TWI431054B - 具有觸發組合物的高吸收性聚合物組合物 - Google Patents

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Description

具有觸發組合物的高吸收性聚合物組合物
本發明係關於會吸水、水性液體和血液的高吸收性性聚合物組合物。
高吸收性材料一般而言意指一種遇水膨脹、非水溶性的材料，其在水中含有0.9重量%氯化鈉溶液之水溶液中，具有至少可吸收約其重量之10倍，且至多約其重量之25倍或更多之容量。
高吸收性聚合物為一種經由交聯且經部份中和的聚合物，其根據一般高吸收性材料之定義，可吸收大量的水性液體和體液，例如尿液或血液，並伴隨著膨脹而形成水膠，同時，可在某種壓力下留住所吸收的液體。高吸收性聚合物組合物可包括針對該高吸收性聚合物進行後處理，例如表面交聯、表面處理以及其他處理。高吸收性聚合物顆粒為高吸收性聚合物或高吸收性聚合物組合物之顆粒。在本文中，可使用縮寫字SAP代替高吸收性聚合物、高吸收性聚合物組合物及顆粒。針對高吸收性聚合物及其用途和製造的廣泛性概論可見於由F. L. Buchholz和A. T. Graham(編輯者)所編之“最新高吸收性聚合物科技(Modern Superabsorbent Polymer Technology)”(Wiley-VCH，New York，1998)。
商品化高吸收性聚合物組合物包括經交聯的聚丙烯酸或經交聯的澱粉-丙烯酸接枝聚合物，其中某些羧基係以氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液進行中和。
高吸收性聚合物組合物的主要用途為用於衛生用品的吸收性組合物，例如作為嬰兒尿布、大小便失禁產物或衛生紙巾。為了合身、舒適並符合美學，且考量環保層面，衛生用的製作有越來越小且越薄的趨勢。此部份可藉由在這些用品中減少大體積絨毛纖維的含量而達成。為了確保衛生用品中體液的總滯留容量能維持定量，可在這些衛生用品中使用更多量的高吸收性聚合物。
吸收性複合物中的流體分佈一般係與可供分佈的自由態液體的數量、吸收性複合物的結構及材料以及時間因素而定。然而，目前可用於吸收性物件的吸收性複合物一般可具有不足、或小於所欲的流體分佈性質。不良的流體分佈減少吸收性複合物的完全使用性效率，因為並非所有高吸收性聚合物組合物吸收液體。
一種發明領域中用於改良吸收性複合物中流體分佈的習知的潛在解決方案是使用具有緩慢吸收性速率的高吸收性聚合物組合物。使用緩慢吸收性高吸收性聚合物組合物的理論是應該會有減少或延遲膠阻斷且從而將會提供更多自由態液體及時間供液體遠離分佈侵入目標區域。然而，雖然分佈可使用緩慢高吸收性而增強，吸收性複合物典型不會提供必要的保護。
如同在使用緩慢吸收性高吸收性聚合物組合物所可觀察到者，鎖住及分佈的功能係相衝突者。問題之一係將液體鎖住至高吸收性聚合物組合物且藉由SAP膨潤打開複合物結構所需要的時間相當長。也就是此自由態液體，其係難以進入吸收性產物核心之流體侵入期間位於目標區域者，且咸信為在使用時為來自於吸收性產物的滲漏負責。為了減少滲漏，高吸收性聚合物組合物必須以類似液體輸送的速率鎖住液體，以致於吸收性產物具有充足的流體處理官能基。然而，如果高吸收性聚合物組合物吸收液體，則液體的分佈被減少，此係因為在流體侵入之後沒有自由態液體被分佈。使用具有快速鎖住液體然後逐漸釋出此液體以致於其可被分佈的高吸收性聚合物組合物，將會造成所欲的滲漏及分佈行為。
需要可增進流體分佈性質而同時維持其他吸收性質的高吸收性聚合物組合物，從而使高吸收性聚合物組合物的吸收容量最大化。
本發明係關於一種吸收性組合物，其使用多官能性材料以增進流體的分佈。目前商用高吸收性聚合物組合物的功能係膨潤及吸收流體。本發明係關於會膨潤及吸收流體的吸收性組合物的用途，其亦可消除膨潤以及釋出流體遠離已膨潤的高吸收性聚合物組合物，且其亦可再膨潤且自額外的流體侵入而吸收流體。
本發明的吸收性組合物包括高吸收性聚合物組合物以及觸發組合物。本發明的觸發組合物包括水溶性化學品，其會觸發高吸收性聚合物以消除膨潤或再膨潤。
本發明高吸收性聚合物組合物在吸收流體期間會膨潤，且在一具體實例中，會被觸發組合物觸發而消除膨潤及釋出流體。被觸發消除膨潤所釋出的自由態液體然後可自由地被分佈遠離已膨潤的高吸收性聚合物組合物，在此產生起始侵入。在一具體實例中，經消除膨潤的高吸收性聚合物組合物可被第二觸發組合物觸發而再膨潤且吸收流體。該膨潤-消除膨潤-再膨潤循環讓侵入的液體被鎖住，釋出，分佈於整個吸收性複合物中，然後能夠在後續液體侵入再膨潤，完全使用完全吸收性複合的吸收性容量以及減少滲漏。
在本發明另一具體實例中，高吸收性聚合物組合物可被觸發而消除膨潤且藉由觸發化學品的溶解度的變化而再膨潤。在本發明一具體實例中，吸收性組合物可包括具有陰離子官能基的高吸收性聚合物組合物，第一觸發組合物，其包括包含具有二或更大離子化價數的陽離子X的第一水溶性化學品，以及第二觸發組合物，其包括包含陰離子Y的第二水溶性化學品，其中第一水溶性化學品的陽離子X能夠與第二水溶性化學品的陰離子Y錯合而形成溶解度積常數Ksp<10-5 的鹽。
本發明另外係關於一種觸發組合物，其具有經選擇的釋出分佈以供自觸發組合物釋出活性劑，以及一種用於製備此類觸發組合物的方法。不同的吸收性應用，及/或觸發組合物可能需要不同類型的釋出分佈，例如單一釋出分佈(singular release profile)或S型釋出分佈(sigmoidal release profile)。在一具體實例中，觸發組合物的釋出分佈可藉由選擇合適的被施用於水溶性化學品表面的塗料聚合物而受到控制。在另一具體實例中，釋出分佈亦可藉由調整用於施用塗料聚合物的塗覆方法而受到控制。
本發明進一步關於一種證實膨潤-消除膨潤-再膨潤行為吸收組合物，以及一種控制膨潤-消除膨潤-再膨潤循環時間的方法。本發明一具體實例係為一種吸收組合物，其包括高吸收性聚合物組合物、具有用於釋出第一水溶性固體化學品的經選擇釋出分佈的第一觸發組合物以及具有用於自第二觸發組合物釋出第二水溶性固體化學品的釋出分佈的第二觸發組合物，其中於曝露於含水液體之後以及在第一水溶性化學品為100%釋出之前，第一水溶性化學品比第二水溶性化學品具有較高的累積釋出。用於吸收/釋出流體的時機可藉由選擇用於第一及第二觸發組合物的合適釋出分佈、及/或藉由調整第一及第二觸發組合物的釋出速率、及/或藉由改變高吸收性聚合物組合物的吸收速率、及/或改變高吸收性聚合物組合物、第一觸發組合物及第二觸發組合物的混合比例而受到控制。縮寫1st TC及2nd TC可用於本文中分別取代第一觸發組合物及第二觸發組合物。
本發明另一具體實例係關於一種高吸收性聚合物組合物，其具有在膨潤-消除膨潤-再膨潤循環中經改良的吸收容量效率及質量效率(mass efficiency)。吸收容量效率的改良一般係指相較於包括商用高吸收性聚合物組合物的吸收性組合物，具有增加吸收性組合物的膨潤或再膨潤的容量。質量效率的改良係指使用較少百分比的關於高吸收性聚合物的消除膨潤觸發組合物，同時達成相同數量的消除膨潤液體。質量效率的改良亦指使用較少百分比的關於高吸收性聚合物的再膨潤觸發組合物，同時達成相同數量的再膨潤容量。容量效率的改良可藉由調整高吸收性聚合物組合物的中和度及交聯度，及/或改變高吸收性聚合物組合物的吸收速率，及/或改變高吸收性聚合物組合物、第一觸發組合物及第二觸發組合物的混合比例而完成。質量效率的改良亦可以相同方式予以完成。
本發明之許多其他具體實例、特徵和優點可由以下說明而顯現。在說明中，引用了本發明之示範性具體實例。這些具體實例並不代表本發明之全部範疇。因此，應參照本文中之申請專利範圍以說明本發明之全部範疇。為了簡潔與簡明之目的，本說明書中提及之任何數值範圍應涵蓋在此範圍內的所有數值，且應被理解為可支持陳述了任何次範圍的申請專利範圍，而這些次範圍係具有介於前述具體說明中之範圍內的實數值端點。經由假定的說明性實例，在此說明書的一個揭露文案中，由1至5的範圍應被視為可支持申請專利範圍至任何以下之範圍：1-5；1-4；1-3；1-2；2-5；2-4；2-3；3-5；3-4；以及4-5。
本發明的前述及其他特徵、內容及優點在以下敘述、所附申請專利範圍及伴随圖式將更容易理解。
名詞定義
應瞭解，當使用本揭露文案時，術語“包括”及其他由字根“包括”所衍生的術語意指詳盡說明任何存在之所陳述的特徵、元素、整數、步驟或成份之端點開放性式術語，而非意欲排除一或多種其他特徵、元素、整數、步驟、成份或其群組之存在性或添加性。
術語“吸收性物件”一般係指可吸收或容納液體之裝置。舉例而言，個人照護吸收性物件意指放置在皮膚上或貼近皮膚之裝置，用以吸收或容納由身體排出的各種液體。
本文中所用的術語”吸收性複合物”係指高吸收性聚合物組合物或高吸收性組合物與其他成份例如，但不限於纖維、發泡體、不織物、膜或其他載體材料的混合物。
術語”吸收性組合物”係指高吸收性聚合物組合物以及至少一觸發組合物的組合。
本文中所用的術語”塗層”意指任何物質散佈至表面的一層。本文中所用的術語”錯合”係用於敘述藉由配位基(例如陰離子)及金屬離子的組合而形成分子。
應用在關於高吸收性聚合物方面的術語“經交聯的”係指可有效地使一般水溶性材料轉變成在實質上為非水溶性但可膨脹的材料之任何方法。此類交聯方法可包括，舉例而言，物理纏結、結晶型區、共價鍵、離子性複合和締合、親水性締合，例如氫鍵、疏水性締合、或凡得瓦力。
本文中所用的術語”釋放”意指自高吸收性聚合物組成物釋出流體。
本文中所用的術語“消除膨潤”係指當流體被高吸收性聚合物組合物釋出時，高吸收性聚合物組合物減少的尺寸。
在本文中所使用的術語“可拋棄的”係說明在單次使用後不再進行清洗或另外回收或再次作為吸收性物件使用之吸收性物件。此類拋棄式吸收性物件之實例包括，但不限定於，個人照護用吸收性物件、健康/醫療用吸收性物件以及家用/工業用吸收性物件。
術語“乾燥高吸收性聚合物組成物”一般係指水汽含量低於約10%之高吸收性聚合物組成物。
在本文中所使用的術語“多價離子”意指藉由失去或獲得多重電子而形成的電荷原子或原子基團，其係為失去一或多個電子所造成的陽離子(正離子)，或者為獲得一或多個電子所造成的陰離子(負離子)。
當術語“顆粒”、“微粒”及類似物與術語“高吸收性聚合物”一同使用時，係指具有離散部份之形式。該部份可包括薄片、纖維、黏聚物、顆粒、粉末、球體、粉狀材料或類似物，以及其組合物。顆粒可具有任何所需的形狀：舉例而言，立方體、棒狀、多面體、球體或半球體、圓形或半圓形、角形、不規則形等等。具有高縱橫比的形狀，例如針狀、薄片狀和纖維狀亦預期可包含在本文中。術語“顆粒”或“微粒”亦可包括黏聚物，該黏聚物包含多於一種單獨的顆粒、微粒或類似物。此外，顆粒、微粒或任何其所需的黏聚物可能由超過一種形式之材料構成。
術語“聚合物”包括，但不限定於均聚物、共聚物，舉例而言，嵌段、接枝、隨機和交替共聚物、三元共聚物等、以及摻合物及其變體。再者，除非另外有明確的限定，術語“聚合物”應包括該材料之所有可能的組態異構物。這些組態包括，但不限定於整規性、間規性和非規性對稱。
本文中所使用的術語“聚烯烴”包括，但不限定於以下材料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚苯乙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物及類似物，其均聚物、共聚物、三元共聚物等，以及其摻合物和變體。術語“聚烯烴”應包括其所有可能的結構，包括，但不限定於整規性、間規性和隨機對稱。共聚物包括非規性和嵌段共聚物。
本文中所使用的術語“釋出分佈(release profile)”係指以時間的涵數自觸發組合物釋出至溶液的活性劑的量或數量、以時間的涵數表示存在於觸發組合物中的活性劑總數量的百分比，且可以圖示簡述試劑釋出至特殊物質的溶液中加以顯示。
本文中所用的術語“再膨潤”係指當在消除膨潤之後流體被高吸收性聚合物組合物吸收時，發生高吸收性聚合物組合物生長的尺寸。
“單一釋出分佈”術語係指由往下凹陷的曲線所代表的釋出分佈。起始釋出率快但逐漸變緩慢。
“S型釋出分佈”術語係指由往上凹陷然後往下凹陷的曲線所代表的釋出分佈。其特徵大致上為起始停滯相、陡中間釋出相以及緩慢最終釋出相。
“溶解度積常數”術語係指簡化的平衡常數(Ksp)，其係由溶液中的固體及其個別離子之間的平衡所定義者。其數值顯示化合物解離於水中的程度。溶解度積常數愈高，化合物溶解愈多。鹽的Ksp表示方式係為離子濃度的乘積，其每一個濃度經提升至等於溶解度平衡的均衡等式中的離子的係數的乘冪。
術語“高吸收性材料”係指遇水膨脹、非水溶性之有機或無機材料，其包括能夠在最佳條件下可於含有0.9重量%氯化鈉之水溶液中吸收至少約其重量之10倍，或至少約其重量之15倍，或至少約其重量之25倍的高吸收性聚合物和高吸收性聚合物組成物。
術語“高吸收性聚合物組成物”係指一種高吸收性聚合物，其包括一種根據本發明之表面添加劑。
術語“高吸收性聚合物”與“高吸收性聚合物預聚物”係指一種在本文中提出且藉由執行製造高吸收性聚合物之所有步驟，乃至於使該材料乾燥並在壓碎機中進行粗磨而獲得之材料。
本術語“表面交聯”意指一般而言，在高吸收性聚合物顆粒表面鄰近處之官能基交聯程度大於在該高吸收性聚合物顆粒內部之官能基交聯程度。本文中所使用的術語“表面”意指顆粒上面向外部的邊界。對於多孔性高吸收性聚合物顆粒而言，暴露出的內部表面亦包括在表面的定義中。
文中所用的術語“膨潤”係指當流體被高吸收性聚合物組合物吸收時，高吸收性聚合物組合物生長的尺寸。
術語“熱塑性”說明一種當材料暴露在熱能下時會產生軟化的現象，且當冷卻至室溫時，其在實質上會回復非軟化狀態。
本文中所用的術語“觸發組合物”係指的是包括當經釋出會造成高吸收性聚合物組合物如所需求消除膨潤或再膨潤的化學品的材料。
當在本文中使用術語“%以重量計”或“%重量”且其係關於高吸收性聚合物組成物之成分時，除非在本文中另有申明，否則其係解釋為根據乾燥的高吸收性聚合物組成物之重量。
這些術語在本說明書之其餘部份可能會以另外的術語定義之。
本發明吸收性組合物具有會快速地吸收龐大數量的尿液或其他體液的性質且可被用於許多產品例如衛生毛巾、嬰兒尿片或傷口敷料。因為本發明吸收性組合物具有快速鎖住液體以及然後逐漸釋出此液體的容量，以致於此液體可遍佈於吸收性複合物，當與傳統現有吸收性產物比較時，該組合物可造成吸收性組合物較高的使用性功效，以致於該組合物更希望被用於具有減少基礎重量的較薄物性，或者具有更合身窄胯部的高度成形吸收性組合物。此吸收性複合物亦適合作為尿布結構中不具軟毛的均質高吸收性層，造成較薄衛生物件的可能性。
本發明吸收性組合物亦可用於適合作為另外用途的吸收性物件。特別的是，本發明吸收性組合物亦可用於供水或含水液體的吸收性產物使用的吸收性複合物，希望用於吸收體液的結構，於經發泡及非發泡的片狀構造，於包裝材料，於供植物生長的構造，以作為土壤改良劑，或者作為活性化合物載劑。對此，可藉由與紙或絨毛或合成纖維混合，或藉由將該超吸收聚合物組成物顆粒分散在紙、絨毛、或不織布紡織品之基材間而將其加工成織物，或者藉由將其加工成載體物質。其進一步適合用於吸收組成物，例如傷口敷料、包裝材、農業吸收體、食物托盤和墊，以及類似物。
本發明一具體實例中，高吸收性聚合物組合物能夠膨潤及吸收流體，以及當施用觸發組合物時，可能再度發生消除膨潤及吸收流體。“膨潤”係指當流體被高吸收性聚合物組合物吸收時，高吸收性聚合物組合物成長的尺寸。對發生在高吸收性聚合物組合物的膨潤而言，流體必須被吸收；因此，所謂高吸收性聚合物組合物發生膨潤，亦意指高吸收性聚合物組合物吸收液體。“消除膨潤”係指當流體被高吸收性聚合物組合物吸收時，高吸收性聚合物組合物減少的尺寸。對發生在高吸收性聚合物組合物的消除膨潤而言，被吸收的流體必須被解吸收，或者自高吸收性聚合物組合物釋出；因此，所謂高吸收性聚合物組合物發生消除膨潤，亦意指高吸收性聚合物組合物釋出液體。“再膨潤”係指當在消除膨潤之後流體被高吸收性聚合物組合物吸收時，發生高吸收性聚合物組合物生長的尺寸。
本發明高吸收性聚合物組合物於施用觸發組合物時能夠消除膨潤以及解吸收流體。在本發明一具體實例中，在高吸收性聚合物組合物係飽和或實質上飽和之後，觸發組合物發生作用。該觸發組合物可造成高吸收性聚合物組合物消除膨潤以及釋出被吸收的流體。
高吸收性聚合物組合物以及觸發組合物可以自約1：0.01至約1：10，或自約1：0.1至約1：2的重量比例存在於吸收性組合物中。吸收性組合物可包括自約10至約90重量%的高吸收性聚合物組合物、自約5至約60重量%的第一觸發組合物以及自約5至約60重量%的第二觸發組合物。
如本文中所述的觸發組合物的尺寸可為，當被併入個人看護產物例如嬰兒尿布時，其無法被很快地自複合物產物往外移動。大體而言，觸發組合物的顆粒尺寸可自約5微米至約1000微米，或自約50微米至約1000微米，或自約100微米至約850微米或自約150微米至約850微米。
觸發組合物可藉由摻混、包覆、塗覆、使用結合劑材料的接附、印刷、積層、策略性摻混，及/或置於複合物的特定袋子、此等之組合或其他方式施用於吸收性複合物。觸發組合物可具有時間延遲效應以及僅有當此類效應被消除時才開始產生作用。
本發明一具體實例中，該觸發組合物中至少一者與該高吸收性聚合物組合物在空間上分離。
本發明高吸收性聚合物組合物在吸收流體期間會膨潤，以及在一具體實例中，可被觸發而消除膨潤以及藉由第一觸發組合物而釋出流體。經消除膨潤的高吸收性聚合物組合物亦可被觸發而再膨潤以及藉由第二觸發組合物吸收流體。膨潤-消除膨潤-再膨潤循環可重覆多次。
本發明另一具體實例中，高吸收性聚合物組合物可藉由觸發組合物化學品溶解度的變化而被觸發而消除膨潤以及再膨潤。本發明一具體實例中，吸收性組合物可包括具有陰離子官能基的高吸收性聚合物組合物；第一觸發組合物，其包括第一水溶性化學品，其包括具有二或更多離子價的陽離子X；以及第二觸發組合物，其包括包含陰離子Y的第二水溶性化學品，其中第一水溶性化學品的陽離子X能夠與第二水溶性化學品的陰離子Y錯合而形成具有溶解度積常數Ksp<10-5 的鹽。不欲受到限制，假設第一觸發組合物以及高吸收性聚合物之間的離子交換可造成凝膠網路中的離子性交聯而觸發高吸收性聚合物消除膨潤以及釋出被吸收的液體。第二觸發組合物以及消除膨潤的高吸收性聚合物之間的離子交換反應可除去至少一部分離子性交聯，以致於高吸收性聚合物可再膨潤以及吸收額外液體。
如本文中所敘述的第一水溶性化學品包括具有二或更多離子價的陽離子。第一化學品的特定實例包括，例如氯化鋁，硫酸鋁，氯化鋇，乙酸鈣，氯化鈣，甲酸鈣，乙酸鎂，氯化鎂，甲酸鎂，乙酸鋅，氯化鋅，甲酸鋅以及硫酸鋅。
如本文中所敘述的第二觸發組合物的水溶性化學品包括能夠與第一觸發組合物中的陽離子形成不溶性鹽的陰離子。該陰離子可選自F- ，HCO3- ，CO3 2- ，PO4 3- ，SO4 2- ，草酸鹽，檸檬酸，硫化物以聚磷酸陰離子。此化學品的特定實例包括，例如氟化鈉，碳酸氫鈉，碳酸鈉，檸檬酸鈉，草酸鈉，磷酸鈉，聚磷酸鈉，硫化鈉，硫酸鈉或三聚磷酸鈉。
如本文中所述的觸發組合物可進一步包括聚合塗料材料以供達成水溶性化學品的釋控。塗料材料的特定實例包括，例如聚(甲基)丙烯酸酯共聚物，聚丙烯酸酯共聚物，乙基纖維素，羧基甲基纖維素鈉，纖維素乙酸酯，聚乙二醇，馬來酸化聚丙烯(maleated polypropylene)，聚烯烴共聚物，或其組合。在某些較佳具體實例中，用於本發明塗料的聚合塗層包括丙烯酸及低季銨基含量的甲基丙烯酸的共聚合物。此類共聚合物係通常被指為銨基甲基丙烯酸酯共聚物且為Rohm Pharma AG以例如的商標販售。在某些較佳具體實例中，用於本發明塗料的聚合塗層包括乙基纖維素及/或纖維素乙酸酯。在其他具體實例中，用於本發明塗料的聚合塗層可包括馬來酸化聚丙烯。
在另一具體實例中，吸收性組合物可包括第一及第二觸發組合物，其分別具有經選定的釋出分佈以於曝露於含水流體之後而釋出水溶性化學品，其中在第一水溶性化學品為100%釋出之前，第一水溶性化學品具有高於第二水溶性化學品的累計釋出。自單一釋出分佈或S型釋出分佈中選擇釋出分佈。
在另一具體實例中，吸收性組合物可包括第一及第二觸發組合物，其個別具有的釋出分佈為其中在曝露於含水流體之後於小於約240分鐘之內自約50重量%至100重量%的水溶性固體化學品從第一或第二觸發組合物中釋出，其係藉後文中所述的試驗程序(Test Procedure)中的釋出分佈測定法加以測定。
在另一具體實例中，吸收性組合物可包括高吸收性聚合物組合物，其包含經部分中和的經交聯聚(丙烯酸)，其具有自約40至約60莫耳百分比的經中和的酸性官能基，以及每克高吸收劑(克/克)至少約15克的0.9%重量的氯化鈉溶液的離心保留容量，或至少約25克/克，或至少約30克/克，或自約25克/克，如本文中離心保留容量試驗中所述者。
在另一具體實例中，吸收性組合物可包括高吸收性聚合物組合物，其可包含自約0.05至約10.0重量%的發泡劑。發泡劑可被樹脂包覆，該樹脂可選自天然或合成樹脂，丙烯腈-丁二烯橡膠，黏性可固定的陶瓷材料，聚烯烴，聚乙二醇，烯烴共聚物，聚芳香族烯烴，苯乙烯化合物或經聚合的鹵-二烯烴類。在另一具體實例中，吸收性組合物可包括高吸收性聚合物組合物，其具有渦流時間(vortex time)為45秒或少於45秒，其係由後文中所述Vortex Test加以測定。頃發現本文中所述高吸收性聚合物的吸收速度的增加可改良膨潤-消除膨潤-再膨潤循環中膨潤以及再膨潤容量。
頃發現團塊效率及吸收容量效率可藉由減少中和度以及減少高吸收性聚合物內交聯而獲得改良。在另一具體實例中，高吸收性聚合物組合物可具有低於70%中和度的中和度。特別的是，吸收性組合物包含高吸收性聚合物組合物，其具有經部分中和的經交聯聚(丙烯酸)，其中自約40莫耳百分比至約60莫耳百分比的酸性官能基被中和，且具有pH小於約6.0，第一觸發組合物，其包括第一水溶性化學品，以及第二觸發組合物，其有pH約10或更小，其中吸收性組合物具有膨潤-消除膨潤-再膨潤行為以及所得到的經膨潤的高吸收性聚合物組合物具有高於原高吸收性聚合物組合物的pH。如本文中所述的高吸收性聚合物比觸發組合物更為敏感。在另一具體實例中，第一觸發組合物包括酸例如磺胺酸(亦為習知的醯胺磺酸，醯胺硫酸，胺基磺酸，以及胺基磺酸)或具有多價陽離子例如Ca2+ 的水溶性化學品，以及第二觸發組合物，其包括鹼或鹼性材料例如碳酸鈉。本發明的一項優點係為關於高吸收性聚合物較少百分比的第一及第二觸發組合物被用於達到相同數量的消除膨潤液體和再膨潤容量。除此之外，如本文中所敘述的吸收性組合物相較於包括商業化高吸收性聚合物的吸收性組合物顯示增加的膨潤及再膨潤容量。
在本發明另一具體實例中，高吸收性聚合物組合物以及第一及第二觸發組合物係為顆粒形式，且高吸收性聚合物組合物顆粒以及第一及第二觸發組合物顆粒具有的粒徑自約150微米至約850微米，其係經由美國標準20篩網之篩選以及在美國標準100篩網保持所測定者。
在本發明另一具體實例中，吸收性組合物包括高吸收性聚合物組合物，其包含發泡劑；包含第一水溶性固體化學品的第一觸發組合物，其中第一觸發組合物具有釋出分佈以自觸發組合物釋出水溶性固體化學品，其中釋出分佈係選自單一釋出分佈或S型釋出分佈；以及包含第二水溶性固體化學品的第二觸發組合物，其中第二觸發組合物具有S型釋出分佈以自觸發組合物釋出第二水溶性固體化學品，其中在曝露於含水流體之後及在約100%釋出之前，第一水溶性固體化學品相較於第二水溶性固體化學品具有較高的累積釋出。
在本發明另一具體實例中，吸收性組合物包括高吸收性聚合物組合物，其包含部分經中和的經交聯聚(丙烯酸)及具有第一吸收容量；第一觸發組合物；以及第二觸發組合物，其中高吸收性聚合物組合物以及第一及第二觸發組合物係為顆粒形式，且高吸收性聚合物組合物以及第一及第二觸發組合物顆粒的粒徑係自約150微米至小於約1000微米。
在本發明另一具體實例中，吸收性組合物包括高吸收性聚合物組合物；以及觸發組合物，其包括水溶性固體化學品，其中觸發組合物具有釋出分佈用於自觸發組合物釋出水溶性固體化學品，其中釋出分佈係自單一釋出分佈或S型釋出分佈中選擇，其中高吸收性聚合物組合物以及觸發組合物係為顆粒形式，以及高吸收性聚合物組合物顆粒以及觸發組合物顆粒具有的粒徑自大於約150微米至小於約1000微米。
本文中所述的水溶性固體化學品係選自磺胺酸，檸檬酸，甲酸鈣，氯化鈣，氫氧化鈣，氧化鈣，乙酸鈣，乙酸鎂，氯化鎂，甲酸鎂，氯化鋇，氯化鋁，硫酸鋁，鋁酸鈉，氯化鋅，乙酸鋅，甲酸鋅，硫酸鋅，氟化鈉，碳酸氫鈉，碳酸鈉，硫酸鈉，磷酸鈉，聚磷酸鈉，草酸鈉，硫化鈉或三聚磷酸鈉。
在本發明另一具體實例中，吸收性組合物包括高吸收性聚合物組合物；包含第一水溶性固體化學品的第一觸發組合物，其中第一觸發組合物可具有釋出分佈以自觸發組合物釋出水溶性固體化學品，其中釋出分佈係選自單一釋出分佈或S型釋出分佈；以及包含第二水溶性固體化學品的第二觸發組合物，其中第二觸發組合物具有釋出分佈以自觸發組合物釋出第二水溶性固體化學品，其中在曝露於含水流體之後及在約100%釋出之前，第一水溶性固體化學品相較於第二水溶性固體化學品具有較高的累積釋出。
本發明吸收性組合物的一項優點係可藉由調整此類參數如高吸收性聚合物組合物的吸收率，第一及第二觸發組合物的釋出率，以及高吸收性聚合物組合物與觸發組合的混合比例而控制膨潤-消除膨潤-再膨潤循環的時機。
本發明進一步係關於一種觸發組合物，其包括水溶性固體化學品；以及聚合塗料材料，其係以約0.1重量%至約50重量%的該水溶性固體化學品塗覆水溶性固體化學品，以及其中該觸發組合物具有單一釋出分佈或S型釋出分佈以自該觸發組合物釋出水溶性固體化學品，其係藉試驗程序(Test Procedure)中的釋出分佈測定法加以測定，以及其中該觸發組合物係為顆粒形式，以及具有小於約1000微米的粒徑。
在本發明另一具體實例中，觸發組合物包括的水溶性固體化學品係選自磺胺酸，檸檬酸，氯化鋁，硫酸鋁，氯化鋇，乙酸鈣，氯化鈣，甲酸鈣，乙酸鎂，氯化鎂，甲酸鎂，乙酸鋅，氯化鋅，甲酸鋅，硫酸鋅，氟化鈉，碳酸氫鈉，碳酸鈉，檸檬酸鈉，草酸鈉，磷酸鈉，聚磷酸鈉，硫化鈉，硫酸鈉，或三聚磷酸鈉，其中水溶性固體化學品係經聚合塗料所塗覆，該聚合塗料係選自聚(甲基)丙烯酸酯共聚物，聚丙烯酸酯共聚物，馬來酸化聚丙烯，乙基纖維素，羧基甲基纖維素鈉，纖維素乙酸酯，聚乙二醇，聚烯烴共聚物，或其組合；以及其中該觸發組合物具有單一釋出分佈或S型釋出分佈以自該觸發組合物釋出水溶性固體化學品，其係藉Test Procedure中的釋出分佈測定法加以測定，以及其中該觸發組合物係為顆粒形式，以及具有大於約150微米至小於約1000微米的粒徑。
本發明另一具體實例包括一種觸發組合物，其包括
a.　水溶性固體化學品；以及
b.　聚合塗料材料，其係以約0.1重量%至約50重量%的該水溶性固體化學品塗覆水溶性固體化學品；以及
其中該觸發組合物在曝露至觸發組合物的水溶液之後具有釋出分佈以自該觸發組合物釋出水溶性固體化學品，其中釋出分佈係選自單一釋出分佈或S型釋出分佈。
在本發明另一具體實例中，在起始侵入之後小於約240分鐘內，約50重量%至100重量%的水溶性固體化學品自觸發組合物釋出。
在本發明另一具體實例中，觸發組合物包括水溶性固體化學品，其係選自磺胺酸，甲酸鈣，氟化鈉，碳酸氫鈉，碳酸鈉，檸檬酸，氯化鈣，氫氧化鈣，氧化鈣，氯化鎂，甲酸鎂，氯化鋇，硫酸鋁，鋁酸鈉，硫酸鈉，磷酸鈉，聚磷酸鈉，草酸鈉，硫化鈉或三聚磷酸鈉；該水溶性固體化學品係經聚合塗料塗覆，聚合塗料係選自聚(甲基)丙烯酸酯共聚物，聚丙烯酸酯共聚物，馬來酸化聚丙烯，乙基纖維素，羧基甲基纖維素鈉，纖維素乙酸酯，聚乙二醇，聚烯烴共聚物，或其組合。在某些較佳具體實例中，用於本發明塗料的聚合塗層包括丙烯酸及低季銨基含量的甲基丙烯酸的共聚合物。此類共聚合物係通常被指為銨基甲基丙烯酸酯共聚物且為Rohm Pharma AG以例如的商標販售。在某些具體實例中，丙烯酸塗料係衍生自二種丙烯酸樹脂漆的混合物，其係以水性分散液形式供使用，其分別為Rohm Pharma以RL 30D及RS 30D的商標販售。RL 30D及RS 30D為丙烯酸及低季銨基含量的甲基丙烯酸的共聚合物，RL 30D及RS 30D中銨基對殘留中性(甲基)丙烯酯的比例為1：20及1：40。平均分子量約為150,000。
本發明各種具體實例包括觸發組合物，或其形式例如第一觸發組合物或第二觸發組合物，其包括水溶性固體化學品以及聚合塗料材料，其以約0.2重量%50重量%或介於此等二界限的量的該水溶性固體化學品塗覆水溶性固體化學品，其中在觸發組合物的水溶液侵入之後，觸發組合物可具有釋出分佈供自觸發組合物釋出水溶性固體化學品，其中釋出分佈係選自單一釋出分佈或S型釋出分佈。
本發明進一步關於觸發組合物，其具有經選擇的釋出分佈供自觸發組合物釋出活性劑，以及製備此觸發組合物的方法。在一具體實例中，觸發組合物的釋出分佈可藉由選擇合適的被施用於水溶性固體化學品表面的塗覆聚合物加以控制。在另一具體實例中，釋出分佈可藉由調整供施用塗覆聚合物的塗覆方法加以控制。
本發明的觸發組合物可藉由為經塗覆釋控組合物領域中具有通常知識者熟悉的各種方法加以製備。觸發組合物可藉由連續或非連續方式在實驗室或大規模產業方式加以製備。
第一種製備觸發組合物的方法的具體實例可包括以下步驟：
a.提供水溶性固體化學品顆粒；
b.將水溶性固體化學品置入容器中；
c.使水溶性固體化學品顆粒流體化；
d.將聚合塗料噴塗至該經流體化顆粒；以及
e.使經塗覆的顆粒乾燥，例如在約50℃乾燥約2天。
第二種製備觸發組合物的方法的具體實例可包括以下步驟：
a.　在攪拌器中攪拌水溶性固體化學品顆粒；
b.　將聚合塗料添加至該水溶性固體化學品顆粒；
c.　加熱該經塗覆顆粒，例如在約50℃乾燥約2天。
第三種製備觸發組合物的方法為流體床方法且可包括以下步驟：
a.　製備聚合塗料、滑石和檸檬酸三乙酯的塗覆溶液；
b.　使水溶性固體化學品顆粒流體化；
c.　將聚合塗料噴塗至該經流體化顆粒；以及
d.　使經塗覆的顆粒乾燥，例如在約50℃乾燥約2天。
觸發組合物的經穩定化產物可得自於使經塗覆基材置於烘箱中在高於經塑化的丙烯系聚合物的玻璃轉移溫度(Tg)的溫度下加熱達所需要的時間期間，對特殊調配物的最適溫度及時間值係由實驗測定。
本發明經硬化、塗覆的組合物當在室溫及環境濕度之下(例如長期(即時)測試)儲存延長期間以及當在加速儲存條件之下提供穩定溶解分佈。
一種如本發明之具體實例所說明之高吸收性聚合物係藉由使以該高吸收性聚合物之重量計，從約55%至約99.9%之含有可聚合不飽和酸基的單體進行起始聚合而獲得。一種適當的單體包括任何含有羧基，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、或2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、或其混合物的單體。較佳的情況為，有以重量計至少約50%，更佳地有以重量計至少約75%之酸基為羧基。
使酸基中和至至少約25莫耳%之程度，亦即，該酸基較佳為以鈉、鉀或銨鹽之形式存在。在某些情況下，中和程度可為至少約40莫耳%或至少約50莫耳%，或至少60莫耳%，或至少70莫耳%，或自約40莫耳%至約60莫耳%。在某些情況下，較佳可使用由丙烯酸或甲基丙烯酸所聚合而得之聚合物，其中該聚合物之羧基係在存有內部交聯劑之情況下被中和至從約50莫耳%至約80莫耳%之程度。
在某些情況下，可與乙烯系不飽和單體進行共聚反應的該適當單體可包括，但不限定於丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基烷酯、乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、二甲基氨基丙基丙烯醯胺、或丙烯醯胺丙基三甲基氯化銨。此類單體之含量範圍為以該經共聚單體之重量計，從0%至約40%。
本發明之高吸收性聚合物亦包括內部交聯劑。該內部交聯劑具有至少兩個乙烯系不飽和雙鍵，或一個乙烯系不飽和雙鍵和可與含有可聚合不飽和酸基之單體反應之官能基，或數個可與酸基反應之官能基可作為內部交聯成分，且其較佳係在使含有可聚合不飽和酸基之單體進行聚合之過程中存在。
內部交聯劑之實例包括，但不限定於脂肪性不飽和醯胺，例如亞甲基雙丙烯或雙甲基丙烯醯胺、或亞乙基雙丙烯醯胺；脂肪性聚醇酯或具有乙烯系不飽和酸之烷氧基化聚醇，例如丁二醇或乙二醇、聚乙二醇或三羥甲基丙烷之二(甲基)丙烯酸酯或三(甲基)丙烯酸酯；三羥甲基丙烷之二及三丙烯酸酯，其可能藉由約1至約30莫耳之環氧烷進行烷氧基化，較佳為乙氧基化；甘油和季戊四醇，以及經較佳約1至約30莫耳之環氧乙烷進行乙氧基化之甘油和季戊四醇之丙烯酸和甲基丙烯酸酯；烯丙基化合物，例如(甲基)丙烯酸烯丙酯、與較佳約1至約30莫耳之環氧乙烷反應之烷氧基化(甲基)丙烯酸烯丙酯、三聚氰酸三烯丙酯、三聚異氰酸三烯丙酯、順丁烯二酸二烯丙酯、聚烯丙酯、四烯丙氧基乙烷、三烯丙基胺、四烯丙基乙二胺、二醇、多元醇、羥基烯丙基或丙烯酸酯化合物以及磷酸或亞磷酸烯丙基酯；以及具有交聯容量的單體，例如不飽和醯胺，例如甲基丙烯醯胺或丙烯醯胺之N-羥甲基化合物，以及由其所衍生的醚。亦可使用離子性交聯劑，例如多價金屬鹽。亦可使用前述之交聯劑的混合物。以含有可聚合不飽和酸基之單體總量為基礎，內部交聯劑的含量以重量計從約0.001%至約5%，例如從約0.2%至約3%。
本發明另一具體實例中，可將約0.05重量%至約10重量%，或自約0.2重量%至約5重量%，自約0.2重量%至約5重量%的發泡劑(其係以總單體溶液重量為基準)加入單體溶液。發泡劑可在聚合反應起始之前、聚合反應起始同時或者在聚合反應起始後立即加入。如果在凝膠形成之後添加發泡劑之效果不彰，在膠化聚合物經切斷或乾燥之後添加發泡劑之效果亦不彰。藉由變化發泡劑的數量，發泡劑的釋出時間可經控制以提供最有利的最終凝膠的微細胞結構。
發泡劑可包括任何包含鹽或混合鹽的碳酸鹽或碳酸氫鹽，碳酸鈉，碳酸鉀，碳酸銨，碳酸鎂或碳酸(水解)鎂，碳酸鈣，碳酸鋇，碳酸氫以及此等的水合物，偶氮化合物或其他陽離子，以及天然生成的碳酸鹽，例如白雲石或其混合。發泡劑可包括多價陽離子例如Mg2+ ，Ca2+ ，Zn2+ 及類以者的碳酸鹽。雖然可以使用某些多價過渡金屬陽離子，其某些例如三價鐵陽離子可能造成色斑以及可能受到氧化-還原反應或在水中的水解平衡。此可能導致最終聚合產物品管的困難。再者，其他多價陽離子例如Ni2+ ，Ba2+ ，Cd2+ 以及Hg2+ 將無法被接受，因為其潛在的毒性或皮膚敏感效應之故。較佳的發泡劑係為碳酸鎂(MgCO3 )，其亦可由式(MgCO3 )4 Mg(OH)2 5H2 O代表。另一種較佳的發泡劑係為(NH4 )2 CO3 。發泡劑MgCO3 以及(NH4 )2 CO3 亦可以混合物被使用。
此類發泡劑可經樹脂包覆。當根據本發明被分散於被加熱或聚合的溶液中，此類發泡劑的包覆提供可控制的延遲釋出氣體例如二氧化碳。包覆方法包括以可被稀釋於溶劑溶液中的樹脂塗覆粒狀發泡劑。此可供使用的溶劑可為有機或無機溶劑，例如水，係依被施用的塗層的性質而定。第二塗層，一般被稱為密封塗層，可被施用於被包覆的發泡劑上。
用於包覆本發明高吸收性聚合物中的發泡劑的樹脂可包括，但不限定於，天然和合成樹脂，聚烯烴(例如，聚乙烯和聚丙烯)，烯烴共聚物(例如，乙烯和乙烯基乙酸乙酯的共聚物)，聚芳香烯烴，苯乙烯化合物，以及聚合鹵-二烯烴(例如，氯丁二烯橡膠，乙烯-丙烯共聚物，聚氯乙烯，聚乙烯醇，聚乙酸乙烯酯，聚丙烯酸衍生物，聚碳酸酯，聚酯，聚-α甲基苯乙烯和聚苯乙烯)，澱粉，明膠，以及纖維素。較佳的樹脂材料包括多元醇，例如聚乙二醇。
0至約95%重量的合適溶劑可被加入樹脂以形成溶液且經塗覆於發泡劑上。樹脂溶液可以為包覆化合物約10重量%至約80重量%的數量，或為包覆化合物約30重量%至約70重量%的數量被塗覆於發泡劑上，以及可以任何此技藝中常見的包覆方法(包括但不限定於滾塗或噴塗)進行施用。包覆樹脂的目的係延遲單體溶液中的發泡劑的氣體釋出直到稍後聚合方法的階段，容許控制及改良水凝膠的微細胞結構。
經含樹脂基材進行發泡劑的包覆可在室溫之下進行，但是以高溫較佳。含樹脂基材可為包覆化合物約30重量%至70重量%。
本發明高吸收性聚合物組合物亦可包括約50至約1000ppm的熱起始劑(以包含單體的可聚合不飽和酸基團為基礎)。熱起始劑可包括過硫酸鹽，例如過硫酸鈉，過硫酸鉀以及過硫酸銨；過氧化物，例如過氧化氫，苯甲醯基過氧化物，三級-丁基過氧化物，以及甲基乙基酮過氧化物；過氧酯，例如三級-丁基過氧三甲基乙酸酯，三級-戊基過氧基三甲基乙酸酯，三級-戊基過氧基-2-乙基己酸酯以及三級-丁基過氧基異丁酸酯；以及偶氮化合物，例如偶氮腈化合物，偶氮脒化合物，環狀偶氮脒化合物，偶氮醯胺化合物，烷基偶氮化合物，2,2’-偶氮雙(2-脒丙烷)二鹽酸鹽以及2,2’-偶氮雙(2-(2-咪唑-2-基)丙烷)二鹽酸鹽。
在某些情況下，可使用起始劑進行自由基聚合反應之起始。適當的起始劑包括，但不限定於偶氮或過氧化合物、氧化還原系統或UV起始劑、光感劑及/或輻射。
經聚合後，高吸收性聚合物變為經交聯的水凝膠，其可被製作成為高吸收性聚合物顆粒。然後，在聚合後可藉著添加表面交聯劑以及熱處理而進行該高吸收性聚合物顆粒之表面交聯。大體上，表面交聯為一種被認為可使相對於該高吸收性顆粒內部之交聯密度而言，位於該顆粒表面鄰近處之聚合物基質之交聯密度提高的方法。
在某些特定之情況下，較佳的表面交聯劑包括具有一或多個官能基之化學物，其中該官能基可與聚合物鏈上典型而言為酸基之懸垂基反應。該表面交聯劑之存在量，以乾燥高吸收性聚合物組合物為基礎，以該乾燥高吸收性聚合物組合物之重量計可從約0.001%至約5%，例如以重量計從約0.1%至約3%，例如以重量計從約0.1%至約1%。申請人已發現在添加表面交聯劑之後的熱處理步驟係所欲的。
表面交聯劑為可包含能夠與羧酸或羧基反應的官能基的化學化合物。表面交聯劑可包括二個官能基，例如可以使用一些醇類，胺類，醛類，以及碳酸基。具有多重不同官能的交聯劑分子亦可供使用，例如多元醇，聚胺，聚胺基醇，以及碳酸伸烷酯。可以使用乙二醇，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，聚丙二醇，環氧乙烷和環氧丙烷的嵌段共聚物，山梨醇脂肪酸酯，乙氧基化山梨醇脂肪酸酯，三羥甲基丙烷，乙氧基化三羥甲基丙烷，季戊四醇，乙氧基化季戊四醇，聚乙烯醇，山梨醇，碳酸伸乙酯以及碳酸伸丙酯。多元醇和碳酸乙烯酯可作為表面交聯劑。
表面交聯劑可為碳酸伸烷酯，接著進行加熱以達成表面交聯，此步驟可改善該高吸收聚合物顆粒的表面交聯密度和膠強度特性。更具體地，藉著使該聚合物顆粒與該碳酸伸烷酯表面交聯劑之水性醇類溶液混合而將表面交聯劑塗佈在該超吸收聚合物顆粒上。醇的含量係根據烷烯碳酸酯的溶解度而決定，且基於許多原因而必須使其維持在越低越好之情況。適當的醇類為甲醇、異丙醇、乙醇、丁醇或丁二醇、以及這些醇類的混合物。在某些情況下，較佳的溶劑為水，其典型而言之使用量以乾燥高吸收性聚合物之重量為基礎，為以重量計約0.3%至約5.0%。在其他情況下，該碳酸伸烷酯表面交聯劑係溶解在不含任何醇類之水中。在又其他情況下，該碳酸伸烷酯表面交聯劑可以粉末混合物形式使用，舉例而言，經由無機載體材料，例如二氧化矽(SiO2 )，或者藉由碳酸伸烷酯之昇華而成蒸氣狀態而使用。
為了達成所需之表面交聯性質，碳酸伸烷酯係均勻地分佈在顆粒性高吸收性聚合物上。為此目的，混合程序可在習知技術中已知適當的混合器中進行，例如流體化床混合器、槳式混合器、轉桶混合器、或雙螺旋混合器。亦可能在製造顆粒性高吸收性聚合物之一個程序步驟過程中進行該顆粒性高吸收性聚合物的塗佈。在特定情況下，針對此目的的一種適當的程序為反相懸浮聚合程序。
在塗佈處理之後的熱處理可如下述步驟進行。大體而言，熱處理係在由約100℃至約300℃之溫度下進行。當使用具有高反應性之環氧化物交聯劑時，較低的處理溫度是可能的。然而，當使用碳酸伸烷酯時，則適當的熱處理為在由約150℃至約250℃下進行。在此特定情況下，其處理溫度取決於駐留時間和碳酸伸烷酯的種類。舉例而言，在約150℃之溫度下，實行熱處理一小時或更長之時間。反之，在約250℃之溫度下，僅需要幾分鐘(舉例而言，由約0.5分鐘至約5分鐘)即足以達成所需的表面交聯性質。熱處理可在習知技術中的傳統乾燥器或烘箱中進行。
本發明高吸收性聚合物組合物可進一步包括在聚合物表面上的自約0至約5重量%的多價金屬鹽(以乾燥高吸收性聚合物組合物的重量為基準)。多價金屬鹽較佳為水溶性。金屬陽離子的實例包括鋁、鐵、鋯、鎂和鋅的陽離子。此金屬陽離子可具有至少+3的價數，例如鋁。多價金屬鹽中的陰離子實例包括鹵化物，氫氯酸鹽，硫酸鹽，乳酸鹽，硝酸鹽和乙酸鹽。此類多價金屬鹽的實例包括硫酸鋁以及乳酸鋁。硫酸鋁的形係為水合的硫酸鋁，較佳為具有自12至14個水合水的硫酸鋁。多價金屬鹽的混合物可供使用。
聚合物以及多價金屬鹽合適地由乾燥摻混或以溶液例如水溶液，使用為發明領域中具有通常知識者習知的方式進行混合。以乾燥摻混而言，使用結合劑的數量足以確保維持鹽和吸收性聚合物的實質上均勻的混合物。結合劑可為水或非揮發性有機化合物，其具有至少150℃的沸點。結合劑的實例包括水，多元醇例如丙二醇，甘油和聚(乙二醇)。
在某些情況下，本發明之高吸收性聚合物組合物包括以乾燥高吸收性聚合物之重量計，從多至約5%，從約0.001%至約5%，從約0.01%至約0.5%之聚合物塗料，該聚合物塗料為例如熱塑性塗料、或陽離子性塗料、或熱塑性塗料與陽離子性塗料之結合物。在某些特定情況下，聚合物塗料較佳係一種可為固態、乳化態、懸浮態、凝膠態或溶解態或其結合態的聚合物。適合用於本發明之聚合物塗料可包括，但不限定於具有熱塑熔融溫度的熱塑性塗料，其中該聚合物塗料係在經處理後之高吸收性聚合物顆粒之溫度約為其熱塑熔融溫度之情況下施用至該顆粒表面。
熱塑性聚合物之實例包括，但不限定於聚烯烴、聚乙烯、聚酯、聚醯胺、聚胺甲酸酯、苯乙烯聚丁二烯、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯甲基丙烯酸烷基酯共聚物(EMA)、聚丙烯(PP)、馬來酸化聚丙烯、乙烯乙酸乙烯共聚物(EVA)、聚酯、聚醯胺、且亦可有利地使用所有聚烯烴家族之摻合物，例如PP、EVA、EMA、EEA、EBA、HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE及/或VLDPE之摻合物。可在熱塑性聚合物中引入官能基以提供額外的效果，例如水溶性或分散性。
本發明之聚合物塗料亦可包括一種陽離子性聚合物。此處所使用之陽離子性聚合物係指一種聚合物或聚合物之混合物，其係包括一或多種在水溶液中進行離子化後能轉變為帶正電荷離子的官能基。對於陽離子聚合物而言，適當的官能基包括，但不限定於一級、二級或三級胺基、亞胺基(imino)、亞胺基(imido)、醯胺基、和四級銨基。合成性陽離子聚合物實例包括，但不限定於聚乙烯胺、聚烯丙基胺、聚乙烯亞胺、聚胺基丙醇乙烯基醚、聚丙烯醯胺基丙基三甲基氯化銨、聚二烯丙基二甲基氯化銨之鹽類或部份鹽類。聚乙烯胺包括，但不限定於由BASF公司(Mount Olive，New Jersey)所販售之9095。天然性陽離子聚合物之實例包括，但不限定於部份去乙醯化幾丁質、幾丁聚醣和幾丁聚醣鹽類。合成性聚胜肽，例如聚天門冬醯胺、聚離胺酸、聚麩醯胺、聚精胺酸亦為適當的陽離子聚合物。
本發明高吸收性聚合物組合物可進一步包括自約0至約5重量%或自0.05重量%至約2.0重量%的多價金屬鹽(以乾燥高吸收性聚合物組合物的重量為基準)。多價金屬鹽可被施用於高吸收性聚合物組合物的表面上。多價金屬鹽可為水溶性。金屬陽離子的實例包括鋁、鐵、鋯、鎂和鋅的陽離子。此金屬陽離子可具有至少+3的價數，又以Al3+ 為最佳。多價金屬鹽中的陰離子實例包括鹵化物，氫氯酸鹽，硫酸鹽，乳酸鹽，硝酸鹽和乙酸鹽，以氯化物，硫酸鹽，氫氯酸鹽以及乳酸鹽較佳，又以氫氯酸鹽及硫酸鹽較佳，以及以硫酸鹽最佳。硫酸鋁為最佳的多價金屬鹽且已商品化。此類多價金屬鹽可為硫酸鋁，例如水合硫酸鋁，例如具有12至14個水合水的硫酸鋁。多價金屬鹽可為乳酸鋁。可以使用多價金屬鹽的混合物。
根據本發明之高吸收性聚合物組合物可包括以乾燥高吸收性聚合物組合物為基礎，以重量計從約0.01%至約2%，或以重量計從約0.01%至約1%之非水溶性無機金屬化合物。非水溶性無機金屬化合物可施用於高吸收性聚合物組合物的表面。非水溶性無機金屬化合物包括，但不限定於一種選自鋁、鈦、鈣或鐵之陽離子，以及選自磷酸根、硼酸根或鉻酸根之陰離子。非水溶性無機金屬化合物之實例包括磷酸鋁和一種非水溶性金屬硼酸鹽。非水溶性硼酸鹽係選自硼酸鈦、硼酸鋁、硼酸鐵、硼酸鎂、硼酸錳或硼酸鈣。此處將使用化學式TiBO代表硼酸鈦及類似化合物，例如硼酸鈦(III)TiBO3 。此外，此化學式亦可代表當以過氧化氫處理硼酸鈦(III)TiBO3 後所得之硼酸鈦(IV)。該非水溶性無機金屬化合物可具有小於約2μm之質量中位粒徑，以及可具有小於約1μm之質量中位粒徑。
該非水溶性無機金屬化合物可以乾燥之物理形式施用於高吸收性聚合物顆粒之表面。對此，可使高吸收性聚合物顆粒與細分無機金屬化合物緊密地混合。一般在室溫附近將細分無機金屬化合物添加至高吸收性聚合物組合物顆粒中，並且攪拌至形成均勻混合物為止。為此目的，混合程序可在習知技術中已知的適當混合器中進行，例如流體化床混合器、槳式混合器、轉桶混合器、或雙螺旋混合器。高吸收性聚合物顆粒與細分非水溶性無機金屬化合物的混合可在任何表面交聯反應進行之前或之後進行，舉例而言，在使用表面交聯劑期間。
另可選擇地，可製備細分非水溶性無機金屬化合物的懸浮液並將其施用於顆粒性吸水聚合物上。可藉由，舉例而言，噴灑的方式施用該懸浮液。用於製備該懸浮液之有用分散媒介包括水、有機溶劑，例如醇類，舉例而言，甲醇、乙醇、異丙醇；酮類，舉例而言，丙酮、甲基乙基酮；或者前述之有機溶劑與水的混合物。其他有用的分散媒介包括分散助劑、介面活性劑、保護凝膠、黏度修試劑、以及其他輔助劑用以輔助懸浮液的製備。可在傳統的反應混合器或如前述之混合及乾燥系統中施用該懸浮液，其施用時之溫度範圍為由室溫至低於該分散媒介沸點之間，較佳為約在室溫下。適當的方法為藉由將細分非水溶性金屬鹽類分散在表面交聯劑之溶液中而將懸浮液的施用與表面交聯步驟合併。另可選擇地，該懸浮液亦可在表面交聯步驟進行之前或之後施用。漿液的施用可接在乾燥步驟之後進行。
在某些情況下，根據本發明之高吸收性聚合物組合物可包括以乾燥高吸收性聚合物組合物之重量計，從0%至約5%，或另可選擇地從約0.01%至約3%之矽石。矽石之實例包括燻矽石、沈澱性矽石、二氧化矽、矽酸和矽酸鹽。在某些特定情況下，較佳的為細微的非結晶性二氧化矽。此類產物包括可由Degussa公司(Parsippany，New Jersey)獲得的SIPERNAT 22S和AEROSIL 200。在某些情況下，無機粉末的粒徑可為1,000μm或更小，例如100μm或更小。
在某些情況下，高吸收性聚合物組合物亦可包括以乾燥高吸收性聚合物組合物之重量計由0%至約30%，例如以乾燥高吸收性聚合物組合物之重量計由約0.1%至約5%之水溶性聚合物，該水溶性聚合物為部份或完全水解的聚乙烯乙酯、聚乙烯吡咯烷酮、澱粉或澱粉衍生物、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、或聚丙烯酸。
在某些情況下，亦可視情況而使用額外的表面添加劑於高吸收性聚合物顆粒中，例如氣味吸收劑，例如環糊精、沸石、無機或有機鹽類、以及類似物；抗結塊添加劑、流動修飾劑、介面活性劑、黏度修飾劑及其類似物。此外，表面添加劑之使用可在表面修飾過程中展現出許多功能。舉例而言，單一添加劑可為界面活性劑、黏度修飾劑，且其可能會進行反應而使聚合物鏈產生交聯。
在某些情況下，可在熱處理步驟之後，以水處理本發明之高吸收性聚合物組合物，使得該高吸收性聚合物組合物具有以該高吸收性聚合物組合物之重量計高達約10%之水含量。水可與一或多種由前述添加至高吸收性聚合物之表面添加劑一同添加。
較佳的情況為，可藉由兩種方法製備根據本發明之高吸收性聚合物組合物。可經由大型工業方法連續式地或非連續地製備該組合物，且在後續程序中根據本發明的交聯作用亦可依照上述方式而實施。
根據一種方法，可使部份中和的單體，例如丙烯酸，在存有交聯劑和任何進一步成分的水性溶液中以自由基聚合方式轉化成凝膠，且使該凝膠藉由粉碎、乾燥、研磨以及篩分成所需的粒徑。針對本發明，高容量高吸收性聚合物組合物顆粒的大小係取決於製造程序，包括研磨和篩分。如熟習本項技術者所習知，高吸收性聚合物顆粒的粒徑分佈情況與常態分佈或鐘形曲線類似。亦習知，由於許多原因，粒徑分佈的常態分佈形式可能朝任一方向產生偏斜。
本發明之高吸收性聚合物組合物一般包含從約50至約1000微米，或從約150至約850微米之粒徑。本發明可包括有至少約40重量%之顆粒具有從約300微米至約600微米之粒徑，有至少約50重量%之顆粒具有從約300微米至約600微米之粒徑，有至少約60重量%之顆粒具有從約300微米至約600微米之粒徑，其係經由美國標準的30網目篩網篩出並留在美國標準的50網目篩網上之後所測得。此外，使用舉例而言可由W. S. Tyler公司(Mentor Ohio)獲得的機械式振動篩分機(型號為B)可測量出本發明之高吸收性聚合物顆粒的粒徑分佈，其可包括以重量計少於約30%之顆粒具有大於約600微米之粒徑，且以重量計少於約30%之顆粒具有小於約300微米之粒徑。
雖然顆粒可藉由高吸收性聚合物組合物之物理形式之實例而使用，本發明並不限定於此種形式，尚可應用其他如前述之形式，例如纖維、發泡體、薄膜、珠粒、棒狀及類似物。在某些情況下，當高吸收性聚合物為顆粒或細粒狀時，這些顆粒根據在高吸收性工業中所習知之篩分程序而言，其較佳之情況為具有由約150微米至約850微米之粒徑。
根據另一方法，亦可使用反相懸浮及乳化聚合法製備根據本發明的產物。根據這些程序，將水性且經部份中和的單體例如丙烯酸之溶液，藉由保護凝膠及/或乳化劑之協助而分散於疏水性有機溶劑中，而聚合作用則藉由自由基起始劑而起始。在聚合過程中，內部交聯劑可溶在該單體溶液中且與其一同計量而使用，或者個別且視情況而選擇地添加。視情況可選擇地，作為接枝基準之水溶性聚合物的添加可藉由單體溶液進行或直接引入至有機溶劑中。然後，水可經由共沸方式自混合物中移除，過濾而獲得聚合物，且視情況可選擇地使其乾燥。內部交聯作用可藉由溶於單體溶液的多官能基交聯劑進行聚合作用及/或在聚合步驟中藉由使適當的交聯劑與該聚合物上的官能基反應而實行。
本發明之高吸收性聚合物組合物可具有的渦流時間(如本文中所提到的試驗程序所測得)一為約45秒或更短，或渦流時間為自約45秒至約5秒，或自約40秒至約10秒，或自約35秒至約15秒。除此之外，本發明之高吸收性聚合物組合物具有的離心滯留容量(CRC)(由CRC試驗所測得)為約15克/克至約60克/克，或約20克/克或更大，或自約20克/克至約60克/克，或自約25克/克至約60克/克。
這些方法所得的為超吸收預聚物。此處所使用的超吸收預聚物係藉由重複所有製作超吸收體之步驟，乃至於材料之乾燥、在壓碎機中研磨以及將粒徑大於約850微米和小於約150微米之顆粒移除而產生。
試驗程序
除非另外陳明者，用於所有以下所述的試驗方法的試驗流體為0.9重量%的氯化鈉水溶液，如可自Ricca Chemical Company(Arlington,Tex)取得者，除非另外陳明者，所有試驗皆在約70℉及介於10和60%相對濕度之下進行。
離心滯留容量測試
離心滯留容量(CRC)測試係測量高吸收性聚合物在經浸潤且於控制條件下經離心後將液體保留於其內的容量。最後所得之滯留容量以每克重之樣品所保留的液體克數(g/g)表示。欲測試的樣品係製備自經美國標準的30網目篩網預先篩出並留在美國標準的50網目篩網上的顆粒。因此，高吸收性聚合物樣品係包含粒徑介於約300至約600微米之顆粒。該顆粒可藉由人工或自動方式進行預先篩選。
滯留容量係藉由將約0.2克之預先篩出的高吸收性聚合物樣品放置在可透水袋子中而進行測量，該袋子可容納樣品，但同時容許樣品自由地吸收測試溶液(0.9重量%氯化鈉之蒸餾水溶液)。使用可熱封茶包材料，例如由Dexter公司(在Windsor，Connecticut，USA有營業據點)獲得，型號為1234T的可熱封濾紙可適用於大部分的應用。該袋子係藉由將5英吋x3英吋的袋材樣品折成一半，然後將兩個開口邊緣熱封而形成2.5英吋x3英吋的長方形袋子。熱封處在材料邊緣往內算約0.25英吋。在將樣品置於該袋子中之後，袋子上所剩下的開口邊緣亦進行熱封。同時，也製作空的袋子作為對照組。針對每個欲進行測試的高吸收性聚合物組合物製備三個樣品。
將已封口的袋子浸入含有約23℃之測試溶液的秤盤中，並確實將該袋子壓下直到完全溼潤為止。在溼潤後，使樣品維持在溶液中約30分鐘，之後將其自溶液中移除並暫時放置在非吸收性平板表面上。
然後將溼潤的袋子置入容器中，其中使溼潤的袋子互相分開並將其放置在該容器的外圓周邊緣，其中該容器為適當的離心機，其可使樣品在約350的重力下進行離心。一種適當的離心機為CLAY ADAMS DYNAC II，型號為#0103，其具有水分收集容器、數位式轉速計以及適用於容納及排出平袋樣品之經機械加工製成的排水容器。當多個樣品進行離心時，將樣品放置在離心機中相對的位置上以使容器在旋轉時可保持平衡。使該袋子(包含溼潤和空的袋子)在約1,600rpm(舉例而言，達成約290g之目標重力值，其偏差為由約280至約300g之重力)下離心3分鐘。重力定義為在物體上施加一單位的慣性力而使該物體承受快速的加速度或重力，其在海平面上等於9.8米/平方秒。將該袋子移除並稱重，而空袋子(對照組)則首先稱重，接著再稱含有高吸收性聚合物組合物或高吸收性組合物樣品的袋子的重量。考慮袋子本身所保留的液體，則高吸收性聚合物樣品所保留的溶液即為該高吸收性聚合物的離心滯留容量(CRC)，表示為每克高吸收性聚合物所保留之液體克數。更特定地，滯留容量係由以下方程式決定：
測試三個樣品，並將其結果取平均以決定該高吸收性聚合物組合物的離心滯留容量(CRC)。測量CRC的偏差烈為+/-0.5且高吸收性聚合物組合物每一批的CRC會有偏異係習知者。
所需材料：
1.　pH計。
2.　pH電極(Brinkman,Unitrode,PN#20910674或等效物)。
3.　250毫升燒杯。
4.　轉速可達500rpm的攪拌台。
5.　攪拌棒(約3公分長)。
6.　0.9%鹽水w/w(氯化鈉水溶液，元件號7213.09-5，來自Ricca或其等效物)。
7.　秤重器(Weigh boat)
8.　天平(精確到0.0001克)。
9.　計時器(NIST，可追踪的)。
10.刻度量筒(A類別,100毫升容量)。
11.超純水。
程序：
1.　取得250毫升燒杯。
2.　於刻度量筒量取150毫升0.9%食鹽水，將食鹽水倒入250毫升燒杯。
3.　將攪拌棒置入燒杯中。
4.　置放稱重盤於天平上。
5.　在稱重盤上稱重1.0克±.001高吸收性物。
6.　將樣品倒入250毫升燒杯。
7.　為燒杯標記識別號。
8.　將燒杯置於為500rpm的攪拌平。
9.　啟動計時器-3分鐘。讓樣品攪拌3分鐘。
10.當3分鐘截止時，將pH電極浸入燒杯中。
11.持續溫和的攪拌樣品。
12.設定計時器6分鐘。
13.起始計時器及測定pH。
14.當時間截止(6分鐘)，記錄測定的數值。
15.自樣品移除pH電極以及徹底以超純水潤洗。
渦流時間
一般敘述：渦流試驗係測定2克高吸收性聚合物組合物封閉藉由在磁力攪拌平台上以每分鐘600轉攪拌50毫升食鹽水溶液所造成渦流所需要的時間(秒數)。封閉渦流所花的時間係為高吸收性聚合物組合物自由膨潤吸收率的指標。
設備及材料
1.　燒杯，100毫升。
2.　可程式磁力攪拌平台，其能夠提供每分鐘600轉(例如可自PMC Industries取得的Dataplate.RTM. Model#721)。
3.　磁力攪拌棒(無環)，7.9毫米X32毫米，覆蓋Teflon. TM(例如可自Baxter Diagnostics取得的商品名S/PRIM品牌，單一組裝圓形攪拌棒，具有可移動支承環)。
4.　碼表
5.　天平，精確至+/-.0.01克
6.　食鹽水溶液，0.87w/w百分比，可自Baxter Diagnostics取得的Blood Bank Saline(被視為相當於此處的0.9重量百分比食鹽水)。
7.　稱重紙。
8.　室溫，具標準條件大氣：溫度為23℃.+/-1℃.以及相對濕度為50%+/-0.2%。
試驗程序
1.　量取50克+/-0.01克食鹽水至100毫升燒杯中。
2.　將磁石攪拌棒置入燒杯中。
3.　將磁力攪拌平台調至每分鐘600轉。
4.　將燒杯置於磁力攪拌平台中央，以致於磁石攪拌棒被啟動。渦流的底部應該接近攪拌棒的頂端。
5.　稱取2克+/-0.01克的待試測的高吸收性聚合物組合物於稱重紙上。
註記：將所接收到的高吸收性聚合物組合物進行試驗(亦即其會如本文所述者進入吸收性複合物中)。未篩選特定粒徑，雖然已知粒徑對此試驗有影響。
6.　在食鹽水被攪拌的同時，很快地將待試驗的高吸收性聚合物組合物倒入食鹽水溶液且啟動碼表。待試驗的高吸收性聚合物組合物應該被加入食鹽水溶液介於渦流中心及燒杯側之間。
7.　當食鹽水溶液表面變平時停止碼表並記錄時間。
8.　以秒數記錄的時間被報導為渦流時間。
吸收性組合物的膨潤/消除膨潤/再膨潤試驗
膨潤/消除膨潤/再膨潤試驗係卻於測量吸收性組合物對時間的液體吸收容量。裝置的配置如圖13所顯示者。
此試驗的合適裝置如圖13所顯示者。此裝置的一端係為包含0.9%食鹽水溶液的流體儲存槽1。此裝置的另一端係為圓柱體8供容納吸收性組合物，以及小型塑膠箱4供輸送食鹽水至吸收性組合物。例如，Plexiglas圓柱體(圓柱體內徑為25毫米；高度為33毫米)底部具有篩網濾布(400篩目為36微米)可被用於此試驗中。箱4的頂端片上具有洞(約1毫米直徑)。將一片濾紙7置於圓柱體8及箱4之間以確保吸收性組合物與食鹽水溶液有良好接觸。將箱4置於電子天平6之上的支架5，天平被連接至電腦以記錄測量期間吸收性組合物重量的變化。箱4經由可撓性管3被連接至儲存槽1。
在測量之前，儲存槽1的高度被調整至適當水平，以致於儲存槽1內的液體表面與箱4的頂端表面有相同水平。
此試驗係藉由下列而開始：
1.添加試驗樣品進入圓柱體8且將塑膠活塞置於試驗樣品頂端；
2.將圓柱體置於4之上，以致於圓柱體的底部與液體接觸；以及
3.立即開始記錄試驗樣品重量的變化。
240分鐘之後停止試驗。吸收性組合物的吸收容量係以吸收液體除了吸收性組合物中的高吸收性聚合物的重量而計算。膨潤/消除膨潤/再膨潤曲線係以吸收容量對時間作圖而製成。
釋出分佈測量-經塗覆胺磺酸的釋出
胺磺酸的釋出係在室溫(23℃)之下將經塗覆胺磺酸浸入去離子水且使用ORION pH計(Model No. 290A)及pH電極(Model No. ORION 8-172BNWP)測量溶液的pH。
經塗覆胺磺酸(2.00克)被密封於茶袋中。1800克的去離子水被加入具有磁力攪拌棒(100毫米x70毫米)的玻璃燒杯。將燒杯置於磁力攪拌器，在200rpm攪拌溶液。將茶袋浸於水中。在表1所特定的時間取出少量液體(20克)。記錄實際除去溶液的重量。以pH計測量被除去溶液的pH。藉由以標準胺磺酸製得的校對曲線將來自電極的數據轉換成為釋出胺磺酸的濃度。釋出胺磺酸的百分比可以釋出胺磺酸及經塗覆樣品中的胺磺酸總重量為基礎而計算。
經塗覆甲酸鈣的釋出
除了釋出甲酸鈣濃度係使用Varian Inductively Coupled Plasma(Model No. Vista MPX Radical)加以測量，甲酸鈣的釋出係根據與”釋出分佈測定-經塗覆胺磺酸的釋出”相同的程序進行測量。
經塗覆碳酸鈉的釋出
除了經釋出碳酸鈉係藉由根據鈉離子釋出使用Accumet鈉選擇電極加以測量(可自Fisher Scientific,#13-620-503取得)，碳酸鈉的釋出係根據與”釋出分佈測定-經塗覆胺磺酸的釋出”相同的程序進行測量。
實例
本發明可在參考圖及以下實施例而有更好的理解。提供以下實例與這些實例的預聚物以說明本發明，而不限制申請專利範圍的範疇。除非另外申明，否則所有份數及百分率皆以重量計。
高吸收性聚合物組合物
預產物B
在裝設有攪拌器及冷卻盤管的聚乙烯容器中添加1167克之50% NaOH至2032克之蒸餾水中，並將其冷卻至20℃。然後將500克之冰狀丙烯酸添加至該苛性鹼溶液中，並將該溶液再次冷卻至20℃。將3.75克之聚乙二醇單烯丙基醚丙烯酸酯、3.75克之乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯454產物以及1000克之冰狀丙烯酸添加至第一溶液中，接著將其冷卻至4-6℃。使氮氣在單體溶液中起泡約10分鐘。從容器移除冷卻線盤管。在添加起始劑之前，立即將47克經塗覆的FMC等級50的碳酸鈉加入單體溶液作為發泡劑(經塗覆發泡劑係製備於將9克聚乙二醇8000溶液(於水中，16.5重量%)噴塗於300克碳酸鈉粉末，在供使用於聚合批次之前，經塗覆的粉末在室溫之下經鬆弛1小時)。對單體溶液加入50克1重量%之H2 O2 水溶液、150克之2重量%之過硫酸鈉水溶液以及45克之0.5重量%之異抗壞血酸鈉水溶液以起始聚合反應。停止攪拌器，使經起始的單體進行聚合反應20分鐘。將所得之水凝膠剁碎並以Hobart 4M6之工業用擠壓機將其壓出，接著在Procter ＆ Schwartz，型號為062之強制空氣烘箱中，於175℃下，使其在20英吋x40英吋之有穿孔的金屬盤上以10分鐘之向上氣流，以及6分鐘之向下氣流進行乾燥至最終產物之水汽含量小於5重量%。使經乾燥之材料在Prodeva型號為315-S之壓碎機中進行粗磨，在MPI 666-F之三階段輥磨機中研磨，並且以Minox MTS 600DS3V進行篩分以將大於850μm以及小於150μm之顆粒移除。此產物具有CRC為38克/克以及渦流32秒。
預產物C
在裝設有攪拌器及冷卻盤管的聚乙烯容器中添加1333克之50% NaOH至3988克之蒸餾水中，並將其冷卻至20℃。然後將800克之冰狀丙烯酸添加至該苛性鹼溶液中，並將該溶液再次冷卻至20℃。將3.6克之聚乙二醇單烯丙基醚丙烯酸酯、3.6克之乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯454產物以及1600克之冰狀丙烯酸添加至第一溶液中，接著將其冷卻至4至6℃。使氮氣在單體溶液中起泡約10分鐘。從容器移除冷卻線盤管。對單體溶液加入80克1重量%之H2 O2 水溶液、120克之2重量%之過硫酸鈉水溶液以及72克之0.5重量%之異抗壞血酸鈉水溶液以起始聚合反應。停止攪拌器，使經起始的單體進行聚合反應20分鐘。將所得之水凝膠剁碎並以Hobart 4M6之工業用擠壓機將其壓出，接著在Procter ＆ Schwartz，型號為062之強制空氣烘箱中，於175℃下，使其在20英吋x40英吋之有穿孔的金屬盤上以10分鐘之向上氣流，以及6分鐘之向下氣流進行乾燥至最終產物之水汽含量小於5重量%。使經乾燥之材料在Prodeva型號為315-S之壓碎機中進行粗磨，在MPI 666-F之三階段輥磨機中研磨，並且以Minox MTS 600DS3V進行篩分以將大於850μm以及小於150μm之顆粒移除。此產物具有CRC為36.2克/克以及渦流時間60秒。
預產物D
在裝設有攪拌器及冷卻盤管的聚乙烯容器中添加972克之50% NaOH至1976克之蒸餾水中，並將其冷卻至20℃。然後將583克之冰狀丙烯酸添加至該苛性鹼溶液中，並將該溶液再次冷卻至20℃。將2.625克之聚乙二醇單烯丙基醚丙烯酸酯、2.625克之乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯454產物以及1167克之冰狀丙烯酸添加至第一溶液中，接著將其冷卻至4-6℃。使氮氣在單體溶液中起泡約10分鐘。從容器移除冷卻線盤管。在添加起始劑之前，立即將51.8克經塗覆的FMC等級50的碳酸鈉加入單體溶液作為發泡劑(經塗覆發泡劑係製備於將9克聚乙二醇8000溶液(於水中，16.5重量%)噴塗於300克碳酸鈉粉末，在供使用於聚合批次之前，經塗覆的粉末在室溫之下經鬆弛1小時)。對單體溶液加入50克1重量%之H2 O2 水溶液、150克之2重量%之過硫酸鈉水溶液以及45克之0.5重量%之異抗壞血酸鈉水溶液以起始聚合反應。停止攪拌器，使經起始的單體進行聚合反應20分鐘。將所得之水凝膠剁碎並以Hobart 4M6之工業用擠壓機將其壓出，接著在Procter ＆ Schwartz，型號為062之強制空氣烘箱中，於175℃下，使其在20英吋x40英吋之有穿孔的金屬盤上以10分鐘之向上氣流，以及6分鐘之向下氣流進行乾燥至最終產物之水汽含量小於5重量%。使經乾燥之材料在Prodeva型號為315-S之壓碎機中進行粗磨，在MPI 666-F之三階段輥磨機中研磨，並且以Minox MTS 600DS3V進行篩分以將大於850μm以及小於150μm之顆粒移除。此產物具有CRC為34.1克/克以及渦流時間29秒。
預產物E
預產物E的製備係使用製備預產物C，除了50%NaOH、聚乙二醇單烯丙基醚丙烯酸酯以及乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的數量分別被改變成為1066克、2.4克和2.4克。此產物具有CRC為34.1克/克以及渦流時間70秒。
預產物F
預產物F的製備係使用製備預產物C，除了聚乙二醇單烯丙基醚丙烯酸酯以及乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的數量分別被改變成為1.75克和1.75克。此產物具有CRC為40.1克/克以及渦流時間26.3秒。
高吸收性聚合物組合物A(SAP-A)
高吸收性聚合物組合物A係為已販售高吸收性產物FavorSXM-9300，其係由Stockhausen公司(Greensboro,N.C.)所製備，其中和度自約65%至約75%。
高吸收性聚合物組合物B(SAP-B)
預產物B經塗覆0.5%的Sipernat22s、1重量%的碳酸乙烯酯和3重量%的水(使用25%水溶液)塗覆。然後經塗覆的預產物B在185℃的迴風烘箱中經加熱45分鐘。然後，表面經交聯的顆粒材料經1000ppm的聚乙二醇8000(平均分子量為8000的聚乙二醇)和5%水後處理。
高吸收性聚合物組合物C(SAP-C)
預產物C經塗覆0.5%的Sipernat22s、1重量%的碳酸伸乙酯和3重量%的水(使用25%水溶液)塗覆。然後經塗覆的預產物C在150℃的迴風烘箱中經加熱40分鐘。然後，表面經交聯的顆粒材料經500ppm的聚乙二醇8000(平均分子量為8000的聚乙二醇)和2%水後處理。
高吸收性聚合物組合物D(SAP-D)
預產物D經塗覆0.5%的Sipernat22s、1重量%的碳酸伸乙酯和3重量%的水(使用25%水溶液)塗覆。然後經塗覆的預產物D在165℃的迴風烘箱中經加熱40分鐘。然後，表面經交聯的顆粒材料經500ppm的聚乙二醇8000(平均分子量為8000的聚乙二醇)和2%水後處理。
高吸收性聚合物組合物E(SAP-E)
預產物E經塗覆0.5%的Sipernat22s、1重量%的碳酸伸乙酯和3重量%的水(使用25%水溶液)塗覆。然後經塗覆的預產物E在150℃的迴風烘箱中經加熱40分鐘。然後，表面經交聯的顆粒材料經500ppm的聚乙二醇8000(平均分子量為8000的聚乙二醇)和2%水後處理。
高吸收性聚合物組合物F(SAP-F)
預產物F經塗覆0.5%的Sipernat22s、1重量%的碳酸伸乙酯和3重量%的水(使用25%水溶液)塗覆。然後經塗覆的預產物F在155℃的迴風烘箱中經加熱40分鐘。然後，表面經交聯的顆粒材料經1000ppm的聚乙二醇8000(平均分子量為8000的聚乙二醇)和5%水後處理。
以上所述高吸收性聚合物組合物具有下表A中所示的性質。
觸發組合物的實施例
來自表AB的縮寫SAP-A，SAP-B，SAP-C，SAP-D，SAP-E，SAP-F，1st TC-A，1st TC-B，1st TC-C，1st TC-D，1st TC-E，1st TC-F，1st TC-G，2nd TC-A，2nd TC-B，2nd TC-C，TC-D，2nd TC-E，以及2nd TC-F可用於以下實施例中。
實施例1 經塗覆聚(甲基)丙烯酸酯的胺磺酸的製備(1 st TC-A以及1 st TC-B)
將聚合物溶液或分散液噴塗於水溶性固體化學品的表面而形成塗覆層。適合此目的者為水性聚(甲基)丙烯酸酯分散液，例如，RS 30D，其可自Evonik Pharma Polymers取得。
根據以下調配物製備塗覆聚合物分散液：
EUDRAGITRS 30D(30%水性分散液)1200克
檸檬酸三乙酯　36克
滑石　180克
水　1464克
使用頭頂(上方)攪拌器使塗料材料的混合物於容器內攪拌。在被用於塗覆水溶性固體化學品之前，混合物經攪拌15分鐘以確保良好的混合。
將得自於Sigma-Aldrich Company的約800克胺磺酸顆粒(粒徑介於100至20篩目，U.S.篩目系列)置入Glatt WSG 5流體化床裝置。藉由插入上噴塗嵌件及使用150微米濾袋而設置Glatt單位以提供上方噴塗。用於使胺磺酸顆粒流體化的空氣經調整以除去空氣中的水蒸氣。在塗料溫度約25℃、霧化空氣壓力為2.0巴以及噴塗流量為8克/分鐘/公斤施用塗料材料。在施用塗料材料之後，經塗覆的顆粒於40℃被乾燥24小時。所製得經塗覆的產物具有5%或10%重量的聚合物塗料。
使用以上試驗方法中所述的”釋出分佈測量-經塗覆胺磺酸的釋出"及使用pH計測量胺磺酸的釋出。結果如表1中所列者。
圖1係為圖示經塗覆聚(甲基)丙烯酸酯的胺磺酸的釋出分佈。此等觸發組合物顯示S型釋出分佈。再者，釋出速率經塗料聚合物的數量加以控制。
實施例2 塗覆聚(甲基)丙烯酸酯的甲酸鈣的製備(1 st TC-C以及1 st TC-D)
實施例1中所概括的一般程序被用於將EUDRAGITRS 30D聚合物塗料施用於甲酸鈣顆粒(可自Fisher Scientific取得)。經塗覆的顆粒係由5%或10%重量的聚合物塗料所組成。
甲酸鈣的釋出係根據試驗方法(經塗覆甲酸鈣的釋出)中所述的一般程序加以測量。結果如表2中所列者。
圖2係為圖示經塗覆聚(甲基)丙烯酸酯的甲酸鈣的釋出分佈。此等觸發組合物顯示單一釋出分佈。再者，釋出速率經塗料聚合物的數量加以控制。
實施例3 塗覆纖維素乙酸酯的甲酸鈣(1 st TC-E)
400克的甲酸鈣顆粒(可自Fisher Scientific取得，粒徑如表4中所顯示者)於Kitchen-aid混合器中攪拌。以2分鐘使用注射筒將45毫升纖維素乙酸酯溶液(EastmanTM CA-398-3,20%(在丙酮中))滴加入顆粒上。在攪拌混合物1分鐘之後，然後經塗覆的顆粒在50℃烘箱中經空氣乾燥2小時。經乾燥的材料被篩選以移除850微米以上及小於150微米的顆粒。甲酸鈣的釋出係根據試驗方法(經塗覆甲酸鈣的釋出)中所述的一般程序加以測量。結果如表3中所列者。
實施例4 經纖維素乙酸酯和乙基纖維素塗覆的甲酸鈣(1 st TC-F)
400克的甲酸鈣顆粒(可自Fisher Scientific取得，粒徑如表4中所顯示者)於Kitchen-aid混合器中攪拌。以2分鐘使用注射筒將45毫升纖維素乙酸酯溶液(EastmanTM CA-398-3,20%(在丙酮中))滴加入顆粒上。在攪拌混合物1分鐘之後，經塗覆的顆粒被空氣乾燥。然後，以相同的方式使顆粒被塗覆70毫升乙基纖維素溶液(可自Sigma-Aldrich取得，10cP，20%(於乙醇中))以得到第二層塗料。然後，樣品在50℃烘箱中經空氣乾燥2小時。經乾燥的材料被篩選以移除850微米以上及小於150微米的顆粒。甲酸鈣的釋出係根據試驗方法(經塗覆甲酸鈣的釋出)中所述的一般程序加以測量。結果如表3中所列者。
圖3係為圖示經塗覆纖維素乙酸酯或纖維素乙酸酯/乙基纖維素的甲酸鈣的釋出分佈。此等觸發組合物顯示單一釋出分佈。
實施例5 塗覆羧基甲基纖維素鈉的甲酸鈣的製備(1 st TC-G)
400克的甲酸鈣顆粒(可自Fisher Scientific取得，粒徑如表4中所顯示者)於Kitchen-aid混合器中攪拌。以1分鐘使用注射筒將40毫升羧基甲基纖維素鈉(CMC)溶液(1%於水中)滴加入顆粒上。在另外攪拌混合物1分鐘之後，經塗覆的顆粒於110℃烘箱中經乾燥30分鐘。然後，使用20/80篩選目(美國篩目系列)進行篩選。收集80篩選目的顆粒以提供320克產物。經塗覆的顆粒顯示在水中有快速釋出速率，在1分鐘有77%釋出，在2分鐘有100%釋出。經塗覆的樣品具有未經塗覆的樣品具有較大的粒徑，如表4所顯示者。
實施例6 塗覆聚(甲基)丙烯酸酯碳酸鈉的製備(2 nd TC-A至2 nd TC-D)
實施例1中所概括的一般程序被用於將EUDRAGITRS 30D聚合物塗料施用於碳酸鈉顆粒(可自Sigmal-Aldrich取得，粒徑介於100至20篩目，U.S.篩目系列)。經塗覆的顆粒係由5%，10%，18%，或27%重量聚合物塗料所組成。
碳酸鈉的釋出係根據試驗方法(經塗覆碳酸鈉的釋出)中所述的一般程序加以測量。結果如表5中所列者。
圖4係為圖示經塗覆聚(甲基)丙烯酸酯的碳酸鈉的釋出分佈。此等觸發組合物顯示S型釋出分佈。
實施例7 塗覆MPP的碳酸鈉的製備(2 nd TC-E,2 nd TC-F)
400克碳酸鈉顆粒(100至20篩網)被置於一加侖塑膠桶。將該桶置於Retch Shaker以使顆粒流體化。使用噴塗槍於20分鐘將馬來酸化丙烯(MPP)乳液(20%於水中，可自CHEMCOR,Chester,N.Y.取得)噴塗於顆粒上。經塗覆的顆粒於50℃烘箱中乾燥2天。經塗覆的顆粒係由2%或6%重量的聚合物塗料所組成。
碳酸鈉的釋出係根據試驗方法(經塗覆碳酸鈉的釋出)中所述的一般程序加以測量。結果如表6中所列者。
圖5係為圖示經塗覆馬來酸化聚丙烯的碳酸鈉的釋出分佈。此等觸發組合物顯示單一釋出分佈。
實施8至13 藉形成不溶性鹽的SAP膨潤/消除膨潤
SXM-9300(已販售的高吸收性聚合物組合物，其係由Evonik Stockhausen Inc.,Greensboro,NC製造)被用於證實被形成不溶性鹽而觸發的膨潤/消除膨潤。首先將高吸收性聚合物曝露於包含多價陽離子鹽溶液。然後，將其曝露於包含能夠與第一鹽的多價陽離子錯合而形成溶解度積常數Ksp<10-5 的不溶性鹽的陰離子的第二鹽溶液。與對照實施例13相較，KCl被作用第一觸發化學品且Na2 SO4 被作為第二觸發化學品。
特定而言，將0.20克高吸收性聚合物組合物置入茶袋中。根據標準試驗方法測試高吸收性聚合物樣品的第一離心保留容量。然後，將茶袋浸入消除膨潤溶液中，消除膨潤溶液係製備於將特定數量的第一觸發化學品溶於10克0.9%重量氯化鈉溶液中。經過10分鐘浸入時間之後，茶袋被置於離心且經測定保留容量以得到第二離心保留容量。然後，該茶袋被浸入再膨潤溶液中，再膨潤溶液係製備於將特定數量的第二觸發化學品溶於20克0.9%重量的氯化鈉溶液。經過20分鐘浸入時間之後，茶袋被置於離心且經測定保留容量以得到第三離心保留容量。試驗結果被簡述於表7中。列於7中的溶解度積常數指的是來自第一觸發化學品的陽離子與第二觸發化學品的陰離子所形成的鹽。係得自於線上來源：http://www.csudh.edu/oliver/chemdata/data-ksp.htm.
來自實施例8至12的結果藉由將膨潤SAP曝露至包括具有離子化二或更多價數的陽離子的鹽溶液而獲得證實。除此之外，該結果亦顯示消除膨潤SAP可能在包括能夠與第一鹽的陽離子複合而形成溶解度積常數Ksp<10-5 的不溶性鹽的陰離子的第二鹽溶液存在下再膨潤。在實施例13中，第一鹽的陽離子(K+ )具有小於二的離子價數且第二鹽的陰離子(SO4 2 )與第一鹽(RCl)的陽離子的(K+ )形成可溶性鹽。在此情況之下，高吸收性聚合物無法表現有效的消除膨潤以及再膨潤。稍減少的2nd 以及3rd CRC容量主要係基於由可溶性第一及第二鹽的鹽毒性效應之故。
實施例14至16 藉形成不溶性鹽的SAP膨潤/逍除膨潤
表8列示來自離心保留容量試劑的SAP-B,SAP-D，以及SAP-F的膨潤/消除膨潤/再膨潤評價結果。具有較低中和度(SAP-D以及SAP-F，40-60% DN)的高吸收性聚合物證實相較於具有一般中和度(約70% DN)的SAP具有改良的再膨潤容量。
實施例17至21 低DN高吸收性聚合物的膨潤/消除膨潤
具有40至60%中和度(DN)的高吸收性聚合物被用於證實質量效率(mass efficiency)及再膨潤容量優於商品高吸收性聚合物(例如SXM-9300)的改良。胺磺酸被用作為第一觸發化學品以及碳酸鈉被作為第二觸發化學品。此評估係依照實施例8至13中所述一般的程序而進行者。此結果列於表9中。
如同在表9中所清楚顯示者，具有較低中和度的高吸收性聚合物(SAP-C以及SAP-E)顯示相較於具有一般中和度的聚合物(例如SXM-9300)具有經改良的再膨潤容量和質量效率。
實施例22
包括SXM-9300以及塗覆聚(甲基)丙烯酸酯的胺磺酸的吸收性組合物被用於證實吸收性組合物的膨潤/再膨潤行為。SXM-9300以及經塗覆的胺磺酸(觸發組合物1st TC-A或1st TC-B)的混合物被置入具有篩網底的圓柱體以及根據“吸收性組合物的膨潤/消除膨潤/再膨潤”中所述的一般程序測量吸收容量。結果列表於表10中。
自表10和圖6的結果可觀察到膨潤容量以及消除膨潤時間藉由觸發組合物中的聚合物塗料含量以及藉由SAP與觸發組合物的混合比加以控制。
實施例23至27
表11列示包括高吸收性聚合物組合物、包括胺磺酸的第一觸發組合物以及包括鹼材料例如碳酸鈉的第二觸發組合物的吸收性組合物。膨潤/消除膨潤/再膨潤曲線係根據”吸收性組合物的膨潤/消除膨潤/再膨潤試驗”中所述的一般程序加以測定。
圖7係為實施例23至24之SXM-9300與第一及第二觸發組合物二者之乾燥混合物的膨潤/消除膨潤/再膨潤曲線之圖式且如表11中所顯示者。在此等實施例中，再膨潤步驟的起始點經由第二觸發組合物的釋出速率加以控制。
圖8係為實施例25的膨潤/消除膨潤/再膨潤曲線的圖式且如表11中所示。在此等實施例中，SAP-B，一種包括包覆發泡劑的高吸收性聚合物組合物，由於快速吸收速率獲致相較於SXM-9300經改良的膨潤容量。
圖9為實施例26至27的膨潤/消除膨潤/再膨潤曲線的圖式且如表11中所示。在此等實施例中，SAP-C以及SAP-D，一種具有約50%DN的高吸收性聚合物組合物，提供相較於SXM-9300經改良的膨潤及再膨潤容量以及質量效應。SAP-D亦基於其快速吸收速率，相較於SAP-C表現出經改良的膨潤容量。
實施例28至32
表12簡述一種一種吸收性組合物，其包括高吸收性聚合物組合物，包括多價陽離子的第一觸發組合物以及包括能夠與第一鹽的多價陽離子錯合而形成溶解度積常數Ksp<10-5 的不溶性鹽的陰離子的第二觸發組合物。膨潤/消除膨潤/再膨潤曲線係根據”吸收性組合物的膨潤/消除膨潤/再膨潤試驗”中所述的一般程序加以測定。
圖10為實施例28的膨潤/消除膨潤/再膨潤曲線的圖式且如表12中所示，如膨潤/消除膨潤/再膨潤試驗所測定者。在此等實施例中，高吸收性聚合物在曝露於0.9%食鹽水溶液之後表現膨潤/消除膨潤/再膨潤行為。
圖11為實施例29至30的膨潤/消除膨潤/再膨潤曲線的圖式且如表12中所示，如膨潤/消除膨潤/再膨潤試驗所測定者。在此等實施例中，SAP-B，一種包括包覆發泡劑的高吸收性聚合物組合物，由於快速吸收速率獲致相較於SXM-9300經改良的膨潤容量。
圖12為實施例31至32的膨潤/消除膨潤/再膨潤曲線的圖式且如表12中所示，如膨潤/消除膨潤/再膨潤試驗所測定者。在此等實施例中，SAP-D，一種包括經包覆發泡劑及具有約50%DN的高吸收性聚合物組合物，證實經改良的膨潤及再膨潤容量以及質量效應改良的優點。
除了操作實例外，或除非另外申明，在本說明書和申請專利範圍中使用的所有表示成分、反應條件等之數量值應理解為在所有情況下皆以術語“大約”進行修飾。因此，除非另外申明，在以下說明書和所附之申請專利範圍中所提及的數值參數為約略值，其數值可依據本發明試圖獲得之所需物性而改變。至少，不是試圖限制與申請專利範圍之範疇相等的宗旨之應用，每個數值參數應理解為依照有效數字和一般捨入法所得的數值。
儘管說明本發明廣泛範疇之數值範圍和參數為約略值，在具體實例中所提及的數值應盡可能精確地描述。然而，任何數值原本即必然地含有某些由個別試驗測量中得到之標準偏差的誤差值。
1‧‧‧流體儲存槽
2‧‧‧流體
3‧‧‧可撓性管
4‧‧‧塑膠箱
5‧‧‧支架
6‧‧‧電子天平
7‧‧‧濾紙
8‧‧‧圓柱體
圖1為圖示塗覆聚(甲基)丙烯酯的胺磺酸的釋出分佈；圖2為圖示塗覆聚(甲基)丙烯酯的甲酸鈣的釋出分佈；圖3為圖示塗覆纖維素乙酸酯及纖維素乙酸酯/乙基纖維素的甲酸鈣的釋出分佈；圖4為圖示塗覆聚(甲基)丙烯酯的碳酸鈉的釋出分佈；圖5為圖示塗覆馬來酸化聚丙烯的碳酸鈉的釋出分佈；圖6為圖示具有不同1st 觸發組合物摻合物的特定SAP的膨潤/消除膨潤曲線；圖7為圖示具有不同1st 及2nd 觸發組合物摻合物的特定SAP的膨潤/消除膨潤/再膨潤曲線；圖8為圖示具有觸發組合物1st TCA及2nd TCB高吸收性聚合物組合物的膨潤/消除膨潤/再膨潤曲線；圖9為圖示具有各種觸發組合物1st TC-A及2nd TC-B的摻合物的SAP-C及SAP-D的膨潤/消除膨潤/再膨潤曲線；圖10為圖示具有觸發組合物1st TC-A及2nd TC-B的特定SAP產物的膨潤/消除膨潤/再膨潤曲線；圖11為圖示具有各種1st 及2nd 觸發組合物的摻合物的高吸收性聚合物組合物SAP-B的膨潤/消除膨潤/再膨潤曲線；圖12為圖示具有各種觸發組合物1st TC-F及2nd TC-C的摻合物的高吸收性聚合物組合物SAP-D的膨潤/消除膨潤/再膨潤曲線；圖13為用於膨潤/消除膨潤/再膨潤的裝置。

Claims (39)

  1. 一種吸收性組合物，其包括：a.高吸收性聚合物組合物，其包含聚(丙烯酸)，其中該超吸收性聚合物組合物具有小於約70莫耳%的中和度和pH小於6，其中該超吸收性聚合物組合物為水膨潤性、水不溶性材料，並具有離心保留容量為至少約25克/克；b.用於消除膨潤經膨潤超吸收性聚合物組合物的第一觸發組合物，該組合物吸收液體以形成消除膨潤的超吸水性聚合物組合物，其中該第一觸發組合物包括包含具有二或更大離子化價數的陽離子X的第一水溶性化學品；以及c.用於再膨潤經消除膨潤的超吸收性聚合物組合物的第二觸發組合物，其中該第二觸發組合物包括包含陰離子Y的第二水溶性化學品；其中係選自聚合塗料材料的塗層塗覆於第一水溶性化學品和第二水溶性化學品；該聚合塗料材料係選自聚(甲基)丙烯酸酯共聚物，聚丙烯酸酯共聚物，乙基纖維素，羧基甲基纖維素鈉，纖維素乙酸酯，聚乙二醇，馬來酸化聚丙烯，聚烯烴共聚物，或其組合；及其中第一水溶性化學品的陽離子X能夠與高吸收性聚合物組合物的陰離子官能基錯合；以及第二水溶性化學品的陰離子Y能夠與陽離子X錯合而形成溶解度積常數Ksp<10-5 的鹽。
  2. 根據申請專利範圍第1項的吸收性組合物，其包括自約10至約90重量%的該高吸收性聚合物組合物、自約5至 約60重量%的該第一觸發組合物以及自約5至約60重量%的該第二觸發組合物。
  3. 根據申請專利範圍第1項的吸收性組合物，其中高吸收性聚合物組合物以及第一及第二觸發組合物係為顆粒形式以及粒徑範圍係自約150微米至約850微米。
  4. 根據申請專利範圍第1項的吸收性組合物，其中第一觸發組合物包括水溶性化學品，其係選自氯化鋁，硫酸鋁，氯化鋇，乙酸鈣，氯化鈣，甲酸鈣，乙酸鎂，氯化鎂，甲酸鎂，乙酸鋅，氯化鋅，甲酸鋅以及硫酸鋅。
  5. 根據申請專利範圍第1項的吸收性組合物，其中第二觸發組合物包括水溶性化學品，其係選自氟化鈉，碳酸氫鈉，碳酸鈉，檸檬酸鈉，草酸鈉，磷酸鈉，聚磷酸鈉，硫化鈉，硫酸鈉或三聚磷酸鈉。
  6. 根據申請專利範圍第1項的吸收性組合物，其中該第一水溶性化學品係為甲酸鈣且該第二水溶性化學品係為碳酸鈉。
  7. 根據申請專利範圍第1項的吸收性組合物，其中該第一及第二觸發組合物分別具有經選擇的釋出分佈而在曝露於含水流體之後釋出水溶性化學品，且在第一水溶性化學品釋出100%之前、第一水溶性化學品相較於第二水溶性化學品具有較高的累積釋出。
  8. 根據申請專利範圍第7項的吸收性組合物，其中該釋出分佈係選自單一釋出分佈或S型(sigmoidal)釋出分佈。
  9. 根據申請專利範圍第7項的吸收性組合物，其中在曝露於含水流體之後於小於約240分鐘之內，約50重量%至100重量%的水溶性固體化學品從觸發組合物中釋出，其係藉試驗程序(Test Procedure)中的釋出分佈測定法加以測定。
  10. 根據申請專利範圍第1項的吸收性組合物，其中該高吸收性聚合物組合物包括約0.05至約10.0重量%的發泡劑。
  11. 根據申請專利範圍第10項的吸收性組合物，其中該發泡劑係被樹脂包覆，該樹脂係選自天然或合成樹脂，丙烯腈-丁二烯橡膠，黏性可固定的陶瓷材料，聚烯烴，聚乙二醇，烯烴共聚物，聚芳香族烯烴，苯乙烯化合物或經聚合的鹵-二烯烴類。
  12. 根據申請專利範圍第10項的吸收性組合物，其中該發泡劑包括碳酸鹽或其化合物。
  13. 根據申請專利範圍第11項的吸收性組合物，其中該樹脂包括聚乙二醇。
  14. 一種吸收性組合物，其包括：a.高吸收性聚合物組合物，其包括經部分中和的經交聯聚(丙烯酸)，其中自約40莫耳百分比至約60莫耳百分比的酸性官能基被中和，且具有pH小於6.0；b.第一觸發組合物，其包括第一水溶性化學品；c.第二觸發組合物，其包括具有pH 10或更大的第二水溶性化學品；以及其中當該吸收性組合物與含水流體接觸時，高吸收性 聚合物組合物表現膨潤-消除膨潤-再膨潤行為以及所得到的經膨潤的高吸收性聚合物組合物具有高於(a)高吸收性聚合物組合物的pH。
  15. 根據申請專利範圍第14項的吸收性組合物，其中該高吸收性聚合物組合物具有渦流時間(vortex time)為45秒或少於45秒。
  16. 根據申請專利範圍第14項的吸收性組合物，其中該第一觸發組合物包括酸或酸性材料。
  17. 一種吸收性組合物，其包括：a.高吸收性聚合物組合物，其包含發泡劑；b.第一觸發組合物，其包括第一水溶性固體化學品，其中第一觸發組合物具有釋出分佈以自觸發組合物釋出水溶性固體化學品，其中釋出分佈係選自單一釋出分佈或S型釋出分佈；以及c.第二觸發組合物，其包含第二水溶性固體化學品，其中第二觸發組合物具有S型釋出分佈以自觸發組合物釋出第二水溶性固體化學品，其中在曝露於含水流體之後及在約100%釋出之前，第一水溶性化學品相較於第二水溶性化學品具有較高的累積釋出。
  18. 根據申請專利範圍第17項的吸收性組合物，其中該高吸收性聚合物組合物包含經部分中和的經交聯聚(丙烯酸)，其具有約40至約60莫耳百分比的經中和的酸性官能基，以及至少約25克/克的離心保留容量。
  19. 一種吸收性組合物，其包括：a.高吸收性聚合物組合物，其包含部分經中和的經交聯聚(丙烯酸)及具有第一吸收容量；b.第一觸發組合物；以及c.第二觸發組合物；其中高吸收性聚合物組合物以及第一及第二觸發組合物係為顆粒形式，且高吸收性聚合物組合物顆粒以及第一及第二觸發組合物顆粒係具有自大於約150微米至小於約1000微米的粒徑。
  20. 根據申請專利範圍第19項的吸收性組合物，其中該高吸收性聚合物組合物以及第一及第二觸發組合物具有的粒徑自約150微米至約850微米，以及其中當吸收性組合物與流體接觸而導致高吸收性聚合物組合物吸收該流體而形成膨潤的高吸收性聚合物組合物，以及第一觸發組合物與膨潤的高吸收性聚合物合併而導致膨潤的高吸收性聚合物組合物自膨潤的高吸收性聚合物組合物消除膨潤一部分流體，以及所得到的消除膨潤的高吸收性聚合物組合物具有第二吸收容量，其比第一吸收容量小約20%或更多；以及其中當第二觸發組合物與膨潤的高吸收性聚合物及第一觸發組合物b)之組合接觸時，所得高吸收性聚合物組合物具有大於第二吸收容量的第三吸收容量。
  21. 一種吸收性組合物，其包括：a.高吸收性聚合物組合物；以及b.觸發組合物，其包括水溶性固體化學品，其中觸發 組合物具有釋出分佈以自觸發組合物釋出水溶性固體化學品，其中釋出分佈係選自單一釋出分佈或S型釋出分佈，其中高吸收性聚合物組合物以及觸發組合物係為顆粒形式，且高吸收性聚合物組合物顆粒以及觸發組合物顆粒具有自大於約150微米至小於約1000微米粒徑。
  22. 一種觸發組合物，其包括：a.水溶性固體化學品；以及b.聚合塗料材料，其係以約0.1重量%至約50重量%的該水溶性化學品的量塗覆水溶性化學品；以及其中該觸發組合物具有單一釋出分佈或S型釋出分佈以自該觸發組合物釋出水溶性固體化學品，其係藉試驗程序(Test Procedure)中的釋出分佈測定法加以測定，以及其中該觸發組合物係為顆粒形式，以及具有小於約1000微米的粒徑。
  23. 根據申請專利範圍第22項的觸發組合物，其中該觸發組合物具有自約150微米至約850微米的粒徑範圍。
  24. 一種觸發組合物，其包括：a.水溶性固體化學品，其係選自磺胺酸，檸檬酸，氯化鋁，硫酸鋁，氯化鋇，乙酸鈣，氯化鈣，甲酸鈣，乙酸鎂，氯化鎂，甲酸鎂，乙酸鋅，氯化鋅，甲酸鋅，硫酸鋅，碳酸鈉，檸檬酸鈉，草酸鈉，磷酸鈉，聚磷酸鈉，硫化鈉，硫酸鈉或三聚磷酸鈉；b.該水溶性固體化學品係經聚合塗料塗覆，該聚合塗料係選自聚(甲基)丙烯酸酯共聚物，聚丙烯酸酯共聚物，聚 (甲基)丙烯酸酯纖維素乙酸酯，馬來酸化聚丙烯，乙基纖維素，羧基甲基纖維素鈉，纖維素乙酸酯，聚乙二醇，聚烯烴共聚物，或其組合；以及其中該觸發組合物具有單一釋出分佈或S型釋出分佈以自該觸發組合物釋出水溶性固體化學品，其係藉試驗程序(Test Procedure)中的釋出分佈測定法加以測定，以及其中該觸發組合物係為顆粒形式，以及具有自大於約150微米至小於約1000微米的粒徑。
  25. 根據請求項第15項的吸收性組合物，其包括約10至約90重量%的該超吸收性聚合物組合物，約5至約60重量%的該第一觸發組合物，以及約5至約60重量%的該第二觸發組合物。
  26. 根據請求項第15項的吸收性組合物，其中超吸收性聚合物組合物及第一和第二觸發組合物為顆粒形式且粒徑的範圍是從約150微米至約850微米。
  27. 根據請求項第15項的吸收性組合物，其中該第一觸發組合物包括水溶性化學品，係選自氯化鋁，硫酸鋁，氯化鋇，乙酸鈣，氯化鈣，甲酸鈣，乙酸鎂，氯化鎂，甲酸鎂，乙酸鋅，氯化鋅，甲酸鋅以及硫酸鋅。
  28. 根據請求項第15項的吸收性組合物，其中該第二觸發組合物包括選自氟化鈉，碳酸氫鈉，碳酸鈉，檸檬酸鈉，草酸鈉，磷酸鈉，聚磷酸鈉，硫化鈉，硫酸鈉或三聚磷酸鈉的水溶性化學品。
  29. 根據請求項第15項的吸收性組合物，其中該第一水溶性化學品為甲酸鈣和該第二水溶性化學品為碳酸鈉。
  30. 根據請求項第15項的吸收性組合物，其中至少一個該第一和第二觸發組合物包括聚合塗料材料，該聚合塗料材料係選自聚(甲基)丙烯酸酯共聚物，聚丙烯酸酯共聚物，乙基纖維素，羧基甲基纖維素鈉，纖維素乙酸酯，聚乙二醇，馬來酸化聚丙烯，聚烯烴共聚物，或其組合。
  31. 根據請求項第15項的吸收性組合物，其中該第一及第二觸發組合物分別具有經選擇的釋出分佈而在曝露於含水流體之後釋出水溶性化學品，且在第一水溶性化學品釋出100%之前、第一水溶性化學品相較於第二水溶性化學品具有較高的累積釋出。
  32. 根據請求項第31項的吸收性組合物，其中該釋出分佈係選自單一釋出分佈或S型(sigmoidal)釋出分佈。
  33. 根據請求項第31項的吸收性組合物，其中在曝露於含水流體之後於小於約240分鐘之內，約50重量%至100重量%的水溶性固體化學品從觸發組合物中釋出，其係藉試驗程序(Test Procedure)中的釋出分佈測定法加以測定。
  34. 根據請求項第15項的吸收性組合物，其中該超吸收性聚合物組合物具有至少約25克/克的離心保持容量。
  35. 根據請求項第15項的吸收性組合物，其中該超吸收性聚合物組合物含有約0.05至約10.0重量%的發泡劑。
  36. 根據請求項第35項的吸收性組合物，其中該發泡劑以樹脂包覆，該樹脂係選自天然或合成的樹脂，丙烯腈-丁 二烯橡膠，黏性可固定的陶瓷材料，聚烯烴，聚乙二醇，烯烴共聚物，聚芳香族烯烴，苯乙烯化合物或經聚合的鹵-二烯烴類。
  37. 根據請求項第35項的吸收性組合物，其中該發泡劑含有碳酸酯或其化合物。
  38. 根據請求項第36項的吸收性組合物，其中該樹脂包括聚乙二醇。
  39. 根據請求項第35項的吸收性組合物，其中該超吸收性聚合物組合物具有渦流時間為45秒或少於45秒。
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