專利名稱：：高效超吸水劑和具有吸水劑的吸水裝置的制作方法本申請是美國專利申請No.08/283,559(申請日1994年8月1日)的部分繼續(xù)申請，本申請以該在先申請為依據(jù)并在此將其引作參考。技術背景本發(fā)明涉及吸水顆粒及這些顆粒在吸水物品如一次性尿布和衛(wèi)生墊中的應用。吸水物品在設計上一般具有至少三個明顯的層(1)可透過液體的外襯，由通常被稱為無紡布的粘合織物或多孔膜組成；(2)吸水芯層，往往占物品總厚度的高達90％的，具有主要是親水性纖維如通常被稱為“絨毛”的漿粕纖維的松散墊子；(3)阻水外膜，通常為聚烯烴，厚約0.5～1.5密耳。通過外襯的流體被漿粕纖維分配并被保持在漿粕織物的縫隙內。漿粕成分的增加一般會導致這些裝置的吸水容量的增加。由于漿粕成本相對較低，吸水物品通常被設計成具有厚的膨體芯，以使吸水物品具有高容量。這種膨體固有的缺陷是舒適感差，透過衣服的可見性，物品難以適應體形而導致物品出現(xiàn)非希望的偏移，甚至出現(xiàn)液體滲漏。重要的是，這些膨體物在銷售過程中以及最后的使用過程中需要寶貴的貯存空間?？晌諠{粕的至少3-4倍的水的超吸水聚合物(SAP)的開發(fā)導致成功地設計出更薄的產(chǎn)品，在這類產(chǎn)品中，大部分絨毛被SAP顆粒替代。盡管消費者已接受甚至更喜歡這些更薄的物品，但某些性能屬性尚不盡如人意，，有待于進一步完善。例如，在一次性尿布設計中，滲漏仍是最主要和最嚴重的缺陷。為解決這個問題而采用的一種方案是在產(chǎn)品中使用更多的SAP。在特薄尿布中，下述情況并不罕見每片使用多達6-15克SAP(占吸水芯層的高達60重量％)以在體積或厚度上有顯著減少并仍能提供所需性能。一般而言，SAP是含不溶于水的長鏈分子的聚合物，該聚合物具有低交聯(lián)度，可形成水凝膠網(wǎng)。在水或水溶液如體液的存在下，這些水凝膠網(wǎng)溶脹成松軟的有彈性的“膠狀”物質。當溶脹的液體為0.9％食鹽水、尿或人工尿時，這些聚合物可最終溶脹至它們原始重量的約25-40倍。另一方面，與之相比，漿粕纖維的溶脹系數(shù)為約7-10倍。SAP材料一般制成顆粒形式，然后在形成吸水芯層的過程中，可將它們與漿粕顆粒混合。因此，使用這種高吸水顆粒材料，可設計和生產(chǎn)成體積約為100％漿粕芯層的約1/2至1/3的吸水物品。減小體積正是許多美國專利(包括例如其全文均在此處被引作參考的美國專利No.4,950,264(Osborn)、No.4,467,012(Pederson)和No.4,217,901(Bradstreet))的課題。不幸的是，存在著與上述改進相關的缺陷。雖然SAP的吸水性約3倍于漿粕，但其成本約高4倍。因此，不少的努力被用于使超吸水劑的成本效益比率最小化或最優(yōu)化。這些努力是許多美國專利的課題。例如，在美國再公告專利No.32,649(Brandt)和美國專利No.5,061,259(Goldman等)中，討論了粒度、模數(shù)、中和度和殘余單體，上述二專利的全文均在此處被引作參考。而且，一些技術論文在美國化學學會1993年秋季會議中的關于超吸水聚合物的進展的研討會上進行了報道，并發(fā)表在ProceedingsoftheDivisionofPolymericMaterialsScienceandEngineering(Masuda，p.464；Nagorski，p.560)中，這些論文在此處被引作參考。在趨向薄尿布之前，對SAP的設計最初是為提高其吸水容量，其后則用增加交聯(lián)度來改善凝膠的穩(wěn)定性和在載荷下的吸水性。與趨向薄型結構，液體收集和分配的速度也成為重要的特性。因此，雖然SAP顆粒通常在暴露于液體約1小時后溶脹至最大限度，但現(xiàn)在認為，在最初的10至20分鐘內，其吸水率是至關重要的。已被確認的是，提高SAP的交聯(lián)密度，可提高其吸收速率，因為提高交聯(lián)密度所產(chǎn)生的凝膠強度的增加有助于在溶脹過程中保持顆粒的一致性，從而減少顆粒聚結。稱為“凝膠結塊”的后一現(xiàn)象的效果是將網(wǎng)中的空間堵塞，導致吸收率的下降。提高交聯(lián)度所產(chǎn)生的非希望的缺點是相應的流體容量的減小。在美國專利No.4,587,308(Makita)和No.4,507,438(Obayashi)(它們的全文均在此處被引作參考)中，發(fā)明者通過提高顆粒表面的交聯(lián)度來增加表面凝膠強度而不損害顆粒內的溶脹度。在美國專利No.3,932,322(Duchane)(其全文在此處被引作參考)中通過混入少量的極細的無機氧化物顆粒(該顆粒易于包覆SAP顆粒)，可減小顆粒凝結的傾向。由流體堵塞而引起的吸收率下降的問題在美國專利No.5,147,343(Kellenberger)(其全文在此處被引作參考)中也得到了論述，其中，超吸水劑的粒度被選為大于吸水劑芯的孔徑(即，至少約101微米)。該設計特征被申稱為可改善載荷下或用戶體重壓力下的吸水性。在美國專利No.5,180,622(Berg等)(其全文在此處被引作參考)中進一步給出了粒度重要性的教導。更具體地說，該專利揭示，顆粒表面積控制流體收集速率。由于小顆粒具有更好的表面積與質量的之比，理論上，相對小的顆粒(即，約50mm)的吸收率更高?；旧?，由于易于包起來，該粒度的顆粒易形成凝結的凝膠和流體的團塊，它們的“凝膠結塊”阻礙了流動。在Berg等的專利中，流體收集和凝膠凝結之間的平衡是通過采用將小顆粒化學連接成大的簇或附聚物的方法而解決的。由于表面與質量之比高，這些新顆粒與前體顆粒相比，具有明顯更高的溶脹率；然而，該長處由于加工成本增加而在一定程度上被抵銷。而且，業(yè)已知道，SAP的吸收流體量的效率隨著SAP量的增加而從例如約20重量％減少至約60重量％。另一種解決平衡問題的技術方案是僅僅大量使用大顆粒；其缺點是增加的SAP的體積會使制造商付出額外的支出。發(fā)明的概述由于超吸水劑聚合物的高成本和需要尋找有效的和改良的方法以利用它們的特性，人們需要一種與先前的組合物相比，具有重要改進和優(yōu)點的新型的顆粒形超吸水劑聚合物。當通過選擇吸水劑纖維如漿粕和一般為顆粒形式的超吸水劑聚合物來達到流體控制性能時，需要在成本和一次性吸水裝置(如一次性嬰兒尿布、衣服和為大小便失禁的成年者設計的、幫助控制流體的墊子以及女性用衛(wèi)生巾)性能上進行改進。尤其需要的是將超吸水劑聚合物與吸水劑纖維之比提高至超吸水劑占50％甚至60％(重量)的高水平，以提供薄的、小型的和低成本的裝置，該裝置穿戴舒適，可很有效地吸收流體并且在成本上是合理的。由于與漿粕相比，超吸水劑聚合物的成本較高，要成功地設計出可為終端用戶提供很高價值的吸水劑產(chǎn)品，必須最有效地使用所用的超吸水劑。因此，為獲得這些和其他優(yōu)點并與此處所具體化的和明確描述的本發(fā)明的目的一致，本發(fā)明涉及多種未凝聚的和分離的吸水劑顆粒，這些顆粒具有非膠體的防水的固體芯核和嚴密包覆固體芯核的能形成水凝膠的聚合物。本發(fā)明的另一部分是制備這些粒度為DAP的吸水劑顆粒的方法。在該方法中，將粒度為DCP的非膠體的防水的固體顆粒在表面活性劑的存在下，分別懸浮于水不溶混的溶劑中。將(可聚合成形成水凝膠的聚合物的)烯不飽和單體與引發(fā)劑一起懸浮于水不溶混的溶劑中。然后，聚合上述單體，以使非膠體的防水的固體顆粒各別地和基本上被形成水凝膠的聚合物所包覆(聚合物層厚度為T)，從而形成粒度為DAP的吸水劑顆粒。在該制備眾多吸水劑顆粒的方法中，DAP具有在約30-2000微米之間的值，DCP具有在約10-150微米之間的值，T具有在約10-995微米之間的值。本發(fā)明的另一部分是具有纖維和眾多本發(fā)明的吸水劑顆粒的吸水裝置。吸水裝置可以是例如一次性尿布、婦女用衛(wèi)生巾、成年尿失禁者使用的墊子、床墊、吸收來自食物的流體的墊子和繃帶。本發(fā)明還涉及制造本發(fā)明的吸水裝置的方法，在該方法中，將本發(fā)明的吸水劑顆粒互相分散(interdispersed)至包含纖維的吸水芯中。然后將該含吸水劑顆粒的吸水芯插入可滲透流體的外襯和不可滲透流體的背襯之間。接著用本領域公知的方法將外襯和背襯的邊緣封合在一起，以在吸水裝置的整個周圍形成防液體屏障。本發(fā)明的另一些方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分地進行說明，并從這些描述中部分地變得明顯，或可從本發(fā)明的實踐中知曉。本發(fā)明的目標和優(yōu)點可通過基本組成部分、聯(lián)合體、組合體和書面描述和所附的權利要求書中具體指出的方法以及附圖和照片加以實現(xiàn)和達到。為達到與此處具體化的和明確描述的目的一致的其他目標，本發(fā)明涉及包含親水和/或疏水纖維和多種超吸水劑聚合物顆粒的吸水裝置，其中，所述顆粒包含被形成水凝膠的聚合物基本包覆的、非膠體的、非吸水溶脹的固體芯核。本發(fā)明還涉及制備這些吸水劑顆粒的的方法，它包括在表面活性劑的存在下將非膠體的固體顆粒分別懸浮于不溶混于水的溶劑中，然后將可聚合成形成水凝膠的聚合物的烯不飽和單體和引發(fā)劑懸浮在不溶混于水的溶劑中的步驟。在該方法的下一步驟中將單體進行聚合以使非膠體的固體顆粒各別地和基本上被形成水凝膠的聚合物所包覆，從而形成吸水劑顆粒。在該聚合步驟后，將形成的吸水劑顆粒與溶劑分離并加以干燥。通過提供具有基本上被形成水凝膠的聚合物(該聚合物可容易地購得，其物理結構可提供較高的表面積與質量之比、較高的流體吸收率和高水平的凝膠穩(wěn)定性以及在載荷下的較高的吸水容量)包覆的非膠體防水固體芯核的吸水劑顆粒，從而在被用于尿布和其他吸水組合物、物品和裝置時，可提供改善的流體吸收效率。應該明白，上述一般描述和下述詳細描述均是舉例性的和說明性的，其目的在于對請求保護的本發(fā)明進行進一步的說明。說明書中的附圖和照片是為了幫助讀者更好地理解本發(fā)明，包括在本說明書中并組成其一部分，它們舉例說明本發(fā)明的各種實施方式并與描述部分一起解釋本發(fā)明的原理。圖面的簡單說明圖1是本發(fā)明的吸水芯的示意圖。圖2-4是顯示各溶劑區(qū)的本發(fā)明的吸水芯的示意圖。圖5和圖6是本發(fā)明的吸水劑顆粒的顯微照片。圖7是顯示各區(qū)的本發(fā)明的吸水裝置的示意圖。詳述現(xiàn)在詳細論述本發(fā)明并在附圖中舉例說明它們的各實施方式和實施例。就本發(fā)明的吸水劑顆粒而言，該顆粒包含基本上被形成水凝膠的聚合物包覆的非膠體的防水的固體芯核。非膠體的防水的固體芯核部分地起填料作用，以提供其最終被形成水凝膠的聚合物包覆的低成本的芯核。一般而言，用標準目篩測得的固體芯核的大小可在約10-1500微米之間，較好地在約25-1000微米之間，最好在約100-600微米之間。芯核可以是任何形狀如球形、橢圓形、多面體形、不規(guī)則形和非球形。本發(fā)明的吸水劑顆粒中的固體芯核與形成水凝膠的聚合物的重量之比至少為約1∶4，可高至約9∶1，最好在約2∶3至2∶1之間。一般地，固體芯核的各顆粒被個別地、分離地和完全地包含(即，包覆)在形成水凝膠的聚合物中。偶爾，二個或多個固體芯核顆粒被包含在單獨的分離的吸水劑顆粒中。在一些情況下，固體芯核可能未被完全包覆，但大多數(shù)情況下，而且最好，固體芯核的顆?；旧?，即若不是完全的話，至少芯核表面積的約80％，較好的為約90％，更好的為95％是被形成水凝膠的聚合物所包覆的。應該明白，為了本發(fā)明的目的而在此處使用的“防水”一詞是指非膠體的固體芯核不溶于水和水溶液，并不會在水和水溶液中溶脹(在低于約90°F的溫度)，但它可用水和水溶液濕潤。雖然無意將本發(fā)明限制于任何特殊的非膠體防水固體芯核材料，固體芯核材料可以是例如一種或多種任何選自下列組的物質，只要芯核能被形成水凝膠的聚合物包覆即可a)不溶于水的無機礦物質，包括但不限于二氧化硅、二氧化鈦、氧化鎂、氧化銻；粘土、滑石、硅灰石；人造非晶形硅；碳酸鈣；中空的礦物質球等，并包括此處引作參考的VanNostrand的《ScientificEncyclopedia》(第7版，1989年)第1864-1865頁中所述的礦物質；b)不溶于水的微粒形或顆粒形有機材料，包括但并不限于谷物或谷類成分如殼、糠、粉、胚芽和粗粉；堅果殼、木粉、鋸屑、纖維素、微晶纖維素、淀粉、骨膠等。上述材料的各種混合物和組合物也可作為本發(fā)明的芯核填料。關于形成水凝膠的聚合物，下面列出一些較佳的不溶于水的聚合物組合物，它們可用于本發(fā)明。下列含酸基團的聚合物可以(任意地)在單體或聚合物或兩者的形式下用堿金屬堿進行部分或完全中和。雖然下列物質包括許多可用于本發(fā)明的較佳聚合物，但本發(fā)明并不僅限于這些聚合物，也可使用作為SAP而為本領域技術人員所熟悉的一般慣用的聚合物a)聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚順丁烯二酸、它們的共聚物、堿金屬鹽和銨鹽；b)淀粉和丙烯酸的接枝共聚物、淀粉和皂化了的丙烯腈的接枝共聚物、淀粉和皂化了的丙烯酸乙酯的接枝共聚物，和皂化了的丙烯酸酯-乙酸乙烯酯共聚物；c)聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基烷基醚、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯酰胺和它們的共聚物；d)馬來酐和烷基乙烯基醚的共聚物；e)丙烯腈、丙烯酸酯、乙酸乙烯酯的皂化了的淀粉接枝共聚物，丙烯酸、甲基丙烯酸和馬來酸的淀粉接枝共聚物。上述代表性的聚合物可以它們的線性態(tài)使用，或任意地在聚合過程中或在芯核被包覆后，將它們交聯(lián)。所述交聯(lián)可通過本領域技術人員公知的方法(包括使用交聯(lián)劑)來進行。該交聯(lián)可在輻射下或化學游離基引發(fā)劑的存在下進行引發(fā)?？捎糜诒景l(fā)明的多官能團交聯(lián)劑包括表氯醇和相關的鹵環(huán)氧化合物、二縮水甘油醚化合物、二異氰酸酯、聚醛和多官能胺以及亞胺。多官能的烯不飽和交聯(lián)劑包括N，N’-亞甲基二丙烯酰胺、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和二乙烯基苯。使用其他聚合物交聯(lián)劑以改良形成水凝膠的聚合物的特性是公知并被描述在此處引作參考的美國專利No.4,783,510和Y.Yin的《PolyelectrolyteGels》(美國化學學會，1992年)第6章中。形成水凝膠的聚合物及其制備方法在本領域是公知的，可用于本發(fā)明的這些聚合物包括那些其中用二價陽離子作交聯(lián)劑的聚合物，詳細內容可參見此處引作參考的美國專利No.4,507,438、5,145,906、5,196,456、5,250,642和4,295,987。本發(fā)明的微粒一般與芯核微粒的形狀一致。例如，當芯核材料為二氧化硅時，所得吸水劑微粒是不規(guī)則形，具有平和圓相結合的表面并具有不同程度的尖角和圓角以及邊緣。在本發(fā)明中，適當選擇芯核粒度，可得到平均吸水劑粒度和吸水劑粒度分布。通過了解芯核材料和形成水凝膠的聚合物這兩者的比重和重量比率，可預測吸水劑微粒大小的增加。本發(fā)明的芯核微粒是用聚合物以微粒直徑的增加是可預測和可控制的方法進行包覆的。在受控制的和預定的范圍內制造顆粒曾經(jīng)是超吸水聚合物領域的一個目標。本發(fā)明最先為達到這個目標而提供一種實用的低成本的方法。受控制的粒度的這種新穎特性可以下列數(shù)學式表示DAP＝DCP+2T式中，DAP是包含被包覆的芯核微粒的吸水劑微粒的直徑；DCP是芯核微粒的直徑；T是超吸水劑或包覆芯核微粒的形成水凝膠的聚合物層的厚度。在本發(fā)明的范圍內，DAP值的范圍在約30-2000微米之間，DCP值的范圍在約10-150微米之間，T值的范圍在約10-995微米之間。這些新微粒的物理結構是新的和獨特的，并可產(chǎn)生由本發(fā)明得到的所需特性。它們包括1.使用本發(fā)明的方法，吸水劑微粒是分離的和單獨的，并可預測其大小。2.絕大部分的吸水劑微粒含一個芯核微粒。少量吸水劑微粒不含或含兩個芯核微粒。3.芯核微粒位于吸水劑微粒的中心。4.芯核微粒的剛性和防水性使吸水劑微粒具有高模量和凝膠強度，有助于提高在載荷下的吸收率。5.該微粒有較高的表面積與體積之比。例如，當將100％聚合物的SAP球形微粒與作為本發(fā)明的一個例子的包含球形氧化硅芯核(直徑200微米，SAP與氧化硅的重量比1∶1)的球形微粒相比，聚合物表面積與聚合物體積之比增加約50％是可以實現(xiàn)的。包覆填料芯核的形成水凝膠的聚合物的層厚較佳的為約2-3000微米，更佳的為約50-1000微米，最佳的為約100-300微米?？尚纬伤z的(未交聯(lián)的，例如線性的)聚合物的較佳數(shù)均分子量至少為約250,000，更佳的為約250,000-450,000，最佳的為256,000-400,000。包覆固體芯核的形成水凝膠的聚合物的外層最好是交聯(lián)的。該交聯(lián)的外層產(chǎn)生高交聯(lián)點密度的殼。因此，本發(fā)明的微粒最好具有此殼，該殼下面的形成水凝膠的聚合物是未交聯(lián)的或交聯(lián)程度小于該殼。該殼可防止凝膠堵塞(即，在溶脹過程中，吸水劑微粒固著在一起)并可使載荷下的吸收率提高。也可使交聯(lián)形成梯度，其中，最外區(qū)(包括外表面)的交聯(lián)度大于形成水凝膠的聚合物的內區(qū)。同樣地，可使整個形成水凝膠的聚合物交聯(lián)，其中，交聯(lián)點密度基本相同或在整個聚合物層變化。高交聯(lián)密度的殼宜包含總厚度的約1-50％(最好為約1-20％)的包覆涂料芯核的形成水凝膠的聚合物。包覆芯核微粒的超吸水劑涂層的進一步的物理特征為a)牢固地與芯核表面粘附；而且，在固體芯核表面未合適地吸引和保持聚合物涂層時，最好以添加成分的形式或聚合物主要成分的共聚用單體的形式往系統(tǒng)中加入交聯(lián)劑；b)連續(xù)的和沒有明顯的裂縫、孔或斷裂；c)牢固和耐磨。上述屬性是基于用光學和掃描電子顯微鏡對本發(fā)明的吸水劑微粒進行檢查的結果。此外，用所選擇的分析步驟對強度、粘結性和涂層對芯核微粒的粘合性進行了測定。實施例32對此作了描述。雖然本發(fā)明中公開的方法是用HLB系數(shù)為約2-12的表面活性劑進行的，但HLB系數(shù)的優(yōu)選范圍為約3-7，最好為約3-5。優(yōu)選的表面活性劑有SPAN60，它是糖的脂肪族酯。優(yōu)選這些類型的表面活性劑是由于它們可使微粒間的結塊趨于最小。這些發(fā)現(xiàn)歸納在表I中，其中，除表中指出的外，本發(fā)明的微粒是按實施例1中所述方式制備的，微粒含50重量％的二氧化硅，聚合物未交聯(lián)?？扇芜x地使用為已與各種水平的環(huán)氧乙烷反應過的糖的脂肪族酯的表面活性劑。表I粒度相關性最終粒度分析原料砂表面表面凈40目篩上物40-60目60-100目100-200目200目粒度活性劑活性劑HLB篩下物(目)類型量值粒度*＞420420-250250-150150-75＜7560-Tween811.1phr**7.489.109.001.800.150.00100Span601.1phr100-Tween811.1phr7.489.006.402.352.100.14140Span601.1phr100-Tween812.75phr7.492.054.842.360.620.13140Span602.75phr60-Tween812.75phr7.485.867.353.642.860.72100Span602.75phrF-75Span602.2phr4.825.6158.4814.351.470.10(原樣)F-75Tween812.2phr10.050.9437.778.193.070.04(原樣)*微米**phr＝份/100份樹脂(聚合物)各種穩(wěn)定劑、分散劑、染料、顏料和稀釋劑等以及殺菌劑、除臭劑和香料也可作為本發(fā)明的吸水劑微粒的一部分。關于本發(fā)明的制備吸水劑微粒的方法，可使用例如下述步驟a)在表面活性劑的存在下，將非膠體的防水固體微粒單獨地懸浮于水不溶混的溶劑中；b)將可聚合成形成水凝膠材料的烯不飽和單體的水溶液和引發(fā)劑懸浮在水不溶混的溶劑中；c)聚合單體，以使非膠體的防水固體微粒個別地和基本上被形成水凝膠的聚合物包覆，從而形成吸水劑微粒；d)將吸水劑微粒分離出來并加以干燥。形成水凝膠的聚合物可用包含在上述步驟(b)的水溶液中的多官能團交聯(lián)劑進行交聯(lián)?；蛘撸稍诓襟E(c)的末尾和步驟(d)之前添加多官能團交聯(lián)劑。交聯(lián)可通過在步驟(d)中將吸水劑微粒懸浮于含多官能團交聯(lián)劑的溶劑中而進行。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，吸水劑微粒是從部分中和了的溶解在水中的丙烯酸酯-丙烯酸混合物制備的，所述混合物與過硫酸鉀(游離基引發(fā)劑)一起被加至二氧化硅微粒(渥太華鑄造用砂，F(xiàn)-75級，美國SilicaCompany產(chǎn)品)和表面活性劑在有機溶劑如環(huán)己烷中的懸浮液中。該特殊規(guī)格的砂是以約50-600微米的粒度(其中的85重量％在約100-200微米范圍內)供應的。中和可用堿金屬(例如，鈉)氫氧化物或氫氧化銨進行。充分攪拌懸浮液(例如使用攪拌器)，使聚合混合物吸附在芯核材料(如二氧化硅微粒)的外表面上。在約40-60℃的溫度加熱混合物2-3小時，使丙烯酸鈉-丙烯酸混合物聚合。待聚合完成后，分離出懸浮的微粒(例如通過潷去液體成分)，干燥，輕微研磨，然后分級(例如使用篩子)。在分離前，可通過共沸蒸餾從形成的吸水劑微粒中除去水。所得本發(fā)明的吸水劑微粒的平均粒度較佳的在約30-2000微米之間，更佳的在約100-600微米之間。典型地，約90-95重量％的所得吸水劑微粒的粒度在約100-600微米之間。在水的存在下對各微粒進行顯微鏡檢查，發(fā)現(xiàn)砂?；净蛲耆恍纬伤z的聚合物包覆。圖5是本發(fā)明的吸水劑微粒的掃描電子顯微照片(放大100倍)，其中，二氧化硅微粒(F-75級渥太華砂)被超吸水劑聚合物以與實施例9相似的方法包覆。圖6是圖5中的微粒的500倍放大圖。從粗糙到光滑的各種無孔隙表面狀態(tài)被認為是起因于聚合小滴吸附在內芯上時微粒聚結的程度。根據(jù)吸水劑微粒所需的性能，本領域的技術人員不需要對下述各項作過多的實驗即可對制備方法進行改良a)填料芯核的粒度分布；b)填料芯核與聚合物的重量比；c)聚合物的組分和交聯(lián)點密度；d)表面活性劑的性質和使用量；e)攪拌程度f)聚合引發(fā)劑。制備本發(fā)明的微粒的可供選擇的其它方法同樣是有用的，只要非膠體的固體芯核微粒的隨后被形成水凝膠的聚合物包覆的特性是可能的。例子包括(1)聚合條件下在單體和引發(fā)劑的蒸汽流中的微粒的流化床；和(2)將非膠體的微粒與單體和引發(fā)劑混合，然后霧化至可提供必需的聚合條件的聚合室中。應該明白，需將單體和引發(fā)劑溶解在溶劑如水中，溶劑隨后在霧化時被除去。大多數(shù)具有商業(yè)價值的超吸水劑聚合物是通過由游離基引發(fā)的、丙烯酸和它們的鹽的聚合反應而制得的。在一個方法中，將部分中和了的單體的水溶液進行本體聚合，然后從聚合物物料中除去水，接著將物料研磨至所需粒度。直徑在約100微米以下的物料一般被認為是不符合要求的廢料。在常被稱作“逆懸浮聚合”的另一方法中，將部分中和了的單體水溶液以小滴懸浮在水不溶混的溶劑如環(huán)己烷中。待聚合反應完成后，除去水，得到呈特殊形狀顆粒的聚合物。上述懸浮方法描述在美國專利No.4,340,706和4,418,163(均在此處中全文引作參考)中。此外，該制備方法描述在同樣其全文在此處被引作參考的《SuperabsorbentPolymers》第2章(ACSSymposiumSeries，573，1994年)中。為更清楚地說明本發(fā)明的方法，下面對本發(fā)明進行深入的描述，但它們并不一定是對本發(fā)明進行限定a)在添加單體前，在表面活性劑的幫助下，將大量非膠體的防水微粒懸浮在水不溶混的溶劑中。b)將單體的水溶液和可溶于水的游離基引發(fā)劑共懸浮。c)使聚合中的懸浮的單體滴吸附在非膠體的防水芯核微粒的表面上，然后使其聚結成基本上包覆芯核微粒的覆層。d)在聚合過程中(最好從聚合的早期開始)，吸引單體滴至芯核微粒上并使其吸附。一般而言，本發(fā)明的吸水裝置具有外襯、背襯和夾在外襯和背襯間的吸水芯。背襯一般是不透水的，外襯是可透水的，由無紡布材料或可透水材料或具有縫隙的不透水材料制成。吸水芯可以是本領域技術人員公知的任何設計，包括與超吸水劑聚合物(例如下述在此處被全文引作參考的專利中描述的)聯(lián)合使用的吸水芯設計。吸水裝置中使用的吸水芯一般包含纖維和大量吸水劑微粒。本發(fā)明的這些吸水劑微粒可在吸水芯中作為獨立的層存在，也可以本領域技術人員公知的任何方式，與纖維互相分散。而且，本發(fā)明的吸水劑微?？捎孟率鰧＠兴龅某畡┚酆衔镞M行部分或全部代替。本發(fā)明的吸水裝置中使用的纖維最好是親水性的并且是網(wǎng)狀的。最好使網(wǎng)聚集在篩上，其方法是本領域技術人員公知的。吸水裝置一般包含本發(fā)明的吸水劑微粒，在所述吸水劑微粒中，非膠體的固體芯核占約20-70重量％，固體芯核的粒度為約10-1500微米。本發(fā)明的吸水裝置中所用的吸水芯(包括纖維以及吸水芯與SAP一起使用的方式如美國專利No.5,019,063、5,300,358、5,074,856、4,944,735、4,634,440、4,342,314、4,324,247、4,217,901、4,950,264、5,147,343、4,655,757、5,061,259和5,286,770所述)也可與本發(fā)明的吸水劑微粒一起使用。在這些專利中述及的SAP可部分或全部用本發(fā)明的吸水劑微粒代替。此處使用的纖維包括，但不限于機制漿粕纖維、化學修飾過的熱變形漿粕纖維、纖維素類纖維材料、織物纖維等。吸水劑還可以是纖維素絨毛、木絨毛、人造絲、棉花或熔噴聚合物如聚酯、聚丙烯或組合形式。本發(fā)明還涉及制造本發(fā)明的吸水裝置的方法，在該方法中，將本發(fā)明的吸水劑微粒互相分散至包含纖維的吸水芯中。然后將該包含吸水劑微粒的吸水芯夾入可透水的外襯和不透水的背襯之間。接著，將外襯和背襯的邊緣封合在一起，以在吸水裝置的整個周圍形成防水屏障。通過下面的實施例，對本發(fā)明的高效超吸水劑微粒進行進一步的說明，但這些實施例僅是對本發(fā)明的舉例說明。實施例將本發(fā)明的吸水劑微粒與a)美國Stockhausen公司生產(chǎn)的超吸水劑微粒FAVOR800(FAVOR800據(jù)信是部分中和了的丙烯酸的交聯(lián)聚合物)和b)美國Chemdal(Palatine，ILL)公司生產(chǎn)的超吸水劑微粒ASAP1000(ASAP1000據(jù)信也是部分中和了的丙烯酸的交聯(lián)聚合物)進行比較。實施例1用氮氣吹洗1000ml的圓底燒瓶，該燒瓶裝有氮氣進口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯達克分水器、機械攪拌器、溫度計和加料漏斗。將400ml環(huán)己烷、548mg聚氧乙烯5脫水山梨糖醇單油酸酯(美國ICIAmericas，Inc.公司(Wilmington，DE)生產(chǎn)，商品名TWEEN81)和540mg脫水山梨糖醇單硬脂酸酯(美國ICIAmericas，Inc.公司生產(chǎn)，商品名SPAN60)加入燒瓶中，攪拌下使內溫達到42℃，以使脫水山梨糖醇單硬脂酸酯分散。約10分鐘后，上述表面活性劑溶解，讓燒瓶內容物冷卻至室溫(即，約25℃)。與上述實驗同時，在氮氣氛下，將40ml丙烯酸和10ml去離子蒸餾水在用冰浴冷卻著的250ml圓底燒瓶中進行攪拌。邊冷卻，邊將溶解在50ml去離子蒸餾水中的16.72g氫氧化鈉滴加至上述丙烯酸溶液中。然后將64mg過硫酸鉀加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷卻下，攪拌混合物約10分鐘，然后，在環(huán)境溫度下再攪拌混合物直至過硫酸鉀完全溶解，并形成丙烯酸鈉溶液。將AFS粒度為75的渥太華鑄造用細砂(F-75級)40g加入環(huán)己烷/表面活性劑溶液中。然后，在劇烈攪拌下加入丙烯酸鈉溶液。使反應混合物溫度升至43℃并在該溫度保持約2.5小時。將水作為與環(huán)己烷的共沸物除去，干燥固體，得到92.6g米色顆粒產(chǎn)物。將60g上述產(chǎn)物(經(jīng)預篩，為30-60目)在84ml甲醇中調成漿。加入乙二醇二縮水甘油醚(56.2mg)的6.8mg/ml的水溶液8.2ml。加熱反應混合物并在50-55℃攪拌2小時。減壓除去溶劑，將固體在50℃烘箱干燥，得到含44重量％二氧化硅的本發(fā)明的顆粒產(chǎn)物62.3g。實施例2用氮氣吹洗1000ml的圓底燒瓶，該燒瓶裝有氮氣進口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯達克分水器、機械攪拌器、溫度計和加料漏斗。將400ml環(huán)己烷、548mg聚氧乙烯5脫水山梨糖醇單油酸酯(美國ICIAmericas，Inc.公司(Willington，DE)生產(chǎn)，商品名TWEEN81)和540mg脫水山梨糖醇單硬脂酸酯(美國ICIAmericas，Inc.公司生產(chǎn)，商品名SPAN60)加入燒瓶中，攪拌下使內溫達到42℃，以使脫水山梨糖醇單硬脂酸酯分散。約10分鐘后，讓燒瓶內容物冷卻至室溫。與此同時，在氮氣氛下，將40ml丙烯酸和10ml去離子蒸餾水在用冰浴冷卻著的250ml圓底燒瓶中進行攪拌。邊冷卻，邊將溶解在50ml去離子蒸餾水中的16.72g氫氧化鈉滴加至上述丙烯酸溶液中。然后將64mg過硫酸鉀加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷卻下，攪拌混合物約10分鐘，然后，在環(huán)境溫度下再攪拌混合物直至過硫酸鉀完全溶解，并形成丙烯酸鈉溶液。將AFS粒度為75的渥太華鑄造用細砂(F-75級)62.58g加入環(huán)己烷/表面活性劑溶液中。然后，在劇烈攪拌下加入丙烯酸鈉溶液。使反應混合物溫度升至43℃并在該溫度保持約2.5小時。蒸去水和環(huán)己烷的共沸物，干燥固體，得到114.3g米色顆粒產(chǎn)物。實施例3-交聯(lián)過的將36.5g實施例2的顆粒產(chǎn)物(經(jīng)預篩，為30-60目)在35ml甲醇中調成漿。加入乙二醇二縮水甘油醚(27.24mg)的6.8mg/ml的水溶液4.0ml。加熱反應混合物并在50-55℃攪拌2小時。減壓除去溶劑，將固體在50℃烘箱干燥，得到含55重量％二氧化硅的本發(fā)明的顆粒產(chǎn)物37.3g。實施例4實施例4的制備方法與實施例1類同。芯核材料為一般包含96.5％碳酸鈣(2重量％的碳酸鈣的粒度為1170-1560微米)、2.0％碳酸鎂和1.2％二氧化硅的HubercarbQ20-60級(美國J-WHuberCorporation生產(chǎn))。粒度分布的特征為90％(重量)在200微米以上，10％(重量)在900微米以上，粒度中值約為450微米。重量比為45份填料比55份聚合物。在實施例4的制備方法中，未使用交聯(lián)劑。實施例5實施例5與實施例1基本相同，不同之處僅在于，通過共沸除去44g水后，加入在5ml甲醇中的15.4mg乙二醇二縮水甘油醚，并將反應混合物在50℃保持3小時。在此時間的終點，共沸蒸去剩余的水(10ml)。回收顆粒產(chǎn)物并在65℃烘箱干燥4小時。實施例6實施例6的目的在于，將芯核填料的比例提高至72重量％。為此，用氮氣吹洗1000ml的圓底燒瓶，該燒瓶裝有氮氣進口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯達克分水器、機械攪拌器、溫度計和加料漏斗。將400ml環(huán)己烷、548mg聚氧乙烯5脫水山梨糖醇單油酸酯(美國ICIAmericas，Inc.公司生產(chǎn)，商品名TWEEN81)和540mg脫水山梨糖醇單硬脂酸酯(美國ICIAmericas，Inc.公司生產(chǎn)，商品名SPAN60)加入燒瓶中，攪拌下使內溫達到42℃，以使脫水山梨糖醇單硬脂酸酯分散。約10分鐘后，讓燒瓶內容物冷卻至室溫。與此同時，在氮氣氛下，將20ml丙烯酸和10ml去離子蒸餾水在用冰浴冷卻著的250ml圓底燒瓶中進行攪拌。邊冷卻，邊將溶解在50ml去離子蒸餾水中的8.36g氫氧化鈉滴加至上述丙烯酸溶液中。然后將33mg過硫酸鉀加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷卻下，攪拌混合物約10分鐘，然后，在環(huán)境溫度下再攪拌混合物直至過硫酸鉀完全溶解，并形成丙烯酸鈉溶液。將AFS粒度為75的渥太華鑄造用細砂(F-75級)40g加入環(huán)己烷/表面活性劑溶液中。然后，在劇烈攪拌下加入丙烯酸鈉溶液。使反應混合物溫度升至55℃并在該溫度保持約2.5小時。將41ml水作為與環(huán)己烷的共沸物除去。此時，加入在4.8ml甲醇中的15.4mg乙二醇二縮水甘油醚，在50℃將反應混合物保持3小時。使反應混合物冷卻至室溫過夜。加熱反應混合物，通過共沸蒸餾除去另外12ml水。反應混合物含一些顆粒形固體和有一些粘附在燒瓶壁上的固體。回收顆粒產(chǎn)物，在50℃烘箱干燥過夜。往燒瓶中加入去離子蒸餾水，以使粘附在燒瓶壁上的固體溶脹、脫落。將材料收集在玻璃皿上，讓其干燥。固體作為小顆粒和大的1/2英寸的結集塊的混合物存在。實施例7用氮氣吹洗1000ml的圓底燒瓶，該燒瓶裝有氮氣進口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯達克分水器、機械攪拌器、溫度計和加料漏斗。將400ml環(huán)己烷、549mg聚氧乙烯5脫水山梨糖醇單油酸酯(美國ICIAmericas，Inc.公司生產(chǎn)，商品名TWEEN81)和540mg脫水山梨糖醇單硬脂酸酯(美國ICIAmericas，Inc.公司生產(chǎn)，商品名SPAN60)加入燒瓶中，攪拌下使內溫達到42℃，以使脫水山梨糖醇單硬脂酸酯分散。約10分鐘后，讓燒瓶內容物冷卻至室溫。與此同時，在氮氣氛下，將40ml丙烯酸和10ml去離子蒸餾水在用冰浴冷卻著的250ml圓底燒瓶中進行攪拌。邊冷卻，邊將溶解在50ml去離子蒸餾水中的16.72g氫氧化鈉滴加至上述丙烯酸溶液中。然后將64mg過硫酸鉀加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷卻下，攪拌混合物約10分鐘，然后，在環(huán)境溫度下再攪拌混合物直至過硫酸鉀完全溶解，并形成丙烯酸鈉溶液。將27.5g玉米糠(IllinoisCerealMills公司批號99C-30)加入環(huán)己烷/表面活性劑溶液中。然后，在劇烈攪拌下加入丙烯酸鈉溶液。使反應混合物溫度升至55℃并在該溫度保持約2.5小時。將43g水作為與環(huán)己烷的共沸物除去。在此時的終點，微粒相和融合相均存在。除去固體相(約35g物料)。此時，將4.3ml含8.5mg乙二醇二縮水甘油醚的溶液加至反應混合物中，并在50℃將反應混合物保持3小時。在此時的終點，通過共沸蒸餾除去剩余的水(10ml)?；厥疹w粒產(chǎn)物，在65℃烘箱干燥4小時。實施例8在實施例8中，將按實施例6的方法制得的4.0g物料與5.0ml甲醇和0.55ml乙二醇二縮水甘油醚在甲醇中的溶液(10mg/ml)加至50ml燒瓶中。在55℃攪拌混合物2小時，然后分離和干燥。實施例9用氮氣吹洗1000ml的圓底燒瓶，該燒瓶裝有氮氣進口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯達克分水器、機械攪拌器、溫度計和加料漏斗。將400ml環(huán)己烷、550mg聚氧乙烯5脫水山梨糖醇單油酸酯(美國ICIAmericas，Inc.公司生產(chǎn)，商品名TWEEN81)和540mg脫水山梨糖醇單硬脂酸酯(美國ICIAmericas，Inc.公司生產(chǎn)，商品名SPAN60)加入燒瓶中，攪拌下使內溫達到42℃，以使脫水山梨糖醇單硬脂酸酯分散。約10分鐘后，讓燒瓶內容物冷卻至室溫。同時，在氮氣氛下，將40ml丙烯酸和10ml去離子蒸餾水在用冰浴冷卻著的250ml圓底燒瓶中進行攪拌。邊冷卻，邊將溶解在50ml去離子蒸餾水中的16.72g氫氧化鈉滴加至上述丙烯酸溶液中。然后將64mg過硫酸鉀加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷卻下，攪拌混合物約10分鐘，然后，在環(huán)境溫度下再攪拌混合物直至過硫酸鉀完全溶解，并形成丙烯酸鈉溶液。將AFS粒度為75的渥太華鑄造用細砂(F-75級)51.2g加入環(huán)己烷/表面活性劑溶液中。然后，在劇烈攪拌下加入丙烯酸鈉溶液。使反應混合物溫度升至54℃并在該溫度保持2.5小時。將21g水作為與環(huán)己烷的共沸物除去。此時，微粒相形成。此時，再加入3.4ml含10.2mg乙二醇二縮水甘油醚的甲醇溶液，并在50℃將反應混合物保持2小時。接著，通過共沸蒸餾除去23ml水。此時，再加入3.4ml含10.2mg乙二醇二縮水甘油醚的甲醇溶液，并在50℃將反應混合物保持2小時以上。在此時的終點，通過共沸蒸餾，除去剩余的水(14ml)?；厥疹w粒產(chǎn)物，并在65℃烘箱干燥4小時。總產(chǎn)量為103.2g。實施例10用氮氣吹洗1000ml的圓底燒瓶，該燒瓶裝有氮氣進口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯達克分水器、機械攪拌器、溫度計和加料漏斗。將400ml環(huán)己烷、550mg聚氧乙烯5脫水山梨糖醇單油酸酯(美國ICIAmericas，Inc.公司生產(chǎn)，商品名TWEEN81)和540mg脫水山梨糖醇單硬脂酸酯(美國ICIAmericas，Inc.公司生產(chǎn)，商品名SPAN60)加入燒瓶中，攪拌下使內溫達到42℃，以使脫水山梨糖醇單硬脂酸酯分散。約10分鐘后，讓燒瓶內容物冷卻至室溫。同時，在氮氣氛下，將40ml丙烯酸和10ml去離子蒸餾水在用冰浴冷卻著的250ml圓底燒瓶中進行攪拌。邊冷卻，邊將溶解在50ml去離子蒸餾水中的16.72g氫氧化鈉滴加至上述丙烯酸溶液中。將64mg過硫酸鉀加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷卻下，攪拌混合物約10分鐘，然后，在環(huán)境溫度下再攪拌混合物直至過硫酸鉀完全溶解，并形成丙烯酸鈉溶液。將30g玉米糠(Argo牌)加入環(huán)己烷/表面活性劑溶液中。在劇烈攪拌下加入丙烯酸鈉溶液。使反應混合物溫度升至55℃并在該溫度保持2.5小時。將42g水作為與環(huán)己烷的共沸物除去。此時，微粒相形成。此時，加入5.2ml含15.4mg乙二醇二縮水甘油醚的甲醇溶液，并在50℃將反應混合物保持3小時。在此時的終點，通過共沸蒸餾除去剩余的水(16ml)?；厥疹w粒產(chǎn)物，并在65℃烘箱干燥4小時?？偖a(chǎn)量為82.9g。實施例11在實施例11中，將按實施例1的方法制得的4.0g物料與5.0ml甲醇和0.55ml乙二醇二縮水甘油醚在甲醇中的溶液(10mg/ml)加至50ml燒瓶中。在55℃攪拌混合物2小時，然后分離和干燥。分析手續(xù)1.溶脹成凝膠的時間使試樣通過U.S.30篩并收集U.S.60目篩上物。將試件(0.25g)置于7.0ml玻璃瓶中。加入1.0％氯化鈉2.5g。觀察和記錄試樣凝膠化時彎月面消失的時間。2.容量將0.3g置于鋁盤上進行稱重。加入1％食鹽水10ml；用膜蓋覆，并讓其靜置1.5小時。棄去多余的溶液并稱重。計算3.在外載荷下的吸水性目的確定當置于外載荷下時作為時間函數(shù)的液體被吸水材料吸收的量。條件將0.016g吸水物料試樣置于20.28cm2面積上，施加21,000達因/cm2(約0.3磅/平方英寸)的壓力。設備電子秤(范圍200g以下；精確度至少0.001g)帶熔合在量筒底部的不銹鋼篩(目100)的內徑(I.D)2.54cm(1英寸)的量筒2.5273cm(0.995英寸)活塞(材料Plexiglass，重4.4g)100g砝碼(天平校準用砝碼)計時器可控氣氛溫度23℃(73.4°F)相對濕度50％步驟1.制備1kg的0.9％(w/w)NaCl溶液或人造尿。2.將吸水材料篩成30/60粒度級，并將30/60粒度級的材料置于密封的貯器內，以使產(chǎn)物情況保持恒定。3.將0.160g吸水材料置于預先稱過皮重的稱量紙上。將吸水材料的實際重量Wf記錄在記錄紙上。4.將吸水材料緩慢加至底部有篩的量筒中。5.輕敲量筒，直至材料平坦地分布在目篩上。若有吸水材料附在量筒壁上，試驗重新進行。6.將活塞置入量筒中。7.將100g砝碼置于活塞上。8.秤取量筒、活塞和試料的合重。將該重量Wc記錄在記錄紙上。9.往盤上倒入溶液，使其形成薄層。10.在盤上鋪上濾紙，讓溶液使其飽和。11.使計時器設在預定時間間隔(1或5分鐘)或最大時間(即，60分鐘)。(以各種時間間隔進行測量，以進行計算并繪出吸水材料的吸收曲線。12.將復合量筒置于飽和的濾紙上，并同時啟動計時器。13.待時間到后，移去復合量筒并用紙巾擦干。14.秤取復合量筒的重量。將該重量WSt記錄在記錄紙上。15.重復步驟11至步驟14，直至達到平衡狀態(tài)或得到最大試驗時間。擴大時間間隔至接近最大吸收值。建議的時間間隔為0、1、2、5、10、30、60和90分鐘。16.從量筒底部測量移位的活塞的高度。將該高度H記錄在記錄紙上。17.待吸水性試驗結束后，移去活塞，并觀察材料的情況。將觀察結果記錄在記錄紙上。計算Wf吸水材料的重量Wc復合量筒的干重WSt復合量筒在時間t的濕重At時間t時在外載荷下的材料吸水度A載荷下的材料的最大吸收度外載荷下的吸收度At=Wst-WcWf]]>A＝(maxAt)本發(fā)明的代表性實施例的吸水度顯示在下列表I和II中。特性在實施例1中，鑄造用細砂F-75被從部分中和了的丙烯酸水溶液制得的、形成水凝膠的聚合物以45份填料芯核對55份聚合物的重量比包覆。實施例3與實施例1的不同之處在于，其重量比為55份填料芯核對45份聚合物。在實施例2中，聚合物未交聯(lián)，與實施例3的為交聯(lián)的聚合物的情況不同。表II</tables>表III載荷下的吸水度g鹽水(1.0％)/g1分鐘5分鐘10分鐘20分鐘30分鐘實施例111131415--實施例31014161616Favor800711152023ASAP10008162022--實施例8611111212實施例955667實施例105667實施例111018202122實施例203.55.35.86.16.5實施例211.42.63.23.74.1實施例281.61.92.02.02.1實施例291.12.12.12.92.9實施例301.32.32.73.34.0實施例316.48.39.511.212.3從表II和III的數(shù)據(jù)可見，本發(fā)明產(chǎn)品在載荷下的速率與吸水度的高競爭性能是未預料到的，表示了在技術上的重要進步。在填料芯核表面上的聚合小滴的完全吸收是令人驚奇的和未預料到的。在制備過程中，看起來填料微粒在聚合的早期已被包覆。這提示了對上述完全吸收的一些理論解釋。例如，早在聚合開始時，軟和也許“粘的”小滴由于二級化學力或至少部分是由填料芯核微粒表面的屬性產(chǎn)生的粘合而被吸附在填料芯核表面上。另外，芯核微粒表面可提供足夠高的表面能，從而容易被聚合小滴濕潤。一般而言，易于影響或控制吸收和在固體表面上的液體的多相反應的這些物理-化學現(xiàn)象會影響所需的被包覆的芯核微粒的形成。纖維和超吸水劑微粒的吸水芯實施例12-16將纖維素漿粕纖維和超吸水劑微粒在實驗室機器中進行攪拌，該機器可提供合適的空氣流和具有用以收集松軟的毛狀網(wǎng)狀物的收集篩。圖1顯示了吸水芯，該芯的體積用x、y和z軸定義。在圖2中，規(guī)定了二個溶劑區(qū)，一個用邊界ab、a′b′、a”b”和ab定義，另一個用bc、b′c′、b”c”和bc定義。在圖3和4中，定義了溶劑區(qū)ab、a′b′、a”b”和ab。纖維和此處稱作吸水芯的網(wǎng)的長度約為9英寸，寬度約為4英寸，在用液壓機壓縮后，厚為0.25英寸。參考圖1和2，吸水芯中的這些尺寸分別用長“x”、寬“y”和厚“z”表示。本發(fā)明的吸水芯用一系列平面表示，各平面由在z軸上移動的線x和y的交叉形成。這些平面或多個平面的任意組合形成由纖維、本發(fā)明的微粒和空氣組成的溶劑區(qū)(例如，參照圖3中的溶劑區(qū)ab、a′b′、a”b”和ab和圖4中的溶劑區(qū)ab、a′b′、a”b”和ab)。這些區(qū)占干燥狀態(tài)的吸水裝置體積的至少約2％。由于本發(fā)明的吸水劑微粒均分別由填料芯核和超吸水劑聚合物以最好為30比70至70比30的重量比組成，因此，上述溶劑區(qū)由4個組分組成，即，由纖維、空氣、超吸水劑聚合物和填料組成。而且，這些組分在比例和在芯中的位置方面均可變化，因此，在吸水芯的設計上提供了新的自由度，從而可在功能性和成本上進行最優(yōu)化。上述關于微粒組成和與本發(fā)明的微粒相關的其他可變量的討論清楚地表明，該新微粒在與纖維和吸水芯中的空隙的結合方面可有很大的選擇。表IV列出幾個實施例中的吸水劑的組分和特性，這些吸水劑包含a)漿粕纖維和b)SAP和/或本發(fā)明的吸水劑微粒。表IV吸水芯的特性吸收40ml鹽水所需的時間相繼發(fā)生秒實吸水芯wt％SAPSAP再濕容量施重量和/或和/或微粒潤量例(g)吸水劑微粒組成1234(g)(g)1218.050ASAP-100082155907.6--1319.530ASAP-100061127408.5--1420.340實施例172131537.7(4重量份)ASAP-1000(1重量份)1518.840ASAP-1000----------3631619.140實施例1----------337(4重量份)ASAP-1000(1重量份)表IV的數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)在，尤其在容量和速率的性能貢獻方面，本發(fā)明的吸水劑微粒可更接近于使吸水裝置最優(yōu)化。更具體地說，表III的數(shù)據(jù)提供了設計具有獨特的和以前不能得到的性能的吸水裝置的基礎，并且不需要顯著增加成本。例如，在圖7的裝置中，顯示了若干個區(qū)，各區(qū)均由于其位置而在提供防泄漏功能方面、為穿戴者提供干燥表面方面和通過用SAP微粒代替漿粕而減小體積方面具有特殊的重要性，并且在以低成本得到這些性能方面具有重要性。實施例14的吸水芯含8.1gSAP微粒(其中的1.6g是100％超吸水劑聚合物ASAP1000)。剩余的6.5g微粒(實施例1)含56重量％的SAP即3.6gSAP而使SAP總量達到5.2g。與含9.0g超吸水劑的實施例12比較，吸收率有了顯著的改善，而表面干燥度則大致相當。這些改善是在原料成本顯著下降的基礎上取得的。因此，吸水裝置(例如圖7中所示的)可用現(xiàn)在公開的微粒進行最優(yōu)化，即，通過使用在例如A，A′區(qū)，B，B′區(qū)和任意地在C，C′區(qū)的、例如75-100％的較多吸水劑微粒，在更有效的SAP表面積(即，以與現(xiàn)有的商品吸水裝置中所用的SAP相同的量，可制造更多的本發(fā)明的吸水劑微粒)的存在下，可在防泄漏方面取得較大的改善。另外，圖7的吸水裝置可用實施例5的高容量微粒進行設計，并在需要控制大量的定域流體時，將其置于更中心的D區(qū)。如上面所討論的，這樣的改進可通過使用更多量的本發(fā)明的低成本的微粒而得到，不需要附加成本。本發(fā)明的吸水劑微?？捎糜谒蓄愋偷氖褂檬惺鄣腟AP微粒的吸水裝置。本發(fā)明的吸水劑微粒可完全或部分代替如美國專利No.5,019,063、5,300,358、4,324,247、4,342,314、4,634,440、5,074,856和4,944,735(它們的全文在此處引作參考)中所述的那些吸水裝置中的市售的SAP微粒。例如，如表IV所示，本發(fā)明的微?？膳c市售的超吸水劑聚合物摻和以得到各種范圍的成本和性能。例如，市售的SAP微?？膳c本發(fā)明的吸水劑微粒以約1∶9至約9∶1的重量比進行合用。此外，當將吸水劑微粒用于吸水裝置如尿布或衛(wèi)生巾時，親水性纖維和吸水劑微粒的重量比為約95∶5至約2∶3。通過例如Berg的美國專利No.5,180,622所教導的形成小的SAP微粒的聚集體或摻入例如美國專利No.5,118,719(與前一美國專利一起均在此處全文引作參考)中的發(fā)泡劑來增加表面積與質量的比率的技術可應用于本發(fā)明，并具有由填料芯產(chǎn)生的可顯著降低成本的附加優(yōu)點。實施例17在實施例17和18中，按實施例1的一般步驟制備了本發(fā)明的超吸水劑顆粒，含二氧化硅量為50重量％。為說明本發(fā)明的成本的高有效性能，按此處引作參考的題為“薄的彈性衛(wèi)生巾”的美國專利No.4,950,364的教導，制造婦女衛(wèi)生巾。具體地說，本實施例是尋求一種薄的彈性的衛(wèi)生巾，該衛(wèi)生巾具有足以吸收和包含中至大的月經(jīng)量的吸收力。詳細地說，制備包含氣體鋪墊的粘合的漿粕片材層的層壓件，在片材層的一個面上有壓敏粘合劑薄膜。將本發(fā)明的高效超吸水劑顆粒均勻地灑在具有輕量(約1/2密耳)、中量(約1密耳)或重量(約1.5密耳)粘合劑的粘合劑層上，然后將片材卷疊成寬約55mm的G形層壓件，使得超吸水劑顆粒處于層壓件的內部的幾褶中。接著，將層壓件夾入由氣體鋪墊的粘合的漿粕片材的液體轉移層和聚乙烯屏障膜之間。將包含具有三維孔徑的聚乙烯膜的外襯置于液體轉移層氣體鋪墊材料的一個外層面上。密封邊緣，得到長約225mm、寬約70-100mm、厚約2.75mm的衛(wèi)生巾。為了比較，用商品規(guī)格的超吸水劑(ASAP1100，Chemdall公司生產(chǎn)，包含100％超吸水劑聚合物的顆粒)制造了衛(wèi)生巾。下列表V顯示含新聚合物層、具有僅50重量％SAP和50重量％二氧化硅的本發(fā)明的吸水劑微粒的衛(wèi)生巾的吸水性能。表V超吸水劑粒重/墊片吸水速率再濕潤量污點容量聚合物顆粒使用的粘合劑(g)(秒)(g)(mm)(g)本發(fā)明Fuller*8130；輕量0.802.802.2078.0044.00Fuller8130；輕量1.003.100.2080.0046.50Fuller8130；輕量1.203.000.0078.0051.30Fuller8130；中量0.803.100.0075.0041.70Fuller8130；中量1.002.900.0078.0045.50Fuller8130；中量1.203.000.0080.0053.00Fuller8130；重量0.803.200.1975.0042.30Fuller8130；重量1.003.000.0080.0044.90Fuller8130；重量1.203.000.0080.0049.20ASAP-1100Fuller8130；輕量0.802.900.0078.0042.80Fuller8130；輕量1.002.600.0078.0047.90Fuller8130；輕量1.202.500.0080.0052.30Fuller8130；中量0.802.700.0075.0043.40Fuller8130；中量1.002.6075.0050.20Fuller8130；中量1.202.500.6090.0055.00Fuller8130；重量0.802.600.3080.0042.30Fuller8130；重量1.002.5075.0050.20Fuller8130；重量1.202.700.0075.0052.40本發(fā)明NS8423-23-4**；輕量0.802.400.2878.0054.60NS8423-23-4；輕量1.002.300.0072.0057.90NS8423-23-4；輕量1.202.300.0072.0062.90NS8423-23-4；中量0.802.401.6080.0057.30NS8423-23-4；中量1.002.600.0072.0058.40NS8423-23-4；中量1.202.700.0075.0063.80NS8423-23-4；重量0.802.603.3077.0055.30NS8423-23-4；重量1.002.800.0080.0058.10NS8423-23-4；重量1.202.500.0085.0060.30ASAP-1100NS8423-23-4；輕量0.801.800.3682.0058.70NS8423-23-4；輕量1.001.900.2380.0068.30NS8423-23-4；輕量1.202.000.0078.0071.70NS8423-23-4；中量0.802.401.6080.0057.30NS8423-23-4；中量1.002.600.0082.0064.20NS8423-23-4；中量1.202.200.0078.0070.00NS8423-23-4；重量0.802.500.0085.0057.50NS8423-23-4；重量1.002.400.0078.0055.60NS8423-23-4；重量1.202.200.3478.0070.20*H.B.FullerCo.(明尼蘇達州圣波爾市)**NationalStarch&amp;ChemicalCorp.(新澤西州布里奇沃特市)實施例18在本發(fā)明的另一實施例中，制備包含纖維素漿粕絨毛和超吸水劑顆粒的組合的厚絨毛狀吸收墊并用實驗室流體吸收試驗加以評估。在該實驗中試驗的吸收墊的長為約260mm，寬為60-70mm，厚為20mm。具體地說，其結構包括在經(jīng)軋紋和壓實后的漿粕層(4.1g)的四周以“G”形卷疊漿粕的“毛毯層”(7.8g)而成的四層絨毛漿粕層。吸收墊還包括熱粘接的聚丙烯外襯、聚乙烯流體背襯和夾在外襯和絨毛芯之間的卷曲的PET穩(wěn)定纖維的樹脂粘接網(wǎng)。超吸水劑顆粒被用鹽罐均勻地分散在芯內。在本發(fā)明中，將1.4g吸水劑微粒分配在軋紋層的上側，將3.0g分配在下側。作為比較例，將Chemdall公司生產(chǎn)的ASAP1000超吸水劑顆粒作同樣的定位分配，將1.0g置于上側，將3.0g置于下側。將吸收性歸納在表VI中。具有該一般結構的吸收墊在控制月經(jīng)流體方面對婦女衛(wèi)生有用，并可用于控制輕度至中度尿失禁者的尿液。表VI</tables>在實施例17和18中，吸水速率、再濕潤(rewet)、污點和容量系用下法獲得吸水速率的測定方法如下裝置一4″×4″有機玻璃園柱(Lucitecylinderblock)，園柱的中心有直徑1″的開口；1％染色的食鹽水；停表(用以以秒為單位記錄消逝時間，標度為0.1秒)。步驟將具有塑料膜、吸水芯和保護層平面(這樣，可防止皺褶)的衛(wèi)生用品放置成保護層朝上。將園柱放置在其保護層朝上的衛(wèi)生用品的中心。量取1％食鹽水10ml至量筒中。將10ml的1％食鹽水由量筒通過有機玻璃園柱的開口傾至衛(wèi)生用品上并立即計時。讓溶液流在衛(wèi)生用品的表面上。當溶液被完全吸收時，立即停止計時。記錄5個試樣的吸收時間并精確至0.1秒。計算5個試樣的平均吸收時間并精確至0.1秒。將吸收時間進行平均，精確至0.1秒，并將流體體積進行平均。再濕潤的測定方法如下裝置一4″×4″有機玻璃園柱，園柱的中心有直徑1″的開口；1％染色的食鹽水；VWR濾紙(#417級，直徑9cm)或等同物；重0.05kg的平板(4″×4″×1/8有機玻璃方塊)；2.2kg砝碼；25ml量筒；精確至±0.01g的上皿式電子秤。步驟制備5個產(chǎn)品并將它們平置于平面上。將園柱放在產(chǎn)品保護層的中心。傾入10ml的1％食鹽水至園柱的開口中。移去園柱并讓產(chǎn)品靜置5分鐘。稱量10張濾紙，并記下重量。5分鐘后，同時在產(chǎn)品中心放置稱重過的濾紙、清凈的有機玻璃板和2.2kg砝碼(約0.5psi)。在該位置上留置15秒鐘。移去砝碼和板，稱量濾紙。以下述方法確定5個試樣的平均再濕潤量最終濾紙重量(g)-最初濾紙重量(g)＝再濕潤量(g)污點的測定方法如下裝置一4″×4″有機玻璃園柱，其中心有直徑1″的開口；1％染色的食鹽水；10ml刻度的量筒；停表(精確至±0.1秒)；長30cm、分刻至1mm的鋼尺。步驟將園柱置于蓋層(即吸收墊的頂部)的中央。傾入10ml的1％食鹽水至園柱開口中并讓流體被吸收。當吸收一完成即迅速移去園柱。讓產(chǎn)品吸收流體。2分鐘后，保持鋼尺與產(chǎn)品長度成平行，測量(單位mm)最遠兩點間污點的長度。算出5個試樣的平均值并以mm為單位作報告?？側萘康臏y定方法如下裝置三梁天平或上皿式電子秤(精確至±0.1g)；0.9％食鹽水；吸墨紙(4″×4″紙漿板--ITTRayonierPMXE)；Whatman濾紙(#1級)或等同物；1170.4g的Ohaus校準用砝碼(±0.4g)或等同物；停表；溫度計；4.75×14.0cm的Plexiglass模板；8″×12″的無紡布試件。步驟記錄無防粘帶的試件干重。用無紡布包裹試樣。將試件置于0.9％食鹽水(25℃)中浸漬10分鐘。在垂直位置上瀝干2分鐘。將無紡布從試樣上解開。將4″×4″漿粕方塊置于飽和的試樣底面的下面(產(chǎn)物的聚合物側朝上)。以控制好的重量將模板在產(chǎn)品上面放置30秒鐘。繼續(xù)上述步驟直至再濕潤值小于0.5g。記錄濕潤的試件重量。實施例19將實施例5產(chǎn)物中的殘留在#30目篩上的的部分用研缽和杵輕微研磨，然后與過篩物合并。使用No.30、60和140目篩，測定合并物的粒度分布并與F-75二氧化硅芯核材料進行比較。表VII的比較結果清楚地顯示本發(fā)明提供的粒度的高度的可預料性。表VII</tables>實施例20表面交聯(lián)的CaCO3填料用氮氣吹洗2000ml的圓底燒瓶，該燒瓶裝有氮氣進口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯達克分水器、機械攪拌器、溫度計和加料漏斗。將800ml環(huán)己烷和4.32gSpan60(HLB值為4.7)加入燒瓶中，攪拌下使內溫達到42℃，以使Span60分散。約10分鐘后，讓燒瓶內容物冷卻至室溫。與此同時，將80ml丙烯酸和10ml去離子蒸餾水在500ml圓底燒瓶中進行攪拌并用冰浴冷卻。邊冷卻，邊將溶解在100ml去離子蒸餾水中的33.5g氫氧化鈉滴加至上述丙烯酸溶液中。然后將在10ml去離子蒸餾水中的128mg過硫酸鉀加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷卻下，攪拌混合物約10分鐘。將102.4g碳酸鈣(HubercarbQ2060)加入環(huán)己烷/表面活性劑溶液中。然后，在劇烈攪拌下加入丙烯酸鈉溶液。使反應混合物溫度升至55℃并在該溫度保持6小時。將水與環(huán)己烷的共沸物蒸餾至收集到90ml水。在氮氣氛下讓混合物冷卻過夜。次日早晨，加入乙二醇二縮水甘油醚1.34g，將反應混合物加熱至55℃并在氮氣氛下保持7小時，然后讓其冷卻過夜。通過水/環(huán)己烷共沸除去剩余的水，得到190g米色顆粒物質。實施例21具有內交聯(lián)的二氧化硅F-75填料用氮氣吹洗2000ml的圓底燒瓶，該燒瓶裝有氮氣進口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯達克分水器、機械攪拌器、溫度計和加料漏斗。將800ml環(huán)己烷和4.32gSpan60(HLB值為4.7)加入燒瓶中，攪拌下使內溫達到42℃，以使Span60分散。約10分鐘后，讓燒瓶內容物冷卻至室溫。與此同時，將80ml丙烯酸和10ml去離子蒸餾水在500ml圓底燒瓶中進行攪拌并用冰浴冷卻。邊冷卻，邊將溶解在100ml去離子蒸餾水中的33.5g氫氧化鈉滴加至上述丙烯酸溶液中。將96mgN，N’-亞甲基二丙烯酰胺加至上述水溶液中并攪拌至溶解。然后將在10ml去離子蒸餾水中的128mg過硫酸鉀加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷卻下，攪拌混合物約10分鐘。將102.4g二氧化硅(U.S.Silica，F(xiàn)-75)加入環(huán)己烷/表面活性劑溶液中。然后，在劇烈攪拌下加入丙烯酸鈉溶液。使反應混合物溫度升至55℃并在該溫度保持6小時。將水與環(huán)己烷的共沸物蒸餾至收集到115ml水。收集固體產(chǎn)物并干燥，得到191g米色顆粒物質。實施例22二氧化硅F-75填料對照物，無交聯(lián)用氮氣吹洗2000ml的圓底燒瓶，該燒瓶裝有氮氣進口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯達克分水器、機械攪拌器、溫度計和加料漏斗。將800ml環(huán)己烷和4.32gSpan60(HLB值為4.7)加入燒瓶中，攪拌下使內溫達到42℃，以使Span60分散。約10分鐘后，讓燒瓶內容物冷卻至室溫。與此同時，將80ml丙烯酸和10ml去離子蒸餾水在500ml圓底燒瓶中進行攪拌并用冰浴冷卻。邊冷卻，邊將溶解在120ml去離子蒸餾水中的33.5g氫氧化鈉滴加至上述丙烯酸溶液中。將在10ml去離子蒸餾水中的128mg過硫酸鉀加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷卻下，攪拌混合物約10分鐘。將102.4g二氧化硅(U.S.Silica，F(xiàn)-75)加入環(huán)己烷/表面活性劑溶液中。然后，在劇烈攪拌下加入丙烯酸鈉溶液。使反應混合物溫度升至55℃并在該溫度保持6小時。將水與環(huán)己烷的共沸物蒸餾至收集到114ml水。收集固體產(chǎn)物并干燥，得到195g米色顆粒物質。實施例23分子量控制用氮氣吹洗2000ml的圓底燒瓶，該燒瓶裝有機械攪拌器、溫度計、迪安-斯達克分水器、回流冷凝管和氮氣進口管。將800ml環(huán)己烷和4.32gSpan60(ICIAmericas，Inc.公司生產(chǎn))加入燒瓶中并讓其溶解。攪拌10分鐘后，反應混合物變成均相。與此同時，將80ml丙烯酸和溶解在120mlH2O中的33.42g氫氧化鈉在冰浴冷卻下一起攪拌5分鐘。將102.4gAFS粒度為75的渥太華鑄造用細砂加入環(huán)己烷/表面活性劑溶液中。在劇烈攪拌下加入丙烯酸鈉溶液和2.0ml3-巰基-1，2-丙二醇(用于分子量控制的鏈轉移劑)。加入128mg過硫酸鉀，使反應混合物溫度升至50℃并在該溫度保持1小時。將水作為與環(huán)己烷的共沸物除去并分離出本發(fā)明的微粒。由鏈轉移反應生成的聚合物的數(shù)均分子量為256,000，與未使用鏈轉移劑的完全相同的聚合反應(？)分離出的聚合物相比，小60％。實施例24大粒度二氧化硅填料，60目篩上，＞250微米用氮氣吹洗2000ml的三頸圓底燒瓶，該燒瓶裝有機械攪拌器、溫度計、迪安-斯達克分水器、回流冷凝管和氮氣進口管。將800ml環(huán)己烷和4.32gSpan60(ICIAmericas，Inc.公司生產(chǎn))加入燒瓶中并讓其溶解。攪拌10分鐘后，反應混合物變成均相。與此同時，將80ml丙烯酸和溶解在120ml水中的33.42g氫氧化鈉在冰浴冷卻下一起攪拌5分鐘。將102.4gAFS粒度為75的大于60目(250微米以上)的渥太華鑄造用細砂加入環(huán)己烷/表面活性劑溶液中。在劇烈攪拌下加入丙烯酸鈉溶液。加入128mg過硫酸鉀，使反應混合物溫度升至50℃并在該溫度保持1小時。然后將反應混合物溫度升至60.5℃并在此溫度保持5小時。將水作為與環(huán)己烷的共沸物除去，得到181.3g微粒產(chǎn)物。實施例25小粒度二氧化硅填料，100-200目，75-150微米用氮氣吹洗2000ml的圓底燒瓶，該燒瓶裝有氮氣進口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯達克分水器、機械攪拌器、溫度計和加料漏斗。將800ml環(huán)己烷和4.32gSpan60(HLB值為4.7)加入燒瓶中，攪拌下使內溫達到42℃，以使Span60分散。約10分鐘后，讓燒瓶內容物冷卻至室溫。與此同時，將80ml丙烯酸和20ml去離子蒸餾水在500ml圓底燒瓶中進行攪拌并用冰浴冷卻。邊冷卻，邊將溶解在100ml去離子蒸餾水中的33.5g氫氧化鈉滴加至上述丙烯酸溶液中。將在10ml去離子蒸餾水中的128mg過硫酸鉀加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷卻下，攪拌混合物約10分鐘。將102.4g二氧化硅(U.S.Silica，F(xiàn)-110，預篩至100-200目)加入環(huán)己烷/表面活性劑溶液中。在劇烈攪拌下加入丙烯酸鈉溶液。使反應混合物溫度升至55℃并在該溫度保持6小時。將水與環(huán)己烷的共沸物蒸餾至收集到115ml水。收集固體產(chǎn)物并干燥，得到174g米色顆粒物質。實施例26硬木微粒填料用氮氣吹洗2000ml的三頸圓底燒瓶，該燒瓶裝有機械攪拌器、溫度計、迪安-斯達克分水器、回流冷凝管和氮氣進口管。將800ml環(huán)己烷和4.32gSpan60(ICIAmericas，Inc.公司生產(chǎn))加入燒瓶中并讓其溶解。攪拌10分鐘后，反應混合物變成均相。與此同時，將80ml丙烯酸和溶解在120mlH2O中的33.42g氫氧化鈉在冰浴冷卻下一起攪拌5分鐘。將50g60目硬木粉(CompositionMaterialsofAmerica,Inc.公司生產(chǎn))加入環(huán)己烷/表面活性劑溶液中。在劇烈攪拌下加入丙烯酸鈉溶液。加入128mg過硫酸鉀，使反應混合物溫度升至50℃并在該溫度保持1小時。然后將反應混合物溫度升至60.5℃并在此溫度保持5小時。將水作為與環(huán)己烷的共沸物除去，得到139.0g微粒產(chǎn)物。實施例27胡桃殼微粒填料用氮氣吹洗2000ml的三頸圓底燒瓶，該燒瓶裝有機械攪拌器、溫度計、迪安-斯達克分水器、回流冷凝管和氮氣進口管。將800ml環(huán)己烷和4.32gSpan60(ICIAmericas，Inc.公司生產(chǎn))加入燒瓶中并讓其溶解。攪拌10分鐘后，反應混合物變成均相。與此同時，將80ml丙烯酸和溶解在120mlH2O中的33.42g氫氧化鈉在冰浴冷卻下一起攪拌5分鐘。將50g100目胡桃殼粉(CompositionMaterialsofAmerica,Inc.公司生產(chǎn))加入環(huán)己烷/表面活性劑溶液中。在劇烈攪拌下加入丙烯酸鈉溶液。加入128mg過硫酸鉀，使反應混合物溫度升至50℃并在該溫度保持1小時。然后將反應混合物溫度升至60.5℃并在此溫度保持5小時。將水作為與環(huán)己烷的共沸物除去，得到100.3g本發(fā)明的微粒。實施例28用鈣離子交聯(lián)表面將10.0g實施例22的被包覆的微粒和30ml環(huán)己烷加至100ml的圓底燒瓶中，該燒瓶裝有磁力攪拌棒、迪安-斯達克分水器和回流冷凝管。然后，在劇烈攪拌下加入溶解在5mlH2O中的1.8g氯化鈣。攪拌反應混合物2小時并將水作為與環(huán)己烷的共沸物除去。分析所得產(chǎn)物并確定為具有交聯(lián)的表面。實施例29用鈣離子交聯(lián)表面將10.0g實施例22的被包覆的微粒加至100ml的圓底燒瓶中，該燒瓶裝有磁力攪拌棒、迪安-斯達克分水器和回流冷凝管。然后，在劇烈攪拌下加入溶解在20mlH2O中的1.8g氯化鈣。攪拌反應混合物2小時。加入20ml環(huán)己烷并將水作為與環(huán)己烷的共沸物除去。分析所得產(chǎn)物并確定為具有交聯(lián)的表面。實施例30用鎂離子交聯(lián)表面將10.0g實施例22的被包覆的微粒和30ml環(huán)己烷加至100ml的圓底燒瓶中，該燒瓶裝有磁力攪拌棒、迪安-斯達克分水器和回流冷凝管。然后，在劇烈攪拌下加入溶解在5mlH2O中的3.6g氯化鎂。攪拌反應混合物2小時并將水作為與環(huán)己烷的共沸物除去。分析所得產(chǎn)物并確定為具有交聯(lián)的表面。實施例31將12g實施例21的微粒(被聚丙烯酸鈉-丙烯酸(75/25)包覆的二氧化硅)、25ml甲醇、40.5mg乙二醇二縮水甘油醚和1.5g蒸餾水置于100ml的燒瓶中并加熱回流7小時。將反應混合物傾至結晶皿中并在加熱燈下干燥2小時，然后在70℃烘箱中再干燥1小時。實施例31得白色顆粒物質，重11.6g。實施例32在下述步驟中，在所選擇的機械攪拌的條件下測量微粒磨損。將本發(fā)明的吸水劑微粒(具有二氧化硅基核和聚丙烯酸酯SAP涂層，其中基核和SAP的重量比為1∶1)先進行預篩，以得到所選擇的粒度范圍在250-520微米的微粒。將微粒進行機械攪拌后，分析作為粒度小于74微米的微粒存在的破碎的或分離的聚合物的存在，結果如下攪拌方法小于74微米的重量％攪拌器0.0用小球滾動0.2用大球滾動0.1上述攪拌方法進行如下狀況1.油漆振蕩攪拌器將10g超吸水聚合物置于170ml圓筒狀金屬容器中。接著，將該容器再置于1加侖油漆罐中并置于油漆振蕩攪拌器上60分鐘。在此時的終點，移去材料并用一組標準篩子分析粒度分布。狀況2.小Burundum滾筒將10g超吸水聚合物與4個長13mm、直徑13mm的圓筒狀Burundum丸一起置于170ml圓筒狀金屬容器中。接著，將該容器再置于1加侖油漆罐中并置于油漆滾筒上放置30分鐘。在此時的終點，移去材料并用一組標準篩子分析粒度分布。狀況3.大Burundum滾筒將10g超吸水聚合物與2個長21mm、直徑21mm的圓筒狀Burundum丸一起置于170圓筒狀金屬容器中。接著，將該容器再置于1加侖油漆罐中并置于油漆滾筒上放置30分鐘。在此時的終點，移去材料并用一組標準篩子分析粒度分布。上述結果顯示，部分地根據(jù)“小于74微米的重量％”的結果，本發(fā)明的吸水劑微粒具有耐磨損性。這表明，聚合物粘合在固體芯核的程度達到高度可接受的水平。實施例33粒度控制為顯示可按本發(fā)明的技術得到的可預測的和可控制的吸水劑粒度，提供下列實施例。按實施例24制備吸水劑微粒，其中，將預篩選至約250-300微米粒度范圍的二氧化硅微粒用聚丙烯酸-聚丙烯酸鈉以二氧化硅對聚合物為1∶1的重量比進行涂層。用按實施例25制備的、具有粒度范圍在約75-150微米的二氧化硅芯核微粒的吸水劑微粒重復這些處理。將兩者的顆粒產(chǎn)物在BraunCA型研磨機中輕微研磨，然后用一系列篩子將微粒按粒度分離。本處理的結果見表VIII。表VIII篩篩上物篩下物纖維粒度涂層篩目大小粒度大小重量重量重量％中間值厚度T(微米)(g)(g)(微米)(微米)實施例244042022.722.35024060-856025015.96.4141001503.952.45200751.60.81.7實施例25404204.240.890.631080-1176025027.713.129.11001508.24.910.9200753.51.43.1顯而易見，從本發(fā)明的說明書和此處所公開的本發(fā)明的實踐考慮，本領域的技術人員可設想出本發(fā)明的其他實施方式。應該指出，本說明書和實施例僅應認為是舉例說明，本發(fā)明的范圍和實質由下面的權利要求書限定。權利要求1.吸水劑微粒，其特征在于，包含基本被形成水凝膠的聚合物包覆的非膠體的防水固體芯核。2.如權利要求1所述的吸水劑微粒，其特征在于，非膠體的防水固體微粒是無機礦物質。3.如權利要求2所述的吸水劑微粒，其特征在于，無機礦物質選自二氧化硅、二氧化鈦、氧化鎂、氧化銻、粘土、滑石、硅灰石、人造非晶形二氧化硅和碳酸鈣。4.如權利要求1所述的吸水劑微粒，其特征在于，固體微粒的粒度為約10-1500微米。5.如權利要求1所述的吸水劑微粒，其特征在于，固體芯核與形成水凝膠的聚合物的重量比為約1∶4至約9∶1。6.如權利要求1所述的吸水劑微粒，其特征在于，平均粒度在約30-2000微米之間。7.如權利要求1所述的吸水劑微粒，其特征在于，固體芯核是微粒形的谷類、淀粉、纖維素或骨膠。8.如權利要求1所述的吸水劑微粒，其特征在于，至少二個吸水劑微粒通過微粒間表面的粘合被粘附成平均粒度為約30-1500微米的聚集體。9.如權利要求1所述的吸水劑微粒，其特征在于，所述形成水凝膠的聚合物選自聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚順丁烯二酸和它們的共聚物以及它們的堿金屬鹽；聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基烷基醚、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯酰胺和它們的共聚物；丙烯腈、丙烯酸酯、乙酸乙烯酯的皂化了的淀粉接枝共聚物；丙烯酸、甲基丙烯酸和馬來酸的淀粉接枝共聚物；以及馬來酸酐和烷基乙烯基醚的共聚物。10.如權利要求9所述的吸水劑微粒，其特征在于，形成水凝膠的聚合物被用多官能環(huán)氧化合物、鹵環(huán)氧化合物、醛、胺、亞胺化合物或異氰酸酯化合物、多功能烯不飽和化合物進行交聯(lián)。11.制備權利要求1所述的吸水劑微粒的方法，其特征在于，包括下述步驟a)在表面活性劑的存在下，將非膠體的防水固體微粒單獨懸浮水不溶混的溶劑中；b)將可聚合成形成水凝膠的聚合物的烯不飽和單體的水溶液和引發(fā)劑懸浮在所述水不溶混的溶劑中；c)聚合單體，以使所述非膠體的防水固體微粒個別地和基本上被形成水凝膠的聚合物包覆，從而形成吸水劑微粒；d)將吸水劑微粒分離出來并加以干燥。12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述聚合物用包含在步驟(b)中的水溶液中的多官能團交聯(lián)劑進行交聯(lián)。13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，水溶液還包含所述多官能團交聯(lián)劑。14.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述聚合物與步驟(c)的終點和步驟(d)之前添加的多官能團交聯(lián)劑進行交聯(lián)。15.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)中的吸水劑微粒是通過將所述吸水劑微粒懸浮在含多官能團交聯(lián)劑的溶劑中來進行交聯(lián)的。16.吸水裝置，其特征在于，包含親水性纖維和大量權利要求1所述的吸水劑微粒。17.如權利要求16所述的吸水裝置，其特征在于，還包含由形成水凝膠的聚合物所組成的超吸水劑微粒。18.如權利要求16所述的吸水裝置，其特征在于，所述固體芯核與形成水凝膠的聚合物的重量比為約1∶4至約9∶1。19.如權利要求17所述的吸水裝置，其特征在于，所述由形成水凝膠的聚合物所組成的超吸水劑微粒與具有權利要求1所述的吸水劑組分的微粒的重量比為約1∶9至約9∶1。20.如權利要求16所述的吸水裝置，其特征在于，所述纖維和所述微粒的重量比為約95∶5至約2∶3。21.如權利要求19所述的吸水裝置，其特征在于，所述纖維和所述微粒的重量比為約95∶5至約2∶3。22.吸水制品，其特征在于，包含一層可滲透流體的外襯材料和不滲透流體的背襯材料，所述可滲透流體的外襯材料與權利要求16的吸水裝置的至少一層相鄰，所述不滲透流體的背襯材料與所述吸水裝置相鄰，在所述可滲透流體的外襯材料的對面。23.如權利要求22所述的吸水制品，其特征在于，所述制品是尿布。24.如權利要求22所述的吸水制品，其特征在于，所述制品是衛(wèi)生巾。25.吸水制品，其特征在于，包含至少一個容積區(qū)，所述容積區(qū)包含親水性纖維和微粒，所述微粒包含基本上被形成水凝膠的聚合物包覆的非膠體的防水固體芯核。26.如權利要求25所述的吸水制品，其特征在于，所述容積區(qū)或幾個容積區(qū)占干燥狀態(tài)的所述裝置的體積的至少約2％。27.如權利要求25所述的吸水裝置，其特征在于，各區(qū)還包含由形成水凝膠的聚合物組成的超吸水劑微粒。28.如權利要求25所述的吸水制品，其特征在于，還包含可滲透液體的外襯材料和不可滲透流體的背襯材料，所述外襯材料與所述容積區(qū)相鄰，所述背襯材料與所述容積區(qū)相鄰，在所述可滲透流體的面料的對面。29.如權利要求28所述的吸水制品，其特征在于，所述制品是尿布。30.如權利要求28所述的制品，其特征在于，所述制品是衛(wèi)生巾。31.多種單獨的和離散的吸水微粒，其特征在于，包含非膠體的防水固體芯核和基本上包覆固體芯核的形成水凝膠的聚合物。32.如權利要求31所述的微粒，其特征在于，所述形成水凝膠的聚合物的涂層厚度為約2-3000微米。33.如權利要求32所述的微粒，其特征在于，所述涂層厚度為約10-300微米。34.如權利要求31所述的微粒，其特征在于，所述形成水凝膠的聚合物的數(shù)均分子量為至少約250,000。35.如權利要求31所述的微粒，其特征在于，所述形成水凝膠的聚合物具有經(jīng)化學交聯(lián)的外表面。36.如權利要求31所述的微粒，其特征在于，所述形成水凝膠的聚合物是交聯(lián)的。37.如權利要求36所述的微粒，其特征在于，所述形成水凝膠的聚合物具有形成殼的外表面和內區(qū)域，所述殼具有比所述內區(qū)域高的交聯(lián)點密度。38.如權利要求31所述的微粒，其特征在于，所述固體芯核是中空的礦物質球。39.制造多種粒度為DAP的權利要求31的吸水劑微粒的方法，其特征在于，包括下述步驟(a)在表面活性劑的存在下，將粒度為DCP的非膠體的防水固體顆粒單獨懸浮于水不溶混的溶劑中；(b)將可聚合成形成水凝膠的聚合物的烯不飽和單體的水溶液和引發(fā)劑懸浮于水不溶混的溶劑中；(c)聚合所述單體，以使所述非膠體的防水固體顆粒個別地和基本上被形成水凝膠的聚合物包覆至厚度T，從而形成粒度為DAP的吸水劑顆粒，其中，DAP具有在約30-2000微米之間的值，DCP具有在約10-150微米之間的值，T具有在約10-995微米之間的值。40.如權利要求39所述的方法，其特征在于，所述聚合物用包含在步驟(b)中的水溶液中的多官能團交聯(lián)劑進行交聯(lián)。41.如權利要求40所述的方法，其特征在于，所述水溶液還包含所述多官能團交聯(lián)劑。42.如權利要求39所述的方法，其特征在于，所述表面活性劑的HLB系數(shù)為約2-12。43.如權利要求42所述的方法，其特征在于，所述表面活性劑的HLB系數(shù)為約3-7。44.如權利要求43所述的方法，其特征在于，所述表面活性劑的HLB系數(shù)為約3-5。45.如權利要求39所述的方法，其特征在于，所述表面活性劑為SPAN60或TWEEN81。46.如權利要求39所述的方法，其特征在于，所述表面活性劑是可任選地與環(huán)氧乙烷反應的糖的脂肪族酯。47.如權利要求所述39的方法，其特征在于，所述水不溶混的溶劑是環(huán)己烷。48.如權利要求39所述的方法，其特征在于，所述烯不飽和單體是丙烯酸。49.如權利要求39所述的方法，其特征在于，所述烯不飽和單體是部分中和了的丙烯酸酯-丙烯酸混合物。50.如權利要求39所述的方法，其特征在于，所述引發(fā)劑是過硫酸鉀。51.吸水裝置，其特征在于，包含纖維和權利要求31的多種吸水劑微粒。52.如權利要求51所述的吸水裝置，其特征在于，所述吸水劑微粒被分散在纖維中間。53.如權利要求51所述的吸水裝置，其特征在于，所述吸水劑微粒被置于二層纖維之間。54.如權利要求51所述的吸水裝置，其特征在于，所述纖維以網(wǎng)的形式存在。55.如權利要求54所述的吸水裝置，其特征在于，所述纖維包括纖維素漿粕，所述網(wǎng)被聚集在成形篩上。56.如權利要求51所述的吸水裝置，其特征在于，所述吸水劑微粒包含約20-70重量％的所述非膠體的固體芯核，所述固體芯核是粒度為約10-1500微米的微粒物質。57.如權利要求56所述的吸水裝置，其特征在于，所述固體芯核是微粒形的無機礦物質。58.如權利要求57所述的吸水裝置，其特征在于，所述固體芯核是二氧化硅、二氧化鈦、氧化鎂、氧化銻、粘土、滑石、硅灰石、人造非晶形二氧化硅和碳酸鈣。59.如權利要求51所述的吸水裝置，其特征在于，所述固體芯核是中空的礦物質球。60.如權利要求51所述的吸水裝置，其特征在于，所述纖維是親水性的。61.如權利要求51所述的吸水裝置，其特征在于，所述纖維是織物纖維。62.如權利要求56所述的吸水裝置，其特征在于，所述固體芯核是微粒形的谷類、木粉、磨碎的堅果殼、纖維素或骨膠。63.如權利要求51所述的吸水裝置，其特征在于，所述固體芯核是微粒形的淀粉。64.吸水裝置，其特征在于，包含(a)粘合的或未粘合的親水纖維的纖維網(wǎng)；和(b)分散在所述網(wǎng)中的權利要求31的各種吸水劑微粒，所述固體芯核是粒度為約10-1500微米的微粒形的無機礦物質，所述吸水劑微粒包含20-70重量％的所述固體芯核。65.如權利要求51所述的吸水裝置，其特征在于，所述裝置是一次性尿布。66.如權利要求51所述的吸水裝置，其特征在于，所述裝置是婦女用衛(wèi)生巾。67.如權利要求51所述的吸水裝置，其特征在于，所述裝置是尿失禁者用的墊子。68.如權利要求51所述的吸水裝置，其特征在于，所述裝置是床墊。69.如權利要求51所述的吸水裝置，其特征在于，所述裝置是用于吸收來自食物的流體的墊子。70.如權利要求51所述的吸水裝置，其特征在于，所述裝置是繃帶。71.制造吸水裝置的方法，其特征在于，包括(a)將權利要求31的吸水劑微粒分散至包含纖維的吸水芯之中；(b)將所述吸水芯插入可透水的外襯和不透水的背襯之間，使得所述外襯的一個外緣與所述背襯一個外緣互相接觸；(c)將所述兩邊緣封合以形成包含吸水芯的阻水屏障。72.吸水劑微粒，其特征在于，包含單獨的、離散的、基本上被形成水凝膠的聚合物包覆的二氧化硅微粒，所述聚合物包含部分中和了的交聯(lián)的聚丙烯酸；二氧化硅與聚合物的重量比為約1.0∶1.5至約1.5∶1.0。73.如權利要求72所述的吸水劑微粒，其特征在于，所述二氧化硅微粒的粒度為約50-1000微米。74.如權利要求73所述的吸水劑微粒，其特征在于，所述微粒的粒度為約75-500微米。75.如權利要求72所述的吸水劑微粒，其特征在于，所述形成水凝膠的聚合物的厚度為約40-150微米。全文摘要公開了一種高效吸水劑微粒組合物和制備方法，其中，非膠體的固體填料芯核基本上被一層能形成水凝膠的聚合物所包覆。還公開了使用高效吸水劑微粒組合物的吸水裝置以及制造這些裝置的方法。文檔編號A61L15/60GK1155250SQ95194505公開日1997年7月23日申請日期1995年7月7日優(yōu)先權日1995年7月7日發(fā)明者倫納德·鉑爾斯坦恩,斯圖爾特·聚斯金德申請人:倫納德·珀爾斯坦恩