CN1299260A

CN1299260A - 用于分配含水流体的吸收材料

Info

Publication number: CN1299260A
Application number: CN99805871A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·A·德斯马雷斯; 琼·C·戴尔; 詹佛朗哥·帕隆博; 布鲁诺·J·埃恩斯珀格
Original assignee: Procter and Gamble Ltd
Current assignee: Procter and Gamble Ltd; Procter and Gamble Co
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2001-06-13
Also published as: BR9908688A; CA2322526C; JP2002506681A; ZA991989B; ID29279A; HUP0101127A3; CZ20003299A3; WO1999047089A1; EP1061880A1; HUP0101127A2; CO5090868A1; MXPA00008958A; PE20000533A1; US6013589A; AU2633599A; MX219126B; CA2322526A1; KR20010041788A; AR018325A1; IL138147A0

Abstract

本发明涉及能够分配和释放含水流体例如尿至储存材料的材料。这些流体分配材料具有:A)毛细管解吸高度(即在50%容量时的高度)与毛细管吸收高度(即在50%容量时的高度)的比值不大于约1.8∶1;B)毛细管解吸高度不大于约50cm;C)31℃下在不超过约25分钟内芯吸合成尿至15cm高度的能力;和D)在15cm处的垂直芯吸容量至少约为6g/g。本发明也涉及包含此类分配材料的吸收制品。这些吸收制品特别适合于吸收和保存含水体液,其包含:Ⅰ)一底片;和Ⅱ)一与所述底片相连接的吸收芯,所述吸收芯置于所述底片和制品的使用者的流体排放区域之间。所述吸收芯包含本发明的分配材料;和Ⅲ)任选的一顶片,其定位应使得吸收芯位于所述底片和顶片之间。

Description

用于分配含水流体的吸收材料

技术领域

本申请涉及适用于吸收体液的制品中的材料。本申请特别涉及能够分配含水流体(例如尿、月经等)并优选将此类流体释放给流体储存材料的材料。

背景技术

用作一次性尿布、成人失禁垫和三角裤以及月经用品如卫生巾的高吸收性制品的开发是具有相当高的商业意义的主题。提供高性能吸收制品，如尿布的能力是受开发能够收集、分配并储存大量的排泄体液，特别是尿的吸收芯或结构的能力所限制的。这三种功能能够由分别最佳化的吸收制品的特定部分所提供。将收集材料(或层)设计成在喷涌过程中能够快速吸收流体。喷涌流体在排放到相邻分配材料之前被稳定。分配材料(或层)具有足够的毛细管压力(下面详述)，使得流体从收集部件中出来并将其分配到整个吸收制品中，通常要克服重力分配到按照芯的尺寸为10-20cm的高度处。储存部件(或层)具有最高的毛细管压力，且可含有形成水凝胶的吸收聚合物(HFAPs)以使得流体从分配层中排出并“永久性”地与穿用者的皮肤分开而储存流体。

对优异的流体收集和储存部件的开发已经进行了大量的研究。例如1990年2月6日授权的美国专利US4,898,642(Moore等)、1989年12月19日授权的美国专利US4,888,093(Dean等)、美国专利US5,137,537(Herron等)、1993年6月8日授权的美国专利US5,217,445(Young等)和美国专利US4,822,453(Dean等)描述了卷曲硬挺的纤维，当形成低密度网时，在湿态时不会瘪缩，并且在尿排出过程中当其经历“喷涌”情况时能够保持高速收集流体的能力。某些类型的聚合物泡沫已被用于吸收制品，以便实际吸入、芯吸和/或保存含水体液。参见例如，US3,563,243(Lindquist,1971年2月6日授权)(用作尿布等的吸收垫，其主要吸收剂是亲水性聚氨酯泡沫片材)，US4,554,297(Dabi,1985年11月19日授权)(可用于尿布或月经产品的吸收体液的多孔聚合物)；US4,740,520(Garvey等，1988年4月26日授权)(含有由某些类型的超芯吸交联聚氨酯泡沫制成的海绵吸收剂的吸收性复合结构如尿布、女性护理用品等)。1996年10月8日授权的美国专利US5,563,179(Stone等)描述了用于在例如吸收芯中收集和分配含水流体的亲水性吸收泡沫。类似地，多种无纺材料已被用于收集液体。最重要的是这些材料重复使用收集流体的能力，在压缩状态下保持储存能力，和将收集的流体释放给流体分配或储存材料的能力。

本领域中存在很多储存材料的例子，例如在“Water-Absorbent Polymers:A Patent Survey”,Po,R.J.M.S.-Rev.Macromol.Chem.Phys.1994,C34(4),607-662中总结的“水解胶体”或“形成水凝胶的吸收聚合物”或超吸收聚合物。此类储存材料通常以各种比例与纤维状网共混以用于吸收芯中。其它已知的储存材料包括各种亲水性泡沫，例如描述于US5,387,207(Dyer等，1995年2月7日授权)中的来自乳液的泡沫。

在关于合适的分配材料的文献中已经描述了相对较少的开发。通常，吸收芯结构根本不含有特殊的分配材料。另外，分配功能或是与储存或是与吸收功能结合(如前面的美国专利US 5,563,179)，这能够导致多少有些折衷的性能。在例如尿布中所用吸收芯中的差的分配，能够导致所收集的流体在相对小部分(一般是胯部)的吸收芯中的蓄积。上述水解胶体或形成水凝胶的吸收聚合物(“HFAP”)能够将流体转变成凝胶。即使设计被广泛地用于本领域中，这也具有许多不需要的结果。首先，所述体积的流体在一个区域的蓄积导致产品膨胀，例如在尿布情况下扩展了腿部的收拢，在产品和腿之间产生间隙，尿能够通过该间隙泄漏。第二，流体体积使得穿用者感觉不适。第三，所述尿的浓度能够对皮肤产生不希望的作用，这能够导致局部皮炎。最后，这也能够导致过早的“凝胶阻塞”，如1997年2月4日授权的美国专利US5,599,335(Goldman等)中所述，导致产品中存在的HFAP无法被有效利用。

有效分配层必须能够克服重力垂直芯吸流体，以便在吸收芯中适当地起作用，例如尿布中发现的那样。垂直芯吸容量主要由每单位体积结构的表面积和其表面亲水性得到。这能够以毛细管吸收高度(这里称为“CAH”，在下面定义)的方式测定。CAH必须足够以便从用于临时储存的任何收集材料中收集含水流体并将流体芯吸到吸收芯的其余部分，相对于穿用者排泄流体的位置，该部分可被升高20cm或更多。

流体分配材料的另一重要性能是将流体排放到储存部件的能力。这能够以毛细管解吸高度(这里称为“CDH”，在下面定义)的方式测定，其通常大于CAH。传统上，CDH至少是CAH的约两倍，其差值被称作毛细管滞后。

又一重要性能是芯吸速度。分配材料必须能够在合理时间段内将含水流体芯吸到所需高度。一般，该时间要求由负载区中补充的含水流体在载液区中的速率或重复排泄所确定。分配材料应该将含水流体从收集层中分隔开来，将流体芯吸到所需高度，并在下一次排泄发生之前基本上将流体分隔到储存层。另一要求是材料芯吸足够体积的流体，以便在下一次流体排泄之前具有足以基本上将流体移出收集层的流体通量。

又一重要性能是材料将吸收的流体的量(基于每克材料吸收的流体量(g))。特别注意的是在毛细管吸收实验中，在特定高度(例如15cm)下材料将吸收的流体的量。分配材料理想地能够吸收和在产品内移动相对于每克材料来说为大量的流体。

本领域已知的材料还未实现足够的CAH(对于产品的高度)、小的CDH和高的芯吸速度和通量的结合。纤维网能够具有良好的芯吸速度，但是由于它们固有的低的容量(或自由吸收容量)(由于相对高的密度或不足的空隙容积)而导致流体通量不足。因此，它们不能在适当的时间内芯吸足够的流体。另外，在需要CAH＞10cm的情况下，必须增加这些纤维网的密度以提供需要的CAH，进一步降低了流体通量(和空隙容积)。

如果制造得当的话，开孔结构的亲水聚合物泡沫能够提供在高性能吸收芯中使用所要求的毛细分配特性。含这些泡沫的吸收制品可具有所希望的湿润完整性，在该制品穿着的整个期间可提供适体的感觉，并可减少在使用期间物品的形状变化(如未受控制的膨胀、聚束)。此外，含这些泡沫结构的吸收制品能够更加容易以商业规模生产。例如，尿布的吸收芯可简单地从连续的泡沫片冲压出来，而且可设计得比吸收纤维网具有更高完整性和均匀性。这些泡沫还能制成任何希望的形状，或甚至成型为单片的尿布。

已有由高内相乳液(此后称作“HIPE”)制备出特别适合用于吸收产品如尿布的吸收泡沫。参见例如，1993年11月9日授权的US5,260,345(DesMarais等)和1993年12月7日授权的US5,268,224(DesMarsis等)，两者都引入本文供参考。这些吸收性HIPE泡沫提供所希望的流体处理性能，包括：(a)更好的芯吸和流体分配特性，以便转移所吸收的尿或其它体液，使其脱离初始的接收区，并进入泡沫结构中未使用的平衡区，这样使得有能力接受随后流出的流体，和(b)在受力，即在加压力的情况下，较高的储存容量和较高的流体容量。这些HIPE吸收泡沫也是足够柔顺顶和柔软的以给这些吸收制品的使用者提供高度的舒适感；部分制品可以制造得相对较薄直到被吸收的体液润湿。同样参见1992年9月15日授权的US5,147,345(Young等)和1994年6月7日授权的US5,318,554(Young等)，该专利公开了含有流体收集/分配部件(该部件可以是亲水性、柔软、开孔泡沫，如蜜胺-甲醛泡沫(如，BASF生产的BASOTECT))和基于HIPE的吸收泡沫的流体储存/再分配部件的吸收芯。

虽然这些基于泡沫的收集/分配部件能够提供快速的流体收集，并将流体相对有效地分配和分离到具有更高吸收压的吸收芯的其它部件处，这些泡沫仍然是要实现至少两个单独作用的折衷材料。具体地，在吸收芯内将这些材料的微观结构形态和机械强度最佳化以满足两种需要，而不是仅为一种目的进行具体设计。

因此，需要提供一种材料，该材料：(1)特别设计成吸收芯中的有效分配部件；(2)表现出降低的滞后，这由低的CDH∶CAH比反映出来；(3)具有相对低的CDH值，使得其它芯部件(例如储存部件)具有比分配泡沫的解吸压更高的吸收压以便将流体分隔开；(4)芯吸流体，使其在下一次流体排泄之前离开吸收芯的收集区；(5)对吸收制品的使用者而言是柔软、柔性而舒适的；和(6)具有相对高的流体容量以提供有效地利用吸收芯部件的尿布和其它吸收制品。

发明概述

一方面，本发明涉及能够分配含水流体、特别是排出的体液例如尿、月经等的材料。这些材料具有：

A)毛细管解吸高度(即在50％容量时的高度)与毛细管吸收高度(即在50％容量时的高度)的比不大于约1.8∶1；

B)毛细管解吸高度不大于约50cm；

C)31℃下在不超过约25分钟内芯吸合成尿至15cm高度的能力；和

D)在15cm处的垂直芯吸容量至少约为6g/g。

另一方面，本发明涉及包含本发明材料的吸收制品。此类吸收制品，特别适合于吸收和保存含水体液，其包含：

Ⅰ)一底片；和

Ⅱ)一与所述底片相连接的吸收芯，所述吸收芯置于所述底片和制品的

使用者的流体排放区域之间，所述吸收芯包含能够分配含水流体的本

发明的材料。

附图简述

附图中图1所示为具有吸收芯的尿布的分解图，其包含本发明的高毛细管吸收容量储存元件。

附图中图2a所示为如图1中所示的尿布中所含的代表性多层芯的分解图。

附图中图2b所示为如图1中所示的尿布中所含的另一代表性多层芯的分解图。

附图中图3所示为一根据本发明的代表性分配材料的截面的显微照片(放大500倍)，该材料由60∶1的水油重量比的HIPE在77℃浇铸而成，其中单体组份由重量比为19∶14∶55∶12的乙基苯乙烯(EtS)：二乙烯基苯(DVB)：丙烯酸2-乙基己酯(EHA)：二丙烯酸己二醇酯(HDDA)组成，其中使用了7.5％(油相重量)的单油酸双甘油酯(DGMO)和1％二牛油二甲基甲基硫酸铵乳化剂。图3中所示的分配材料是下面实施例2中所述的聚合物泡沫材料。

附图中图4所示为图3中泡沫的显微照片(放大1000倍)。

附图中图5a和图5b所示为本发明的几种分配材料的获得流体(吸收压)和保持流体(解吸压)的性能。

发明详述

Ⅰ、对分配会水流体重要的特性

与以前用于流体吸收领域中的材料相比，本发明的材料具有降低的CDH∶CAH比。(测试CDH和CAH的方法详细描述于下面的测试方法段落)。大多数现有的吸收材料具有的CDH∶CAH比至少约为2∶1。如上所述，相对于材料表现出的吸收力，解吸材料所需的增加的力是毛细管滞后的结果。对于本发明的材料来说，已经明显地降低了CDH∶CAH比，使得CDH∶CAH比不大于约1.8∶1。滞后的这一令人惊奇的降低提供了特别适合用作吸收制品中流体分配部件的材料。因此，当特别用于提供分配功能时，本发明的材料能够容易地将流体收集材料脱水，且它们本身容易地被更高级吸收材料例如流体储存材料脱水。尽管如此，当本发明的材料在这里被称作“分配材料”时，由于它们降低的滞后特性和传输流体的能力，所述材料可被设计成起流体收集材料或流体储存材料的作用。在这方面，本发明的材料可被用作吸收制品中的流体收集材料、流体分配材料和/或流体储存材料。

本发明的分配材料也具有最大的CDH，使得分配材料能够接着被储存材料脱水，和具有最小的芯吸速率以确保材料芯吸流体，使之在下一次流体排泄之前脱离吸收芯的收集区。(测试芯吸速率的方法也描述于下面的测试方法段落)。材料也优选具有最小的CAH，使得芯的收集部件能够被分配材料有效地脱水。

本发明的分配材料对于材料的用途来说也应该是有效的。这需要在毛细管吸收实验中在给定高度下最小的吸收容量，如测试方法段落中所详述。

当仔细平衡上述性能时，分配材料具有从收集部件中吸收流体、克服重力将那些流体芯吸到吸收芯的更高部分和将含水流体释放给储存部件的能力。

A、毛细管解吸高度(CDH)

通过排出(通过重力)在含水流体中预先饱和的足够长的分配材料条来测定CDH。毛细管解吸压是指在31℃平衡条件下在各种静压头下材料保持流体的能力。就本发明的目的而言，所说的毛细解吸压是指在31℃平衡条件下流体负载量是自由吸收容量的50％时的静压头(即高度)。

相对于其它吸收部件，尤其是想用来储存流体的部件的吸收压来说，毛细解吸压是重要的。如果吸收制品的流体吸收部件将所收集的流体保持得太牢，将阻碍这些其它部件将流体分离开的能力。这将使得分配部件始终装载着大量流体，从而吸收制品更容易泄漏。对于大多数材料来说，由于毛细管滞后，CDH约为CAH值的两倍。对于本发明的分配材料来说，CDH值不大于材料CAH值的约1.8倍。特别地，本发明的分配材料具有CDH值不大于约50cm，优选不大于约45cm，且更优选不大于约40cm。典型地，所述分配材料具有的CDH值为约12cm～约50cm，更典型地是约15cm～约45cm，还更优选约20cm～约40cm。

由于它们相对低的CDH值，本发明的分配材料能够容易地被吸收芯中储存流体的其它部件解吸，包括那些包含常规吸收凝胶材料的部件，如下述专利中所描述的：US5,061,259(Goldman等)，1991年10月29日授权，US4,654,039(Brandt等)，1987年3月31日授权(1988年4月19日再版为Re.32694),US4,666,983(Tsubakimoto等)，1987年5月19日授权，和US4,625,001(Tsubakimoto等)，1986年11月25日授权，所有这些专利均引入作为参考；以及由这些吸收凝胶材料制备的吸收大结构，如下述美国专利中所描述的：US5,102,597(Roe等)，1992年4月7日授权，和US5,324,561(Rezai等)，1994年6月23日授权，此处均引入作为参考。事实上，这些分配材料能很容易地被储存所收集的流体的吸收聚合物泡沫解吸，如下述美国专利中所描述的：US5,268,224(DesMarais等)，1993年12月7日授权；上面的US5,387,207、上面的US5,563,179；US5,560,222(DesMarais等)，1997年7月22日授权，和共同未决美国申请，顺序号，由T.A.DesMarais在1998年3月13日申请，标题是“HIGH SUCTIONPOLYMERIC FOAM MATERIALS”(P＆G案号7052)；和吸收凝胶材料与上述聚合物泡沫或具有非常高表面积的其它吸收剂的混合物，例如描述于1998年3月13日由G.A.Young等以标题“ABSORBENT MEMBERSCOMPRISING A HIGH SURFACE AREA MATERIAL FOR ABSORBINGBODY LIQUIDS”(P&G案号7053)申请的共同未决美国申请系列号，和1998年3月13日由G.A.Young等以标题“ABSORBENT MEMBERS FORABSORBING BODY LIQUIDS”(P&G案号7054)申请的美国申请系列号中；所有这些均引入作为参考。相应地，本发明的分配材料在多次“喷出”情况下在将所收集的流体迅速地转移到吸收结构的其它流体储存部件上面作用非常好。

B、毛细管吸收高度(CAH)

本发明有用的分配材料的另一重要性能是它们的毛细管吸收压。该技术提供了材料的容量，作为由重力作用在其中所含的水柱上而产生的各种静压的函数。毛细吸收压是指泡沫垂直芯吸流体的能力。就本发明而言，所说的毛细吸收压是指在31℃平衡条件下垂直芯吸的流体负载量是自由吸收容量的50％时的静压头。静压头由高度为h的流体(例如合成尿)柱表示。(参见P.K.Chatterjee和H.V.Nguyen的“Absorbency”(吸收性)，Textile Science andTechnology(纺织科技)，第7卷，PK.Chatterjee编辑；Elsevier:Amsterdam,1985；第二章)。当产品被竖直穿用时，CAH值必须至少约为吸收芯的高度值。例如，小婴儿用小尿布需要CAH仅约为10-12cm。成人失禁用大的产品需要20-25cm的CAH。可以设计本发明的吸收材料，使其具有所考虑的特定产品的作用所需的最小CAH。

C、CDH∶CAH的比

如上所述，本发明分配材料的一个重要方面是它们降低的滞后量，这由相对低的CDH∶CAH比值来反映。本发明的材料具有CDH∶CAH比值不大于约1.8∶1，优选不大于约1.7∶1，更优选不大于约1.6∶1，还优选不大于约1.5∶1，还优选不大于约1.4∶1，还优选不大于约1.3∶1，还优选不大于约1.2∶1，还优选不大于约1.1∶1。

D、芯吸速率

本发明分配材料的另一重要要求是它具有足够的亲水性和多孔性，使得它在吸收结构内快速芯吸流体实现功能需要的高度。如上面的美国专利US5,563,179的测试方法部分中所述来测试芯吸速率。为了特别有用于吸收制品吸收尿液，本发明的分配材料在不超过约25分钟内垂直芯吸合成尿液(65±5达因/厘米)达到15cm的高度。更优选地，分配材料在不超过约20分钟内、还更优选在不超过约15分钟内且最优选在不超过约10分钟内垂直芯吸所述合成尿液达到15cm的高度。典型地，分配材料在约3～约25分钟内、更典型地在约3～约20分钟内且更优选在约4～约15分钟内垂直芯吸所述合成尿液达到15cm的高度。

E、垂直芯吸容量

垂直芯吸容量试验测试了每克分配材料中，在用于垂直芯吸试验中的相同标准尺寸试样的每一英寸(2.54cm)垂直截面中保持的试验流体的量。一般在已经使试样垂直芯吸试验流体达到平衡之后(例如约18小时之后)进行这样的测定。垂直芯吸吸收容量试验详细描述于美国专利US5,387,207的试验方法部分。

本发明的分配材料在15cm的高度下具有垂直芯吸容量至少约为6g/g，优选至少约为7g/g，更优选至少约为9g/g。优选地，所述分配材料在15cm的高度下具有的垂直芯吸容量为约6g/g～约120g/g，更优选约7g/g～约85g/g，还更优选约9g/g～约70g/g。

F、自由吸收容量

本发明的分配材料的另一个相关性能是其自由吸收容量(“FAC”)。“自由吸收容量”是给定样品中每单位质量固体材料吸收进其结构中的试验流体(合成尿)的总量。在吸收制品如尿布中特别有用的分配材料至少要满足最小自由吸收容量。为了特别用于吸收制品中以吸收尿液，本发明的分配材料应具有的自由吸收容量为每克干泡沫材料吸收的合成尿至少约为12g/g，优选至少约为15g/g，更优选至少约为20g/g。优选地，自由吸收容量是每克干泡沫材料吸收的合成尿为约12至约125g/g，更优选为约15至约90g/g，最优选为约20至约75g/g。测量自由吸收容量的方法在前面的美国专利US5,563,179的测试方法部分有述。

Ⅱ、优选的聚合物分配泡沫

在本发明的一个优选实施方案中，分配材料是相互连通开孔的亲水柔性聚合物泡沫结构。通过确保泡沫的机械强度，使得在排出其流体时，在所涉及的毛细管压力下泡沫塌陷，来部分地实现这些泡沫结构降低的滞后量。塌陷过程将有效泡沫容量减小与泡沫密度相关的显著系数，如下文所述。如果整个结构相对均匀，则塌陷也减少了保持在合适的流体排放位置处的流体量。在这方面，泡沫的强度小于由泡沫产生的毛细管压力，使得当芯的储存部件除去含水流体时泡沫塌陷。这里主要通过调节泡沫的泡孔尺寸(与每单位体积的表面积成反比)来控制毛细管压力。强度由交联密度和泡沫密度结合控制。交联剂和其它共聚单体的类型也能够是有影响的。

A、分配泡沫的一般特性

这里有用的聚合物泡沫是相对开孔的那些。在这类基本上是开孔泡沫结构中的泡孔具有泡孔间开孔或“窗户”，这些开孔大到足以允许流体容易地从泡沫结构中的一个泡孔转移到另一个泡孔中去。

这些基本上开孔的泡沫结构一般都具有网状特征，其中各个独立的泡孔被许多相互连接的三维支化网相互连接起来。构成这些支化网的聚合材料纤维丝可以被称为“柱架”。有典型的柱架型结构的开孔结构泡沫以举例方式示于图1和图2的显微照片中。对本发明的目的来说，如果泡沫结构中至少80％的泡孔(至少为1μm)与至少一个相邻的泡孔是液体相通的话，那么该泡沫材料就是“开孔的”。

除了是开孔结构外，这些聚合物泡沫是充分亲水的以允许泡沫吸收含水流体。泡沫结构的内表面通过在聚合后留在泡沫结构中的残余亲水性表面活性剂和/或盐类而产生亲水性，或通过选择的聚合后泡沫处理方法(如下所述)来产生。

这些聚合物泡沫结构的亲水程度可以由这些泡沫与可吸收的试验液体相接触时所显示出的“粘合张力”值来度量。这些泡沫所呈现的粘合张力利用一种方法可以试验性地确定，该方法是测量已知尺寸和毛细吸入比表面积的试样吸收试验流体例如合成尿的重量。这种方法在US5,387,207(Dyer等，1995年2月7日授权)的试验方法部分作了更详细的描述，此处引入作为参考。在本发明中用作分配材料的泡沫一般是粘合张力值为约15至约65达因/厘米，更优选约20至约65达因/厘米(通过毛细吸入表面张力为65±5达因/厘米的合成尿来测定)的那些泡沫。

这些泡沫的一个重要特征是其玻璃化转变温度(Tg)。Tg代表聚合物玻璃态和橡胶态之间的转变中间点。具有比使用温度高的Tg的泡沫强度非常高但也非常刚硬且潜在地易于破裂。当在低于聚合物Tg的温度下使用时，这些泡沫也趋于应力下蠕变并且回弹性较差。理想的力学性能特别是强度和回弹性的结合，通常需要相当宽的单体类型和用量的选择范围来达到这些所希望的性能。

对本发明的分配泡沫而言，只要该泡沫具有可接受的强度，其Tg应尽可能的低。相应地，应尽可能多地选择能提供相应的具有低Tg的均聚物的单体。

聚合物的玻璃化转变区的形状也很重要，也就是说，该形状(作为温度的函数)是窄还是宽。该玻璃化转变区的形状与聚合物的使用温度(通常是环境温度或身体温度)在Tg或Tg附近是密切相关的。例如，较宽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，聚合物将表现出更大的刚性且回弹性较差。相反，如果在使用温度下转变完全，那么聚合物将显示出较快的压缩回复。因此，希望控制聚合物的Tg和其玻璃化转变区的宽度以得到所希望的力学性能。总的来说，聚合物的Tg优选比使用温度低至少约10℃。(Tg和转变区的宽度由动态力学分析(DMA)测量得到的损耗角正切值-温度曲线衍生而来，这一点在1996年10月8日授权的美国专利US5,563,179(Stone等)中有述。)

B、本发明所用的泡沫的其它性能

除了CDH、CDH∶CAH比、垂直芯吸速率、垂直芯吸容量和自由吸收容量这些必须性能(这些对于本发明的任何分配材料来说都是需要的)之外，优选的聚合物泡沫材料还具有其它物理性质。

1、毛细管塌陷压力(CCP)

本发明的泡沫能够克服重力将含水流体芯吸到显著的高度，例如至少约15cm。泡沫中保持的流体柱产生显著的可收缩的毛细管压力。在由泡沫(压缩状态)的强度和每单位体积泡沫的表面积所确定的高度下，泡沫会塌陷。由下面测试方法部分中详细定义的该高度是零压头时损失泡沫体积的50％时的以cm表示的毛细管塌陷压力(CCP)。本发明优选的分配泡沫具有的CCP至少约为15cm，更优选至少约为20cm，还更优选至少约为25cm。典型地，优选的分配泡沫具有的毛细管塌陷压力约为15cm～约50cm，更优选约20cm～约45cm，还更优选约25cm～约40cm。

CCP也可由以kPa为单位给出的屈服应力表示。屈服应力由压缩模式下吸收泡沫上的应力-应变实验测定。该方法和屈服应力与CCP的相互变换详细地描述于下面的测试方法部分。

2、泡孔(cell)和开孔的直径(hole sizes)

可用于限定优选聚合物泡沫的一个特征是其泡孔结构。泡沫的泡孔，尤其是包围相对无单体的水相液滴的含单体的油相聚合而成的泡孔，通常基本上是球形的。这些球形泡孔通过开口(后面称作泡间孔)相互连接在一起。这些球形泡孔的大小或“直径”和泡孔间开口(开孔)的直径常常用来概括性地表征泡沫。由于在给定的聚合物泡沫的样品中的泡孔和泡间开孔没必要具有大致相同的尺寸，因此，平均泡孔和开孔的大小，即平均泡孔和开孔的直径将是常常所描述的。

泡孔和开孔的直径是能影响根据本发明的泡沫的许多重要力学和性能特征(包括这些泡沫的流体芯吸性能，以及泡沫结构中形成的毛细管压力)的参数。许多技术均可用来测量泡沫的平均泡孔和开孔的直径。最有用的技术包括基于泡沫样品的扫描电子显微照片的简单测量。例如，图3和4示出了根据本发明的典型的HIPE泡沫结构。例如，叠加在图4的显微照片上的是表示20微米长的标度。这一标度通过图像分析法可以用来测量平均泡孔和开孔的直径。根据本发明的用于吸收含水流体的吸收剂的泡沫优选具有的数均泡孔大小为约20至约100微米，更优选为约30至约90微米，数均开孔的直径为约5至约15微米，优选约5至约12微米。

3、毛细吸入比表面积

“毛细吸入比表面积”是试验流体能够接近的聚合物网状结构的试验流体能接近的表面积的度量。毛细吸入比表面积通过泡沫中的泡孔单元的尺寸和聚合物的密度来测量，因此，毛细吸入比表面积是定量由泡沫网状结构所提供的参与了吸收的固体表面的总量的一种方式。

就本发明的目的而言，通过测量发生于已知质量和大小的泡沫样品内的毛细吸收低表面张力液体(如乙醇)的量来测定毛细吸入比表面积。在前面US5,387,207的测试方法部分详细描述了用毛细吸入法测定泡沫比表面积的这一方法。也可以使用用于测定毛细吸入比表面积的任何合理的可供选择的方法。

用于本发明的分配泡沫的毛细吸入比表面积至少为约0.01m²/mL，更优选至少约为0.03m²/mL。一般，毛细吸入比表面积在约0.01至约0.20m²/mL的范围内，优选约0.03至约0.10m²/mL，最优选约0.04至约0.08m²/mL。

4、泡沫密度

此处所指“泡沫密度”(即空气中每立方厘米泡沫体积的泡沫克数)是基于干燥泡沫。与毛细吸入比表面积一样，泡沫的密度可以影响吸收泡沫的许多使用性能和力学性能。这些包括对含水流体的吸收容量和压缩挠曲特性。泡沫密度随着泡沫的状态而变化。塌陷状态下的泡沫显然比完全膨胀状态下的相同泡沫具有更高的密度。一般，本发明的塌陷状态下的泡沫具有的干态密度约为0.11g/cc。作为非限制性的例子，具有膨胀态密度约为20mg/cc的泡沫会具有自由吸收容量(FAC)约为50g/g。当在塌陷状态下时，FAC随着由塌陷引起的空隙容积的减少而成比例地减少，在该例子中会是5倍。因此，塌陷状态下的FAC仅约为10-11g/g。该可逆塌陷过程使得由本发明泡沫获得不寻常低的CDH∶CAH比。

可以采用任何适宜的将提供每单位体积的泡沫结构的固体泡沫材料质量测定的重量分析方法来测量泡沫的密度。例如，前面US5,387,207的试验方法部分更详细描述的ASTM重量分析法是可以用来测定密度的一种方法。泡沫密度与每单位体积的洗涤泡沫(不含乳化剂、填料、表面处理剂例如盐类等)的重量有关。本发明的泡沫具有的干燥密度值优选约8mg/cc至约77mg/cc，更优选约11mg/cc至约63mg/cc，还更优选约13mg/cc至约48mg/cc。

Ⅲ、由HIPEs制备聚合物分配泡沫

本发明进一步涉及通过聚合特定类型的具有相对少量的油相和相对多量的水相的油包水乳液或HIPE来获得优选的分配泡沫的方法。该方法包括如下步骤：

A)在特定温度和特定剪切混合下，由下列物质形成油包水乳液：

1)一油相，包括：

a)约85至约98重量％的能形成Tg为约35℃或更低的共聚物的单体组份，该单体组份包括：

ⅰ)约30至约80重量％的至少一种基本上不溶于水的能形成Tg为约25℃或更低的无规立构非晶聚合物的单官能单体；

ⅱ)约5至约40重量％的至少一种基本上不溶于水的能提供与苯乙烯所提供的韧度大致相当的韧度的单官能共聚单体；

ⅲ)约5至约30重量％的基本上不溶于水的第一多官能交联剂，该交联剂选自于：二乙烯基苯，三乙烯基苯，二乙烯基甲苯，二乙烯基二甲苯，二乙烯基萘，二乙烯基烷基苯，二乙烯基菲，二乙烯基联苯，二乙烯基二苯基甲烷，二乙烯基苄，二乙烯基苯基醚，二乙烯基二苯基硫醚，二乙烯基呋喃，二乙烯基硫醚，二乙烯基砜，及其混合物；和

ⅳ)0至约15重量％的基本上不溶于水的第二多官能交联剂，该交联剂选自于多官能丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，及其混合物；和

b)约2至约15重量％的一种乳化剂组份，该乳化剂能溶于油相中且适用于形成稳定的油包水乳液，该乳液组合物包括：(ⅰ)具有至少约40重量％乳化组份的第一乳化剂，该乳化剂组份选自于线性不饱和C₁₆-C₂₂脂肪酸的双甘油单酯，支化C₁₆-C₂₄脂肪酸的双甘油单酯，支化C₁₆-C₂₄醇的双甘油单脂族醚，线性不饱和C₁₆-C₂₂脂肪醇的双甘油单脂族醚，线性饱和C₁₂-C₁₄醇的双甘油单脂族醚，线性不饱和C₁₆-C₂₂脂肪酸的脱水山梨醇单酯，支化C₁₆-C₂₄脂肪酸的脱水山梨醇单酯及其混合物；或(ⅱ)具有至少20重量％的这些乳化组份的第一乳化剂和某些第二乳化剂的混合物，第一乳化剂和第二乳化剂的重量比为约50∶1至约1∶4；和

2)包含含有下列组份的水溶液的一水相：(ⅰ)约0.2至约20重量％的水溶性电解质；和(ⅱ)有效量的聚合引发剂；

3)水相与油相的体积重量比为约12∶1～约125∶1；和

B)在油包水乳液的油相中聚合单体组份以形成聚合物泡沫材料；和

C)任选对聚合物泡沫材料进行脱水。

本发明的方法允许这些能够分配流体的吸收泡沫的形成，这是仔细平衡如上所述的性能的结果。通过仔细选择交联剂和单体类型和含量和乳液形成参数，特别是剪切混合的量、温度和水油比(其转变成干燥泡沫的最终密度)，来实现这些性能。

A、概述

能够通过具有较高的水相与油相比率的某些油包水乳液(在本技术领域通称为“HIPEs”)的聚合反应来制备本发明的聚合物泡沫。由这些乳液的聚合反应生成的聚合物泡沫材料在下文称为“HIPE泡沫”。此类HIPEs通常的制备方法详细描述于后面的美国专利US5,563,179和US5,387,207中。

用来生成HIPEs的水和油相的相对量与许多其它参数一起，对于泱定生成的聚合物泡沫的结构、力学性能和使用性能方面是重要的。具体地说，乳液中水与油的比率(“W∶O比”)随着最终的泡沫密度成反比地变化，并能影响泡孔尺寸和泡沫的毛细吸入比表面积及形成泡沫的柱架的大小。用来制备本发明的HIPE泡沫的乳液通常的水相与油相的体积重量比为约12∶1至约125∶1，最常用的为约15∶1至约90∶1。特别优选的泡沫能够由比率为约20∶1至约75∶1的HIPEs制备。

1、油相组分

HIPEs的油相的主要部分包括单体、共聚单体和交联剂，如后面美国专利US5,387,207中列举的那些。这些单体、共聚单体和交联剂必须基本上是不溶于水的，因此它们主要溶于油相，而在水相中不溶解。使用这些基本上不溶于水的单体确保实现具有适宜的特征和稳定性的HIPEs。当然，所用单体、共聚单体和交联剂的特别优选的类型是生成的聚合物泡沫是适宜的无毒性和有适当的化学稳定性。如果在聚合后的泡沫加工和/或使用期间这些单体、共聚单体和交联剂以很低的残留浓度存在的话，则这些物质应优选低毒或没有毒性。

油相内另一个主要组份是乳化剂组份，它允许生成稳定的HIPEs。该乳化剂组份包括第一乳化剂和任选的第二乳化剂，例如在美国专利US5,387,207中列举的那些。

生成HIPEs所用的油相包括约85至约98重量％的单体组份和约2至约15重量％的乳化剂组份。优选油相包括约90至约98重量％的单体组份和约3至约10重量％的乳化剂组份。油相也可含有其它的任选成分。一种这样的任选组份是本领域熟练技术人员所熟知的普通类型的油溶性聚合引发剂，如US5,290,820(Bass等，1994年3月1日授权，此处引入作为参考)中所描述的。另一种优选的任选组份是抗氧化剂，如位阻胺光稳定剂(HALS)和位阻酚稳定剂(HPS)或任何其它能与所用的引发剂系统相容的抗氧化剂。其它任选组份包括增塑剂，填料，着色剂，链转移剂，溶解的聚合物等等。

2、水相组分

HIPE的不连续水内相通常是含一种或几种溶解组份的水溶液，例如在后面美国专利US5,387,207中列举的那些。水相中一种主要溶解组分是水溶性的电解质。溶解的电解质使主要油溶性的单体、共聚单体和交联剂在水相中也溶解的趋势降至最小。反过来，在聚合反应期间，这又使聚合物材料充满由水相液滴生成的油/水界面处孔窗口的程度减至最小。因此，电解质的存在和生成的水相的离子强度被认为是泱定所得优选聚合物泡沫是否开孔以及开孔到什么程度。

HIPEs通常也含有聚合引发剂。通常将这种引发剂成分加入到HIPEs的水相中，它可以是任何常规的水溶性自由基引发剂。这些包括过氧化物如过硫酸钠、钾和铵盐，过氧化氢，过乙酸钠，过碳酸钠等。也可以使用常用的氧化还原引发剂体系。这样的体系通过前述的过氧化合物与还原剂如亚硫酸氢钠、L-抗坏血酸或亚铁盐相结合来生成。

引发剂含量可高达约20mol％(以油相中可聚合单体的总摩尔数计)。更优选的引发剂含量为约O.001至约10mol％(以油相中可聚合单体的总摩尔数计)。

3、亲水表面活性剂和可水合的盐

形成HIPE泡沫结构的聚合物优选基本上没有极性官能团。这意味着聚合物泡沫在性质上是相对疏水的。这些疏水泡沫可以用于需要吸收疏水流体的地方。这种类型的使用包括在油性组份与水混合在一起且需将油性组份分离和隔离开来时，如海洋油泄漏。

如果要将这些泡沫用作吸收含水流体如泼洒的果汁、牛奶等以用作清洁和/或体液如尿的吸收剂时，其通常需要进一步处理，以使泡沫相对更亲水一些。如果需要，泡沫的亲水作用一般是通过以后面美国专利US5,387,207描述的方式用亲水表面活性剂处理HIPE泡沫来实现。

这些亲水表面活性剂可以是任何能提高聚合物泡沫表面的水润湿性的材料。它们在本技术领域是公知的，且可包括很多表面活性剂优选非离子型，例如在后面美国专利US5,387,207中列举的那些。

通常掺入HIPE泡沫结构中的另一种物质是可水合的、优选吸水的或吸湿的水溶性无机盐。这些无机盐包括例如毒理学上可接受的碱土金属盐。这种类型的盐和它们与油溶性表面活性剂结合作为泡沫亲水表面活性剂的用途在US5,352,711(DesMarais,1994年10月4日授权)中有更详细描述，其公开内容引入本文作为参考。优选的这种类型的盐包括钙的卤化物如氯化钙，如前所述，它也可以以HIPE中水相电解质的形式使用。

可水合的无机盐通过用这些盐的水溶液处理泡沫可以很容易地被掺入。这些盐的溶液通常在从刚刚聚合的泡沫中除去残余水相的过程完成后处理泡沫或用所述盐溶液的处理作为从刚刚聚合的泡沫中除去残余水相过程的一部分。用这些水溶液对泡沫的处理优选沉积可水合无机盐如氯化钙的残余量为泡沫重量的至少约0.1重量％，通常在约0.1～约12重量％的范围内。

用亲水性表面活性剂(含或不含可水合的盐)对这些相对疏水的泡沫的处理一般都进行到必须赋予泡沫适宜亲水性的程度。但是，优选的HIPE类型的泡沫在制备成时即已有适宜的亲水性，而且其中可能已掺入足量的可水合盐，因此不要求用亲水性表面活性剂或可水合盐另外处理。尤其是，这些优选的HIPE泡沫包括那些其中使用前述某些油相乳化剂和氯化钙的泡沫。在那些情况下，聚合泡沫的内表面具有适宜的亲水性，且包括含有或沉积有足量的氯化钙的残留水相液，即使是在聚合物泡沫已脱水到实用的程度之后。

B、得到HIPE泡沫的工艺条件

泡沫的制备一般包括如下步骤：1)生成稳定的高内相的乳液(HIPE)；2)在适于生成固体聚合物泡沫结构的条件下，使这种稳定的乳液聚合/固化；3)任选洗涤该固体聚合泡沫结构，以从聚合泡沫结构中除去原来残留的水相，和如果需要，用亲水性表面活性剂和/或可水合盐处理聚合物泡沫结构，以沉积任何需要的亲水性表面活性剂/可水合盐，和4)之后使这种聚合物泡沫结构脱水。所述方法详细描述于前面的美国专利US5,387,207中。

Ⅳ、本发明分配材料的用途

A、概述

本发明的分配材料被广泛地用于一次性尿布的吸收芯以及其它吸收制品中。这些材料也能够被用于其它吸收制品中，特别是当需要克服重力将流体芯吸到一定的高度，并在产品内将流体释放给另一储存元件时。

B、吸收制品

本发明的流体分配材料特别用于各种吸收制品的吸收结构(例如吸收芯或芯元件)。这里“吸收制品”指的是一种消费产品，其能够吸收大量尿、月经或由失禁使用者或制品使用者排泄的其它液体(即流体)，例如含水粪便(流动的肠排泄物)。这些吸收制品的实例包括一次性尿布、大小便失禁的服装、月经用品如棉塞和卫生巾、一次性训练裤、床垫等。这里所述的分配材料特别适宜用于如尿布、失禁垫或衣服、衣服的保护物等制品中。

以其最简单的形式，其中分配材料表现出足够的流体储存容量情况下，本发明的吸收制品仅需要包括一底片(一般相对不透液体)、一收集材料和分配材料。将这些部件结合在一起使得收集材料距离吸收制品穿用者的流体排出区或排泄区最近。接着是由底片背衬的流体分配/储存部件。不透过流体的底片能够包含任何材料，例如聚乙烯或聚丙烯，具有厚度约为1.5密尔(0.038mm)，其帮助将流体保持在吸收制品内。

更通常地，这些吸收制品也包括可透过流体的顶片部件，其将覆盖接触穿用者皮肤的吸收制品的侧面。在该构型中，制品包括一吸收芯，该吸收芯包含定位于底片和顶片之间的一种或多种本发明的流体分配材料。在特别优选的实施方案中，制品的吸收芯包括单独的流体储存层。可透过流体的顶片可包含任何材料例如聚酯、聚烯烃、人造丝等，其实质上是多孔的材料，使得体液容易地经过其中并进入下面的吸收芯中。顶片材料优选在顶片与穿用者皮肤间接触的区域内没有保持含水流体的趋势。

如上所述，除了本发明的分配部件外，所述吸收制品的吸收芯也可包含其它例如常用的部件或材料。在包括所述分配元件和其它吸收材料的结合的一个实施方案中，吸收制品可使用多层吸收芯构型，其中含有一种或多种本发明分配材料的一芯层能够与包含其它吸收结构或材料的一种或多种另外单独的芯层结合使用。这些其它吸收结构或材料例如能够包括木浆或其它纤维素纤维的气流成网或湿法成网的纤维网。这些其它吸收结构也能够包含泡沫，例如吸收泡沫或甚至用作流体收集/分配部件的海绵体，例如前面美国专利US5,563,179(Stone等)中公开的那些。

一个优选的实施方案需要各种吸收芯元件的进一步分离。该优选的吸收芯包含仅围绕穿用者裆区的收集层以控制起始的快速流体喷涌。所述分配层(包含本发明的材料)被垂直定位于收集层的前面和后面，以便芯吸流出裆区的流体，不是仅从前面到后面。不同的储存层被定位于收集层之上的位置(设想的穿用者站立位置)并仅与分配材料接触。储存吸收部件必须能够吸收从分配层流出的流体，克服由于重力和分配材料解吸压形成的力。所述的产品在排泄之间的时间内从裆区排出流体，使得收集区相对干燥并准备进一步吸收流体。这进一步保持了服装的形状，并使得裆区相对干燥，使皮肤更健康。

图1显示了尿布60的一个优选实施方案，其中顶片61和底片62是同时延伸的(co-extensive)，且其长度和宽度尺寸通常大于吸收芯28的长度和宽度尺寸。顶片61连接并叠加在底片62上，从而形成尿布60的周边。周边限定了尿布60的外周长或边缘。

顶片61是柔顺的，摸上去柔软的且对使用者皮肤无刺激的。另外，顶片61是透液的，允许体液易于透过其厚度。合适的顶片61可由广泛范围的材料制成，例如多孔泡沫、网状泡沫、多孔塑料膜、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混纺纤维。在一个实施方案中，顶片61由疏水性材料制成，使得穿用者的皮肤与吸收芯10中的流体分离。优选顶片包含一个调整材料的亲水性的部件。在无纺顶片的情况中，这能够在形成无纺织物之前通过调节纤维的表面能或在其形成后通过调节无纺织物的表面能而实现。可以制备亲水性调节部件使得在用例如尿润湿时，其能够容易地被洗去，或优选地使得即使在反复润湿时其也保持有效，尽管可能以降低的水平。这样的亲水性调节部件可以被引入到纤维的树脂中，或在它们可以在刚刚被纺织出之后或在形成网之后用于纤维中。在成形和/或多孔薄膜的情况中，可以将表面能调节部件施加到成形入薄膜内的树脂上，或在成形之后施加到薄膜的表面上。或者，可以使用无纺织物和薄膜的结合复合材料，对于亲水性调节来说，可以使用两者各自的选择。特别优选的顶片61包含具有约1.5旦的扯样长度聚丙烯纤维，例如由Hercules.Inc.of Wilmington.Delaware销售的Hercules型151聚丙烯。正如这里所用的，术语“扯样长度纤维”指的是具有长度至少约为15.9mm(0.62英寸)的那些纤维。

存在许多能够用于生产顶片61的生产技术。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，由纺织领域中熟练人员公知的方法热粘结。优选地，顶片61的重量是约18～约25g/m²，纵向的最小干燥抗拉强度至少约400g/cm，横向湿态抗拉强度至少约55g/cm。

虽然优选使顶片成为距离穿用者皮肤最近的材料，但是这不是必须的。考虑可以使用没有顶片的合适的吸收芯构型，且仍然产生所需的结果例如舒适和吸收性以及生产的简便性和节省材料成本。例如，吸收芯本身的体侧表面可由代替单独顶片的透液的、柔顺的、柔软的且无刺激的材料制成。这样的吸收芯仅需要与底片一起使用，以提供吸收制品的舒适性和吸收性。

底片62是不透流体的，并优选由塑料薄膜制成，虽然也可以使用其它柔软的不透流体的材料。底片62阻止吸收芯10中吸收和含有的流出物润湿接触尿布60的物品例如床单和内衣。优选地，底片62是厚度为约0.012mm(0.5密尔)～约0.051cm(2.0密尔)的聚乙烯膜，虽然能够使用其它柔软的不透流体的材料。正如这里所用的，术语“柔软”指的是柔顺和容易与穿用者身体的大体形状和轮廓一致的材料。

合适的聚乙烯膜由Monsanto Chemical Corporation生产并以FilmNo.8020销售。优选对底片62进行压纹和/或消光处理以使其外观更象织物。另外，底片62可以是“透气的”，允许蒸汽从吸收芯28中逸出，但还防止流出物流过底片62。考虑非常透气但基本上不透流体的底片对于某些吸收制品来说是需要的。

底片62的尺寸由吸收芯28的尺寸和选择的精确尿布设计所决定。在一个优选的实施方案中，底片62具有改进的水漏型，在整个尿布周边延伸到吸收芯28之外的最小距离至少约为1.3cm～至少约为2.5cm(约0.5～约1.0英寸)。

顶片61和底片62以任何合适的方式连接在一起。如此处所用，术语“连接(ioined)”包括通过将顶片61直接固定在底片62上的方式将顶片61直接与底片62固定在一起的构型，和通过将顶片61固定在中间部件上，该中间部件又固定在底片62上的方式将顶片61间接地与底片62固定在一起的构型。在优选的实施方案中，顶片61和底片62通过连接方式(未示出)例如粘结剂或本领域已知的任何其它连接方式，顶片61和底片62沿其周边相互直接连接起来。例如，一个均匀连续的粘合剂层、一个粘合剂构图层或粘合剂的分离的线或点的排列能够被用于将顶片61固定到底片62上。

通常将带状紧固件(tab tape fastners)65施加到尿布60的腰带区63处，以提供将尿布固定在穿用者身上的紧固方式。所述带状紧固件65仅是代表性的。带状紧固件可以是本领域公知的那些，例如引入本文供参考的1974年11月19日授权的美国专利US3,848,594(Buell)中公开的紧固带。这些带状紧固件或其它尿布紧固装置通常在接近尿布60的边角处施用。

弹性部件69邻近尿布60的周边布置，优选沿着每一纵向边缘64，使得弹性部件拉住并将尿布60固定于穿用者的腿部。另外，可以邻近尿布60的一个或两个腰带区63放置弹性部件67以提供腰带以及腿箍(或者而不是腿箍)。例如，合适的腰带公开于引入本文供参考的1985年5月7日授权的美国专利US4,515,595(Kievit等)中。另外，适合于生产具有弹性可收缩弹性部件的一次性尿布的方法和设备描述于引入本文供参考的1978年3月28日授权的美国专利US4,081，301(Buell)中。

弹性部件在弹性可收缩状态下被固定在尿布60上，使得在正常未受限制的构型中，弹性部件有效收缩或聚集尿布60。弹性部件能够以至少两种方式固定在弹性可收缩状态下。例如，在尿布60处于非收缩状态下时，弹性部件可以被伸展和固定。或者，在弹性部件处于其未松弛或未伸展状态下时，尿布60可以例如通过打褶而收缩，且弹性部件固定并连接到尿布60上。弹性部件可沿着尿布60的部分长度延伸。另外，弹性部件可延伸到尿布60的整个长度，或延伸到适于提供弹性可收缩线的任意其它长度。弹性部件的长度由尿布设计所决定。

在使用中，通过将腰带区定位在穿用者的后背下面，并将尿布60的其余部分拉在穿用者的腿间，使得其它腰带区定位于穿用者的前面，来将尿布60施用于穿用者。然后，优选将带状65或其它紧固件固定在尿布60的面朝外的区域上。在使用中，引入了本发明流体吸收部件中的一次性尿布或其它吸收制品趋于更快速和有效地分配和储存流体并由于流体吸收部件的高吸收容量而保持干爽。引入了本发明流体吸收部件的一次性尿布也可以是更薄和更柔软的。

当用作一次性尿布60中的吸收芯时，本发明芯28的优选实施方案是将其定位，使得收集条52与顶片61流体交换，并用于快速收集身体排出物并将其分配至吸收分配条51中。通过提供界面粘结和阻止顶片分离阻碍流体流动，吸收条52与顶片61的粘结可增强流体交换。本发明的分配材料51在芯28的x和y方向上移动流体，接着被通常表示为10的流体储存部件解吸。虽然部件52和51通常表示为成直线和具有相同尺寸，但是可以使用其它形状和尺寸关系。正如所示，通常成直线的部件具有相应于适用于一次性尿布的裆区66宽度的宽度53。同样，可变化各个芯部件的长度，以适合于各个穿用者尺寸。

如图1中所示，储存部件10能够包含两个单独的储存部件20和30，使得没有定位于尿布的流体排出区的吸收储存部件。因为这样的吸收芯10在芯的中央(对应于芯的裆区或流体排出区)具有很少或没有流体储存材料(应该认识到，分配材料51可具有非常大的储存容量并含有流体，至少直到它被更高吸收性的储存材料所解吸)，含有此类芯的制品可提供改进的适体性和穿用者的舒适性，当制品干燥和在其接收了一些体液负载时都是如此。参见例如由G.Young等在1997年3月27日申请的共同未泱美国专利申请系列号08/825,072、由G.LaVon等在1997年3月27日申请的共同未决美国专利申请系列号08/825,071和由Young等在1997年3月27日申请的共同未决美国专利申请系列号08/826,208。

图2a描述了具有两个独立部件20和30的吸收芯28的分解图，每一个都由会解吸分配材料51的吸收性储存部件组成。前片20通常对应于穿用在穿用者前面的一次性尿布部分。同样的，后片30对应于穿用在穿用者后面的一次性尿布的部分。在吸收芯包含单独流体储存元件(类似于图1和图2a中的元件20和30)的可选择的设计中，分配层可定位在收集层和储存元件的下面。即，参照图1，分配材料51会定位于收集材料52和储存元件20和30的下面。

或者，储存元件10可以是储存材料的单一层(即图1中的破折线70表示储存部件10包括在制品的流体排出区中)。吸收芯28的如此的实施方案在图2b中有述。

在一个实施方案中，吸收条52可以是流体处理层，以高度蓬松的无纺织物的形式定位于制品穿用者的流体排出区，但是优选以包含改进纤维素纤维例如硬挺卷曲纤维素纤维的层的流体收集形式，其量任选多达该聚合物胶凝剂的该流体收集/分配层重量的约10％。用于此类优选的吸收制品的流体收集层52中的改进纤维素纤维优选是木浆纤维，其已通过化学和/或热处理方法进行硬挺和卷曲。此类改进的纤维素纤维与引入本文供参考的1990年6月19日授权的美国专利US4,935,622(Lash等)中使用的类型相同。优选的实施方案是其中流体储存层10如下面文件所述的那些，所述文件包括：共同未决美国申请，顺序号，由T.A.DesMarais在1998年3月13日申请，标题是“HIGH SUCTION POLYMERIC FOAM MATERIALS”(高吸收聚合物泡沫材料)(P＆G案号7052)；1998年3月13日由G.A.Young等以标题“ABSORBENT MEMBERS COMPRISING A HIGH SURFACE AREAMATERIAL FOR ABSORBING BODY LIQUIDS”(含有用于吸收体液的高表面积材料的吸收元件)(P&G案号7053)申请的共同未决美国申请系列号；和1998年3月13日由G.A.Young等以标题“ABSORBENT MEMBERS FORABSORBING BODY LIQUIDS”(用于吸收体液的吸收元件)(P＆G案号7054)申请的美国申请系列号。该流体分配层通常定位于(上)流体处理和(下)更高吸收性储存层之间，并在其中进行流体交换。

如这里所用，“一次性”吸收制品是打算在一次使用后丢弃的那些(即整个原始吸收制品不是用来被清洗或以其它方式被再恢复或再用作吸收制品，虽然某些材料或所有吸收制品可被再回收、再回用或制成堆肥)。如这里所用，术语“尿布”指的是通常由婴儿或失禁者穿用在穿用者下躯周围的服装。然而，应该理解的是，本发明也适用于其它吸收制品，例如失禁三角裤、失禁垫、训练裤、尿布衬垫、月经垫、卫生巾、棉塞、绷带、面巾纸、纸巾等。

除了有益的流体处理性能，本发明优选的吸收泡沫材料还提供良好的美学，这是由于其柔软、弹性结构和物理完整性。在片状形式下，这些吸收泡沫也能够相对容易地成形，以用于各种吸收制品。与纤维状吸收部件相反，在使用过程中这些吸收泡沫在总体外观即密度、形状等上没有什么变化。这些泡沫体的厚度根据存在于泡沫体中的含水流体而变化。也就是说，当饱和和相对塌陷时，泡沫体相对较厚，而当被邻近的储存层脱水时，泡沫体较薄。由于这些吸收泡沫体没有被含水流体塑化，因此当润湿时它们的机械性能大体未变。

因为本发明的分配材料有效地分配含水流体，因此它们可特别用作受益于流体流动的吸收芯的流体分配部件。这些分配材料结合了相对高的毛细管吸收压和单位重量容量性能，这使得它们借助或不借助重力吸收流体，因此保持穿用者的皮肤干爽。该高的容量(每给定重量)能够导致轻质、有效的产品。另外，因为本发明的分配材料能够有效地将该收集的流体排出到其它吸收部件中，这些材料可特别用作“多层”吸收芯(另外含有流体储存部件和流体吸收部件)中的分配部件。

在本发明的一些实施方案中，吸收芯的分配层以相对于顶片和吸收芯的储存层的特定位置关系放置。更特别地，定位芯的分配层使得它被有效地定位，以便从收集层中收集排出的体液，并将此流体传输到芯的其它区域。因此分配层能够跨越收集区和一些远端储存区。收集层将包括裆区，且优选对于男性用制品来说，也包括尿布前部的排尿区域。对尿布而言，吸收制品的前部意指打算放置在穿用者前部的吸收制品部分。另外，对男性使用者而言，希望分配层延伸到接近使用者前腰区以有效地收集相对多量的男性穿用者所用的尿布前部排出的流体负荷，并弥补排泄物的方向变化。相应的吸收制品区域可根据吸收制品的设计和适配性而变化。

对尿布的实施来说，吸收芯的分配层可以相对于细长的顶片和/或储存层放置，从而分配层具有足够的长度以延伸到相应于顶片长度的至少约50％、优选至少约75％的区域，和/或延伸到相应于储存层总长度的约50％至约200％的区域。分配泡沫层应足够宽以收集来自收集层的体液。通常，对尿布而言，分配层的宽度应至少约5cm，优选至少约6cm。

为了确定这种分配层的位置，吸收制品的长度应看作是细长的制品底片的常规最长的纵向尺寸。所述细长的底片的这一常规最长尺寸可以根据施加于穿用者上的制品来定义。使用时，将底片的相对端固定在一起，从而这些连接的端部绕使用者腰部形成一圆圈。这样，所述底片的常规长度就是从a)使用者后腰中间处底片边缘上的点，经过裆区到b)使用者前腰中间处底片的相对边上的点的贯穿底片上的线长。顶片的形状和尺寸通常与底片基本上相对应。

在通常情况下，通常限定吸收制品的形状和细长的制品顶片的常规长度的吸收芯的储存层接近吸收芯中储存层的最长纵向尺寸。然而，在减少体积或成本最小化很重要的某些制品中(如成人失禁制品)，储存层的位置通常只覆盖使用者的生殖区和接近生殖区的合理区域。在这种情况下，流体分配层和储存层均放置在顶片所限定的制品的前部，从而分配层和储存层通常存在于制品长度的前2/3处。

分配泡沫层可以是与前述舒适的配置和尺寸限制相一致的任何所希望的形状。这些形状包括，例如圆形、方形、梯形或椭圆形，如水漏形、八字形、半八字形、卵形或不规则形状。分配泡沫层司以是与储存层相似或不同的形状。优选的吸收芯构型的储存层也可以是与舒适的配置相一致的任何所希望的形状，包括例如圆形、方形、梯形或椭圆形，如水漏形、八字形、半八字形、卵形或不规则形状。(储存层没必要与分配层物理上分开或与分配层完全不接触。)

多层吸收芯也可以根据共同未决美国申请顺序号08/521,556(G.D.LaVon等，1995年8月30日提交，此处引入作为参考)的方法制造，其中一层或多层包含一根据本发明的分配材料。

Ⅴ、测试方法

下面是用于表征本发明分配材料的各种方法的详细描述。应该认识到相对于测试方法A、B、C和D，测试材料缺乏足够的完整性以经受测试方案，可以使用不影响芯吸性能的疏水性网板来支持材料。

A、垂直芯吸时间和垂直芯吸容量

通过测试取自储槽中着色测试流体(例如合成尿)通过特定尺寸的泡沫的测试条芯吸垂直距离为15cm的时间，来确定垂直芯吸时间。垂直芯吸方法描述于前面美国专利US5,387,207(引入本文供参考)的测试方法部分，但是本发明是在31℃而不是37℃下进行。使用也描述于前面美国专利US5,387,207的测试方法部分的垂直芯吸吸收容量试验(除了试验在31℃而不是37℃下进行)，测试对于给定高度的材料的垂直芯吸容量。最后，不进行参考专利中的清洗和再干燥步骤。记录的垂直芯吸容量值被看作是平衡时在15cm高度获得的容量。

B、毛细管吸收压

毛细吸收等温曲线是使用US5,387,207(Dyer等，1995年2月7日授权，此处引入作为参考)的测试方法部分所述的垂直芯吸吸收容量试验得出的，使测试流体保持在31℃而不是37℃。曲线是以每段的吸收容量作为芯吸高度的函数作图，使用储槽顶端到每段的中点的距离作为高度h。毛细吸收压被看作是吸收容量为材料的自由吸收容量(即0cm高度时的容量)的一半的材料的高度。

C、毛细解吸压

毛细解吸压是材料保持流体的能力(作为不同静压头的函数)的度量。合适大小，例如40cm长×2.5cm宽×0.2cm厚的样品条和测试流体(蒸馏水，任选地含有少量的食用色素作为指示剂)均在22±2℃的室内达到平衡。测量是在该同样的温度下进行的。

将测试泡沫条在水中饱和，然后垂直放置，使低端浸没入水池中1-2mm。让水从样品中排出直到达到平衡，通常是16-24小时。在此过程中，应当保护样品和水池，例如用玻璃筒或铝箔，以防止由于蒸发导致水损失。然后将样品迅速移出并放置在非吸收性的表面上，在扔掉浸没入水池中的那部分样品后，在该表面上切成2.5cm的段。将每段样品称重，用水洗涤，干燥然后再称重。计算每段样品的吸收容量。

毛细解吸等温曲线是通过将每段样品的吸收容量作为高度的函数作图而产生的。曲线是每段样品的吸收容量作为所解吸的测试流体的高度的函数的关系图，用水池顶端到每段的中点的距离作为高度h。毛细解吸压被看作是吸收容量为泡沫的自由吸收容量的一半的材料的高度。

D、自由吸收容量(FAC)

自由吸收容量可以通过测量被合成尿饱和的测试样品所吸收的合成尿的量来定量。泡沫样品和Jayco合成尿在31℃达到平衡。测量是在环境温度下进行的。

将测试样品片浸入Jayco合成尿浴中饱和到其自由吸收容量。3分钟，从饱和膨胀片上用锋利圆形冲模冲出环形表面积为1英寸²(6.5cm²)的圆柱。将圆柱样品在31℃合成尿中再浸泡3分钟。然后将样品从合成尿中移走并放置数字天平上。任何配有其面积比样品面积大的称量盘且灵敏度为1毫克或更小的天平均可使用。这些天平的实例有Mettler PM 480和Mettler PC440(Mettler Instrument Corp；Hightstown NJ)。

测量湿样品的重量(Ww)后，将其放置在4张一次性纸巾顶上的2个精细塑料筛网之间。通过将一塑料辊用力滚过上层的筛网挤压样品3次。然后移走样品，浸入蒸馏水中约2分钟，然后如前所述放在筛网间挤压。然后将样品放置在8层一次性纸巾之间(每侧4层)并在Carver实验压力机上用20000磅压力压榨。然后从纸巾上移走样品，在烘箱中在82℃干燥20分钟，记录其干燥重量(Wd)。

自由吸收容量(FAC)等于湿重(Ww)减去干重(Wd)除以干重(Wd)，即FAC=[(Ww-Wd)/Wd]。适于获得该数值的另一方法是上述0cm时的VWC。

E、毛细管塌陷压

毛细管塌陷压(CCP)是由于毛细管压力，测试材料的垂直悬挂的试样塌陷至其原始尺寸的50％时的高度(例如以cm为单位)。这可通过使用上述VWC方法获得。也可在上述CAH试验中泡沫具有其容量的50％时测试CCP。这些技术是可互换的。测定CCP的另一方法是如下所述测试屈服应力。当YS以磅/英寸²为单位测试时，屈服应力(YS)与CCP的关系由下面的经验式表示：CCP=28.2×YS+1.5。因此，例如具有YS=1.1psi的泡沫具有32.5cm的投影CCP，其与测试值有关。其它技术可以是更方便的，且仍适于测试本发明材料的该参数。

F、屈服应力

在压印成直径为2.5cm和厚度为3-7mm的圆柱形片的泡沫片上测试屈服应力。屈服应力由在Rheometrics RSA-Ⅱ动态力学分析仪上进行的应力-应变实验测定。在31℃(在该温度下测试样品平衡至少5分钟)和在0.1％/秒的恒定应变率下以压缩状态600秒和膨胀状态600秒时进行该实验。仪器记录并显示施加于试样的引起该应变的应力。由与应力-应变曲线的中间水平区的直线拟合相交的应力-应变曲线的起始线性弹性部分的直线拟合计算屈服应力。直线拟合相交点的应力是试样的屈服应力。

Ⅵ、代表性实施例

这些实施例说明了本发明的塌陷HIPE泡沫的具体制备方法。制备的泡沫的物理性能总结于下面的表1中。另外，这些泡沫的吸收和解吸曲线在图5a和5b中图示。(通过在给定高度下将泡沫的毛细管吸收压和解吸压除以泡沫的自由吸收容量(即在0cm时的容量)将曲线归一化)。如从表1中的数据和图5a和5b的图中可看出，本发明的每一分配材料具有CDH∶CAH的比不大于1.8，这说明由本发明分配材料表现出的滞后量令人惊奇地减少。

A)HIPEs的一般制备

如通常在前面美国专利US5,563,179的实施例部分中所述制备HIPEs。通常，该方法包括含有所选择盐的水相与含有所选择单体和乳化剂的油相的适当混合。水相一般含有引发剂例如过硫酸钾和无机盐例如氯化钙。油相一般含有单体例如丙烯酸2-乙基己酯和交联单体例如二乙烯基苯(含有作为杂质的乙苯)和1,6-己二醇二丙烯酸酯的共混物。也可将助剂例如抗氧剂、不透明剂、颜料、染料、填料和其它惰性化学试剂加入到任一相中。

油相和水相的单独物流(通常加热到介于约30℃～约90℃)被加入到动态混合设备中。通过针式搅拌器获得动态混合设备中结合的物流的充分混合。水相和油相的比，称作“水油比”或W∶O，被用于控制所得最终泡沫的密度。确立起始HIPE形成的设备和方法的详细描述在前面美国专利US5,563,179的实施例部分中作了详细描述。

一旦设备装备完成后，在动态混合机中开始搅拌，在特定RPM下开动搅拌器。水相的流动速率在约30秒的时间段内稳定升高到44.1毫升/秒，油相的流动速率在约1分钟的时间段内下降到1.25克/秒。此时由动态区和静态混合器产生的背压通常介于约3～约8PSI(约21～约55kPa)。然后将搅拌器速度在120秒时间段内调节到所需的RPM。体系背压响应该调节，且之后保持恒定。

B)HIPE的聚合/固化

在具有Celcon塑料制成的同轴插入部件的直径为17英寸(43cm)和高度为7.5英寸(10cm)的圆聚丙烯桶中收集来自静态混合器的HIPE。插入部件的底部直径为5.0英寸(12.7cm)和顶部直径为4.75英寸(12cm)，高为6.75英寸(17.1cm)。含有HIPE的桶在65℃在室内保持18小时以固化并得到聚合HIPE泡沫。

C)泡沫清洗和脱水

从桶中取出固化的HIPE泡沫。此时泡沫含有残留水相(含有溶解的乳化剂、电解质、引发剂残基和引发剂)。泡沫用锋利往复锯片切成所需厚度的片。然后使这些片经过在带真空的一组2个多孔压料辊中的压缩，其逐步将泡沫的残留水相含量降低到聚合单体重量的约2倍(2X)。此时，然后在60℃将片用4％的CaCl₂溶液再饱和，在装有真空的一组3个多孔压料辊中挤压成约2X的水相含量。泡沫的CaCl₂含量介于2～10％。

然后在空气中将HIPE泡沫干燥约16小时或连续热干燥。如此干燥将水分含量降低到聚合材料的约4-20％。

实施例1

由HIPE制备分配泡沫

A)HIPE制备

将无水氯化钙(36.32kg)和过硫酸钾(189g)溶解于378升水中。这产生用于形成HIPE乳液的连续工艺中的水相物流。

向含有蒸馏的二乙烯基苯(39％二乙烯基苯和61％乙基苯乙烯)(2640g)、丙烯酸2-乙基己基酯(4720g)和己二醇二丙烯酸酯(640g)的单体混合物中加入单油酸二甘油酯乳化剂(480g)、二牛油基二甲基甲基硫酸铵(80g)和Tinuvin 765(20g)。单油酸二甘油酯乳化剂(Grindsted Products；Brabrand,Denmark)包含大约81％的单油酸二甘油酯、1％的其它二甘油单酯、3％的多元醇和15％的其它多甘油酯，该乳化剂使最小油/水界面张力值为约2.7达因/厘米，其油/水临界凝聚浓度为约2.8重量％。混合后，让这一混合物静置过夜。没有形成可见的沉淀物，取出所有的混合物用作形成HIPE乳液的连续过程的油相。

将油相(25℃)和水相(53-55℃)的两独立液流送入动态搅拌器中。用针式高速搅拌器使混合物流在动态混合装置中实现彻底混合。该针式高速搅拌器包括一长约36.5cm和直径约2.9cm的圆柱形轴。轴上有6排针，三排有33根针，三排有34根针，每一级上的三针中的每一个彼此以120°角排列，向下的下一级与其相邻级以60°角排列，每一级间相距0.03mm，每根针直径均为0.5cm，从轴的中心轴向外伸出2.3cm长。针式高速搅拌器安装在构成动态搅拌装置的圆柱形套筒上，针与圆柱套筒壁之间有1.5mm的间隙。

取出一小部分排出动态混合装置的流出物进入循环区，如共同未决美国申请系列号08/716510(1996年9月17日由T.A.DesMarais提交，此处引入作为参考)的附图中所示。循环区的Waukesha泵将这一小部分返回到油相和水相液流进入动态混合区的入口点。

将一螺旋形静态混合器安装在动态混合装置的下游以为动态混合装置提供背压并改善组分引入最终形成的HIPE中。这一静态混合器(TAHIndustries 100-812型)具有12个元件，外径1英寸(2.5cm)。软管安装在静态混合器的下游，以促进乳液输送到用于固化的装置中。任选使用另外的静态混合器，以提供另外的背压使软管充满。任选的静态混合器可以是1英寸(2.5cm)管、12个元件的混合器(McMaster-Carr型3529K53)。

往组合的混合循环装置中按4份水1份油的比率装入油相和水相。使动态混合装置通风以在装满装置时排出空气。装料期间的流动速率为7.57克/秒油相和30.3毫升/秒水相。

一旦装满装置，动态混合器开始搅拌，搅拌器转动速率为850RPM(转/分)，以约30毫升/秒的速率开始循环。然后水相流动速率在约1分钟的时间段内平稳增加到151.3毫升/秒，而油相流动速率在约3分钟的时间段内减少到2.52克/秒。循环速率在后一时间段内平稳增加到约150毫升/秒。此时动态区和静态混合器产生的背压约为4.9PSI(33.8kPa)，这表示体系的总压降。然后Waukesha泵的速率平稳降低以产生约75毫升/秒的循环速率。

B)HIPE的聚合

此时从静态混合器流出的HIPE收集在直径为40英寸(102cm)高12.5英寸(31.8cm)的圆形聚乙烯槽中，该槽有可拆卸的边，非常象烤饼用的弹簧形平锅。将底部直径为12.5英寸(31.8cm)的管状聚乙烯插入部件牢固地固定到其基座的中心，插入部件高12.5英寸(31.8cm)。将装有HIPE的槽保存在65℃的房间内18小时以聚合和形成泡沫。

C)泡沫的洗涤和脱水

从固化槽中取出固化的HIPE泡沫。此时的泡沫含有聚合单体重量的约55-65倍(55-65X)的残留水相(含有溶解的乳化剂、电解质、引发剂残基和引发剂)。将泡沫用锋利的往复式锯片切片，片的厚度为0.2英寸(5.1mm)。然后将这些片在串联的2个带真空的多孔压料辊之间压缩，将泡沫中残余水相含量逐渐减少到聚合材料重量的约3倍(3X)。此时，然后在60℃将片用4％的CaCl₂溶液再饱和，并在串联的3个带真空的多孔压料辊之间挤压到水相含量为约1.5-2X。泡沫的CaCl₂含量在6％至10％之间。

经过最后一个压料辊后，泡沫保持压缩状态，其厚度是约0.027英寸(0.069cm)。然后将泡沫在空气中干燥约16小时。这样的干燥使水分降到聚合的材料重量的约9-17％。此时的泡沫薄片是非常垂悬的(drapeable)。

实施例2

由HIPE制备分配泡沫

A)HIPE制备

将无水的氯化钙(36.32kg)和过硫酸钾(189g)溶于378升水中。这为生成HIPE乳液的连续过程提供了所使用的水相液流。

向包含蒸馏的二乙烯基苯(42.4％的二乙烯基苯和57.6％的乙基苯乙烯)(2640g)，丙烯酸2-乙基己酯(4400g)和二丙烯酸己二醇酯(960g)的单体混合物中加入单油酸双甘油酯乳化剂(640g)、二牛酯二甲基甲基硫酸铵(80g)和Tinuvin 765(20g)。单油酸双甘油酯乳化剂(Grindsted的产品；Brabrand,Denmark)包含约81％的单油酸双甘油酯，1％的其它双甘油单酯，3％的多元醇和15％的其它多甘油酯，该乳化剂使最小油/水界面张力值为约2.7达因/厘米，其油/水临界凝聚浓度为约2.8重量％。混合后，让这一材料混合物静置过夜。没有形成可见的残余物，取出所有的混合物用于形成HIPE乳液的连续过程的油相。

将油相(25℃)和水相(75-77℃)两独立液流送入动态搅拌设备中。用针式搅拌机使组合物流在动态混合设备中实现彻底混合。该针式搅拌机包括一长约36.5cm直径约2.9cm的圆柱形轴。轴上有6排针，3排有33根针，3排有34根针，在每一级别上的3根针彼此之间以120°的角布置，向下的下一级别与其相邻的级别之间以60°的角布置，每一级别相隔0.03mm，每根针的直径均为0.5cm，从轴的中心轴向外伸出2.3cm长。针式搅拌机安装在一圆柱形套筒上形成动态搅拌设备，针与圆柱套筒壁之间有1.5mm的间隙。

取出一小部分排出动态混合设备的流出物进入再循环区，如1996.9.17申请的，序列号为08/716510(T.A.DesMarais)的共同未决美国申请(此处引入作为参考)的附图所示。再循环区中的Waukesha泵将这一小部分返回到油相和水相液流进入动态混合区的入口点。

一螺旋形静态混合器安装在动态混合设备的下游以为动态混合设备提供背压和提供改善的最终形成的HIPE中各组份的混合。这一静态混合器(TAHIndustries 101-212型)通常有12个外径为1.5英寸(3.8cm)的元件，但是被除去7英寸以与设备的空间相适合。一软管安装在静态混合器的下游以促进乳液向用于固化的设备中的输送。任选的是，使用一个附加静态混合器以产生额外的背压以使软管处于充满状态。这种任选的静态混合器可以与第一个一样，不作改动。

往组合的混合再循环装置中按4份水1份油的比装入油相和水相。使动态混合设备通风以在装满设备时排出空气。装料期间的流动速率为7.57g/sec油相和30.3cm³/sec水相。

一旦装满设备，动态混合器开始搅拌，搅拌器以800RPM转动并且以约30cm³/sec的速率开始再循环。然后水相流动速率在约1分钟内平稳增加到151.3cm³/sec，而油相流动速率在约3分钟内减少到2.52g/sec。再循环速率在后一时间段内平稳增加到约150cm³/sec。动态区和静态混合器产生的背压此时为约4.2PSI(29kPa)，这表示系统的总压降。

B)HIPE的聚合

此时由静态混合器流出的HIPE收集在直径为40英寸(102cm)高12.5英寸(31.8cm)的圆形聚乙烯槽中，该槽有可拆卸的边，非常象烤蛋糕用的弹簧形平锅。底部直径为12.5英寸(31.8cm)的管状聚乙烯插入部件牢固地固定到其基座的中心，插入部件高12.5英寸(31.8cm)。将装有HIPE的槽保存在65℃的房间内18小时以进行聚合和生成泡沫。

C)泡沫的洗涤和脱水

从固化槽中取出固化的HIPE泡沫。此时的泡沫含有聚合单体重量的约58-62倍(58-62X)的残留水相(含有溶解的乳化剂、电解质、引发剂残基和引发剂)。泡沫用锋利的往复式锯片切片，片的厚度为0.2英寸(5.1mm)。然后将这些片在串联的2个带真空的多孔压料辊之间压缩，将泡沫中残余水相含量逐渐减少到聚合材料重量的约6倍(6X)。此时，然后在60℃将片用1.5％的CaCl₂溶液再饱和，并在串联的3个带真空的多孔压料辊之间挤压到水相含量为约2倍。泡沫的CaCl₂含量在3％至6％之间。

经过最后一个压料辊后，泡沫保持压缩状态，其厚度是约0.047英寸(0.071cm)。然后将泡沫在空气中干燥约16小时。这样的干燥使水分含量降到聚合材料的重量的约9-17％。此时的泡沫薄片是非常垂悬的。

实施例3

由HIPE制备分配泡沫

A)HIPE制备

向包含蒸馏的二乙烯基苯(42.4％的二乙烯基苯和57.6％的乙基苯乙烯)(2640g)，丙烯酸2-乙基己酯(4400g)和二丙烯酸己二醇酯(960g)的单体混合物中加入单油酸双甘油酯乳化剂(640g)、二牛酯二甲基甲基硫酸铵(80g)和Tinuvin 765(40g)。单油酸双甘油酯乳化剂(Grindsted的产品；Brabrand,Denmark)包含约81％的单油酸双甘油酯，1％的其它双甘油单酯，3％的多元醇和15％的其它多甘油酯，该乳化剂使最小油/水界面张力值为约2.7达因/厘米，其油/水临界凝聚浓度为约2.8重量％。混合后，让这一材料混合物静置过夜。没有形成可见的残余物，取出所有的混合物用作形成HIPE乳液的连续过程的油相。

将油相(25℃)和水相(75-77℃)两独立液流送入动态搅拌设备中。用针式搅拌机使组合物流在动态混合设备中实现彻底混合。该针式搅拌机包括一长约21.6cm直径约1.9cm的圆柱形轴。轴上有6排针，一个级别上有3排，每排21根针，另一个级别上有3排，每排21根针，在每一级别上的3根针中彼此之间以120°的角布置，向下的下一级别与其相邻的级别之间以60°的角布置，每一级别相隔0.03mm，每根针的直径均为0.5cm，从轴的中心轴向外伸出1.4cm长。针式搅拌机安装在一圆柱形套筒上形成动态搅拌设备，针与圆柱套筒壁之间有3mm的间隙。

一螺旋形静态混合器安装在动态混合设备的下游以为动态混合设备提供背压和提供改善的最终形成的HIPE中各组份的混合。这一静态混合器(TAHIndustries 070-821型)的改进之处在于使其原长减小了2.4英寸(6.1cm)，其长度为14英寸(35.6cm)，外径是0.5英寸(1.3cm)。

往组合的混合再循环装置中按4份水1份油的比装入油相和水相。使动态混合设备通风以在装满设备时排出空气。装料期间的流动速率为1.89g/sec油相和7.56cm³/sec水相。

一旦装满设备，动态混合器开始搅拌，搅拌器以1000 RPM转动并且以约8cm³/sec的速率开始再循环。然后水相流动速率在约1分钟内平稳增加到45.4cm³/sec，而油相流动速率在约3分钟内减少到0.6g/sec。再循环速率在后一时间段内平稳增加到约45cm³/sec。此时动态和静态混合器产生的背压为约2.9PSI(20kPa)，这表示系统的总压降。

B)HIPE的聚合

此时从静态混合器流出的HIPE收集在直径为17英寸(43cm)高7.5英寸(10cm)的圆形聚丙烯槽中，该槽有一个由Celcon塑料制成的同心插入部件。插入部件底部直径5英寸(12.7cm)，顶部直径4.75英寸(12cm)，高6.75英寸(17.1cm)。将装有HIPE的槽保存在65℃的房间内18小时以进行聚合和生成泡沫。

C)泡沫的洗涤和脱水

从固化槽中取出固化的HIPE泡沫。此时的泡沫含有聚合单体重量的约70-80倍(70-80X)的残留水相(含有溶解的乳化剂、电解质、引发剂残基和引发剂)。将泡沫用锋利的往复式锯片切片，片的厚度为0.185英寸(4.7mm)。然后将这些片在串联的2个带真空的多孔压料辊之间压缩，将泡沫中残余水相含量逐渐减少到聚合材料重量的约3倍(3X)。此时，然后在60℃将片用1.5％的CaCl₂溶液再饱和，并在串联的3个带真空的多孔压料辊之间挤压到水相含量为约2倍。泡沫的CaCl₂含量在3％至5％之间。

经过最后一个压料辊后，泡沫保持压缩状态，其厚度是约0.031英寸(0.079cm)。然后将泡沫在空气中干燥约16小时。这样的干燥使水分含量降到聚合材料的重量的约9-17％。此时的泡沫薄片是非常垂悬的。

实施例4和5

由HIPE制备分配泡沫

A)HIPE制备

将无水氯化钙(22.73kg)和过硫酸钾(284g)溶解于567升水中。这产生用于形成HIPE乳液的连续工艺中的水相物流。

向含有二乙烯基苯(42.5％二乙烯基苯和57.5％乙苯)(2464g)、丙烯酸2-乙基己基酯(5056g)和己二醇二丙烯酸酯(640g)的单体混合物中加入单油酸二甘油酯乳化剂(480g)、二牛油基二甲基甲基硫酸铵(80g)和Tinuvin765(20g)。单油酸二甘油酯乳化剂(Grindsted Products；Brabrand,Denmark)包含大约81％的单油酸二甘油酯、1％的其它二甘油单酯、3％的多元醇和15％的其它多甘油酯，该乳化剂使最小油/水界面张力值为约2.7达因/厘米，其油/水临界凝聚浓度为约2.8重量％。混合后，让这一混合物静置过夜。没有形成可见的残余物，取出所有的混合物用作形成HIPE乳液的连续过程的油相。

将油相(25℃)和水相(53-55℃)的两独立液流送入动态搅拌器中。用针式高速搅拌器使混合物流在动态混合装置中实现彻底混合。该针式高速搅拌器包括一长约36.5cm和直径约2.9cm的圆柱形轴。轴上有6排针，三排有33根针，三排有34根针，每一级上的三针中的每一个互相以120°角排列，向下的下一级与其相邻级以60°角排列，每一级间相距0.03mm，每根针直径均为0.5cm，从轴的中心轴向外伸出2.3cm长。针式高速搅拌器安装在构成动态搅拌装置的圆柱形套筒上，针与圆柱套筒壁之间有1.5mm的间隙。

一旦装满装置，动态混合器开始搅拌，搅拌器转动速率为500 RPM(对于实施例4的泡沫)，以约30毫升/秒的速率开始循环。然后水相流动速率在约1分钟内平稳增加到151.3毫升/秒，而油相流动速率在约3分钟内减少到2.52克/秒。循环速率在后一时间段内平稳增加到约150毫升/秒。此时动态区和静态混合器产生的背压约为4.0PSI(27.6kPa)，这表示体系总的压降。然后Waukesha泵的速率平稳降低以产生约75毫升/秒的循环速率。以相同方式制备实施例5的泡沫，只是将搅拌器的RPM提高到600，此时动态和静态混合器产生的背压约为4.3PSI(29.7kPa)。下面的步骤在实施例4和5的HIPEs上进行。

B)HIPE的聚合

此时由静态混合器流出的HIPE收集在直径40英寸(102cm)、高12.5英寸(31.8cm)的圆形聚乙烯槽中，具有可拆卸的侧面，特别像烤饼用的弹簧形盘。管状聚乙烯插入部件底端直径为12.5英寸(31.8cm)，将其紧紧固定在基座中心，该插入部件高为12.5英寸(31.8cm)。将装有HIPE的槽保存在65℃的房间内18小时以聚合和生成泡沫。

C)泡沫的洗涤和脱水

从固化槽中取出固化的HIPE泡沫。此时的泡沫含有聚合单体重量的约55-65倍(55-65X)的残留水相，其中该水相含有溶解的乳化剂、电解质、引发剂残基和引发剂。泡沫用锋利的往复式锯片切片，片的厚度为0.2英寸(5.1mm)。然后将这些片在串联的2个装有真空的多孔压料辊之间压缩，将泡沫中残余水相含量逐渐减少到聚合单体重量的3倍(3X)。此时，在60℃将片用4％的CaCl₂水溶液再饱和，并在串联的3个带真空的多孔压料辊之间挤压到水相含量为约1.5-2X。泡沫的CaCl₂含量在6至10％之间。

经过最后一个压料辊后，泡沫保持压缩状态，其厚度是约0.027英寸(0.069cm)。然后将泡沫在空气中干燥约16小时。这样的干燥使水分含量降到聚合材料的重量的约9-17％。此时的泡沫薄片是非常垂悬的。

表1 关于泡沫的测试数据的总结

泡沫	FAC^*(g/g)	在15cm处的VWC^*(克/克)	CAH^*(cm)	CDH^*(cm)	CDH与CAH的比例	芯吸时间(分钟，至15cm)	屈服应力(kPa)
泡沫	FAC^*(g/g)	在15cm处的VWC^*(克/克)	CAH^*(cm)	CDH^*(cm)	CDH与CAH的比例	芯吸时间(分钟，至15cm)	屈服应力(kPa)	实施例1	58	56	34	44	1.3	15	3.0
实施例2	58	55	40	48	1.2	15	3.0	实施例1	58	56	34	44	1.3	15	3.0
实施例2	58	55	40	48	1.2	15	3.0	实施例3	70	64	25	27	1.1	13	1.5
实施例4	58	55	27	29	1.1	7	1.5	实施例3	70	64	25	27	1.1	13	1.5
实施例4	58	55	27	29	1.1	7	1.5	实施例5	58	56	27	33	1.2	8	1.5

^*FAC=自由吸收容量，g含水流体/g干燥材料；

VWC=垂直芯吸容量，g含水流体/g干燥材料；

CAH=毛细管吸收高度；

CDH=毛细管解吸高度。

Claims

1、一种能够分配含水流体的材料，其具有：

A)毛细管解吸高度与毛细管吸收高度的比不大于1.8∶1；

B)毛细管解吸高度不大于50cm；

C)31℃下在不超过25分钟内芯吸合成尿至15cm高度的能力；和

D)在15cm处的垂直芯吸容量至少为6g/g。

2、权利要求1的材料，其特征在于所述材料是相互连通开孔的亲水性、柔性聚合物泡沫结构。

3、权利要求1或2的材料，其具有毛细管解吸高度与毛细管吸收高度的比值不大于1.6∶1，优选不大于1.4∶1，更优选不大于1.2∶1，还优选不大于1.1∶1。

4、权利要求1-3中任一的材料，其毛细管解吸高度不大于40cm。

5、权利要求1-4中任一的材料，其毛细管吸收高度至少为15cm。

6、权利要求1-5中任一的材料，其具有31℃下在不超过20分钟内、优选不超过10分钟内芯吸合成尿至15cm高度的能力。

7、权利要求1-6中任一的材料，其具有15cm处垂直芯吸容量至少为7g/g。

8、权利要求1-7中任一的材料，其自由吸收容量至少为15g/g。

9、权利要求1-8中任一的材料，其毛细管塌陷压力至少为15cm，优选至少为20cm。

10、一种能够分配含水流体的材料，其特征在于所述材料是相互连通开孔的亲水性、柔性聚合物泡沫结构，其具有：

A)毛细管解吸高度与毛细管吸收高度的比值不大于1.5∶1；

B)毛细管解吸高度不大于40cm；

C)31℃下在不超过25分钟内芯吸合成尿至15cm高度的能力；和

D)在15cm处的垂直芯吸容量至少为9g/g。

11、一种吸收制品，包含顶片、底片和定位于该顶片和底片之间的吸收芯；其特征在于所述吸收芯包含权利要求1-10中任一的分配材料。