專利名稱：超吸收性聚合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般說來，本發(fā)明涉及一種吸收性結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)就地形成一種能大量吸收液體的超吸收性組合物。該結(jié)構(gòu)包括吸收性材料和其中含有活化劑的纖維材料。該纖維材料在與液體接觸時(shí)釋放出活化劑，并且活化劑活化吸收材料，致使其成為一種超吸收性材料。吸收性結(jié)構(gòu)可用于一次性吸收性產(chǎn)品，例如通常用于吸收體液的一次性吸收性產(chǎn)品。
已經(jīng)提及各種材料可用作個(gè)人護(hù)理用品的吸收性材料。這類材料包括基于天然的材料如瓊脂、果膠、樹膠、羧基烷基淀粉、和羥基烷基纖維素，以及合成材料如聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、和水解的聚丙烯腈。雖然，已知這類基于天然的吸收材料已用于個(gè)人護(hù)理制品，但它們在這類制品中未得到廣泛的應(yīng)用，至少部分因?yàn)樵谟谒鼈兊奈招孕再|(zhì)通常不如合成的吸收性材料如聚丙烯酸鈉。具體說來，很多基于天然的材料在被液體膨脹時(shí)有助于形成軟的凝膠狀物料。用于吸收制品中時(shí)，這種軟的凝膠狀物料的存在有助于阻礙液體在含吸收性材料的纖維基體中的轉(zhuǎn)移。這種現(xiàn)象稱為凝膠阻塞。一旦發(fā)生凝膠阻塞，由于液體的損害，制品不能有效地吸收液體，制品趨于滲漏。其次，很多基于天然的材料表現(xiàn)出不良的吸收性質(zhì)，尤其在受到外壓的情況下。
與此相反，合成的吸收性材料常常能吸收大量液體，同時(shí)保持通常的密實(shí)的不粘性。因此，合成的吸收性材料可加入到吸收劑制品中，同時(shí)盡可能降低凝膠阻塞。
目前所有的超吸收性材料的一種性質(zhì)在于，這類材料通常很快吸收與超吸收性材料接觸的液體。雖然這種快速吸收液體的性質(zhì)在很多應(yīng)用中是希望的，但在某些應(yīng)用中則是不希望的。例如，在非常局部的區(qū)域內(nèi)受液體損害的吸收劑結(jié)構(gòu)中，通常會希望液體分布到吸收性結(jié)構(gòu)的整個(gè)體積之中，以致可利用整個(gè)吸收性結(jié)構(gòu)的吸收容量。但是，如果近局部受損害的處的超吸收性材料很快吸收液體，此超吸收性材料可能膨脹從而限制液體流到整個(gè)其余的吸收性結(jié)構(gòu)中，可能使液體從吸收結(jié)構(gòu)的局部受損害區(qū)域滲漏。因此，常常希望在局部受損害的區(qū)域內(nèi)采用一種超吸收性材料，后者實(shí)際上慢速吸收液體。這容許液體首先在整個(gè)吸收性結(jié)構(gòu)上分布，然后接著被超吸收性材料吸收。
已知幾種方法可使較快吸收的超吸收性材料對液體的吸收速度減緩。例如，可以在快速吸收的超吸收性材料上涂敷一種非吸收劑和/或疏水性材料。這種涂敷材料有助于暫時(shí)阻止下面的超吸收性材料與液體接觸，從而延緩液體被超吸收性材料吸收。但是，這類涂敷材料常常降低超吸收性材料的總液體容量，除了超吸收性材料的費(fèi)用和復(fù)雜性之外，還可能從負(fù)面影響超吸收性材料的其它液體處理性質(zhì)。
市售的超吸收劑通?；旧鲜墙?jīng)中和的或者是鹽的形式。這是因?yàn)?，通常為使其具有較高的液體吸收容量，水可膨脹但水不可溶的聚合物應(yīng)是一種多電解質(zhì)。但是，這種超吸收劑吸收液體較快，導(dǎo)致上面討論的問題。已知，如果一種酸性或堿性的水可膨脹但水不可溶聚合物，分別基本以其游離酸或游離堿的形式分別與第二種堿性物質(zhì)或第二種酸性物質(zhì)混合，所得吸收性組合物將顯示出較高的液體吸收容量以及較低的液體吸收速度。據(jù)說，這是因?yàn)?，?dāng)混合物放入水溶液中時(shí)，酸性或堿性的水可膨脹但水不可溶的聚合，分別以其基本游離酸或游離堿形式分別與第二種堿性物質(zhì)或第二種酸性物質(zhì)作用，則化學(xué)平衡有利于將酸性或堿性水可膨脹但水不可溶的聚合物從游離酸或游離堿的形式向其相應(yīng)的鹽形式轉(zhuǎn)化。由于含有已轉(zhuǎn)化的水可膨脹但水不可溶的聚合物的混合物將顯示出較高的液體吸收容量。但是，由于水可膨脹但水不可溶的聚合物分別從其游離酸或游離堿形式轉(zhuǎn)化為其相應(yīng)的鹽形式是一種較慢的電離或離子擴(kuò)散入聚合物的過程，水可膨脹但水不可溶的聚合物將同樣顯示出較慢的液體吸收速率。此外，水可膨脹但水不可溶的聚合物從其游離酸或游離堿形式到其相應(yīng)鹽形式的轉(zhuǎn)化是在含電解質(zhì)的溶液如氯化鈉水溶液中進(jìn)行的，它實(shí)質(zhì)上對含電解質(zhì)的溶液有一種脫鹽作用，從而通過減緩鹽-毒化作用以改善混合物的液體-吸收性能。
WO 98/24832公開了一種吸收性組合物，它包括聚合吸收性材料和第二材料。兩個(gè)組分混合并用于吸收性制品中，并宜與纖維基體結(jié)合。第二種材料可以顆粒、絮團(tuán)、纖維、膜和非紡織結(jié)構(gòu)的形式摻入，或者兩種組分可以呈雙組分纖維提供。這種組合物具有處理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)整體性的缺點(diǎn)。
在其分子結(jié)構(gòu)中既含有酸性又含堿性的官能團(tuán)的單一材料或聚合物將不會顯示出上面希望的吸收性質(zhì)。據(jù)說是因?yàn)?，在單一分子結(jié)構(gòu)內(nèi)部的酸性和堿性官能團(tuán)通常將相互作用，并可導(dǎo)致過交聯(lián)的聚合物結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@樣，通常不可能通過由酸性和堿性單體制備共聚物，或者通過例如在水溶液中制備水可溶的酸性和堿性材料的分子水平的分散體的方式來制備一種吸收性組合物，因?yàn)樵谶@種共聚合或分子水平的分散過程中酸性和堿性物質(zhì)通常發(fā)生相互作用并且交聯(lián)。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種纖維基體，該基體在與損害性液體接觸時(shí)釋放出一種活化劑，其中該活化劑使一種吸收性材料形成超吸收性聚合物。
本發(fā)明的另一目的是提供一種吸收性結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在與擬吸收的液體接觸時(shí)就地形成一種超吸收性聚合物。
纖維材料在由激活劑激發(fā)時(shí)釋放活化劑，激活劑宜為擬被超吸收劑吸收的液體。液體一般是類似尿或其它的體液。纖維材料宜在一定的時(shí)期內(nèi)以可控速度釋放活化劑。
SAP的吸收能力大于纖維材料或吸收性材料單獨(dú)的吸收能力。隨著活化劑從纖維材料中以可控速度釋放，吸收性聚合物在一定時(shí)期內(nèi)獲得一種親水性SAP的功能特性。在一個(gè)實(shí)施方案中，SAP是一種慢性的SAP。
因此，一方面本發(fā)明是就地形成吸收液體的超吸收性組合物的吸收性結(jié)構(gòu)，而且它能吸收較大量的液體。
在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物是聚丙烯酸凝膠，纖維材料載帶堿性活化劑如碳酸氫鈉、碳酸鈉或它們的混合物。
另一方面，本發(fā)明是一種含活化劑的纖維材料，活化劑可在一定時(shí)間內(nèi)以可控速度釋放。纖維材料可與吸收劑組合，其中活化劑的釋放使吸收劑發(fā)揮作為一種SAP。在一個(gè)實(shí)施方案中，纖維材料是其中含有碳酸氫鈉、碳酸鈉、或它們的混合物的纖維素的纖維。
另一方面，本發(fā)明提供一種就地形成超吸收性聚合物的方法。
在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法包括提供一種含活化劑的纖維材料，纖維材料在與活化液體接觸時(shí)釋放活化劑，并且包括提供一種水可膨脹但水不可溶的聚合物，該聚合物在與活化劑接觸時(shí)形成超吸收劑。當(dāng)活化液體與纖維材料接觸時(shí)，活化劑被釋放出來，同時(shí)活化劑使水可膨脹但水不可溶的聚合物形成超吸收劑。
在另一方面，本發(fā)明提供一種一次性的吸收性制品，它包括本發(fā)明的吸收性結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施方案中，一次性的吸收性制品包括可透液體的上片、附著于上片的背片和置于上片和背片之間的本發(fā)明的吸收性結(jié)構(gòu)。發(fā)明詳述本發(fā)明公開了一種吸收性結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)形成一種顯示出較高的總液體吸收容量的超吸收性材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，SAP以較慢的液體吸收速率吸收液體。該吸收性結(jié)構(gòu)包括至少兩種組分吸收性材料和纖維材料，后者釋放活化劑，該活化劑使吸收性材料變成超吸收性聚合物。組分之一是酸性的，一個(gè)是堿性的，而且吸收性結(jié)構(gòu)形成一種吸收性組合物，后者在其吸收性質(zhì)方面與單個(gè)組分所顯示的性質(zhì)相比有顯著的和意外的改善，這些性質(zhì)包括對總的液體吸收，以及還可是較慢的液體吸收速率。I.定義本文所用的“酸性”材料系指可起到電子受體作用的材料。
本文所用的“堿性”材料系指可起到電子給體作用的材料。
本文所用術(shù)語“纖維素的”或“纖維素”包括以纖維素作主要成分，具體而言，含至少50重量％的纖維素或纖維素衍生物的材料。這樣，該術(shù)語包括棉、典型的木漿、醋酸纖維素、三醋酸纖維素、人造絲、熱機(jī)木漿、化學(xué)木漿、脫粘化學(xué)木漿、馬利筋屬等等。
本文所用術(shù)語“水可膨脹但水不可溶的”系指一種材料，當(dāng)其暴露在過多的水中會膨脹至其平衡體積但并不溶解到溶液中。因此，水可膨脹但水不可溶的材料通常保留其原來的本性或物理結(jié)構(gòu)，但在高的膨脹狀態(tài)下，在吸水過程中應(yīng)具有足夠的物理完整性以鄰近顆粒的流動(dòng)和摻合。這里所用的一種材料將被視為水可溶的，如果它基本上溶在過量水中形成一種溶液，從而失掉其初始的典型的顆粒物狀態(tài)，變成基本上以分子態(tài)分散到整個(gè)水溶液中。作為通用的規(guī)則，水可溶材料基本不交聯(lián)，而交聯(lián)有利于產(chǎn)生水不可溶的材料。
本文所用的術(shù)語“超吸收劑”系指按其重量看能吸收大量水和人體分泌物等液體，并同時(shí)形成水凝膠的材料。超吸收劑常常能在中等壓力下保留所吸收的流體。水凝膠同樣指水膠體和凝膠。
本文所用的術(shù)語“慢性超吸收劑”系指具有吸收時(shí)間指數(shù)至少5分鐘，宜大于10分鐘的超吸收劑。吸收時(shí)間指數(shù)定義為SAP膨脹至其自由膨脹容量的60％所用的時(shí)間。
本文所用的“造紙纖維”包括全部已知的纖維素纖維或含纖維素纖維的混合物。適于制作本發(fā)明織物的纖維包含的任何天然的或人造的纖維素纖維，包括但不限于非木纖維如棉纖維和棉衍生物、蕉麻、南非槿麻、藍(lán)棕、草、亞麻、西班牙草、禾桿、黃麻、大麻、蔗渣、馬利筋絮狀纖維和菠蘿葉纖維；和木質(zhì)纖維如從落葉樹和針葉樹得到的纖維，包括軟木纖維，如北方的和南方的軟木牛皮纖維；硬木纖維如桉樹屬、楓樹、樺木、白楊等等。木質(zhì)纖維可以以高產(chǎn)率或低產(chǎn)率的形式制備，并可用任何已知的方法制漿，包括牛皮紙漿、亞硫酸紙漿、細(xì)木漿、熱機(jī)漿(TMP)、化學(xué)熱機(jī)漿(CTMP)和漂白化學(xué)熱機(jī)漿(BCTMP)。高白度漿包括化學(xué)漂白漿尤其適于制造紙巾，但未漂白或半漂白的紙漿亦可采用。再生纖維亦屬于本發(fā)明的范圍。任何已知的制漿和漂白方法皆可采用。
合成纖維素纖維類包括各種類別的人造絲和其它從粘膠或化學(xué)改性纖維素衍生的纖維?？刹捎没瘜W(xué)處理過的天然纖維素纖維如絲光紙漿、化學(xué)增強(qiáng)或交聯(lián)纖維、磺化纖維等等。適于造紙的纖維還包括再生纖維、原始纖維或它們的混合物。
本文所用的“絲光化”系指一種方法，其中纖維素纖維在適當(dāng)?shù)臈l件下經(jīng)處理，將纖維素從天然形式。有時(shí)稱為纖維素I轉(zhuǎn)化為另一種結(jié)晶形式，有時(shí)稱為纖維素II。由于經(jīng)過化學(xué)處理的或者絲光化的纖維素是較少結(jié)晶的，更多是無定的，經(jīng)化學(xué)處理的或絲光化的纖維素通常更宜用助劑進(jìn)一步處理。已有一些已知的試驗(yàn)方法用于量化纖維素纖維的化學(xué)處理，例如其絲光化的程度。II.組合物本發(fā)明的吸收性組合物通常包括至少兩個(gè)組分。第一個(gè)組分是水可膨脹但水不可溶的聚合物。如本發(fā)明的吸收性結(jié)構(gòu)中所用的，該水可膨脹但水不可溶的聚合物在很大程度上需要為吸收性組合物提供其吸收液體的容量。因?yàn)槿绱耍膳蛎浀豢扇艿木酆衔镄枘転槲招越M合物提供預(yù)期量的吸收液體容量。第二個(gè)組分是其中結(jié)合有活化劑的纖維材料，該活化劑可在一定時(shí)間內(nèi)釋放?；罨瘎λ膳蛎浀豢扇艿木酆衔锇l(fā)生作用，形成超吸收性聚合物(SAP)。活化劑宜為一種中和劑，它中和酸性或堿性的吸收性物質(zhì)，使其變?yōu)镾AP。
“釋放活化劑”在這里系指，纖維材料釋放全部或部分結(jié)合到纖維材料中或其上的化合物。只有一部分結(jié)合的化合物可被釋放，全部或部分被釋放的化合物可對水可膨脹但水不可溶的聚合物起作用，使其變?yōu)橐环N超吸收性聚合物。
由吸收性結(jié)構(gòu)形成的SAP宜具有吸收液體的能力，這里稱為凝膠容量。確定凝膠容量的方法將在下面給出。作為一般規(guī)則，希望本發(fā)明的SAP在負(fù)荷約為0.01psi(磅/英寸2)下，凝膠容量值至少約為10，更希望至少約為20，更希望至少約為25，最希望至少約為35，甚至達(dá)到200克/克。凝膠容量宜在30-45范圍內(nèi)。A.聚合物與為吸收性組合物提供預(yù)期量的吸收液體的容量的有效性相關(guān)的水可膨脹但水不可溶的聚合物的一個(gè)特性是其分子量。一般說來，較高分子量的水可膨脹但水不可溶的聚合物與較低分子量的水可膨脹但水不可溶的聚合物相比，將顯示出較高的吸收液體的容量。
在吸收性組合物有用的水可膨脹但水不可溶的聚合物通常具有各種各樣的分子量。具有較高分子量的水可膨脹但水不可溶的聚合物常常有利于在本發(fā)明中采用。但是，具有寬范圍分子量的聚合物也適于在本發(fā)明中采用。適合在本發(fā)明中采用的水可膨脹但水不可溶的聚合物的平均分子量宜大于100000，有利的是大于200000，較有利大于500000，更有利大于1000000，并達(dá)10000000。確定聚合物分子量的方法在技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是熟知的。
有時(shí)，聚合物分子量更方便是以其1重量％水溶液在25℃下的粘度來表示。適于本發(fā)明采用的聚合物在1重量％水溶液中在25℃下的粘度宜約為100厘泊(100mPa.s)-80000厘泊(80000mPa.s)，較宜為約500厘泊(500mPa.s)-約80000厘泊(80000mPa.s)，最宜為1000厘泊(1000mPa.s)-80000厘泊(80000mPa.s)。
適宜在吸收性組合物中使用的水可膨脹但水不可溶的聚合物一般是交聯(lián)的。交聯(lián)的量通常應(yīng)高于足以使聚合物成為水不可溶的最低量，但同樣低于某一最大量，以便使聚合物成為足夠水可膨脹的，致使水可膨脹但水不可溶的聚合物能吸收預(yù)期量的液體。
聚合物的交聯(lián)通常藉助于兩種不同類型的交聯(lián)劑的任一種。第一種類型的交聯(lián)劑是可聚合的交聯(lián)劑。適宜的可聚合交聯(lián)劑通常對制備聚合物所采用的一種單體或多種單體是反應(yīng)性的，因而通常含有至少兩個(gè)能與單體反應(yīng)的官能團(tuán)。適宜的可聚合交聯(lián)劑的例子包括烯屬不飽和單體，如自由基聚合所用的N，N′-亞甲雙丙烯酰胺和縮聚所用的多胺或多元醇。
第二種類型的交聯(lián)劑是一種潛交聯(lián)劑。潛交聯(lián)劑通常不參加總的聚合過程，但是在提供合適的交聯(lián)條件的晚期，對聚合物呈反應(yīng)性。適宜的后處理?xiàng)l件包括利用熱處理，例如高于約60℃、暴露在紫外光下、暴露在微波下、蒸汽或高溫處理、高壓處理、或用有機(jī)溶劑處理。
適于本發(fā)明采用的潛交聯(lián)劑通常是水可溶的。一種適宜的潛交聯(lián)劑是一種有機(jī)化合物，它具有至少兩個(gè)官能團(tuán)或能與聚合物的任何羧基、羧酸基、氨基或羥基反應(yīng)的官能度。適宜的潛交聯(lián)劑的例子包括，但不限于聯(lián)氨、多胺、二醇、多醇、多元羧酸，和多氧化物。另一種適宜的潛交聯(lián)劑包括正電荷大于2的金屬離子，諸如Al3+、Fe3+、Ce3+、Ce4+、Ti4+、Zr4+、和Cr3+。
如果聚合物是陽離子聚合物，適宜的交聯(lián)劑是聚陰離子物質(zhì)，諸如，聚丙烯酸鈉、羧甲基纖維素、或多磷酸鹽。
在吸收性組合物中有用的水可膨脹但水不可溶的聚合物是酸性的或是堿性的。一般說來，弱酸性的水可膨脹但水不可溶的聚合物將提供較慢的超吸收劑，而強(qiáng)酸性聚合物將提供具有快速作用的超吸收劑。因此，可部分依據(jù)所形成的超吸收性聚合物所需的吸收速度進(jìn)行選擇。
適宜的酸性水可膨脹但水不可溶的聚合物將含能作為酸起作用的官能團(tuán)。這些官能團(tuán)包括，但不限于羧基、硫酸根、亞硫酸根、和磷酸根。官能團(tuán)宜是羧基。一般說來，官能團(tuán)附著在交聯(lián)的原料聚合物上。適宜的原料聚合物包括聚丙烯酰胺、聚乙烯基醇、乙烯-馬來酐共聚物、聚乙烯基醚、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基嗎啉、和它們的共聚物。天然多糖聚合物亦可采用，包括羧甲基纖維素、羧甲基淀粉、羥丙基纖維素、藻酸銨、藻酸鹽、角叉菜聚糖、丙烯酸接枝淀粉、丙烯酸接枝纖維素、和它們的共聚物。合成的多肽同樣可以采用如聚天冬酸和聚谷氨酸。上述的共聚物和混合物亦可采用。
酸性水可膨脹但水不可溶的聚合物通常需要處于其游離酸形式。一般說來，希望酸性的、水可膨脹但水不可溶的聚合物的呈游離酸形式的酸官能團(tuán)宜至少約50摩爾％，更宜至少約70摩爾％，合適為至少約80摩爾％，更合適至少約90摩爾％，最合適基本上100摩爾％。另外，如果用本發(fā)明的吸收性組合物中，則酸性的、水可膨脹但水不可溶的聚合物應(yīng)基本上未被中和的。一般說來，希望酸性的、水可膨脹但水不可溶的聚合物的酸性官能團(tuán)的中和度宜小于約50摩爾％，更宜小于約30摩爾％，合適為小于約20摩爾％，更合適為小于約10摩爾％，最合適為基本上為約0摩爾％。
對本發(fā)明所需的酸性水可膨脹但水不可溶的聚合物為聚丙烯酸、乙烯-馬來酐共聚物、丙烯酸接枝淀粉、丙烯酸接枝纖維素、羧甲基纖維素、和聚丙烯酰胺甲基丙烷磺酸。最希望采用的酸性水可膨脹但水不可溶的聚合物包括聚丙烯酸、聚丙烯酰胺甲基丙烷磺酸和丙烯酸接枝淀粉。
在本發(fā)明所需制備慢性超吸收劑的一個(gè)實(shí)施方案中，在吸收性組合物中采用的酸性的水可膨脹但水不可溶的聚合物將是弱酸性的。這些聚合物的pKa宜在約2-12之間更宜在約2-10之間，最宜為約3-6之間。有時(shí)測定用于制備聚合物的一種單體或多種單體的pH更為方便。雖然一種單體或多種單體和由這些單體制成的聚合物的pH可能不等同，但這些pH值應(yīng)是基本相似的。因此，在吸收性組合物中有用的酸性的、水可膨脹但水不可溶的聚合物將由pKa為約2-12，更宜為約2-10，最宜為約3-6的單體制備。如果聚合物由兩種或多種單體制備，則所采用的每種單體的pKa應(yīng)宜在約2-12之間，更宜為約2-10，最宜為約3-6，但是，非主要量的pKa小于2或大于12的單位也可以采用，只要這些單體不會對該水可膨脹但水不可溶的聚合物的預(yù)期性質(zhì)有負(fù)面影響。
酸的pKa表示酸的離解程度，換言之，即酸的強(qiáng)度，在此擬在一定條件下，例如在水可膨脹但水不可溶的聚合物應(yīng)用的具體溫度下測定。pKa宜在大約25℃下測定。通常，酸愈弱，pKa值愈高。多種酸在不同溫度下的pKa是眾所周知的，并可在多種參考文獻(xiàn)中找到，例如CRC Handbook of Chemistry&Physics(CRC化學(xué)和物理手冊)，75版，由David R.Lide編，CRC出版社(1994)。
適宜的堿性的水可膨脹但水不可溶的聚合物將包含能作為堿起作用的官能團(tuán)。這類官能團(tuán)包括，但不限于伯、仲或叔胺基、亞胺基、酰亞氨基和酰氨基。官能團(tuán)宜是氨基。一般說來，官能團(tuán)附著在交聯(lián)的原料聚合物上。適宜的原料聚合物包括多胺、聚乙烯亞胺、聚丙烯酰胺、聚二烯丙基二甲基氫氧化銨、和聚季銨。天然的多糖聚合物亦可采用，并包括甲殼質(zhì)和脫乙酰殼多糖。合成的多肽亦可采用如聚天冬酰胺、聚谷酰胺、多熔素、和聚精氨酸。上述物質(zhì)的混合物和共聚物亦可采用。
堿性的水可膨脹但水不可溶的聚合物通常需要處于其游離堿形式。一般說來，希望堿性的水可膨脹但水不可溶的聚合物的呈游離堿形式的官能團(tuán)宜至少為約50摩爾％，更宜至少約70摩爾％，合適為至少約80摩爾％，更合適為至少約90摩爾％，最合適基本為約100摩爾％。換言之，堿性的水可膨脹但水不可溶的聚合物用于本發(fā)明的吸收性組合物時(shí)應(yīng)該不是基本上被中和的。一般說來，希望堿性的水可膨脹但水不可溶的聚合物的堿性官能團(tuán)的中和程度宜小于約50摩爾％，更宜小于約30摩爾％，合適為小于約20摩爾％，更合適為小于約10摩爾％，最合適為基本上約0摩爾％。
本發(fā)明采用的所需的堿性的水可膨脹但水不可溶的聚合物包括脫乙酰殼多糖、季銨、聚乙烯胺、聚乙烯亞胺、和聚二烷基氨甲基丙烯酰胺。本發(fā)明最希望采用的堿性的水可膨脹但水不可溶的聚合物包括季銨、聚乙烯基胺、和聚乙烯亞胺。
在本發(fā)明希望制備慢性超吸收劑的一個(gè)實(shí)施方案中，該堿性的水可膨脹但水不可溶的聚合物為弱堿性的。這類聚合物的pKb宜在約2-12之間，更宜在約2-10之間，合適為約3-6之間。有時(shí)測定用于制備聚合物的一種單體或多個(gè)單體的pH可能更為方便。雖然，一種單體或多種單體和從這些單體制備的聚合物的pH可能不等同，但是這些pH值應(yīng)基本相似。由此，在吸收性組合物中有用的堿性的水可膨脹但水不可溶的聚合物將由pKb宜在約2-12之間，更宜在約2-10之間，合適為約3-6之間的單體制備。如果聚合物由兩種或多種單體制備，所用的每種單體的pKb應(yīng)宜在約2-12之間，更宜在約2-10之間，合適在約3-6之間，但非大量的、pKb小于約2或大于約12的單體也可采用，只要這些單體對該水可膨脹但水不可溶的聚合物的所需特性不產(chǎn)生負(fù)面影響。
堿的PKb值表示堿的離解程度，或換言之是堿的強(qiáng)度，它在這里試圖在一定條件下測定，例如在該水可膨脹但水不可溶的聚合物應(yīng)用的具體溫度下測定。pKb宜在25℃測定。一般說來，堿愈弱，pKb值愈高。在不同溫度下的堿的pKb值是眾所周知的，并可在多種文獻(xiàn)中找到，例如CRC Handbook of Chemistry&Physics75版，由DavidR.Lide編，CRC出版社(1994)。
酸性或堿性的水可膨脹但水不可溶的聚合物通?？梢圆煌问接糜谖招越M合物中。酸性或堿性的水可膨脹但水不可溶的聚合可采用的形式的例子包括顆粒、絮片、纖維、膜、和無紡結(jié)構(gòu)。如果吸收性結(jié)構(gòu)用于一次性吸收性制品中，通常希望，酸性或堿性的水可膨脹但水不可溶的聚合物處于離散的顆粒、纖維、或絮片的形式。如果處于顆粒形式，通常希望，顆粒的最大截面尺寸宜在約50微米-2000微米的范圍內(nèi)，合適為約100微米-1000微米的范圍，更合適為約300微米-600微米的范圍。B.纖維材料纖維材料宜為一種具有如纖維網(wǎng)絡(luò)的纖維基體，該纖維網(wǎng)絡(luò)通常是多根無序纖維的用粘合劑接合在一起。另外，纖維材料的形式可為細(xì)碎木漿絨毛的棉胎、織物層、水纏結(jié)的紙漿板、編織板、非編織板、絲來、或機(jī)械軟化的紙漿板。在一優(yōu)選實(shí)施方案中，該纖維材料類似于吸收性制品的其它情況下所用的纖維材料。
任何造紙纖維，正如前面所定義那樣，或其混合物皆可采用，它能保留活化劑并能釋放它，并且宜在一定時(shí)間內(nèi)以可控制的方法釋放。由于市售的可得性，尤宜采用軟木和硬木纖維。在一個(gè)實(shí)施方案中，纖維可以主要是硬木，例如至少50％硬木或約60％硬木或者大于或約80％硬木，或者基本上為100％硬木。對于高的不透明性和柔軟性而言，宜采用較高的硬木含量，對于強(qiáng)度而言，則宜采用較高的軟木含量。在另一實(shí)施方案中，纖維可以主要是軟木，例如至少50％軟木或大于或約60％軟木，或大于或約80％軟木或基本上為100％軟木。
纖維材料可由單層或多層組成。在多層的情況下，各層一般處于并置或表面對表面的關(guān)系，并且全部或部分層可與相鄰的層粘接。纖維材料還可由多個(gè)單獨(dú)的纖維網(wǎng)組成，其中各個(gè)纖維網(wǎng)可由單層或多層組成。
為了達(dá)到良好的柔軟性和不透明性，纖維組分宜主要為硬木。為得好強(qiáng)度，組分主要是軟木。強(qiáng)度和柔軟性兩者常常通過織物層達(dá)到，例如由成層的網(wǎng)前箱生產(chǎn)的，其中由網(wǎng)前箱送來的至少一層含軟纖維，而另一層則含硬纖維或其它纖維類型?？刹捎脤I(yè)領(lǐng)域中任一已知方法制造的成層的織物結(jié)構(gòu)屬于本發(fā)明的范圍，包括Edwards等在U.S.Patent No.5,494,554中所公開的成層結(jié)構(gòu)。
纖維材料含有活化劑，并且能以可控方式釋放活化劑?？煽胤绞较抵冈谝欢〞r(shí)間內(nèi)以幾乎恒定的速度釋放。纖維材料宜在與激活劑接觸時(shí)釋放活化劑，激活劑通常是擬被超吸收劑吸收的危害性液體。活化劑可以多種方式滯留在纖維材料上。例如，活化劑可通過水不穩(wěn)定鍵例如離子鍵滯留或水可水解的共價(jià)鍵滯留?；罨瘎┩瑯涌赏ㄟ^物理方式滯留，例如包封或物理截留。
活化劑從纖維材料的釋放速率由幾種因素控制。一種因素是活化劑的濃度和活化劑的性質(zhì)如其分子量、電荷和溶解度。另一種因素是活化劑與纖維之間的鍵或相互作用的類型和強(qiáng)度。例如纖維材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部載帶的活化劑似乎比基體表面載帶的活化劑釋放慢。C.活化劑如果水可膨脹但水不可溶的聚合物是酸性的，則活化劑將是堿性的。換言之，如果水可膨脹但水不可溶的聚合物是堿性的，則活化劑將呈酸性的。堿性活化劑的實(shí)例是碳酸鹽或酸式碳酸鹽如碳酸氫鈉和碳酸鈉、多胺、聚亞胺、聚酰胺、聚季銨、甲殼質(zhì)、脫乙酰殼多糖、聚天冬酰胺、多熔素、聚精氨酸、脂族胺、芳族胺、亞胺、酰胺、金屬氧化物、氫氧化物如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、鹽類、銨、和它們的混合物和共聚物。堿性活化劑宜為碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、和碳酸氫鉀。
酸性活化劑的實(shí)例是聚丙烯酸、聚馬來酸、羧甲基纖維素、藻酸、聚天冬氨酸、檸檬酸、谷氨酸、天冬氨酸、無機(jī)酸、鹽類、異己糖酸、酒石酸、草酸、丙二酸、葡糖醛酸和它們的混合物和共聚物。酸性活化劑宜是檸檬酸、谷氨酸、天冬氨酸、氯化銨、和氯化鈣。
纖維材料中所含的活化劑約為5-10重量％，優(yōu)選10-15重量％，最優(yōu)選20-40重量％。
吸收性結(jié)構(gòu)中的活化劑和聚合物的酸-堿比約為1∶5-5∶1，宜約為1∶2-2∶1，最宜的酸堿比大約為1∶1。
如果活化劑是堿性的，則纖維材料的pH約在7.5-14范圍內(nèi)，宜約7.5-9.0。如果活化劑是酸性的，則纖維材料的pH在約0-6.5范圍內(nèi)，宜約4-6.5。D.緩沖劑還可包括緩沖劑，以便保持制品表面的pH?？捎玫木彌_劑包括天冬氨酸、抗壞血酸、氯醋酸、β-氯丁酸、順-肉桂酸、檸檬酸、富馬酸、谷氨酸、戊二酸、衣康酸、乳酸、蘋果酸、丙二酸、正-酞酸、丁二酸、α-酒石酸、和磷酸、α-氨基丙酸、尿囊素、半胱氨酸、胱氨酸、二甲基甘氨酸、組氨酸、甘氨酸、脫乙酰殼多糖，N-(2-乙酰氨基)-2-亞氨基二醋酸、三(羥甲基)氨基甲烷，可可堿、和酪氨酸。
雖然本發(fā)明的吸收性組合物的基本組分已在上面敘述，但吸收性組合物不限于此，它可包括其它的對具有預(yù)期吸收特性的吸收性組合物無負(fù)面影響的組分?？勺鞲郊咏M分的典型材料包括，但不限于顏料、抗氧化劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑、蠟、流動(dòng)助劑、固體溶劑、顆粒物、以及為提高吸收性組合物可加工性的物質(zhì)。II.吸收性結(jié)構(gòu)的制備方法水可膨脹但水不可溶的聚合物有市售或者可用專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域熟知的方法制備。纖維材料同樣可用專業(yè)領(lǐng)域已知的方法制備。活化劑可在纖維材料成型過程中或之后加入纖維材料中或加到纖維材料上。本發(fā)明采用的纖維材料可籍助氣流成網(wǎng)方法或濕法成網(wǎng)方法或者其它任一種專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)已知的纖維材料成型方法制備。
一般說來，將活化劑加入或加到纖維材料中的方法包括將活化劑可逆地粘合到材料上、將活化劑可逆地包封進(jìn)材料、或?qū)⒒罨瘎┛赡娴匚锢聿都诶w維材料上。因此，活化劑和纖維材料之間的相互作用可以是離子相互作用、不穩(wěn)定的共價(jià)相互作用、或物理相互作用。亦可采用這些方法和相互作用的組合。
在一個(gè)實(shí)施方案中，方法包括將纖維材料分散進(jìn)液相中，該液相包括至少一種能松散纖維材料的超分子結(jié)構(gòu)的組分，諸如氫氧化鈉或氫氧化鉀。此組分可被纖維材料滯留或可被洗脫。然后將活化劑或能形成活化劑的化合物添加到分散體中?；罨瘎┗蚧衔镆四苋苡谝合?。然后將液相去除，致使纖維素纖維將活化劑包封或滯留在其超分子結(jié)構(gòu)內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，含活化劑的纖維材料是采用絲光化的纖維素纖維材料制備?？刹捎枚喾N絲光化方法中之一，希望采用的一種方法是Sun等在U.S.Patent No.5,858,021中公開的方法。該方法包括制備纖維素纖維和水的第一混合物，其稠度宜在27-100重量％，更宜在40-80重量％。向第一混合物中加入堿金屬氫氧化物以得到第二混合物。該堿金屬氫氧化物宜為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、或其混合物。堿金屬氫氧化物的添加量按堿金屬氫氧化物和水在混合物中的總重量計(jì)宜為第二混合物的5-55重量％，更宜為13-50重量％。使第二混合物勻質(zhì)化，宜在加熱至60℃-80℃下進(jìn)行以有效地使纖維絲光化。
然后對絲光化的纖維材料快速漂洗，但不像標(biāo)準(zhǔn)程序那樣在絲光化后進(jìn)行洗滌。使纖維暴露在二氧化碳中，形成碳酸氫鈉和碳酸鈉的混合物，并嵌入纖維壁內(nèi)，即腔中，有限量將滯留在纖維表面。這種方法在制備纖維和吸收性材料方面的優(yōu)點(diǎn)在于，纖維不必像絲光化方法通常所作那樣在NaOH處理后經(jīng)洗滌。
吸收性結(jié)構(gòu)可按無活化劑處理的纖維材料的吸收性結(jié)構(gòu)相同的方式制備。III.應(yīng)用吸收性結(jié)構(gòu)的方法本發(fā)明的吸收性結(jié)構(gòu)適用于一次性的吸收性制品，如個(gè)人護(hù)理制品，諸如尿布、運(yùn)動(dòng)褲、嬰兒擦巾、婦女護(hù)理用品、成人失禁制品；和醫(yī)藥制品，諸如傷口覆蓋層、外科帽、和懸掛布。如果本發(fā)明的吸收性結(jié)構(gòu)擬用于一次性的吸收性制品，通常希望所得到的超吸收性組合物一般具有中性的或微酸性的性質(zhì)。對于這種具體用途，通常希望酸性或堿性的水可膨脹但水不可溶的聚合物對堿性或酸性的活化劑的摩爾比約為1∶1。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，提供一種一次性的吸收性制品，它包括能透過液體的上片，附著于上片的背片和置于上片和背片之間的本發(fā)明的吸收性結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的一次性的吸收性制品，一般在使用過程經(jīng)受到體液的多次損害。因此，一次性的吸收性制品宜能在使用過程中定量吸收吸收性制品和結(jié)構(gòu)將暴露在其中的多次有害的體液。一般，損害是以時(shí)間間隔相互分開的。
本專業(yè)技術(shù)人員知道適用于作上片和背片的材料。適宜作上片材料的實(shí)例是能滲透過液體的材料，例如紡粘的聚丙烯或聚乙烯，其基重約為15-25g/m2。適宜作背片材料的實(shí)例是不透水的材料，例如聚烯烴膜，以及可透氣的材料，例如微孔聚烯烴膜。
本發(fā)明的吸收性結(jié)構(gòu)的存在量應(yīng)對形成超吸收性組合物是有效的，該組合物能足以吸收預(yù)期量的液體。
本發(fā)明將再用下列實(shí)施例說明，這些實(shí)施例并不限制本發(fā)明的范圍。相反，應(yīng)該明白，可采取許多其它實(shí)施方案、修改、和其等效方法，在專業(yè)人員在閱讀這里的敘述后，可在不偏離本發(fā)明的精神下作作建議。
實(shí)施例凝膠容量的試驗(yàn)方法零負(fù)荷下的液泛吸收性(FAUZL)試驗(yàn)方法被用來確定凝膠容量。此方法是測定具體超吸收性聚合物(SAP)的鹽水吸收速率。該試驗(yàn)測定0.160g超吸收性聚合物(或從干的或從預(yù)飽合的聚合物開始)在一定時(shí)間內(nèi)吸收鹽水的量，其條件是其面積為5.07cm2以及標(biāo)稱壓力為0.01psi(0.069KPa)。
在此試驗(yàn)中，將一定量的SAP放入1英寸內(nèi)徑的塑料圓柱體中，圓柱體底部固定有100目的不銹鋼篩，操作員應(yīng)避免使SAP與圓柱體側(cè)邊接觸，因?yàn)轭w粒物可能附著，并且操作員應(yīng)輕輕拍打圓柱體，直到顆粒物均勻分布到篩上。
將直徑為0.995英寸(25.27mm)的4.4g的塑料活塞盤插入圓柱體。稱量圓柱體組合體。此重量是“圓柱體組合體的干重”。
鹽水盤容器(內(nèi)徑2.125英寸(53.98mm)，內(nèi)深0.5英寸(12.70mm))內(nèi)充以20g的血庫鹽水(0.9％NaCl溶液)和一定量的處理過的紙漿，保持一段設(shè)定的時(shí)間。
將圓柱體組合體放入鹽水盤。經(jīng)過設(shè)定的時(shí)間后，將圓柱體從鹽水中取出，使圓柱體在10層Hi-Dri Double Roll商標(biāo)的紙中上吸干。吸干過程繼續(xù)，其方式是將圓柱體移至干有紙巾的區(qū)域(約5秒)，直至紙巾上無可見的流體痕跡為止。
將圓柱體組合體再次稱量，此重量為“圓柱體組合體的濕重”。圓柱體組合體的濕重和圓柱體組合體的干重之間的差是吸收性材料吸收的流體的總量，并用來計(jì)算凝膠容量。該凝膠容量是被吸收液體的克數(shù)除以凝膠的克數(shù)。實(shí)施例1丙烯酸吸收劑和碳酸鈉活化劑聚丙烯酸(PAA)凝膠的制備將27克丙烯酸、0.05克過硫酸鉀(K2S2O8)和0.108克N，N′-亞甲雙丙烯酰胺(全部皆由Aldrich化學(xué)公司購得)加入到在500ml燒瓶中的179克蒸餾水中，并在室溫下混合以形成完全溶解的溶液。然后將燒瓶浸入60℃的水浴中至少3小時(shí)并連續(xù)振蕩。所得PAA凝膠經(jīng)切碎并在通風(fēng)爐中于80℃下干燥10小時(shí)。完全干燥的聚合物用Warring出售的研磨機(jī)(34BL97型)磨成顆粒物，并篩分成300-600μm粒度的顆粒。用活化劑處理紙漿600克經(jīng)爐干燥的CR-54，即由U.S.Alliance Coosa Pines公司，Alabama制造的完全漂白的南松木牛皮紙漿(1714g，35％固體)和886ml水混合，形成一種紙漿。將溶解在400ml水中的480g NaOH加入紙漿中，將混合物在室溫下混合20分鐘?；旌现笥谜婵杖コ^量液體，該混合物再用另外的1000ml水重新稀釋。然后再脫水。紙漿經(jīng)搗碎(切碎)并放入大的塑料桶中。將二氧化碳經(jīng)聚乙烯管通入桶中，同時(shí)從底攪拌紙漿，使紙漿最大程度暴露在空氣中。攪拌2小時(shí)后，將桶密封再平衡60小時(shí)。pH為7-8。人工攪動(dòng)紙漿并在105℃的爐中干燥過夜，產(chǎn)出1110g(185％)。鈉含量分析測定處理過的CR-54酸式碳酸鹽紙漿中的鈉含量約為16.46重量％。此物料分成三份，經(jīng)灰化、用硫酸處理并加熱至850℃使元素鈉轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，并除去額外的含碳物質(zhì)。存在的鈉通過形成的硫酸鈉重量計(jì)算。存在的鈉含量為16.5％，此值換算成36％的呈碳酸鹽/酸式碳酸鹽的形式的鈉。由于Na2CO3含43.4％的鈉和NaHCO3含27.4％的鈉，部分鈉以Na2CO3的形式存在，部分以NaHCO3的形式存在。凝膠容量按上述制備的，并與處理過的纖維相組合的PAA的凝膠容量用零負(fù)荷下的液泛吸收性(FAUZL)試驗(yàn)方法測定。曾用0.300±0.002g聚丙烯酸(PAA)。浸入不同量的以NaHCO3處理過的紙漿，并與20g鹽水混合攪拌，溶液的pH值用增量為0.5的pH試紙測量。將含PAA的圓柱體放入紙漿溶液。60分鐘之后測定所形成的SAP的凝膠容量。從溶液取出SAP之后再次測量溶液的pH值。結(jié)果列于表1。
表1凝膠容量PAA(g) 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30處理過的紙漿(g) 00.30 0.60 1.50 3.0紙漿溶液的pH 5.5 11 12 12 12凝膠(g) 2.54 11.2814.2312.3410.06凝膠容量(g/g)7.5 36.6 45.3 42.1 32.5凝膠溶液的pH 4.5 11 11 11 11曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，紙漿在中和PAA時(shí)是很有效的。最終的凝膠容量在32g/g-45g/g，這個(gè)值是很令人滿意的。實(shí)施例2用不同的NaOH的加入量處理纖維材料將1800克在爐中干燥的完全漂白的南方軟木(CR54)制漿、攪拌以分散，然后脫水至44％的稠度。為了制備三種碳酸氫鈉/碳酸鈉加入量的纖維，向各單個(gè)混合器中的紙漿分別加入960克、1920克和2880克50％(重量/重量)NaOH溶液。水的加入使各混合器中的總水量達(dá)到900克(或者紙漿稠度約為16.7％)。組合物在室溫(23℃)下混合物20分鐘。混合之后，紙漿轉(zhuǎn)入離心機(jī)并進(jìn)行小心的洗滌。然后漿液經(jīng)脫水至約為34％的稠度，再搗碎成絨毛狀。將紙漿放入混合器，在大氣壓下和二氧化碳的存在下轉(zhuǎn)動(dòng)處理24小時(shí)。曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，紙漿溶液各個(gè)樣品的pH值為8.2-8.5。然后纖維經(jīng)纖維化。為了測定纖維中的碳酸氫鈉含量，樣品經(jīng)軌道式振蕩15分鐘用蒸餾水萃取3次。該纖維通過古氏坩堝內(nèi)的玻璃纖維過濾器過濾。取1份萃取液用氫氯酸滴定。
按上述方式制備的、與本實(shí)施例處理過的纖維混合過的聚丙烯酸(PAA)的凝膠容量用上述的零負(fù)荷下液泛吸收性(FAUZL)試驗(yàn)方法測定。曾經(jīng)用0.160±0.002克PAA。內(nèi)含1克NaHCO3的以不同的碳酸氫鈉重量百分比處理過的紙漿與20g鹽水(0.9％NaCl)攪拌混合。紙漿在鹽水中攪拌約4分鐘后，將試驗(yàn)圓柱體放入紙漿溶液。檢測樣品中的NaHCO3，檢測結(jié)果列于表2。BC/(BC+紙漿)表示按上述萃取/滴定方法測定的處理過的纖維中的酸式碳酸鹽的含量。
表2凝膠容量
實(shí)施例3用不同的NaHCO3加入量處理纖維材料將1000g在爐中干燥的完全漂白南方軟木(CR54)制漿，混合以分散，然后脫水至30％稠度。為了制備三種碳酸氫鈉/碳酸鈉加入量的纖維，向各個(gè)混合器中的紙漿中分別添加170g、340g和1000g的NaHCO3。為了測定纖維中的碳酸氫鈉量，試通過15分鐘軌道式振蕩以蒸餾水萃取3次。纖維通過古氏坩堝內(nèi)的玻璃纖維過濾器過濾取1份萃取液用氫氯酸滴定。從試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出NaHCO3含量。
按上述方式制備的、與本例處理的纖維組合的聚丙烯酸(PAA)的凝膠容量按上述的零負(fù)荷液泛吸收性(FAUZL)試驗(yàn)方法測定。曾用0.160±0.002克PAA。1克處理過的纖維與20克鹽水(0.9％NaCl)攪拌。當(dāng)紙漿在鹽水中攪拌4分鐘之后，將試驗(yàn)圓柱體放入紙漿溶液。試驗(yàn)結(jié)果列于表3。
表3凝膠容量
上面的敘述的目的是說明而不是限制。在閱讀上面的敘述時(shí)專業(yè)人員將了解多種實(shí)施方案。因此，本發(fā)明的范圍不是參照上面的敘述確定，而是參照附錄的權(quán)利要求以及這些權(quán)利要求所界定的等效要求的全部范圍確定。與本文相關(guān)的所有文章和參考文獻(xiàn)，包括專利，專利申請和出版物皆引此為參考。
權(quán)利要求
1.一種吸收性結(jié)構(gòu)，包括水可膨脹但水不可溶的聚合物；和其中含有活化劑的纖維材料，其中纖維材料在激活劑的作用下釋放活化劑，該活化劑使聚合物成為一種超吸收性聚合物。
2.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中超吸收性聚合物是一種慢性超吸收性聚合物。
3.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中激活劑是一種擬被超吸收性吸收的液體。
4.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中纖維材料以可控的方式釋放活化劑。
5.權(quán)利要求4的吸收性結(jié)構(gòu)，其中纖維材料釋放活化劑的速率通過一種或幾種因素控制，該因素選自活化劑濃度、活化劑的性質(zhì)、活化劑和纖維材料之間的相互作用類型、和活化劑與纖維材料之間相互作用的強(qiáng)度。
6.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中水可膨脹但水不可溶的聚合物選自聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、乙烯馬來酸酐共聚物、聚乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基嗎啉、羧甲基纖維素、羧甲基淀粉、羥丙基纖維素、藻酸銨、藻酸鹽、角叉菜聚糖、丙烯酸接枝淀粉、丙烯酸接枝纖維素、聚天冬氨酸、聚谷氨酸、多胺、聚乙烯亞胺、聚丙烯酰胺、聚己二烯二甲基氫氧化銨、聚季銨、甲殼質(zhì)、脫乙酰殼多糖、聚天冬酰胺、聚谷酰胺、聚賴氨酸、聚精氨酸、以及其混合物和共聚物。
7.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中活化劑選自碳酸鈉、碳酸氫鈉、多胺、聚亞胺、聚酰胺、聚季銨、甲殼質(zhì)、脫乙酰殼多糖、聚天冬酰胺、聚賴氨酸、聚精氨酸、脂族胺、芳族胺、亞胺、酰胺、金屬氧化物、氫氧化物、鹽類、氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、聚丙烯酸、聚馬來酸、羧甲基纖維素、藻酸、聚天冬氨酸、聚谷氨酸、檸檬酸、谷氨酸、天冬氨酸、無機(jī)酸、鹽類、異己糖酸、酒石酸、草酸、丙二酸、葡糖酸、以及其混合物和共聚物。
8.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中水可膨脹但水不可溶的聚合物是酸性的，活化劑是堿性的。
9.權(quán)利要求8的吸收性結(jié)構(gòu)，其中酸性的水可膨脹但水不可溶的聚合物的pKa為2-12。
10.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中水可膨脹但水不可溶的聚合物是堿性的，活化劑是酸性的。
11.權(quán)利要求10的吸收性結(jié)構(gòu)，其中堿性水可膨脹但水不可溶的聚合物的PKb為2-12。
12.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中水可膨脹但水不可溶的聚合物包括聚丙烯酸，并且活化劑選自碳酸氫鈉、碳酸鈉及其混合物。
13.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中水可膨脹但水不可溶的聚合物包括脫乙酰殼多糖和季銨。
14.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中纖維材料包括纖維素。
15.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中纖維材料的形式選自纖維網(wǎng)絡(luò)、細(xì)碎木漿絨毛的棉胎、織物層、水纏結(jié)的紙漿板、編織板、非編織板、絲束、和機(jī)械軟化的紙漿板。
16.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中纖維材料中所含的活化劑約為5-80重量％。
17.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中纖維材料中所含的活化劑約為10-15重量％。
18.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中纖維材料中所含的活化劑約為20-40重量％。
19.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中活化劑通過選自離子鍵、水不穩(wěn)定的共價(jià)鍵、包封、和物理捕獲的相互作用滯留在纖維材料上。
20.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中在吸收劑結(jié)構(gòu)中的活化劑和聚合物的酸對堿的比約為1∶5-5∶1。
21.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中在吸收劑結(jié)構(gòu)中的活化劑和聚合物的酸對堿比約為1∶1。
22.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中凝膠容量約為30-60g/g。
23.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中凝膠容量至少約為10g/g。
24.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中凝膠容量至少約為25g/g。
25.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中凝膠容量至少約為35g/g。
26.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中活化劑是堿性的，纖維材料的pH約為7.5-9.0。
27.權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)，其中活化劑是酸性的，纖維材料的pH約為4-6.5。
28.一種一次性的吸收性制品，該制品包括權(quán)利要求1的吸收性結(jié)構(gòu)。
29.權(quán)利要求28的制品，它包括滲透液體的上片、附在上片上的背片、和置于上片和背片之間的吸收性結(jié)構(gòu)。
30.權(quán)利要求28的吸收性制品，其中水可膨脹但水不可溶的聚合物是聚丙烯酸，活化劑選自碳酸氫鈉、碳酸鈉、及其混合物。
31.權(quán)利要求28的吸收性制品，其中纖維材料包括纖維素。
32.一種在與活化液體接觸時(shí)就地形成超吸收性聚合物的方法，它包括制備含活化劑的纖維材料，該纖維材料與活化液體接觸時(shí)釋放活化劑；制備水可膨脹但水不可溶的聚合物，該聚合物在與活化劑接觸時(shí)形成超吸收劑；使活化液體與纖維材料接觸，以使活化劑釋放，同時(shí)活化劑使水可膨脹但水不可溶的聚合物形成超吸收劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及就地形成超吸收性聚合物的吸收性結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括吸收性材料和含活化劑的纖維材料。該纖維材料在受到激活劑的作用時(shí)釋放活化劑，該活化劑使該聚合物變成超吸收性聚合物。該吸收劑組分宜為水可膨脹但水不可溶的聚合物。該吸收性結(jié)構(gòu)就地形成超吸收性組合物。本發(fā)明提出多種制備含活化劑纖維材料的方法。
文檔編號A61L15/28GK1450918SQ00819184
公開日2003年10月22日 申請日期2000年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月28日
發(fā)明者J·渡特基維滋, 孫桐, W·龍斯基, 李湧, 秦建, 章小民 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司