CN1298289A - 用于吸收体液的吸湿件 - Google Patents

Abstract

本发明描述了用于存留如尿液之类的体液的吸湿件,这些吸湿件含有至少一种渗透吸湿剂(优选是一种形成水凝胶的吸湿聚合物)和大表面面积材料。这些吸湿件具有高毛细管吸附容量。本发明所公开的毛细管吸附容量是根据上述吸湿件在若干个高毛细管高度时吸入液体的能力来测量的,这些高度通常是上述吸湿件置于吸湿用品中时出现的。更具体地说,毛细管吸附容量根据吸湿件的毛细管吸附吸湿容量测定,而吸湿件的毛细管吸附吸湿容量是按照试验方法部分中所描述的毛细管吸附方法测量的。

Description

用于吸收体液的吸湿件

技术领域

本申请涉及用于吸收如尿液、月经之类的体液的吸湿件。本申请尤其涉及具有高毛细管吸附性能的吸湿件。

发明的背景技术

开发用作一次性尿布、成年失禁病人用垫和针织三角裤、如卫生巾之类的月经用品的吸附性高的吸湿件是很多商业部门所关注的课题。对于这类用品，人们很希望具有薄的特征。例如，较薄的尿布对穿用者而言比较轻便，在短裤里面比较贴身，而且不易引起他人注意。这种尿布包装较小，更便于消费者携带和收藏。对制造商和销售商而言，包装小型化可降低包括减小存放每个尿布组件所需的货架空间在内的销售费用。

能否提供较薄的吸湿用品(如尿布)取决于是否能开发出可以收集和存留排泄出的大量体液尤其是尿液的较薄的吸湿芯或吸湿结构。就这点而论，采用通常称之为“水凝胶”、“超吸湿材料”或“含水胶体材料”的某些吸湿聚合物是特别重要的。例如，可参见1972年6月13日授权于Harper等人的美国专利3699103号和1972年6月20日授权于Harmon的美国专利3770731号，这两篇文献都披露了在吸湿用品中使用这类吸湿聚合物(下面称之为“形成水凝胶的吸湿聚合物”(“hydrogel-forming absorbentpolymers”))的信息。毫无疑问，薄吸湿芯直接导至开发较薄的尿布，其优点是，当与纤维基体结合使用时，这类形成水凝胶的吸湿聚合物能够吸附大量排泄出的体液。例如，可参见1987年6月16日授权于Weisman等人的美国专利4673402号和1990年6月19日授权于Lash等人的美国专利4935022号，上述文献公开了用于制作薄型小巧轻便的尿布的双层芯结构，这种结构含有纤维基体和形成水凝胶的吸湿聚合物。另外，还可参见1996年10月8日授权于Goldman等人的美国专利5562646号和1997年2月4日授权于Goldman等人的美国专利5599335号，此两篇文献均涉及含有形成水凝胶的聚合物高度集中区的吸湿芯，在上述区域，在隆起部上，该聚合物形成连续凝胶的液体传送带。

此外，还采用形成水凝胶的吸湿聚合物作为吸湿用品存留结构中的主要组分，采用由高内相油包水乳状液(“HIPEs”)衍生的聚合泡沫材料也已被认同。例如，可参见1993年11月9日授权于DesMarais等人的美国专利5260345号、1995年2月7日授权于Dyer等人的美国专利5387207号和1997年7月22日授权于DesMarais等人的美国专利5560222号。上述泡沫材料，尤其是那些起存留/再分配液体作用的部分与含有处于纤维基体中的形成水凝胶的吸湿聚合物的存留结构相比具有一系列优点，这些优点包括：良好的毛细作用和液体分布特性、在压力下存留容量大、柔软等。

以前在形成水凝胶的吸湿聚合物和HIPE两方面工作的主要集中点是使较薄的材料中液体存留容量最大。形成水凝胶的吸湿聚合物材料吸附液体，并使吸湿用品具有泄漏保护性能且干爽。一旦尿液被吸附，渗透力可使被吸附的液体有效地存留在吸湿聚合物中，这有利于防止已被吸附的尿液再湿润顶片。当然，如果液体没有流到形成水凝胶的聚合物表面，则形成水凝胶的聚合物本身吸附液体的能力很微弱。这一点在液体仅存在于细毛细管中的高毛细管高度(capillarg heights)处尤其关键。例如，常用的软木浆在毛细管高度为100cm处几乎没有吸附。那么，毫不奇怪，浆液和形成水凝胶的聚合物的混合物在100cm处也几乎不吸收。因此，尽管已开发出置于薄型材料中的大的液体存留能力的凝胶，提供具有大存留容量、且具有强毛细管吸附能力(Capillary Suction Capabilities)的材料仍然是对其有经久不衰的需求。具有大的毛细管吸附容量的储存材料可使其他吸湿芯材料(如收集和分配材料)脱水，通常，在吸湿用品的吸湿芯中包含一种或两种上述材料。使上述其他吸湿芯成分完全脱水时，这些储存材料最好能消除(handle)穿用者排泄出的液体的其它危害。除一般的大毛细管吸附容量外，特别希望具有的性能是能在较高的毛细管吸附高度下的这种吸附能力。当用品被液体润湿时，从排泄区(如用品的裆区)排出的液体朝用品的前部和后部流动可增进穿用者的舒适感。显然，储存材料使其它的芯材部分(尤其是通过毛细作用将液体带到高毛细管高度的分配材料)脱水的性能特别适合在吸湿用品中起吸湿材料的作用。

因此，人们希望能提供一种具有大毛细管吸附容量的储存吸湿件，其中，该储存吸湿件含有形成水凝胶的吸湿聚合物或其它主要由于渗透力而吸附液体的材料。

发明概述

本发明涉及用于容纳(即存留)如尿液之类的体液的吸湿件。这种储存吸湿件具有大毛细管吸附容量。为了公开本发明，以吸湿件在较高的毛细作用压力下吸入液体的能力来度量毛细管吸附容量。当将该吸湿部件装于吸湿用品中时，常常会受到上述压力。具体地说，根据该部件的毛细管吸附的吸湿容量(capillary sorption absorbent capacity)测量毛细管吸附容量，部件的毛细管吸附吸湿容量是根据下面将描述的试验方法章节中的毛细吸附法(Capillary Sorption method)进行测量的。

附图的简要说明

图1为具有吸湿芯的尿布的分解图，上述吸湿芯包括本发明的大毛细管吸附容量的储存吸湿件；

图2a为用于图1示出的尿布中的典型多层芯的分解图；

图2b为用于图1示出的尿布中另一种典型多层芯分解图；

图3为用于本发明的储存吸湿件中的典型的大表面面积的聚合物泡沫材料的显微照片(放大倍数500X)；

图4为图3中绘出的大表面面积的聚合物泡沫材料的显微照片，但其放大倍数为1000X；

图5为本发明的储存吸湿件的显微照片，该吸湿件包括颗粒状形成水凝胶的吸湿聚合物和颗粒状聚合物吸湿泡沫材料；

图6为本发明的储存吸湿件的显微照片，该吸湿件包括粒状形成水凝胶的吸湿聚合物和大表面面积的乙酸纤维素纤维；

图7为本发明的储存吸湿件的显微照片，该吸湿件包括粒状形成水凝胶的吸湿聚合物和大表面面积微细玻璃纤维；

图8A为测量吸湿件的毛细管吸附吸湿容量的装置示意图；

图8B为通常在图8A中示出的玻璃烧结容器的横截面近似图；

图8C为图8B中示出的玻璃烧结容器的圆筒/活塞组件的横截面近似图；

图8D为图8C中示出的圆筒/活塞组件的活塞外观(piston aspect)的横截面近似图；

图9为形成发明的典型的储存吸湿件的装置示意图，其中，该吸湿件包括粒状聚合泡沫材料和粒状形成水凝胶的吸湿聚合物的共混物；

图10为形成本发明的典型的储存吸湿件的另一种装置的示意图；

图11为用图10所示装置生产的储存吸湿件的透视图。

发明的详细说明

Ⅰ．定义

在本说明书中，“体液”一词包括(但不限于)尿液、月经、阴道分泌物、汗水和粪便。

此处所用的“吸湿芯”一词指的是吸湿用品的一部分，它的主要功能是处理用品中液体，包括收集、传送、分配和存留体液。因此，吸湿芯通常不包括吸湿用品的顶片和底片。

此处所用的“吸湿件”一词是指吸湿芯的某些部分，这些部分通常具有一种或多种处理液体的性能，例如，收集液体、分配液体、传送液体、存留液体等。吸湿件可以是整个吸湿芯，也可以是吸湿芯的一部分，也就是说，吸湿芯可以包括一个或多个吸湿件。“储存吸湿件”是吸湿芯的吸湿件部分(一部分或多部分)，它的功能主要是存留被吸附的液体。如上所述，由于储存吸湿件的垂直的毛细作用，它也可以具有分配液体的功能。

此处所用的“层”是指主要尺寸是X-Y方向即吸湿件的长度和宽度方向的那种吸湿件。应当想到，术语层不必限于材料的单层或片。因此，层可以是所需种类的材料的叠层或多片组合或絮网。据此，术语“层”包括术语“多层”和“层状的”。

此处所用的“渗透吸湿剂”一词是指根据已吸收溶液和未吸收溶液之间的化学势差来吸收溶液的材料或结构。通常，对于已吸收的溶液而言，该化学势差是由较高的溶液浓度产生的。为了抑制通过溶质种类的扩散使溶质浓度相等，通常渗透吸湿剂有一层可选择地抑制至少一种溶质扩散的扩散膜。合适的扩散膜的例子是：(ⅰ)半透性反渗透膜，其中这类膜对可溶性盐(如NaCl)有扩散阻挡作用；(ⅱ)交联聚电解质网(如用于水凝胶中)，其中上述聚电解质网包含凝胶内由于电中性条件分离出的带相反电荷的离子。在1992年4月28日授权于White的美国专利5108383号和1992年1月21日授权于Gross等人的美国专利5082723号中描述了渗透团或腔吸湿剂(osmotic packet or chamber absorbents)的一些实例，此两篇文献的每一篇均为本发明的参考文献。用于本发明的储存吸湿件中的特别优选的渗透吸湿剂是将在下面详细描述的形成水凝胶的吸湿聚合物。

此处所用的术语“X-Y”方向是指与部件、芯或用品厚度垂直的平面。通常，上述X-Y方向分别与部件、芯或用品的长度和宽度相应。

此处所用的术语“范围”或“区”是指吸湿件的一些部分或片段。

此处所用的术语“Z方向”是指垂直于部件、芯或用品的长度和宽度的方向。通常，Z方向与部件、芯或用品的厚度相应。

就本发明而言，还应了解的是“上面”一词是指吸湿件如最靠近吸湿用品穿用者的那些层，通常它们较接近吸湿用品的顶片；与之相反，“下面”一词是指远离吸湿用品穿用者的吸湿部件，通常它们比较接近底片。

此处所用术语“含有”意指根据本发明能结合使用的各种部分、部件、步骤等。据此，“含有”这词包含较为限定性的术语“主要由……构成”和“由……构成”，在现在技术中人们已了解到具有标准含意的这些较为限定性的术语。

除非另有说明，本说明书中所有的百分比、比率和比例均以重量计。

Ⅱ．储存吸湿件的毛细管吸附性能

本发明的储存吸湿件具有大的毛细管吸附能力。就本发明公开的内容而言，这种大的吸附容量是根据装于吸湿用品中的吸湿件以高的毛细管高度来摄取其通常遇到的液体的能力来进行测量的。毛细管吸附的吸湿容量试验(此处也称作毛细管吸附试验)是测量储存吸湿件放置在毛细作用吸附装置的不同高度处时每克储存吸湿件吸附试验液体的量。在下面的试验方法这一节中将更详细地描述这种毛细管吸附的吸湿容量试验。下面在表1中列出了一些材料的毛细管吸附的吸湿容量数据。具体地说，提供了以下几种情况的毛细管吸附吸湿容量数据：(ⅰ)由大表面面积微细玻璃纤维和粒状形成水凝胶的吸湿聚合物(按下面的实例1制得)构成的储存吸湿件；(ⅱ)由大表面面积聚合物泡沫材料(按下面的实例2制得)构成的储存吸湿件；(ⅲ)由粒状大表面面积聚合物泡沫材料和粒状形成水凝胶的吸湿聚合物(按下面的实例5制得)构成的储存吸湿件；(ⅳ)由大表面面积乙酸纤维素纤维和粒状形成水凝胶的吸湿聚合物(按下面的实例6制得)构成的储存吸湿件。表1中还列出了现有技术中(作为比较例A和比较例B)一些常用材料的毛细管吸附的吸湿容量数据。现有技术的比较试样A是从一种构件(见下面的讨论)冲压出的5.4cm圆形结构，该构件包括重量比约为42％的纤维素短纤维(cellulose fluff)(由Weyerhauser Co..Washigton生产的Flint RiverPulp)和重量比约为58％的形成水凝胶的吸湿聚合物(可从Clariant GmbH.Franrcfurt，Germany购得，品牌为IM 7300)。现在技术的比较试样B是按照授权于Des Marais等人的美国专利5650222号公开的内容制备的聚合物泡沫材料。

在一种情况中，本发明的强毛细管吸附能力的储存吸湿件在毛细管吸附高度为35cm的吸湿容量至少约12g/g，优选至少约14g/g，更为优选的至少约20g/g，最好至少约27g/g。通常，这些储存吸湿件在毛细管吸附高度为35cm时的吸湿容量应为约12g/g至约60g/g，更常用的是从约14g/g至约50g/g，最常用的情况是从约20g/g至约40g/g。

在另一种情况中，上述强毛细管吸附能力的储存吸湿材料在毛细管吸附高度为70cm时的吸湿容量至少约7g/g，优选至少约9g/g，更为优选的至少约14g/g。一般这些储存吸湿件在毛细管吸附高度为70cm时的吸湿含量应从约7g/g至约35g/g，较常用的是从约9g/g至约30g/g，更常用的是从约11g/g至约25g/g。

还有一种情况是，上述强毛细管吸附能力的储存吸湿材料在毛细管吸附高度为120cm时的吸湿容量至少约4g/g，优选至少约5g/g，较为优选的至少约7g/g，更优选的至少约11g/g。通常，这些储存吸湿件在高度为120cm时毛细管吸着吸湿容量应从约4g/g至约29g/g，常用的是从约5g/g至约24g/g，更常用的是从约7g/g至约19g/g。

再有一种情况是，上述强毛细管吸附能力的储存材料在毛细管吸附高度为200cm时的吸湿容量至少约3g/g，优选至少约4g/g，较优选的至少约6g/g，更优选的至少约8g/g。通常，这些储存吸湿件高度为200cm时应具有从约3g/g至约25g/g的毛细管吸附的吸湿容量，较常用的是从约4g/g至约20g/g，更常用的是从约6g/g至约15g/g。

另外，就含有渗透吸湿剂和大表面面积材料的储存吸湿件而论，或者就根据毛细管吸附的吸湿容量确定本发明吸湿件的高吸附性能而论，特别优选的吸湿件(例如它们的大表面面积材料是聚合物泡沫材料)的特征在于该吸湿件以高的吸附高度、较快的速率开始摄入液体的能力。具有高摄入量和高初始有效摄入率的强吸附件当其他吸湿芯件(如收集或分配件)局部伸展时能为穿用者提供良好的干爽度，而且由于这种高吸附性材料将有利于提高吸湿件的吸收速率。为了公开本发明，此处后者的性质称为该吸湿件在200cm毛细管高度时的初始有效摄入速率(此处称为“在200cm的初始有效摄入速率)，其单位是克/克/小时(g/g/hour)。用200cm所花费的时间除200cm处的毛细管吸附的吸湿容量可计算出储存吸湿件的初始有效摄入率。毛细管吸附的吸湿容量和时间利用在下面的试验方法一节中将详细讨论的毛细作用吸附法可容易地确定。虽然不是一种规定，但特别优选的储存吸湿件在200cm时最初有效摄入率应至少约3g/g/hr，更优选的至少约为4g/g/hr，最优选的至少约为8g/g/hr。通常，在200cm的有效摄入率从约3至约15g/g/hr，较常用的从约4至约12g/g/hr，更常用的从约8至12g/g/hr。

虽然上述最小毛细管吸附的吸湿容量对本发明的吸湿件是重要的，这些吸湿件最好(但不必须)在零排出压力(即毛细管吸附试验中为0cm)下具有至少约15g/g的毛细管吸附的吸湿容量。在另一种优选的情况中，吸湿件应在上面讨论过的至少两段高度上同时具有所要求的g/g摄入量。也就是说，例如，优选的储存吸湿件应具有两个或多个下述性能：(ⅰ)在毛细管吸附高度为35cm下的吸湿容量至少约12g/g，优选至少约14g/g，更优选至少约20g/g，最为优选的至少约27g/g；(ⅱ)在毛细管吸附高度为70cm下的吸湿容量至少约7g/g，优选至少约9g/g，更优选的至少约11g/g，最优选的至少约14g/g；(ⅲ)在毛细管吸附高度为120cm下的吸湿容量至少约4g/g，优选至少约5g/g，更优选的至少约7g/g，最优选的至少约11g/g；(ⅳ)在毛细管吸附高度为200cm下的吸湿容量至少约3g/g，优选至少约4g/g，更为优选的至少约6g/g，最优选的至少约8g/g。

另一方面，本发明的储存吸湿件的特征还在于，与零排出压力时材料的容量相比，在各种不同高度时具有较高的吸湿效率(后面亦称为“毛细管吸湿效率”)。用在零排出压力(即0cm)时材料的毛细管吸附的吸湿容量除以在给定高度时材料的毛细管吸附的吸湿容量可确定给定高度的毛细管吸湿效率。就此而论，一种情况是，本吸湿件在零高度时毛细管吸附的吸湿容量至少约15g/g，优选至少约20g/g，较优选的至少约40g/g，最好约60g/g，而在高度为120cm时毛细管吸湿效率至少约25％，优选至少约30％，最好至少约40％。另一种情况是，本吸湿件在零高度时毛细管吸附的吸湿容量至少约15g/g，优选至少约20g/g，更优选的至少约40g/g，最优选的至少约60g/g，而高度为70cm时的毛细管吸湿效率至少约30％，优选至少约40％，最好至少约65％。再一种情况是，在零高度时本吸湿件的毛细管吸附的吸湿容量至少约15g/g，优选约为20g/g，较优选约40g/g，最优选约为60g/g，而在高度在35cm时毛细管吸湿效率至少约50％，优选至少约70％，最好至少约90％。

又一方面，本发明的优选储存吸湿件具有较高的中间吸附高度，使吸湿件的毛细管吸附的吸湿容量为0cm高度时的毛细管吸附的吸湿容量的50％的高度定义为上述中间吸附高度。就此而论，优选的吸湿件在零高度时毛细管吸附的吸湿容量至少约为15g/g，较优选的约为20g/g，更优选的约为40g/g，最优选的约为60g/g，而中间吸附高度至少约35cm，较优选的至少约40cm，更优选的至少约50cm，最优选的至少约60cm。

Ⅲ．高吸附的储存吸湿件的组份

下面详细描述用于制备本发明的储存吸湿件的代表性材料。在一个优选实施方案中，上述储存吸湿件呈大表面面积亲水性聚合物泡沫状态。在另一特别优选的实施方案中，该储存吸湿件呈大表面面积亲水性聚合物泡沫和渗透性吸湿材料(即，形成水凝胶的吸湿聚合物)结合的形状。在又一个实施方案中，该储存吸湿件包括大表面面积纤维和渗透性吸湿剂(即形成水凝胶的吸湿聚合物)的共混物。

A．大表面面积亲水性聚合物泡沫材料

正如所指出的那样，具有高毛细管吸附容量的大表面面积亲水性聚合物泡沫材料可以用作储存吸湿件的主要成分，或者将这种泡沫材料与渗透性吸湿材料组合使用。虽然用作主要储存材料(即不另加某些对吸湿能力起不可忽视的作用的材料)的泡沫材料与将泡沫材料和渗透性吸湿剂结合使用的情况相比有很多类似特性，但有一些泡沫材料的特性随所讨论的特定的具体实施方案而变。就此而论，下面对特定泡沫材料性能进行讨论时，不区分是用泡沫材料作主要储存吸湿剂组分还是将其与渗透性吸湿剂结合使用的情况，而应当假定对那些泡沫材料性能的描述适用于两类具体情况。反之，应用那些与所讨论的具体实施方案有关的不同泡沫材料性能时，针对每一种具体情况都进行描述。

本说明书中根据大表面面积聚合物泡沫材料的物理性质在本发明有用的范围内对这些材料进行说明，为了对上述泡沫材料进行分析，需要将它们加工成片状。但是使用时泡沫材料呈颗粒状，于是需要从原先加工好的片状制备成颗粒状，而物理性质的测量却是在片状泡沫材料上进行的(即在加工成颗粒状之前进行)。在聚合反应过程中就地将上述泡沫材料加工成颗粒状(或小珠状)，为了进行测量，可将同类泡沫材料(根据化学成分、孔眼大小、W∶O比率等)加工成片状。

(1)常用聚合物泡沫材料的特征

用于本发明的含有渗透性吸湿剂(如形成水凝胶的吸湿聚合物)在内的高毛细管吸附的储存吸湿件中的大表面面积聚合物泡沫材料是现有技术中众所周知的。正如在美国专利5387207号和美国专利5650222号中所描述的那样，通过将高内相油包水乳状液聚合可获得用于与渗透性吸湿剂结合的颗粒状的优选泡沫材料。在1998年3月13日由T.Des Marais申请的名称为“HIGH SUCTION DOLYMERIC FOAM MATERIALS”(P&G卷号7052)的、正在审查中的美国专利申请________号和1998年3月13日由T.DesMarais等人申请的名称为“ABSORBENT MATERIALS FORDISTRIBUTING AQUEOUS LIQUIDS”(P&G卷号7051)的、同在审查中的美国专利申请_________号中均详细描述了可以单独使用或与渗透性吸湿剂结合使用的其他特别优选的聚合物泡沫材料，这两份申请均为本发明的参考文献。(上述两份同在审查中的申请之一或二者中所描述的特别优选的泡沫材料均在下面的实例部分中有所说明。)

此处所用的聚合物泡沫材料均是相对开孔的泡沫材料。这意味着不会妨碍泡沫材料的很多分立的泡孔与相邻泡孔的连通。在这种相对开孔泡沫结构中的泡孔具有孔间开孔或“窗口”，这些开孔或“窗口”的大小足以将液体从泡沫结构中的一个泡孔轻易地传送到另一个泡孔。

通常，这些相对开孔的泡沫结构具有带分立泡孔的网状特征，上述分立泡孔由若干互联的三维支链网限定。可以将构成这些支链网的聚合材料的线料称之为“支撑条(struts)”。对于本发明，最优选的泡沫材料是在泡沫结构中至少1μm大小的泡孔中至少约80％的泡孔与至少一个相邻孔可进行液体交换。

除开孔外，这些聚合泡沫材料是充分亲水的，因此这类泡沫材料能吸附含水液体。如后面将描述的那样，通过使聚合后留在泡沫结构中剩余的表面活性剂亲水化，或通过选择后聚合泡沫处理工序使泡沫结构的内表面也变成亲水性的。

通过与可吸附试验液体接触时所呈现出的“粘合张力”值可在聚合泡沫材料是“亲水性”的范围内对其进行量化。对于已知尺寸和毛细管吸附比表面积的试样，可通过试验用测量试验液体(如合成尿)的摄入重量的方法来确定这些泡沫材料所呈现的粘合张力。在美国专利5387207号文献的试验方法部分中非常详细地描述了这类方法(见下文)。当对具有65±5dynes/cm的表面张力的合成尿的毛细管吸附作用进行测定时，用于本发明的大表面积材料的泡沫材料通常具有约15至约65达因/厘米(dynes/cm)的粘合张力值，较优选为从约20至约65dynes/cm。

最好将此处所用的聚合物泡沫材料制备成瘪泡状(即未膨胀)，当泡沫材料的吸附量使结合的毛细管压力加围压低于膨胀压力(下面将描述)时，聚合泡沫材料与含水液体接触，吸附所接触的液体并膨胀。这些瘪泡的聚合泡沫材料通常是借助于用压缩力从聚合的HIPE泡沫材料中挤压出水，和/或加热干燥，和/或真空脱水而得到的。在挤压、和/或加热干燥/真空脱水之后，这些聚合泡沫材料处于瘪泡状态，或未膨胀状态。

用挤压方法已将水从泡沫材料中挤出的有代表性的瘪泡HIPE泡沫材料的泡孔结构已在上面曾讨论过的美国专利5650222号文献的附图3和4中的显微照片中示出。正如在那些附图中所示出的那样，尤其与上述222号专利的图1和2中示出的膨胀了的HIPE泡沫结构相比，上述泡沫材料的泡孔结构已变形。再参见′222号专利的图3和4，瘪泡泡沫结构中的孔隙或细孔(深色区)已变扁或变长了。(值得注意的是，′222号专利中给出的泡沫材料是片状；正如下面将讨论的那样，尽管此处所用的泡沫材料呈片状，但在一优选实施方案中，与渗透性吸湿剂结合时，上述泡沫材料应为颗粒状。)本说明书的图3和4中示出的是此处所使用的另一种HIPE衍生泡沫材料(处于膨胀状态)的泡孔结构。在本说明书的例2至4中描述了这种颗粒状泡沫材料和有关的泡沫材料的制备，在1998年3月13日由T.A.DesMarais申请的、名称为“HIGH SUCTION POLYMERIC FOAM MATERIALS”(P&G案卷号7052)的共同待审的美国专利申请________号和1998年3月13日由T.A.DesMarais等人申请的、名称为“ABSORBENT MATERIALS FORDISTRIBUTING AQUEOUS LIQUIDS”(P&G案卷号7051)的共同待审的美国专利申请________号均更详细地描述了这些非常大表面积的泡沫材料，上述两份公开出版物均为本发明的参考文献。

挤压和/或加热干燥/真空脱水之后，如果用含水液体润湿，上述瘪泡聚合泡沫材料可以再胀大。令人惊奇的是，这些聚合泡沫材料可以在相当长一段时间内保持瘪泡或未膨胀状态，例如，可长达至少约1年。这些聚合泡沫材料的保持其瘪泡/未膨胀状态的性能是由于在泡沫结构中形成了毛细管力，尤其是泡沫结构中产生的毛细管压力所致。此处所用的“毛细管压力”是指由于泡沫材料细孔的狭窄范围内的弯月形弧度引起横过液体/空气界面的压力差。[见Chatterjee撰写的“Absorbency”Textile Science andTechnology，Vol.7，1985，P.36]。

挤压和/或加热干燥/真空脱水到可用范围之后，聚合泡沫材料中还有残留水。该残留水包括与此处加入的吸湿的水合盐进行水合作用的水以及泡沫材料中吸附的游离水分。人们认为上述残留水(通过水合盐促成)使毛细管压力作用在所形成的瘪泡泡沫结构上。在72°F(22℃)和相对湿度为50％的环境条件下储存时，本发明的瘪泡聚合泡沫中残留水含量按泡沫材料的重量计至少为约4％，通常从约4％至约40％。优选的瘪泡聚合泡沫中残留水含量按泡沫材料的重量计从约5％至约30％。

这些泡沫材料的一个重要参数是它们的玻璃态化温度。Tg表示聚合物的玻璃态和橡胶态之间过渡的中点。Tg高于使用温度的泡沫材料可能强度非常高，但刚性也很大，易断。泡沫材料长时间保存在瘪泡状态后，当用比该聚合物的Tg冷的含水液体润湿时，这类泡沫材料通常也需要花费长时间才能恢复到膨胀状态。对机械性能、尤其是强度和弹性按要求结合通常需要对单体的种类和用量进行适当选择，以便达到所要求的性能。

对于本发明中所使用的泡沫材料，Tg应尽可能低，在使用温度下一直都具有令人满意的强度。据此，应尽可能多地选择那些能提供具有较低的Tg的相应均聚物的单体。业已发现，在丙烯酸酯和异丁烯酸酯共聚物单体中的烷基基团的链长可能比从同系均聚物系列的Tg预测出的链长长。具体地说，业已发现，烷基丙烯酸酯或异丁烯酸酯均聚物在8个碳原子的链长时Tg最低。相反，本发明的共聚物的最低Tg出现在约12个碳原子的链长处。(虽然取代苯乙烯单体的烷基可以被用来代替烷基丙烯酸酯和异丁烯酸酯，目前它们的有效性非常有限)。

聚合物的玻璃化转变区的形状(即，作为温度的函数它是狭窄的还是宽阔的)也是重要的。这种玻璃化转变区的形状与聚合物的使用温度(通常为环境温度或体温)为Tg或接近Tg尤其有关。例如，宽阔的转变区可能意味着在使用温度下转变不完全。通常，如果在使用温度下转变不完全，聚合物刚性增大，而弹性较小。相反，如果在使用温度下完全转变，那么，当用含水液体润湿时，聚合物从压缩状态恢复较快。据此，常希望控制聚合物的Tg和过渡区的宽度，以便获得理想的机械性能。通常，聚合物的Tg比使用温度至少约低10℃。(Tg和转变区宽度可从动态力学分析(DMA)测量得出的损耗角正切值与温度的关系曲线而得到，正如美国专利5650222的试验方法部分描述的那样)。

(2)垂直悬吊吸附高度

此处所使用的大表面面积聚合物还可用它们的垂直悬吊吸附高度(下面表示为“VHSH”)描述。在X％时的VHSH高度是泡沫材料中cm高度处持有的0cm容量(或FAC)的X％。虽然，原则上讲，X可为任意值，但通常重要的值是VHSH为90％。对于VHSH的最具复现性的测量是在X=90％的时候，这没有超出发明人的经验。对本领域普通技术人员而言，显然单独的点值不能完全表示容量与高度的关系曲线中所得到的曲线形状。但是，上述单独的点是用来与此处所用的泡沫材料中的实际点进行比较的。就此而论，当泡沫材料与渗透性吸湿剂结合使用时，通常至少约在20cm处具有稳定的90％VHSH，优选至少约在40cm处，较优选的至少约在60cm处，更优选的至少约在70cm处，最优选的至少约在80cm处。通常，用于与渗透性吸湿剂结合的优选聚合物泡沫材料从约20至约90cm处具有90％VHSH，较常用的从约70至约90cm处，更常用的从约80至约90cm处。若只用泡沫材料(即不用渗透性吸湿剂)，这种泡沫材料应至少约60cm处具有90％VHSH，优选至少约70cm处，最好至少约80cm处。通常，若单独使用，这种聚合物泡沫材料应从约60至约90cm处具有90％VHSH，较常用的从约70至约90cm处，更常用的从约80至约90cm处。

用于这两种不同实施方案中的泡沫材料在90％VHSH值方面的差主要是由于当泡沫材料与渗透性吸湿剂结合使用时，由泡沫材料所提供的好处是大表面面积，该大表面面积对元件的总吸附能力有利。也就是说，泡沫材料的功能主要是用作将液体输送到渗透性吸湿剂的传递媒质，而泡沫材料的吸湿能力是第二重要的。反之，当单独使用泡沫材料时，这种泡沫材料还应有很大的吸收容量，以补偿因不具有渗透性吸湿剂而缺乏的吸收容量。因此，90％VHSH只是吸收能力的一种估量。

在下面的试验方法部分将详细描述测量90％VHSH的方法，正如所说明的那样，当与渗透性吸湿剂结合时，上述大表面面积聚合泡沫材料是颗粒状的，而90％VHSH是用相应泡沫材料的片材进行测量的(即在形成颗粒状态之前)。在聚合过程中，将上述泡沫材料形成颗粒状(或小珠状)，将同样的泡沫材料形成片状，以检定该泡沫材料的90％VHSH。

(3)毛细管吸附比表面积

通常在用材料的毛细管吸附的吸湿容量描述大表面面积材料时，还可用它们的毛细管吸附比表面积(后面称之为“CSSSA”)来描述此处所使用的大表面面积聚合物泡沫材料。通常，CSSSA是聚合物网状组织的试验液体可通过的表面积的量度，该聚合物网状组织由单位质量块状泡沫材料(聚合物结构材料加固态其它材料)的颗粒泡沫构成。可通过确定泡沫材料中的细孔单元的大小以及通过聚合物密度两者来确定毛细管吸附比表面积，因此它是一种对由表面具有吸附能力的泡沫网状组织所提供的固体表面总量进行量化的方式。为了描述此处所用的泡沫材料的特征，CSSSA是在所讨论的呈片状的泡沫材料上进行测量的，而将其加入到储存吸附件中时，这种泡沫材料仍为颗粒状。

一种泡沫材料的CSSSA尤其与该泡沫材料是否具有用于制备本发明的储存吸湿件所要求的毛细管吸附能力有关。这是因为泡沫结构中形成的毛细管压力正比于毛细管吸附比表面积。此外，CSSSA还与泡沫结构中是否能在被含水液体润湿前产生维持瘪泡状态的足够的毛细管压力有关。这意味着泡沫材料具有假设其它因素(如泡沫材料的密度和粘合张力)恒定当CSSSA增加(或减小)时该材料中的毛细管压力也成比例地上升(或下降)的性能。

就本发明而论，CSSSA是通过测量已知质量和尺寸的泡沫材料试样中存在的低表面张力液体(如乙醇)的毛细管摄入量来确定的。上面所提到的美国专利5387207号中的试验方法部分详细描述了确定泡沫材料比表面积的步骤，该专利文献作为本发明的参考文献。

本发明用作吸湿剂的瘪泡聚合泡沫材料的CSSSA至少约为3m²/g。通常，CSSSA的范围从约3至约30m²/g，优选从约4至约17m²/g，最好从约5至约15m²/g。具有这种CSSSA值的泡沫材料(膨胀状态的密度从约0.010至约0.033g/cc)通常对于含水液体(如尿)在吸附能力、存留液体和虹吸液体或分配方面具有特别理想的平衡性能。此外，具有这种CSSSA的泡沫材料能产生足够的毛细管压力，以便在未被含水液体润湿时能将泡沫保持在瘪泡、未膨胀状态。

(4)泡沫结构中的毛细管压力和力

如上所述，对于特别优选的可压瘪的聚合物泡沫，在它们呈瘪泡状态时，泡沫结构中所产生的毛细管压力至少等于由被压缩的该聚合物的弹性恢复力或弹性模量所产生的力。换句话说，通过抵销由被压缩的聚合物泡沫力图“反弹”而产生的力来测定将瘪泡泡沫保持在相当薄的状态所需的毛细管压力。聚合泡沫材料的弹性恢复趋向可从应力-应变试验中测定，在该试验中，将已膨胀的泡沫材料压缩到它原来的膨胀厚度的约1/6(17％)，然后一直将其保持在压缩状态直至测量出松弛应力值为止。就本发明而言，也可选择在聚合物泡沫与含水液体(如水)接触时通过测量该聚合物泡沫的瘪泡状态来测定松弛应力值。后面称这种可供选择的松弛应力值为泡沫材料的“膨胀压力”。对于本发明的瘪泡聚合物泡沫，膨胀压力约为50千帕斯卡(kPa)或低于此值，通常从约7kPa至约40kPa。在前面所提到的美国专利5387207号的试验方法部分中详细描述了测定泡沫材料的膨胀压力的步骤。

(5)自由吸湿容量

用于本发明的大表面面积聚合物泡沫材料的另一个重要性能是它们的自由吸湿容量。“自由吸湿容量”(或“FAC”)是相对于试样中每单位质量固体材料在给定的泡沫试样的纤维结构中吸收测试液(合成尿)的总量。特别适用于本发明的储存吸湿件中的聚合泡沫材料的自由吸湿容量为每克干燥泡沫材料吸收合成尿从约30至约100ml，优选吸收的合成尿从约30至约75ml。泡沫材料的自由吸湿容量的测定方法在下面要提到的美国专利5650222号的试验方法部分中描述。

(6)膨胀因子

将优选的瘪泡聚合物泡沫材料暴露于含水液体中时，该泡沫材料将吸收液体并膨胀。处于膨胀状态的这种聚合泡沫材料比大多数其它泡沫材料吸收的液体更多。这些泡沫材料的“膨胀因子”至少约为4X，即膨胀状态下的泡沫材料厚度至少约为其处于瘪泡状态下的厚度的4倍。压瘪泡沫材料的膨胀因子优选在约4X至约15X的范围，更优选的范围从约5X至约10X。

就本发明而言，压缩脱水泡沫材料的膨胀厚度和压瘪厚度之间的关系可根据下面的公式近似估算：

厚度_膨胀=厚度_压瘪×[(0.133×W∶O比)±2]

其中：厚度_膨胀为泡沫材料处于膨胀状态的厚度；

厚度_压瘪是泡沫材料处于压瘪状态下的厚度；

“W∶O比”为制备泡沫材料的HIPE的水与油之比。因此，由水与油之比为60∶1的乳液制得的常用聚合物泡沫材料的预定膨胀因子为8.0，即泡沫材料的膨胀厚度为压瘪厚度的8倍。膨胀因子的测量方法在后面将提及的美国专利5650222中的试验方法部分中描述。

(7)耐压缩挠度

用于本发明的大表面面积聚合泡沫材料的一个相关的力学特性是它们在膨胀状态时的强度，该强度是通过其耐压缩挠度(RTCD)而测量的。此处泡沫材料呈现出的RTCD是聚合物模量、以及泡沫网状组织的密度和结构的函数。聚合物模量可由以下因素确定：a)聚合物成份；b)泡沫材料聚合时的条件(如所得到的聚合的完全度，尤其是交联的完全度)；以及c)处理后留在泡沫结构中的残余物质(如乳化剂)使聚合物增塑的程度。

为了用作本发明吸湿件中的大表面面积部分，聚合物泡沫材料应具有合适的抵抗因使用中受力而变形或压缩的能力。虽然不具有根据RTCD所得的足够的泡沫材料强度的泡沫材料在无负载条件下可以具有所需要的毛细管吸附能力，但在由于穿用含有这种泡沫材料的吸湿用品的穿用者的运动和活动所引起的压缩应力作用下，将不具有这种能力。

本发明所使用的聚合泡沫材料所呈现的RTCD可通过测定饱和泡沫材料试样在某一限定压力下、在规定的温度和时间内所产生的应变量进行定量分析。实现所述试验的特定方法将在后面提及的美国专利5650222号的试验方法部分中描述。此处所使用的泡沫材料最好所呈现出的RTCD能使泡沫结构用表面张力为65±5dynes/cm的合成尿饱和至其自由吸湿容量时，5.1KPa的限定压力所产生的泡沫结构的压缩应变通常约为90％或更少。优选在这种条件下所产生的应变范围从约1％至90％，较优选的从约1％至约25％，更优选的从约2％至约10％，最优选的从约2％至约5％。

(8)聚合泡沫材料的其它性能

泡孔，尤其是对包围相对不含单体的水相小滴的含单体的油相聚合所形成的孔，多数情况是大体呈球形。这种球形泡孔的大小或“直径”通常是表征泡沫材料的一个常用参数。由于给定聚合泡沫材料试样中的泡孔不必几乎同样大小，常常用平均泡孔尺寸即平均泡孔直径来表示。

有很多技术可用于测定泡沫材料的平均泡孔尺寸，但是，测量泡沫材料泡孔尺寸的最常用技术包括根据泡沫材料试样的扫描电子显微照片进行简单测量。

此处给出的泡孔尺寸测量是基于膨胀状态下泡沫材料的数均泡孔尺寸(number average cell size)而进行的，例如，如美国专利5650222号中的图1所示。根据本发明所使用的泡沫材料最好数均泡孔尺寸为约80μm或更小，通常从约5μm至约50μm。

此处所说的“泡沫密度”(即，在空气中每立方厘米泡沫体积中的泡沫克数)是以干基确定的。例如，在HIPE聚合、洗涤和/或亲水化后留在泡沫材料中的水溶性残余物质(如残余盐和液体)的吸附量在计算和表示泡沫密度时忽略不计。当然，泡沫密度确实包括其它不溶于水的残余物质，例如存在于聚合泡沫材料中的乳化剂。事实上，这些残余物质的大部分质量贡献给了泡沫材料。

测量泡沫结构单位体积的固体泡沫材料质量的任何合适的重量分析方法均可用于测量泡沫密度。例如，在上面提到的于1995年2月7日授权于Dyer等人的美国专利5387207号的试验方法部分中非常全面地描述了的ASTM重量分析方法就是一种可用于测量密度的方法。本发明所使用的聚合泡沫材料处于瘪泡状态时，其干基密度值(不包括任何残留盐和/或水)为从约0.1至约0.2g/cc的范围，优选范围从约0.11至约0.19g/cc，最好范围从约0.12至约0.17g/cc。此处所用的聚合泡沫在膨胀状态时，其干基密度值为从约0.01至约0.033g/cc的范围，优选从约0.013至约0.033g/cc的范围。

垂直吸收即在与重力相反的方向上吸收液体是此处所使用的聚合泡沫材料所要求的性能。就本发明而言，垂直吸收率反映材料的渗透性，即反映材料将液体传送到形成水凝胶的吸湿聚合物或其它渗透性吸湿剂上的能力。

借助于测定容器中着色试验液体(如合成尿)通过规定尺寸的泡沫材料条吸收到垂直距离为5cm所需的时间可确定垂直吸收率。在美国专利5387207号中的试验方法部分中较详细地描述了垂直吸收步骤，但试验是在31℃而不是在37℃下进行的。为使吸湿件对吸收尿液特别有用，此处所用的泡沫材料优选将合成尿(65+5dynes/cm)吸收到5cm高度所用时间不应超过约15分钟。较优选的是，本发明的优选泡沫吸湿剂将合成尿吸至5cm高度的时间不超过约10分钟。

上述垂直吸收吸湿容量试验是测量每克吸湿泡沫中保持在垂直吸收试验中所用的相同标准尺寸泡沫试样的每一英寸(2.54cm)垂直段中的试验液体量。通常，在试样中垂直吸收试验液体处于稳定状态后(例如，约18小时以后)才进行测量。与垂直吸收试验类似，在上面提到的，于1995年2月7日授权于Dyer等人的美国专利5387207号中的试验方法部分较详细地描述了垂直吸收吸湿容量试验。理论上，在高的高度上的高垂直吸收吸湿容量等效于高的高度上的高毛细管吸收的吸湿容量。由于此处所用的泡沫片材适用于前面的试验，并可使前面试验更容易和更便宜地进行，建议将从前面试验中所获得的数据作为说明本发明的泡沫材料的重要参数的依据。

虽然与渗透性吸湿剂(例如形成水凝胶的吸湿聚合物)结合时高毛细管吸附泡沫材料可以为片状，但在一个具体的优选实施方案中，聚合泡沫材料为颗粒状，并与颗粒状形成水凝胶的聚合物混合形成共混物。也就是说，最初将泡沫材料制备成片状，但将上述片状材料处理成颗粒状泡沫材料，然后再将它们与水凝胶聚合物混合。如上所述，在美国专利5387207号、美国专利5650222号、由T.A.DesMarais于1998年3月13日提交的、名称为“HIGH SUCTION POLYMERIC FOAM MATERIASIS”的正在审查中的美国专利申请____号(P&G案卷号7052号)和由T.A.DesMarais于1998年3月13日提交的、名称为“ABSORBENT MATERIALS FOR DISTRIBUTINGAQUEOUS LIQUIDS”、正在审查中的美国专利申请____号(P&G案卷号7051)中都非常详细地描述了此处所用的泡沫材料和制备这些材料的步骤。首先将片状成形泡沫材料按这些参考文献中的每种技术制备成泡沫颗粒，然后再通过机械加工(如研磨、切削、机械破碎等)将这些颗粒加工成理想尺寸的颗粒。或者，也可如在1997年8月5日专授权于Li等人的美国专利5653922和1996年12月10日授权于Li等人的美国利5583162中所描述的那样，直接从聚合物微珠状乳液中制备泡沫颗粒，上述每一篇出版物均为本发明的参考文献。下面将对制备聚合物泡沫/形成水凝胶的聚合物的共混物的特定实施方案进行讨论。

申请人还发现，当将大表面面积泡沫材料用作将流体传送到渗透性吸湿剂的传送介质时，该泡沫材料可以含或不含一种流体，以便增进尿或其它体液流入储存吸湿件的渗透性吸湿剂中。在不想受某种具体理论约束的情况下，将预润湿流体局部充入聚合泡沫材料中，上述预润湿流体可提高泡沫材料的摄入率。理论的情况是，含有一种(或多种)预润湿流体的聚合物泡沫材料应当在搁置期间是稳定的，具有足够低的水活性，以防止微生物繁殖，以及防止水分蒸发损耗和超过规定时间水份不从泡沫材料中流出。水可以作为预润湿流体，以便提供吸收性能，但水本身可以不满足其它要求。

B．含渗透吸湿剂和大表面面积材料的储存吸湿件

如上所指出的那样，在一个实施方案中，本发明的储存吸湿件包括渗透性吸湿剂(例如形成水凝胶的吸湿聚合物)和容易将体液传送到渗透吸湿剂的大表面面积材料。在此实施方案中，上述大表面面积材料是上面已讨论过的大表面积亲水聚合物泡沫。用于制备本发明的储存吸湿件的其它代表材料是下面将详细描述的大表面面积纤维。虽然可将其它渗透吸湿剂用于上述储存件中，但形成水凝胶的吸湿聚合物是优选的。因此，将详细描述这类材料。

1．形成水凝胶的吸湿聚合物

a．化学成分

在一个优选实施方案中，本发明的储存吸湿件包括至少一种形成水凝胶的吸湿聚合物(也称之为形成水凝胶的聚合物)。用于本发明的形成水凝胶的聚合物包括各种水不溶性、但水可溶胀、能吸附大量液体的聚合物。这些形成水凝胶的聚合物是现有技术中公知的聚合物，这些材料的任何一种均可用于本发明的高毛细管吸附吸湿件中。

通常，形成水凝胶的吸湿聚合物材料也称之为“含水胶体”或“超吸湿”材料，它们可以包括多糖类，如羧甲基淀粉、羧甲基纤维素和羟丙基纤维素；非离子类，如聚乙烯醇和聚乙烯醚；阳离子类，如聚乙烯吡啶，聚乙烯吗啉酮，和N,N-二甲氨基乙基或N,N-二乙氨基丙基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯及其相应的季铵盐。通常，用于本发明的形成水凝胶的吸湿聚合物具有多种阴离子官能团，如磺酸基团，更通常的是羧酸基团。适用于本发明的聚合物例子包括由可聚合的、不饱和的、含酸单体制得的聚合物。因此，所述单体包括至少含有一个碳-碳烯属双键的烯属不饱和酸和酸酐。更具体地说，所述单体可选自烯属不饱和羧酸和酸酐，烯属不饱和磺酸及其混合物。如上面所指出的那样，对本发明的上述部件而言，形成水凝胶的吸湿聚合物的种类并不严格。尽管如此，但选择最合适的聚合物材料可以提高本发明吸湿件的性能。下面将描述用于本发明的吸湿聚合物的优选性能。这些性能不应认为是制约，相反，它们只是表明了在过去的几年中，在吸湿聚合物方面所出现的发展情况。

在制备此处所用的形成水凝胶的吸湿聚合物时，通常还可以少量地包括某些非酸单体。这些非酸单体可以包括：例如，含酸单体的水溶性或水分散性酯，以及完全不包含羧酸基团或磺酸基团的单体。因此，任选的非酸单体可以包括含下列官能团的单体：羧酸酯或磺酸酯、羟基、酰胺基团、氨基基团、腈基、季铵盐基团、芳基基团(例如苯基、如由苯乙烯单体衍生得到的基团)。这些非酸单体是公知的材料，例如在“1978年2月28日授权于Masuda等人的美国专利4076663号和1977年12月13日授权于Westerman的美国专利4062817号中很详细地描述了上述非酸单体，此两篇专利文献都作为本发明的参考文献。

烯属不饱和羧酸和羧酸酐单体包括：丙烯酸类，典型的是丙烯酸本身，甲基丙烯酸，乙基丙烯酸、α-氯代丙烯酸、α-氰基丙烯酸、β-甲基丙烯酸(巴豆酸)、α-苯基丙烯酸、β-丙烯酰氧丙酸、山梨酸、α-氯代山梨酸、当归酸、肉桂酸、对氯肉桂酸、β-硬脂基丙烯酸、衣康酸、柠康酸、中康酸、戊烯二酸、乌头酸、马来酸、富马酸、三羧基乙烯和马来酸酐。

烯属不饱和磺酸单体包括脂族或芳族乙烯基磺酸，如乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、乙烯基甲苯磺酸和苯乙烯磺酸；丙烯酸和甲基丙烯酸的磺酸，如丙烯酸磺基乙酯、甲基丙烯酸磺基乙酯、丙烯酸磺基丙酯、甲基丙烯酸磺基丙酯、2-羟基-3-甲基丙烯酰氧丙基磺酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。

用于本发明的优选的形成水凝胶的吸湿聚合物包含羧基基团。这些聚合物包括：水解淀粉-丙烯腈接枝共聚物、部分中和的水解淀粉-丙烯腈接枝共聚物、淀粉-丙烯酸接枝共聚物、部分中和的淀粉-丙烯酸接枝共聚物、皂化醋酸乙烯脂-丙烯酸酯共聚物、水解丙烯腈或丙烯酰胺共聚物、上述共聚物的轻度网状交联聚合物、部分中和的聚丙烯酸以及部分中和聚丙烯酸的轻度网状交联聚合物。这些聚合物或者可以单独使用，或者以两种或多种不同聚合物的混合物的形式使用。这些聚合物材料的例子披露于美国专利3661875号、美国专利4076663号、美国专利4093776号、美国专利4666983号和美国专利4734478中。

用来制备形成水凝胶的吸湿聚合物的最优选的聚合物材料是部分中和聚丙烯酸的轻度网状交联聚合物及其淀粉衍生物。最优选的是，形成水凝胶的吸湿聚合物包含从约50％至约95％，优选75％中和的轻度网状交联聚丙烯酸[即聚(丙烯酸钠/丙烯酸)]。网状交联使得聚合物基本上不溶于水，并且部分地确定了形成水凝胶的吸湿聚合物的吸附能力和可萃取聚合物含量特性。使这些聚合物网状交联的方法和常用的网状交联剂详细描述于美国专利4076663号中。

但上述形成水凝胶的吸湿聚合物最好是一种类型的(即均匀的)，聚合物的混合物也可用于本发明中。例如，淀粉-丙烯酸接枝共聚物和部分中和聚丙烯酸的轻度网状交联聚合物的混合物可以用于本发明。

上述形成水凝胶的聚合物组分也可以是包含阳离子交换形成水凝胶的吸湿聚合物和阴离子交换形成水凝胶的吸湿聚合物的混床离子交换组合物的形式。1998年1月7日由Hird等人提交的美国专利申请______号(P&G案卷号6975，名称：“ABSORBENT POLYMER COMPOSITIONS HAVINGHIGH SORPTION CAPACITIES UNDER AN APPLIED PRESSURE”)；1998年1月7日由Ashraf.等人提交的美国专利申请______号(P&G案卷号6976，名称：“ABSORBENT POLYMER COMPOSITIONS WITH HIGHSORPTION CAPACITY AND HIGH FLUID PER MEABILITY UNDER ANAPPLIED PRESSURE”)和1998年1月7日由Ashraf等人提交的美国专利申请号(P&G案卷号6977，名称为“ABSORBENT POLYMER COMPOSITIONSHAVING HIGH SORPTION CAPACITIES UNDER AN APPLIED PRESSUREAND IMPROVED INTEGRITY IN THE SWOLLEN STATE”)的申请文件中都披露了这类混床离子交换组合物，上述每篇文献都是本发明的参考文献。

本发明所使用的形成水凝胶的吸湿件的尺寸、形状和/或表面形态均可在较宽范围内改变。这些聚合物可以为颗粒状，最大颗粒直径与最小颗粒直径之比的比率不大(例如，粒状物、粉状物、粒内集料、粒内交联集料等)，也可为纤维状、片状、薄膜状、泡沫状、薄片状等。上述形成水凝胶的吸湿聚合物还可含有与一种或多种少量添加剂，如粉末状硅胶、表面活性剂、胶液、粘结剂等的混合物。可以用物理方法和/或化学方法将这类混合物中的这些组分结合，使形成水凝胶的聚合物组分和非形成水凝胶的聚合物添加剂不易用物理方法分离。

上述形成水凝胶的吸湿聚合物可以基本上无孔隙(即无内气孔)或基本上是有内气孔的。

对于上述颗粒，颗粒直径可由筛析确定的尺寸限定。例如，留在有710微米筛孔的美国标准试验筛(即美国系列可选择的筛号No 25)上的颗粒尺寸大于710微米；被710微米筛孔过筛并留在500微米筛孔的筛(即美国系列可选择的筛号No 35)上的颗粒，其尺寸在500至710微米之间；以及被500μm筛孔过筛的颗粒其尺寸小于500μm。形成水凝胶的吸湿聚合物给定试样的中等质量颗粒尺寸定义为按质量将试样分成一半的那些颗粒的尺寸，即以重量分，一半试样的颗粒尺寸小于中等质量颗粒尺寸，一半试样的颗粒尺寸大于中等质量颗粒尺寸。通常，用标准的颗粒尺寸绘图法(将留在或通过给定筛孔尺寸的筛的颗粒试样的累计重量百分比与筛孔尺寸的关系曲线绘制在坐标纸上)来确定50％质量值与美国标准试验筛开孔尺寸不一致时的中等质量颗粒尺寸。在1991年10月29日授权于Goldman等人的美国专利5061259号中进一步描述了确定形成水凝胶的吸湿聚合物颗粒的颗粒尺寸的方法，此专利文献为本发明的参考文献。

对用于本发明的形成水凝胶的吸湿聚合物颗粒而言，通常颗粒尺寸范围从约1μm至约2000μm，较优选的是从约20至约1000μm。上述中等质量颗粒尺寸通常从约20至约1500μm，较优选的是从约50μm至约1000μm，更优选的是从约100至约800μm。

本发明的吸湿件中所使用的形成水凝胶的吸湿聚合物的浓度较高(例如，按重量计为40-60％或更高)，而吸湿聚合物的其它性质可以适中。在一些实施例中，上述材料可以具有一种或多种由1996年10月8日授权于Goldman等人的美国专利5562646号和1997年2月4日授权于Goldman等人的美国专利5599335号所描述的性质，上述每一篇文献均作为本发明的参考文献。

b．制备方法

按任何一种传统方法均可制备基本的形成水凝胶的吸湿聚合物。在1988年4月19日授权于Brandt等人的美国再颁专利32649号、1987年3月19日授权于Tsubakimoto等人的美国专利4666983号和1986年11月25日授权于Tsubakimoto等人的美国专利4625001号均披露了制备上述聚合物的常用和优选的步骤，上述这些文献全都为本发明的参考文献。

制备上述基本形成水凝胶的吸湿聚合物的一些优选方法包括含水溶液或其它溶液聚合方法。正如在上面提到的美国再颁专利32649号中所描述的那样，含水溶液聚合涉及使用水溶液反应混合物来进行聚合。然后，使上述水溶液反应混合物处于足以生产出混合的、基本上不溶于水的轻度网状交联聚合物的聚合条件下。再将形成的块状聚合物粉化或切断，以便加工出分散的颗粒。

更具体地说，生产形成水凝胶的吸湿聚合物的含水溶液聚合法是制备能实现聚合反应的水溶液反应混合物。这类反应混合物的一个基本组分是含酸基的单体，它将形成要生产的形成水凝胶的吸湿聚合物的“主链”。上述反应混合物通常包括约100分重量的单体。含水反应混合物的其它组分包括网状交联剂。根据本发明，用于产生形成水凝胶的吸湿聚合物的网状交联剂在上面所提到的美国再颁专利32649号、美国专利4666983号和美国专利4625001号中已有很详细的说明。通常，存在于水溶液反应混合物中的网状交联剂的量相对于存在于水溶液混合物中的单体总摩尔计为从约0.001摩尔百分比至约5摩尔百分比(单体重量为100份，交联剂重量从约0.01份至约20份)。该含水反应混合物的任选组分包括含例如过氧化合物的自由基引发剂，例如过硫酸钠、钾和铵，辛酰基过氧化物、苯甲酰基过氧化物、过氧化氢、氢过氧化枯烯、叔丁基过二磷苯二甲酸盐、叔丁基过苯甲酸盐、过乙酸钠、过碳酸钠等。上述含水反应混合物的其它任选组分含有各种非酸性共聚用单体，它们包括含基本不饱和酸官能团单体的酯类或含完全无羧酸或磺酸官能团的其它共聚用单体。

将含水反应混合物进行聚合的条件应足以能生产出基本上不溶于水但水可溶胀的形成水凝胶的吸湿轻度网状交联聚合物。这种聚合条件也已在上述三篇参考专利文献中较详细披露。通常，这些聚合条件包括：加热(热激活技术)到聚合温度从约0℃到约100℃，优选从约5℃到约40℃。该含水反应混合物要维持的聚合条件还包括例如使反应混合物或反应混合物的某些部分受到任何传统方式的聚合激活辐照。放射性、电子、紫外线或电磁辐照都是可供选择的传统的聚合技术。

最好使在上述含水反应混合物中形成的形成水凝胶的吸湿聚合物的酸官能团中和。可用任何一种传统方式实现中和，结果使至少用于形成含酸基的单体的聚合物的总单体的25摩尔百分比、最好至少约50摩尔百分比被形成盐的阳离子中和。就象在上述参考文献美国再颁专利32649中很详细地讨论过的那样，这些形成盐的阳离子包括例如碱金属、铵、取代铵和胺。

最好在利用含水溶液聚合方法制备形成水凝胶的吸湿聚合物颗粒的同时，还能利用多相聚合工艺技术如反乳液聚合法或反悬浮聚合法进行该聚合过程。在反乳液聚合工艺或反悬浮聚合工艺中，如前面所描述的那样，水溶液反应混合物以小滴的形式悬浮在如环己烷之类的与水不溶混的惰性有机液体的母液中。所得到的形成水凝胶的吸湿聚合物颗粒通常为球状。在1982年7月20日授权于Obaysahi等人的美国专利4340706号、1985年3月19日授权于Flesher等人的美国专利4506052号、和1988年4月5日授权于Morita等人的美国专利4735987号很详细地披露了反悬浮聚合过程，上述这些文献都为本发明的参考文献。

使最初形成的聚合物表面进行交联是获得在本发明范围内有利于具有较高孔隙率的水凝胶层(“PHL”)、在压力下的吸收性能(“PUP”)和含盐流体的传输性(“SFC”)的形成水凝胶的吸湿聚合物的一种优选方法。在1985年9月17日授权于Obayashi的美国专利4541871号、1992年10月1日公布的PCT申请WO 92/16565(由Stanley申请)、1990年8月9日公布的PCT申请WO 90/08789(由Tai申请)、1993年3月18日公布的PCT申请WO 93/05080(由Stanley申请)、1989年4月25日授权于Alexander的美国专利4824901号、1989年1月17日授权于Johnson的美国专利4789861号、1986年5月6日授权于Makita的美国专利4587308号、1988年3月29日授权于Tsubakimoto的美国专利4734478号、1992年11月17日授权于Kimura等人的美国专利5164459号、1991年8月29日公开的法国专利申请4020780号(Dahmen申请)和1992年10月21日公布的欧洲专利申请509708号(Gartner申请)中都披露了对本发明的形成水凝胶的吸湿聚合物进行表面交联的合适的、常用的方法，所有这些文献均为本发明的参考文献。此外，还可参见1996年10月8日授权于Goldman等人的美国专利5562646号和1997年2月4日授权于Goldman等人的美国专利5599335号。

通常，按本发明制备的形成水凝胶的吸湿聚合物颗粒基本上是干燥的。此处所用术语“基本上干燥”是指按颗粒重量计，颗粒中液体含量(通常是水或其它溶液含量)小于约50％。优选小于约20％，最好小于约10％。通常，形成水凝胶的吸湿聚合物颗粒的液体含量范围按颗粒重量计从约0.01％至约5％。采用任何传统方法如加热方法可以使各种颗粒干燥。此外，若采用水溶液反应混合物制备上述颗粒，可通过共沸蒸馏作用将水从反应混合物中排出。还可用脱水溶剂(如甲醇)对含水溶液反应混合物的聚合物进行处理。然后，再切断或粉碎已脱水的聚合物块，以便制备出基本上干燥的形成水凝胶的吸湿聚合物颗粒。

2．大表面面积材料

本发明的储存吸湿件含有渗透吸湿剂(例如形成水凝胶的聚合物)，上述吸湿件还含有大表面面积材料。这些大表面面积材料本身或者与形成水凝胶的吸湿聚合物结合使吸湿件具有高毛细管吸附的吸湿容量。如此处所讨论的，至少在一个方面根据材料的毛细管吸附的吸湿容量(是在实际储存吸湿件中不含形成水凝胶的聚合物或任何其它任意含或不含的材料如胶粘剂、粘合剂等情况下测量的)对大表面面积材料进行描述。一般认为具有大表面面积的材料可以具有非常高吸附高度(如100cm或更高)的摄入容量。这样，大表面面积材料可以具有下述一种或两种功能：ⅰ)为渗透吸湿剂提供液体的毛细管通道；和/或ⅱ)附加吸湿容量。因此，大表面面积材料可以用单位重量或单位体积的表面积来描述。此处申请人选择用毛细管吸附的吸湿容量来描述大表面面积材料是因为毛细管吸湿能力是一个性能参数，根据此参数通常能为本发明的吸湿件提供高性能吸湿用品所必需的吸附容量。应当意识到，某些大表面面积材料(如微细玻璃纤维)它们本身在所有高度尤其在非常高的高度上(如100cm或更高)并不呈现出特别高的毛细管吸附的吸湿容量。但是，当这些材料与形成水凝胶的聚合物或其它渗透吸湿剂结合时，甚至在较高的高度上也可以提供吸收液体所需要的毛细管通道，从而为形成水凝胶的吸湿聚合物或其它渗透吸湿剂提供所必需的毛细管吸附吸湿容量。

任何具有足够的毛细管吸附吸湿容量的材料将它们与形成水凝胶的吸湿聚合物或其它渗透吸湿剂结合都可用在本发明的储存吸湿件中。就这点而论，“大表面面积材料”一词是指其本身(即没有渗透吸湿剂或任何其它任意含或不含的制造储存吸湿件材料)具有一种或多种下述毛细管吸附吸湿容量的任何材料，这些容量是：(Ⅰ)在35cm的高度上毛细管吸附吸湿容量至少约为5g/g，优选至少约8g/g，最好至少约12g/g；(Ⅱ)在70cm的高度上毛细管吸湿容量至少约3g/g，优选至少约5g/g，最好至少约7g/g；(Ⅲ)在120cm高度上，毛细管吸湿容量至少约为2g/g，优选至少约3g/g，最优选的是至少约4g/g；最好至少约5g/g；或者(Ⅳ)在200cm高度上，毛细管吸湿容量至少约1g/g，优选至少约2g/g，更优选的是至少约3g/g，最好至少约5g/g。

在一个实施方案中，上述大表面面积材料是纤维(后面称之为“大表面面积纤维”)，这些纤维的特点是当其与形成水凝胶的吸湿聚合物或其它渗透吸湿剂结合时可形成纤维絮网或纤维状基体。下面将对这些材料进行详细描述。此外，在一个具体优选实施方案中，上述大表面面积材料是开孔的亲水性聚合物泡沫材料(后面称之为“大表面面积聚合物泡沫材料，或者更通常地称之为“聚合物泡沫材料”)。这些材料在上面已作详细描述。

用于本发明的大表面面积纤维包括天然存在的纤维(改性或未改性的)以及合成纤维。上述大表面面积纤维的表面积比常用于吸湿用品中的纤维(如木桨纤维)的表面积要大得多。用于本发明的大表面面积纤维理想的情况是亲水性的。此处所用的“亲水性的”一词描述了这样的纤维或纤维表面，它们可被沉积在其上的含水液体(如含水体液)润湿。亲水性和可润湿性通常由所涉及的液体和固体的接触角和表面张力来确定。这在美国化学协会出版的题为：“Contact Angle，Wettability and Adhesion”的文章中已进行了详细讨论(由Robert F.Gould编辑，1964年版)。当液体和纤维或其表面之间的接触角小于90°或者当液体能自发地在纤维表面扩散(这两个条件通常同时存在)，则认为纤维或纤维表面可被液体湿润(即为具有亲水性)。相反，如果接触角大于90°，而且液体不能自发地在纤维表面扩散，则认为纤维或表面是疏水性的。此处所利用的纤维的亲水性特征可以是纤维固有的特征，或者也可以将天然的疏水性纤维经处理后变成为亲水性纤维。使天然的疏水性纤维具有亲水性特征的材料和方法是众所周知的。

用于此处的大表面面积纤维在与上述聚合物泡沫材料相同的范围内具有毛细管吸附比表面积。因此，通常将大表面面积纤维用术语BET表面面积来描述。

此处所采用的大表面面积纤维包括例如可从Evanite FiberCorp.(Corvallis,OR)购买的玻璃棉之类的微细玻璃纤维。此处常用的微细玻璃纤维的纤维直径不大于约0.8μm，较常用的是从约0.1μm至约0.7μm。这些微细纤维具有的表面面积至少约2m²/g，优选至少约3m²/g。通常，微细玻璃纤维的表面面积从约2m²/g至约15m²/g。此处所采用的具有代表性的微细玻璃纤维是从Evanite Fiber Corp.购得的104号玻璃纤维，它们的标定纤维直径约0.5μm。这类微细玻璃纤维的表面面积计算值约3.1m²/g。

此处所采用的另一类纤维是纤维化的乙酸纤维素纤维。这些纤维[此处称之为“纤丝”(fibrets)]相对于现有的吸湿用品中常用的纤维素衍生纤维具有大表面面积。这类纤维的直径范围非常小，因此它们的颗粒尺寸宽度通常从约0.5到约5μm。通常，这些纤维的表面面积约为20m²/g。此处用作大表面面积材料的代表性纤维是从Hoechst Celanese Corp.(Charlotte,Nc)购买的乙酸纤维素纤维^。关于纤维的详细讨论(包括它们的物理性质和制备方法)请参见Smith，J.E.，撰写的“Cellulose Acetate Fibrest：A Fibrillated PulpWith High Surface Area”，Tappi杂志P237，1988年12月出版和1996年1月23日授权于Groeger等人的美国专利5486410号，上述每份出版物均为本发明的参考文献。

为了提供用于此处的大表面面积纤维，除上述那些纤维外，本领域普通技术人员很易想到还可对用于吸湿领域的其它公知纤维改性。上述美国专利5599335号(尤其参见21-24栏)中描述了为获得本发明所要求的大表面面积而可以改性的具有代表性的纤维。

不管所使用的大表面面积纤维的性质如何，上述纤维和渗透吸湿剂在结合前都应是离散的材料。正如此处常用的那样，“离散的”一词是指大表面面积纤维和渗透吸湿剂结合以构成存储吸湿件之前，它们各自分别成形。换句话说，既不是与渗透吸湿剂(即形成水凝胶的吸湿聚合物)混合后使大表面面积纤维成形，也不是与大表面面积纤维结合后使渗透吸湿剂成形。将分别离散的组分结合可确保大表面面积纤维具有所希望的形态，更重要的是具有所要求的表面面积。

C．任意组分和材料

本发明的储存吸湿件可以包括可以存在于吸湿絮网中的任意组分。例如，可在储存吸湿件中或吸湿芯的各吸湿件之间设置加强稀松纱布。这种加强稀纱布的形状应不构成传送液体的界面障碍，尤其是将其安置在吸湿芯的各吸湿件之间时更不应构成障碍。此外，可以使用一些粘合剂，以使吸湿芯和/或吸湿储存件本身具有干态和湿态完整性。尤其可以采用亲水性胶状纤维，以便使大表面面积材料和渗透吸湿剂材料之间结合。对于颗粒状大表面面积材料而言，这一点尤其重要。最好粘合剂用量应尽可能少，而不致影响吸湿件的毛细管吸附性能。但是，本领域普通技术人员应考虑到也有一些粘合剂可提高吸湿件的毛细管吸附性能，例如具有足够大的表面面积的纤维化亲水胶。在这种情况中，在一种材料中大表面面积亲水胶可以具有处理液体的功能和使之完整的功能。还可以将各吸湿件或整个吸湿芯包封在透液层(如薄纸层)内，因此，只要毛细管始终不损坏，使用者就不必担心吸湿聚合物颗粒松动。

其它任意组分可以包括控制臭味的材料、存留粪便排泄物的材料等。也可将包括粒状渗透吸湿剂或大表面面积材料的任何吸湿件或整个吸湿芯包封在一层透液层(如薄纸层)内，以免使用者担心吸湿聚合物颗粒松动。

Ⅳ其它储存吸湿件材料和性能

本发明的高毛细管吸附的吸湿能力的储存吸湿件起吸湿芯中的液体存储件的作用。这类液体储存件的主要功能是或者吸收直接排泄出的体液，或者吸收来自其它吸湿件(如液体收集/分配件)的体液，并存留上述液体，即使通常因穿戴者运动而受到压力也能存留液体。当然，应该想到，这类吸湿件除储存液体外，可以有其它一些功能。

在采用了渗透吸湿剂的那些实施方案中，储存吸湿件中的形成水凝胶的吸湿聚合物或渗透吸湿剂含量可以很不相同。而且，在整个给定吸湿件的范围内渗透吸湿剂的浓度可以改变。换句话说，吸湿件可以具有较高和较低的渗透吸湿剂浓度区。若不受理论的约束，应该承认，与形成水凝胶的聚合物或其它渗透吸湿剂材料混合的大表面面积材料的最小用量应足以将形成水凝胶的吸湿聚合物颗粒或其它透渗吸湿剂之间的交界空间充满到明显的干态和湿态的程度，以使连续的、足够的液体流到形成水凝胶的吸湿聚合物上。

在渗透吸湿剂是形成水凝胶的吸湿聚合物的那些优选实施方案中，在测量吸湿件的给定区域中的浓度时，采用的百分比是形成水凝胶的吸湿聚合物的重量相对于形成水凝胶的吸湿聚合物和存在于含形成水凝胶的聚合物的区域内的任何其它组分(如纤维、聚合泡沫材料等)的合并重量的百分比，基于这种考虑，本发明的吸湿件的给定区中的形成水凝胶的吸湿聚合物浓度可以是吸湿件总重量的至少约50％，至少约60％，至少约70％，至少约80％或至少约90％。(相同范围亦适用于采用其它渗透吸湿剂的地方。)

虽然储存吸湿件的一些区可以含有较高浓度的形成水凝胶的吸湿聚合物或其它渗透吸湿剂，在这些区域大表面面积材料是天然纤维，该吸湿件的集聚基体上(即用于该件中的大表面面积纤维总重量除以吸湿件总重量得出的X100％)按重量计大表面面积纤维至少约占25％。人们认为约25％纤维的下限是为吸湿件提供必不可少的毛细管吸附所必需的。优选的是上述储存吸湿件按重量计含有至少约30％的大表面面积纤维，最好至少约35％(按重量计)的大表面面积纤维。通常，本发明的吸湿件按重量计按聚集体计含有从约25％至约90％(按重量计)的大表面面积纤维，较常用的范围是从约30％至约85％(按重量计)，最常用的范围是从约35％至约80％(按重量计)。

在这些实施方案中，与渗透吸湿剂结合使用的大表面面积材料是聚合泡沫材料，吸湿件最好含有按集聚体重量计至少约1％的聚合泡沫材料。由于很多因素，聚合泡沫材料与上面讨论过的大表面面积纤维相比，使用量可以很少，这些因素包括：这些泡沫材料的密度非常低、是开孔的、其本身对整体提供吸湿能力等等。上述储存吸湿件优选包括至少约10％的聚合泡沫材料(按重量计)，较优选的至少约15％(按重量计)，最好按重量计包括至少约20％的聚合泡沫材料。通常，这些储存吸湿件含有按重量计从约1％至约98％的聚合泡沫材料，较常用的是按重量计从约10％至约90％，更常用的范围是从约15％至约85％(按重量计)，最常用的是从约20％至约80％(按重量计)。如上所讨论过的那样，这些重量％范围是以储存吸湿件中各种材料的聚集重量为基础的；应意识到，储存吸湿件的各区域可能包含的材料量可更多或更少。

当然，渗透吸湿剂(如形成水凝胶的吸湿聚合物)和大表面面积材料的相对量取决于，例如，渗透吸湿剂的吸附能力、所使用的特定的大表面面积材料、大表面面积材料的性质(如：层状或颗粒状泡沫、颗粒尺寸)等。就此而论，尽管为了制得薄型吸湿用品为吸湿件提供了大量渗透吸湿剂，为了达到上面所讨论过的所要求的毛细管吸附水平，应有足够的大表面面积材料以提供这种吸附能力。不受理论上的约束，应该相信，上述优选的瘪泡聚合泡沫材料的三个主要性能可使其在高吸附量的储存吸湿件中的作用特别有效。这三个性质是：(ⅰ)较低的密度，(ⅱ)在吸湿件中能容易地分配液体，以及(ⅲ)能保持瘪泡但在优选的形成水凝胶的吸湿聚合物吸附液体胀大时，与这些吸湿聚合物一道吸附了足够的液体时又能膨胀。当吸湿件吸附液体时，上述后一性质可使泡沫材料和形成水凝胶的颗粒之间保持接触。

图3、4、5、6和7中的显微照片示出了本发明的代表性的储存吸湿件。图3和图4示出了只起储存吸湿件作用(最好是片状)的高吸附聚合泡沫材料。图5、6和7示出了含渗透吸湿剂(尤其是形成水凝胶的吸湿聚合物)和大表面面积材料的储存吸湿件。参见图5，颗粒状亲水聚合泡沫材料的混合物102和颗粒状形成水凝胶的吸湿聚合物106彼此接触。用标号110表示的胶丝使结构具有整体性，并使泡沫颗粒102和形成水凝胶的聚合物颗粒106保持接触。参见图6，通常用标号114表示的许多纤维围绕形成水凝胶的聚合物单一颗粒116。最后，在图7中，单一形成水凝胶的颗粒126的横截面由若干通常用125表示的玻璃纤维围绕。

就包含形成水凝胶的吸湿聚合物的储存吸湿件而论，除大表面面积材料和形成水凝胶的吸湿聚合物外，本发明的储存吸湿件可以包括其它任意材料。例如，为了提供完整的所需材料的混合料片，该储存吸湿件可以包括胶粘或粘接材料。这样的材料在大表面面积材料原来是颗粒状的情况下是特别理想的。

若用粘接材料使吸湿件成一整体，适合的粘接剂是如1996年10月1日授权于Dragoo等人的美国专利5560878中所描述的熔喷粘接剂，此出版物为本发明的参考文献。美国专利′878号中还详细描述了熔喷粘合剂与所需要的形成水凝胶的聚合物和大表面面积材料结合的方法。

作为具备混合物整体性的料片的另一个例子，在含有形成水凝胶的聚合物和大表面面积纤维和/或颗粒状聚合物泡沫材料的共混物的一些吸湿件中，这种吸湿件还可含有热塑性材料。熔融时，通常由于颗粒间或纤维间的毛细管力差，至少部分热塑性材料流向该部件各部分的交界处。这些交界处成为热塑性材料的粘合部位。冷却后，上述热塑性材料在这些交界处固化，从而形成将材料基体固定在一起的粘合部位。

用于此处的非强制性包含的热塑性材料可以是各种形状的任何一种，这些形状包括颗粒、纤维或颗粒和纤维的结合。由于热塑性纤维能够形成无数粘合位点，它们是一种特别优选的形式。合适的热塑性材料可以从任何热塑性聚合物制得，这些聚合物可在不过分损害包括吸湿件的料片的温度下熔融。这些热塑性材料的熔点优选低于约190℃，最好在约75℃至约175℃之间。在任何情况下，这些热塑性材料的熔点应不低于用在吸湿用品中的热粘合吸湿构件易于储存的温度。通常，上述热塑性材料的熔点不低于约50℃。

上述热塑性材料尤其是热塑性纤维可以从各种热塑性聚合物制得，这些热塑性聚合物包括聚烯烃类，如聚乙烯(如PULPEX^)和聚丙烯、聚酯、共聚多酯、聚乙烯基乙酸酯、聚乙基乙烯基乙酸酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯酸类、酰胺类、共聚酰胺类、聚苯乙烯类、聚氨基甲酸乙酯类、和上述任何单体如氯乙烯/乙烯基乙酸酯的共聚物等。一种优选热塑性粘合剂纤维是PLEXAFIL^聚乙烯微细纤维(由DuPout生产)，这种微细纤维也可以是市售的具有80％的纤维素纤维(销售商标为“KITTYHAWK^由Weyerhaeuser Co.生产)的约20％的共混物。根据得到的热粘合吸湿件的所要求的特征，适合的热塑性材料包括经亲水处理的疏水性纤维，如经表面活性剂处理或二氧化硅处理的热塑性纤维，该纤维是由下列聚合物衍生得到的，例如聚烯烃类如聚乙烯或聚丙烯、聚丙烯酸类、聚酰胺类、聚苯乙烯类、聚氨酯类等。通过用表面活性剂(如非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂)进行处理例如用表面活性剂喷涂纤维、将纤维浸渍在表面活性剂中或将表面活性剂作为聚合物的部分熔于生产的热塑性纤维中使疏水性热塑性纤维的表面变成亲水性的。在熔融和再固化时，上述表面活性剂就保持在热塑性纤维的表面上。合适的表面活性剂包括如由ICI Americas,Inc.ofWilmington,Delaware生产的Brij^76非离子表面活性剂和由Glyco chemical,Inc.of Greenwich,Connecticut销售的商标为Pegosperse^的各种表面活性剂。除非离子表面活性剂外，也可采用阴离子表面活性剂)。用于上述热塑性纤维的表面活性剂用量可以是例如每平方厘米热塑性纤维用约0.2g至约1g。

合适的热塑性纤维可以由一种聚合物(单组分纤维)或多于一种的聚合物(如双组分纤维)制得。此处所用的“双组分纤维”是指这样的塑性纤维，它含有由一种聚合物制成的芯纤维，该芯纤维被包裹在由另一种聚合物制成的热塑性外皮内。构成外皮的聚合物的熔化温度与构成芯的聚合物的熔融温度不同，通常低于构成芯的聚合物的熔化温度。因此，这种双组分纤维由于外皮聚合物熔化而形成热粘合，同时保持芯聚合物所具有的理想的强度。

用于本发明的合适的双组分纤维可以包括下述聚合物组合的外皮/芯纤维；聚乙烯/聚丙烯，聚乙基乙烯基乙酸酯/聚丙烯，聚乙烯/聚酯，聚丙烯/聚酯，共聚多酯/聚酯等。此处所用的特别合适的双组分热塑性纤维是那些具有聚丙烯或聚酯芯和低熔融的共聚多酯、聚乙基乙烯基乙酸酯或聚乙烯外皮(例如DANAKLON^，CELBOND^或CHISSO^双组分纤维)的双组分纤维。这些双组分纤维可以同心或偏心。此处所用的术语“同心”和“偏心”是指双组分纤维的整个横截面上外皮的厚度是均匀的或是不均匀的。偏心双组分纤维在较小纤维厚度下提供较大的压缩强度方面比较理想。用于此处的合适的双组分纤维既可以是非卷曲的(即不弯曲)，或者也可以是卷曲的(即弯曲)。通过常用的纺织手段，例如填料函方法或齿轮卷曲方法可使双组分纤维卷曲，以获得明显的二维或“平面”卷曲。

在采用热塑性纤维的情况中，纤维长度可以改变，取决于这些纤维具体的熔点和对其所要求的其它性能。通常，这些热塑性纤维的长度从约0.3到约7.5cm长，优选从约0.4到约3.0cm长，最好从约0.6至约1.2cm长。上述热塑性纤维的性能(包括熔点)还可通过改变纤维直径(测量厚度)来调整。通常，这些热塑性纤维的直径或者用旦尼尔(denier)(每9000米的克重)或者用分特(decitex)(每10000米的克重)定义。合适的双组分热塑性纤维的decitex值范围从约1.0至约20，优选从约1.4至约10，最好从约1.7至约3.3。

这些热塑性材料的压缩模量，尤其是热塑性纤维的压缩模量也是重要的。热塑性纤维的压缩模量不仅受其长度和直径影响，而且还受制成纤维的一种或多种聚合物的组分及性质、纤维的形状和结构(如同心或偏心，卷曲或非卷曲)等因素的影响。可以利用各种热塑性纤维的压缩模量的不同在制造吸湿芯的过程中改变各吸湿件的性能，尤其可用来改变各吸湿件的密度特征。

本吸湿件中还可包括其它本领域公知的、为得到所要求的毛细管吸附性能的用量非常少的材料。可包括在本发明的储存件中的其它任选材料还包括常与形成水凝胶的吸湿聚合物结合的纤维材料。例如，就象可以包括合成纤维那样，可以包括木基纤维。但是，因为这类材料可能降低那些含大表面面积材料和形成水凝胶的聚合物的储存件的毛细管吸附能力，它们的用量应较少，以使吸湿件仍具有理想的毛细管吸附吸湿能力。毫无疑问，最好不使用那种按重量计加入的量大且会降低毛细管吸附能力的纤维。

可采用现有技术中的各种方法使形成水凝胶的聚合物(或其它渗透吸湿剂)和大表面面积材料结合。当然，大表面面积材料和形成水凝胶的吸湿聚合物(或其它渗透吸湿剂)的物理形状(如纤维、颗粒等)至少在某种程度上取决于为形成特定的储存吸湿件所采用的方法。

在一个实施方案中，将形成水凝胶的吸湿聚合物颗粒附接在纤维材料上，以避免在制造、储存和/或穿用期间出现不希望有的颗粒移动现象。在欧洲专利出版物EP 156160中披露了使吸湿剂颗粒附接在熔融的聚合物材料上，其中，将熔融的聚合物材料挤出，从而形成熔喷聚合物微细纤维流，此时上述微细纤维是发粘的，再将吸湿剂颗粒导入纤维流中，从而使颗粒粘附在纤维上。

在美国专利4923454号中披露了将颗粒状吸湿材料收集在熔喷絮网中的技术，该文献公开了夹在含微细纤维的吸湿构件和吸湿用品中的可润湿的亲水性尼龙熔喷微细纤维和形成水凝胶的聚合物颗粒，而在美国专利4773903中披露了形成熔融微细纤维和水凝胶的聚合物颗粒和被卷曲的人造短纤维和亲水化试剂。这些专利文献所公开的内容作为本发明的参考。

通常由美国专利4764325中所描述的技术包覆大表面面积材料和形成水凝胶的吸湿聚合物也是可以的，此文献亦为本发明的参考。还可用美国专利申请流水号08/585278中描述的技术包覆大表面面积材料和形成水凝胶的聚合物，该申请所公开的内容也是本发明的参考。

虽然对本发明的储存吸湿件的基重要求不很严格，而且基重的变化与这些件的最终应用(即结合使用，如妇女的卫生用品、婴儿尿布、成年失禁病人用垫、绷带)有关，但通常上述件的基重为从约5g/m²至约3000g/m²，或从约40g/m²至2500g/m²，或从约100g/m²至约2000g/m²，或从约150g/m²至约1500g/m²，或从约250g/m²至约1000g/m²。

正如所指出的那样，包括渗透吸湿剂的特别优选的储存吸湿件是那些用高毛细管吸附聚合物泡沫材料作为大表面面积材料的吸湿件。在一个实施方案中，上述聚合物泡沫材料是颗粒状并与颗粒状形成水凝胶的吸湿聚合物混合制成均匀共混物。图9为制备这种均匀共混物的装置320的示意图。参见图9，通过将聚合物泡沫颗粒从第一供料器301送入第一测量设备302(设备302可以是一种流化床重量损失系统，该系统将控制粒状泡沫的量，该量根据特定时间内从设备向流水线的物料重量差测得)，并将形成水凝胶聚合物颗粒从第二供料器303送入第二计量设备304[设备304通常为一种在尿布和妇女卫生用品工业生产中非强制性采用的重量和损失计量系统，例如，可从Acrison,Inc..Moonachi,NY.购买的重量和损失计量系统，此步骤设定了产品中形成水凝胶的吸湿聚合物的基重。]。将上述聚合物泡沫颗粒和形成水凝胶的聚合物颗粒都送入一个混合腔305中。在混合腔305中形成两种组分的均匀共混物。然后，将这种共混物与气流306一道(用例如文丘里管喷射器增加颗粒的动能)通过源于307的纤维粘合流进行传送。此外，借助于能产生较均匀的混合物、将这些材料粘合或结合在一起、获得待引入气流306中的自由流共混物的任何技术，也可使一片泡沫材料和形成水凝胶的聚合物“聚结”。通过熔喷系统(如可从J&MLaboratories.Inc..Dawsonville.GA.购买的熔喷系统)可引入上述纤维粘合流。该纤维粘合流缠住聚合物泡沫和形成水凝胶的聚合物颗粒而形成常如308所示的复合物。(假定在例如Fox(Dover、NJ)文丘里管喷射器的入口室中可以实现均匀混合。如果在腔室305中不能均匀混合，为了使泡沫颗粒和形成水凝胶的吸湿聚合物颗粒能与从307流出的纤维粘合物结合，需要两股分开传送的流)。然后，可将该复合材料308任意安置在经设备309送入的第一絮网和经设备310送入的第二絮网之间，以便加工成吸湿储存件311。然后可以对整个吸湿储存件311进行压缩(例如采用转动辊隙)，以使部件达到密度和厚度指标。在一个具体实施方案中，一个絮网最好是上面描述过的液体分配料片，而另一絮网是覆盖在紧挨吸湿用品底片的如无纺纤维或非常松软的芯覆盖料片。

为了将大表面面积纤维与渗透吸湿剂(如形成水凝胶的吸湿聚合物颗粒)结合，可以采用上段所描述的类似工序。也就是说，如图9所示，可以通过与第一进料供给器301类似的设备将纤维送入。也可采用其它公知的方法使纤维与形成水凝胶的聚合物结合。在下面的实施例1中将描述制备这类复合材料的典型方法。

一种可供选择的用于加快混合聚合物泡沫颗粒和形成水凝胶的聚合物的方法是利用静电力。在这种实施方案中，两类材料是“带电”的，可以在它们之间产生吸引力。这种力可用于使这两类材料均匀共混，而且能产生运动力，以通过粘合流使共混物加速，这样省去该工序的一股气流。

在另一优选实施方案中，将形成水凝胶的吸湿聚合物颗粒置于两层聚合物泡沫材料之间。然后沿机器方向和/或沿横向对这种层状组合物进行处理(如沿厚度方向进行切割)，从而将上述层状物分隔成一些条或一些小片，以便提供包含小段层状组合物的储存吸湿件。(应当注意，切割前的层状构件也用作储存吸湿件，并对工业规模生产有利。但是，本申请人已发现另一种工艺过程所制得的储存吸湿件可在高的毛细吸附高度处具有特别高的毛细管吸湿能力)。图10示出了制造这种层状组合物的装置420，图11示出了可用作本发明的吸湿储存件的层状的片段组合物。参见图10中示出的装置420，通过现有技术中的任一种公知方法可测出聚合泡沫材料402的第一拉伸片。分别测量来自计量设备403的形成水凝胶的吸湿聚合物颗粒流(可任意选择，设备403可以是一种在尿布和妇女卫生用品的工业生产中常用的重量和损失计量系统，例如一种可从Acrison.Inc.购买的计量系统)。形成水凝胶的聚合物可在加速器404(例如一种文丘里管喷射器或如从Nordson，Inc.，Atlanta，GA购买的Flexispray^TM型系统的流化床中进行计量，在上述加速器中，上述聚合物被送入朝向来自405的纤维(最好是亲水性的粘合物406(如由National Staroh.Bridgewater.NJ生产的Cycloflex^TM34-5652)的气流中。上述纤维粘合物缠住形成水凝胶的聚合物颗粒并将它们固定，形成混合物407。在纤维粘合物和形成水凝胶的聚合物混合的部位不远的下游处对聚合泡沫材料的第二拉伸片408进行计量。颗粒/粘合剂混合物407的动量将上述混合物带入片402和408结合的辊隙点409(nippoint)。结果，在层状复合材料401中包含夹在两片聚合物泡沫材料之间的形成水凝胶的聚合物和粘合剂层。然后，再将复合材料410与无纺料片411合并，将该合并料送至折板412处，并进行折叠(最好使无纺布411围绕复合材料410折成“ e”形)。(上述无纺材料在接着进行的再成形工序中：可产生复合材料整体，在最终的构件中还得到附加的整体物)。然后，将已包裹的复合材料送入第一再成形设备413和第二再成形设备414。在再成形设备413和414中，通过在多个方向上剪切平面可有选择地将缠辊的复合材料切成长条。剪切平面使该复合材料断裂成一些柱状的聚合泡沫和形成水凝胶的聚合物/纤维粘合层。上述再成形操作也使在剪切面周围的包括无纺布的复合材料的基重减少。

为了全面了解经上述操作中成形的优选复合材料的物理性质，图11示出了经设备413和414再成形之后的复合材料410的详细情况(没有绘出无纺包辊料)。在这个实施方案中，用一台再成形设备通过整个厚度将上述混合结构横向切成若干条，而用另一台再成形设备在机器方向在整个厚度上切割上述复合材料，所得到的复合材料包含若干独立的用451所表示的层状柱组件。以放大的视图的方式示出了这些柱状物451之一，该图更清楚地示出的每一个柱状物451包含形成水凝胶的聚合物颗粒(用标号452表示)和夹在聚合泡沫材料六面体454和455之间的纤维粘合物(用标号453表示)。为了增加形成水凝胶的吸湿聚合物和聚合泡沫材料之间的交界面，在用设备413和414进行再成形的过程中和/或该过程之后，可以对复合材料410进行缓慢混合(如施加剪切力)。

Ⅴ．吸湿用品

本发明的高吸附性储存吸湿件特别适合用作各类吸湿用品的吸湿结构中的储存部分(如吸湿芯或芯组件)。此处的“吸湿用品”是指一种消费品，它能吸附由失禁病人或用品的使用者排泄出的大量尿液、月经或如含水粪便(含水过多的粪便)之类的其它流体(即液体)。这类吸湿用品的例子包括一次性尿布、失禁病人用的短裤、如棉塞和卫生巾之类的月经用品、一次性训练用短裤、床垫、绷带等。本发明的储存吸湿件尤其适合用在如尿布、失禁病人用垫或短裤、衣物保护垫、绷带等用品中。

在最简单的形式中，本发明的吸湿用品只需包括本发明的储存吸湿件，但却往往包括一个底片(通常是不透液体的)和上述高吸附储存件。在另一种简单形式中，吸湿用品仅需包括一个底片、一个收集料片和上述高吸附存储件。将这些部件结合成使收集料片放置在能收集吸湿用品穿用者排泄出的液体的部位。将此处所描述的高吸附件放置成能与上述收集件或与上述收集件液体连通或毛细管连通的可能有液体分布的组件实现液体流通。不透液体的底片例如可以是厚度约为1.5mils(密耳)(0.038mm)的聚乙烯或聚丙烯料片的任何料片，这种料片有助于将液体存留在吸湿用品中。

更为常见的是，这些吸湿用品还包括一个透液顶片，该片件覆盖在吸湿用品的与穿用者皮肤接触的那一面。在这种结构中，该用品中的吸湿芯包含放置在底片和顶片之间的一个或多个本发明的储存吸湿件。透液的顶片可以是那些如聚酯、聚烯烃、人造纤维之类的、基本上是多孔的、可使体液很易透过并流入下面的吸湿芯中的任何料片。顶片最好不将含水液体保持在顶片和穿用者皮肤之间接触的部位。

除本发明的储存吸湿件外，此处的吸湿用品的吸湿芯还可含有其它(如常规的)部件或料片。在一个涉及此处的吸湿件和其他吸湿料片的组合结构的实施方案中，吸湿用品可以采用多层吸湿芯结构，结构中的一层芯层包含本发明的一个或多个吸湿储存件，这些存储件与一个或多个包括其它吸湿结构或料片的附加独立芯件组合。上述其它吸湿结构或料片例如可以包括木纤浆或其它纤维素纤维的用气流成网或湿法成网的絮网。这些其它吸湿结构也可以含有用作液体收集/分布的组件的如吸湿泡沫或均匀海绵之类的泡沫材料，正如在1996年10月8日授权于Stone等人的美国专利5563179号中披露的那样，此文献公开的内容作为本发明的参考。

另一优选实施方案要求对各吸湿芯件进一步隔开。这种优选的吸湿芯件包括一层仅在穿用者裆区周围的收集层，以控制最初迅速涌出的液体。分布层垂直放置在收集层的前面和后面，以便吸附裆区外的液体。储存层放置在靠近前后腰区的部位，该储存层只与分布料片接触。上述储存吸湿件(一或多个)就能克服因分布料片的重力和解吸压力所引起的力，吸附来自分布层的液体。如此描述的产品可在能造成危害的时间内将液体排出裆区，保持裆区较干爽并能容易地进一步摄入液体。这样还能保持短裤的形状、使裆区较干爽，对皮肤健康更有利。例如，可参见1997年3月27日由G.Young等人提交的、共同审理中的美国专利申请No 08/825072,1997年3月27日由G.LaVon等人提交的、共同审理中的美国专利申请No08/825071，和1997年3月27日由G.Young等人提交的共同审查中的美国专利申请No 08/826208，这些出版物均为本发明的参考文献。

图1示出了尿布60的一个优选实施例，在该尿布中，顶片61和底片62能同时扩展，它们的长和宽的尺寸通常大于吸湿芯28的长和宽。顶片61与底片62合并并叠在底片上，从而构成尿布60的周边。上述周边限定出尿布60的外周或边缘。

顶片61是柔顺的，摸起来很柔软，并且对穿用者的皮肤无刺激作用。此外，顶片61是透液的，使液体能迅速透过其整个厚度。多种材料都适于制造合适的顶片61，例如多孔泡沫材料、网状泡沫材料、开孔的塑料薄膜、天然纤维(如木纤维或棉纤维)、合成纤维(如聚酯或聚丙烯纤维)或天然纤维和合成纤维的组合材料。通常，顶片61由被处理成开始是亲水性的疏水性材料制成，以便将穿用者的皮肤与存储吸湿件10中的液体隔开。亲水处理可使顶片开始可润湿，因而液态排泄物可透过顶片。特别优选的顶片61包括纤维长度约为1.5denier的定长聚丙烯短纤维，例如，由Hercules，Inc.ofWilmington,Delaware生产的品牌为Hercules 151的聚丙烯。此处所用的术语“定长的短纤维”是指长度至少约为15.9mm(0.62英寸)的纤维。

可以用多种生产工艺来生产顶片61。例如，顶片61可以是纺织的、无纺的、纺粘的、粗梳的等。优选的顶片是粗梳的，并通过纺织领域普通技术人员公知的方法进行热粘合。最好，顶片61的重量从约18g/m²至约25g/m²，沿机器方向最小干拉伸强度至少约为400g/cm，在横跨机器方向的湿拉伸强度至少约55g/cm。

尽管优选的情况是具有一个顶片作为最靠近穿用者皮肤的料片，但它并不是必需的。有人提出，可以采用合适的吸湿芯结构而不用顶片，也能在如舒适和吸湿性方面取得理想效果，并且简化了制造过程，节约了材料。例如，吸湿芯本身的靠近身体侧的表面可以由透液的、柔软、柔顺、对皮肤无刺激作用的材料制成，以代替单独的顶片。这种吸湿芯只需与底片结合，以便使吸湿用品具有舒适性和吸湿性。

底片62是不透液流的，它最好由薄塑料薄膜制成，但也可以采用柔顺且不透液的材料底片62防止吸附和存留在储存吸湿件10中的排泄物弄湿与尿布60接触的物品，如床单和内衣。底片62最好是厚度从约0.012mm(0.5mil)到约0.051cm(2.0mils)的聚乙烯薄膜，但也可以采用其它柔顺且不透液体的材料。此处所用的“柔顺”一词是指那些柔软的、且很容易与穿用者的体型和身体的轮廓适配的材料。

一种合适的聚乙烯薄膜是由Monsanto Chemical Corporation生产的品牌为No.8020的薄膜。底片62最好是压花的和/或无光处理的，以便看起来更象布。此外，底片62可以是“透气”的，在防止排泄物透过底片62的同时可使蒸汽从吸湿芯28中逸出。可以预料得到，对于某些吸湿用品而言，良好的透气性而基本上不透液体的底片是理想的。

底片62的尺寸由吸湿芯28的尺寸和恰当的尿布选定的设计决定。在一个优选实施方案中，底片62为改进的砂漏形，沿整个尿布周边超出吸湿芯28的最小距离至少约为1.3cm到至少约为2.5cm(约0.5英寸到约1.0英寸)。

顶片61和底片62以任何一种合适的方式结合在一起。此处所用的“结合”一词包括顶片61通过直接附着在底片62上面与底片62直接结合的结构，和顶片61附着在中间部件上，中间部件再附着在底片62上而得到顶片61与底片62间接结合的结构。在一个优选实施方案中，顶片61和底片62在尿布周边通过某些贴附手段(未示出)彼此直接结合，上述贴附手段如用粘结剂或其它本领域公知的方法。例如，可采用均匀连续的粘结剂层、粘结剂花纹层或一排隔开的粘结剂线或点将顶片61紧贴在底片62上。

通常，在尿布60的腰带区63装有带襻紧固件65，以提供将尿布保持在穿用者身上的紧固件。所示的带襻紧固件65只是示例性的。带襻紧固件可以是本领域中任何一种公知的形式，例如在1974年11月9日授权于Buell的美国专利3848594中所描述的紧固带，该文献作为本发明的参考文献。这些带襻紧固件或其它尿布紧固结构通常设置在尿布60的各拐角处附近。

弹性件69设置成靠近尿布60的周边，最好沿各纵边64设置。这样，弹性件可使尿布60拉伸并保持在紧贴穿用者的双腿的状态。另外，弹性体67靠近尿布60的任一或两个腰带区63，也提供一种腰带而不是腿箍。例如，在1985年5月7日授权于Kievit等人的美国专利4515595号中公开了一种合适的腰带，该专利作为本发明的参考。此外，在1978年3月28日授权于Buell的美国专利4081301号中公开了适于制造具有可弹性收缩的弹性件的一次性尿布的方法和装置，该专利亦作为本发明的参考。

上述弹性件被固定到弹性收缩的状态的尿布60上，因此，在通常的未受限制的形状下，弹性件能有效地使尿布60收缩或聚拢。弹性件至少可以以两种方式处于弹性收缩状态。例如，可以在尿布60处于未收缩状态下，将弹性件拉伸并固定，或者尿布60例如通过褶皱而收缩，在弹性件处于未松弛或未拉伸状态时将该弹性件固定并连接在尿布60上。弹性件可以沿尿布60的一部分长度上延伸。或者，弹性件可以在尿布60的整个长度上延伸，或在任何其他适于提供弹性收缩线的长度上延伸。弹性件的长度取决于尿布的设计。

使用中，通过将一个腰带区置于穿用者背部的下方，并将尿布60的其余部分拉到穿用者双腿之间，从而使另一腰带区横绕穿用者的前部而将尿布60穿在穿用者身上。随后最好将带襻65或其它紧固件固定到尿布60的向外区域。使用中，带有本发明的储存吸湿件的一次性尿布或其它吸湿用品能更有效地储存液体，而且由于该吸湿件的高吸湿能力和高吸附能力上述用品能保持干爽。

当用作一次性尿布60的吸湿芯时，根据本发明，芯件28的一个优选实施方案是设置成收集带52与顶片61液体连通，上述收集带起快速收集和将体内分泌物与穿用者身体隔开、使分泌物流入吸附分配带51中的作用。用粘结剂将收集带52粘合到顶片61上可促进液体连通，因为界面被粘合，防止顶片分离而阻碍液体流动。分配料片51使液体流入芯件28的X方向和Y方向尺寸上，然后由液体存留部分(用标号10表示)解吸，该部分就是本发明的储存吸湿件。虽然部件52和51通常为直线形且尺寸相等，但也可采用其它形状和尺寸关系。正如所示出的那样，上述通常为直线形的部件的宽度53与一次性尿布裆区66的合适的宽度相应。同样，各芯部件的长度可以变化，以便为不同穿用者提供合适的尺寸。

如图1所示，储存吸湿件10可以是两个分开的储存吸湿件20和30，这样，在尿布的液体排泄区就没有储存吸湿件。由于储存吸湿件10在芯件的中心(相当于裆区或芯件的液体排泄区)很少或没有液体储存材料(应当认为分配料片5)可以具有很大的储存能力，至少在高吸附储存材料退吸之前该分配料片一直能存留液体)，含有这种芯件的用品在用品干爽时和吸收了一些体液负载后既可提高与穿用者的适配性又能改善舒适程度。例如，可参见1997年3月27日由G.Young等人提高的共同审查中的美国专利申请顺序号08/825072,1997年3月27日由G.LaVon等人提交的共同审查中的美国专利申请顺序号08/825,071，和1997年3月27日由G.Young等人提交的共同审查中的美国专利申请顺序号08/826,208。图2a为具有两个分离元件20和30的吸湿芯28的分解图，每一个均由本发明的储存吸湿件构成的。前片20通常与一次性尿布穿在穿用者前部的那部分相对应。类似地，后片30与一次性尿布穿在穿用者后部的那部分相对应。

或者，储存吸湿件10可以是整体的一层或多层本发明的储存材料层(即，图1中虚线70表示储存吸湿件10包括了用品的液体排泄区)。图2b示出了吸湿芯28的这种实施方案。

在一个实施方案中，收集带52是一个液体处置层，位于用品的穿用者的液体排泄区，它由非常松软的无纺布制成，但最好是形成一个液体收集层，该收集层包括一层改性的纤维素纤维(如经加强卷曲处理的纤维素纤维)，其含量可任选高达聚合物凝胶剂的这种液体收集/分配层重量的约10％。在一个优选实施方案中，收集带52是一种非常松软的化学结合的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)无纺布层(例如具有的基重约为42g/m²)，它覆盖在一层加强卷曲的纤维素纤维层(例如可从Weyerhauser Co.WA购买的品牌为CMC^的产品，也可从Procter&Gamble Co.,Paper Technology Division,Cincinnati,OH)购买)之上，因此，该PET无纺布层处于加强卷曲的纤维素纤维和顶片之间。用在这种优选的吸湿用品的液体收集层52中的改性纤维素纤维最好是已用化学方法和/或热处理法经加强和卷曲处理的木浆纤维。这种改性的纤维素纤维与1990年1月19日授权于Lash等人的美国专利4935022号中描述的吸湿用品中所使用的纤维同一类型，该文献为本发明的参考文献。在一个优选实施方案中液体分配层51，是如1998年3月13日由DesMarais等人提交的、名称为“ABSORBENT MATERIALS FORDISTRIBUTING AQUEOUS LIQUIDS”的、共同审查中的美国专利申请流水号______(P&G案卷7051)；或1996年4月17日由G.Seger等人提交的共同审查中的美国专利申请流水号08/633630中所描述的，上述每一篇出版物均为本发明的参考。[在一个优选实施方案中采用的是共同审查中的美国专利申请No 08/633630中描述的纤维分配料片，上述分配料片通过至少两个各具有若干环形棱和槽的压辊，该压辊以高精度公差转动，使絮网受到永久变形。类似的方法已被开发用于处理拉伸的叠层材料，这些方法在美国专利5167897号(授权于Weber)中涉及拉伸材料部分已被描述。这些方法主要是提出絮网的机械处理。]这个选择性的液体分配层通常置于(上)液体处置层(如液体收集料片)和(下)高吸收量存储吸湿层之间，并且液体分配层与上述上下两层液体连通。1992年9月15日授权于Young等人的美国专利5147345号中非常详细地描述了在上液体收集/分配层下面的下液体储存层中采用了含有加强卷曲纤维素纤维的本发明的储存吸湿件的吸湿用品。

正如本说明书中所提到的，“一次性”吸湿用品是指用过一次以后打算丢弃(即，不打算对这种初次使用的整体吸湿用品进行洗涤或以其它方式再收存或重复用作吸湿用品)，但该吸湿用品的某些材料或全部材料可以再循环、重复使用或综合利用。此处所用的“尿布”一词是指通常用于婴儿或失禁患者穿在其下身周围的内裤。但是，应该明白，本发明还可用于其它吸湿用品，例如失禁患者穿用的针织三角裤、失禁患者用垫、训练裤、尿布垫片、月经塞、卫生巾、棉塞、绷布、擦脸薄纸、纸巾等。

Ⅵ．试验方法

A．毛细管吸附作用

目的

本试验的目的是检测本发明的储存吸湿件中毛细管吸附的吸湿容量作为高度的函数。[本试验还用于测量大表面面积材料的毛细管吸附吸湿容量作为高度的函数，所谓大表面面积材料-也就是在吸湿件中不含如形成水凝胶的吸湿聚合物之类的渗透吸湿剂(如果含有也很少)或其它非强制性含有的材料。但是，下面讨论的是关于检测整个储存吸湿件的毛细管吸附方法]。毛细管吸附是任何吸湿剂的一个十分重要的性能，它表示了液体是怎样被吸收到吸湿结构中去的。在毛细管吸附试验中，由于试样的高度与试验流体贮存容器有关，测出的毛细管吸附吸湿容量是流体压力的函数。

测定毛细管吸附的方法是公知的。参见Burgeni,A.A.和Kapur,C.,发表在纺织研究杂志(Textile Research Journal)，37期(1967)第356-366页上的题为“ Capillary Sorption Equilibria in Fiber Masses”的文章；Chatterjee,P.K.,发表在纺织科学与技术(Textile Science and Technology)7，第Ⅱ章P28-84上的题为“Absorbency”的文章(Elsevier Science Publishers B.V.1985；以及1986年9月9日授权于Weisman等人的美国专利4610678号，该专利讨论了测量吸湿结构的毛细管吸附方法。上述每一份公开出版物均为本发明的参考文献。

原理

多孔玻璃烧结物经不间断的流体栓与放置在秤盘上的流体贮存容器相连。试验期间，试样重量保持在恒定范围。多孔结构按要求吸附流体时，记录称出的液体贮存容器的重量的损失，此重量损失看作流体摄入量，调节玻璃烧结物的摄入量，作为高度和蒸发量的函数。测量不同的毛细管吸附(静压强度或高度)情况下的摄入量。由于烧结物增量减小(即毛细管吸附降低)，吸附增加。

试验期间还对时间进行监控，以便能计算出在200cm高度下初始有效摄入率(g/g/h)。

试剂

试验液体：通过将下述材料完全溶于蒸馏水中可制备合成尿。

组分          F.W.        浓度(g/l)

KCl           74.6          2.0

Na₂SO₄      142           2.0

(NH₄)H₂PO₄ 115           0.85

(NH₄)₂HPO₄ 132           0.15

CaCl₂·2H₂O 147           0.25

MgCl₂·6H₂O 203           0.5

装置建立的一般描述

图8A中用于本试验的毛细管吸附设备用标号220表示，该设备在TAPPI条件下(50％RH,25℃)进行试验。试验试样放在图8A中用标号202表示的玻璃烧结容器上，它经连续的试验液体柱与用标号206表示的盛装试验液体的称重液体容器相通。液体容器206放置在与计算机(未示出)连接的秤盘207上。上述秤的精度应能达到0.001g，这类秤可以是由MettlerToledo销售的型号为PR1203(Hightstown，NJ)的产品。玻璃烧结容器202位于通常在图8A中用标号201表示的垂直导轨上，致使试验试样可作垂直运动，从而使试样的吸附高度发生变化。上述垂直导轨可以是一种与计算机相连的无标尺致动器(rodless actuator)，从而可记录吸附高度和相应时间，以便测出试样的液体摄入量。一种优选的无标尺致动器是从IndustrialDevices(Novato，CA)购得的品牌为202×4×34N-ID4B-84-P-C-S-E的致动器，它可由从CompuMotor(Rohnert，CA)购得的电机驱动器供给能量。测量并传送来自致动器201和秤207的数据，对于每一个试样可以很方便地得出毛细管吸附吸湿容量数据。计算机与致动器201相连，可以控制玻璃烧结容器202的垂直运动。例如，只有在每一吸附高度下达到“平衡状态”(下面将定义)后，致动器才可以使玻璃烧结容器202垂直运动。

玻璃烧结容器202的底部与聚乙烯(Tygon^)管203相连，上述聚乙烯管使烧结容器202与三通排泄旋塞阀209相连。排泄旋塞阀209经玻璃管204和旋塞阀210与液体贮存容器205相连。(仅在清洗装置或空气气泡排出期间，旋塞阀209打开，以便排放)。玻璃管211使流体贮存器205经旋塞阀210与平衡流体存贮容器206相通。平衡液体贮存容器206由重量轻的12cm直径玻璃盘206A和盖206B组成。盖206B上有一孔，玻璃管211穿过上述孔与容器206中的液体接触。玻璃管211不得与盖206B接触，否则所得到的称重读数不稳定，试样的测量结果不能用。

为了固定试样，玻璃烧结容器的直径应完全与活塞/圆筒装置适配，下面将对此进行讨论。玻璃烧结容器202设有护套，以便将加热池的温度控制在恒定温度。上述烧结容器是规定具有4至5.5μm孔的350ml烧结盘的漏斗，它可从Corning Glass Co.(Coming,NY)购得，其品牌为#36060-350F。上述孔很小，足以在规定的毛细管引入高度下使烧结玻璃表面润湿(此烧结玻璃不允许空气进入其下面的试验液体输送柱)。

正如所指的那样，烧结容器202经管道连接到与三通旋塞阀210的位置有关的流体贮存器205或称重液体贮存器206相通。

玻璃烧结容器202装有护套，以接收来自恒温池的水。这可确保在整个试验过程期间玻璃烧结容器的温度可保持在88°F(31℃)的恒定温度。正如图8A所示的那样，玻璃烧结容器202配有入口202A和出口202B，它们与通常用标号208表示的循环加热池构成闭合回路。(图8A中未示出玻璃护套。显然，从池208被引入加套的玻璃烧结容器202中的水不与试验液体接触，试验液体不通过恒定温度池循环。恒定温度池中的水通过玻璃烧结容器202的护套壁循环。)

贮存器206和秤207封闭在一个盒中，以便在进行试验期间使来自称重容器的试验液体蒸发最少，并且能提高称重的稳定性。通常用标号212表示的这个盒有一个顶部和几个壁，顶部有一个孔，管211通过该孔插入。

图8B中更详细地示出了玻璃烧结容器202。图8B是该玻璃烧结容器的横截面图，示出的图中没有入口202A和出口202B。如所指出的那样，玻璃烧结容器是一个具有规定的4至5.5μm孔的350mL烧结盘的漏斗。参见图8B，玻璃烧结容器202是用标号250表示的圆柱形加套漏斗和用标号260表示的玻璃烧结盘。玻璃烧结容器202还包括通常用标号265表示的圆筒/活塞组件(该组件包括圆筒266和活塞268)，该组件限制试样270，并向试样提供低的限制压力。为了防止试验液体从玻璃烧结盘260中过份蒸发，在玻璃烧结盘260的上部设置一个聚四氟乙烯(Teflon)环262。该Teflon^环262厚度为0.0127cm(可从McMaster Carr购买品牌为#8569K16的片材并切割到规定尺寸)，盖在圆筒266的烧结盘表面外侧，因此，液体从玻璃烧结容器的蒸发量最小。环的外径和内径分别为7.6cm和6.3cm。Teflon^环262的内径比圆筒266的外径约小2mm。将一个氟橡胶(Viton^)O形环(可从MeMasterCarr购得，其品牌为#ASS68A-150和AS568A-151)264放在Teflon^环262的上面，以密封圆柱形加套漏斗250的内壁和Teflon^环262之间的空间，从而更有利于防止蒸发。若O-环外径超过圆柱形加套漏斗250的内径，为了与漏斗配合，可按下述方式减小O-环直径：切开O-环，切去需切掉的O-环材料量，然后再将O-环粘合在一起，这样，O-环可与圆柱形加套漏斗250的内壁四周各处接触。

如所指出的那样，图8B中通常用标号265示出的圆筒/活塞组件限制试样，并对试样270提供低的限制压力。参见图8C，组件265由圆筒266、用标号268表示的杯形Teflon^活塞以及与内侧活塞268匹配的一个或几个重物(未示出)(若需要的话)组成。(如果需要，可任意用重物，以调节活塞和该重物的组合重量，从而根据试样的干燥直径，使限制压力达到0.2psi(磅英寸2)，这些下面将讨论。)圆筒266是聚碳酸酯(Lexan^)棒料，它具有以下尺寸：外径7.0cm，内径6.0cm，高6.0cm。Teflon^活塞268的尺寸如下：外径比圆筒266的内径小0.02cm。如图8D所示，活塞268的不与试样接触的那端开有孔，因而提供5.0cm直径×约1.8cm深的腔290，以容纳为达到试样限制压力为0.2psi(1.4KPa)所需的任意重物(由试样的实际干燥直径确定)。换句话说，用活塞268和任何任意重物(图中未示出)的总重量除以试样的实际直径(干燥时)应达到限制压力为0.2psi。在进行毛细管吸附吸湿容量测量之前，圆筒266和活塞268(以及任意重物)在31℃下平衡至少达30分钟。

在毛细管吸附试验期间，为使试样周围空气不稳定状态最小，用非表面活性剂处理或结合的多孔膜(14cm×14cm)(未示出)覆盖在玻璃烧结容器202上。孔应足够大，以防止在试验期间在膜下侧上形成凝结物。

试样的制备

用拱式冲孔机从储存吸湿件上冲出直径为5.4cm的圆形构件就可以获得试样。若上述吸湿件是吸湿用品的一个部件，试验前应将用品的其它部件去掉。在不明显改变用品结构(如密度、部件材料的相对配置、构成料片的物理性能等)的情况下，吸湿件不能与用品的其它部件分开，或吸湿件不只是吸湿用品的一个部件的情况下，通过将构成吸湿件的所有材料组合，使这种组合物能代表待讨论的吸湿件来制备试样。

试样的干重(下面用于计算毛细管吸附吸湿容量)是在环境条件下按上所述制备的试样重量。

试验准备

1．将清洁干燥的玻璃烧结容器202放入安装在垂直导轨201上的漏斗支承器中，移动垂直导轨上的漏斗支承器，使玻璃烧结容器处在0cm高度。

2．如上面所讨论的那样，按图8A设立装置各部分。

3．将12cm直径的平衡液体容器206放置在秤盘207上，将塑料盖206B盖在配重液体容器206上，并将一塑料盖盖在秤盒212上，每个盖都有小孔，以便玻璃管211都能适当地穿过。不能让上述玻璃管与配重液体容器的盖206B相碰，否则得到的配重读数不稳定，这种测试结果不能用。

4．操作旋塞阀210，关闭管204并连通玻璃管211。开启事先用试验流体充满的流体容器205，使试验流体进入管211，并流入配重流体容器206。

5．将玻璃烧结容器202放置并固定在应有位置，还要确保玻璃烧结容器干燥。

6．使Tygon^管203与旋塞阀209相连。(该管应足够长，使该管能达到玻璃烧结容器202在200cm的最高点而不弯折。)使试验液体从液体贮存器205流入上述Tygon^管中。

7．连接Tygon^管203与平稳的玻璃烧结容器202，然后开启旋塞阀209和旋塞阀210，使流体容器205与玻璃烧结容器202相通。(旋塞阀210与玻璃管211不通)。试验液体流入玻璃烧结容器202，在向平稳的玻璃烧结容器充液体时，将烧结玻璃中气体全部赶出。继续充入液体，直至液面超过烧结玻璃盘260的顶部为止。腾空漏斗，赶走上述管和漏斗内侧的所有气泡。通过倒置玻璃烧结容器202，使气泡上升并通过旋塞阀209排放可赶走气泡。(通常，气泡收集在玻璃烧结盘260的底部。)用一小的足以调平的调平器使烧结玻璃再呈水平状，与加套漏斗250内侧配合，并置于玻璃烧结盘260的表面上。

8．通过配重液体容器206使玻璃烧结容器置于零位。为了置零，取一段足够长的Tygon^管，管内充满试验液体，管的一端插入配重液体容器206中，用另一端通至玻璃烧结容器202。通过上述管(该管与配重液体容器水平面等高)显示出试验液体水平面比玻璃烧结盘260顶部低10mm。若不是这种情况，或调节容器内的液体量，或重新调整垂直导轨201上的零位置。

9．用管道使温热池208分别与玻璃烧结容器的入口202A和出口202B相通，使玻璃烧结容器盘260的温度达到31℃。通过将试验液体部分地充入玻璃烧结容器，在其达到平衡温度后测量烧结容器的温度可测出上述温度。池的温度应调到略高于31℃，以备在水从上述池传送到玻璃烧结容器时热量损耗之需。

10．使玻璃烧结容器平衡30分钟。

毛细管吸附参数

下面将描述能确定玻璃烧结容器在每一高度上保持多久的计算机程序。

在毛细管吸附软件程序中，试样处于距流体贮存器的某一指定高度处。如上面指出的那样，上述流体贮存器置于配重盘上，因此，计算机可读出在已知时间间隔的最后时刻的配重，并计算出试样和容器之间的流速(Δ读数/时间间隔)。对本方法而言，在顺序时间间隔的规定间隔数内若上述流速小于规定的流速，则认为试样处于“平衡状态”。应当意识到，对确定材料而言，当达到“平衡恒定值”(“EQUILIBRIUM CONSTANT”)时，并没达到真正平衡。读数间的时间间隔是5秒。

增量表(Δ表)中的读数在毛细管吸附菜单中被规定为“平衡试样”(EQUILIBRIUM SAMPLES”)。△的最大数是500。流速恒定值是在毛细管吸附菜单中被规定为“平衡常数”(EQUILIBRIUM CONSTANT)。

平衡常数的单位是克/秒(g/sec.)，其范围从0.0001到100.000。

下面是推算(logic)的简化实例。下表列出了每一时间间隔的配重读数和计算出的流量增量。

平衡试样=3；平衡常数=0.0015

时间间隔	配重值(g)	流量增量(g/sec)(Δ)
			0	0
1	0.090	0.0180
			2	0.165	0.0150
3	0.225	0.0120
			4	0.270	0.0090
5	0.295	0.0050
			6	0.305	0.0020
7	0.312	0.0014
			8	0.316	0.0008
9	0.318	0.0004

增量表(Δ表)

时间	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
											Δ1	9999	0.0180	0.0180	0.0180	0.0090	0.0090	0.0090	0.0014	0.0014	0.0014
Δ2	9999	9999	0.0150	0.0150	0.0150	0.0050	0.0050	0.0050	0.0008	0.0008
											Δ3	9999	9999	9999	0.0120	0.0120	0.0120	0.0020	0.0020	0.0020	0.0004

上述简化实例的平衡摄入量是0.318g。

下面列出的是用于确定平衡摄入量的C语言中的代码：

/*               takedata.c             */
int take_data(int equil_samples,double equilibrium_constant)
{
double delta；
static double deltas{500}；/*table to store up to 500 deltas*/(表格储存500个增量)
double value；
double pre_value；
clock_t next_time；
int I；
for{I=0；I＜EQUIL_SAMPLES；I++}
deltas{I}=9999.；/*initialize all values in the delta tabl to 9999.Gms/sec*/(赋予所有增量初始值为
9999/sec)
delta_table_index=0；/*initialize where in the table to store the next delta*/(初始化表中要储存下一个
增量的位置)
equilibrium_reached=0；/*initialize flag to indicate equilibrium has not been reached*/(初始化指示尚未
达到平衡的标记)
next_time=clock{}；/*initialize when to take the next reading*/(当读取下一个读数时初始化)
prev_reading=0.；/*initialize the value of the previous reading from the balance*/(初始化天平的
前一个读数值)
while{!equilibrium_reached}{/*start of loop for checking for equilibrium*/(开始循环以检查平衡)
next_time+=5000L；/*calculate when to take next reading*/(当读取下一个读数时计算)
while{clock{}＜next_time}；/*wait until 5 seconds has elasped from prev reading*/(从上次读数等待5
秒钟)
value=get_balance_reading()；/*readthe balance in grams*/(读取天平上的克数)

　　delta=fabs{prev value_value}/5.0；/*calculate absolute value of flow in last 5 seconds*/(计算最后5秒
钟流速的绝对值)
prev_value=value；/*store current delta value for next loop*/(储存现在的增量值作为下一个循
环)
deltas_{delta_table_index}=delta；/*store current delta value in the table of deltas*/(储存增量表中现有
的增量值)
delta_table_index++；/*increment pointer to next position in table*/(增加指针到表中的下一个位置)
if(delta_table_index==equil_samples)/*when the number of deltas=the number of*/(当增量数等于平衡
例数时)
delta_table_index=0；/*equilibrium samples specified，*/(规定平衡例)

　　　　　　　　　/*reset the pointer to the start of the table.This way*/(把指针重新定位到表中的
开始处)
　　　　　　/*the table always contains the last xx current samples.*/(该表常常包括最后xx个现有
平衡例)
equilibrium_reached=1；/*set the flag to indicate equilibrium is reached*/(设定达到平衡的标记)
for(I=0；I＜equil_samples；I++)/*check all the values in the delta table*/检查增量表中所有的值)
if(deltas{I}＞=equilibrium_constant)/*if any value is＞or=to the equilibrium constant*/(如果任一值大于或
等于平衡常数)
equilibrium_reached=0/；/*set the equlibrium flag to 0(not at equilibrium)*/(设定平衡标记为0(不在平衡状
态))

　　　}  /*go back to the start of the loop*(重新开始循环)
}

毛细管吸附参数负载等级(限制压力)：0.2psi负载平衡试样(n)：50平衡常数：0.0005g/sec设置(Setup)的高度值：100cm

结束的高度值：0cm

静压头参数：200,180,160,140,120,100,90,80,70,60,50,45,40,35,

            30,25,20,15,10,5和0cm。

为了测量毛细管吸附吸湿容量，采用上面按规定的所有高度进行毛细管吸附过程。即使希望确定某一规定高度(如35cm)的毛细管吸附吸湿容量，也必需按规定的顺序完成静压头参数整个系数的测定。虽然采用所有上述高度进行毛细管吸附试验以得出试样的毛细管吸附等温线，本发明所公开的是根据储存吸湿件在规定高度200,140,100,50,35和0cm的吸湿性能来描述该储存吸湿件。

毛细管吸附过程

1)下面设定试验过程。

2)确定温池208处于工作状态，水可通过玻璃烧结容器202循环，玻璃烧结盘260的温度为31℃。

3)将玻璃烧结容器202置于200cm吸附高度处，开启旋塞阀209和210，使玻璃烧结容器202与称重液体容器206相通。(旋塞阀210与液体容器205不通)。玻璃烧结容器202平衡30分钟。

4)将上述毛细管吸附参数输入计算机中。

5)关闭旋塞阀209和210。

6)将玻璃烧结容器202移动到设定高度，100cm。

7)将Teflon^环262置于玻璃烧结盘260的表面上，将O-环264放在Teflon^环上，使经预热的圆筒266同心地装在Teflon^环上，将试样270同心地放在玻璃烧结盘260上的圆筒266中。将活塞268装入圆筒266中，如果需要，将附加限制重物放入活塞腔290中。

8)用多孔薄膜覆盖玻璃烧结容器202。

9)将该点的配重读数确定为零或皮重读数。

10)将玻璃烧结容器202移至200cm。

11)开启旋塞阀209和210(旋塞阀210与流体容器205不通)并开始记录配重读数和时间读数。

玻璃烧结料的校正[空白校正摄入量(blank correct uptake)]

由于玻璃烧结料盘260是一个多孔构件，应当确定并减去玻璃烧结料(202)的毛细管吸附吸湿摄入量(空白校正摄入量)，以得出实际的试样毛细管吸附吸湿摄入量。对于所使用的每一新玻璃烧结料都要进行这种校正。为了得到上述空白摄入量，除试样范围之外，都得进行如上所述的毛细管吸附过程。每一特定高度经过的时间等于空白时间。

蒸发损失校正

1)移动玻璃烧结容器202，使其高于零处2cm，开启旋塞阀209和210(对容器205关闭)，使上述烧结容器在此高度平衡30分钟。

2)关闭旋塞阀209和210。

3)将Teflon^环262置于玻璃烧结料盘260的表面上，将O-环264放在Teflon^环上。将已预热的圆筒266同轴地放在Teflon^环上。将活塞268放入圆筒266中，将多孔薄膜放在玻璃烧结料202上。

4)开启旋塞阀209和210(切断容器205)，在3.5小时内记录配重读数和时间。按下式计算试样的蒸发量(g/hr)：

[1小时的配重读数-3.5小时的配重读数]/2.5小时。

即使采取上述所有防护措施之后，仍会发生某些蒸发损失，对于试样和烧结容器两者的校正，通常约为0.10g/hr。理论上，对于每一个新装的玻璃烧结容器202，均要测量试样蒸发量。

清洗部件

当玻璃烧结容器202是新装的时，均采用新Tygon管203。如果可观察到微生物污染，用50％的次氯酸钠漂白剂兑入蒸馏水对玻璃管204和211、流体容器205和配重液体容器206进行清洗，接着再用蒸馏水冲洗。

a．每次试验之后的清洗

每次试验结束时(试样已取出之后)，用250mL来自液体容器205中的试验液体朝向玻璃烧结容器冲洗(即将上述试验液体导入玻璃烧结容器的底部)，以便从玻璃烧结盘孔中排出残余试样。开启旋塞阀209和210，使之与液体容器205相通而切断配重液体容器206，从烧结容器的支承器上取下该玻璃烧结容器，将其上下颠倒，首先用试验液体冲洗，然后再用丙酮和试验液体冲洗。冲洗期间，应上下晃动玻璃烧结容器，冲洗流体应喷射在与玻璃烧结盘的表面接触的试样上。冲洗后，再用250ml合成尿对玻璃烧结物进行第二次朝上冲洗。最后，将玻璃烧结物再装入支承器中，并使烧结物表面呈水平状态。

b．监测玻璃烧结容器的性能

每一次清洗程序之后以及每次新装玻璃烧结容器都应监测玻璃烧结容器的性能，通过将玻璃烧结容器设置在0cm位置，用50ml试验液体喷射在水平的玻璃烧结盘平面上而进行监测(没有Teflon^环、O-环和圆筒/活塞部件)。记录在玻璃烧结盘表面上方试验流体平面下降到5mm所需的时间。如果上述时间超过4.5分钟，应进行周期性清洗。

c．周期性清洗

应周期性地对玻璃烧结容器进行彻底清洗(见上述监测烧结容器的性能)，以防止阻塞。冲洗流体是蒸馏水、丙酮、含50％次氯酸钠的蒸馏水(为了清除细菌生长)和试验液体。清洗步骤包括从支承器上取下玻璃烧结容器和将所有管道拆开，在上下晃动烧结容器的同时用适量的合适的流体按下述顺序朝着玻璃烧结容器冲洗(即：将冲洗液体引入玻璃烧结容器的底部)：

1．250ml蒸馏水；

2．100ml丙酮；

3．250ml蒸馏水；

4．100ml 50∶50次氯酸钠^/蒸馏水溶液；

5．250ml蒸馏水；

6．250ml试验流体。

若玻璃烧结容器的性能在流体流动(见上所述)的设定指标内、而且在玻璃烧结盘表面上没有可见残留物，则上述清洗过程是满意的。若清洗过程完成得不理想，应更换烧结容器。

计算

设置计算机是为了提供包括毛细管吸附高度(以cm计)、时间和在每一规定高度上的摄入量(g)的报告。从这些数据可计算出毛细管吸附的吸湿容量，该容量已对烧结玻璃摄入和蒸发损失两方面进行了校正。还可根据0cm处的毛细管吸附吸湿容量计算出在规定高度上的毛细管吸湿效率。此外，还计算出在200cm处的最初有效摄入速率。

空白校正摄入量

毛细管吸附吸湿容量(“CSAC”)

在200cm处的初始有效摄入速率(“IEUR”)

报告

对于每个试样和在每一高度处的平均摄入量应取两次测量值的最小值来计算给定的储存吸湿件或给定的大表面面积材料的毛细管吸附吸湿容量。

B．垂直悬吊吸附高度(VHSH)

选择宽度通常约1cm长度适中(通常至少60cm)的泡沫材料条进行垂直悬吊吸附高度(VHSH)试验。用夹子将条挂在温度恒定在31℃的腔室中，条的底部浸在也是31℃的试验流体中。试验流体最好是如在1997年2月4日授权于Goldman等人的美国专利5599335号中描述的合成尿，该文献作为本发明的参考文献。在全部时间内，试验流体被条吸收并达到不再发生毛细吸收的平衡点。为了便于测定平衡点，可将试验流体染色。应非常小心地进行试验，以防止试样蒸发，例如，将试样封在玻璃管中，但玻璃不能与试样相碰，而且要在试样管上加合适的盖。达到平衡所需的时间可因本发明的材料不同而变化，时间范围从约24至96小时或更长。如果在1小时期间内，观察到的吸附流体的高度没有明显变化，则认为已达到平衡。

应非常小心地从试验腔室中取出试验条，以防止将保持在条中的流体挤出。将条切成2.5cm长的若干段，并对每段称重。为方便起见，可以将低于完全膨胀高度约50％的那些原始段切成2英寸(5.1cm)长的段。用这些段的重量除以泡沫材料的烘干重量可计算出该泡沫材料在不同高度处的容量(g/g)。通过将那些高度下所取的段的容量与那些高度的关系制成图表可得出如图5所示的图。在X％的VHSH高度是泡沫材料中保持0cm容量(或FAC)的X％的高度(以cm计)。主要的常用值是在90％的VHSH。原则上讲，X可以为任何值。根据发明人的经验，对于VHSH最具重复性的测量是在X=90％处。对于本领域普通技术人员而言十分明显的是，单一点值不能完全表示所得到的容量与高度的关系曲线中的曲线形状。但是，这种单点可用作与本发明的泡沫材料对比的实际点。

Ⅶ具有代表性的实施例

                          实施例1

              包含微细玻璃纤维的储存吸湿件

本例描述了一种含有形成水凝胶的吸湿聚合物和大表面面积微细玻璃纤维的高毛细管吸附吸湿件，上述微细玻璃纤维是采用一种湿部成形方法(wet end forming process)而成型的，与一些传统的空气沉积方法(airdeposition processes)相比，其密度和结构组织均有所改善。为了制得在微细玻璃纤维基体中吸湿聚合物分布几乎相同的部分含有形成水凝胶的吸湿聚合物，紧接着应进行下述过程。

将4.0g ASAP2300(可从Chemdal LTD.American Colloid Co.的子公司、Arlington Heights，IL购得；也可从Procter&Gamble Co.,Paper TechnologyDivision,Cincinnati,OH购得)和4.0g微细玻璃纤维(可从Manville SalesCorp.,Denver,Co.购得，其商品名为“Q-FIBERS，代号(code)108，批号(Bulk)110”)的混合物与约500ml 3A级乙醇(95％乙醇、5％甲醇)、或异丙醇、或类似液体在防爆的3-加仑商用级报警后混合机(explosion resistant-3-gallon Commercial grade Warner blender)中混合，上述液体既不降解也不被吸入上述包含聚合物的结构或部件。慢速搅动上述混合物5分钟。将上述混合物倒入6英寸×6英寸的“纸成形盒”，在该成形盒底的上部带有80目尼龙成形丝网(可从Appleton Mfg.Div.,Productive Solutions.Inc.,Neenah,WI)购得。加入3A级乙醇或合适溶液，使液面高于筛网约8英寸。用搅棒使成形盒上部的溶液在液体排空前充分混合。开启在成形丝下面的阀使液体迅速排出，以确保均匀沉积在成形丝上。从“成形盒”中取出筛网，为使保持的液体自由排出，断开真空源，使空气在装有干燥剂(如DRIERITE,Sigmechem.Co.,St.Louis,Mo63178)的干燥器中很快干燥，以确保含水量均匀。只要干燥了，就可从成形筛网中取出吸湿件。

为了测定毛细管吸附吸湿容量，从上述吸湿件上拱形冲出5.4cm圆柱形构件。这种储存吸湿件的毛细管吸附吸湿容量汇总在下面的表1中。

                      实施例2

            由HIPE制备大表面面积泡沫材料

A)制备HIPE

将无水的氯化钙(36.32kg)和过硫酸钾(189g)溶于378升水中。这样，制得了可用于制备HIPE乳状液的连续过程中的水相流。

在含有已蒸馏的二乙烯基苯(42.4％的二乙烯基苯和57.6％的乙基苯乙烯)(2640g)、2-乙基己基丙烯酸酯(4400g)和己二醇二丙烯酸酯(960g)的单体组合物中加入双甘油-油酸乳化剂(480g)、二牛脂二甲基铵甲基硫酸酯(80g)、和Tinuvin 765(20g)。上述双甘油-油酸乳化剂(Grindsted Products；Brabrand，Denmark)包括约81％的双甘油-油酸、1％的其它双甘油单酯类、3％的多元醇和15％的其它聚甘油酯类，该乳化剂产生的最小油/水界面张力值约为2.7dyne/cm，其具有的油/水临界集聚浓度约为2.8wt％。混合后，这些材料的组合物能很快沉降。不形成可见剩余物，抽取全部混合物并在制备HIPE乳状液的连续过程中用作油相。

将分离的油相流(25℃)和水相流(53-55℃)输送到动力混合装置中。借助于针式叶轮(pin impeller)在上述动力混合装置中的上述组合物流可充分混合。上述针式叶轮包括一个直径约2.9cm、长约36.5cm的圆柱形通筒。通筒上有6行针，3行有33根针，另3行有34根针，设置在每一水平面上的三根针的每一根彼此成120°角，与设置在其下面的紧挨着的平面上的针成60°角，每一平面与其相邻平面相隔0.03mm，直径为0.5cm的每根针从通筒的中心轴向外伸出，伸出长度为2.3cm。上述针式叶轮安装在圆柱形套筒内，从而构成动力混合装置，针与圆柱形套筒壁的间隙为1.5mm。

如1996年9月17日由DesMarais提交的共同审理中的美国专利申请顺序号08/716510的附图所示，从流出动力混合装置的流出物中抽取少部分进入再循环区，该出版物作为本发明的参考文献。再循环区中的沃克沙(Waukesha)泵将上述少部分流出物返回到进入动力混合区的油和水相流的入口处。

静态混合器(TAM Industries生产、型号为100-812)具有12个元件，其外侧直径为1英寸(2.5cm)。静态混合器下游装有一根软管，以便于将乳状液输送到用于固化的器件。也可选择采用附加静态混合器，以提供附加的反向压力使软管充满。上述任选的静态混合器可以是1英寸(2.5cm)管道、12元件混合器(McMaster-Carr.Aurora,OH.生产，型号为3529K53)。

用比例为4份水比1份油的油相和水相充入混合和再循环装置组合的设备中。只要上述装置完全充满，动力混合装置就放空，空气逸出。充入期间的流速是油相7.57g/sec，水相30.3cc/sec。

上述设定的装置一旦被充满，动力混合器中叶轮就以1750RPM的转速开始搅拌，并以约30cc/sec的流速开始再循环。然后，在约1分钟的整个时间周期内，将水相的流速稳定增加到流速为151.3cc/sec，而在约3分钟的整个时间周期内使油相流速降低到3.03g/sec。在后一时间段内，将再循环速率稳定增加到约150cc/sec。此时由动态区和静态混合区所产生的反向压力约为19.9PSI(137kPa)，此压力体现出系统的总压降。再将Waukesha泵(型号为30)的速度平稳减小到流量为约75cc/sec的再循环速率。

B)HIPE的聚合

此时，将来自静态混合器的HIPE收集于圆形聚乙烯管中，该管直径为40英寸(102cm)，高为12.5英寸(31.8cm)，其侧边可拆卸，很象用于烤蛋糕的弹簧和平锅。底部直径为12.5英寸(31.8cm)的管状聚乙烯插头被牢固地附接在其底部中心，该插头高为12.5英寸(31.8cm)。装有HIPE的管子放在温度保持在65℃的房间内达18小时，以进行聚合和形成泡沫材料。

C)泡沫材料的洗涤和脱水

从固化管中取出已固化的HIPE泡沫材料。此时，该泡沫材料还有残余的、约为聚合单体重量的48-52倍(48-52X)的水相(包括已溶解的乳化剂、电解质、引发剂残基和引发剂)。用锋利的来回移动的锯条将上述泡沫材料切成0.185英寸(4.7mm)厚的薄片。然后，使这些薄片在装有真空装置的顺序安装的2多孔压料辊中受到挤压，于是，泡沫材料中所含的残余水相逐渐减少到约为被聚合的材料重量的6倍(6X)。此时，再用60℃的、1.5％CaCl₂溶液重新使上述薄片饱和并在装有真空装置的顺序安装的3多孔压料辊中进行挤压，致使水相含量约为4X。此泡沫材料的CaCl₂含量在8％和10％之间。

经最后的压辊挤压后，泡沫材料保持的被挤压的厚度约为0.021英寸(0.053cm)。然后，使上述泡沫材料风干约16小时。这种干燥过程可减少水含量到约为被聚合的材料重量的9-17％。此时，上述泡沫材料薄片完全呈褶皱状，且“薄而干爽”。这种储存吸湿件的毛细管吸附吸湿容量的数据汇总在下面的表1中。

                        实施例3

            用HIPE制备大表面面积泡沫材料

A)制备HIPE

按例1制备用于制备HIPE乳状液的连续过程中的水相流和油相流。将分开的油相流(25℃)和水相流(53-55℃)输送到如例1中详细描述的动力混合装置中。

将上述设定的装置一旦被充满，动力混合器中叶轮就以1700RPM的转速开始搅拌，并以约30cc/sec的流速开始再循环。然后，在约1分钟的整个时间段内使水相的流速稳定增加到流速为151.3cc/sec，而在约3分钟的整个时间段内使油相流速降低到3.36g/sec。在后一时间段内，将再循环速率稳定增加到约150cc/sec。此时，由动态区和静态混合器所形成的反向压力约为19.7PSI(136kPa)，此压力体现出系统的总压降。然后，将Waukesha泵的速度平稳减小到流量为约75cc/sec的再循环速率。

B)HIPE的聚合

如例2中详细描述的那样，收集从静态混合器流出的HIPE，并将HIPE固化成聚合泡沫材料。

C)泡沫材料的洗涤和脱水

从固化管中取出已固化的HIPE泡沫材料。此时，该泡沫材料还有残余的、约为聚合单体重量的43-47倍(43-47X)的水相(包括已溶解的乳化剂、电解质、引发剂残基和引发剂)。用锋利的、来回移动的锯条将上述泡沫材料切成0.185英寸(4.7mm)厚的薄片。然后使这些薄片在装有真空装置的、顺序安装的2多孔压料辊中被挤压，于是，泡沫材料中所含的残余水逐渐减少到约为被聚合的材料重量的6倍(6X)。此时，再用60℃的、1.5％的CaCl₂溶液重新使上述薄片饱和，并在装有真空装置的、顺序安装的3多孔压料辊中进行挤压，使水相含量约为4X。此泡沫材料的CaCl₂含量在8％和10％之间。

经最后的压辊挤压程序后，泡沫材料保持的挤压后的厚度约为0.028英寸(0.071cm)。然后，使上述泡沫材料风干约16小时。这种干燥过程可将水含量减少到约为被聚合的材料重量的9-17％。此时，上述泡沫材料薄片完全呈褶皱状，且“薄而干爽”。

                        实施例4

            用HIPE制备大表面面积泡沫材料

A)制备HIPE

按例1制备用于形成HIPE乳状液的连续过程中的水相流和油相流。将分开的油相流(25℃)和水相流(53-55℃)输送到如例1中详细描述的动力混合装置中。

将上述装置调整为只要该装置被充满，动力混合器中叶轮则以1750RPM的转速开始搅拌，并以约30cc/sec的流速开始再循环。然后，在约1分钟的整个时间段内使水相的流速稳定增加到流速为151.3cc/sec，而在约3分钟的整个时间段内，使油相流速降低到3.78g/sec。在后一时间段内，将再循环速率稳定增加到约150cc/sec。此时，由动力区和静态混合器所形成的反向压力约为18.7PSI(129kPa)，此压力体现出系统的总压降。再将Waukesha泵的速度平稳减小到流量为约75cc/sec的再循环速率。

B)HIPE的聚合

如例2中详细描述的那样，收集来自静态混合器的HIPE，并将HIPE固化成聚合泡沫材料。

C)泡沫材料的洗涤和脱水

从固化管中取出已固化的HIPE泡沫材料。此时，该泡沫材料还有残余的、约为聚合单体重量的38-42倍(38-42X)的水相(包括已溶解的乳化剂、电解质、引发剂残基和引发剂)。用锋利的、来回移动的锯条将泡沫材料切成0.185英寸(4.7mm)厚的薄片。再使这些薄片在装有真空装置的、顺序安装的2多孔压料辊中被挤压，于是，泡沫材料中所含的残余水相逐渐减少到约为被聚合的材料的重量的6倍(6X)。此时，再用60℃的、1.5％的CaCl₂溶液重新使上述薄片饱和，并在装有真空装置的、顺序安装的3多孔压料辊中进行挤压，使水相含量约为4X。此泡沫材料的CaCl₂含量在8％和10％之间。

经最后的挤压程序后，泡沫材料保持的挤压后的厚度约为0.028英寸(0.071cm)。然后，使上述泡沫材料风干约16小时。这种干燥过程可将水含量减少到约为被聚合的材料重量的9-17％。此时，上述泡沫材料薄片完全呈褶皱状，且“薄而干爽”。

                            实施例5

          含有大表面面积聚合泡沫材料的储存吸湿件

本例描述了含有形成水凝胶的吸湿聚合物和按照例3制备的高吸附聚合泡沫材料的高毛细管吸附吸湿件。为了制得含有吸湿聚合物和聚合泡沫的材料的部分达到比较均匀分布的形成水凝胶的吸湿聚合物，紧接着应进行下述过程。

将10g风干的聚合泡沫材料(按照上面的例3制备)放入备有1.25升的大口瓶的干混机中(Osterizer生产，型号为848-36L)，上述大口瓶中装有1升2％的氯化钙溶液。全部泡沫材料被浸没后，使干混机在“液态”下(设在高位)搅拌10秒钟，然后再设在“Grate”位另加搅拌5秒钟。再将所得到的浆料传送到衬有纸巾的瓷漏斗处。从试样中能自由流出约500ml流体。然后用橡胶隔膜覆盖试样，并对该试样抽空(约500mmHg)，使试样脱水到重量为50至60g。

使集聚的试样返回到干燥的共混罐，并伴随着定位在“液态内”搅拌使试样分散，同时将上述罐和底座多次倒置再回到竖直状态，从而将试样分散成接近分立的颗粒状态。再将上述已分散的试样在环境条件下风干，然后，将上述颗粒状泡沫材料与形成水凝胶的吸湿聚合物(品名为ASAP2300，可从Chemdal Corporation of Palantine,IL购得；也可从Procter&Gamble Co.,Paper Technology Division,Cincinnati,OH购得)组合，从而可制造由50％(按重量计)形成水凝胶的聚合物和50％(按重量计)大表面面积聚合泡沫材料的均匀共混物组成的储存吸湿件。

这种储存吸湿件的毛细管吸着吸湿容量数据汇总在下面的表1中。

                          实施例6

              包括大表面面积纤维的储存吸湿件

本例描述了一种包括形成水凝胶的吸湿聚合物和大表面面积纤维的高毛细管吸附吸湿件。将从Hoechst Celanese Corp.(Charlotle,Nc)购得的乙酸纤维素纤维^与形成水凝胶的吸湿聚合物(品名为ASAP 2300，可从ChemdalCorporation of Palantine,IL购得；也可从Procter & Gamble Co.,PaperTechnology Division,Cineinnati,OH购得)组合可制得由50％(按重量计)形成水凝胶的聚合物和50％(按重量计)纤维的均匀共混物组成的储存吸湿件。

这种储存吸湿件的毛细管吸着吸湿容量数据汇总在下面的表1中。

表1

	CSAC*0cm(g/g)	CSAC*35cm(g/g)	CSAC*70cm(g/g)	CSAC*120cm(g/g)	CSAC*200cm(g/g)
						例1	21.8	14.1	7.0	2.8	0.4
例3	36.3	31.1	8.5	5.3	4.2
						例5	23.0	13.6	9.7	7.7	5.9
例6	17.2	10.6	7.3	5.2	3.1
						比较例A	21.9	5.0	1.1	0.8	0.5
比较例B	43.9	9.9	6.3	1.9	0.5

^*CSAC=毛细管吸着吸湿容量

Claims (11)

1．一种具有下述一种或多种容量的高毛细管吸附储存吸湿件：(ⅰ)毛细管吸附吸湿容量在35cm高度时至少为12g/g；(ⅱ)毛细管吸附吸湿容量在70cm高度时至少为7g/g；(ⅲ)毛细管吸附吸湿容量在120cm高度时至少为4g/g；或(ⅳ)毛细管吸附吸湿容量在200cm高度时至少为3g/g。

2．如权利要求1所述的吸湿件，在35cm高度时的毛细管吸附吸湿容量至少为14g/g，优选至少为20g/g。

3．如权利要求1或2所述的吸湿件，在70cm高度时的毛细管吸附吸湿容量至少为9g/g，优选至少为11g/g。

4．如权利要求1-3的任一项权利要求所述的吸湿件，在高度为120cm时的毛细管吸附吸湿容量至少为5g/g，优选至少为7g/g。

5．如权利要求1-4中任一项所述的吸湿件，在高度为200cm时，毛细管吸附吸湿容量至少为4g/g，优选为6g/g。

6．如权利要求1-5中的任一项所述的储存吸湿件，其特征在于该件含有具有互连的开孔的瘪泡聚合泡沫结构，在与含水流体接触时，上述瘪泡结构可以膨胀并吸附流体，上述聚合泡沫结构具有至少60cm的平衡的90％的垂直悬吊吸附高度(VHSH)。

7．如权利要求1-5中任一项所述的储存吸湿件，含有渗透吸湿剂和离散的大表面面积材料，其特征在于上述大表面面积材料是从由大表面面积纤维、大表面面积开孔亲水聚合物泡沫及上述材料的混合物组成的组中选取的。

8．如权利要求7所述的储存吸湿件，其特征在于：上述渗透吸湿剂是形成水凝胶的吸湿聚合物。

9．一种含有渗透吸湿剂和离散的大表面面积材料的高毛细管吸附储存吸湿件，该件在高度0cm时的毛细管吸附吸湿容量至少为15g/g，且具有至少35cm的中间吸湿高度，优选具有至少40cm的中间吸湿高度，更优选至少为50cm的中间吸湿高度。

10．一种含有渗透吸湿剂和离散的大表面面积材料的高毛细管吸附储存吸湿件，该件在高度0cm时毛细管吸附吸湿容量至少为15g/g，并且还有下述的一种或多种毛细管吸湿效率：

(a)高度为120cm时，毛细管吸湿效率至少为25％；

(b)高度为70cm时，毛细管吸湿效率至少为30％；

(c)高度为35cm时，毛细管吸湿效率至少为50％。

11．一种包含权利要求1-10中任一项所述的储存吸湿件的吸湿用品。

Images