CN1642505A - 设计包含高吸收性聚合物的干燥和多孔吸收复合材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供高吸收性聚合物复合材料和设计复合材料的方法。要吸收的目标重量的含水液体与干爽品质数值和非必要地孔隙率品质数值结合，用于定义高吸收性聚合物和基础网络两种的类型和质量，混合该两者以提供复合材料，在已经吸收目标重量的含水液体之后，该复合材料最优地最小化游离液体以及提供持续的干爽触觉。在本发明一种形式中，高吸收性聚合物和/或吸收复合材料衍生自吸收设计－情况参数计算机实施确定的使用。

Description

设计包含高吸收性聚合物的干燥和多孔吸收复合材料

技术领域

本发明提供一种设计包含高吸收性聚合物的吸收复合材料的方法和设备，该高吸收性聚合物能够吸收相对大量的含水液体。

背景技术

含有可吸收大量含水液体，如水或体液的高吸收性聚合物的吸收复合材料可在一次性吸收制品如婴儿尿布、女性卫生巾和失禁垫中具有许多应用。优选的是，吸收复合材料在适当压力下吸收和保持大量液体。例如，为防止到衣服上的泄漏和过度皮肤潮湿，婴儿尿布必须在各种施加压力，如由(a)让婴儿就座或斜倚离加的身体力量和(b)重力的那些下吸收和保持尿液。此外，婴儿尿布必须也及时吸收在间隔的几种情况下施加的液体总量，如可以理解的那样，在部分潮湿或部分饱和条件下的吸收和保持因此也是重要的。

高吸收性聚合物的吸收和保持能力通常由标准化测试如离心保持能力(CRC)测试(欧洲一次性和无纺布协会，推荐的测试程序No.441.1-99)和负荷下的吸收能力(在压力下的性能)测试(欧洲一次性和无纺布协会，推荐的测试程序No.442.1-99)测量。欧洲一次性和无纺布协会，推荐的测试程序No.441.1-99也另外称为“袋茶”测试或离心机保持能力测试(CRC)和它的结果定义特定高吸收剂的离心保持能力(或CRC)。这些和其它这样的测试描述于如F.L.Buchholz和A.T.Graham，编辑的参考文献，现代高吸收性聚合物技术，Wiley-VCH，纽约，1998，特别是第4章。含有高吸收性聚合物的吸收复合材料的吸收和保持能力通常由标准化测试如饱和保持能力(Kellenberger等人，EP-443627A2，12页)或同等的需要吸收能力测试(Goldman等人，EP-304319B1，10页)。此外，吸收复合材料的潮湿或它们泄漏的倾向性通常由方法如在以下文献中描述的Rewet测试(有时称为后潮湿测试)测量：见K.T.Hodgson，TAPPIJournal，1991年8月，205-212页。在高吸水性产物工业中的目前实践是(a)主要定义按照上述离心机保持能力测试(CRC)的实际吸收能力和(b)随后按照复合材料的饱和保持能力或平衡需要-吸收能力，定义包含高吸收性聚合物的任何复合材料的实际吸收能力(根据单个组分的吸收能力和在复合材料中的各自质量分率，理论计算为质量分率加权的吸收能力)。这样测定的例子描述于Bewick-Sonntag，US专利5,836,929第11栏6-27行。所有这些常规方法使用大过量液体中样品的浸渍或提供与高吸收性聚合物或包括高吸收性聚合物的复合材料接触的过量容积液体储槽。

由于高吸水性材料紧密结合输送到要一次性处理的复合材料的液体，液体的有效吸收和保持在复合材料中总体上提供一种触觉干爽性，在这一方面，复合材料不“干爽”，因为它有高吸收剂充满了液体，但复合材料却比较“干爽触感(触觉干爽)”，在液体保持在复合材料内，而且与复合材料外表面接触的非复合材料表面(即皮肤)不提供促进液体离开复合材料质量传递的优先亲水性固体相，在此方面，相对于吸入复合材料的液体数量来说，使用复合材料的婴儿皮肤逐渐继续感觉到比较“干爽”。

随着复合材料从初始干燥和致密状态改变成潮湿和溶胀状态时，在使用期间(即在液体吸收保持的过程中)复合材料的特性也发生改变；因此经它的使用周期，使用过程也产生一种具有不同改进性能特性的复合材料。吸收复合材料的渗透率，或盐水流动电导率在它们的设计和应用中是重要的参数。多孔介质的渗透率基本与多孔介质的孔隙率相关，渗透率一般随孔隙率的增加而增加。卫生产品产业中的目前实践源自如下信念：(a)包含高吸收性聚合物的复合材料的孔隙率(porosity)或液体渗透率(liquid permeability)与溶胀de高吸收性聚合物的颗粒床的液体渗透率相关联，(b)根据这种关联性设计复合材料。

然而，在设计全部效力的高吸收性复合材料中，使用周期的使用性能的动态变化具有挑战性，因为对于复合材料设计，在使用最终或末端状态所定义出来的性能参数不完全以及有效一整套的预期考虑，该考虑情况会在它的使用周期影响复合材料。这样，对于品质性能和成本最小化的需要构成了对设计技术的需要，该设计技术可预测界定复合材料，该复合材料能够紧密结合输送到复合材料的所有液体，同时提供潮湿和溶胀的复合材料，这种材料具有最优孔隙率(因此改进液体渗透率)用于液体随后加入到的复合材料的。本发明满足这样需求。

发明内容

本发明是一种用于吸收目标重量含水液体的高吸收性聚合物累积物(其聚合物累积物具有有关的离心机保持能力数值，而术语“累积物”为统一或分散形式的所有高吸收性材料的累积情况，它与吸收目标重量的液体相关)，其中高吸收性聚合物累积物具有1.18-2.22倍K＝m_liq/CRC的高吸收质量(super-absorbent mass)，

其中

m_liq是表示液体目标重量的数值，

CRC是离心机能力(Centrifuge capacity value)数值，其单位是每干燥高吸收性聚合物质量的液体质量，从而使得在已经吸收该目标重量的含水液体之后，提供足够最小数量的高吸收性聚合物累积物，用于有效地最小化在高吸收性聚合物累积物中的游离含水液体，使得含有目标重量吸收含水液体的高吸收性聚合物累积物提供持续的干爽感觉。K表示为以上公式中的吸收设计-情况参数。

当在整个可渗透基础网络中分散高吸收性聚合物累积物时(及“基础物”具有在从聚合物和网络制得的吸收介质中网络基础支撑性质，)，本发明也涉及一种用于吸收目标重量含水液体的吸收介质，其中该介质引入在整个可渗透基础网络中分散的(具有联系离心机保持能力数值的)高吸收性聚合物，该高吸收性聚合物累积物具有1.18-2.22倍吸收设计-情况参数的高吸收质量，该设计-情况参数根据如下公式衍生自含水液体重量，吸收能力数值，条成物质量(mass of stranding)，和离心机保持能力数值：

$K=m_{\mathrm{liq}}\left(\frac{m_{\mathrm{liq}}-C_{\mathrm{stranding}}{m}_{\mathrm{stranding}}}{{\mathrm{CRCm}}_{\mathrm{liq}}}\right)$

其中

m_liq是表示液体目标重量的数值，

C_stranding(C_条成物)是吸收能力数值，其单位为每干燥条成物质量的液体质量；

CRC是离心机能力数值，其单位是每干燥高吸收性聚合物质量的液体质量；

m_stranding(m_条成物)是条成物质量；

K是吸收设计-情况参数；

从而使得在已经吸收该目标重量的含水液体之后，提供足够最小数量的高吸收性聚合物累积物用于有效地最小化在吸收介质中的游离含水液体，使得含有目标重量吸收含水液体的吸收介质提供持续的干爽感觉。

在另一种形式中，本发明是涉及一种制备吸收介质的方法，该方法使用如下步骤：将(具有联系吸收能力数值的)可渗透基础条成物和(具有以下测定的联系离心机保持能力数值的)高吸收性聚合物粒子质量混入网络，以预定质量的液体吸收到预定干爽品质(由0.45和0.85之间的干爽品质数值表示，其中0.45表示在该液体质量吸收之后具有最大干爽品质的介质，0.85表示在该液体质量吸收之后具有最小干爽品质的介质)，及所有条成物的累积质量是

$m_{\mathrm{stranding}}=\frac{m_{\mathrm{liq}}-\mathrm{\Φ}\left(\mathrm{CRC}\right)m_{\mathrm{sap}}}{C_{\mathrm{stranding}}}$

其中

m_stranding(m_条成物)是表示所有条成物累积质量(the cumulative mass ofall the stranding)的数值，

m_liq是表示要吸收的液体预定质量(predefined mass of liquidtobeabsorbed)的数值，

Φ是干爽品质数值(dryness quality value)，

CRC是离心机能力数值(centrifuge retention capacity value)，其单位是每干燥高吸收性聚合物质量de液体质量，

m_sap是表示所有高吸收性聚合物粒子累积质量(cumulative mass)的数值，和

C_stranding是吸收能力数值(absorption capacity valuve)，其单位为每干燥条成物质量的液体质量，

其中混合高吸收性聚合物粒子和条成物以进一步达到预定的多孔品质(由0.4-0.95的多孔品质数值表示，其中0.4表示在液体质量吸收之后具有最小多孔品质的吸收介质，而0.95表示在液体质量吸收之后具有最大多孔品质的吸收介质)，和

其中离心机保持能力值根据如下公式确定：

$\mathrm{CRC}=F{[{\left(\frac{1}{R_{\mathrm{\φ}}}\right)}^{\frac{1}{f_s^{1.83}+0.07}}-1]}^{0.54},$

其中

F是40.58，其单位为每干燥高吸收性聚合物的液体质量的质量，

R_Φ是孔隙率品质数值，而

f_s是根据如下公式的高吸收性聚合物质量分率数值(thesuper-absorbent polymer mass fraction value)：

$f_s=\frac{m_{\mathrm{sap}}}{m_{\mathrm{sap}}+m_{\mathrm{stranding}}}.$

在本发明的一种形式中，高吸收性聚合物和/或衍生自吸收设计-情况参数的计算机实施测定的吸收复合材料。

从本发明优选实施方案的详细描述和附图的考虑情况理解本发明的进一步特征和详细情况。

附图说明

图1表示吸收复合材料的构造模型。

图2表示相对于高吸收性复合材料中干爽品质的图形信息。

图3表示相对于高吸收性复合材料中孔隙率考虑的图形信息。

图4表示相对于高吸收性复合材料中临界剪切(弹性)模量和相应溶胀比的图形信息。

具体实施方式

在设计吸收复合材料过程中，必须将许多考虑情况解析成可接受的平衡状况。高吸收性材料(“高吸收剂”)必须相同，而且此处在特定高吸水性化学组合物中以特定的物理形式和以特定的总体品质定义。如果可渗透的基础网络也能用于复合材料，则此也必须在特定化学组合物或材料类型的上下文中以特定的物理形式和以特定的品质定义。复合材料也具有特征为外部尺寸和也通常为内部区段或层的构造形式，及每个区段或层有它的特定尺寸和结构特性。一个这样的层必须是吸收介质，其包含高吸收性材料的复合材料的该区段，用于紧密结合输送到复合材料的所有液体以及保持结合的液体迁移到复合材料的触觉(或触摸)外表面，吸收介质可选择性地(但通常)包括可渗透基础网络，通过该网络分散高吸收性材料，但是也注意到在一个实施方案中的吸收介质是吸收粒子的床层，而没有基础网络的益处。作为区别性而言，吸收介质的性能提供模型化上下文中的表征，而模型化上下文提供在此进一步描述的本发明特定特征的基础。

尽管本发明必须考虑每个上述详细的情况，以提供可使用的吸收产品，而两个令人惊奇的试验发现是吸收介质表征中的关键。在此方面，本发明人在第一令人惊奇的发现中发现，在使用吸收产品(例如，非限制性地，尿布)的状况下，现有的高吸收性聚合物不吸收由CRC方法测定的液体数量，反而吸收比由CRC方法预测更少的液体。根据在此给出的发现，在现实条件下吸收的数量(有限数量，而不是液体的“无限”供应或大过量)落入在CRC数值的45-85％范围内。因此，目前实践的吸收剂设计依赖于未改进的CRC数值，本发明的那些依赖于CRC数值的特定分率。此重要差异允许本发明的介质和衍生复合材料紧密结合输送到复合材料的所有液体，因此与目前的吸收复合材料相比显示优异的干爽性。在此进一步描述令人惊奇的第一发现中的详细情况。

本发明人进一步发现在复合材料中规定高吸收性聚合物数量和性能的方法，使得潮湿和溶胀的复合材料具有最优的孔隙率，因此改进了随后加入的液体对复合材料的渗透率。在此方面，从液体向复合材料中的加入以凝胶形式的更高比率高吸收剂导致了孔隙率和渗透率的降低。相对于孔隙率，本发明人得到的第二个相关令人惊奇发现是，当复合材料吸收液体时，复合材料的体积变化由比质量变化更小的因子按比例放大，以及在压力下，按照(a)放加压力和(b)溶胀凝胶的弹性模量的明确定标函数模型化溶胀复合材料的压缩性，及函数的定标指数根据基本平滑函数依赖于吸收复合材料中高吸收性聚合物粒子的质量分率。本发明人进一步发现，对于可选择的多孔复合材料，存在CRC的临界值，在该临界值以上复合材料会在溶胀状态显示差的孔隙率。通过重复理解卫生产品产业中对比目前实践的背景陈述的此等重要性，其中(a)包含高吸收性聚合物的复合材料的孔隙率或液体渗透率与溶胀高吸收性聚合物颗粒床的液体渗透率相关联，和(b)复合材料的设计是与此有关联的。在此进一步描述令人惊奇的第二发现中的详细情况。

现在再看用于优选实施方案的高吸收性材料，高吸收剂通常化学称为高吸收性聚合物-一般通过吸收几倍(优选大于10倍)它质量的水或其它含水液体进入它的分子结构的不溶性但可溶胀的聚合物，本发明的吸收性，聚合物组合物是能够吸收大量流体(即液体)如水和/或身体渗出物(例如尿或月经)的材料，它能够在适当压力下保持这样的流体。典型地，本发明的粒状，吸收性，聚合物组合物会溶胀和快速吸收流体，具有较少或不具有凝胶阻塞的发生。

从能够吸收大量液体的聚合物材料(这样的聚合物材料通常称为水凝胶、水胶体、高吸收性材料、或吸收性胶凝化材料)形成本发明的聚合物组合物。聚合物组合物优选包括基本水不溶性，吸收性，水凝胶形成的聚合物材料的粒子。用于聚合物组合物实施的聚合物材料可较宽范地变化，但一般描述为聚电解质或在本质上是聚电解质的。

本发明使用的术语“高吸收性材料”表示在大多数有利条件下，在包含0.9wt％氯化钠的水溶液中能够吸收至少几倍，优选至少10倍和最优选至少30倍它重量的可水溶胀，水不溶性有机或无机材料。适于用作本发明的高吸收性材料的有机材料可包括如琼脂、果胶、瓜尔胶等天然材料和改性天然材料如羧甲基纤维素钠，以及合成材料如合成水凝胶聚合物。这样的水凝胶聚合物包括，例如，聚丙烯酸的碱金属盐、部分中和的聚丙烯酰胺、乙烯马来酸酐共聚物、聚乙烯吗啉酮、和乙烯基磺酸的聚合物和共聚物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、和聚乙烯基吡啶。其它合适的聚合物包括水解的丙烯腈接枝淀粉、丙烯酸接枝淀粉、和异丁烯马来酸酐共聚物及其混合物。适于使用的聚合物材料的例子包括从可聚合，不饱和，含酸单体制备的那些。这样的单体包括烯属不饱和酸和酸酐，该酸和酸酐包含至少一个碳碳烯烃双键。更具体地，这些单体可以选自烯属不饱和羧酸和酸酐、烯属不饱和磺酸及其混合物。一些非酸单体也可用于在此制备前体粒子。这样的非酸单体可包括，例如，含酸单体的水溶性或可水分散酯以及一点也不包含羧酸或磺酸基团的单体。非必要的含酸单体可因此包括含有如下类型官能团的单体：衍生自羧酸或磺酸的酯、羟基、酰胺基团、氨基、腈基团和季铵盐基团。烯属不饱和羧酸和羧酸酐单体包括由如下物质例示的丙烯酸：丙烯酸自身、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯丙烯酸、α-氰基丙烯酸、β-甲基丙烯酸(巴豆酸)、α-苯基丙烯酸、β-甲烯酰氧基丙酸、山梨酸、α-氯山梨酸、当归酸、肉桂酸、β-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；丙烯酸类和甲基丙烯酸类磺酸如丙烯酸磺乙酯、甲基丙烯酸磺乙酯、丙烯酸磺丙酯、甲基丙烯酸磺丙酯、2-羟基-3-丙烯酰氧基丙基磺酸、2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基磺酸和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸。用于本发明的其它聚合物材料具有羧基。这些聚合物包括水解的淀粉-丙烯腈接枝共聚物、部分中和的淀粉-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、皂化的醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物、水解的丙烯腈或丙烯酰胺共聚物、任何上述共聚物的轻度交联产物、部分中和的聚丙烯酸、和部分中和聚丙烯酸的轻度网络交联产物。这些聚合物可以单独使用或以聚合物混合物的形式使用，该聚合物混合物衍生自两种或多种单体，化合物等。

尽管理论上以各种片或粒状替代物提供高吸收剂，通常有效地将它们的尺寸典型地定为100微米-1000微米的粒状微粒。术语“微粒”在此用于表示构成聚合物组合物的成分的形式是称为“粒子”的离散单元。粒子可包括颗粒、粉状物、球、薄片、纤维、聚集体或附聚物。因此，粒子可具有任何所需的形状如立方体、棒状、多面体、球形、圆形、角形、不规则、随机尺寸的不规则形状(例如，研磨或粉碎步骤的粉状产品或聚集体)或具有大的最大尺寸/最小尺寸比的形状如针状、薄片状、或纤维性形状。术语粒子进一步包括聚集体和纤维。在此使用的术语“聚集体”用于表示从结合在一起的两个或多个先前独立粒子(即“前体粒子”)形成的单一“粒子”。某些伸长或薄片状粒子(例如，非限制性地纤维或棒状粒子)不通过筛分有效尺寸化和当需要尺寸控制时，由使用光学显微镜对照样品长度和宽度的测量尺寸化。

尽管粒子可具有在宽范围内变化的尺寸，优选是具体的粒度分布和尺寸。对于本发明的目的，粒度定义为粒子或前体粒子的尺寸，它由筛网尺寸分析测定。因此，例如，认为保留在具有600微米开口的标准#30筛网上的粒子的粒度大于600微米，认为通过具有600微米开口的#30筛网和保留在具有500微米开口的标准#35筛网上的粒子的粒子为500-600微米，和认为通过具有500微米开口的标准#35筛网的粒子的粒度小于500微米。粒子的直径或横截面一般为100微米-2000微米，优选，粒子的粒度为100微米-1000微米。

尽管在一些情况下高吸收性粒子做成为微粒床，可渗透基础网络(也称为纤网或基体)通常在吸收介质中配置以将高吸收性粒子彼此隔开，提供缓冲，提供开放空隙以通过介质渗透和传递液体，总体上向复合材料提供强度。最通常使用的可渗透基础网络是纤维素绒毛。纤维素绒毛由从木材-制浆工艺获得的纤维素纤维组成，通常用做吸收来使用，其中松散地将纤维条缠绕以提供开放空隙体积百分比大于捻合条成物的网络(meshwork)或纤网(条成物(stranding)定义为松散编织或另外成形为网状物或边带的多个丝条(strand)，而所述的丝条定义为柔性和伸长的纤维样(string-form)的单元和/或结间柔性和伸长丝形纤网片段)。合成聚合物也可形成用于网络构造的纤维或长丝(纤维性聚合物)。其它天然纤维性材料(例如非限制性地，棉和/或羊毛)提供进一步的替代条成物的类型。在另一个替代方案中，含有丝条组件的伸长聚合物长丝条成物的可渗透海绵做为网络，在连接节点处，这些丝条组件端部相互结合。在另一个替代方案中，机织伸长聚合物长丝的可渗透海绵做为网络。在进一步的替代方案中，泡沫海绵做为一种网络。

值得注意的是网络通常具有吸收能力而没有显示出在它们之中混合高吸收性粒子的好处。在此方面，公知天然和人造海绵(能够吸收水或含水流体的合成或天然纤维的开孔，弹性多孔本体)用于暂时非紧密结合液体，它们广泛用于家庭清洁以及用于个人洗涤和沐浴。由此吸收能力数值(由如下方式测量的每条成物组分单位质量吸收的液体质量：首先采用液体饱和已知数量的条成物组分，在标准条件下吸干饱和条成物组分以除去未吸收的液体，测量条成物组分的质量增加)用于表征网络吸收液体的能力。

当在整个网络体积中混合高吸收性粒子形成复合材料的吸收介质时，粒子粘合到网络的条成物，或由网络的条成物物理性卷入，这些粒子有效地经过条成物的粘合或由条成物的卷入而保持在整个网络中的分散取向；在此方面，网络提供如下两者：(a)总体上作为复合材料的结构支撑，(b)在混合吸收介质中用于在整个网络中保持分散高吸收性粒子的基础。

适用于本发明可渗透基础网络(也表示为纤网或基体)的纤维包括纤维素纤维如木纸浆绒毛、棉、和棉籽绒，以及包括如下物质的合成聚合物纤维：改性纤维素纤维、人造丝、聚丙烯、和聚酯纤维如聚对苯二甲酸乙二醇酯(DACRON^TM)、亲水性尼龙(HYDROFIL^TM)、乙酸纤维素、丙烯酸类物、聚醋酸乙烯酯、聚酰胺(如尼龙)、多组分纤维、及其混合物。优选是亲水性纤维材料。除一些已经提及的以外合适亲水性纤维材料的例子是亲水化疏水性纤维，如表面活性剂处理的或二氧化硅处理的热塑性纤维，该热塑性纤维衍生自，例如，聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯、聚丙烯酸类物、聚酰胺、聚苯乙烯、和聚氨酯。在此可用于某些吸收组件的其它纤维素纤维材料是化学硬挺纤维素纤维。化学硬挺纤维素纤维也有效作为硬挺，加捻，卷曲纤维素纤维，它可以采用交联剂内部交联纤维素纤维而生产。

高吸收性和网络材料中的进一步详细情况呈现于WO99-17694、US专利5330822、和US专利5843059。

现在请见图1，它呈现吸收复合材料100的构造模型。复合材料100含有上覆盖片(upper tissue cover)102和下覆盖片(lower tissuecover)104，每个覆盖片102，104提供围绕吸收介质106的薄的，多孔和可润湿的包裹物，当潮湿时一般向介质106提供附加的强度。确定基础网络(网)的捻合条成物108进一步形成介质16，以将高吸收聚合物(SAP)颗粒以分散方式固牢全部的介质106中。捻合条成物108提供足够的空隙空间，使得网络是一种可渗透的基础网络，该基础网络提供通过覆盖片102向高吸收性聚合物粒子110转移的液体的快速流体连通。所有高吸收性聚合物粒子110的收集在介质106中定义聚合物组分部分，而且所有捻合条成物108的收集在介质106中定义条成物组分部分。在所示的替代方案中，可渗透基础网络由提供可渗透转移的条成物组成，因此，所示的可渗透基础条成物是可渗透基础网络的更具体替代方案。在替代的实施方案中，可渗透基础网络是伸长聚合物长丝的可渗透海绵，长丝端部在连接节点处结合。在进一步的替代方案中，泡沫海沫提供可渗透基础网络。在仍然另一个替代方案中，机织伸长聚合物长丝的可渗透海绵提供可渗透基础网络。可渗透基础条成物的优选具体实施方案是纤维素绒毛。

相对于作为区别部分的介质106，现在给出模型化上下文在此进一步描述本发明特征。

吸收介质106由网络108，高吸收性聚合物粒子110，和在它们之间的任何孔间隙组成。孔由干燥状态的空气填充和一般由潮湿状态的空气和液体的混合物填充，该液体未由纤维或高吸收性聚合物粒子吸收。吸收介质中的质量平衡指示由任何给定干爽质量吸收介质吸收的液体质量根据如下公式取为由单个纤维，高吸收性聚合物粒子和孔空间吸收的液体质量总和：

(1)m_liq＝m_孔+C_纤维m_纤维+γm_sap

其中m_liq是吸收介质中所有液体的累积质量，m_孔是孔中的液体质量，C_纤维是纤维物质的比吸收率(在此表示为纤维的吸收能力数值)，m_纤维是用于介质的所有纤维的累积质量，γ是高吸收性聚合物的比吸收率和m_sap是介质中所有高吸收性聚合物粒子的累积质量。在本发明中，当孔中的液体质量是零时，认为吸收介质是完全干燥的。公式(1)因此可简化成

(2)m_liq＝C_纤维m_纤维+γm_sap

如在背景部分中所述，高吸收性聚合物的吸收能力通常由离心保持能力(CRC)测试测量。CRC数值通常由高吸收性聚合物的比吸收率γ的数值识别。令人惊奇的发现是在现实使用期间这是高吸收性聚合物比吸收率的不适当量度。当CRC用作现实使用期间经吸收率的量度时，施加的液体不能完全由纤维物质和高吸收性聚合物吸收，和吸收介质是潮湿的。高吸收性聚合物的比吸收率根据如下公式写为CRC和干爽品质数值Φ的数字乘积，

(3)γ＝ΦCRC

其中Φ的数值通常取为1。再写公式(2)以包括(3)如下

(4)m_liq＝C_纤维m_纤维+ΦCRCm_sap

此外，吸收介质的总干爽质量根据如下公式是纤维网络和高吸收性聚合物粒子的质量总和：

(5)m_T＝m_纤维+m_sap

它可以重排为如下数学恒等式

(6)1＝m_纤维/m_T+m_sap/m_T

定义f_s为干燥高吸收性聚合物累积物质量对干燥吸收介质质量的比例(即，f_s是干燥吸收介质中高吸收性聚合物粒子的质量分率)，可以重排先前的公式以按照f_s提供干燥纤维质量分率的表述如下：

(7)m_纤维/m_T＝1-f_s

可以重排干燥组分质量分率的这些表述以按照吸收介质的总干燥质量和高吸收性聚合物粒子的质量分率提供每种组分的质量如下：

(8)m_纤维＝m_T(1-f_s)

(9)m_sap＝m_Tf_s

将(8)和(9)代入(4)得到如下公式

(10)m_liq＝C_纤维m_T(1-f_s)+ΦCRCm_Tf_s

可以重排它以得到必须用于吸收液体质量的吸收介质总质量的表述

$\left(11\right)----m_T=\frac{m_{\mathrm{liq}}}{C_{\mathrm{fiber}}(1-f_s)+\mathrm{\Φ}{\mathrm{CRCf}}_s}$

可以在下文中描述吸收介质的孔隙率。吸收介质106由缠绕纤维或网络108，高吸收性聚合物粒子110，和在它们之间的任何孔空间组成。孔由干燥状态的空气填充和一般由潮湿状态的空气和液体的混合物填充，该液体未由纤维或高吸收性聚合物粒子吸收。吸收介质的总体积由单个组分体积的总和给出如下：

(12)V_T＝V_孔+V_纤维+V_sap

它可以数学重排以提供如下公式：

(13)1＝V_孔/V_T+V_纤维/V_T+V_sap/V_T

其中单个体积比分别表示孔的体积分率，纤维的体积分率和高吸收性聚合物粒子的体积分率。吸收介质的孔隙率定义为孔的体积分率，因此公式可以重写如下：

(14)Φ＝1-V_纤维/V_T-V_sap/V_T＝1-(V_纤维+V_sap)/V_T

吸收介质中存在的纤维的体积由它们的总质量除以它们的密度给出。在选择的特定纤维性物质吸收一些液体的情况下，该吸收可以由纤维吸收能力C_纤维表征。则潮湿状态的纤维体积由纤维的干燥体积和吸收的液体体积的总和根据如下公式给出：

(15)V_纤维＝m_纤维/ρ_纤维+m_纤维C_纤维/ρ_liq

高吸收介质中存在的高吸收性聚合物粒子的体积由它们的总质量除以它们的密度给出。在粒子由液体溶胀的情况下，可以由溶胀比Q表征吸收，溶胀比Q是由粒子吸收的液体质量除以它们干燥质量的比例。则潮湿状态下高吸收性聚合物粒子的体积由高吸收性聚合物粒子的干燥体积和由高吸收性聚合物粒子吸收的液体体积的总和根据如下公式给出：

(16)V_sap＝m_sap/ρ_sap+m_sapQ/ρ_liq

将来自(8)的干燥纤维质量的表述代入(15)，和将来自(9)的干燥高吸收性聚合物累积物质量的表述代入(16)，则将(15)和(16)的改进版本代入(14)以得到当潮湿时未压缩复合材料孔隙率的如下表述(Φ₀)：

$\left(17\right)----{\mathrm{\φ}}_0=1-\frac{(V_{\mathrm{fibers}}+V_{\mathrm{sap}})}{V_T}=1-\frac{m_T}{V_T}[(1-f_s)(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{fiber}}}+\frac{C_f}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{liq}}})+f_s(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{sap}}}+\frac{Q}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{liq}}})]$

在公式(17)中，方括号中的数量描述当和高吸收性聚合物粒子吸收液体时，组分的质量如何增加，或按比例放大。除吸收和溶胀期间吸收介质质量的变化以外，V_T也变化。但复合材料的体积可能不变化到与组分质量相同的程度，因此导致吸收和溶胀期间孔隙率的可能变化。本发明人令人惊奇的发现复合材料的体积变化由具有与公式(17)方括号中相同项的因子按比例放大，但升高到更小于质量变化的幂。在数学项中，湿复合材料的体积从干燥复合材料的体积根据如下公式按比例放大：

$\left(18\right)----V_T=V_{\mathrm{Tdry}}[(1-f_s)(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{fiber}}}+\frac{C_f}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{liq}}})+f_s{(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{sap}}}+\frac{Q}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{liq}}})]}^q$

其中指数q的数值依赖于采用的纤维性网络的具体类型。将V_T的此表述代入公式(17)得到孔隙率的如下公式：

$\left(19\right)----{\mathrm{\φ}}_0=1-\frac{m_T}{V_{\mathrm{Tdry}}}{[(1-f_s)(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{fiber}}}+\frac{C_f}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{liq}}})+f_s(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{sap}}}+\frac{Q}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{liq}}})]}^m$

其中指数m＝1-q。如应当理解的那样，数量m_T/V_T干燥是干燥吸收复合材料的堆密度。对于大多数感兴趣的状况，方括号内部总和的第一项(纤维项)与第二项(高吸水聚合物项)相比较小和可以省略，它得到包含高吸收性聚合物的复合材料孔隙率的如下简化公式：

$\left(20\right)----{\mathrm{\φ}}_0=1-\frac{m_T}{V_{\mathrm{Tdry}}}{\left[f_s(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{sap}}}+\frac{Q}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{liq}}})\right]}^m$

在外部施加的压力不存在下，如由坐在包含这样复合材料的尿布上的婴儿施加的压力不存在下，可以使用上述讨论的吸收复合材料孔隙率。在相对于高吸收性复合材料对从这样外部施加压力的依赖性的模型化中，这样复合材料对泡沫的相似性才具有价值。在此方面，参见S.Swyngedau等人，题目为“层状聚合物海绵性的模型”，PolymerEngineering and Science，31卷，2号，140-144页(1991)的文章。在该文章中141页上对模型化的关系作图(模型A)示出，本发明人要求根据公式21的进行改进，通过进一步的经验努力，令人惊奇的发现按照施加压力P和溶胀凝胶的弹性模量G的简单放大函数理解，设计这样的溶胀复合材料的压缩性，其中函数的放大指数依赖于吸收复合材料中高吸收性聚合物粒子的质量分率。在数学上这由如下公式陈述，该公式描述在压缩P下复合材料孔隙率(在此称为)对未压缩孔隙率₀的比例R_：

$\left(21\right)----R_{\mathrm{\φ}}=\frac{\mathrm{\φ}}{{\mathrm{\φ}}_0}=\frac{1}{{(1+P/G)}^n}$

其中指数n确定复合材料对压缩力的敏感性。按照任何压缩期间垫中孔隙率的保持定义垫的最优孔隙率行为。本发明人得到的令人惊奇发现是根据图3中所示的基本平滑函数，指数n的数值依赖于复合材料中高吸收性聚合物的质量分率，和因此，测量的倾向有效地由如下公式描述：

(22)n＝f_s ^1.83+0.07

将此特征引入公式(20)得到复合材料孔隙率的如下表述：

$\left(23\right)----\mathrm{\φ}=\frac{1-\frac{m_T}{V_{\mathrm{Tdry}}}{\left[f_s(1/{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{sap}}+Q/{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{liq}})\right]}^n}{{(1+P/G)}^n}$

重排孔隙率比例R_的公式得到在压缩P下需要提供所需孔隙率的聚合物剪切(弹性)模量的公式(P和G的单位相同)。这称为在压缩P下的临界剪切模量。

$\left(24\right)----G=\frac{P}{[{\left(\frac{{\mathrm{\φ}}_{P0}}{{\mathrm{\φ}}_P}\right)}^{1/n}-1]}=\frac{P}{[{(1-R_{\mathrm{\φ}})}^{1/n}-1]}$

任意选择参考压力，P＝20684.3达因/cm²(0.3psi)以提供最终计算的数字基础。本领域技术人员显然的了解当压力不是0.3psi时，孔隙率比例会呈现其它数值。在其它压力下孔隙率比例的数值从如下关系式确定，该关系式衍生自公式(24)。

$\left(25\right)----\frac{1}{R_{\mathrm{\φ}2}}={\{1+\frac{P_2}{P_{\mathrm{ref}}}[{(1/R_{\mathrm{\φref}})}^{1/n}-1\left]\right\}}^n$

其中R_2是当压力从P_ref变化到P₂时的新孔隙率比例。指数n由公式(22)给出。

公式(24)的必须，或临界剪切(弹性)模量和溶胀比的相应数值(当饱和时)之间的关系已经由试验(图4)发现为：

(26)CRC＝8600/G^0.54

其中CRC单位是g/g，G单位是达因/cm²。实际用于复合材料的CRC必须小于此数值(在选择的f_s数值下)，以满足孔隙率标准。

结合公式(22)，(24)，(26)得到溶胀比CRC最大值的表述，该溶胀比用于在组成由f_g给出的复合材料中提供所需的孔隙率

$\left(27\right)----\mathrm{CRC}=40.58{[{\left(\frac{1}{R_{\mathrm{\φ}}}\right)}^{\frac{1}{f_s^{1.83}+0.07}}-1]}^{0.54}$

可以通过将从公式(27)的CRC表述代入复合材料干燥质量的表述，公式(11)描述最优干燥和最优多孔吸收介质，以得到如下表述：

$\left(28\right)----m_T=m_{\mathrm{liq}}/\{(1-f_s)C_{\mathrm{fiber}}+40.58f_s\mathrm{\Φ}{[{\left(\frac{1}{R_{\mathrm{\φ}}}\right)}^{\frac{1}{{f_s}^{1.83}+0.07}}-1]}^{0.54}\}$

关于本发明的中的经验定义情况，图2，3和4呈现来自实验室工作的结果，该工作涉及和定义如下公式中干爽品质数值，多孔品质数值，和具体数值中的关键因子：

$\mathrm{CRC}=F{[{\left(\frac{1}{R_{\mathrm{\φ}}}\right)}^{\frac{1}{f_s^{1.83}+0.07}}-1]}^{0.54}$

和

$m_{\mathrm{total}}=\frac{m_{\mathrm{liq}}}{\{(1-f_s)C_{\mathrm{stranding}}+{\mathrm{Ff}}_s\mathrm{\Φ}{[{\left(\frac{1}{R_{\mathrm{\φ}}}\right)}^{\frac{1}{f_s^{1.83}+0.07}}-1]}^{0.54}\}}.$

图2呈现相对于干爽品质数值(dryness quality value)的图形信息。干爽品质数值概念衍生自液体数量中SAP溶胀的测量值，该测量值等于聚合物的CRC产物乘以用于测试的SAP质量乘以液体分率数值的乘积。首先在过量液体浴中，根据离心茶袋测试测量SAP的溶胀速率，以确定聚合物的CRC数值。然后，当仅加入限量的盐水时，用相同聚合物的新样品测量溶胀程度。根据上述液体分率数值改变盐水的限量，以测量聚合物对变化液体数量的反应。对于具有不同CRC数值的聚合物来说，可以通过报道限量液体中的溶胀程度与在过量液体数中的溶胀程度(CRC数值)的比值，规范限量液体中的溶胀结果。测试的聚合物倾向于沿图2所示的单一曲线下落。规范化的比例定义干爽品质数值，而该比值小于所希望的吸收比。

在令人惊奇的发现中，在使用如尿布的吸收产品实际条件下，高吸收性聚合物不吸收由传统CRC方法测量的液体量。所有的测试高吸收性聚合物吸收比由传统CRC方法预测的更少的液体。在现实条件下吸收的数量(有限量，而不是“无限”供应或大过量)在CRC数值的45-85％范围内。注意.45(45％)的倒数是2.22的数值和.85(85％)的倒数是1.18的数值。因此，目前实践的吸收剂设计依赖于CRC数值，而本发明的那些吸收剂设计依赖于在CRC数值45％-85％之间的规定分率。此重要差异允许根据本发明的组合物紧密结合输送到复合材料的所有液体，因此与基于未改进CRC数值的目前吸收复合材料相比，显示出优异的干爽性。因此，依赖于所需的干爽感的完全程度，吸收设计-情况参数乘以1.18-2.22以定义高吸收性聚合物累积物的适当质量。如从图2的可以考虑情况那样，如果超过2.22倍吸收设计-情况参数的高吸收性聚合物累积物的质量配置用于要吸收的给定目标数量液体，则不会有效地将改进干爽品质到超过可采用2.22倍和吸收介质106达到的干爽品质，因此，在已经吸收目标重量的含水液体之后，不会提供足够的最小数量(即给定所需干爽触感(tactile dryness)的经济有效数量)高吸收性聚合物用于有效地最小化高吸收性聚合物累积物中的游离含水液体，以达到如下结果：含有目标重量吸收含水液体的高吸收性聚合物累积物保持干爽触感。在此方面，图2显示用于给定目标数量要吸收液体的超过2.22倍吸收设计-情况参数的高吸收性聚合物累积物质量实在对于达到干爽触感是“过量毁伤”(overkill)。图2的情况显然是那样，如果小于1.18倍吸收设计-情况参数的高吸收性聚合物累积物质量用于给定目标数量的要吸收液体，则在介质106中存在游离液体和不现实地达到最小干爽品质，因此，吸收介质会在已经吸收目标重量的含水液体之后，不提供足够最小数量的高吸收性聚合物，以有效地最小化高吸收性聚合物累积物中的游离含水液体，以达到如下结果：含有目标重量吸收含水液体的高吸收性聚合物累积物提供持续的干爽触感。在此方面，图2显示用于给定目标数量的要吸收的液体，小于1.18倍吸收设计-情况参数的高吸收性聚合物累积物质量不会有效达到所需的干爽触感。然而，当通过将吸收设计-情况参数乘以吸收设计-情况参数的1.18-2.22(依赖于在吸收目标液体数量之后相对于吸收介质所需的干爽触感程度)，高吸收性聚合物累积物衍生自目标重量的含水液体时，在已经吸收目标重量的含水液体之后，提供足够最小数量(即经济数量)高吸收性聚合物用于有效最小化高吸收性聚合物累积物中的游离含水液体(即，在吸收目标数量液体之后有效达到相对于吸收介质所需的干爽触感程度)，以达到如下结果：含有目标重量吸收含水液体的高吸收性聚合物累积物提供持续的干爽触感。

如下实施例进一步定义图2，3和4的基础。

实施例1

选择20种高吸收性聚合物的样品组，以从各种试验化学和交联密度以及从几种商业来源提供的材料，根据如下过程测量每种20个样品的CRC。

通过过程的介绍，将聚合物的小样品密封在茶袋的内部，浸入盐水中三十分钟，离心以除去未吸收的液体。吸收的溶液质量对聚合物初始质量的比例是离心机保持能力(CRC)。在规定尺寸范围内的大多数样品在测试的三十分钟吸收时间内基本达到它们的最大溶胀能力。对于不寻常缓慢吸收的样品，如必须吸收时间延长过30分钟以保证特定样品基本达到它的最大溶胀能力。

详细地讲，筛分(U.S.标准筛或同等物)高吸收性聚合物样品以获得通过30目(600微米)筛网和保持在50目(300微米)筛网上的级分，以最小化由样品粒度分布差异引起的吸收速率差异。将茶袋纸(可热密封，6.35cm宽：K-C Grade 542，或同等物，购自Kimberly-Clark Co.，2100Winchester Rd.，Neenah，Wisconsin 54956)切割成12.7cm长的条和对半折迭以形成纸可密封表面向内的6.35×6.35cm矩形。采用热布熨斗或同等热密封器密封三个开口侧的两个(约0.635cm宽缝)。将空茶袋上标签和称重(分析天平：能够测量0.001g，Mettler型号PM460，或同等物，购自Mettler Instrument Corp.，Princeton-HightstownRoad，Highstown，NJ08520)。质量记录为W1。将聚合物样品(0.200g±0.005g)加入到茶袋中，样品加茶袋的质量记录为W2。将袋采用热密封器密封和保持水平以在整个袋中均匀分布聚合物。对于每个样品或样品批次制备两个空袋用作空白样。将不锈钢功用盘(39×24.8×6.35cm)，购自Fisher Scientific Company，或同等容器)采用0.9质量％NaCl溶液填充到3/4完全。将样品袋和空白样放置在聚合物涂敷玻璃纤维筛网(约0.635cm开口，35.6×20.3cm，购自Taconic PlasticInc.，Petersburg，NY)区段的顶部上和将筛网的另一区段放置在袋上。将组合体缓慢下降入由NaCl溶液填充的盘中和启动计时器(实验室计时器，30分钟能力，可读至1秒，购自Fisher Scientific Company)。在三十分钟之后，从NaCl溶液取出组合体。使用钳子，将袋以相对配对(两个空白样必须彼此相对)放入离心机框中以平衡离心机(离心机：能够达到1500rpm的速度，Dynac II型号，或同等物，购自Fisher ScientificCompany)。在关闭盖子之后，启动离心机和在达到1500rpm速度之后操作离心机三分钟。在三分钟之后，应用离心机制动以停止框。将空白样采用钳子从离心机取出和称重。平均质量记录为B1。将样品袋从离心机取出和称重，和质量记录为W3。

离心机保持能力(CRC)计算如下：

$\mathrm{CRC}(g/g)=\frac{(W3-B1)-(W2-W1)}{W2-W1}$

其中：CRC＝离心机保持能力，

W1＝空样品茶袋的干燥质量，

W2＝干燥茶袋和样品质量，

W3＝潮湿茶袋和样品质量，和

B1＝平均潮湿空白茶袋质量。

可由此过程获得的数据在28.6g/g平均离心机保持能力下指示0.65％的相对标准偏差。可以希望数值从平均值变化但不大于在95％可靠水平下相对的1.43％。

在以下表1中给出样品的基本性能。在图4中显示CRC数值对剪切模量数值的图，依靠样品的交联密度相互关联该性能。

表1.用于此工作的高吸收性聚合物样品组

样品ID	CRC(g/g)	剪切模量(达因/cm2)
			Drytech 2035(陶氏)	29.2	42000
试验聚丙烯酸酯AFA173-38	38.4	22000
			试验聚丙烯酸酯AFA176-107HT	37.3	39300
Drytech 535(陶氏)	29.6	40100
			Favor 880(Stockhausen公司)	29.4	31800
Favor SXM 7500(Stockhausen公司)	37.7	30100
			Aqualic CA W4(日本触媒株式会社)	35.1	26200
试验聚丙烯酸酯ST	42.8	13700
			ASAP 2300(Chemdal公司)	28.0	41300
SANWET IM 4510(赫斯特赛拉尼斯公司)	30.7	43800
			试验聚丙烯酸酯AFA173-133	22.0	50571
试验聚丙烯酸酯AFA202-103	14.7	90300
			试验聚丙烯酸酯AFA203-32-4	27.7	47600
试验聚丙烯酸酯AFA173-113	24.7	40100
			试验聚丙烯酸酯AFA173-105	18.1	74600
试验聚丙烯酸酯XZ-91060.02	27.4	38200
			Drytech 2024(陶氏)	27.4	60800
试验聚丙烯酸酯AFA210-15	38.8	28300
			试验聚丙烯酸酯AFA207-52D	32.6	33500
试验聚丙烯酸酯AFA207-52C	33.0	25200

在溶胀粒子的装填床上测量高吸收性聚合物的剪切模量(SAP模量)。在纤维素纤维存在下从溶胀试验测定每种高吸收性聚合物的溶胀程度Q_comp，如在部分“饱和及吸干技术”(“saturation and BlottingTechnique”)中所述。然后通过将Q_comp要求的0.9％NaCl溶液数量加入到已知数量的聚合物(30-50目粒子)中，让聚合物吸收盐水60分钟，然后根据我们先前的描述技术，在凝前装填床上测量剪切模量而制备高吸收性聚合物的新鲜样品。在上表1中列出获得的数值。

实施例2

当仅仅利用有限量的液体时为了测定高吸收性聚合物的溶胀程度，使用有限茶袋溶胀测试(the Limited Tea Bag Swelling test)。将粒状高吸收性聚合物样品的30-50目切割部分分离，然后使用一对茶袋在非常大过量的0.9％NaCl溶液中测量每种样品的标准离心机保持能力数值。然后，对于每种样品，准备包含0.2g高吸收性聚合物的一对茶袋(基本与用于对比CRC测量的那些相同)。将每个茶袋放入8.89cm直径培养皿中和然后向茶袋中加入盐水溶液。盐水的数量等于袋中聚合物质量乘以它的CRC数值乘以所需的分数溶胀，加需要湿润茶袋的另外0.35克额外盐水。覆盖培养皿和将茶袋放置60分钟。然后采用与标准CRC精确相同的方式离心匹配的一对茶袋。将袋称重和以通常方式计算高吸收性聚合物的溶胀能力。采用等于0.4、0.6、0.8、1.0和2.0倍CRC数值的液体分率数值的盐水体积测量每种聚合物的溶胀程度。通过将在有限液体体积中的溶胀程度除以在大过量液体中测量的溶胀程度计算规格化的溶胀数值(CRC数值)。

在图2中，将规格化溶胀数值对液体分率数值作图。清楚的是测试的所有聚合物样品以相似方式吸收有限体积的液体。

在每个液体分率数值下，聚合物溶胀到小于CRC数值的数值，规格化溶胀数值都小于个体。所有的SAP，不管它们的交联化学或交联程度，以相似的方式表现。

也在图2上画出代表如下常规“期望”的直线区段：对于小于或等于100％的液体分率数值，溶胀应当等于通过将CRC乘以各自液体分率数值计算的数值。对于大于100％的液体分率数值，常规期望在于聚合物会吸收等于CRC数值的液体。通过比较测量值与直线“期望”，图显示当在40％或更小它们CRC下攻击时，SAP会吸收施加到它们的所有液体，但当加入更多液体时测量的部分进一步远离期望线。在等于100％CRC的攻击下测量的吸收最远离期望线。当加入的液体超过100％时，SAP在大盐水浴中淹没，和SAP的溶胀逐渐接近CRC数值。测量的吸收改进，但代价是未吸收的大过量液体。然而，溶胀并不达到CRC数值直到加入的液体数量大于CRC乘聚合物质量的两倍。

垫构造：在制垫机中使用1.00g高吸收性聚合物，1.00g纤维素绒毛和在7.62cm直径垫顶部和底上的覆盖薄片(tissue paper cover)，制备纤维素绒毛和高吸收性聚合物的复合护垫。使用0.318cm厚度的薄垫片，将垫在加热到100℃的Dake水压机中热压缩。三个单独的聚合物样品用于展示本发明。样品主要不同在于它们的交联密度，它控制可被聚合物吸收的0.9％氯化钠溶液的最大量。对于每个样品使用工业标准离心机保持能力测试测定最大吸收量。使用这种SAP的CRC数值作为构造基础制备的护垫是对照实施例。使用CRC数值60％或80％制备的护垫是本发明的实施例。可以使用公式(11)制备其它的本发明的垫结构。

垫的润湿：将每个护垫放入塑料培养皿，用计算量的0.9％氯化钠溶液润湿，该计算量由护垫中高吸收性聚合物质量乘它的CRC数值的乘积确定。覆盖培养皿，并将该护垫在室温下放置60分钟。

由洗干的未吸收液体测定：在规定的放置时间之后，根据如下过程洗干垫以除去和测量未吸收的液体。每个大约7.62cm直径溶胀垫夹层在7.62cm直径吸干卡(吸干卡的总干燥质量是12.5g)的8个堆迭盘之间。将四个盘靠溶胀垫的底部表面放置，将四个盘靠溶胀垫的顶部表面放置。然后将5kg重物放置在夹层的顶部和放置5分钟。未由绒毛或高吸收性聚合物吸收的溶胀垫中的液体吸收入吸干卡的多孔结构中。将卡从垫的顶部和底部表面取出，和在潮湿和吸干状态下测量垫质量(“吸干”表示在以上过程中可以转移到吸干卡的先前在垫中的该基本游离液体由垫的基本完全质量传递损失)。由初始加入到垫中的液体质量减去在吸干之后，由垫的净吸收的质量差异计算未吸收的液体数量。可以使用两种方法的任一种比较垫的干燥程度。分配系数可以定义为未吸收液体质量对吸收液体质量的比例。因此，对于更干燥的吸收结构需要小的分配系数值。或者，垫的自由饱和度值可以定义为未吸收液体质量对溶胀和吸干垫质量的比例。下表2显示结果。与由常规技术制备的垫相比，本发明的组合物具有改进的干燥，如由自由饱和度及液体分配系数的更小数值所示。

                        表2

聚合物CRC，g/g	垫no.		设计能力，g	未吸收液体，g	吸收的液体，g	分配系数	总湿盘，g	“自由饱和度”
										22	1	0.6	13.22	0.45	12.61	0.04	14.88	0.036	本发明

22	2	0.8	17.6	0.84	16.7	0.05	18.97	0.044	本发明
										22	3	1	22.03	4.79	17.81	0.28	19.31	0.248	对照
22	4	1.3	28.0	9.07	18.89	0.48	21.11	0.43	对照
										29	1	0.6	15.77	0.41	15.27	0.03	17.4	0.024	本发明
29	2	0.8	21.55	1.73	19.74	0.09	21.91	0.079	本发明
										29	3	1	29.4	7.75	21.58	0.36	23.75	0.326	对照
29	4	1.3	38.22	13.72	24.42	0.56	26.56	0.516	对照
										38	1	0.6	22.02	0.85	21.09	0.04	23.23	0.037	本发明
38	2	0.8	29.47	4.19	25.17	0.17	27.3	0.153	本发明
										38	3	1	38.31	12.08	26.16	0.46	28.31	0.427	对照
38	4	1.3	48.33	17.54	30.65	0.57	32.83	0.534	对照

在表2中呈现采用设计能力的“对照”方法对设计能力的本发明方法制备的护垫的几个对比。采用22g液体对照设计能力制备的垫是垫22-3，它可以与具有22g液体的本发明设计能力，具有0.037自由饱和度的垫，垫38-1比较。采用29.4g液体对照设计能力制备的垫是垫29-3，自由饱和度是0.326，它可以与自由饱和度为0.153的本发明垫38-2比较。

实施例3

如前所述，尽管在一个实施方案中的吸收介质是高吸收性粒子的床，不具有基础网络的优点，在替代的实施方案中，吸收介质通常包括可渗透基础网络，通过该基础网络分散高吸收性材料。孔隙率通常是含有分散高吸收剂的网络渗透率中的考虑情况，在第二个令人惊奇的发现中，本发明人得到的第二套相关令人惊奇发现是，当复合材料吸收的液体，复合材料的体积变化由更小于质量变化的因子按比例放大时，在压缩压力下，按照(a)放加压力和(b)溶胀凝胶的弹性模量的明确定标函数有效模型化溶胀复合材料的压缩性，及函数的定标指数根据基本平滑函数依赖于吸收复合材料中高吸收性聚合物粒子的质量分率。本发明人进一步发现，对于最优的多孔复合材料，存在CRC的临界值，在该临界值以上复合材料会在溶胀状态显示差的孔隙率。通过重复卫生产品工业中对比目前实践的背景陈述理解此重要性，其中(a)包含高吸收性聚合物的复合材料的孔隙率或液体渗透率与溶胀高吸收性聚合物颗粒床的液体渗透率相关联和(b)复合材料的设计是基于此关联。从图3的考虑情况和如下工作的考虑情况进一步理解在此第二令人惊奇发现中的详细情况，该工作进一步定义图3的基础。

除在以上部分5中说明的复合材料设计的规范以外，施加溶胀垫孔隙率标准以制备优选的复合结构物。本发明人研究了方式，其中溶胀垫的孔隙率依赖于复合结构中存在的溶胀凝胶的本质和数量及发现根据公式(25)，孔隙率遵循结构物中存在的凝胶分率中的放大定律。此公式陈述的是依赖于溶胀垫中存在的凝胶数量，溶胀垫的孔隙率从它的初始干燥值降低。当凝胶的数量增加时，孔隙率下降。由于液体对一旦溶胀复合材料的随后攻击在更缓慢速率下通过复合材料渗透和因此增加在攻击点液体合并的危险和增加泄漏的可能性，孔隙率的低数值不是所需的。当垫中凝胶的相对数量增加时，热的液体渗透率降低。在凝胶的一些临界相对数量以上，因此在一些临界孔隙率以下，渗透率是不适当的以提供随后攻击的良好获得速率。由于孔隙率随吸收结构物中凝胶的相对数量根据公式(20)放大，临界孔隙率也依赖于复合材料中存在的凝胶的相对数量，并可用于定义凝胶的临界重量分率，该凝胶可以表现和仍然提供吸收结构物的所需孔隙率，和渗透率。也使用“所需液体拾起”的设计数值计算，将凝胶数值的临界数量转变成临界CRC数值。确定的临界CRC数值是聚合物的最大CRC数值，该聚合物可用于提供本发明中定义的必须孔隙率。对于本发明这种优选方面，用于干燥标准的最优选CRC可能不大于在此定义的临界CRC。可以通过公式(28)确定吸收结构物的设计(绒毛的质量，对于液体设计质量需要的高吸收性聚合物累积物的质量)。

吸收介质的构造：使用1.00g高吸收性聚合物(30-5目)和1.06g绒毛加在顶部和底部的7.62cm直径薄片，将每种高吸收性聚合物制造成7.62cm直径的垫。薄片向复合材料的质量提供0.15g。从“小纤维”的浪费角度考虑，6％过量的绒毛不通过制垫机中的纤维筛网。将高吸收性聚合物通过振动给料器，与绒毛一起加入到单元中，由手通过小狭槽逐渐加入绒毛，使得制垫机作用像共混组分的连续搅拌罐反应器。HEPA真空吸尘器用于拉动混合物到薄片上。通过采用.318cm分隔片在DAKE牌水压机中在100℃下压挤垫45秒联合垫。每个垫在压挤之后称重和重大约2.15克。在压挤后，在有标签的塑料培养皿中单个贮存所述的垫。在大多数情况下，也在培养皿中进行随后的溶胀。

饱和以及吸干技术：向培养皿中的每个垫加入数量等于用于垫的聚合物CRC乘以存在的高吸收性聚合物累积物质量的盐水。将盐水溶液均匀地喷雾在垫的整个区域上使得它均匀湿润。覆盖培养皿和允许聚合物溶胀60分钟。

暂时除去培养皿盖和在湿垫顶部上放置四个7.62cm吸干盘的堆迭物。放回盖子和将培养皿翻身转。然后除去培养皿的底部，在湿垫顶部上放置四个7.62cm吸干盘的另一个堆迭物。此操作得到湿垫在两上吸干卡之间的夹层结构。然后将8.26cm直径，5kg重物加到夹层物的顶部以抗湿垫压缩吸干器。在等待5.0分钟之后，除去5kg重物，并使用刮刀将吸干器的顶部堆迭物仔细提离垫。将培养皿称皮重，和放置在吸干垫的顶部上。将培养皿再次翻转，除去另一个吸干器堆迭物，然后将吸干的垫称重。如果吸干卡堆迭物在此过程之后完全饱和(通过目测观察确定)，在垫周围布置新的成套干燥吸干器和重复吸干。

垫厚度：测量湿复合材料的压缩性以得到垫体积如何随高吸水聚合物溶胀和模量变化的信息。如上所述制备垫，但改变高吸收性聚合物的数量使得垫中聚合物的质量分率为0.12-0.7。如前所述在采用热量和压力联合垫之后，将0.9％NaCl溶液倾注在垫上。盐水溶液的数量等于一倍的聚合物各自CRC。在等待用于液体吸收的60分钟之后，在0.02、0.1、0.2、0.3、0.4psi的负荷下测量厚度。采用购自Brown andSharp(North Kingstown，R.I.)的改进本体计测量复合材料的厚度。在测量最终厚度数值之后，根据前述过程将垫吸干，从而确定垫中聚合物的实际溶胀程度。

获得图3的过程：使用垫的尺寸和垫中高吸收性聚合物的测量溶胀程度，和垫的每种组分质量，在每个负荷下计算垫的孔隙率。从数据构造孔隙率对压力的图。使用对公式(21)的非线性最小二乘法过程拟合数据的倾向和因此对于f_s的每个数值衍生指数n的数值。然后构造指数n对聚合物质量分率f_s的图。通过非线性最小二乘法拟合过程使用如下公式获得数据的倾向：

n＝f_s ^a+b

对于在它们的构造中包含所需分率高吸收性聚合物的垫，a＝1.83和b＝0.07的获得数值用于公式以计算n的数值。

进一步参考图3和4，多孔品质数值概念涉及包含高吸收性聚合物的复合材料。本发明人发现复合材料的孔隙率依赖于应用于复合材料的压缩对溶胀凝胶组分剪切模量的比例，通过数学幂律依赖于对复合材料中溶胀凝胶质量分率的比例。幂律的指数反映复合材料对溶胀凝胶质量分率的压缩敏感性。图3和4显示依赖于溶胀凝胶质量分率的指数n的基础和也显示.54的指数数值的基础，对于如下两个公式中的所需孔隙率品质数值，该指数用于最优CRC的测定：

$\mathrm{CRC}=F{[{\left(\frac{1}{R_{\mathrm{\φ}}}\right)}^{\frac{1}{f_s^{1.83}+0.07}}-1]}^{0.54}$

和

$m_{\mathrm{total}}=\frac{m_{\mathrm{liq}}}{\{(1-f_s)C_{\mathrm{stranding}}+{\mathrm{Ff}}_s\mathrm{\Φ}{[{\left(\frac{1}{{\text{R}}_{\mathrm{\φ}}}\right)}^{\frac{1}{f_s^{1.83}+0.07}}-1]}^{0.54}\}}.$

在将以上内容到有用实践中，孔隙率比例R_必须定量化。在此方面，在确定上述内容中本发明描述的益处后，容易理解孔隙率比例R_的所需范围是0.4-0.95的数值，只要(a)大于0.95的数值与如下粒子相关：该粒子基本刚性使得随液体的吸收而不实质上发生孔隙率的变化，(b)小于0.4的数值与如下粒子相关：一旦进入复合材料的期望流体流，该粒子最可能溶胀，以阻断液体流的传递，妨碍离子用做用复合材料的必然的关系。总之，孔隙率比例R_要求0.4-0.95的数值，其中0.4表示在该液体质量吸收之后具有最小多孔品质的吸收介质，而0.95表示在该液体质量吸收之后具有最大多孔品质的吸收介质。在此方面，孔隙率比例R_是多孔品质数值，相对于复合材料中的孔隙率性能，根据设计者的调节将多孔品质数值准确描述到具体数值。

采用复合材料模型化表征和经验获得数据的益处，有许多方式，其中上述内容可用于设计高吸收性复合材料。如下方案总结对吸收复合材料设计挑战的关键例子解决方案。

在目标重量含水液体之后用于有效最小化游离含水液体的高吸收性聚合物累积物最优数量(使得含有目标重量吸收含水液体的该高吸收性聚合物累积物提供持续的触觉干燥)，其中高吸收性聚合物具有联系的离心机保持能力数值，是1.18-2.22倍吸收设计-情况参数，该设计-情况参数根据如下公式衍生自含水液体重量和衍生自离心机保持能力数值：

K＝m_liq/CRC

其中

m_liq是表示液体目标重量的数值，

CRC是离心机能力数值，其单位是液体质量每干燥高吸收性聚合物质量，和

K是吸收设计-情况参数；

当捻合条成物质量(a mass of intertwined stranding)的可渗透基础网络(条成物具有联系的吸收能力数值)也是复合材料的一部分时，则以上参数(K)衍生自如下公式：

$K=m_{\mathrm{liq}}\left(\frac{m_{\mathrm{liq}}-C_{\mathrm{stranding}}{m}_{\mathrm{stranding}}}{{\mathrm{CRCm}}_{\mathrm{liq}}}\right)$

其中

C_stranding(C_条成物)是吸收能力数值，其单位为液体质量每干燥条成物质量；和

M_stranding(M_条成物)是表示条成物质量的数值。

当定义聚合物的质量和干爽品质时，则可以从如下公式定义以上复合材料中所有条成物的质量：

$m_{\mathrm{stranding}}=\frac{m_{\mathrm{liq}}-\mathrm{\Φ}\left(\mathrm{CRC}\right)m_{\mathrm{sap}}}{C_{\mathrm{stranding}}}$

其中

m_stranding是表示所有条成物累积质量的数值，

m_liq是表示要吸收的液体预定质量的数值，

Φ是干爽品质数值，

CRC是离心机能力数值，其单位是液体质量每干燥高吸收性聚合物质量，

m_sap是表示所有高吸收性聚合物粒子累积质量的数值，

C_条成物是吸收能力数值，其单位为液体质量每干燥条成物质量。

当提供预定的多孔品质时(由0.4-0.95的多孔品质数值表示的多孔品质，其中0.4表示在液体质量吸收之后具有最小多孔品质的吸收介质和0.95表示在液体质量吸收之后具有最大多孔品质的吸收介质)，可以根据如下公式确定以上中的离心机保持能力数值：

$\mathrm{CRC}=F{[{\left(\frac{1}{R_{\mathrm{\φ}}}\right)}^{\frac{1}{f_s^{1.83}+0.07}}-1]}^{0.54},$

F是40.58，其单位为液体质量每干燥高吸收性聚合物的质量，

R_Φ是孔隙率品质数值，

f_s是根据如下公式的高吸收性聚合物质量分率数值：

$f_s=\frac{m_{\mathrm{sap}}}{m_{\mathrm{sap}}+m_{\mathrm{stranding}}}.$

可以手工或采用计算机的益处具体或迭代定义以上内容中的聚合物质量分率(对CRC)。符合CRC的聚合物然后可用于复合材料。

使用公式的另一种方案是定义这样的数值，该数值表示要由介质吸收的液体质量，定义所需的干爽品质数值，定义所需的多孔品质数值，定义高吸收性聚合物质量分率数值，选择条成物类型和获得联系的吸收能力数值，和根据如下公式计算高吸收性聚合物和条成物组分混合物的质量：

$m_{\mathrm{total}}=\frac{m_{\mathrm{liq}}}{\{(1-f_s)C_{\mathrm{stranding}}+{\mathrm{Ff}}_s\mathrm{\Φ}{[{\left(\frac{1}{R_{\mathrm{\φ}}}\right)}^{\frac{1}{f_s^{1.83}+0.07}}-1]}^{0.54}\}}$

其中m_total(m_总计)是表示混合物质量的数值，单位是除具有干燥条成物质量以外的干燥高吸收性聚合物质量，

m_liq是表示要吸收的液体质量的数值，

f_s是高吸收性聚合物质量分率数值，

F是40.58，其单位为液体质量每干燥高吸收性聚合物的质量，

Φ是干爽品质数值，

R_Φ是孔隙率品质数值，和

C_stranding是吸收能力数值，其单位为液体质量每干燥条成物质量；

根据m_sap＝f_sm_total导出高吸收性聚合物组分的质量数值，

其中

m_sap是表示高吸收性聚合物组分质量的该数值；

根据m_stranding＝(1-f_s)m_toal导出条成物组分的质量数值，

其中m_stranding是条成物组分质量数值；

根据如下公式导出计算的离心机能力数值：

$\mathrm{CRC}=\frac{m_{\mathrm{liq}}-(1-f_s)C_{\mathrm{stranding}}{m}_{\mathrm{total}}}{\mathrm{\Φ}{f}_s{m}_{\mathrm{total}}}.$

可以手工或采用计算机的益处具体或迭代定义以上内容中的聚合物质量分率(对CRC，品质数值，和孔隙率数值的所有或任何)。符合CRC的聚合物然后可用于复合材料。

本发明的公式用于各种方案以设计。作为例子，假定给定高吸收性聚合物的类型和条成物的类型，设计过程可以由如下步骤进行：(a)定义表示要由复合材料介质吸收的液体质量的数值；(b)定义表示高吸收性聚合物累积物质量的数值以建立介质中的聚合物组分部分；(c)定义干爽品质数值；(d)确定表示条成物质量的数值以建立条成物组分部分；(e)计算高吸收剂需要的适当CRC；(f)选择测量的离心机保持能力数值基本等于计算的离心机保持能力数值的高吸收性聚合物；(g)测量基本等于高吸收性聚合物组分质量的高吸收性聚合物数量，以建立高吸收性聚合物组分部分；(h)测量基本等于条成物组分质量的条成物类型的条成物数量，以建立条成物组分部分；和(i)在整个条成物组分部分中布置高吸收性聚合物组分部分以提供介质。

在一个替代方案中，布置步骤包括(a)在制垫机(pad former)中安置第一覆盖片(the first tissue cover)；(b)混合高吸收性聚合物部分和条成物部分以提供吸收介质；(c)在第一覆盖片上放置吸收介质；(d)在布置的吸收介质上安置第二覆盖片(the second tissue cover)；和(e)加热和压缩第一覆盖片，第二覆盖片，将分布的吸收介质调整到预定的厚度。

设计的替代方案包括使用计算机以方便地导出吸收介质的数值。在此状况下，计算机含有保持高吸收性聚合物选择对象和条成物选择对称数据对以及它们联系CRC和吸收能力信息的数据库，以及具有数据库空间以保持解决的特定情况的数据量。将计算机编程以解决本发明的公式和实施向计算机数据库中接收如下参数的数据量：(a)表示要由介质吸收的液体质量的数值，(b)干燥品质，(c)所需的多孔品质数值，(d)高吸收性聚合物的质量分率数值，和(e)相应于条成物类型的吸收能力数值。在由设计者从条目将数据同化入数据库之后，然后计算机进行以解决公式和确定高吸收性聚合物组分和条成物组分混合物的质量，以导出高吸收性聚合物质量的数值，导出条成物组分质量的数量，导出CRC，和选择CRC基本等于CRC的高吸收性聚合物侯选物。计算机然后激活显示器以显示高吸收性聚合物，聚合物质量数值，和条成物组分质量数值的标识符。这样的系统可配置在计算机化电子表格应用中或数据库应用中，这些应用具有解决以上公开内容公式的能力。在一个实施方案中，购自IBM Corporation使用400MHz CPU与6GB硬盘的IBM个人计算机300PL和微软公司视窗98操作系统与Excel电子表格提供本发明计算机实施形式的平台。申请人认为对上述上下文中计算机结构配置的许多不同方案和给定以上的益处对本领域技术人员一般是显而易见的。

一旦给出本发明公开内容的益处，技术人员可以方便地改进本发明和本发明中计算机化方案的说明，以达到本发明的功用而不背离本发明的精神。应当理解通过能够实现实施例和解释而呈现本发明的描述和讨论，应当根据权利要求和它们的同等物认定本发明的深度和保护范围。

Claims (14)

1.一种导出含有高吸收性聚合物的吸收介质的数值的方法，该聚合物分散在整个捻合条成物的质量的可渗透基础网络中，该方法包括如下的计算机实施步骤：

计算机数据库接收表示要由该介质吸收的液体质量的数值数据量，

在0.45和0.85之间的干爽品质数值，其中0.45表示在该液体质量吸收之后具有最大干爽品质的介质，而0.85表示在该液体质量吸收之后具有最小干爽品质的介质，

在0.4和0.95之间的多孔品质数值，其中0.4表示在该液体质量吸收之后具有最小多孔品质的介质，而0.95表示在该液体质量吸收之后具有最大多孔品质的介质，

高吸收性聚合物的质量分率数值，

相应于条成物类型的吸收能力数值；和

根据如下公式确定高吸收性聚合物组分和条成物组分的混合物质量：

$m_{\mathrm{total}}=\frac{m_{\mathrm{liq}}}{\{(1-f_s)C_{\mathrm{stranding}}+{\mathrm{Ff}}_s\mathrm{\Φ}{[{\left(\frac{1}{R_{\mathrm{\φ}}}\right)}^{\frac{1}{{f_s}^{1.83}+0.07}}-1]}^{0.54}\}}$

其中m_total是表示该混合物质量的数值，单位是除具有干燥条成物质量以外的干燥高吸收性聚合物质量，

m_liq是表示要吸收的该液体质量的数值，

f_s是该高吸收性聚合物质量分率数值，

F是40.58，其单位为每干燥高吸收性聚合物的质量的液体质量，

Φ是该干爽品质数值，

R_Φ是该孔隙率品质数值，和

C_stranding是该吸收能力数值，其单位为每干燥条成物质量的液体质量；

根据m_sap＝f_sm_total导出该高吸收性聚合物组分的质量数值，

其中

m_sap是表示该高吸收性聚合物组分质量的该数值；

根据m_stranding＝(1-f_s)m_总计导出该条成物组分的质量数值，

其中m_stranding是该条成物组分质量数值；

根据如下公式导出计算的离心机能力：

$\mathrm{CRC}=\frac{m_{\mathrm{liq}}-(1-f_s)C_{\mathrm{stranding}}{m}_{\mathrm{total}}}{\mathrm{\Φ}{f}_s{m}_{\mathrm{total}}}$

其中

CRC是该计算的离心机能力数值，其单位是每干燥高吸收性聚合物质量的液体质量；

选择测量的离心机保持能力值基本等于该计算的离心机保持能力值的高吸收性聚合物；和

在该计算机显示器上显示该高吸收性聚合物，该聚合物质量数值，和该条成物组分质量数值的标识符。

2.一种制备吸收介质的方法，包括如下步骤：

混合可渗透基础条成物和高吸收性聚合物粒子质量成吸收预定质量液体到预定干爽品质的网络，具有联系离心机保持能力数值的该高吸收性聚合物粒子，具有联系吸收能力数值的该条成物，由0.45和0.85之间的干爽品质数值表示的该干爽品质的每一个，其中0.45表示在该液体质量吸收之后具有最大干爽品质的介质和0.85表示在该液体质量吸收之后具有最小干爽品质的介质，所有该条成物的累积质量是

$m_{\mathrm{stranding}}=\frac{m_{\mathrm{liq}}-\mathrm{\Φ}\left(\mathrm{CRC}\right)m_{\mathrm{sap}}}{C_{\mathrm{stranding}}}$

其中

m_stranding是表示所有该条成物该累积质量的数值，

m_liq是表示要吸收的液体预定质量的数值，

Φ是该干爽品质数值，

CRC是该离心机能力数值，其单位是每干燥高吸收性聚合物质量的液体质量，

m_sap是表示所有该高吸收性聚合物粒子累积质量的数值，和

C_stranding是该吸收能力数值，其单位为每干燥条成物质量的液体质量。

3.根据权利要求2所述的方法，其中在该混合步骤中，混合该高吸收性聚合物粒子和条成物以进一步达到预定的多孔品质，该多孔品质由0.4-0.95的多孔品质数值表示，其中0.4表示在该液体质量吸收之后具有最小多孔品质的吸收介质和0.95表示在该液体质量吸收之后具有最大多孔品质的吸收介质，和

其中该离心机保持能力值根据如下公式确定：

$\mathrm{CRC}=F{[{\left(\frac{1}{R_{\mathrm{\φ}}}\right)}^{\frac{1}{{f_s}^{1.83}+0.07}}-1]}^{0.54},$

其中

F是40.58，其单位为每干燥高吸收性聚合物的质量的液体质量，

R_Φ是该孔隙率品质数值，和

f_s是根据如下公式的高吸收性聚合物质量分率数值：

$f_s=\frac{m_{\mathrm{sap}}}{m_{\mathrm{sap}}+m_{\mathrm{stranding}}}$

4.一种制备吸收介质的方法，该吸收介质含有捻合条成物的质量的可渗透基础网络，该方法包括如下步骤：

定义表示要由该介质吸收液体质量的数值；

定义表示高吸收性聚合物质量的数值以在该介质中建立聚合物组分部分，该聚合物具有联系的离心机保持能力值；

定义在0.45和0.85之间的干爽品质数值，其中0.45表示在该液体质量吸收之后具有最大干爽品质的介质和0.85表示在该液体质量吸收之后具有最小干爽品质的介质；

确定表示该条成物质量的数值以建立条成物组分部分，该条成物具有联系的吸收能力数值，该条成物质量确定为：

$m_{\mathrm{stranding}}=\frac{m_{\mathrm{liq}}-\mathrm{\Φ}\left(\mathrm{CRC}\right)m_{\mathrm{sap}}}{C_{\mathrm{stranding}}}$

其中

m_stranding是表示该条成物质量的该数值；

m_liq是表示要吸收的该液体质量的该数值；

Φ是该干爽品质数值，

CRC是该离心机能力数值，其单位是每干燥高吸收性聚合物质量的液体质量，

m_sap是高吸收性聚合物的该质量，和

C_stranding是该吸收能力数值，其单位为每干燥条成物质量的液体质量；

测量基本等于该聚合物质量数值的高吸收性聚合物数量以建立该高吸收性聚合物组分部分；

测量基本等于该条成物质量数值的条成物数量以建立该条成物线分部分；和

在整个该条成物组分部分中布置该高吸收性聚合物组分部分以提供该介质。

5.一种制备吸收介质的方法，该吸收介质含有捻合条成物的质量的可渗透基础网络，该方法包括如下步骤：

定义表示要由该介质吸收液体质量的数值；

定义在0.45和0.85之间的干爽品质数值，其中0.45表示在该液体质量吸收之后具有最大干爽品质的介质和0.85表示在该液体质量吸收之后具有最小干爽品质的介质；

定义在0.4和0.95之间的多孔品质数值，其中0.4表示在该液体质量吸收之后具有最小多孔品质的介质和0.95表示在该液体质量吸收之后具有最大多孔品质的介质，

定义高吸收性聚合物质量分率数值；

选择条成物类型，该条成物类型具有联系的吸收能力数值；

根据如下公式确定高吸收性聚合物组分和条成物组分的混合物质量：

$m_{\mathrm{total}}=\frac{m_{\mathrm{liq}}}{\{(1-f_s)C_{\mathrm{stranding}}+{\mathrm{Ff}}_s\mathrm{\Φ}{[{\left(\frac{1}{R_{\mathrm{\φ}}}\right)}^{\frac{1}{{f_s}^{1.83}+0.07}}-1]}^{0.54}\}}$

其中m_total是表示该混合物质量的数值，单位是除具有干燥条成物质量以外的干燥高吸收性聚合物质量，

m_liq是表示要吸收的该液体质量的该数值，

f_s是该高吸收性聚合物质量分率数值，

F是40.58，其单位为每干燥高吸收性聚合物的质量的液体质量，

Φ是该干爽品质数值，

R_Φ是该孔隙率品质数值，和

C_stranding是该吸收能力数值，其单位为每干燥条成物质量的液体质量；

根据m_sap＝f_sm_total导出该高吸收性聚合物组分的质量数值，

其中

m_sap是表示该高吸收性聚合物组分质量的该数值；

根据m_stranding＝(1-f_s)m_total导出该条成物组分的质量数值，

其中m_stranding是该条成物组分质量数值；

根据如下公式导出计算的离心机能力：

$\mathrm{CRC}=\frac{m_{\mathrm{liq}}-(1-f_s)C_{\mathrm{stranding}}{m}_{\mathrm{total}}}{\mathrm{\Φ}{f}_s{m}_{\mathrm{total}}}$

其中

CRC是计算出的离心机能力数值，其单位是每干燥高吸收性聚合物质量的液体质量；

选择测量的离心机保持能力数值基本等于该计算出的离心机保持能力数值的高吸收性聚合物；

测量基本等于该聚合物质量数值的高吸收性聚合物数量以建立该高吸收性聚合物组分部分；

测量基本等于该条成物质量数值的条成物数量以建立该条成物线分部分；和

在整个该条成物组分部分中布置该高吸收性聚合物组分部分以提供该介质。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中该捻合条成物包括纤维素绒毛。

7.根据权利要求4或5所述的方法，其中该捻合条成物包括可渗透海绵。

8.根据权利要求4或5所述的方法，其中该捻合条成物包括纤维性聚合物。

9.根据权利要求4或5所述的方法，其中该布置步骤进一步包括如下步骤：

在制垫机中安置第一覆盖片；

混合该高吸收性聚合物部分和条成物部分以提供该吸收介质；

在该第一覆盖片上放置该吸收介质；

在该布置的吸收介质上安置第二覆盖片；和

加热和压缩该第一覆盖片，该第二覆盖片，并将吸收介质到布置到预定的厚度。

10.一种用于吸收目标重量含水液体的高吸收性聚合物累积物，该高吸收性聚合物累积物具有相关的离心机保持能力数值，该高吸收性聚合物累积物具有1.18-2.22倍吸收设计-情况参数的高吸收质量，该设计-情况参数根据如下公式衍生自该含水液体重量和衍生自该离心机保持能力数值：

K＝m_liq/CRC

其中

m_liq是表示液体该目标重量的数值，

CRC是该离心机能力数值，其单位是每干燥高吸收性聚合物质量的液体质量，和

K是该吸收设计-情况参数；

使得在已经吸收该目标重量的含水液体之后，提供足够最小数量的高吸收性聚合物用于有效最小化在该高吸收性聚合物累积物中的游离含水液体，使得含有该目标重量吸收含水液体的该高吸收性聚合物累积物提供持续的干爽触觉。

11.一种用于吸收目标重量含水液体的吸收介质，包括：

在整个可渗透基础网络中分散的高吸收性聚合物，该可渗透基础网络含有捻合条成物质量，该条成物具有联系的吸收能力数值，该高吸收性聚合物具有联系的离心机保持能力数值，该高吸收性聚合物累积物具有1.18-2.22倍吸收设计-情况参数的高吸收质量，该设计-情况参数根据如下公式衍生自该含水液体重量，该吸收能力数值，该条成物质量，和该离心机保持能力数值：

$K=m_{\mathrm{liq}}\left(\frac{m_{\mathrm{liq}}-C_{\mathrm{stranding}}{m}_{\mathrm{stranding}}}{\mathrm{CRC}{m}_{\mathrm{liq}}}\right)$

其中

m_liq是表示液体该目标重量的数值，

C_stranding是该吸收能力数值，其单位为每干燥条成物质量的液体质量；

CRC是该离心机能力数值，其单位是每干燥高吸收性聚合物质量的液体质量，和

K是该吸收设计-情况参数；

使得在已经吸收该目标重量的含水液体之后，提供足够最小数量的高吸收性聚合物用于有效最小化在该吸收介质中的游离含水液体，使得含有该目标重量吸收含水液体的该吸收介质提供持续的干爽触觉。

12.根据权利要求11所述的介质，其中该捻合条成物包括纤维素绒毛。

13.根据权利要求11所述的介质，其中该捻合条成物包括可渗透海绵。

14.根据权利要求11所述的介质，其中该捻合条成物包括纤维性聚合物。

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