CN101269236B - 包含用可交联粘合剂组合物固定的粒子的流体贮存材料 - Google Patents

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Abstract

一种流体贮存材料，其包含粒子，例如超吸收剂粒子和/或微囊包封的香料试剂、净化剂或者皮肤复壮试剂，所述粒子被相互固定和/或固定到基材上。所述流体贮存材料可以通过以下步骤制造：在可交联粘合剂溶液中分散粒子，将混合的粒子和粘合剂溶液涂覆到表面例如基材或者剥离表面上，诱导交联所述粘合剂，和通过例如干燥所述溶剂将所述溶剂从所述表面除去。所述流体贮存材料特别适用于个人护理产品。

Description

包含用可交联粘合剂组合物固定的粒子的流体贮存材料
本申请是申请日为2003年5月23日、国际申请号为PCT/US03/16436(国家申请号为03816496.5)、发明名称为“包含用可交联粘合剂组合物固定的粒子的流体贮存材料”的申请的分案申请。
背景技术
本发明涉及流体贮存材料和制造流体贮存材料的方法，在该流体贮存材料中用可交联粘合剂组合物将粒子相互固定和/或固定到基材上。
个人护理吸收性产品通常包含吸收和保留液体的吸收性层或者吸收性组合体，和大量非吸收性结构层和非吸收性结构组分，它们用于将吸收性层保持在预定位置中或者提高吸收性层的功能。吸收性产品中的每个组分满足特定需要。因为在产品中引入了更多的特征和功能，因此产品的体积趋于增大。
具有高吸收容量的吸收性层通常比具有较低吸收容量的吸收性层体积更大。为了行动自由和舒适的目的，希望具有尽可能薄的吸收性层，而不牺牲吸收容量。超吸收性材料使吸收性层可以更薄，同时保持高的吸收容量，但是即使是包含超吸收性材料吸收性层的服装也具有较大的体积，因为服装还包含用以防止渗漏的所有辅助特征，例如浪涌(surge)层和目标区域中的附加的吸收性材料。
通常围绕裤腿开口设置保留翼片，以捕获裤腿开口周围的任何过多流体，同时在腰部开口周围可以设置腰部屏障，以防止任何过量流体通过腰部开口漏出。虽然这些附加组分可以具有某些吸收性，这些组分通常不具有超吸收性粒子(SAP)的高吸收性，因为将超吸收性粒子附着于基材是困难的，尤其在溶胀或者湿的条件下更是如此。
在个人护理吸收性制品中产生附加的吸收性的各种技术是众所周知的。例如，使用烷氧基硅烷接枝的聚(环氧乙烷)作为吸收性涂层，由此在非吸收性表面上产生吸收性是已知的。然而，得到的吸收性表面与SAP相比具有较小的吸收容量。
作为另一个例子，将水软化的超吸收剂涂覆到支撑基材上，而不使用任何附加的粘合剂，来生产吸收性材料的方法也是已知的。然而，单独使用水不能在湿的条件中提供附着作用。
作为另一个例子，使SAP与多羟基有机化合物例如甘油反应，与SAP形成共价键，也是已知的。这些共价键将粒子彼此连接并且连接到适合的基材上。可以预料，与SAP形成共价键在溶胀过程中将产生应力，这将抑制SAP的溶胀或者使膜涂层破裂。
此外，生成具有高吸收容量的单个超吸收性纤维也是已知的。这种纤维能够通过将超吸收性树脂与粘合剂组分混合，并且将混合物加入非粘合纤维网形式的基础材料中来形成。单根纤维具有相当大的吸收容量。
此外，制造含有细的、能水合的微原纤纤维的吸收性复合材料也是已知的，所述纤维从能够在水中溶胀的纤维素或者衍生物制备。这些纤维可用于涂覆超吸收性粒子。微原纤纤维素纤维涂层提供了与支撑片材、例如非织造织物结合的手段。因为微原纤纤维素纤维涂覆超吸收性粒子，因此纤维有助于抑制超吸收性粒子的迁移，但是不形成耐久的附着，特别是在湿的时候更是如此。用于提高或者增强附着的耐久性的普通粘合剂材料，倾向于限制液体与超吸收剂接触的机会，或者产生显著的限制超吸收剂溶胀的约束力，因此限制极限容量。
Gross等的美国专利6,403,857描述了一种吸收性结构，其包含超吸收剂聚合物粒子的整体层。使用胶乳粘合和/或热粘合的水基聚合物粘合剂将水可溶胀的超吸收性聚合物粒子粘合到吸收性层。Gross等还描述了可以是与交联剂混合的含羧基聚电解质的粘合剂。交联剂具有与聚电解质的羧基或者羧酸盐基团反应的性能。
其它近期开发工作已经提供了用于各种应用的涂层材料。例如，Braun等的美国专利6,054,523描述了由含有能够缩合的基团的有机基聚硅氧烷、缩合催化剂、有机基聚硅氧烷树脂、含有碱性氮的化合物和聚乙烯醇形成的材料。据报导，该材料适合于用作疏水性涂层和用于油漆和密封组合物。
其他人报导了具有硅烷官能团的接枝共聚物的生产，所述硅烷官能团容许通过暴露于水分来引发交联。Prejean(美国专利5,389,728)描述了可熔融加工的、可水分固化的接枝共聚物，其为乙烯、丙烯酸或者甲基丙烯酸1-8碳烷基酯、含有缩水甘油基的单体例如丙烯酸或者甲基丙烯酸缩水甘油酯的反应产物，其上已经接枝了N-叔丁基氨基丙基三甲氧基硅烷。据报导，得到的共聚物可用作粘合剂而且用于导线和电缆涂层。
Furrer等在美国专利5,112,919中报导了可水分交联的聚合物，其通过共混以下组分和将混合物加热来生产：热塑性基础聚合物，例如聚乙烯，或者乙烯与1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等的共聚物；固体载体聚合物，例如乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，其包含硅烷，例如乙烯基三甲氧基硅烷；和自由基发生剂，例如有机过氧化物。因此，该共聚物能够通过在水和催化剂例如二月桂酸二丁基锡或者辛酸亚锡存在下反应而被交联。
Keough的美国专利4,593,071报导了可水分交联的乙烯共聚物，其具有悬垂的硅烷丙烯酰氧基基团。据报导，得到的交联聚合物特别耐潮湿，并且适用于围绕导线和电缆的挤压涂层。在美国专利5,047,476、4,767,820、4,753,993、4,579,913、4,575,535、4,551,504、4,526,930、4,493,924、4,489,029、4,446,279、4,440,907、4,434,272、4,408,011、4,369,289、4,353,997、4,343,917、4,328,323,和4,291,136中，相同的集团报导了类似的包含硅烷的可水分固化聚合物。因为这些制剂的固化产品据报导适用于包覆导线和电缆，并且适用于电导体的绝缘涂层，因此人们希望它们是耐久的涂层，对于这样的性能，水吸收性和生物降解性等性能将是不利的。
据报道，已经通过交联水溶性聚合物例如聚(环氧乙烷)生产了水可溶胀的聚合物。众所周知，聚(烯化氧)例如聚(环氧乙烷)能够通过γ辐射来交联。取决于辐射程度和交联程度，交联聚合物的性能可以从水溶性材料变化到没有可观的水吸收性的坚硬的固体。可以制造基本上为非水溶性的、但是仍然具有吸收性的材料。然而，由于安全原因，使用γ射线需要昂贵的设备和费时的程序，并且获得的交联程度通常是难以控制的。
几篇参考文献报导了使用化学交联基团作为消除危险和与使用电离辐射有关的成本的方法。Chu的美国专利3,963,605报导了水可溶胀的、交联的聚(烯化氧)，其通过加热聚(环氧乙烷)与丙烯酸和自由基引发剂例如过氧化乙酰在烃熔剂例如己烷、庚烷或者环己烷中的混合物来生产。另一个可选择的方案报导于加拿大专利756,190，并且涉及在自由基催化剂存在下借助于二-乙烯基单体的交联。还报导了其它交联剂，例如二丙烯酸酯，或者甲基-双-丙烯酰胺与自由基抑制剂的一起使用。
Watson在美国专利6,020,071中报导了交联的、亲水性聚氨酯的润滑涂层。Tedeshchl等在EP 0992 252 A2中描述了另一种聚氨酯涂层，其中描述了一种滑润的、适应药物的涂层，其为以下物质的产物：多异氰酸酯；胺给体和/或羟基给体；和具有末端异氰酸酯基团和烷氧基硅烷的异氰酸根合硅烷加成物。可以任选地存在水溶性聚合物，例如聚(环氧乙烷)。取决于异氰酸酯与羟基给体反应或者与胺给体反应，交联引起聚氨酯或者聚脲网络的形成。该组合物提供了来源于特定化学的滑润益处，其看来似乎不能提供高吸收性。
需要或者希望有这样一种流体贮存材料，该材料是薄的、耐久的并且具有高的吸收容量。还需要或者希望有这样一种将粒子连接到基材的方法，使得粒子能够保持附着于基材，甚至当处于溶胀或者湿的条件下时也能如此，而不引起显著的吸收容量的降低。
发明内容
针对所讨论的困难和现有技术中遇到的问题，发现了一种新的流体贮存材料，其作为吸收容量的载体为个人护理吸收性产品的非吸收性结构组分提供了附加的效用。这种能力提供了具有较大吸收容量的更薄的、更加贴体的产品。此外，该流体贮存材料可以提供附加的功能，例如气味控制、清洗性能和皮肤复壮性能。
该流体贮存材料包括通过可交联粘合剂组合物相互固定和/或固定到基材的粒子。使用可交联粘合剂在溶胀或者湿的条件下提供了增强的粒子的附着作用。此外，该粘合剂不降低粒子的有效的吸收容量，并且可以提供其自身的附加的吸收容量。
可交联粘合剂组合物包括可交联粘合剂，其是足够亲水性的，因此提供了含水流体与粒子的未受抑制的接触机会。可交联粘合剂可以是由亲水性聚合物、含有亲水性试剂的亲水性聚合物的共混物和/或含有亲水性试剂的疏水性聚合物的共混物组成的可溶性粘合剂。例如，该粘合剂可以是烷氧基硅烷接枝的聚(环氧乙烷)。一种适合的烷氧基硅烷是甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。作为另一个例子，粘合剂组合物可以包含丙烯酸共聚物和长链、亲水性丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯，例如具有1到12个乙二醇单元的聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯。交联能力由丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯提供，其具有在暴露于水时能够形成硅烷醇官能团的官能团，该硅烷醇官能团缩合形成交联聚合物。这种甲基丙烯酸酯的适合的例子是甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
可交联粘合剂组合物中的粘合剂适当地具有低于大约30摄氏度或者低于大约10摄氏度的玻璃化转变温度。可交联粘合剂组合物理想地具有低于基材的弯曲模量的弯曲模量。
除可交联粘合剂外，可交联粘合剂组合物还可以包含溶剂，其基本上不溶胀或者不利地影响该粒子。适当地，该溶剂提供粘合剂的溶解性，并且被粒子吸收的溶剂少于10％重量。适合的溶剂的例子包括醇，例如大约99.5％到大约50％重量的醇和大约0.5％到大约50％重量的水。除粘合剂和溶剂外，粘合剂组合物还可以包含一种或多种改性剂，例如增塑剂、着色剂和防腐剂。
可选择地，粘合剂组合物可以在适合的装置、例如挤出机中被加热到可流动的状态，然后加入适合的粒子，以提供粘合剂和粒子的可流动的混合物。粒子可以是超吸收性粒子，包括例如聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、接枝淀粉、聚天冬氨酸钠、聚乙烯胺、聚二甲基二烯丙基胺、脱乙酰壳多糖盐和/或聚吖丙啶。适当地，该粒子的直径在大约50和大约800微米或者大约200和大约400微米之间。对于某些印刷应用，该粒子可以具有大约60到大约80微米的直径。该粒子和粘合剂可以大约1∶4到大约20∶1的比例存在于基材上。
可选择地，或者除超吸收剂外，粒子可以包括包封的试剂。例如，该粒子可以包括包封的香料试剂、净化剂和/或皮肤复壮试剂。作为另一个可选择的方案，该粒子可以是粉末形式，例如活性炭或者碳酸氢钠。
基材可以是非织造纤网、织造纤网、针织物、纤维素组织的片材、塑料薄膜、加线复合材料、弹性体网络复合材料或者任何其它适合的基材。塑料薄膜基材的适合类型的例子包括由聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和超低密度聚乙烯制成的那些。
可选择地，基材可以是剥离表面。粘合剂/粒子混合物的施加，在除去溶剂或者将无溶剂的可流动物质冷却之后，提供了由粒子组成的内聚薄膜或者网络，所述粒子由粘合剂组合物彼此粘合。得到的薄的、高密度、软质的粒子薄膜或者网络可以为吸收性产品提供流体保留功能。
作为进一步的实施方案，流体贮存材料可以包括可交联的、吸收性的、成膜粘合剂；粒子；和纤维。适合的纤维包括，但是不局限于，纤维素粉，其通过研磨桦树(或者其它)硬木纤维，形成较小粒度的粉末来获得。其它适合的纤维包括其它硬木纤维，北方的和南方的均可，包括碱化的南方硬木纤维，和以化学方法硬化的南方软木浆，以及超吸收性纤维。
如提到的，流体贮存材料可用于制造个人护理吸收性制品，由此为非吸收性结构层提供吸收容量，所述非吸收性结构层通常提供很少或者不提供吸收容量。这些改性的结构层适当地具有在0.05psi的压力测量为大约0.2到大约4毫米的厚度，和大约0.1到大约1.8克每平方厘米(g/cm2)的吸收容量。其中可以使用该流体贮存材料的制品的例子包括尿布、尿布裤、训练裤、妇女卫生产品、失禁产品、泳装等等。
本发明的流体贮存材料可以通过将粒子分散在上述可交联粘合剂溶液中，并且将溶液中的粒子涂覆到基材或者剥离表面上来制造。可以使用任何涂覆工艺，包括辊衬刮刀涂布、辊式涂布、喷涂和印刷，以连续或者图案化的形式，将在溶液中混合的粒子涂覆到基材或者剥离表面。适合的印刷方法的例予包括凹板印刷、丝网和墨喷印刷。在溶液中的粒子已经被涂覆到基材或者剥离表面之后，诱导粘合剂的交联。交联可以通过各种技术诱导，包括热引发、辐射引发、氧化还原化学反应、多价金属离子和水分。各种类型的有效辐射引发包括紫外线、微波和电子束辐射。水分引发可以通过水解和缩合完成。多价金属离子可以通过配合引发交联。在诱导粘合剂的交联之后，溶剂可以从基材上除去，这可以通过将基材干燥或者使用任何其它有效的技术
本发明的流体贮存材料还包含用所述吸收性可交联粘合剂组合物固定到所述粒子上的许多纤维。
可选择地，粘合剂组合物可以在适合的装置、例如挤出机中被加热到可流动的状态，然后加入该粒子，以提供粘合剂和粒子的基本上无溶剂的、可流动的混合物。在将无溶剂的可流动的物质冷却时，获得了由粒子组成的内聚薄膜或者网络，所述粒子通过粘合剂组合物彼此粘合。
由此可见，本发明的特征和优点是提供薄的、耐久的、高吸收容量流体贮存材料，以及制造这种流体贮存材料的方法，其中粒子在材料上保持完整无损，甚至当处于溶胀或者湿的状态时也是如此。
附图说明
根据以下详细说明，结合附图，能够更好地理解本发明的这些和其它目的，所述附图中：
图1举例说明普通的吸收性复合材料的完整性-吸收性关系。
图2举例说明本发明流体贮存材料的完整性-吸收性关系。
图3a和3b举例说明没有基材的本发明的代表性的流体贮存材料。
图4a和4b举例说明本发明的具有基材的代表性的流体贮存材料。
图5是儿童训练裤的透视图，其中包括了本发明的流体贮存材料。
图6是图5的训练裤的平面图，处于部分地卸下的、拉平的状态，并且显示当制品被穿着时面向穿用者的服装表面，其中某些部分被切掉，以显示下面的特征。
图7是尿布的透视图，其中具有本发明的流体贮存材料。
图8是妇女卫生产品的透视图，其中具有本发明的流体贮存材料。
图9是儿童游泳裤的透视图，其中包括了本发明的流体贮存材料。
图10是成人失禁产品的透视图，其中具有本发明的流体贮存材料。
定义
在该说明书的上下文中，以下每个术语或者短语将包括以下含义。
“包封”指包围在防护涂层或者膜内的物质。
“妇女卫生产品”包括卫生垫和卫生巾，以及止血栓和间唇妇女卫生产品。
“流体”指在室温和大气压力下为液体或者气体形式的物质。
“流体贮存材料”指能够收集或者吸收流体，以及输送流体的材料。
“高密度聚乙烯(HDPE)”指密度为大约0.95g/cm3或者更大的聚乙烯。
“辊衬刮刀涂布”指这样的过程，其中刀以规定的间隙被定位在基材上面，基材在刀的下面在运动的辊子上运动。用这样的方式，刀将规定厚度的涂层材料涂抹到基材上。
“层”，当以单数使用时，可以具有双重含义，即单一元件或者许多元件。
“线性低密度聚乙烯(LLDPE)”指乙烯和高级α-烯烃共聚单体例如C3-C12共聚单体及其混合物的聚合物，其密度为大约0.900到0.94g/cm3。
“低密度聚乙烯(LDPE)”指所有长链支化并且密度在大约0.91和大约0.93g/cm3之间的聚乙烯。
“改性剂”指可以加入到组合物中，以改变组合物物理性能、例如组合物的颜色或者质地的物质。
“非吸收性结构层”或者“非吸收性结构组分”或者“非吸收性基材”指通常缺乏吸收容量的层或者其它组分，其存在于制品中，具有有助于形成制品结构的功能。
“非织造物”或者“非织造纤网”指材料和纤网，其具有交叉铺置的、但是不同于针织物中的那种可识别方式的单根纤维或者长丝的结构。术语“纤维”和“长丝”被可互换地使用。非织造织物或者纤网由许多方法形成，例如熔喷方法、纺粘方法、空气铺设方法和粘接梳理纤网方法。非织造织物的基础重量通常用每平方码材料的盎司(osy)或者每平方米克(gsm)表示，和纤维直径通常用微米表示。(注意，从osy转换到gsm，将osy乘以33.91)。
“粒子”、“颗粒”等等指材料，其通常是离散的单元的形式。粒子可以包括颗粒、粉末、粉剂或者球体。因此，粒子可以具有任何需要的形状，例如立方的、棒状的、多面的、球形的或者半球形的、圆形的或者半圆形的、有角的、不规则的等等。具有大的最大尺寸/最小尺寸比的形状，如针状、薄片和纤维，也被考虑用于本发明。使用“粒子”或者“颗粒”还可以描述包括多于一个粒子、颗粒等等的附聚。
“个人护理产品”包括尿布、尿布裤、训练裤、泳装、吸收性内衣裤、成人失禁产品、妇女卫生产品等等。
“辊式印刷”或者“辊式涂布”指这样一种方法，其中沉积物，通常为膏剂，在基材上的涂覆通过将沉积物以或多或少均匀的层从辊子上转移到基材上来实施，其中使用一个或多个辊子，其可以是刻花的，和汇聚滚筒。刮刀被用来从辊子或者基材上刮削任何过多的沉积物。刮刀可以是平的或者具有图案化的边缘，例如狭缝或者隆脊。
“旋转丝网印刷”或者“旋转丝网涂布”指这样一种方法，其为辊式印刷或者涂布和丝网印刷或者涂布的组合。
“丝网印刷”或者“丝网涂布”指通过强制地使沉积材料通过筛网进行沉积来涂覆沉积材料的方法，所述筛网可以具有均匀的筛孔或者图案化的筛孔。
“加线复合材料”指这样一种材料片材，其中粘合了弹性材料线，从而形成弹性复合材料。
“超吸收剂”指水可溶胀的、水不溶性的有机或者无机材料，其在最有利的条件下，能够吸收至少大约15倍其自身重量、更理想地至少大约25倍其自身重量的含有0.9重量百分数氯化钠的水溶液。超吸收剂材料可以是天然的、合成的和改性的天然的聚合物和材料。此外，超吸收剂材料可以是无机材料，例如二氧化硅凝胶，或者有机化合物例如交联聚合物。
“超低密度聚乙烯(ULDPE)”指乙烯和高级α-烯烃共聚单体例如C3-C12共聚单体和其混合物的聚合物，其密度为大约0.86到小于0.90g/cm3。
优选实施方案的描述
本发明涉及流体贮存材料，其包含用可交联粘合剂组合物相互固定和/或固定到基材上的粒子，所述可交联粘合剂组合物不妨碍粒子的吸收或者其它性能。本发明还包括在湿的或者干燥的条件下，将粒子相互附着和/或附着到基材上的方法，使得甚至在处于溶胀或者湿的条件下时，粒子保持相互附着和/或附着在基材上。相互固定的粒子可以形成薄的、高密度、软质薄膜或者网络，其可以提供吸收性产品的流体保留功能。此外，通过附着超吸收剂粒子而改性的基材可以被用作产品的主吸收剂，或者可以通过在通常不具有保留能力的组分中提供吸收容量而提高产品的吸收容量。
本发明的流体贮存材料，相对于含有稳定剂的普通的吸收剂复合材料，具有高的机械完整性以及高的复合材料吸收性。该流体贮存材料处于完整性与吸收性的关联模型方程的右侧的区域，大约具有通常不能通过普通的复合材料获得的性能。通常，具有较高吸收性的普通复合材料具有不足的完整性，而具有较高完整性的普通复合材料缺乏吸收性，如图1中所说明的。这些普通的复合材料处于模型方程的左侧上的区域。图1中的关系是基于包含吸收剂、柔性粘合剂的吸收剂复合材料，该粘合剂具有低于复合材料的纤维吸收容量的吸收容量，例如6-7克/克(g/g)。吸收性和完整性之间的反比关系对本发明的流体贮存材料不适用，本发明流体贮存材料所含有的粘合剂具有高于纤维吸收容量的吸收容量。作为替代，该流体贮存材料遵从图2中举例说明的完整性-吸收性关系。图2中的关系是基于包含吸收剂、柔性的粘合剂的流体贮存材料，所述粘合剂具有高于该材料的纤维吸收容量的吸收容量，例如6-7g/g。更具体地，本发明的流体贮存材料适当地具有的材料完整性，或者拉伸强度，为至少大约8克每gsm，和吸收容量为至少大约8g/g，或者拉伸强度为至少大约11克每gsm和吸收容量为至少大约11g/g。可选择地，该流体贮存材料具有的拉伸强度可以为至少大约14克每gsm和吸收容量为至少大约14g/g。拉伸强度可以使用在2001年6月5日授权给Fell的美国法定(Statutory)发明注册号H1，969中描述的条带拉伸试验方法进行测定。吸收容量值可以使用在以下试验方法部分中描述的复合材料离心保留能力试验进行测定。
参考图3a和3b，其中以干燥状态(图3a)和流体吸收之后的状态(图3b)举例说明了本发明流体贮存材料20的代表性的例子，其中粒子22通过可交联粘合剂组合物被相互固定。
参考图4a和4b，其中以干燥状态(图4a)和流体吸收之后的状态(图4b)举例说明了本发明流体贮存材料20的代表性的例子，其中粒子22用可交联粘合剂组合物固定到基材24上。适合的基材24包括，但是不局限于，非织造材料、织造材料和针织物；纤维素组织片材；塑料薄膜，包括聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和超低密度聚乙烯；苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯或者苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，来自Kraton Polymers USLLC，Belpre，Ohio，美国的KRATON聚合物，茂金属催化的弹性体或者塑性体，等等。其它适合的基材包括单片透气薄膜，例如由以下材料制成的那些：聚醚酰胺基聚合物，例如PEBAX，和醚/酯聚氨酯热塑性弹性体；Lycra加线复合材料；和弹性体网络复合材料。
在一个实施方案中，粒子22是超吸收剂粒子(SAP)。SAP可以具有任何适合的化学，以在预想的使用条件下提供吸收性。适合的化学包括以下物质的交联形式：聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、接枝淀粉、聚(天冬氨酸钠)、聚(乙烯胺)、聚(二甲基二烯丙基胺)、脱乙酰壳多糖盐和/或聚(吖丙啶)。超吸收剂材料可得自各种商业供应商，例如位于Midland，Mich.，美国的Dow ChemicalCompany，Stockhausen GmbH & Co.KG，D-47805 Krefeld，德国。通常，超吸收剂材料能够在水中吸收至少大约15倍其自身重量、和理想地超过大约25倍其自身重量。
粒子的粒度和几何形状可以是适合于将溶液中的粒子涂覆到基材24或者剥离表面上的具体手段的任何粒度和几何形状。例如，粒子可以是球形的、小片状体状的、纤维的或者任何相关的几何形状。在未溶胀状态，粒子，尤其是SAP，具有的横截面直径可以为大约50到大约800微米或者大约200到大约400微米，并且对于某些印刷涂覆，可以为大约60到大约80微米，所述横截面直径按照美国材料试验学会(ASTM)试验方法D-1921通过筛分分析进行测定。应当理解，处于这些范围内的材料的粒子可以包括固体粒子、多孔粒子，或者可以是包含许多较小粒子的、附聚成处于所述尺寸范围内的粒子的附聚粒子。
在另一个实施方案中，流体贮存材料20，除所述粒子外，或者代替所述粒子，可以包含纤维。适合的纤维包括，但是不局限于，通过研磨桦树(或者其它)硬木纤维，形成0.1到0.3毫米的较小粒度粉末而获得的纤维素粉末。该粉末可得自位于Englishtown，新泽西州的Functional Food。另一种适合的纤维是Sulfatate HJ，其是来自位于Jesup，乔治亚州的Rayonier的碱化南方硬木纤维。Sulfatate HJ纤维为大约1.2毫米(mm)长，并且是碱化的。其它硬木纤维(北方的和南方的)，例如软木纤维，例如来自Tacoma，华盛顿州的Weyerhaeuser公司的NB-416，或者来自Memphis，田纳西州的Buckeye的Foley纸浆，也可以加入所述流体贮存材料。还可以包括以化学方法硬化的南方软木浆。适合的交联纸浆的例子包括来自Rayonier的高度交联的实验纸浆(PXL)，可购自Weyerhaeuser公司的纸浆(NHB-416)和来自Buckeye的Caressa 1300纸浆。其它适合的纤维包括超吸收剂纤维，例如FIBERDRI超吸收剂纤维(例如FIBERDRI 1161、FIBERDRI 1231和FIBERDRI 1241)，全部可得自Calgary，Alberta，加拿大的Camelot超吸收剂有限公司。短切或者较长的再生纤维素纤维、棉花、醋酸纤维素，以及非纤维素纤维，例如聚酯、丙烯酸类、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺或者聚交酯纤维也是适合的。短切纤维指被切到小于4毫米的纤维，尽管较长的纤维可以被切成中间长度或者可以是连续的。
在另一个实施方案中，粒子22可以是微胶囊，其包括包壳和活性剂芯，所述活性剂是例如香料、气味控制试剂、净化剂或者皮肤复壮试剂，这些内容物的释放通过所述将包壳打破的任何适当手段进行触发，例如压力或者暴露于水分。包壳可以由聚乙烯醇、淀粉或者任何其它适合的材料组成。在另一个实施方案中，粒子22可以是粉末，例如气味-吸收粉末，例如活性炭或者碳酸氢钠。
可交联粘合剂组合物包含可溶性可交联粘合剂。适合的可交联粘合剂是能够在干燥状态和湿的状态两者下将粒子相互和/或与基材可靠附着的那些，并且其是足够亲水性的，以便提供含水流体与吸收剂粒子的未受抑制的接触机会。因此，本发明的流体贮存材料可以浸于0.9％盐水溶液中30分钟，保持至少20％的粒子固定在基材上。此外，在浸渍之后至少30％或者至少40％的粒子可以保持固定在所述基材上。(参考实施例5)
可交联粘合剂可以包含亲水性聚合物，或者亲水性聚合物的共混物，或者含有亲水性试剂的疏水性聚合物。适当地，可交联粘合剂组合物可以包含由多价金属离子组成的潜在的交联剂。适合的粘合剂的例子包括烷氧基硅烷接枝的聚(环氧乙烷)(“gPEO”)，其可溶于醇溶剂，该溶剂基本上不溶胀SAP或者其它粒子，或者溶解所述粒子。在此，术语“基本上溶胀”指引起粒子溶胀、因此使体积增加至少10％的物质。更具体地，所述gPEO，在暴露于水分时，交联成凝胶结构，该凝胶结构能够吸收较大量的流体，例如水或者盐水。这类粘合剂能够在溶剂干燥或者蒸发过程中交联，从而提供增强的湿附着。甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷是适合的烷氧基硅烷接枝用单体的例子。在粘合剂组合物中粒子和粘合剂适当地以大约1∶4到大约20∶1的比例存在，基于粘合剂干重。
聚(环氧乙烷)(“PEO”)是同时是水溶性的和可热加工的少数聚合物之一。PEO在各种条件下还被证明是生物可降解的。使用来自UnionCarbide的PEO N-80(分子量~200,000)进行了初始工作。该级别的PEO适合于挤出加工形成薄膜。
按照本发明，PEO与能够与PEO接枝聚合的有机部分进行接枝聚合，所述部分包括三烷氧基硅烷官能团或者与水反应形成硅烷醇基团。硅烷接枝改性的PEO树脂可以热加工形成功能形式，例如薄膜、纤维和泡沫。当这些功能形式暴露于水分时，通过如下所示的机理发生交联反应，提供能够吸收相对大量的水的凝胶结构，在自由膨胀条件下超过20克盐水每克聚合物，从而使这种材料对于吸收剂结构而言是理想的。
可用于本发明的水溶性聚合物包括，但是不局限于，聚(烯化氧)，例如聚(环氧乙烷)(“PEO”)、聚(乙二醇)、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物、聚(乙烯基醇)和聚(烷基乙烯基醚)。这些水溶性聚合物必须能够与含有三烷氧基硅烷官能团的有机部分或者与水反应形成硅烷醇基团的部分接枝聚合。用于本发明的优选的水溶性聚合物是PEO。
在暴露于水分之后，PEO与甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的接枝聚合
Figure S2008100887310D00141
按照本发明，可用于接枝改性的PEO树脂包括，但是不局限于，初始报告的近似分子量为大约30,000g/mol到大约8,000,000g/mol的PEO树脂，所述分子量通过流变测定来测定。所有分子量在重均基础上给出，除非另有说明。
这种PEO树脂可购自例如Union Carbide公司，其在Danbury，康涅狄格州有办事处，并且商业名称为POLYOX
Figure S2008100887310D00142
205、POLYOX
Figure S2008100887310D00143
N-10、POLYOXN-80、POLYOXWSR  N-750、POLYOX
Figure S2008100887310D00146
WSR N-12K和POLYOX
Figure S2008100887310D00147
UCARFLOC
Figure S2008100887310D00148
聚合物309。
使用由Union Carbide提供的粉末形式的PEO举例说明了本发明。然而，要被改性的PEO树脂可以从其它供应商获得并且可以是其它形式，例如粒料。PEO树脂和改性组合物可以任选地含有各种添加剂，例如增塑剂、加工助剂、流变改性剂、抗氧剂、紫外线稳定剂、颜料、着色剂、滑动添加剂、抗粘连剂等等，其可以在改性之前或者之后加入。
能够与PEO接枝聚合的有机单体，其含有三烷氧基硅烷官能团或者与水反应形成硅烷醇基团的部分，可用于实施本发明。三烷氧基硅烷官能团具有以下结构：
Figure S2008100887310D00151
其中，R1、R2和R3是独立地具有1到6个碳原子的烷基基团。术语“单体”在此包括单体、低聚物、聚合物，单体、低聚物和/或聚合物的混合物，和能够与母体聚合物、PEO共价键接的任何其它反应性化学物质。含有三烷氧基硅烷官能团的烯属不饱和单体适于本发明并且是希望的。希望的烯属不饱和单体包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。尤其希望的含有三烷氧基硅烷官能团的烯属不饱和单体是甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，其可购自Dow Corning(在Midland，密歇根州有办事处)，商业名称Z-6030硅烷。其它适合的含有三烷氧基硅烷官能团的烯属不饱和单体包括，但是不局限于，甲基丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三丙氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基三(甲氧基乙氧基)硅烷。然而，考虑到具有三烷氧基硅烷官能团或者易于与水反应形成硅烷醇基团的部分的各种各样的乙烯基和丙烯酸类单体，例如氯硅烷或者乙酰氧基硅烷，为PEO提供期望的效果并且按照本发明是有效的接枝单体。
具有三烷氧基硅烷官能团或者形成硅烷醇官能团的有机单体相对于PEO的量可以为大约0.1到大约20重量百分数。理想地，单体的量应该超过0.1重量百分数，以便充分地提高PEO的加工性能。通常，单体添加量基于基础PEO树脂在大约1.0％和大约15％重量之间；尤其是基于基础PEO树脂在大约1.0％和大约10％重量之间；对于某些预定应用，特别地基于基础PEO树脂在大约1.5％和大约5.5％重量之间。适当地，接枝水平相对于PEO重量可以在0.5到大约10重量百分数范围内。
用于本发明中的粘合剂应该提供很柔性的涂层，并且因此应该具有低于大约30摄氏度或者低于大约10摄氏度的玻璃化转变温度，该玻璃化转变温度通过差示扫描量热计(DSC)测定。可交联粘合剂组合物理想地具有低于基材的弯曲模量的弯曲模量。
当接枝通过加热来完成时，如在反应性-挤出工艺中的情况，所希望的是引发剂通过加热形成自由基。这类引发剂通常被称为热引发剂。对于起到有用的接枝的自由基源作用的引发剂，引发剂应该是市售可得的并且是易于利用的，在环境或者制冷条件下是稳定的，并且在反应性-挤出温度下形成自由基。
含有O-O、S-S、或者N＝N键的化合物可以被用作热引发剂。含有O-O键的化合物，即过氧化物，通常被用作接枝聚合的引发剂。这类通常使用的过氧化物引发剂包括：烷基、二烷基、二芳基和芳基烷基过氧化物，例如过氧化异丙苯、叔丁基过氧化物、过氧化二叔丁基、过氧化二枯基、枯基丁基过氧化物、1，1-二-叔丁基过氧-3，5，5-三甲基环己烷、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己烷、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧)己炔-3和双(a-叔丁基过氧异丙基苯)；过氧化酰例如过氧化乙酰和过氧化苯甲酰；氢过氧化物例如枯基过氧氢、叔丁基氢过氧化物、p-甲烷氢过氧化物、蒎烷氢过氧化物和异丙基苯过氧化氢；过酸酯或者过氧化酯例如过氧化新戊酸叔丁酯、过辛酸叔丁基酯、过苯甲酸叔丁基酯、2，5-二甲基己基-2，5-二(过苯甲酸酯)和叔丁基二(过邻苯二甲酸酯)；烷基磺酰基过氧化物；二烷基过氧单碳酸酯；过氧二碳酸二烷基酯；二过氧酮缩醇；过氧化酮例如过氧化环己酮和丁酮过氧化物。另外地，偶氮化合物例如2，2’-偶氮二异丁腈，缩写为AIBN，2，2’-偶氮双(2，4-二甲基戊腈)和1，1’-偶氮双(环己烷腈)可以用作引发剂。市售可得的引发剂的例子包括液体、有机过氧化物引发剂，可得自R.T.Vanderbilt Company，Inc.(Norwalk，康涅狄格州)，商业名称VAROX DBPH过氧化物，其是自由基引发剂并且包含2，5-双(叔丁基过氧)-2，5-二甲基己烷以及较小量的二(叔丁基过氧化物)。其它引发剂包括LUPERSOL
Figure S2008100887310D00171
101和LUPERSOL
Figure S2008100887310D00172
130，可得自Elf Atochem NorthAmerica，Inc.(费城，宾夕法尼亚州)。
各种反应器可用于实施本发明。PEO的改性可以在任何容器中进行，只要能够完成必要的PEO、单体和引发剂的混合并且提供足够的热能以进行接枝。理想地，这类容器包括任何适合的混合设备，例如Brabender塑性记录仪、Haake挤出机、Bandbury混合器、单螺杆挤出机或者多螺杆挤出机或者任何其它机械混合装置，其可用于混合、配混、加工或者制造聚合物。在希望的实施方案中，反应装置是反向双螺杆挤出机，例如Haake挤出机，可得自Haake，53 West Century Road，Paramus，NJ 07652，或者同向双螺杆挤出机，例如ZSK-30双螺杆配混挤出机，Werner & Pfleiderer Corporation(Ramsey，N.J.)制造。应当注意的是，按照本发明可以使用各种挤出机来改性PEO，条件是能够进行混合和加热。
其它适合的粘合剂包括单烯烃不饱和羧酸、磺酸或者磷酸或者其盐，和丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯，其包含烷氧基硅烷官能团，该烷氧基硅烷官能团在暴露于水时形成硅烷醇官能团，该硅烷醇官能团缩合形成交联聚合物。
希望的单体包括含有羧基基团着单体：单烯烃不饱和单或者多羧酸类，例如(甲基)丙烯酸(指丙烯酸或者甲基丙烯酸-在下文中使用了类似的注释以表示各种共聚物)、马来酸、富马酸、巴豆酸、山梨酸、衣康酸和肉桂酸；
含有羧酸酸酐基团的单体：单烯烃不饱和多羧酸酸酐(例如马来酸酐)；
含有羧酸盐的单体：单烯烃不饱和单-或者多羧酸类的水溶性盐(碱金属盐、铵盐、胺盐等等)(例如(甲基)丙烯酸钠、(甲基)丙烯酸三甲胺、(甲基)丙烯酸三乙醇胺、马来酸钠、马来酸甲基胺；
含有磺酸基团的单体：脂族或者芳族乙烯基磺酸(例如乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、乙烯基甲苯磺酸、苯乙烯磺酸)、(甲基)丙烯酸类磺酸[例如磺丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-3-(甲基)丙烯酰氧基丙基磺酸]；
含有磺酸盐基团的单体：如上所述含有磺酸基团的单体的碱金属盐、铵盐、胺盐；
含有酰胺基的单体：乙烯基甲酰胺、(甲基)丙烯酰胺、N-烷基(甲基)丙烯酰胺(例如N-甲基丙烯酰胺、N-己基丙烯酰胺、N，N-二烷基(甲基)丙烯酰胺(例如N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二-正丙基丙烯酰胺)、N-羟烷基(甲基)丙烯酰胺(例如N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟乙基(甲基)丙烯酰胺)、N，N-二羟基烷基(甲基)丙烯酰胺(例如N，N-二羟基乙基(甲基)丙烯酰胺)、乙烯基内酰胺(例如N-乙烯基吡咯烷酮)；
单烯烃不饱和羧酸、磺酸或者磷酸或者其盐的量相对于聚合物粘合剂组合物的重量可以为大约20到大约99.9重量百分数。通常，单烯烃不饱和羧酸、磺酸或者磷酸或者其盐的水平基于聚合物粘合剂组合物重量为大约25％到大约90％；具体地，基于聚合物粘合剂组合物重量为大约30％到大约80％；特别地，对于某些预定应用，基于聚合物粘合剂组合物的重量为大约50％到大约70％。
能够与单烯烃不饱和羧酸、磺酸或者磷酸或者其盐共聚的有机单体，该单体含有三烷氧基硅烷官能团或者与水反应形成硅烷醇基团的部分，可用于实施本发明。术语“单体”在此包括单体、低聚物、聚合物，单体、低聚物和/或聚合物的混合物，以及能够与单烯烃不饱和羧酸、磺酸或者磷酸或者其盐共聚的任何其它反应性的化学物质。含有三烷氧基硅烷官能团的烯属不饱和单体适于本发明并且是希望的。希望的烯属不饱和单体包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。尤其希望的含有三烷氧基硅烷官能团的烯属不饱和单体是甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，其可购自Dow Corning(在Midland，密歇根州有办事处)，商业名称Z-6030硅烷。其它适合的含有三烷氧基硅烷官能团的烯属不饱和单体包括，但是不局限于，甲基丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三丙氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基三(甲氧基乙氧基)硅烷。然而，考虑到具有三烷氧基硅烷官能团或者易于与水反应形成硅烷醇基团的部分的各种各样的乙烯基和丙烯酸类单体，例如氯硅烷或者乙酰氧基硅烷，提供期望的效果，按照本发明是有效的共聚合的单体。
除含有三烷氧基硅烷官能团的能够共聚的单体外，还可以使用这样的能够共聚的单体，其能够随后与含有三烷氧基硅烷官能团或者与水反应形成硅烷醇基团的部分的化合物反应。这类单体可以包括，但是不局限于，胺或者醇。引入共聚物的胺基团可以随后与例如(但是不局限于)(3-氯丙基)三甲氧基硅烷反应。引入共聚物中的醇基团可以随后与例如(但是不局限于)三甲氧基硅烷反应。
具有三烷氧基硅烷官能团或者形成硅烷醇的官能团的有机单体的量相对于聚合物粘合剂组合物的重量可以为大约0.1到大约15重量百分数。理想地，单体的量应该超过0.1重量百分数，以便在暴露于水分时提供足够的交联。通常，单体添加量基于聚合物粘合剂组合物的重量在大约1.0％和大约15％之间；特别地，基于聚合物粘合剂组合物的重量在大约1.0％和大约10％之间；特别地，对于某些预定应用，基于聚合物粘合剂组合物的重量在大约1.5％和大约5.5％之间。
任选地，聚合物粘合剂可以包含长链、亲水性单烯烃不饱和酯，例如具有1到13个乙二醇单元、特别地2到10个乙二醇单元、特别地3到6个乙二醇单元的聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯。亲水性单烯烃不饱和酯具有以下结构：
R＝H或CH3
Figure S2008100887310D00191
与聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯结合使用的适合的丙烯酸盐包括丙烯酸钠、丙烯酸钾、丙烯酸铵和丙烯酸季铵。
单烯烃不饱和亲水性酯的量相对于其聚合物粘合剂组合物的重量可以为相对于聚合物粘合剂组合物重量大约0到大约75重量百分数的单体。通常，单体添加量基于聚合物粘合剂组合物的重量在大约10％和大约60％之间；特别地，基于聚合物粘合剂组合物的重量在大约20％和大约50％之间；特别地，对于某些预定应用，基于聚合物粘合剂组合物的重量在大约30％40％之间。
在一个实施方案中，在形成自由基的适合的温度下，通过将上述单体的溶液加入引发剂溶液来制备聚合物粘合剂组合物。引发剂溶液可以通过将引发剂溶解在溶剂中来制备。可能的溶剂包括，但是不局限于，醇例如乙醇。各种引发剂均可用于实施本发明。聚合引发剂可以使用各种方法来活化，包括但不限于，热能、紫外线、氧化还原化学反应。适合类别的引发剂是有机过氧化物和偶氮化合物，例如过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈(AIBN)。
粘合剂组合物的适合的溶剂包括任何溶剂，其能提供粘合剂的溶解性，但是不溶胀所述粒子，使得由于吸收溶剂而引起的粒子干重的增大不大于10％。可选择地，由粒子吸收的溶剂引起的重量增加不大于1％。可以选择溶剂的量，以提供对于选择的涂覆工艺适合的适当的粒子/粘合剂共混物的流动性能。如所提到的，醇溶剂可以用于粘合剂组合物。在一个实施方案中，醇溶剂可以包括大约99.5％到大约50％重量的醇，和大约0.5％到大约50％重量的水。乙醇是适合的醇溶剂的一个例子。
此外，改性剂例如相容性聚合物、增塑剂、着色剂、稳定剂、流动助剂和防腐剂可以引入所述粘合剂组合物。
可选择地，聚合物粘合剂组合物通过在适合的容器中，在没有溶剂存在下进行聚合来制备。聚合引发剂可以使用各种方法来活化，包括但不限于，热能、紫外线、氧化还原化学反应。适合类别的引发剂是有机过氧化物和偶氮化合物。
流体贮存材料20可以通过首先将粒子22分散在粘合剂组合物溶液中，然后将粒子在粘合剂组合物中的共混物涂覆到基材24上或者剥离表面(当不在成品材料20中引入基材时)上来制造。粒子共混物可以使用任何适合的涂覆工艺涂覆到基材或者剥离表面上，包括辊衬刮刀涂布，或者辊式涂布，既可以连续覆盖进行涂布，也可以图案化覆盖进行涂覆。印刷涂覆是另一种适合的涂覆技术，包括凹板印刷、丝网和喷印。粒子共混物还可以使用喷涂方法被施加到基材或者剥离表面。可选择地，粘合剂组合物可以被加热到可流动的状态，并且挤出到基材或者剥离表面上。可以在挤出涂覆可流动的粘合剂组合物之前，或者在将可流动的粘合剂组合物挤出涂覆到基材或者剥离表面上之后，将粒子加入到粘合剂组合物中。一旦粘合剂组合物处于基材或者剥离表面上时，可以将粒子压入粘合剂组合物。
一旦粒子被施加到基材或者剥离表面，通过任何适合的方法诱导粘合剂的交联。这可以在除去部分或者所有溶剂之前、期间或者之后进行。例如，交联可以通过热引发、辐射引发(包括紫外线、微波和电子束)和氧化还原化学反应来诱导。优选的交联方法是借助于烷氧基硅烷的水解和缩合的水分诱导交联。通过这种方法进行交联，可以在除去溶剂期间或者在除去溶剂之后，通过暴露于环境湿度下的空气中来进行。可以通过蒸发溶剂或者任何其它适用技术将溶剂从基材或者剥离表面上除去。溶剂的回收是所述工艺的一部分，并且其方法是本领域技术人员众所周知的。
在本发明中，粒子和粘合剂之间形成共价键不是附着的主要手段。作为替代，围绕粒子形成了膜。该膜围绕所述粒子并且渗透所述基材(如果存在)。该膜或者涂层与自身交联，并且因为其渗入多孔的基材，因此在湿的和干燥状态中，通过缠结该涂层提供了对其它的粒子和/或基材的附着作用。在某些情况下，涂层可以与基材例如纤维素的羟基基团形成共价的silol醚键。膜的性能包括水渗透率和吸收性。理想地，对于每克涂层材料，该膜可以吸收超过0.8克的0.9％盐水溶液。此外，希望涂层膜在吸收流体时横向地溶胀，以产生较大的膜，使得粒子在吸收流体时体积可以增加，而不受到膜涂层的限制。得到的流体贮存材料保持高的柔性，因为可交联粘合剂组合物为基材提供了强度而没有提高劲度。
本发明的流体贮存材料20提供了额外地利用个人护理吸收性制品的结构组分作为吸收容量的载体和/或其它功能的载体的优点。通过使通常是非吸收性的结构组分具有吸收性，可以使这类结构组分具有作为吸收容量的载体的额外的效用。这种附加的能力提供了具有较大吸收容量的更薄的、更加贴体的产品。适当地，流体贮存材料20，其中粒子24被相互交联，而不具有基材24，具有的吸收容量为至少5克每克(g/g)、或者至少10g/g、或者至少15g/g，该吸收容量按照如下所述的茶袋试验方法测定，具有的密度为至少0.5克每立方厘米(g/cm3)，或者至少0.7克/厘米3，或者至少0.9克/厘米3，和Gurley劲度值小于320毫克(mg)，或小于160mg，或小于60mg。流体贮存材料20，其中粒子24通过粘合剂基质被连接到基材24并且可能地被相互连接，具有的吸收容量，当通过如下所述的AULC试验方法测定时，在0.3磅/平方英寸(psi)的施加负荷下，按照如下所述的在负荷下吸收性的试验方法，为至少0.2克每平方厘米(g/cm2)，或者至少0.6g/cm2，或者至少1.0g/cm2，并且密度为至少0.1g/cm3，或者至少0.4g/cm3，或者至少0.7g/cm3，和Gurley劲度值小于400mg，或者小于200mg，或者小于100mg。
本发明的流体贮存材料20可以引入任何适合的吸收性制品。本发明的流体贮存材料20特别适用于吸收以下液体：尿、月经，或者汗，或者气体，特别是恶臭气体。可以包括流体贮存材料20的适合的制品的例子包括训练裤26(图5和6)、尿布28(图7)、尿布裤、妇女卫生产品30(图8)、泳衣32(图9)、失禁产品34(图10)、其他个人护理或者保健服装，包括医疗服装，等等。在此，术语“失禁产品”包括儿童的吸收性内衣、儿童或者年轻成人的吸收性服装，他们有特殊需求，例如内向儿童，或者由于残障引起的具有膀胱/肠控制问题的其他人，以及失禁的年长成人使用的吸收性服装。为了便于解释，以下说明书将参考儿童训练裤26中加入的流体贮存材料。
如图5所示，具有永久结合的侧面的训练裤26，或者在紧固位置具有可再紧固侧面的训练裤，限定了三维裤子构型，其具有腰部开口50和一对裤腿开口52。训练裤26包括体侧衬层42，其被构造成接触穿用者，和与体侧衬层相对的外罩40，其被构造成接触穿用者的衣服。吸收性组合体44(图6)被定位或者设置在外罩40和体侧衬层42之间。体侧衬层42和外罩40两者是非吸收性结构组分，赋予训练裤26以形状，而吸收性组合体44用以吸收和包含身体分泌物。在本发明的一个实施方案中，外罩40和/或体侧衬层42的任何材料可以被转化为或者替换为本发明的流体贮存材料20。可选择地，或者另外地，本发明的材料20可以作为保留材料层被插入到服装中。
外罩40理想地包括基本上不渗透液体的材料，并且可以是弹性的、可拉伸的或者不可拉伸的。外罩40可以是一层不渗透液体的材料，但是理想地包括多层层状结构，其中至少一个层是不渗透液体的。例如，外罩40可以包括液体渗透性的外层和不渗透液体的内层，它们通过层合粘合剂(未显示)被适当地连接在一起。适合的层合粘合剂，其可以被连续地或者断续地作为珠粒、喷涂物、平行漩涡等等涂覆，可以从Findley Adhesives，Inc.(Wauwatosa，威斯康星州，美国)获得，或者从National Starch and Chemical Company(Bridgewater，新泽西州，美国)获得。液体渗透性外层可以是任何适合的材料，并且理想地是提供一般地衣料状质地的材料。这类材料的一个例子是20gsm克(克每平方米)纺粘聚丙烯非织造纤网。外层还可以用用于制造液体渗透性体侧衬层42的材料制成。虽然外层不必需是液体渗透性的，但是希望的是其为穿用者提供较为衣料状的质地。
外罩40的内层可以是不渗透液体和蒸气两者的，或者可以是不渗透液体的和蒸气渗透性的。内层理想地由薄的塑料薄膜制造，虽然其它柔性的不渗透液体的材料也可以使用。内层，或者当是单层的时，不渗透液体的外罩40，防止废物弄湿制品，例如床单和衣服，以及穿用者和护理人员。用作不渗透液体的内层或者单层不渗透液体的外罩40的适合的不渗透液体的薄膜是0.2毫米聚乙烯薄膜，可购自HuntsmanPackaging of Newport News，维吉尼亚，美国。如果外罩40是一层材料，其可以是压纹的和/或糙面精整的，以提供更像衣料的外观。正如在先提到的，不渗透液体的材料可以容许蒸气从一次性吸收性制品的内部逸出，同时仍然防止液体通过外罩40。适合的透气材料由微孔聚合物薄膜或者非织造织物组成，其已经被涂层或者进行了其他处理，以提供希望的液体不透性水平。适合的微孔膜是PMP-1薄膜材料，可购自Mitsui Toatsu Chemicals，Inc.，东京，日本，或者XKO-8044聚烯烃薄膜，可购自3M公司，Minneapolis，美国明尼苏达州。
某些非透气的弹性薄膜也可以被用来制造外罩40。适合的非透气薄膜的例子可以用苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯或者苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、来自Kraton Polymers USLLC of Belpre(俄亥俄州，美国)的KRATON聚合物、茂金属催化的弹性体或者塑性体等等制成。适用于制造外罩40的其它材料包括单片透气薄膜，例如由聚醚酰胺基聚合物例如PEBAX和醚/酯聚氨酯热塑性弹性体制成的那些。
液体渗透性体侧衬层42举例说明为覆盖外罩40和吸收性组合体44，并且可以不需要具有与外罩40相同的尺寸。体侧衬层42理想地是顺从的、柔软感觉的和对穿用者皮肤无刺激性的。此外，体侧衬层42可以具有与吸收性组合体44相比较小的亲水性，以便给穿用者以相对干燥的表面，并且使液体易于透过其厚度。
体侧衬层42可以由广泛选择的纤网材料制造，例如合成纤维(例如聚酯或者聚丙烯纤维)、天然纤维(例如木或者棉纤维)、天然纤维和合成纤维的混合物、多孔泡沫、网状泡沫、有孔的塑料薄膜等等。对于体侧衬层42，可以使用各种织造和非织造织物。例如，体侧衬层可以由聚烯烃纤维的熔喷或者纺粘纤网组成。体侧衬层也可以是由天然和/或合成纤维组成的纺粘梳理纤网。体侧衬层可以由基本上疏水材料组成，并且疏水材料可以任选地用表面活性剂处理或者进行其他处理，以提供希望的水平的润湿性和亲水性。例如，该材料可以用大约0.45重量百分数的表面活性剂混合物进行表面处理，该表面活性剂混合物包含AHCOVEL N-62，可得自Uniqema Inc.，New Castle，特拉华州，美国的ICI的分部，和GLUCOPON 220UP，可得自Ambler，宾夕法尼亚州的Cognis公司，并且在辛辛那提，俄亥俄州生产，其活性比例为3∶1。表面活性剂可以通过任何传统方法涂覆，例如喷涂、印刷、刷涂等等。表面活性剂可以被涂覆到整个体侧衬层42或者可以选择性地被涂覆到体侧衬层的特定部分，例如沿着纵向中心线的中央部分。
吸收性组合体44可以是任何结构，其一般是可压缩的、贴体的、对穿用者皮肤无刺激性的，并且能够吸收和保留液体和某些身体废物。吸收性组合体44可以被制造成各种尺寸和形状，并且由本领域通常使用的各种液体吸收性材料制造。例如，吸收性组合体44可以适当地包含与SAP混合的亲水性纤维的基质，例如纤维素绒毛的纤网。在本发明的一个方面，主吸收性组合体44可以是流体贮存材料20。
训练裤26也可以包括其它材料，它们被设计成主要地用于接收、暂时贮藏和/或沿着与吸收性组合体44互相面对的表面运输液体，从而最大化吸收性组合体44的总体吸收容量，但是附加层额外地增大了服装的体积。作为一个实施方案，该临时贮存层可以通过本发明被制造成具有永久贮存能力，而不损失其目前的功能。这将允许减小主吸收性组分的质量。服装中已经包括的非吸收性结构组分的一个或多个可以用本发明流体贮存材料20制成，从而在通常是非吸收性的或者低吸收性的特征中提供吸收容量，而不增加附加层的体积。可选择地，包括一个或多个由流体贮存材料20制成的这类组分，可以容许降低主吸收性组合体44的量或者尺寸，导致较高的总体产品保留能力。
在训练裤26中，附加的非吸收性结构组分包括一对横向对置的前面翼片36和一对横向地对置的后面翼片38。侧面翼片36、38可以和外罩40和/或体侧衬层42整体地形成，或者可以包括两个或多个分离的元件。侧面翼片的适合的材料以及将侧面翼片加入训练裤的方法是已知的，并且描述于例如美国专利4,940,464(1990年7月10日授予VanGompel等)，其在此引为参考。在本发明的一个实施方案中，通常用于制造侧面翼片36、38的材料可以用作形成本发明的流体贮存材料20的基材，因此侧面翼片36、38可以由本发明的流体贮存材料20制造。
训练裤26中的其它非吸收性结构组分可以包括一对保留鞍翼46，其被构造成提供一种阻碍，防止穿用者排出的任何身体分泌物横向流动。鞍翼弹性元件53(图6)可以任何适合的方式同每个保留鞍翼46配合地联合使用，正如本领域众所周知的。弹性化的保留鞍翼46限定了不附着的边缘，其在训练裤20的至少裤裆区域呈现直立的、一般地垂直的构型，从而形成靠着穿用者身体的密封。保留鞍翼46可以沿着训练裤20的横向对置的侧边定位，并且可以沿着训练裤的整个长度纵向地伸展或者可以仅仅沿着训练裤的长度部分地伸展。对于保留鞍翼46，适合的结构和排列一般是本领域技术人员众所周知的。类似于侧面翼片36、38，通常用于制造保留鞍翼46的材料可以用作形成本发明的流体贮存材料的基材，因此保留鞍翼46可以由本发明的流体贮存材料制造。
由本发明流体贮存材料20组成的服装结构组分的适当厚度为大约0.2到大约4毫米(mm)，或者大约0.5到大约3.0mm，或者大约1.0到大约2.5mm，该厚度在0.05psi下测定，吸收容量为大约0.1到大约1.8g/cm2，或者大约0.5到大约1.4g/cm2，或者大约0.7到大约1.1g/cm2，该吸收容量在0.3psi的施加负荷下测定。材料的吸收容量可以按照以下详细描述的试验方法测定。
通过赋予通常具有极微小的吸收容量的组分以吸收容量，本发明的材料可用于制造个人护理制品，或者其它类型的吸收性制品，其与普通吸收性制品相比更薄和/或更具吸收性。
实施例
实施例1
通过在由95重量％甲醇/5重量％水组成的196克溶剂中，用Ultraturrax均化器搅拌4克树脂粒料，制备了用6重量％甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷接枝的聚(环氧乙烷)的2％溶液。在该溶液中加入20克FAVOR880超吸收性聚合物(SAP)并且搅拌五分钟。在实验室真空下用烧结玻璃过滤器过滤一部分SAP，获得湿的SAP滤饼，将其在室温下干燥16小时，提供了用交联的聚(环氧乙烷)(PEO)涂层的超吸收剂。用漆刷将溶液中的SAP的一部分涂覆到纸巾(现用的SCOTT
Figure S2008100887310D00262
纸巾，由Kimberly-Clark公司(Neenah，威斯康星州)制造)的表面。将溶剂在室温下蒸发几天。以同样的方式，将没有SAP的粘合剂溶液的一部分涂覆到纸巾上，并且干燥。
按照如下所述的试验方法，在0.3psi的施加的负荷下，测试未涂覆的SAP、涂覆的SAP、用交联的粘合剂涂覆的纸巾和用SAP和交联的粘合剂涂覆的纸巾的吸收性。结果示于表2。
表1：零负荷下的吸收性(AUZL)试验结果
  材料   AUZL(克/克)
  未涂覆的FAVOR 880 SAP   37.7
  用实施例1的可交联粘合剂涂覆的FAVOR 880 SAP   36.5
表2：负荷下的吸收性试验结果
  材料   施加的负荷(psi)   吸收性(SAP/粘合剂涂层的g/g)   吸收性(流体贮存材料的g/cm2)
  涂覆到纸巾的交联的PEO粘合剂   0.3   19.6   0.035
  涂覆到纸巾的交联的PEO粘合剂和SAP   0.3   18.1   0.37
这些结果表明：(1)用交联PEO粘合剂涂覆超吸收剂对SAP吸收性性能具有极微小的影响；(2)不加入sAP，交联粘合剂具有适合的吸收性性能；和(3)使用交联的粘合剂将SAP固定到纸巾上提供了具有良好的流体保留能力的吸收性纤网。
实施例2
通过将0.345克过氧化苯甲酰溶解在300毫升甲醇中制备了引发剂溶液。通过在300毫升甲醇中混合23.1克丙烯酸(23重量％)、69.3克聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯(70重量％)和7.3克3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯(7重量％)制备了单体溶液。在搅拌下，将引发剂溶液在夹套反应器中加热到64摄氏度。将单体溶液滴加到引发剂溶液中。将得到的聚合溶液搅拌并且在64摄氏度下加热大约2小时，这时加入0.0953克偶氮二异丁腈(AIBN)在30毫升甲醇中的溶液。继续搅拌和在64摄氏度下加热另外的一个小时，此时在聚合溶液中加入0.0953克AIBN在30毫升甲醇中的第二溶液。在于64摄氏度下搅拌和加热另一个小时之后，在聚合溶液中加入0.0953克AIBN在30毫升甲醇中的第三和最后的溶液。在加入第三AIBN溶液大约1.5小时之后，蒸馏出一部分聚合溶剂。聚合的总加热时间为大约6小时45分钟。在除去甲醇之后，发现得到的溶液具有19％重量聚合物。在通风橱中在室温下将粘合剂溶液的样品干燥。得到的薄膜是柔软的和柔性的并且具有0.93g/g的吸收容量。通过差示扫描量热法(DSC)测定，该薄膜具有-49摄氏度的玻璃化转变温度。
将该粘合剂溶液的另一部分用氢氧化钠溶液中和，使得50％的丙烯酸单元为钠盐形式。在室温下干燥之后，中和的粘合剂溶液生产了柔软的软质薄膜。当通过如下所述的吸收容量试验方法测定时，该薄膜的吸收容量为1.7g/g，玻璃化转变温度为-44摄氏度。
在61克上述的溶液中，加入30克聚丙烯酸酯超吸收剂，称为FAVOR9543，Stockhausen，Inc.，Greensboro，北卡罗来纳州制造。通过筛分将粒度分离，并且利用通过300微米筛网的级分。将混合物搅拌，提供粒子在粘合剂溶液中的均匀的悬浮体。使用刮铲将混合物均匀地涂抹到20×20厘米湿法成网的组织上。使用如美国专利5,656,132和5,932,668所描述的未皱(Uncreped)通过-空气干燥的(UCTAD)方法制备组织纤网。该组织纤网由以下成分组成：Sulfatate HJ纤维(80％重量)，可得自Rayonier，和20％重量的LL＝19纤维，可得自Kimberly-Clark Inc.，Terrace Bay，Ontario，加拿大，并且具有100克每平方米的基础重量。
在通风橱中在室温下经过10小时将甲醇溶剂蒸发。SAP/粘合剂混合物的干燥涂层重量为550克每平方米，并且由72％SAP和28％粘合剂聚合物组成。涂覆的组织具有1.3毫米的干燥厚度。涂覆的组织纤网具有与未涂覆的纤网几乎相同的柔软性，并且SAP被可靠地附着于纤网上，即使在轻微压力下进行摩擦也是如此。
按照如下所述的AULC试验方法测定在0.01、0.3和0.9psi的负荷下的吸收性。换算成平均涂布量的结果示于表3。
表3：在复合材料上在负荷下的吸收性(AULC)试验结果
  施加的负荷(psi)   吸收性(SAP/粘合剂涂层的g/g)   吸收性(流体贮存材料的克每平方厘米)
  0.01   15.6   0.9
  0.3   16.2   0.8
  0.9   15.8   0.9
该实施例举例说明了制造薄的、柔性的高容量吸收剂的能力，该吸收剂在干燥状态中具有高的完整性，以及在吸收流体之后将溶胀的SAP保持在原位的能力。
实施例3
通过将0.354克过氧化苯甲酰溶解在300毫升乙醇中制备了引发剂溶液。通过在250毫升乙醇中混合24.15克丙烯酸(24质量％)、73.5克聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯(74质量％)和1.46克3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯(2质量％)制备了单体溶液。在搅拌下，将引发剂溶液在夹套反应器中加热到75摄氏度。将单体溶液滴加到引发剂溶液中。将该聚合溶液搅拌并且在75摄氏度下加热大约2小时，这时加入0.096克偶氮二异丁腈(AIBN)在30毫升乙醇中的溶液。在75摄氏度下搅拌和加热另外的一小时，此时在聚合溶液中加入0.096克AIBN在乙醇中的第二溶液。在75摄氏度下另一小时之后，加入0.096克AIBN在乙醇中的第三溶液。在75摄氏度下搅拌和加热继续总共大约7小时的反应时间。将反应器冷却到20摄氏度，并且在氮气氛下搅拌该溶液过夜。该粘合剂聚合物表示为3a。在室温下将该聚合物溶液的一部分干燥，产生粘性的、吸水性的薄膜。溶液的聚合物浓度为16.2％重量。
将聚合物溶液的一部分用氢氧化钠溶液处理，以中和粘合剂聚合物中一部分(50％)的丙烯酸单元，以便提高通过干燥该溶液产生的交联薄膜的吸收性。中和通过在236克聚合物溶液3a(16.2％聚合物)中加入5.25克48.5％的氢氧化钠溶液并且在室温下搅拌5分钟来进行。中和的粘合剂聚合物表示为3b。
在60克溶液3a中，加入30克聚丙烯酸酯超吸收剂，称为FAVOR9543，Stockhausen，Inc.，Greensboro，北卡罗来纳州制造。通过筛分将粒度分离，并且利用通过300微米筛网的级分。将混合物搅拌，提供粒子在粘合剂溶液中的均匀的悬浮体。使用刮铲将混合物均匀地涂抹到20×20厘米湿法成网的组织上。使用如美国专利5,656,132和5,932,668所描述的未皱(Uncreped)通过-空气干燥的(UCTAD)方法制备组织纤网。该组织纤网由以下成分组成：Sulfatate HJ纤维(80％重量)，可得自Rayonier，和20％重量的LL＝19纤维，可得自Kimberly-Clark Inc.，Terrace Bay，Ontario，加拿大。该组织纤网具有100克每平方米的基础重量。使用溶液3b进行相同的程序。在通风橱中在室温下经过10小时将乙醇溶剂蒸发。
使用溶液3a时，SAP/粘合剂混合物的平均干燥涂层重量为386克每平方米，并且由76％SAP和24％粘合剂聚合物组成。涂覆的组织具有1.0毫米的干燥厚度。涂覆的组织纤网具有与未涂覆的纤网几乎相同的柔软性，并且SAP被可靠地附着于纤网上，即使在轻微压力下进行摩擦也是如此。
使用溶液3b时，SAP/粘合剂混合物的平均干燥涂层重量为423克每平方米，并且由71％SAP和29％粘合剂聚合物组成。涂覆的组织具有1.0毫米的干燥厚度。用溶液3b涂覆的组织纤网与用溶液3a涂覆的组织纤网相比稍微更硬一些。SAP被可靠地附着于纤网上，即使在轻微压力下摩擦也是如此。
按照如下所述的AULC试验方法测定在0.01、0.3和0.9psi的负荷下的吸收性。换算成平均涂布量的结果示于表4和5。
表4粘合剂3a的在负荷下的吸收性(AULC)试验结果
  施加的负荷(psi)   吸收性(SAP/粘合剂涂层的g/g)  吸收性(流体贮存材料的克每平方厘米)
  0.03   15.2  0.6
  0.3   12.8  0.5
  0.9   15.4  0.5
表5粘合剂3b的在负荷下的吸收性(AULC)试验结果
  施加的负荷(psi)   吸收性(SAP/粘合剂涂层的g/g)  吸收性(流体贮存材料的克每平方厘米)
  0.03   20.0  0.8
  0.3   16.5  0.6
  0.9   14.0  0.6
这些结果表明，粘合剂聚合物中的丙烯酸的部分中和导致较高的吸收性，以及稍微较高的劲度。
实施例4
重复实施例3中描述的聚合程序，以制备聚合物粘合剂4。在100克粘合剂溶液4(17.4％聚合物)中，加入25克水。
在25克水稀释的溶液4中加入10克聚丙烯酸酯超吸收剂，表示为FAVOR 9543，Stockhausen，Inc.，Greensboro，北卡罗来纳州制造。通过筛分将粒度分离，并且利用通过300微米筛网的级分。将混合物搅拌，提供粒子在粘合剂溶液中的均匀的悬浮体。使用刮铲将混合物均匀地涂抹到8×34厘米高蓬松性粘合梳理纤网上。该高蓬松性粘合梳理纤网是按照美国专利5,364,382，由Kimberly-Clark制造的浪涌材料。浪涌材料的基础重量是85gsm和密度是0.04g/cm3，该密度在0.05psi的压力下测定。
使用溶液4时，SAP/粘合剂混合物的平均干燥涂层重量为571克每平方米并且由74％SAP和26％粘合剂聚合物组成。涂覆的浪涌材料具有2.8毫米的干燥厚度。用溶液4涂覆的浪涌纤网保持了柔性，并且SAP被可靠地附着于纤网上，即使在轻微压力下摩擦时也是如此。
表6：粘合剂4的在负荷下的吸收性试验结果
  施加的负荷(psi)   吸收性(SAP/粘合剂涂层的g/g)  吸收性(流体贮存材料的克每平方厘米)
  0.03   18.5  1.0
  0.3   18.2  1.0
  0.9   12.1  0.7
这些结果表明，SAP可以被可靠地附着于高蓬松性非织造材料上，并且提供高水平的吸收性和柔软性。
实施例5
该实施例是在过量流体中SAP的附着的对比实施例。为了测定甚至在过多流体的存在下，交联粘合剂将超吸收剂粒子保持在基材上的效率，进行了以下试验。用SAP/粘合剂涂覆的浪涌纤网被用来测定附着效率，并且与用相同的SAP涂覆的、但是具有非交联的(水溶性)粘合剂的浪涌纤网对比。SAP/粘合剂涂覆的浪涌按照以下制备。在25克水稀释的溶液4中加入10克聚丙烯酸酯超吸收剂，表示为FAVOR 880，Stockhausen，Inc.，Greensboro，北卡罗来纳州制造。将混合物搅拌，提供粒子在粘合剂溶液中的均匀的悬浮体。使用刮铲将混合物均匀地涂抹到8×34厘米高蓬松性粘合梳理纤网上。该高蓬松性粘合梳理纤网是按照美国专利5,364,382，由Kimberly-Clark制造的浪涌材料。浪涌材料的基础重量是85gsm。以同样方式制备了第二个样品，除了将第二层浪涌材料施加到涂层上面，以产生“夹层”结构。
测定了SAP/粘合剂涂覆的浪涌材料的28厘米乘9厘米样品的干燥重量，然后将该纤网悬挂在4升烧杯之上。该烧杯盛放着0.9％盐溶液并且放在搅拌板(Cole Parmer 4658型搅拌加热板，可得自Cole Parmer仪器公司，芝加哥，IL)上，其中具有3英寸搅拌棒，0.5英寸直径。将浸渍在流体中的涂覆纤网在设定值为5(低)下搅拌30分钟。以同样方式，在设定值为10(高)下，进行了附加试验。从溶液中除去涂覆的浪涌材料并且完全干燥。将再干燥的重量与初始干燥重量对比，确定在给定的测试条件下除去的SAP/粘合剂百分数。保留在浪涌材料上的SAP/粘合剂的百分数通过从100％中减去除去的SAP/粘合剂百分数来计算。
作为对比样品，将浪涌材料用非交联的粘合剂涂覆，该非交联的粘合剂通过在300克甲醇和40克水的混合物中混合20克POLYOX N-10和20克POLYOX 205(两者可得自Union Carbide，Danbury，康涅狄格州)，得到9.5％溶液来制备。将7.5克FAVOR 9543聚丙烯酸酯超吸收剂与26.3克该溶液混合，提供3∶1 SAP与粘合剂的比例。将该混合物涂覆在按照美国专利5,364,382制造的浪涌材料上，并且如实施例4所描述的进行干燥。如上所述，在过量的0.9％盐水中以同样方式试验所得到的涂覆的浪涌材料。结果示于表7。
表7：在过量流体中SAP的附着
  样品   搅拌   保留的SAP/粘合剂百分数
  6A   无   40
  6B   低   45
  6C   高   30
  6D   无   66
  6E   低   49
  6F   高   42
  对比A   无   4
  对比B   低   6
  对比C   高   4
样品6A-C是用本发明的一层SAP和粘合剂涂覆的浪涌材料。
样品6D-E与A-C相同，除了将第二个浪涌材料层施加在该涂层之上以产生“夹层”结构。
对比A-C是用上述一层SAP和非交联的对比粘合剂涂覆的浪涌材料。
该实施例举例说明，本发明的交联粘合剂显著地提高了SAP对基材的附着，即使当暴露于大量过量的流体中的时候也是如此。
实施例6
通过将0.354克过氧化苯甲酰溶解在300毫升乙醇中制备了引发剂溶液。通过在250毫升乙醇中混合21.4克丙烯酸(24质量％)、73.5克聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯(74质量％)和1.46克3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯(2质量％)制备了单体溶液。在搅拌下，将引发剂溶液在夹套反应器中加热到75摄氏度。将单体溶液滴加到引发剂溶液中。将该聚合溶液搅拌并且在75摄氏度下加热大约2小时，这时加入0.096克偶氮二异丁腈(AIBN)在30毫升乙醇中的溶液。在75摄氏度下搅拌和加热另外的一小时，此时在聚合溶液中加入0.096克偶氮二异丁腈(AIBN)在30毫升乙醇中的第二溶液。在75摄氏度下另一小时后，进行第三次加入。在75摄氏度下搅拌和加热继续总共大约7小时的反应时间。
在20克的粘合剂聚合物溶液(16.2百分数聚合物，在乙醇中)中，加入3.24克聚丙烯酸酯超吸收剂，表示为FAVOR 9543，Stockhausen，Inc.，Greensboro，北卡罗来纳州制造。通过筛分分离粒度，并且使用通过600微米筛网和保留在300微米筛网上的级分。该混合物提供了1∶1比例的粘合剂聚合物与聚丙烯酸酯超吸收剂。将该混合物倾倒入聚苯乙烯称皿中，在室温下干燥16小时，提供了包埋超吸收剂粒子的软质薄膜。
将一部分的干燥的SAP/粘合剂薄膜，重量0.56克，密封在茶袋中，并且浸渍在0.9％盐水中60分钟。将包含溶胀的薄膜的茶袋在1600rpm(相当于3G)下离心3分钟，除去自由流体。该聚合物薄膜的吸收性为13.6克0.9％盐水每克干燥的SAP/粘合剂薄膜。在相同的条件下试验的FAVOR 9543聚丙烯酸酯超吸收剂的样品具有的吸收性为22.7克0.9％盐水每克干燥的SAP。因为粘合剂聚合物具有的吸收性为6.8g/g，因此该薄膜组合物的理论吸收性是：0.5×6.8g/g+0.5×22.7g/g＝14.7g/g。测定的吸收性，13.6g/g，是理论吸收性的92％。因此将SAP包封在粘合剂薄膜中对非包封的SAP和粘合剂薄膜的混合物的吸收性具有极微小的影响。
实施例7
将实施例6的聚合物溶液的一部分用氢氧化钠溶液处理，以中和粘合剂聚合物中一部分(50％)的丙烯酸单元，以便提高通过干燥该溶液产生的交联薄膜的吸收性。中和通过在236克聚合物溶液(16.2％聚合物)中加入5.25克48.5％的氢氧化钠溶液并且在室温下搅拌5分钟来进行。
在20克的粘合剂聚合物溶液(15.0百分数聚合物，在乙醇/水中)中，加入3.0克聚丙烯酸酯超吸收剂，表示为FAVOR 9543，Stockhausen，Inc.，Greensboro，北卡罗来纳州制造。通过筛分分离粒度，并且使用通过600微米筛网和保留在300微米筛网上的级分。该混合物提供了1∶1比例的粘合剂聚合物与聚丙烯酸酯超吸收剂。将该混合物倾倒入聚苯乙烯称皿中，在室温下干燥16小时，提供了包埋超吸收剂粒子的软质薄膜。
将一部分的干燥的SAP/粘合剂薄膜，重量0.73克，密封在茶袋中，并且浸渍在0.9％盐水中60分钟。将包含溶胀的薄膜的茶袋在1600rpm(相当于3G)下离心3分钟，除去自由流体。该聚合物薄膜的吸收性为14.0克0.9％盐水每克干燥的SAP/粘合剂薄膜。在相同的条件下试验的FAVOR 9543聚丙烯酸酯超吸收剂的样品具有的吸收性为22.7克0.9％盐水每克干燥的SAP。使用相同的试验方法，与所述粒子分开地测定粘合剂薄膜的吸收性。粘合剂薄膜的吸收性为6.8g/g。因为粘合剂聚合物具有的吸收性为6.8g/g，因此该薄膜组合物的理论吸收性是：0.5×6.5g/g+0.5×22.7g/g＝14.5g/g。测定的吸收性，13.6g/g，是理论吸收性的97％。因此将SAP包封在粘合剂薄膜中对非包封的SAP和粘合剂薄膜的混合物的吸收性具有极微小的影响。
实施例8
如实施例6所描述的制备粘合剂聚合物，除了单体的比例改为丙烯酸(36质量％)、聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯(62质量％)和3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯(2质量％)。氢氧化钠溶液被用来中和一部分(70％)的粘合剂聚合物中的丙烯酸单元。加入附加的水，以降低溶液粘度。溶剂组成为大约83％乙醇和17％水，粘合剂聚合物含量为10重量百分数。
将洗涤剂粉末(由Lever Brothers Company，Greenwich，康涅狄格州制造的ALL洗涤剂，或者由Fisher Scientific Co.分配的SPARKLEEN实验室洗涤剂)均匀地分布在按照美国专利5,364,382、由Kimberly-Clark制造的浪涌材料的样品表面上。该浪涌样品的基础重量为100gsm。然后在实验室规模的喷涂单元中用粘合剂喷涂该样品，所述喷涂单元被设计成能在基材上涂覆均匀的和一致量的粘合剂溶液。该实验室规模喷涂单元被设计成能严格地模仿其中使用乳液粘合剂作为唯一的将气流铺置复合材料稳定化的手段的商业气流铺置机器的操作。该设备被装在小框架(small-framed)的壳体中并且被放入实验室通风橱中。该单元在单元的中心具有固定的样品支架(10×13英寸)和直接在样品支架上的可移动的喷涂头。真空盒被安装在样品支架部分下，以将喷涂物吸引到基材中。被处理的基材置于真空盒上。要被涂覆到基材上的粘合剂被装在增压的贮存容器中，该容器位于喷涂室外面并且能够承受最高1000psig的压力。粘合剂通过高压挠性管路传输给喷嘴。具有来自Spraying Systems Co.的管嘴的喷涂头借助于皮带传动的滑动组件在基材上运动，以提供希望的涂覆均匀性和速度。喷涂头以80英尺/分的速度操作，喷涂雾化压力为100psig。在喷涂之后，基材被人工地移到Mathis通过-空气-干燥机(through-air-dryer)烘箱，并且在150摄氏度下干燥3分钟，所述烘箱可得自Werner Mathis(Palmer，宾夕法尼亚州)。
喷涂单元由Kimberly-Clark公司(Neenah，威斯康星州)制造。装有该单元和喷涂头的室由Airline Hydraulics公司(Bethlehem，宾夕法尼亚州)制造。喷嘴(UNIJET-TP-8001E-SS)从SprayingSystems公司(Wheaton，伊利诺斯州)获得。不锈钢增压贮存容器(1000ml容积)和用于喷涂化学品的其它的配件从Swagelok-Whitey公司(Appleton，成斯康星州)获得。用于该单元的真空由从Grainger目录获得的六加仑湿/干真空净化器(3UP77型)提供。
将20％粘合剂(重量)喷涂在浪涌样品上，以将洗涤剂粉末粘合到基材上。加入的洗涤剂和粘合剂的量示于表8。
表8：附着于浪涌基材的洗涤剂粉末的量
  样品   洗涤剂   最终基础重量(gsm)   粘合剂基础重量(gsm)   洗涤剂基础重量(gsm)
  1a   ALL洗涤剂   887   157   630
  2a   ALL洗涤剂   825   145   580
  3a   ALL洗涤剂   996   179   717
  1b   SPARKLEEN   889   158   631
  2b   SPARKLEEN   895   159   636
  3b   SPARKLEEN   947   169   678
该粘合剂聚合物提供了洗涤剂与浪涌基材的固定附着，并且当基材被弄湿时洗涤剂易于释放。该材料，包含预定量的洗衣洗涤剂或者洗涤粉，提供了用于家庭洗衣用途的方便的分配形式，或者作为小包装用于汽车、船或者娱乐车。
实施例9
表9：完整性和吸收性
  样品   样品说明   拉伸强度(g/gsm)   CRC(g/g)   基础重量(gsm)
  A   50％9543SAP/47％CR1654浆/3％T255   1.0   11.0   668
  B   50％9543SAP/45％CR1654浆/5％T255   2.4   9.9   695
  C   50％9543SAP/43％CR1654浆/7％T255   3.7   11.4   728
  D   50％9543SAP/40％CR1654浆/10％T255   5.8   9.7   749
  E   50％9543SAP/46％NB416浆/4％T255   6.1   10.7   742
  F   50％9543SAP/50％PXL浆   0.2   10.2   601
  G   45％9543SAP/45％CF416浆/10％可交联粘合剂组合物   8.1   9.1   814
  H   52.5％9543SAP/42.5％CF416浆/15％可交联粘合剂组合物   8.7   8.1   874
  I   75％9543SAP/25％可交联粘合剂组合物，在17gsm纺粘材料上   11.8   14.9   378
  J   75％9543SAP/25％可交联粘合剂组合物，在100gsmUCTAD上   14.2   10.1   571
实施例9中样品A-E、G和H是使用手抄纸成形器手工制造的。通过在成形器中空气环流将由Stockhausen生产的超吸收剂FAVOR 9543和纤维均匀地混合。将样品在150摄氏度下加热5分钟，压实到0.2克/立方厘米，以活化T255的粘合(聚乙烯/聚丙烯双组分粘合剂纤维，可得自KOSA(Salisbury，北卡罗来纳州))。CR 1654浆可得自美国AllianceForest Products(Coosa River，阿拉巴马州)。CF 416和NB 416是美国长叶松牛皮纸纤维，可得自Weyerhaeuser Inc.(分别位于Columbus，密西西比州和Newburn，北卡罗来纳州)。
样品G和H在手抄纸成形器中以近似365gsm的基础重量制备，并且用如实施例3所描述制备的粘合剂溶液3b喷涂。喷涂单元在实施例8中有描述。在喷涂粘合剂之后，将两个片材层合在一起，然后在150摄氏度下干燥3分钟。
样品I用如实施例8所描述制备的粘合剂组合物制成，所述粘合剂组合物随后用氢氧化钠溶液中和丙烯酸单元的70％。将40克该溶液(10％聚合物浓度)与16克FAVOR 9543(可得自Stockhausen Inc.，Greensboro，南卡罗来纳)混合。将该SAP/粘合剂混合物涂布在17gsm聚丙烯纺粘非织造织物上，该非织造织物用AHCOVEL N-62表面活性剂处理以提高润湿性。该纺粘材料可得自Kimberly-Clark(Dallas，得克萨斯)。将涂覆的纺粘材料在实验室通风橱中在室温下干燥18小时。
测定零负荷下的吸收性(AUZL)的试验方法
零负荷下的吸收性(AUZL)是测定吸收性材料在可忽略的负荷或者约束力下吸收液体(例如氯化钠在蒸馏水中的0.9重量百分数溶液)的能力的试验。将大约0.16克颗粒SAP称重并且放入塑料样品杯。样品杯包括具有1英寸内径和1.25英寸外径的塑料圆筒。样品杯的底部通过将具有150微米筛孔的100目金属筛网粘合到所述圆筒的端部而形成，这通过将所述筛网加热到高于塑料的熔点并且将塑料圆筒压在热的筛网上，使塑料熔融并且将筛网粘合到塑料圆筒上来完成。然后用重量为4.4克的塑料隔片圆盘覆盖样品，该圆盘产生大约0.01磅每平方英寸的压力。将样品杯置于陪氏培养皿中，陪氏培养皿中包含大约25毫升的0.9％重量氯化钠溶液。在一个小时之后，将杯子取出并且放在多层纸巾上，以将纤网或者coform的间隙流体吸干。通过将杯子运动到干燥的纸巾区域而继续所述吸干作用，直到在纸巾上不存在可见的流体印迹。在湿的和干的情况下杯子的重量差代表被纤网或者coform吸收的流体总量，并且被用来计算AUZL。
测定合材料的负荷下吸收性(AULC)的试验方法
复合材料负荷下吸收性(AULC)是测定吸收性材料在施加的负荷或者约束力下吸收液体(例如0.9重量百分数氯化钠水溶液)的能力的试验。AULC方法在吸收性材料上提供一轻微的流体正压头，该吸收性材料被允许在约束性负荷下溶胀。在试验结尾，将材料在真空下排干。
AULC试验杯是高度为至少1.75英寸的圆筒；内径限定了一圆筒，其底部具有4.37in2的面积。试验杯的底部通过将具有150微米筛孔的100目金属筛网粘合到所述圆筒的端部而形成，这通过将所述筛网加热到高于塑料的熔点并且将塑料圆筒压在热的筛网上，使塑料熔融并且将筛网粘合到塑料圆筒上来完成。将重量大约60克和圆直径大约2.36英寸的隔片装配在AULC试验杯内，不受到束缚。隔片被制造成具有许多的直径为大约9毫米的圆柱状孔，提供的开孔面积为大约52％。以与筛网被连接到试验杯底部类似的方式，或者其它适合的方法，将100目筛网粘合到隔片的底部。调整重物的大小，以便装配在所述隔片之上。最初的重物应该施加600克的负荷(与隔片结合地)，和第二个重物与最初的重物和隔片圆盘一起应该施加1800克的负荷。
需要的辅助设备包括：用于在试验结尾从复合材料中抽吸出的液体的真空捕集器，浅平皿例如陪氏培养皿或者塑料称重舟皿，其适合于容纳与将被样品吸收的液体相比过量的液体，和厚度在0.3毫米和0.75毫米之间和网目尺寸为大约1.2毫米的薄目筛网。真空捕集器适合于将真空施加到与AULC试验杯底部的尺寸匹配的区域(例如，可以用相对不渗透的材料将较大的真空区域选择性地屏蔽，除了与AULC杯底部的尺寸匹配的区域)。施加的真空为大约27英寸汞柱。
复合试样被切割，以配合AULC试验杯的内部。气流铺置或者非织造基材料被切割成2.35英寸直径的圆。空气成型(Airformed)样品被切割成或者成型为圆，每个具有2.312英寸的直径。
为了进行所述试验，试验杯和隔片应该被净化和干燥。在每个试验中使用的试验杯和隔片应该在一起称重(测定1)，并且记录质量。将样品置于样品杯中，并且将隔片置于杯子中的样品的上面。然后称重所述组合体(测定2)，并且记录质量。根据需要，将适当的量的重物放在隔片顶上。隔片单独施加0.03磅/平方英寸面积的力(psia；圆盘和最初重物，净重为600克，施加0.3psi的力，并且圆盘和两个重物具有1800克的净重，施加0.9psi的力)。
将容纳样品的杯子，在筛网上，置于浅平皿中的过量流体的汇聚处，并且立即起动一小时的定时器。平皿中流体的水平保持在大约1毫米到2毫米深度。一个小时之后，将样品从流体浴中除去。应该倒去可能积累在样品顶上的任何流体，而不移动隔片圆盘顶上的任何重物。然后将样品组合体放在真空盒上，使任何重物仍然保持在原位。将真空施加到样品上30秒。
然后从组合体中除去隔片顶上的任何重物，将组合体再次称重(测定3)。记录质量。
样品的干燥重量通过测定2减去测定1来计算。为样品所吸收的流体的量通过测定3减去测定2来计算。复合材料的在负荷下的吸收性用吸收的流体的量除以样品的干燥重量来计算。
每个样品应该测定至少三个样本，并且应该将负荷下的吸收性值平均，以获得复合材料样品的总体负荷下吸收性。
测定劲度的试验方法
在此描述的测定劲度值的适合的技术是Gurley劲度试验，其说明在TAPPI标准试验T 543 om-94中提出(纸张的抗弯性(Gurley型测试仪))。适合的试验装置是Gurley数字劲度试验仪，4171-E型，由Teledyne Gurley制造，其在新泽西州有办事处。为了本发明的目的，所述的Gurley劲度值用以对应于将由“标准”尺寸样品产生的值。因此，Gurley劲度试验仪的标度读数被适当地转化为标准尺寸样品的劲度，并且传统地以毫克力报告(mgf)。目前，标准“Gurley单位”等于1mgf的劲度值，并且可以相当地用于报告Gurley劲度。
测定吸收容量的试验方法
离心保留能力：离心保留能力(CRC)是测定一克材料在单一时间间隔或者一系列时间间隔中、在经受一段时间的离心力以后，可以吸收或者固定的试验液体(例如水或者氯化钠在蒸馏水中的0.9重量百分数溶液)的量(克)的试验。
将原料茶袋材料切割成3-英寸(大约7.6厘米)乘5-英寸(大约12.7厘米)矩形，并且折叠成一半，形成2.5-英寸(大约6.4厘米)乘3-英寸(大约7.6厘米)矩形，使可密封面内向。将三个开口侧面的两个热密封，使密封的内部边缘离边缘大约0.25英寸(大约0.64厘米)。将大约0.2克的试样材料(或者1-英寸乘1-英寸正方形复合材料片)放入预先称重的茶袋中，并且将茶袋的开口端热密封。将茶袋浸在试验液体的盘中达到一时期间隔，除去茶袋，使其在金属丝网上以大约45度角度排水大约2分钟，，在290倍重力下离心大约3分钟、然后称重。如果试验一系列时间间隔，则将样品放回到试验液体中，直到下一个时间间隔。在每一时间间隔之后，再次将茶袋在金属丝网上排水大约2分钟，再次在290倍重力下离心大约3分钟，然后再次称重。在最后的时间间隔之后，将茶袋干燥，然后再次称重。通过在相似条件下离心空的茶袋(其也被置于试验液体中)，还进行了空白试验。由获得的数据计算在离心之后每克干试样材料保留的试验液体的重量，并且将其用来表示离心保留能力值，单位为保留的试验液体克数每克干试样材料。
虽然在上述说明书中已经就某些优选实施方案描述了本发明，并且为了举例说明的目的提出了许多细节，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不背离本发明的基本原则的前提下，本发明能够包括另外的实施方案，并且可以对在此描述的细节作出很大的改变。

Claims (22)

1.一种流体贮存材料，其包含：
用吸收性可交联粘合剂组合物相互固定的粒子，所述吸收性可交联粘合剂组合物包含可交联粘合剂，所述可交联粘合剂由亲水性聚合物、含有亲水性试剂的亲水性聚合物的共混物和/或含有亲水性试剂的疏水性聚合物的共混物组成的可溶性粘合剂，所述粒子包括选自超吸收剂粒子、包封试剂、粉末和其组合的材料，所述包封试剂选自香料试剂、净化剂和皮肤复壮试剂，所述粉末包括活性炭和碳酸氢钠的至少一种，所述亲水性聚合物包括聚环氧乙烷、聚乙二醇、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物、聚乙烯基醇和聚烷基乙烯基醚。
2.权利要求1所述的流体贮存材料，其还包含用所述吸收性可交联粘合剂组合物固定到所述粒子上的纤维。
3.权利要求2所述的流体贮存材料，其中所述纤维包括由以下组成的组中的至少一种：北方硬木纤维、南方硬木纤维、碱化南方硬木纤维、软木纤维、以化学方法硬化的南方软木浆、交联的纸浆、纤维素粉末、超吸收性纤维、再生纤维素纤维、棉花、醋酸纤维素、聚酯纤维、丙烯酸系纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酰胺纤维、和其混合物。
4.权利要求1所述的流体贮存材料，其中所述可交联粘合剂为烷氧基硅烷接枝的聚环氧乙烷。
5.权利要求4所述的流体贮存材料，其中所述烷氧基硅烷包括甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
6.权利要求1或2所述的流体贮存材料，其中所述吸收性可交联粘合剂组合物还包含粘合剂，该粘合剂的玻璃化转变温度低于10摄氏度。
7.权利要求1或2所述的流体贮存材料，其中所述吸收性可交联粘合剂组合物还包含丙烯酸共聚物或长链亲水性丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
8.权利要求1或2所述的流体贮存材料，其中所述吸收性可交联粘合剂组合物还包含改性剂，其选自增塑剂、着色剂、稳定剂、流动助剂和防腐剂。
9.权利要求1或2所述的流体贮存材料，其中所述吸收性可交联粘合剂组合物包含潜在的交联剂，该潜在的交联剂包括多价金属离子。
10.权利要求1或2所述的流体贮存材料，其中所述粒子和吸收性可交联粘合剂组合物中的粘合剂以1∶4到20∶1的比例存在。
11.权利要求1所述的流体贮存材料，其中所述流体贮存材料具有至少5克/克的吸收容量。
12.权利要求1所述的流体贮存材料，其包含：
基材；其中所述粒子用所述吸收性可交联粘合剂组合物固定到基材上。
13.权利要求12所述的流体贮存材料，其中所述基材选自非织造纤网、织造纤网、针织物、纤维素组织片材、塑料薄膜、泡沫、加线复合材料和弹性体网络复合材料。
14.权利要求12所述的流体贮存材料，其中所述基材包括塑料薄膜，所述塑料薄膜包括至少一种选自以下的聚合物：聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、茂金属催化的弹性体、茂金属催化的塑性体、聚醚酰胺基聚合物和醚/酯聚氨酯热塑性弹性体。
15.权利要求14所述的流体贮存材料，其中所述低密度聚乙烯包含线性低密度聚乙烯。
16.一种个人护理产品，其包含权利要求1-15中任一项所述的流体贮存材料，其中所述个人护理产品包括训练裤和妇女卫生产品。
17.制造权利要求1-15任一项的流体贮存材料的方法，其包括：
在包含在溶剂中的粘合剂的溶液中分散粒子，所述溶剂不溶胀或者溶解所述粒子；
将所述粒子和所述粘合剂溶液的共混物施加到一个表面；
诱导交联所述粘合剂；和
从所述表面除去所述溶剂。
18.权利要求17所述的方法，其还包括在所述表面上将所述粒子压入所述粘合剂溶液。
19.权利要求17或18所述的方法，其中所述粒子和所述粘合剂溶液的共混物使用选自以下的涂覆工艺施加到所述表面：辊衬刮刀涂布、辊式涂布、印刷和喷涂。
20.权利要求17或18所述的方法，其中所述粘合剂的交联通过选自以下的手段之一进行诱导：热引发、辐射引发、氧化还原化学反应、多价金属离子配合和水分。
21.制造权利要求1-15中任一项所述的流体贮存材料的方法，其包括：
将粒子分散在表面上；
在分散了粒子的所述表面上施加一种溶液，该溶液包含在溶剂中的粘合剂组合物，该溶剂不溶胀所述粒子；
诱导交联所述粘合剂组合物；和
从所述表面除去所述溶剂。
22.制造权利要求1-15中任一项所述的流体贮存材料的方法，其包括：
将粘合剂组合物加热到可流动的状态；
在一个表面上挤出涂覆所述可流动的粘合剂组合物；
将粒子加到所述粘合剂组合物中；和
通过暴露于湿空气来诱导所述粘合剂的交联。
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