砝码248的底部至筒234顶部的高度。测量每个空采样容器230的高度以及了解使用的活塞236和砝码248的高度是很重要的，当使用多个测试仪器时。当超级吸水聚合物样品268在下列饱和之后水溶胀时，应当使用相同的活塞236和砝码248。

待测试的样品是由通过美国标准30目筛预筛并保留在50目筛上的超级吸水颗粒制备的。结果，测试样品包括在约300至约600微米范围尺寸的颗粒。所述颗粒可以手工或自动化地进行预筛。将约2.0克的样品放置在采品容器230中，然后将其中不含活塞236和砝码248的该容器和货柜浸没在测试样品中约60分钟，以饱和样品并使得该样品在没有任何限制负荷下膨胀。

在这一时期结束时，将活塞236和砝码248组合放置于在采样容器230中的被饱和的样品268上，然后将采样容器230、活塞236、砝码248和样品268从溶液中取出。被饱和样品268的厚度是由再次使用与以前使用的相同的卡尺或量表，从砝码248底部至筒234顶部的高度确定的，条件是来自最初的高度测量的零点没有改变。将从测量的空采样容器230、活塞236和砝码248中得到的高度测量值从在将样品268饱和后得到的高度测量值中减去。所得到的值是膨胀样品的厚度或高度“H”。

渗透率测量是通过将测试溶液的料流递送到里面含有被饱和的样品268、活塞236和砝码248的采样容器230中。调节测试溶液进入容器的流动速率以保持在采样容器底部上方约7.8厘米的流体高度。以重量分析法测定溶液流经样品268的量-时间。一旦流体水平已经稳定并维持在约7.8厘米高度，就每秒钟收集数据点，持续至少20秒。通过被膨胀样品268的流动速率Q是由流经样品268(以克计)-时间(以秒计)的线性最小二乘法拟合来确定的，单位为克/秒(g/g)。

渗透率(达西)是通过下列公式得到的：

K＝[Q*H*Mu]/[A*Rho*P]

其中，K＝渗透率(厘米²)，Q＝流率(g/速率)，H＝样品高度，Mu＝液体粘度(泊)(试验中使用的测试溶液约1厘泊)，A＝液体流量的横截面(厘米²)，Rho＝液体密度(g/厘米³)和P＝静水压力(达因/厘米²)(通常大约3923达因/厘米²)。流体静压力由以下公式计算：

P＝p*g*h

其中P＝液体密度(克/厘米³，g＝重力加速度，标称981厘米/秒²，和H＝流体高度(例如，此处所述的渗透试验为7.8厘米)。

在负荷试验下的凝胶床渗透率

如此处使用的，在负荷试验下的凝胶床渗透率(GBP)，在不同的方面，在此处是指在0.3泊时的GBP，测定了在通常被称为“负荷下”的条件下凝胶颗粒(超级吸水材料或吸收材料如此处使用的那些术语)膨胀床的渗透率。术语“负荷下”是指颗粒的膨胀被与正常使用的应用于颗粒的负荷一致所限制，如通过穿着者的坐、走、扭等。

更特别地，在负载试验下的凝胶床渗透率除了以下不同外，基本上与前面提及的自由膨胀床凝胶率试验相同。参考图7和图8，将约2.0克的样品放置在样品容器230中并平坦地展开在样品容器的底部后，在将活塞236和砝码248放置于采样容器内的样品上之前将采样容器(含有活塞和砝码)浸没在测试溶液中(0.9％重量的氯化钠生理盐水)持续约60分钟的时间。结果，当样品被饱和并膨胀时，将0.3泊的限制负荷施加至样品上。

离心保留容量试验

离心保留容量(CRC)试验测量超级吸水聚合物在被饱和并且在控制条件下离心后保留液体的能力。由此得到的保留容量被指定为，每克重量的样品保留的液体的克数(克/克)。将待测试的样品由通过美国标准30目筛预筛并保留在美国标准50目筛上的颗粒来制备。结果，超级吸水聚合物样品包括约300至约600微米尺寸的颗粒。颗粒可以手工或自动化地进行预筛选。

保留容量是通过将约0.2克的预筛的超级吸水聚合物样品放在将含有样品的透水的袋子中，同时使得测试溶液(在蒸馏水中0.9重量％的氯化钠)被样品自由吸收来测定的。可热封的茶带材料，如由Dexter公司(营业点位于美国康涅狄格州的Windsor)获得的指定型号为1234T的热封纤维纸可以很好地用于大多数用途。该袋是通过将5英寸×3英寸的袋材料对折，并将两个开口边热封以形成2.5英寸×3英寸的长方形袋来形成的。热封应在材料边缘的内部约0.25英寸。将样品放置在袋中时，将袋子的剩余的边缘也进行热封。也制备空袋作为对照。制备三个样品用于待测试的每个超级吸水聚合物。

将被密封的袋子在23℃下放置浸没在含有测试溶液的锅中，确保袋子被压住直至它们被完全润湿。在润湿后，将样品保留在溶液中约30分钟，这时将它们从溶液中取出并临时放在非吸收性平面上。

然后将湿袋子放在能够使样品承受约350g力的合适的离心力的篮子中。合适的离心机为具有水收集篮子、数字rpm转速计及经加工的适于持有或排出的扁平袋子样品的CLAY ADAMS DYNAC II，#0103型。如果将多个样品离心，则样品必须被放置在离心机内的对面以保持当旋转时篮子的平衡。将袋(包括湿，空袋)在约1,600rpm下离心(例如，为了达到约350g的力)3分钟。将袋取出并称重，首先称重空袋(对照)，之后称量含有超级吸水聚合物样品的袋。被超级吸水聚合物样品保留的溶液的量，考虑被袋本身保留的溶液，为超级吸水聚合物的离心保留力(CRC)，其被表示为每克超级吸水聚合物的流体克数。更具体地，保留力是由下列公式确定的：

测试了三个样品，将结果平均以确定超级吸水聚合物材料的保留力(CRC)。

炉抖落试验

炉抖落试验测定超级吸水聚合物将自身粘贴至聚烯烃材料上的能力。炉抖落试验被称为从烯烃材料以“％”度量的“超级吸水材料抖落”，。该试验需要的材料包括4英寸直径的铝称重锅、聚乙烯ZIPLOC袋、超级吸水聚合物材料(SAP)、0.5英寸的铝板、常规空气炉、机器号为30.403.009的RETSCH VIBRO筛分机、12-20目筛。

将铝板放置在放在架子上的一个标准实验室炉，如BLUE M强排风实验室炉(可从热Thermal Product Solutions获得，营业地点设在美国宾夕法尼亚州的montoursville)中，以将板保持在炉中央部分的水平位置上。将炉预热至160℃。从聚乙烯ZIPLOC袋子上，将聚乙烯薄膜的3英寸直径的圆形切割下来以适合4英寸直径的铝称重锅，并将锅和薄膜的加起来的重量记录下来。将称重的锅组件放在预热炉上的铝板的顶部，将炉门关闭。将5.0+/-0.05克的超级吸水聚合物材料称重到一个单独的样品锅中。5分钟后，打开炉门，将超级吸水聚合物材料倒在称重锅中的聚乙烯薄膜的顶部。将称重的锅通过边缘轻轻摇动以确保该超级吸水聚合物尽可能多地分散到薄膜上。这一步骤需要迅速完成以防止炉室冷却过多。将炉门再关闭60秒。将膜/锅/超级吸水剂组件从炉中取出，并放在实验室中合适的热不敏感表面上冷却60秒。

将薄膜/锅/超级吸水剂组件倒置以倾注松散的超吸吸水聚合物颗粒，其没有接触到聚乙烯表面。将组件称重，并将重量记录作为原始抖落前的重量，超级吸水剂抖落前的重量是通过从最初的板/薄膜重量中减去上述的原始抖落前的重量计算而得的。将薄膜/锅/超级吸水组件放置于RETSCH VIBRO中的网筛上，所述超级吸水组件面朝下，用振动仪振动1分钟，表明强度只是达到标示为‘1’的垂直标记。将薄膜/锅/超级吸水组件除去，并将重量记录作为原始抖落后的重量。超级吸水剂组件的抖落后的重量是通过将薄膜/锅的重量从原始抖落后的重量中减去来计算的。

超级吸水材料损失的％是由以下公式计算的：

测试了三个样品的最小值，并将结果平均以确定样品的平均超级吸水材料抖落率。

饱和的容量试验

饱和的容量是通过使用具有Magnahelic真空计和一个乳胶挡板的饱和容量(SAT CAP)测试机来确定的，其可与以下说明来比较。参考图9-11，饱和容量测试机的真空装置310包括一个真空室312，其被4个腿部分314支撑。真空室312包括前壁部分316、后壁部分318以及两个侧壁320和321。壁部分足够地厚以抵御预期的真空压力，并且其被建造以及安排以提供具有尺寸测量值为23.5英寸(59.7厘米)长、14英寸(35.6厘米)宽和8英寸(20.3厘米)深的外部尺寸的室。

真空泵(未显示)可操作地与真空室312通过适当的真空线导线和真空阀324连接。此外，合适的抽气线通过空气抽气阀连接至真空室里。吊架组件328适当地装在后壁318上，并且被构建成具有S曲线末端以提供便捷的搁置场所，用于在远离真空仪器310上方方便的位置上支持乳胶挡板330。合适的吊架组件可以由0.25英寸(0.64厘米)直径的不锈钢棒来构建。乳胶挡板330被环绕在销子部分332以方便握住以及并允许方便运动和乳胶挡板330的定位。在说明的位置，显示的销子部分332被支持在吊架大组件328上以将乳胶堤板330定位在远离真空室312上方的开放的位置上。

乳胶挡板330的底边被以固定方式靠着后边支持部分334夹住，所述固定方式如铰接夹340。将铰接夹340用合适的衬垫341装在后壁部分318上，其提供了铰接夹340合适的取向和定位，用于理想的操作。三个支撑轴342的直径为0.75英寸，并且通过支架344可去除地安装在真空室312内。支架344一般沿着前壁部分316和后壁部分318间距相等，并以共操作的对来排列。此外，支架344被构建成并排列至合适的支撑轴342的最上端部分，与真空室312的前部、后部和侧壁部分的顶部是齐平的。因此，支撑轴324基本上彼此平行并一般地与侧壁部分320和321列成一行。

除了后缘支持部分334外，真空装置310包括前支持部分336和两个侧支持部分338和339。每个侧支持部分为约1英寸(2.5厘米)的宽度和约1.25英寸(3.2厘米)的高度。支持部分的长度被构建成合适地环绕真空室312的开放顶部边缘，并处于突出于室壁部分的顶部边缘上方约0.5英寸的距离。

蛋板条箱型材料的层346位于支撑轴342的顶端和真空室312壁部分的顶端边缘。蛋板条箱型材料一般伸展到23.5英寸(59.7厘米)×14英寸(35.6厘米)的矩形区域以及约0.38英寸(1.0厘米)的测量深度。蛋板条箱结构的单个室尺寸以约0.5英寸²，薄板材料包括由合适的材料如聚苯乙烯组成的蛋板条箱。例如，蛋板条箱材料可以是McMaster-Carr供应目录第162 4K 14号(可从McMaster-Carr Suooly公司获得，营业地点在美国佐治亚州亚特兰大)半透明的扩散板材料。1层6毫米(0.24英寸)聚四氟乙烯涂层的网筛348(可从Eagle Supply和Plastics公司获得，营业地点在美国威斯康星州Appleton)，23.5英寸(59.7厘米)×14英寸(35.6厘米)的尺寸，被放在蛋板条箱材料346的上方。

将合适的排水管线和排水阀350连接到真空室312的底盘部分319上，以提供从真空室312排出液体的方便机制。真空装置310的不同壁部分和支撑元件可以由合适的非腐蚀的防潮材料，如聚碳酸酯塑料组成。不同的部件接合点可通过溶剂焊接和/或紧固件固定，并且测试器最终的部件被建构成防水的。真空计352可操作地通过一个管道连接进入真空室312中。合适的压力计是Magnahelic微分计，能够测量0-100英寸水的真空，如2100号可从Dwyer仪器公司获得(营业地点在美国印第安纳州的密歇根市)。

将其他吸收结构的干燥产品称重，然后放置在超过0.9％的氯化钠盐水溶液中，浸没并使其浸泡20分钟。浸泡20分钟的时间后，将吸水结构放置在蛋箱材料和饱和容量测试机的真空装置310的聚四氟乙烯涂层的网筛上。将乳胶挡板330放在吸收结构和整个蛋箱格网上，使得当真空装置310抽真空时，该乳胶挡板330形成密封。在饱和容量测试机真空装置310中保持0.5磅每平方英寸(PSI)真空度5分钟。真空在吸收结构上形成压力，造成一些液体的排出。在0.5psi真空度5分钟后，将乳胶挡板330滚回和对吸收结构称重以产生湿重。

每个吸收结构的总容量是通过从每个吸收剂的湿重中减去干重来确定的，在该工序的这一点上确定的。0.5psi饱和容量或吸收结构的饱和容量是由下列公式确定的：

饱和容量＝(湿重-干重)/干重；

其中饱和容量值的单位是流体的克数/吸水剂的克数。对于饱和容量，每个样品应当最少被测试3个样本，将结果进行平均。如果吸水结构在浸泡或转移工序期间具有低完整性或分解，则将吸水结构包裹在保存材料如纸巾中，例如斯科特擦手纸制品，由Kimberly-Clark公司，营业地点在美国威斯康星州的Neenah，制造的SCOTT纸巾。用处在位置上的外包装对吸水结构进行测试，并且外包装的容量可以被独立地确定，以及被从总的被包裹的吸收结构的湿重中减去以得到湿吸收重量。

流体摄入速率试验

流体摄入率(FIR)试验确定了吸收结构吸收(但不一定吸收)已知量测试溶液(在室温下在蒸馏水中0.9重量％氯化钠)所需要的时间。用于进行FIR试验的合适的装置显示在图12和13中，一般指示为400。试验装置400包括上、下部件，一般分别指示为402和404，其中，较低的部件包括一个一般为7英寸×7英寸(17.8厘×17.8厘米)正方形透明的材料结构的低板406如PLEIGLAS(可从Degussa AG公司获得，营业地点在德国Dusseldorf)，用于在试验期间支持吸收样品，以及在低板406上的中心一般具有4.5英寸×4.5英寸(11.4厘米×11.4厘米)正方形平台418。

上部部件402一般包括结构与低板406相似的正方形上板408，并具有在那里形成的中心开口410。筒(流体输送软管)412具有约1英寸(2.5厘米)的内径，其在中心开口410处被固定至上板408上，并基本上向上垂直于上板伸展。上板408的中心开口410直径应当至少等于筒412内径，筒412被安装在上板408的顶部。然而，中心开口410的直径可能反而大到足以在开口内容纳筒412的外径，使得将筒412在中心开口内被固定到上板408上。

针部分414位于低板406附近外边的角落里，在上板408中的相应的凹口416的尺寸用以容纳针部分414来在试验期间适当地在低部件404上排列和定位上部件402。上部件402的重量(例如，上板408和筒412)大约是360克，以模拟在FIR试验期间在吸收样品上大约0.11磅/平方英寸(PSI)的压力。

为了进行FIR试验，将直径为3英寸(7.6厘米)的吸水剂样品407称重，并将重量以克记录。然后将样品407放在低部件404的平台上的中心。将上部件402放在样品407的上面，与低部件404呈相对关系，低板406的针部分414位于在上板408中形成的凹口416中，并且筒412一般位于样品407上的中心处。在进行FIR试验之前，在样品407上测量前面提及的饱和容量。然后通过干燥样品的质量乘以测量的饱和容量(克/克)，乘以0.3而计算出30％的饱和容量；例如，如果试验样品具有20g的0.9％氯化钠盐水测试溶液/克的试验样品的饱和容量，并且3英寸(7.6厘米)直径的样品407重量为1克，那么将6克0.9％的氯化钠盐水测试溶液(以下简称此处作为第一污物)倒入筒412的顶端并使其向下流入吸收样品407中。当第一滴溶液接触样品407时开始记时，当在筒412边缘和样品407之间液体环消失时停止。将秒表上的读数记录到小数点后两位，并表示第一污物被吸收进吸收样品407所需要的摄入时间(以秒计)。

在15分钟过去之后，将等于第一污物的第二污物倒在筒412的顶部里，再次如上描述测量摄入时间。15分钟后，将该工序重复用于第三污物。三个污物中的每一个的摄入率(以毫升/秒计)是通过用每个污物使用的溶液的量(如6g)除以针对相应污物而测量的摄入时间而确定的。

让每个吸收试验的至少三个样品接受FIR测试，将结果平均以确定摄入速率。

复合物拉伸率试验

为了确定材料的拉伸率，选择拉长的预定量例如30％、50％、100％等。拉伸的量提供了相应的拉伸比率：如130％、150％、200％等。对于拉伸率测试的每个水平，测试了三个样品，为了将样品视为具有各自的拉伸率水平，所有三个都必须通过。将足够量的拉长力施加至样品上，当需要产生拉长的被选定的量时。每个样品仅测试一次，即使该样品没有损坏。

复合物的拉伸率是在3个周期后测定的，每个周期包括：(a)拉伸到伸展的预定的比例，发及(b)释放拉伸力，从而允许拉伸复合物缩回到原来的尺寸。拉伸率是根据以下公式定义的

拉伸率＝(L_e-L₀)×100％/L₀

其中L_e是伸展后的长度(即，以预定的比率)，以及L₀是原样品的长度。有资格作为具有预定可拉伸率的样品，该样品必须能够证明下列要求：

样品必须能够达到预定的伸长率。

样品必须在除去施加的拉伸力后在1分钟的间隔内能够缩回伸展的至少70％，如在第三个拉伸周期测定的。该收缩％被定义为：

收缩(％)＝{1-(L_f-L₀)/(L_e-L₀)}×100％

其中L_f是已经释放了力1分钟后样品的长度，L_e是伸展后的长度(即预定的比率)，L₀是伸展前原样品的长度。

样品在第一次和第二次伸展后必须符合第一项标准，在同样的样本上在第三次伸展后满足第二项标准。(在实施测试时，缩回的标准是仅在第三次伸展后测定的)。

理想地，样品显示出没有明显的结构性缺陷，如过度的孔洞或裂缝，在拉伸率测试之后。

将吸水剂复合材料切割成3英寸(7.62厘米)×7英寸(17.78厘米)的样品。使用INSTRON 4443(可从lnstron公司获得，营业地点在美国马萨诸塞州Canton)来测量拉伸率。可任选地使用基本上等同的测试仪器。将每个样品用两个夹子垂直安装在设备上，在样品上标记夹子的位置。两个夹子之间的距离(L₀)是4英寸(10.16厘米)。该样品是通过上面的夹子向上以500毫米/分钟的速率移动并在预定的伸展长度(Le)下固定5秒来进行伸展的。在固定5秒后，将上面的夹子返回至原来的位置，样品自由缩回。在将上面的夹子返回原来位置10秒后开始了第二个伸展周期，之后第三个周期。第二个和第三个周期的伸展和缩回工序与第一周期是相同的。

在完成第三次伸展周期后将该样品从仪器上取出，并放在工作台上。在将样品释放1分钟后测量两个标记之间的距离(L_f)。对于每个吸水剂复合物，制备测试样品，并在机器方向(MD)和吸水剂复合物的机器横截面方向上进行可伸展率试验。选择由CD和MD方向测量的较低的拉伸率值表示吸水剂复合物的拉伸率。

复合物抖落试验

确定样品材料的复合物抖落率值的合适的装置和工序被描述在PCT公开文本WO 02/076520中，名称为高超级吸水含量网和制备它们的方法，该文献的所有公开的内容在此以一致的方式被并入作为参考。

超级吸水剂/纤维对于迁移的易感性以及超级吸水材料(SAM)的溢出率可以通过应用复合物抖落试验工序来测量，它包括以控制的方式抖动网样品并确定样品中网物质的总损失。将可拉伸的吸水剂复合物的样品制备成9英寸(22.86厘米)长和4英寸(10.16厘米)宽的长方形板。当吸水剂复合物被掺入它预定的最终产品的物品中时，样品具有应当存在的密度。任何在形成样品材料的工艺期间应用的薄纸或其他层在进行复合物抖落试验之前均被从所有样品中除去。

复合物抖落试验可以应用RX-24。抖动装置是以PCT公开文本WO02/076520描述的方式进行变动的，其对应于美国的专利申请公布20020183703A1(以前以一致的方式并入作为参考)。为了在复合物抖落试验中使用，将RX-24进行改进以抖动网样品并允许测定网对于超级吸水材料迁移的抗性(SAM)，基于在抖动期间网材料损失的质量。抖动装置的变化包括PCT公开文本WO 02/076520描述的方式中的导承架。除了改变在PCT公开文本中描述的导承架外，将改良的样品固定器用于抖落试验中。样品固定器具有由聚丙烯板和两片网筛制成的架子。架子长17英寸(43.18厘米)、宽11.5英寸(29.21cm)厘米)和厚0.20英寸(0.51厘米)。架子具有15.25英寸(38.74厘米)长和6.25英寸(15.88厘米)宽的长方形开口，该开口基本上在架子的中心。将具有比开口略大尺寸的一片网筛可操作地连接到构架的每一面上(如，导带)以固定测试样品。网筛具有0.4厘米×0.4厘米²的开口，样品固定器的总重量为约500克。可任选地应用基本上等价的摇动系统。

为了完成复合物抖落实验，将吸水剂复合物样品放在样品固定器的中心，并将样品固定器放置水平(即平行于地面)，当金属丝网筛用于支持在改良的RX-24上样品时。然后值RX-24以每分钟520循环的频率摇动网5分钟的时间。如果任何一张纸巾或其他材料已被放在样本上面或下面以促进网样品的抬起或处理，则这些纸片在摇动之前被除去。

在试验的抖落部分完成后，质量损失和超级吸水损失是由将吸收复合样品的总保留质量与当将样品开始放在支持筛上时样品的原始质量相比较，按照下列公式来确定的：

质量损失(％)＝100％×((M₀-M_end)/M₀)

其中：M_o＝抖落试验之前样品的质量(如克)；M_end＝试验后保留的样品质量(如克)。

从该样品失去的物质一般从支持筛上的开口落下。保留在筛子上的任何物质被计为物质损失。

超级吸水抖落值(％)是在上述所描述的摇动条件下产生的总质量损失(％)。

因为前面的讨论已经详细描述了使用特定类型的装置进行复合物抖落试验的一种理想的方法，应当明白本领域技术人员将能够制备其他仪器，这将允许等效的试验，其中施用到网上的摇动将产生在网损失方面与公开的复合物抖落试验一致的结果。因此，复合物抖落试验的范围将包括任何用于确定网损失的等效试验方法。

复合物渗透率试验

复合物渗透率试验用来判断吸水剂复合物的渗透率，特别是基于通过复合物厚度的液体料流吸水剂复合物的“Z向”渗透率。这项试验与前面提出的凝胶床渗透率试验基本上是相同的，除下面提到的不同外。返回参考图7和8，吸水剂复合物在0.3泊压力下没有被膨胀，而在没有负荷下发生了膨胀，但是0.3泊压力下下测试了它们的渗透率(将活塞236和砝码248放在吸水剂复合物上，它在0.9重量％氯化钠盐溶液中自由饱和60分钟)。此外，微粒吸水材料不被放置在采样容器230中，圆形吸水性复合材料样品268(例如，无论是成型或以其他方式从更大的吸水性复合材料削减)，具有去除的任何成型包封材料(例如，形成纸巾)，直径约6厘米，放在在底部的筒234样品容器230上，与筛子264接触。然后将样品容器230(不包括活塞和重量的地方)浸没在0.9重量％氯化钠盐水溶液持续约60分钟的时间，以使吸水性复合材料饱和。提取对于GBP试验获得的相同高度测量值，例如采用空样品容器230和在样品容器230内饱和吸水剂复合物样品。

吸水剂复合物渗透率的测量是由将盐溶液连续料流提供分布至采样容器230中开始的，采样容器内含有被饱和的吸水剂复合物、活塞236和砝码248。将盐水溶液以足以维持在采样容器230上方约7.8厘米的流体高度的流动速率分布至采样品容器230中。流经吸水剂复合物流体的量/时间是通过重力法测定的。一旦液面已稳定下来，并维持在约780厘米高度，则在至少二十秒内每秒钟收集数据。通过吸收复合样品268的流动速率Q是由流经采样容器230的流体的线性最小二乘法拟合(以克计)/时间(以秒计)，单位为克/秒(g/s)来确定的。然后使用前面提出的用于凝胶床渗透率试验的公式来确定吸水剂复合物的渗透率。

如果复合物渗透率试验是如上文所述进行的，更特别是如果将吸收复合样品浸没在没有活塞和砝码的溶液中，则说试验是在“自由膨胀”的条件下进行的，由此吸水剂复合物是被允许没有任何限制负荷的膨胀。在这项测试的变形中，活塞和砝码可以被放在采样容器230内的样品上，然后将全部组件浸没使得负荷被施用至样品上，当样品被饱和并且膨胀时。当试验以这种方式进行时，被称为在“负荷下”进行。

实施例

提供下面的实施例以说明本发明，且不限制权利要求的范围。除另有说明外，所有份数及百分率都是按重量计算的。

预产品

在绝缘的平底反应釜中，将1866.7克50％的氢氧化钠加入到3090.26克的蒸馏水中，并冷却到25℃。然后将800克丙烯酸添加到腐蚀性的溶液中，并将该溶液再次冷却至25℃。然后将在丙烯酸中含有120克50％重量的甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯与14.4克乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的1600克丙烯酸的第二溶液加入到第一溶液中，之后冷却至15℃，加入含有10摩尔乙氧基化的14.4克羟基单烯丙基醚，再冷却至5℃，所有都同时搅拌。然后用100ppm的过氧化氢、200ppm的偶氮-双(2-脒基-丙烯)二氢氯化物、200ppm的过硫酸钠和40ppm的抗坏血酸(所有水溶液)的混合物在环境条件下使单体溶液聚合，并保持在最高温度附近25分钟；将得到的凝胶切开并用HOBART 4M6商用挤压机挤出，之后在Procter&Schwartz062型与施加空气炉中在175℃下用上升气流干燥10分钟，并且在20英寸×40英寸有孔的金属盘上用下降的空气气流干燥6分钟至终产品的含水率水平低于5重量％。将干燥的材料在Prodeva 315-S型磨碎机中粗磨，在MPI666-F三相辊轧机中研磨，并用Minox MTS 600DS3V筛以除去大于850微米，小于150微米的颗粒。

比较实施例1和实施例1-3

根据表1的比较实例1和实施例2-4，将3000g预产品在环境条件下与表1所示的25％的马来酸酐化聚丙烯(MPP)乳液共混。特别地，将预产品进行流化。制备含有根据表1给出的量的碳酸亚乙基酯(EC)、热塑性涂层和水的喷雾溶液。将喷雾溶液喷到经流化的预产品上。配制喷雾共混物以递送1％的碳酸亚乙基酯、0.0625％MPP、4％的水，计算的水的量包括提供至所添加水的上部的MPP乳液。然后，将24.0克煅制二氧化硅加入到喷雾的预产品中。将总混合物流化约1分钟。将EC/热塑性/水涂层的预产品以60-70克/分钟进料至连续的桨式干燥器中50分钟，在反应器中含有2.5-3kg稳态聚合物质量。在反应器的第二半部的中间附近达到了超级吸水剂峰值温度，并将此温度保持至190-195℃。将桨保持至25rpm。然后将材料进一步用PEG8000水溶液处理。

对于比较实施例1和实施例1-3，均通过此处提出的炉抖落工序来测试样品。测量比较实施例1和实施例1-3的超级吸水材料抖落率，并且抖落率在表2中找到。可以从表2中发现，本发明的超级吸水聚合物材料的超级吸水材料抖落率比比较实施例的其他超级吸水聚合物的抖落率低。

表1比较实施例1和实施例1-3

比较实施例和实施例	在SAP上的碳酸亚乙基酯％	在SAP上的热塑性涂层％	在SAP的上水％	硅石％	CRCg/g	GBP0.0psi达西	GBP0.3psi达西
								比较实施例1	1	无	4	0	25.9	37	10.23
实施例1	1	0.0625MPP1	4	0	26	111	7.65
								实施例2	1	0.0625MPP1	4	0.4	25.7	152	16.04
实施例3	1	0.0625MPP1	4	0.8	25.5	156	11.29

MPP¹＝马来酸酐化的聚丙烯

表2比较实施例1和实施例1-3的超级吸水材料(SAM)的抖落率结果

比较实施例和实施例	锅+薄膜(g)	抖落前(g)	抖落后(g)	保留的SAM％	SAM抖落率	SAM抖落率平均值
							比较实施例1a	28381	4.0156	3.4654	49.49	50.51
比较实施例1b	2.8556	3.7338	3.4738	7039	29.61	4151
							比较实施例1c	2.8692	4.1281	3.569	5559	4441
实施例1a	2.8306	3.4794	3.3824	85.05	14.95
							实施例1b	2.8203	3.5562	3.4829	9004	9.96	12.88
实施例1c	2.8604	3.8075	3.6774	86.26	1374
							实施例2a	2.8441	3.4821	3.3853	84.83	15.17
实施例2b	28412	3.2991	3.2691	93.45	655	7.96
							实施例2c	2.8404	3.2888	3.2468	90.63	9.37
实施例3a	28488	3.7219	3.6421	90.86	9.14
							实施例3b	2.8357	3.3495	3.2912	88.65	11j5	10.32
实施例3c	2.857	3.8653	3.7598	89.54	10.46

实施例4-5

根据实施例4和实施例5的表3，将实施例1的3000克预产品在环境条件与马来酸酐化聚丙烯和乙烯丙烯酸共聚物的共混物的25％水乳液进行共混。特别地，将实施例1的预产品流化。通过将碳酸亚乙基酯溶解在热水中，并根据表3给出的量将马来酸酐化聚丙烯加入至溶液中而不是将乙烯丙烯酸共聚物加入至溶液中来制备喷雾溶液。将喷雾溶液喷到经流化的预产品上。然后，将24.0克煅制二氧化硅添加到经喷雾的预产品上。将总混合物流化约1分钟。将碳酸亚乙基酯/热塑性/水涂层预产品以60-70g/分钟进料至连续的桨式干燥器中50分钟，在反应器的后半部分的中间附近达到了超吸剂的峰值温度，并且将该温度保持到190-195℃。将桨保持在25rpm。

在使用碳酸亚乙基酯进行表面交联和加热后，将经处理的超级吸水材料的表面用1.25％的聚乙烯胺溶液喷雾而得到基于超级吸水重量的0.25％聚乙烯胺。为了施用该溶液，将表面交联的超级吸水材料流化，并将该液体喷到运动的粉末床上。

表3.实施例4-5

实施例	SAP的乙烯碳酸酯％	SAP的热塑性涂层％	水	硅石％	CRCg/g	GBP0.0psi达西
							实施例4	1	0.0312％MPP10.0312％EEA2	114.375	0	25	174
实施例5	1	0.0312％MPP10.0312％EEA2	114.375	0.8	25.5	198

MPP¹＝马来酸酐化的聚丙烯

EEA²＝乙烯-丙烯酸共聚物

对于实施例4-5，通过此处提出的炉抖落工艺对样品进行了测试。对实施例4-5的超级吸水材料抖落进行了测定并在表4中列出。

表4.实施例4-5的超级吸水材料(SAM)抖落结果

实施例	盘+薄膜(g)	抖落前(g)	抖落后(g)	保留的SAM％	SAM抖落％
						实施例4a	2.7971	3.6284	3.5854	94.83	5.17
实施例4b	2.8346	4.03	3.8011	80.85	19.15
						实施例5	2.8251	3.6555	3.55	87.30	12.70

实施例6-12：

这些可拉伸的吸水剂核心样品是在试验共成型机上制备的，并且具有约英寸(13.0厘米)的复合材料宽度。选择三种超级吸水剂：FAVORSXM 9394(可从Stockhausen公司商购，营业地点在美国北卡罗莱纳州的Greensboro)、如上描述的实施例3的超级吸水材料、如上描述的实施例5的超级吸水材料，与熔体流动速率(MFR)为大约80的聚丙烯基热塑性弹性聚合物(可从ExxonMobil化学公司的产品获得)和可从Weyerhaeuser公司商购的木浆纤维NF 405一起掺入可伸展的吸水剂核心中。实施例6-12的组成和工艺条件被列于表5和表6中。

表5.核心组合物

表6-工艺条件

参数	值
		冲模
孔直径	0.02英寸
		冲模孔	每个24英寸
冲模气隙	0.046英寸
		冲模号	2
挤出机
		螺杆转速	5-35rpm
过滤前的熔融压力	10-300psig
		过滤后的熔融压力	10-300psig
1区温度	300°F
		2区温度	325°F
3区温度	350°F
		4区温度	400°F
5区温度	400°F
		6区温度	400°F
夹子温度	400°F
		Alux温度	400°F
成型
		纸浆斜槽角度	28°
冲模1-2尖-尖距离	5.5英寸
		冲模1或2至筛的高度	14-18英寸
冲模1或2尖的角度	57°
		纸浆斜槽至筛的高度	15.5英寸
线
		线速	100-200英尺/分钟
成型线下游表面温度	～85°F
		成型线返回表面温度	～100°F
聚合物
		1区聚合物熔融温度	400°F

聚合物输出速率	对于VISTAMAXX 2370，2001b/h以及对于具有80MFR的聚丙烯，601b/h
		初级空气
炉吹出压力	8-10psig
		冲模尖1或2阀压力	6-8psig
冲模1或2阀温度	对于VISTAMAXX 2370，478°F以及对于具有80MFR的聚丙烯，525°F
		成型鼓空气压力	30英寸水
冲模尖空气流	140SCFM
		纸浆
纸浆进料辊速率	300-380英寸/分钟
		纸浆传输空气压力	～0.1英寸水
SAM
		SAM进料螺杆转速	～200rpm
SAM传输空气压力	～2.5英寸水

然后使用复合材料抖落试验对所得到的吸水剂核心进行超级吸水材料抖落测试，使用饱和率试验测试吸收率(饱和容量，或″sat.cap.″)，使用复合材料渗透率试验测试渗透率，以及使用流体摄入率试验测试流体摄入率。这些测试的结果可在表7中看到。

表7.核心吸收特性

表7表明，本发明的吸水剂核心显示出显著的改进的吸水性能，当与采用常规超级吸水聚合物材料的吸水剂核心比较时。

实施例13-19：

这些实施例的可拉伸的吸水剂核心是使用上面描述的试验共成型机来制备的。这些实例的吸水剂核心同样具有约5.5英寸(13.0厘米)的复合材料宽度(即CD方向)。平衡超级吸水附着和流体操作性能的进一步改进是通过使用不同等级的弹性聚合物和不同含量的木浆纤维来实现的。这些热塑性弹性体聚合物的实例是VISTAMAXX 2370(可从ExxonMobil化学公司商购)。工艺条件可以在前面表6中找到，吸水剂核心组合物可以在下面表8中找到。然后使用复合物抖落试验对得到的吸水剂核心进行超级吸水材料(SAM)抖落测试，使用饱和容量试验进行吸水容量(被饱和容量或″sat.cap.″)测试，使用流体摄入率试验进行流体摄入率的测试，这些测试的结果在表9中可以看到。

表8核心成分

表9.核心吸收特性

可以看出，当采用VISTAMAXX 2370的吸水剂核心与包括常规超级吸水材料的可拉伸的吸水剂核心比较时，显示出改进的超级吸水剂附着(即较低的抖落率值)，同时显示出相同的或改进的吸收特性。同时，可以看出，木浆纤维含量影响抖落率值和流体处理性能。

应当明白，前述的详细实例是用于说明的目的所给出的，不被视为限制本发明的范围。虽然在前面只对本发明少数的示例性实施方式进行了详细描述，但是本领域技术人员将容易了解到实例的许多变型是可能的例子，本质上没有偏离本发明新颖的教导和优点，例如，涉及一个实施例描述的特点可以被纳入本发明的其它任何实施例。

因此，所有这些变动是为了被列入本发明的范围，其在下列权利要求和所有的等同物中被定义。进一步，人们认识到可设想的许多实施方式不能实现一些实施方式的所有优点，特别是优选实施方式，但一个特定优点的缺少不得被视为必然意味着这样的实施方式是在本发明范围之外。因为在上述结构中作出的各种变化没有偏离本发明的范围，因此所有包含在上述描述中的物质应被解释为说明性的，而不是限制的含义。

Claims (39)

1.一种吸水物品，包括顶片、后片和放置在所述顶片和后片之间的吸水剂核心，其中，所述吸水剂核心包括超级吸水聚合物材料，所述超级吸水聚合物材料包括：a)约55至约99.9％重量的含有可聚合的不饱和酸基团的单体，基于超级吸水聚合物，和b)约0.001至约5％重量的内部交联剂，基于含有可聚合的不饱和酸基团的单体，其中，所述超级吸水聚合物材料的中和度大于约25％；其中将成分a)和b)聚合并且制备成进一步包含以下表面添加剂的超级吸水聚合物颗粒，以形成经表面处理的超级吸水聚合物颗粒：

i)约0.01至约5％重量的表面交联剂，基于超级吸水聚合物材料；

ii)约0.01至约10％重量的渗透改性剂，基于超级吸水聚合物材料；

iii)0至5％重量的多价金属盐，基于超级吸水聚合物材料；

iv)0至2％重量的表面活性剂，基于超级吸水聚合物材料；

v)约0.01至约5％重量的不溶性无机粉末，基于超级吸水聚合物材料；和vi)约0.01至5％重量的热塑性聚合物，基于超级吸水聚合物材料，

其中，所述经表面处理的超级吸水聚合物颗粒已经被热处理而形成所述的超级吸水聚合物材料；并且

其中当通过离心保留容量试验测量时所述超级吸水聚合物材料，显示出至少约23g/g的离心保留容量，当通过自由膨胀凝胶床渗透率试验测量时，所述超级吸收聚合物材料显示出至少约100达西的自由膨胀凝胶床渗透率，以及当通过炉抖落试验测量时，所述超级吸收聚合物材料显示出小于约20％的超级吸水聚合物材料抖落率。

2.权利要求1的吸水物品，其中顶片、后片和吸水剂核心中的至少一个是可拉伸的。

3.权利要求1的吸水物品，其中所述吸水剂核心包括多层。

4.权利要求3的吸水物品，其中所述多层中的至少一层主要包含超级吸水聚合物材料，并且所述多层中的至少一层主要包含软毛。

5.权利要求1的吸水物品，其中所述物品选自个人护理吸水物品、卫生/医用吸水物品和家用/工业用吸水物品。

6.权利要求1的吸水物品，其中所述吸水剂核心包含至少约60％重量的超级吸收聚合物材料。

7.权利要求1的吸水物品，其中所述吸水剂核心包含约30％至约90％重量的超级吸收材料。

8.权利要求1的吸水物品，其中所述吸水剂核心进一步包含软毛。

9.权利要求1的吸水物品，其中所述吸水剂核心进一步包含表面活性剂。

10.权利要求1的吸水物品，其中所述超级吸水聚合物材料具有至少为约160达西的自由膨胀凝胶床渗透率。

11.权利要求1的吸收产品，其中所述超级吸水聚合物材料具有小于约16％的超级吸水材料抖落率。

12.权利要求1的吸水物品，其中所述超级吸水聚合物颗粒包含约0.1至约5％重量的多价金属盐。

13.权利要求1的吸水物品，其中所述热塑性聚合物选自聚烯烃、聚乙烯、聚酯类、聚氨酯、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物(EMA)、聚丙烯(PP)、马来酸酐化聚丙烯(MPP)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚酰胺、聚酯、或其共混物和共聚物。

14.权利要求1的吸水物品，其中所述超级吸水聚合物颗粒进一步包括约0.01至约5％重量的阳离子聚合物的涂层，基于超级吸水聚合物材料。

15.权利要求14的吸水物品，其中所述阳离子聚合物是聚乙烯胺。

16.权利要求1的吸水物品，其中所述超级吸水聚合物材料在0.3psi负载下具有至少约4达西的凝胶床渗透率，当通过在负载下的凝胶床渗透率试验测定时。

17.权利要求1的吸水物品，其中所述超级吸水聚合物材料具有至少为约25g/g的离心保留容量。

18.权利要求1的吸水物品，其中所述不溶性的无机粉末是二氧化硅。

19.权利要求1的吸水物品，其中所述吸水剂核心进一步包含熔喷热塑性纤维。

20.权利要求19的吸水物品，其中所述吸水剂核心包含约5％至约35％重量的热塑性纤维。

21.权利要求19的吸水物品，其中所述热塑性纤维是可拉伸的。

22.权利要求1的吸水物品，其中所述吸水剂核心显示出至少约15达西的复合物渗透率，当通过复合物渗透率试验测定时。

23.权利要求1的吸水物品，其中所述吸水剂核心显示出至少一个大于1克/秒的流体摄入速率值，当通过流体摄入率试验测量时。

24.权利要求1的吸水物品，其中所述吸水剂核心显示出不超过2％的超级吸水抖落率值，当通过复合物抖落试验测定时。

25.权利要求1的吸水物品，其中所述超级吸水聚合物材料包含尺寸范围在300至600微米的颗粒。

26.权利要求1的吸水物品，其中至少50％的颗粒处于300至600微米的尺寸范围内。

27.权利要求1的吸水物品，其中所述热塑性聚合物是马来酸酐化聚丙烯和乙烯-丙烯酸共聚物的共混物。

28.一种吸水物品，包括顶片、后片和放置在所述顶片和后片之间的吸水剂核心，其中，所述吸水剂核心包括超级吸水聚合物材料、熔喷热塑性弹性纤维和木浆纤维并且其中当通过复合物拉伸率试验测定时，所述吸水剂核心显示出至少约50％的伸长率，当通过复合渗透率试验测定时，所述吸水剂核心显示出至少约15达西的复合渗透率，当通过流体摄入速率试验测定时，所述吸水剂核心显示出大于约1克/秒的至少一种流体摄入率值，并且当通过复合物抖落试验测定时，所述吸水剂核心显示出不超过约2％重量的超级吸水抖落率值。

29.权利要求28的吸水物品，其中所述超级吸水聚合物包括：

a)约55至约99.9％重量的含有可聚合的不饱和酸基团的单体，基于超级吸水聚合物，和

b)约0.001至约5％重量的内部交联剂，基于含有可聚合不饱和酸基团的单体，

其中所述超级吸水聚合物材料的中和度大于约25％；

其中将成分a)和b)是聚合并且制备成进一步包含以下表面添加剂的超级吸水聚合物颗粒，以形成经表面处理的超级吸水聚合物颗粒：

i)约0.01至约5％重量的表面交联剂，基于超级吸水聚合物材料；

ii)约0.01至约10％重量的渗透改良剂，基于超级吸水聚合物材料；

iii)0至5％重量的多价金属盐，基于超级吸水聚合物材料；

iv)0至2％重量的表面活性剂，基于超级吸水聚合物材料；

v)约0.01至约5％重量的不溶性无机粉末，基于超级吸水聚合物材料；和

vi)约0.01至5％重量的热塑性聚合物，基于超级吸水聚合物材料，其中所述经表面处理的超级吸水聚合物颗粒已经被热处理而形成了所述的超级吸水聚合物材料；

其中当通过离心保留容量试验测量时，所述超级吸水聚合物材料显示出至少约23g/g的离心保留容量，当通过自由膨胀凝胶床渗透率试验测量时，所述超级吸水聚合物材料显示出至少约100达西的自由膨胀凝胶床渗透率，以及当通过炉抖落试验测量时，显示出小于约20％的超级吸水聚合物材料抖落率。

30.权利要求28的吸水物品，其中顶片、后片和吸水剂核心中的至少一个是可拉伸的。

31.权利要求28的吸水物品，其中所述吸水剂核心包括多层。

32.权利要求31的吸水物品，其中所述多层中的至少一层主要包含超级吸水聚合物材料，并且至少所述多层中的至少一层主要包含绒毛。

33.权利要求28的吸水物品，其中所述物品选自个人护理吸水物品、卫生/医用吸水物品、家用/工业用吸水物品。

34.权利要求28的吸水物品，其中所述吸水剂核心包含至少约60％重量的超级吸水聚合物材料。

35.权利要求28的吸水物品，其中所述吸水剂核心包含约30％至约90％重量的超级吸水材料。

36.权利要求28的吸水物品，其中所述吸水剂核心进一步包括绒毛。

37.权利要求28的吸水物品，其中所述吸水剂核心进一步包含表面活性剂。

38.权利要求28的吸水物品，其中所述吸水剂核心包含约5％至约35％重量的熔喷热塑性弹性纤维。

39.权利要求28的吸水物品，其中所述熔喷热塑性弹性纤维是可拉伸的。

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