TW201323022A - 用於高度填充或無纖維衛生用品之超吸收聚合物 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種微粒吸收聚合物材料，其具有以下性質之至少一者：i)對於至少一選自整數2至12之數字i，最大APCi×10sec值(=APCmax值)係≧1.6；ii)對於選自整數2至12之所有數字i，所有APCi×10sec值的總和(=APCsum值)係≧12；其中該APCi×10sec值之定義如下：APCi×10sec=QIi×10sec值2×PIi×10sec值其中－該QIi×10sec值係以此處所述之測試方法於加入0.9重量%之氯化鈉溶液後i×10秒所測得之膨脹指數的值，以及－該PIi×10sec值係以此處所述之測試方法於加入0.9重量%之氯化鈉溶液後i×10秒所測得之滲透性指數的值。本發明亦關於一種包含該微粒吸收聚合物材料之吸收芯材、一種衛生用品、一種製造吸收芯材之方法以及一種由該方法所獲得之吸收芯材。

Description

用於高度填充或無纖維衛生用品之超吸收聚合物
本發明關於一種微粒吸收聚合物材料、一種製造微粒吸收聚合物材料之方法、一種包含微粒吸收聚合物材料之吸收芯材、一種衛生用品、一種製造吸收芯材之方法以及一種由該方法所或得之吸收芯材。
超吸收體係水不溶之(water-insoluble)經交聯的聚合物，在壓力下，可藉由膨脹並形成水凝膠(hydrogel)而吸入並保留大量水性液體，特別是體液，較佳是尿液或血液。一般而言，對於水，所吸入之液體含量係不低於超吸收體或超吸收組合物的乾燥重量的10倍，甚至100倍。由於此特性，該等聚合物主要應用於例如嬰兒尿布、失禁產品或衛生棉等衛生用品之吸收芯材。F.L.Buchholz與A.T.Graham(編輯)在「Modern Superabsorbent Polymer Technology」(Wiley-VCH，紐約，1998年)中提供一份關於超吸收體與超吸收組合物的綜合性評論。
超吸收體一般係在交聯劑存在的情況下，經由帶有酸官能基並通常經部分中和之單體的自由基聚合反應來製備。藉由改變單體成分、交聯劑以及聚合反應條件與聚合反應後所得水凝膠之處理條件，可以製備具有不同吸收特性的聚合物。如DE-A-26 12 846中所述，藉由接枝聚合物的製造，例如藉由使用化學修飾澱粉、纖維素與聚乙烯醇，提供了更多的可能性。
目前對於尿布構造的趨勢尤其在於製造具有極少纖維素纖維含量與增加的超吸收性容量之更薄的吸收芯材。較薄設計的優點不僅表現在改良的穿戴舒適感，更表現在減少的包裝及庫存支出。例如在WO-A-2008/155722、WO-A-2008/155711、WO-A-2008/155710、WO A 2008/155702、WO-A-2008/155701、WO-A-2008/155699、EP A 1 225 857、WO A 01/15647、WO-A-2011/120504、DE-A-10 2009 049 450、WO A 2008/117109、WO-A-97/11659、EP-A-0 826 349、WO-A-98/37846、WO A 95/11653、WO A 95/11651、WO A 95/11652、WO A 95/11654、WO A 2004/071363或WO-A-01/89439中所述，吸收芯材的最新發展係實質上不含纖維素(因此這種樣式的尿布亦被稱為無短纖(fluffless)尿布)。在含纖維素的吸收芯材中藉由纖維素纖維所實現之超吸收顆粒的固定，在吸收芯材的最新發展中可藉由例如使超吸收顆粒固定於基材表面上的熱塑性纖維來達成。
向更薄尿布設計發展的趨勢以及纖維素纖維的液體暫時儲存與傳導功能的消失，造成超吸收體的性能概況需求有了明顯的改變。目前決定性的要點在於在排尿過程中水凝膠直接防止尿液滲漏的能力。這可藉由超吸收體/水凝膠的特性而達成，液體藉此被充分地吸收且分散於膠體層中，在膨脹過程同時最小化尿布中未受束縛的尿液含量。好的超吸收體亦具有好的轉移特性並因此能確保衛生用品整體的最佳利用。
然而，先前技術的超吸收體並不足以適用於上述不含纖維素尿布設計的新發展。
因此，本發明著重的問題在於克服先前技術無法解決之超吸收體相關的缺點。
更特定而言，本發明著重的問題係為了提供特別有利於低纖維素纖維含量之吸收芯材(例如在WO-A-2008/155722、WO-A-2008/155711、WO-A-2008/155710、WO A 2008/155702、WO-A-2008/155701或WO-A-2008/155699中所述之不含纖維素的設計)之使用的超吸收體。
本發明著重的另一問題在於提供一種選擇方法，以從現今已知的眾多超吸收材料中選擇能可靠地用於例如WO-A-2008/155722、WO-A-2008/155711、WO-A-2008/155710、WO A 2008/155702、WO-A-2008/155701或WO A 2008/155699中所述之不含纖維素設計的超吸收體。
解決一開始定義的問題的貢獻是由一種具有以下性質至少一者之微粒吸收聚合物材料所達成：i)對於至少一選自整數2至12之數字i，最大APCi×10 sec值(=APCmax值)係1.6，較佳係2.0，更佳係2.4；其中APCmax值較佳係不超過14.0，更佳係不超過12.0且最佳係不超過10.0；ii)對於選自整數2至12之所有數字i，所有APCi×10 sec值的總和(=APCsum值)係12，較佳係18且更佳係24；其中APCsum值較佳係不超過55，更佳係不超過50且最佳係不超過45；其中該APCi×10 sec值之定義如下： APCi×10 sec=QIi×10 sec值2×PIi×10 sec值其中- 該QIi×10 sec值係以此處所述之測試方法於加入0.9重量%之氯化鈉溶液後i×10秒所測得之膨脹指數的值，以及- 該PIi×10 sec值係以此處所述之測試方法於加入0.9重量%之氯化鈉溶液後i×10秒所測得之滲透性指數的值。
在本發明之微粒吸收聚合物材料之一特定實施態樣中，該等材料具有不小於22克/克、較佳不小於24克/克、更佳不小於26克/克且最佳不小於28克/克之WSP 241.3(世界戰略伙伴(Worldwide Strategic Partners)EDANA與IDNA之測試方法)離心保留能力(centrifuge retention capacity，CRC)。
在本發明之微粒吸收聚合物材料之另一特定實施態樣中，該等材料具有不小於16克/克、較佳不小於18克/克、更佳不小於20克/克且最佳不小於22克/克之0.7磅每平方吋(psi)壓力下之WSP 242.3承壓吸收度(absorption under pressure，AUP)。
根據本發明之微粒吸收聚合物材料較佳為纖維、發泡體或顆粒，較佳為纖維與顆粒且更佳為顆粒。
根據本發明之聚合物纖維的尺寸較佳為使其可被混入或作為紡織品用紗線或直接為紡織品。根據本發明，就聚合物纖維而言，長度較好為1至500毫米、較佳為2至500毫米且更佳為5至100毫米，且直徑較好為1至200丹尼(denier)、較佳為3至100丹尼且更佳為5至60丹尼。
根據本發明之微粒吸收聚合物材料之尺寸較佳為使其具有10至3000微米、較佳20至2000微米且更佳150至850微米之WSP 220.2平均顆粒尺寸。在此尤其較佳的是，以吸水聚合物顆粒的總重量計，顆粒尺寸為300至600微米之聚合物顆粒的含量比例為不小於50重量%、更佳為不小於65重量%且最佳為不小於80重量%。
根據本發明另外較佳的是，本發明之微粒吸收聚合物材料係以部分中和之經交聯丙烯酸為基礎。在文中特別較佳的是，以聚合物材料之重量計，本發明之微粒吸收聚合物材料係50重量%、較佳不小於70重量%且更佳不小於90重量%由帶有羧酸基之單體所構成之具有微孔結構之經交聯聚丙烯酸酯。根據本發明另外較佳的是，以聚合物材料之重量計，本發明之微粒吸收聚合物材料之不小於50重量%、較佳不小於70重量%係以較佳不少於20莫耳%、更佳不少於50莫耳%且更佳不少於60至85莫耳%經中合之經聚合丙烯酸為基礎。
本發明之微粒吸收聚合物材料較佳係經由包含以下步驟之方法獲得：i)自由基聚合一水性單體溶液以獲得具有微孔結構之水凝膠，該水性單體溶液包含可聚合之單乙稀基型不飽和酸官能基(monoethylenically unsaturated acid-functional)單體(α1)或其鹽、視需要之可與單體(α1)聚合之單乙稀基型不飽和單體(α2)、發泡劑或膨脹劑(α3)以及至少一交聯劑(α4)；ii)視需要細碎(comminute)該具有微孔結構之水凝膠；iii)乾燥該視需要經細碎之具有微孔結構之水凝膠，以獲得具有微 孔結構之微粒吸收聚合物材料；iv)視需要研磨並篩分該具有微孔結構之微粒吸收聚合物材料；v)使該具有微孔結構之微粒吸收聚合物材料與一具有二個或以上能與在聚合物材料表面之酸性基團反應之官能基的交聯劑進行表面後交聯(surface-postcrosslinking)，其中該聚合物材料表面係於後交聯前、後交聯期間或後交聯後與鋁鹽接觸。
於方法步驟i)中，首先使一包含可聚合單乙稀基型不飽和酸官能基單體(α1)或其鹽、視需要之可與該單體(α1)聚合之單乙稀基型不飽和單體(α2)、發泡劑或膨脹劑(α3)以及至少一交聯劑(α4)之水性單體溶液進行自由基聚合反應，以獲得一聚合物凝膠。單乙稀基型不飽和酸官能基單體(α1)可處於部分或完全中和的狀態，較佳為部分中和的狀態。較佳地，單乙稀基型不飽和酸官能基單體(α1)之中和狀態係不低於25莫耳%、更佳不低於50莫耳%且再更佳係50至80莫耳%。DE 195 29 348 A1之揭露內容係併於此處以供參考。中和反應也可在聚合反應後部分或全部地進行。中和反應可進一步使用鹼金屬氫氧化物、鹼土金屬氫氧化物、氨以及碳酸鹽類與碳酸氫鹽類而進行。亦可為其他任何能與酸結合以形成水溶性鹽的鹼。與不同鹼進行的混合中和反應亦是可能的。較佳係以碳酸鹽類及/或碳酸氫鹽類(亦作為發泡劑或膨脹劑)與鹼金屬氫氧化物之組合、更佳以碳酸鈉與氫氧化鈉之組合來進行中和反應。
此外，在本發明之吸水聚合物結構中，該自由酸性基團可能佔有優勢，使得聚合物結構pH值處於於酸性範圍內。此酸性吸水聚 合物結構可藉由一相對該酸性聚合物結構為鹼性之帶有自由鹼性基團(較佳為胺基)的聚合物結構來至少部分地中和。該等聚合物結構在文獻中稱為「混合床離子交換吸收聚合物(Mixed-Bed Ion-Exchange Absorbent Polymer)(MBIEA聚合物)」，且尤其揭露於WO 99/34843 A1。WO 99/34843 A1的揭露內容係併於此處以供參考並因此視為本揭露內容的一部分。一般而言，MBIEA聚合物構成一組合物，其首先包含能夠交換陰離子的鹼性聚合物結構，其次包含相對於該鹼性聚合物的酸性聚合物，其能交換陽離子。該鹼性聚合物結構帶有鹼性基團且通常藉由帶有鹼性基團或可轉換成鹼性基團之基團的單體進行聚合反應而獲得。該等單體主要係具有一級、二級或三級胺或對應膦或是上述官能基團中至少二者的單體。該單體之基團特別包含乙烯胺、丙烯胺、二丙烯胺、4-胺基丁烯(4-aminobutene)、烷基氧基環黴素(alkyloxycycline)、乙烯基甲醯胺、5-胺基戊烯(5-aminopentene)、碳二亞胺、弗達黴素(formaldacine)、三聚氰胺等、以及上述之二級或三級胺衍生物。
較佳的帶有酸性基團之單乙稀基型不飽和單體(α1)較佳係WO 2004/037903 A2中所指帶有酸性基團之乙稀基型不飽和單體(α1)的化合物，該案係併於此處以供參考並因此視為本揭露內容之一部分。特別較佳的帶有酸性基團之單乙稀基型不飽和單體(α1)為丙烯酸與甲基丙烯酸，最佳為丙烯酸。
所使用之可與單體(α1)共聚合的單乙稀基型不飽和單體(α2)可為丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺或乙烯基甲醯胺。進一步較佳的共 聚單體(co-monomers)尤其為帶有單體(α1)者較佳為WO 2004/037903 A2中所述作為共聚單體(α2)之化合物。
在製造本發明之微粒吸收聚合物材料之方法之一特定實施態樣中，係使用單乙稀基型不飽和界面活性劑作為共聚單體(α2)。該等特殊界面活性劑包含可聚合之官能基團。該等界面活性劑的較佳化學結構為R1-(EO)n-block-(PO)m-R2
其中R1與R2為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基、2-甲基丁基、2,2-二甲基丙基、-OH、乙醯基或丙烯基且n為2至20及m為2至20。EO與PO分別為親水性與疏水性區段，以產生界面活性劑特性。根據本發明，R1與R2較佳為活性丙烯基團，因其隨後會內聚合成丙烯醯基基團且在水解作用中較為穩定。巴斯夫公司(BASF AG)之市售界面活性劑(Pluriol A 23 R)產品為可此種共聚合界面活性劑之一實例。
有用的發泡劑或膨脹劑(α3)更包含本領域技藝人士已知之在聚合反應中有助於形成空隙(如孔洞)並因此有助於聚合物凝膠中之微孔結構之形成的任何輔助材料。有用的發泡劑特別包含如EP-A-0-644 207中所揭露為較佳發泡劑的發泡劑。在此特別考慮以碳酸鹽類為基質之發泡劑。在加熱時，在含碳酸鹽之單體溶液中，發泡劑釋放出處於溶解或分散狀態之二氧化碳。該發泡劑可為任何包含碳酸鹽或碳酸氫鹽之鹽或混合鹽，且可包含二氧化碳作為氣體或固體材料碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銨、碳酸鎂或碳酸氫氧鎂、碳酸鈣、碳酸鋇及碳酸氫鋇及其水合物或是其他陽離子、 及自然產生之碳酸鹽如白雲石及其混合物。較佳的碳酸鹽發泡劑係MgCO3、(NH4)2CO3、Na2CO3及前述之混合物。在此關係中另外較佳的是，以視需要經部分中和之單體(α1)的重量計，更佳係以視需要經部分中和之丙烯酸計，係添加約0.05重量%至5.0重量%之發泡劑。最佳係添加約0.2重量%至3.0重量%之發泡劑。發泡劑亦可經膠囊化(encapsulated)，如US 7,163,966中所描述者。
除了上述發泡劑之外或替代上述發泡劑，亦可加入具有有機或無機材料外殼的中空體(hollow bodies)至單體溶液中，以達到在聚合物材料中形成空隙之目的，如WO-A-2010/1156715中所述。具有有機材料外殼的中空體較佳係選自以下群組：- 具有一聚合熱塑性材料外殼之中空體；- 具有一聚合非熱塑性材料外殼之中空體。
一般而言，有利的中空體包含：- 以熱塑性或非熱塑性聚合物為基質之充滿氣體的微氣球，- 聚電解質多層膠囊，- 以熱塑性或非熱塑性聚合物為基質之中空球體，- 以熱塑性聚合物為基質之微球顆粒，例如在EXPANCEL®品牌名下可得者，或- 具有多晶氧化鋁外殼的中空體。
有利的交聯劑(α4)係同樣較佳包含WO 2004/037903 A2中所述作為交聯劑(α3)的化合物。此列舉是否與WO2004037903有關？若否，則(α4)才是正確的。在該等交聯劑中，尤其較佳係 選擇水溶性交聯劑。最佳為N,N’-亞甲基雙丙烯醯胺、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙烯基甲基氯化銨、四丙烯基氯化銨、以及以每莫耳丙烯酸配9莫耳環氧乙烷所製備的丙烯基九乙二醇丙烯酸酯(allyl nonaethylene glycol acrylate)。
除了單體(α1)與視需要選用的(α2)、發泡劑或膨脹劑(α3)及至少一種交聯劑(α4)外，單體溶液亦可包含水溶性聚合物(α5)。較佳的水溶性聚合物包含經部分或全部水解的聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、澱粉或澱粉衍生物、聚乙二醇或聚丙烯酸。該等聚合物的分子量並無特別指定，只要其為水溶性即可。較佳的水溶性聚合物為澱粉或澱粉衍生物或聚乙烯醇。水溶性聚合物(較佳為如聚乙烯醇的合成水溶性聚合物)不單可作為待聚合單體的接枝基礎。亦可預想只在聚合反應後將該等水溶性聚合物與聚合物凝膠混合，或與已經乾燥的吸水聚合物凝膠混合。
此外，單體溶液亦可包含助劑(α6)，該助劑尤其包含聚合反應可能需要的起始劑或錯合劑，例如EDTA。
可用於單體溶液的溶劑包含水、有機溶劑或水與有機溶劑的混合物，溶劑的選擇尤其亦取決於聚合反應的方式。
在單體溶液中，較佳選擇單體(α1)與(α2)的相對含量、發泡劑或膨脹劑(α3)的相對含量以及交聯劑(α4)與水溶性聚合物(α5)與助劑(α6)的相對含量，使得方法步驟iii)中獲得之具有微孔結構的微粒吸收聚合物材料係以如下為基礎：- 20至99.999重量%、較佳55至98.99重量%、以及更佳70至98.79重量%的單體(α1)， - 0至80重量%、較佳0至44.99重量%、以及更佳0.1至44.89重量%的單體(α2)，- 0至5重量%、較佳0.001至3重量%、以及更佳0.01至2.5重量%的交聯劑(α4)，- 0至30重量%、較佳0至5重量%、以及更佳0.1至5重量%的水溶性聚合物(α5)，- 0至20重量%、較佳0至10重量%、以及更佳0.1至8重量%的助劑(α6)，或- 0.5至25重量%、較佳1至10重量%、以及更佳3至7重量%的水(α7)。
其中(α1)至(α7)的重量總和為100重量%。在單體溶液中尤其關於該等單體、該發泡劑或膨脹劑、交聯劑及水溶性聚合物之最佳值可藉由簡單的初步測試而決定或從先前技術、尤其是公開案US 4,286,082、DE-A-27 06 135、US 4,076,663、DE-A-35 03 458、DE 40 20 780 C1、DE-A-42 44 548、DE-A-43 33 056及DE-A-44 18 818而推斷。對單體溶液的自由基聚合反應而言，有利的聚合反應方法原則上可為本領域技藝人士習知的所有方法。舉例而言，文中提及之溶液聚合反應，其較佳係在如擠壓機的捏合反應器內實行或連續地在聚合反應帶狀噴霧聚合反應實行；反向乳液聚合反應；以及反向懸浮液聚合反應。
溶液聚合反應較佳於作為溶劑的水中進行。溶液聚合反應可以連續地或批式地進行。關於如溫度、起始劑種類與分量及反應溶液等反應條件，先前技術揭露了廣泛的可能變化。代表性方法係於以下專利中描述：US 4,286,082、DE-A-27 06 135 A1、US 4,076,663、DE-A-35 03 458、DE 40 20 780 C1、DE-A-42 44 548、DE-A-43 33 056、DE-A-44 18 818。該等揭露內容併於此處以供參考並因此視為本揭露內容之一部分。
如同一般慣例，聚合反應係藉由起始劑觸發。用於起始聚合反應的起始劑可為在聚合條件下形成自由基且通常用於超吸收體的製造的所有起始劑。藉由電子束作用於可聚合水性混合物上來起始聚合反應亦是可行的。然而，聚合反應亦可不使用上述之起始劑而在光起始劑的存在下藉由高能輻射作用來觸發。聚合反應起始劑可溶解於或分散於單體溶液中。有利的起始劑包含會分解成自由基並為本領域技藝人士所習知的所有化合物。這尤其包含在WO-A-2004/037903中已提及作為可能起始劑的起始劑。尤其較佳係使用由過氧化氫、過氧二硫酸鈉與抗壞血酸所構成的氧化還原系統來製造吸水聚合物結構。
亦可採用反向懸浮液與乳液聚合反應以製造本發明之微粒吸收聚合物材料。在這些方法中，單體(α1)與發泡劑或膨脹劑(α3)以及視需要進一步包含單體(α2)、水溶性聚合物(α5)與助劑(α6)的水性經部分中和的溶液，係藉由保護性膠體及/或乳化劑分散於一疏水性有機溶劑中，且該聚合反應係藉由自由基起始劑所觸發。交聯劑(α4)若不是分散於單體溶液中並一起計量，就是另外視需要在聚合反應期間分開加入。視需要，水溶性聚合物(α5)係經由單體溶液或是初始直接加入油相中來添加作為接枝基礎。其後，從共沸混合物中移除水並濾出該聚合物。
此外，在溶液聚合反應的情況中以及在反向懸浮液與乳液聚合 反應的情況中，交聯作用可藉由溶解於單體溶液中的多官能基交聯劑之共聚合反應及/或藉由在聚合反應步驟期間適合的交聯劑與聚合物官能基團的反應來實現。這些方法係描述於例如公開案US 4,340,706、DE-A-37 13 601、DE-A-28 40 010與WO-A-96/05234中，該等揭露內容並於此處以供參考。
在方法步驟ii)中，係視需要細碎於方法步驟i)所獲得之具有微孔結構的水凝膠，當聚合反應係藉由溶液聚合反應來執行時，尤其應實行此細碎動作。此細碎動作可經由本領域技藝人士所熟知的粉碎裝置(如絞肉機)來實行。
在方法步驟iii)中，係將視需要經預先細碎之具有微孔結構的水凝膠乾燥。該水凝膠較佳於適合的乾燥機或烘箱中乾燥。實例包含旋轉管烘箱、流體床乾燥機、盤式乾燥機、槳式乾燥機或紅外線乾燥機。根據本發明另外較佳的是，於方法步驟iii)中乾燥該水凝膠至水分含量降為0.5至25重量%、較佳1至10重量%，乾燥溫度通常為100至200℃。
在方法步驟iv)中，由方法步驟iii)所獲得之具有微孔結構的微粒吸收聚合物材料(尤其當該等材料係由溶液聚合反應所獲得時)係可經研磨並篩分出最初指定之所欲顆粒尺寸。經乾燥之具有微孔結構的吸水聚合物材料較佳係於適合的機械粉碎裝置中研磨，例如球磨機，而篩分可經由例如使用具有適合篩目的篩網來實行。
在方法步驟v)中，將該視需要經研磨與篩分之具有微孔結構的微粒吸收聚合物材料連同一具有二個或以上之能與在聚合物材料表面之酸性基團反應之官能基的交聯劑進行表面後交聯，且該聚 合物材料表面於後交聯作用前、後交聯作用期間或後交聯作用後係與鋁鹽接觸，較佳係與乳酸鋁及/或硫酸鋁接觸。
對表面後交聯作用而言，將自方法步驟iii)或iv)所得之經乾燥並視需要經研磨與篩分之具有微孔結構的微粒吸收聚合物材料、或自方法步驟ii)所得之未經乾燥但較佳已經細碎之具有微孔結構的水凝膠，與較佳為有機的化學表面後交聯劑進行接觸。尤其當該後交聯劑在後交聯條件下非液態時，較佳係以包含後交聯劑及溶劑的流體形式與微粒吸收聚合物材料或聚合物凝膠接觸。所述溶劑較佳係水、可與水互混之有機溶劑，例如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇或1-丁醇或上述至少兩者之混合物，水係為最佳的溶劑。另外較佳的是，以流體總重量計，後交聯劑在流體中之含量為5至75重量%、較佳為10至50重量%且最佳為15至40重量%。
具有微孔結構的微粒吸收聚合物材料或視需要經細碎之具有微孔結構的水凝膠與包含後交聯劑之流體的接觸較佳係經由該流體分別與該聚合物材料及水凝膠之混合來實行。
適合用於施用流體之混合單元係例如派特森凱利混合機(PattersonKelley mixer)、德萊士渦流混合機(DRAIS turbulent mixers)、羅帝格混合機(Lödige mixers)、盧伯格混合機(Ruberg mixers)、螺旋混合機、盤式混合機及流體化床混合機，以及連續式直立式混合機，於其中該聚合物材料可藉由旋轉刮刀(蘇吉混合機(Schugi mixer))高頻率地混合。
具有微孔結構的微粒吸收聚合物材料或水凝膠於後交聯過程中 較佳與不超過20重量%、更佳不超過15重量%、尤其更佳不超過10重量%以及還尤其佳不超過5重量%之溶劑接觸，溶劑較佳為水。
在聚合物材料呈較佳之球體顆粒形式的情況中，根據本發明進一步較佳的是，該接觸係以僅該微粒聚合物材料之外部區域而非內部區域係與流體以及隨後的後交聯劑接觸的方式來實行。
後交聯劑較佳係理解為意指具有至少二個能與聚合物材料表面之酸性基團在縮合反應中(=縮合交聯劑)、在加成反應中或在開環反應中反應之官能基團的化合物。較佳的後交聯劑係於WO-A-2004/037903中所載作為交聯劑分類II之交聯劑者。
在這些化合物中，尤其較佳的後交聯劑係縮合交聯劑，例如二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、甘油、聚甘油、丙二醇、二乙醇胺、三乙醇胺、聚氧丙烯、氧乙烯-氧丙烯區段共聚物(oxyethylene-oxypropylene block copolymers)、去水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯去水山梨醇脂肪酸酯、三烴甲基丙烷、新戊四醇、聚乙烯醇、山梨醇、1,3-二氧戊環-2-酮(伸乙基碳酸酯)、4-甲基-1,3-二氧戊環-2-酮(伸丙基碳酸酯)、4,5-二甲基-1,3-二氧戊環-2-酮、4,4-二甲基-1,3-二氧戊環-2-酮、4-乙基-1,3-二氧戊環-2-酮、4-烴甲基-1,3-二氧戊環-2-酮、1,3-二氧己環-2-酮、4-甲基-1,3-二氧己環-2-酮、4,6-二甲基-1,3-二氧己環-2-酮及1,3-二氧戊環烷-2-酮。
一旦具有微孔結構的微粒吸收聚合物材料或具有微孔結構的水凝膠與後交聯劑或包含後交聯劑的流體接觸後，就將他們加熱到50至300℃、較佳到75至275℃且更佳到150至250℃，從而達 到較佳係聚合物材料顆粒之外部區域相較於內部區域的交聯度更高(=後交聯作用)的結果，以及當使用水凝膠時，他們亦同時被乾燥。熱處理的處理時間係受到聚合物材料所欲特性概況因熱作用而毀損之風險的限制。
在後處理作用步驟前、期間或之後，聚合物材料之表面或具有微孔結構之水凝膠的表面係與鋁鹽接觸，較佳係與乳酸鋁接觸。尤其較佳的是，與鋁鹽之處理係藉由使較佳包含後交聯劑以及鋁鹽(較佳為乳酸鋁)之水性溶液與具有微孔結構的微粒吸收聚合物材料或與具有微孔結構的水凝膠接觸，接著加熱，而與表面後交聯步驟同時進行。
在此較佳的是，以具有微孔結構的微粒吸收聚合物材料的重量計或具有微孔結構的水凝膠的重量計(如果以水合物形式存在，以無水基準計算)，鋁鹽係以0.01至30重量%、更佳0.1至20重量%且尤其更佳0.3至5重量%的量與聚合物材料/水凝膠進行接觸。
較佳的鋁鹽尤其係AlCl3×6H2O、NaAl(SO4)2×12H2O、KAl(SO4)2×12H2O或Al2(SO4)3×14-18H2O、乳酸鋁或其他水不溶性鋁化合物，例如鋁氧化物(如Al2O3或鋁酸鹽)。尤其較佳係使用乳酸鋁、硫酸鋁或乳酸鋁與硫酸鋁之混合物。
解決最初定義之問題的貢獻亦可藉由一種吸收芯材完成，其包含一上基材層、一下基材層以及一設置於該上與下基材層間的吸 收層，其中該吸收層包括本發明之微粒吸收聚合物材料以及含量為每公克微粒吸收聚合物材料小於0.1克、尤其較佳少於0.05克且最佳少於0.01克的纖維素纖維。
對本發明的目的而言「吸收芯材」較佳係被理解為意指在一如尿布的吸收用品的情況中，可經設置於不可滲透水性液體且面向遠離穿戴者身體側的上層與可滲透水性液體且面向穿戴者身體側的下層之間的構造，且其主要功能在於吸收與儲存由該吸收物品吸入的流體，例如血液或尿液。該吸收芯材本身較佳係不包含吸收物品的吸入系統、上層與下層。
然而，根據本發明最佳的是，該吸收芯材係實質上不含纖維素纖維。「實質上不含纖維素纖維」這句在此係用來描述一種包含少於10重量%之纖維素纖維、少於5重量%之纖維素纖維、少於1重量%之纖維素纖維、不包含纖維素纖維或是包含不高於一微小含量之纖維素纖維的物品，如吸收芯材。這種類型的芯材尤其描述於WO-A-2008/155722、WO A 2008/155711、WO-A-2008/155710、WO A 2008/155702、WO A 2008/155701、WO-A-2008/155699、EP A 1 225 857、WO A 01/15647、WO-A-2011/120504、DE-A-10 2009 049 450、WO A 2008/117109、WO A 97/11659、EP-A-0 826 349、WO-A-98/37846、WO A 95/11653、WO A 95/11651、WO A 95/11652、WO A 95/11654、WO A 2004/071363或WO A 01/89439。
在一根據本發明之吸收芯材的較佳實施態樣中，該吸收芯材係包含一熱塑性材料以及多個包含該微粒吸收聚合物材料的隔間 (compartments)。文中根據本發明之吸收芯材尤其較佳係該等於WO-A-2008/155722、WO-A-2008/155711、WO-A-2008/155710、WO A 2008/155702、WO-A-2008/155701或WO A 2008/155699中所稱及描述為吸收芯材的構造。因此，在一根據本發明之吸收芯材的特別較佳實施態樣中，該吸收芯材包含多層熱塑性材料及多個包含該微粒吸收聚合物材料的隔間，其中該隔間係各自由該上或下基材層以及該熱塑性材料之一層所圍成。根據前面引述之專利公開案教示，該構造可藉由施用於特定基材(上或下基材層)之成顆粒團塊的微粒吸收聚合物材料形成一形成空地區域(land areas)與空地區域間的接合區域(junction areas)的格子圖案來實現。「空地區域」係指該熱塑性材料未直接接觸該上或下基材層之區域。「接合區域」係指該熱塑性材料直接接觸該上或下基材層之區域。格子圖案中的接合區域係包含極少或不包含微粒吸收聚合物材料。空地區域與接合區域可呈現多種形狀/外形，其包含但不限於圓形、卵形、正方形、矩形、三角形等。
根據本發明之吸收芯材的一個實例為一包含一第一子層(sub-layer)與鄰接該第一子層之第二子層的芯材，其中- 該第一子層包含該上基材層以及由該上基材層與熱塑性材料的第一層所圍成之包含該微粒吸收聚合物材料的隔間，且- 該第二子層包含該下基材層以及由該下基材層與熱塑性材料的第二層所圍成之包含該微粒吸收聚合物材料的隔間，其中該熱塑性材料的第一層係鄰接該熱塑性材料的第二層。這種構造係相當於WO-A-2008/155722之第7A圖與第7B圖中所例示的構造。
根據本發明之吸收芯材的較佳設計中的熱塑性材料主要用於覆蓋以及至少部分地固定微粒吸收聚合物於該上或下基材層上。在本發明之一實施態樣中，該熱塑性材料可在聚合物之間於該微粒吸收聚合物材料中呈實質上均勻的排列。然而，在一特定實施態樣中，如WO-A-2008/155722之第3圖與第4圖所示，熱塑性材料可為一纖維層，其至少部分地與微粒吸收聚合物材料接觸且部分地與上或下基材層接觸。在這情況中，該熱塑性材料之層可例如經由熔化一纖維狀熱塑性材料而獲得。
對該上與下基材層以及該熱塑性材料而言較佳的材料係WO-A-2008/155722所例示對於該等材料為較佳者。
製造此種吸收芯材之方式較佳與WO-A-2008/155699所例示者相同。因此，該方法包含以下步驟：- 在下基材層上依照一第一圖案(pattern)沉積(depositing)微粒吸收聚合物材料以形成一第一吸收層，使得微粒吸收聚合物材料係不連續地分布於下基材層上；- 在上基材層上依照一第二圖案沉積微粒吸收聚合物材料以形成一第二吸收層，使得微粒吸收聚合物材料係不連續地分布於上基材層上；- 在微粒吸收聚合物材料及下與上基材層上沉積熱塑性材料之層以覆蓋在下與上基材層上的微粒吸收聚合物材料；以及- 結合該第一與第二吸收層，使得第一吸收層之熱塑性材料的至少一部分係與第二吸收層之熱塑性材料的至少一部分接觸。
解決最初定義之問題的貢獻亦可藉由一包含一本發明之吸收芯 材之衛生用品來完成，此衛生用品較佳為一尿布。尿布通常包含一流體可滲透的下層(ply)(其為當尿布被穿戴時面向穿戴者身體側)，一流體無法滲透的上層(其為當尿布被穿戴時遠離穿戴者身體側)以及本發明之吸收芯材，其設置於該下層與該上層之間。該衛生用品除了此三種組件之外亦可包含另外的組件，例如WO-A-2008155699所例示之可重複閉合緊固系統(reclosable fastener system)，或如WO-A-2008/155722所例示之一位於流體可滲透的下層與本發明之吸收芯材間之另外的收集層(acquisition layer)。根據本發明之較佳尿布構造係如WO-A-2008/155722之第1圖所例示者。
解決最初定義之問題的貢獻亦可藉由一種製造一吸收芯材之方法來完成，該吸收芯材包含一上基材層、一下基材層以及一設置於該上與下基材層間的吸收層，其中該吸收層包含一微粒吸收聚合物材料且每公克微粒吸收聚合物材料少於0.1克之纖維素纖維，該方法包含以下步驟：A)提供一種根據本發明之微粒吸收聚合物材料；B)將該微粒吸收聚合物材料併入一吸收芯材中。
將該微粒吸收聚合物材料併入該吸收芯材中例如包含以下方法步驟：B1)在下基材層上依照一第一圖案沉積微粒吸收聚合物材料以形成一第一吸收層，使得微粒吸收聚合物材料係不連續地分布於下基材層上；B2)在上基材層上依照一第二圖案沉積微粒吸收聚合物材料以形 成一第二吸收層，使得微粒吸收聚合物材料係不連續地分布於上基材層上；B3)在微粒吸收聚合物材料及該下與上基材層上沉積熱塑性材料之層以覆蓋下與上基材層上的微粒吸收聚合物材料；以及B4)結合第一與第二吸收層，使得第一吸收層之熱塑性材料的至少一部分係與第二吸收層之熱塑性材料的至少一部分接觸。
解決最初定義之問題的貢獻亦可藉由一種製造吸收芯材之方法來完成，該吸收芯材包含一上基材層、一下基材層以及一設置於該上與下基材層間的吸收層，其中該吸收層包含一微粒吸收聚合物材料及含量為每公克微粒吸收聚合物材料少於0.1克的纖維素纖維，該方法包含以下步驟：a)基於以下結果選擇一適合的微粒吸收聚合物材料：對加入一流體至該微粒吸收聚合物結構中後至少ti之時間，測定(膨脹指數)2與滲透性指數之乘積(=APC值)的結果；b)將微粒吸收聚合物材料併入一吸收芯材中。
其中對吸收芯材而言較佳的結構係已於開頭描述的與本發明之吸收芯材有關的較佳結構。
在一根據本發明之製造方法的較佳實施態樣中，步驟a)包含對至少11個不同的時間ti測定膨脹指數2與滲透性指數之乘積(=APC值)並以所有測得之APC值的總和為基準來選擇微粒吸收聚合物材料。
解決最初定義之問題的貢獻亦可藉由上述程序所製得的吸收芯材來完成。
本發明將藉由圖式、測試方法以及非限制性實施例來更具體地說明。
測試方法 [測定APC值]
使用第5圖所示之測量配置來測定APC值。
1.測量原則
為了測定APC值，將欲分析之1.800克(0.005克)的微粒吸收聚合物材料(以下稱「SAP」)灑入第1圖中所示且具有一篩網布(screen fabric)作為基底的測量罐(measuring pot)6中，並使SAP均勻分布在篩網基底上。接著將第2圖中所示的柱塞(plunger)導入該測量罐中，以及如第5圖所示，裝載一壓重物10(見第4圖)使得在SAP材料上的壓力為21.0克/平方公分±0.2克/平方公分(柱塞與壓重物的總重量=594克±5克)。如第5圖所示，圓筒單元(測量罐6、SAP、柱塞7與壓重物10)係放置於一具有一圓形切除部分(cutout)的支撐臺(support table)15上。支撐臺15係立於一天平1的上方。一蠕動泵(peristaltic pump)11以固定流率傳送測試溶液至圓筒單元中。經處理的液體在位於該支撐臺15下方的收集容器(collecting vessel)13(在天平1上)中被重複地測量。測量罐6中有位於預先指定高度的外流(outflow)A與B(如第5圖中所顯示，在第1圖中所示的測量罐6中該較低的外流B係關閉的)。當膠 體層(gel layer)形成，液體柱(liquid column)可建立至外流A的高度。之後，多餘的液體經由外流A排出。此液體通過一條約10公分長度的管16進入收集容器14並在天平2上被重複地測量。在全部的測量中，生長中膠體層的高度也被重複地測量。所有的測量(天平、高度測量)皆自動地經紀錄與儲存。
當測量條件(已稱重SAP的重量之單位為克、SAP上的壓力之單位為克/平方公分、測試溶液至圓筒單位的進料流之單位為克/秒)不變，以下測量數據(σ1)至(σ3)係相應地被連續記錄：(σ1)由高度測量儀器3所測之生長中膠體層的高度變化；(σ2)因測試液體通過該膠體層而在第5圖中左方之天平1上所生的重量變化；(σ3)因測試液體經由外流A排出而在第5圖右方之天平2上所生的重量變化。
2.所使用的測量儀器
- 裝備有一PC界面(例如莎多利斯(Sartorius)CP 8201)之精確度為最小值0.1克的二個天平(1，2)。
- 裝備有一PC界面(例如特沙電子量表(Tesa Digico)2)之具有精確度為最小值0.1毫米與測量長度為最小值30毫米的高度測量儀器3。
- 液體儲存器4(至少對應於由測試參數所預定之液體量，例如2克/秒共30分鐘=3600克)。
- 具有荷重的測試裝置裝置5(同見第1圖與第2圖)。
- 如第1圖之萬能有機玻璃(Plexiglas)的透明測量罐6， (d1(θ內部)=60.3毫米±0毫米，高度=100毫米±0.5毫米)具有二個外流(其中在測試期間僅使用較高者而關閉較低者)，在h1*=55毫米與h2*=83毫米處(θinner=10毫米)(*係表示外流的平均高度)。該測量罐的底面係裝備有一不鏽鋼篩網布(400篩目=36微米)。
- 如第2圖之PVC的塑膠柱塞7(d2(θ外部)=60毫米±0毫米)(d1-d2=0.3毫米且高度=150毫米)。塑膠柱塞7的底面係裝備有一不鏽鋼篩網布(400篩目=36微米)。塑膠柱塞7的較低部分之高度為28毫米。在此部分中有4個支架，用以固定該篩網布。裝備於該較低區域(即，在此區域中係與該鋼篩網布接觸)中的各支架具有一大約3×5.5毫米的通路以確保液體的均勻散佈。
- 用於塑膠柱塞7與液體進料9之一具有切除部分的緊配蓋(close-fitting lid)8。
- 壓重物10，係置於該塑膠柱塞7之上(見第4圖)。塑膠柱塞7與壓重物10合起來必須達到規定的重量。在此標準係總質量為594克±5克(對應於21克/平方公分±0.2克/平方公分之荷重，其係對應於約0.3psi的壓力)。
- 液體泵11(例如一蠕動泵)具有30毫升/分鐘至40毫升/分鐘的輸出，例如伊士麥特(Ismatec)MCP標準型，其具有伊士麥特SB-2V泵壓頭與泰根(Tygon)標準配管(ID 4.8,WT 1.6,OD 8.0)。
- 具有用於紀錄該天平顯示與高度測量之適當軟體的電腦系統12。
- 液體的收集容器13與14(最小3.6公升)。
- 具有一圓形切除部分(θ 6公分，準確地對應於測量罐中篩網布的寬度)的支撐臺15。此切除部分係由一大約2公分高的塑膠環(θ 7.2公分，大約對應於測量罐的外側直徑)以一中心配置(此在測量期間固定該圓筒單元使得液體可不受阻礙地通過且高度測量一直在同一個位置進行)的方式所環繞。
3.執行測量
至少應執行一二重測量。
預備工作：
- 裝滿液體儲存器4以提供足夠的測試液體(0.9%氯化鈉溶液)。測試液體的溫度為23℃±2.0℃(室溫=23℃±2.0℃，相對溼度55%±15%)。
- 依照預期的流速調整蠕動泵11。對此，只要適合的話，可以使用紀錄測量值的系統，或者，可使用一馬錶與一玻璃燒杯或相似物以測定必要值。標準流速為1與2克/秒。
- 裝配紀錄測量值的系統。任何來自天平與高度測量儀器的測量數據可在時間控制下記錄的任何系統皆可使用。例如可由一具有Windows操作系統(XP或較新版)、Microsoft Excel(第6版或較新版)、一RS232 4重介面卡以及用於應用模組的程式化Visual Basic之電腦。該系統必須能夠在一不多於0.5秒的時間視窗中執行(σ1) 至(σ3)共3個測量值的取回。天平1與2以及高度測量儀器3係連接到電腦12(用於紀錄測量值的程式必須根據天平1與2及高度測量儀器3來調整成適當的設定(鮑率(baud rate)、奇偶(parity)等)。
測量：
- 欲分析之SAP試樣必須徹底地混合。欲移除之測試材料應無團塊及雜質。稱重1.800克±0.005克之SAP放入測試裝置中。SAP係均勻地散佈在篩網基底上。
- 使用柱塞7與壓重物10將SAP試樣裝載重量至21克/平方公分±0.2克/平方公分並置於支撐臺15的切除部分中。來自蠕動泵(液體進料9)之外流配管的末端係置於測試裝置之覆蓋板8之附加孔中超出2至3公分的長度。
- 高度測量儀器3裝有位於測試裝置之柱塞7中心的測量棒。在30分鐘之測試期間內，每10秒擷取一次所測到的值並紀錄其對應的特定時間。
- 天平1與2係經測量容器重量且高度測量儀器3係經歸零。
- 測量值紀錄之系統係經初始化。
- 在初始化測量值紀錄之系統後直接且不晚於0.5秒，開始直接紀錄經由蠕動泵11的添加。
- 測量期間結束時，關閉蠕動泵11。
4.計算
時間(t)為秒(σ1)單位為毫米之高度(ht)、時間(t)為秒(σ2)單位為克之流率(Fl.th.t)及時間(t)為秒(σ3)單位為克之溢流(Fl.ov.t)之資料系列可用來計算以下數值(均於時間t)：Vzut單位為克：在時間t的液體體積添加；Vt單位為立方公分：在時間t的凝膠體積(測量罐6的基底面積=28.27平方公分)：公式：V t [立方公分]=h t [毫米]/10*28.27平方公分△Vt單位為立方公分：在時間t之10秒內增加的凝膠體積(測量罐6的基底面積=28.27平方公分：公式：△V t [立方公分]=(h t [毫米]-h t-10 [毫米])/10*28.27平方公分QIt：在時間t的膨脹係數(無單位)(E=SAP的初始重量，單位為克；0.9%氯化鈉溶液假定1立方公分=1克)：公式：QI t =△V t [立方公分]/(E[g]*10)△Fl.th.t單位為克/秒：在時間t經過10秒的平均流速：公式：△Fl.th. t [克/秒]=(Fl.th. t [克]-Fl.th. t-10 [克])/10秒 Vüt單位為克：在APC測量罐中之上澄液(supernatant)體積：公式：Vü t [立方公分=克]=Vzu t [克]-V t [立方公分]-Fl.ov. t [克]-Fl.th. t [克]h(Vü)t單位為毫米：APC罐中液體之理論(計算)高度(考慮柱塞的面積=5平方公分；有效面積=28.27平方公分-5平方公分=23.27平方公分)：公式：h(Vü) t [毫米]=(h t [毫米]/10+(Vü t [克]/23.27立方公分))*10 PIt：在時間t=20秒至120秒的滲透性指數：公式： APCi×10 sec：在時間T=20秒至120秒(i=2至10)的APCi×10 sec值。上述值係進一步用來決定APCmax值(即，11個APC值中最高值)，APC平均值APCmean以及所有APC值的總和(APCsum)。公式： APC i×10sec=QI i×10 sec 2 * PI i×10sec
實施例 [比較實施例(非根據本發明)]
在1972.90克之中和程度為70莫耳%(以丙烯酸計)及總單體濃度為39.37%的丙烯酸鈉水性溶液中，溶解1.770克之聚乙二醇300二丙烯酸酯(以丙烯酸計，0.2%/酯含量=72%)及2.560克聚乙二醇440單烯丙醚丙烯酸酯(以丙烯酸計，0.4%/酯含量=100%)作為交聯劑(crosslinker)。該單體溶液在一塑膠聚合反應容器中經氮氣沖洗30分鐘以除去溶解的氧氣。在4℃的溫度，依次加入溶於蒸餾水10克中之0.6克的過氧二硫酸鈉、溶於蒸餾水10克中之0.14克的35%過氧化氫溶液以及溶於蒸餾水2克中之0.03克的抗壞血酸，以開始聚合反應。當達到最終溫度(約100℃)，以切碎機細碎凝膠並在一循環空氣乾燥櫥中在150℃下乾燥2小時。該經乾燥的產物係粗略地經壓碎、研磨及篩分至顆粒尺寸分布為150至710微米。所得的整體過篩至個別顆粒尺寸分布並共同混合以形成合成製造的PSD如下：>150微米=15%/>300微米=48%/>500微米=32%/>600微米=5%。
所得之中間產物，以一由比例為1/3/0.4/0.3%(以100克之中間產物計)之碳酸伸乙酯/水/乳酸鋁/硫酸鋁所組成之溶液塗佈而實後交聯，並且在170℃下在一乾燥櫥中後熱處理(postheating)90分鐘。
[實施例1(根據本發明)]
在963.60克之中和程度為70莫耳%(以丙烯酸計)且總單體濃度40.30%之丙烯酸鈉水性溶液中，溶解0.775克之聚乙二醇300二丙烯酸酯(以丙烯酸計，0.20%/酯含量=83%)及1.639克聚乙二醇440單烯丙醚丙烯酸酯(以丙烯酸計，0.40%/酯含量=78%)作為交聯劑。此溶液接著與9.6克之10%共聚單體界面活性劑(PluriolA 23 R)(購自巴斯夫(BASF))的水性溶液摻合並且在一塑膠聚合反應容器中以氮氣沖洗30分鐘以除去溶解的氧氣。在4℃的溫度，加入2克作為發泡劑(blowing agent)的輕度煅燒碳酸鈉(購自蘇威(Solvay))，以及依次加入溶於蒸餾水10克中之0.3克的過氧二硫酸鈉、溶於蒸餾水10克中之0.07克的35%過氧化氫溶液以及溶於蒸餾水2克中之0.015克的抗壞血酸，以開始聚合反應。當達到最終溫度(約100℃)，以切碎機細碎凝膠並在一循環空氣乾燥櫥中在150℃下乾燥2小時。該經乾燥的產物粗略地壓碎、研磨及篩分至顆粒尺寸分布為150至710微米。將所得的整體過篩至個別顆粒尺寸分布以及共同混合以形成合成製造的PSD如下：>150微米=15%/>300微米=48%/>500微米=32%/>600微米=5%。
所得之中間產物，以一由比例為1/3/0.4/0.3%之碳酸伸乙酯/水/乳酸鋁/硫酸鋁所組成之溶液塗佈而實行後交聯，並且在170℃下在一乾燥櫥中後熱處理90分鐘。
[實施例2(根據本發明)]
在1962.4克之中和程度為70莫耳%(以丙烯酸計)且總單體濃度為39.6%之丙烯酸鈉水性溶液中，溶解1.529克之聚乙二醇300二丙烯酸酯(酯含量=83.7%；以丙烯酸計，0.2重量%)及3.303克聚乙二醇440單烯丙醚丙烯酸酯(以丙烯酸計，0.40重量%/酯含量=77.5%)。之後加入由移動床噴霧造粒(moving-bed spray granulation)程序製得且顆粒尺寸為400至600微米的碳酸鈉10克(以批次尺寸計，0.5重量%)，作為發泡劑。以氮氣沖洗單體溶液15至30分鐘以除去溶解的氧氣。在20℃的溫度，在惰性氣體逆流及軸向攪拌下，將與溶於蒸餾水10克中之0.6克的過氧二硫酸鈉及溶於蒸餾水10克中之0.14克的35%過氧化氫溶液摻合之單體溶液係轉移至利斯特批次(List Blatch)CRP 2.5攪拌機。在該雙軸共旋轉批次攪拌機反應器及/或其周邊設備中的反應過程期間，目標設定值以及所欲參數為：反應器外殼之加熱線路中的油溫為75℃；軸速為每分鐘60轉。在該單體溶液傳遞至反應器內部後，加入碳酸鈉。經攪拌30秒後，將溶於蒸餾水2克中之0.030克抗壞血酸導入反應器內部，開始放熱反應。反應器外殼之加熱線路中的油的目標值設定為100℃。經過5分鐘後，關閉加熱線路。合計10分鐘後停止共旋轉軸，打開反應器，將形成之凝膠取出並且在一循環空氣乾燥櫥中在150℃下乾燥2小時。該經乾燥 的產物以一購自萊馳(Retsch)的切割式研磨機(cutting mill)與一孔洞尺寸為2毫米之切割式鏈輪(cutting sprocket)壓碎、研磨，及篩分至個別顆粒尺寸分布並共同混合以形成合成顆粒尺寸分布如下：>150微米=15%/>300微米=48%/>500微米=32%/>600微米=5%。
以一由比例為1/3/0.4/0.3%(以100克之中間產物計)之碳酸伸乙酯/水/乳酸鋁/硫酸鋁所組成之溶液塗佈而實行後交聯，並且在175℃下在一乾燥櫥中後熱處理90分鐘。
[實施例4]
使用文中所述測試方法測量在比較實施例中與實施例1及2中獲得之聚合物的APCmax值與APCsum值，結果顯示於表3。在一120秒期間內連續測量所得之關於APC參數之測量及針對比較實施例之聚合物的APC分析由純計算獲得之測量數據係編於表1與2。
[實施例5]
使用比較實施例與實施例1及2中獲得的聚合物來製造本發明之吸收芯材。
在一尺寸為12×12公分之經剪裁的不織布(購自佛洛伊登堡(Freudenberg)，商品編號00028710)上，使用一購自布赫恩 (Bühnen)型號HB 710噴霧旋轉噴頭(標準θ設為1.5毫米)之氣動熱熔膠槍，在4巴之壓縮空氣下操作30秒以均勻地噴附黏著劑(購自漢高(Henkel)之Dispomelt CS 22)。該噴霧槍預先調整至160℃之熔化溫度。將剛好5克之SAP均勻地灑在一10×10公分之預定/置中區域上。在另一件同樣尺寸不織布以同樣方式噴附黏著劑，接著將黏著面朝下置於SAP層上以獲得一具有以下層序之吸收芯材：不織布黏著劑SAP黏著劑不織布
之後使用一手壓滾筒(hand roller)將該等層壓在一起。在測量前，將該吸收芯材儲存1小時以使黏著劑乾燥。
為測定該吸收芯材的吸收特性，待測試的芯材係經稱重並置於一篩目尺寸為9×9毫米(線寬1.5毫米)且外部尺寸為12×12公分的線篩網(wire mesh)上，並使用4支位於該線篩網的角落約1.2公分高的金屬腳將線篩網置於一培養皿中。使用一測試盤(test plate)(10×10公分)使該吸收芯材載重200克。此測試盤中間裝備有一20公分高且內直徑為20毫米之添加管。當吸收芯材在測試盤的壓迫下，此添加管可用來傳遞測試流體通過該測試盤至該吸收芯材上。
將以酸性品紅(acid fuchsine)輕度染色之0.9%氯化鈉溶液一次25克並連續四次導入該添加管中(各添加之間的延遲時間：15分鐘)。在第一次添加前稱重該吸收芯材(w1)。在各情況中測試溶 液係經由添加管加入。當液體(4×25克=100克)完全吸收，再稱重該吸收芯材(w2)。滲漏量(leakage amount)(1)可自所加入液體量(w0)與該吸收芯材吸收前後重量差的差計算而得(l=w0-(w2-w1))。
得到以下測量：
1‧‧‧天平
2‧‧‧天平
3‧‧‧高度測量儀器
4‧‧‧液體儲存器
5‧‧‧測試裝置
6‧‧‧測量罐
7‧‧‧柱塞
8‧‧‧蓋
9‧‧‧液體進料
10‧‧‧壓重物
11‧‧‧液體泵
12‧‧‧電腦系統
13‧‧‧收集容器
14‧‧‧收集容器
15‧‧‧支撐臺
16‧‧‧管
第1圖為用於決定APC值之測量罐6與其特定尺寸(以毫米表示)。
第2圖為用於決定APC值之柱塞7與其特定尺寸(以毫米表示)，係插入第1圖所示之測量罐6中。
第3圖為蓋8，其由PVC製成，用於測量罐6。
第4圖為置於柱塞7上的壓重物10。壓重物10的高度與寬度係依所使用材料的重量而定。柱塞7與壓重物10的荷重總和為594克±5克(對應於21克/平方公分±0.2克/平方公分之荷重)。壓重物的寬度應不超過70毫米。
第5圖為用於決定APC值之實驗性配置。
6‧‧‧測量罐

Claims (17)

  1. 一種微粒吸收聚合物(particulate absorbent polymer)材料，其具有以下性質之至少一者：i)對於至少一選自整數2至12之數字i，最大APCi×10 sec值(=APCmax值)係1.6；ii)對於選自整數2至12之所有數字i，所有APCi×10 sec值的總和(=APCsum)係12；其中該APCi×10 sec值之定義如下：APCi×10 sec=QIi×10 sec值2×PIi×10 sec值其中- 該QIi×10 sec值係以此處所述之測試方法於加入0.9重量%之氯化鈉溶液後i×10秒所測得之膨脹指數的值，以及- 該PIi×10 sec值係以此處所述之測試方法於加入0.9重量%之氯化鈉溶液後i×10秒所測得之滲透性指數的值。
  2. 如請求項1之微粒吸收聚合物材料，其中該微粒吸收聚合物材料具有以下性質：i)對於至少一選自整數2至12之數字i，最大APCi×10 sec值係1.6。
  3. 如請求項2之微粒吸收聚合物材料，其中該微粒吸收聚合物材料具有以下性質：i)對於至少一選自整數2至12之數字i，最大APCi×10 sec值係2.0。
  4. 如請求項3之微粒吸收聚合物材料，其中該微粒吸收聚合物材料具有以下性質：i)對於至少一選自整數2至12之數字i，最大APCi×10 sec值係2.4。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之微粒吸收聚合物材料，其中該微粒吸收聚合物材料具有以下性質：ii)對於選自整數2至12之所有數字i，所有APCi×10 sec值的總和係12。
  6. 如請求項5之微粒吸收聚合物材料，其中該微粒吸收聚合物材料具有以下性質：ii)對於選自整數2至12之所有數字i，所有APCi×10 sec值的總和係18。
  7. 如請求項6之微粒吸收聚合物材料，其中該微粒吸收聚合物材料具有以下性質：ii)對於選自整數2至12之所有數字i，所有APCi×10 sec值的總和係24。
  8. 一種吸收芯材(core)，包含一上基材層、一下基材層以及一設置於該上與下基材層間的吸收層，其中該吸收層包括一如請求項1至7中任一項所述之微粒吸收聚合物材料以及含量為每克該微粒吸收聚合物材料小於0.1克的纖維素纖維(cellulose fibres)。
  9. 如請求項8之吸收芯材，其中該吸收芯材係實質上不含纖維素纖維。
  10. 如請求項8或9之吸收芯材，其中該吸收芯材包含一熱塑性材料及多個包含該微粒吸收聚合物材料的隔間(compartments)。
  11. 如請求項10之吸收芯材，其中該吸收芯材包含多層熱塑性材料及多個包含該微粒吸收聚合物材料的隔間，其中該隔間係各自由該上或下基材層以及該熱塑性材料之一層所圍成。
  12. 如請求項11之吸收芯材，其中該吸收芯材包含一第一子層(sub-layer)及一鄰接該第一子層的第二子層，其中- 該第一子層包含該上基材層以及由該上基材層與熱塑性材料的第一層所圍成之包含該微粒吸收聚合物材料的隔間，且- 該第二子層包含該下基材層以及由該下基材層與熱塑性材料的第二層所圍成之包含該微粒吸收聚合物材料的隔間。其中該熱塑性材料的第一層係鄰接該熱塑性材料的第二層。
  13. 如請求項8或9之吸收芯材，其中該熱塑性材料的層可由熔化一纖維熱塑性材料而得到。
  14. 一種衛生用品(hygiene article)，包含如請求項8至13中任一項所述之吸收芯材。
  15. 如請求項14之衛生用品，其中該衛生用品係一尿布 (diaper)。
  16. 一種製造吸收芯材之方法，該吸收芯材包含一上基材層、一下基材層以及一設置於該上與下基材層間的吸收層，其中該吸收層包含一微粒吸收聚合物材料以及含量為每克該微粒吸收聚合物材料小於0.1克的纖維素纖維，該方法包含以下步驟：A)提供一如請求項1至7中任一項之微粒吸收聚合物材料；B)將該微粒吸收聚合物材料併入一吸收芯材中。
  17. 一種吸收芯材，其係由如請求項16所述之方法所製得。
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