CN103619291A - 具有改善的吸收性能的吸收制品 - Google Patents

Abstract

一种吸收制品，诸如一次性尿布、训练裤、以及成人失禁内衣，所述吸收制品包括能够吸收和容纳身体流出物的超吸收聚合物颗粒，具有改善的吸收性能，并因此减少渗漏，尤其是在第一涌流时，即当制品开始被润湿时。

Description

具有改善的吸收性能的吸收制品

技术领域

本发明涉及包括超吸收聚合物颗粒的吸收制品，诸如一次性尿布、训练裤以及成人失禁内衣。

背景技术

吸收制品诸如一次性尿布、训练裤和成人失禁内衣可吸收和容纳身体流出物。许多吸收制品如尿布包含超吸收聚合物材料。超吸收聚合物通常以颗粒形式存在于吸收制品的芯中。超吸收聚合物颗粒在与液体流出物进行接触时能够吸收液体并溶胀。然而，已证明在过去，并不是所有的超吸收聚合物颗粒类型都同样适用于吸收制品。

已知为了使包括超吸收聚合物颗粒的吸收制品表现出良好的吸收和容纳功能，超吸收聚合物颗粒需要满足特定的技术要求。

超吸收聚合物颗粒首先需要能够快速吸收液体流出物。在现有技术中超吸收聚合物颗粒的吸收速度一般通过测量颗粒的自由溶胀速率（FSR）来表征。

为了具有高吸收速度，存在于芯中的超吸收聚合物颗粒还应该是对液体高度可渗透的。超吸收聚合物颗粒的较差渗透率可由于凝胶阻塞而引起吸收制品的渗透。当溶胀的超吸收聚合物颗粒阻塞颗粒之间的空隙空间时，凝胶阻塞可在吸收芯中发生。在这种情况下，液体流出物不能或仅缓慢到达设置在芯中的超吸收聚合物颗粒的下层。液体流出物保留在吸收芯的表面并可因此从尿布中漏出。

在现有技术中，超吸收聚合物颗粒的渗透率通常通过测量颗粒的SFC（盐水流动传导率）来表征。所述参数在平衡时测量，即测量在超吸收聚合物颗粒的完全预溶胀的凝胶层上进行。

然而，令人惊奇地，发明人目前发现，具有高FSR和高SFC值的超吸收聚合物颗粒并不自动地导致快速的液体流出物进入吸收芯的采集时间，尤其是在第一涌流时，即，当干燥的超吸收聚合物颗粒第一次与液体进行接触时。

因此本发明提供吸收制品，其具有改善的吸收性能，并因此减少渗透，尤其是在第一涌流时，即当制品开始被润湿时。

发明内容

本发明涉及一种吸收制品，所述吸收制品包括吸收芯。所述吸收制品分成三个部分：前部、后部和设置在前部与后部之间的裆部。所述吸收芯在制品的裆点处具有0.2至5mm的干燥厚度。其中，所述吸收芯包括至少90%的超吸收聚合物颗粒。如根据K（t）测试方法测量，所述制品的前部或裆部中的吸收芯所包含的或整个吸收芯所包含的超吸收聚合物颗粒达到20g/g（T20）摄取量所需的时间小于240s。

附图说明

图1为本发明的一个实施例所述的尿布的平面图。

图2为沿图1的截线2-2截取的图1所示尿布的剖面图。

图3为本发明的一个实施例所述的吸收芯层的局部剖面图。

图4为本发明的另一个实施例所述的吸收芯层的局部剖面图。

图5a为吸收芯的局部截面图，所述吸收芯包括图3和4所示第一吸收芯层和第二吸收芯层的组合。

图5b为吸收芯的局部截面图，所述吸收芯包括图3和4所示第一吸收芯层和第二吸收芯层的组合。

图6为流变仪的示意图。

图7为进行动态有效渗透率和摄取量动力学测量测试的适宜的渗透率测量系统的局部横截面侧视图。

图8为进行动态有效渗透率和摄取量动力学测量测试的活塞/滚筒组合件的横截面侧视图。

图9为适用于图8中所示的活塞/滚筒组合件中的活塞头的顶视图。

图10为进行尿液渗透率测量测试的适宜渗透率测量系统的局部横截面侧视图。

图11为进行尿液渗透率测量测试的活塞/滚筒组合件的横截面侧视图。

图12为适用于图11中所示的活塞/滚筒组合件中的活塞头的顶视图。

图13为放置在用于溶胀相的烧结盘上的图11的活塞/滚筒组合件的横截面侧视图。

图14为进行平坦采集测试的适宜平坦采集测量系统的剖面图

图15A为代表比较例1和2以及实例1的摄取量（单位为g/g）作为时间的函数的图，如K（t）测试方法测量。

图15B为代表比较例1和2以及实例2的摄取量（单位为g/g）作为时间的函数的图，如K（t）测试方法测量。

具体实施方式

本文所用术语“吸收制品”是指吸收和容纳身体流出物的装置，更具体地讲是指紧贴或邻近穿着者的身体放置用来吸收和容纳各种身体排泄物的装置。吸收制品包括尿布、训练裤、成人失禁内衣、妇女卫生制品等。如本文所用，术语“体液”或“身体流出物”包括但不限于尿液、血液、阴道排出物、乳汁、汗液和粪便。在本发明的一些实施例中，吸收制品为尿布或训练裤。

本文所用“吸收芯”是指设置在吸收制品的顶片和底片之间，用于吸收和容纳由吸收制品接收的液体的结构。该结构可包括一个或多个基底层、设置在一个或多个基底层上的超吸收聚合物颗粒、以及通常设置在超吸收聚合物颗粒上的热塑性组合物。通常所述热塑性组合物为热塑性粘合剂材料。在一个实施例中，热塑性粘合剂材料形成纤维层，所述纤维层至少部分地与一个或多个基底层上的超吸收聚合物颗粒接触并部分地与一个或多个基底层接触。在一个实施例中，为了增强超吸收聚合物颗粒和/或热塑性粘合剂材料对相应的基底层的粘附性，可在施涂超吸收聚合物颗粒之前将辅助粘合剂沉积在一个或多个基底层上。吸收芯还可包括一个或多个覆盖层，使得超吸收聚合物颗粒被包括在一个或多个基底层与一个或多个覆盖层之间。一个或多个基底层和覆盖层可包括非织造材料或由非织造材料组成。吸收芯还可包含气味控制化合物。

在吸收性制品除了吸收芯之外还包括顶片和/或底片，并且/或者采集系统的实施例中，吸收芯不包括顶片、底片和/或采集系统。

在一些实施例中，吸收芯基本上由以下组成：一个或多个基底层、超吸收聚合物颗粒、热塑性组合物、任选地辅助粘合剂、任选地覆盖层、以及任选地气味控制化合物。

本文所用“裆点”是指定位在制品的纵向中心线和横向中心线的交叉处的吸收制品中心的点。应当理解，就本发明而言，制品的裆点不必要定位在吸收芯的中心，即吸收芯的纵向中心线和横向中心线的交叉处，尤其是在吸收芯在制品的横向中心线上不居中的情况下，即在吸收芯偏移至制品的前面和/或后面的情况下。

本文所用“透气毡”是指粉碎的木浆，其为纤维素纤维的一种形式。

本文所用“超吸收聚合物颗粒”是指交联的聚合物材料，如使用离心保留容量测试（EDANA WSP241.2-05）所测量，所述聚合物材料可吸收至少10倍于其自身重量的含水的0.9%盐水溶液。超吸收聚合物颗粒为颗粒形式以便在干燥状态下可流动。本发明的一些超吸收聚合物颗粒由聚（甲基）丙烯酸聚合物制成。然而，例如基于淀粉的超吸收聚合物颗粒也包括在本发明的范围内。

本文所用“热塑性粘合剂材料”是指聚合物组合物，可由其形成纤维并施加到超吸收聚合物颗粒上以将在干燥和润湿两种状态下固定超吸收聚合物颗粒。本发明的热塑性粘合剂材料优选在超吸收聚合物颗粒之上形成纤维性网络。

本文所用“前部”和“后部”是指吸收制品的前腰区和后腰区。前部和后部的长度均为从相应前腰边缘和后腰边缘起始的制品总体长度的三分之一。就其中前腰边缘和/或后腰边缘不设置成平行于吸收制品的横向中心线延伸的直线的实施例而言，吸收制品的长度从最接近于横向中心线的前腰边缘的点开始并在最接近于横向中心线的后腰边缘点处终止而在纵向中心线上或平行于纵向中心线来测定。

本文所用“裆部”是指介于制品的前部与后部之间，定位在制品中心的制品区域。裆部的长度为制品总体长度的三分之一。

本文所用“非织造材料”是指由定向或任意取向的纤维通过摩擦和/或粘合和/或粘着而粘结成的、或通过湿磨法而毡化成的人造片、纤维网或毛层，不包括纸张和通过织造、编织、簇成、缝编而合并束缚的纱或长丝的产品，无论是否另外缝过。这些纤维可具有天然的或人造的来源，并且可为短纤维或连续长丝或为就地形成的纤维。可商购获得的纤维具有在小于约0.001mm至大于约0.2mm的范围内的直径，并且它们具有几种不同的形式：短纤维（称为化学短纤维或短切纤维）、连续单纤维（长丝或单丝）、无捻连续长丝束（丝束）、和加捻连续长丝束（纱）。非织造织物可通过许多方法诸如熔喷法、纺粘法、溶液纺丝、静电纺纱和粗梳法来形成。非织造织物的基重通常表示为克/平方米（gsm）。

本文所用术语“连结的”是指其中通过将第一元件直接粘贴到第二元件从而使第一元件直接固定到另一个元件的构型，或通过将第一元件粘贴到第三元件即中间元件，中间元件继而固定到第二元件从而使第一元件间接固定到第二元件的构型。连接方式可包括粘合剂粘结、热粘结、压力粘结、超声波粘结、动态机械粘结或任何其它合适的连接方式或本领域已知的这些连接方式的组合。

图1是本发明的一些实施例的吸收制品10的平面图。吸收制品10显示处于其平展未收缩状态（即，没有弹性诱导收缩），并且部分吸收制品10被切除以更清楚地显示尿布10的底层结构。在图1中，吸收制品10的接触穿着者的部分面对观察者。吸收制品10一般包括基础结构12和设置在基础结构12中的吸收芯14。

图1中吸收制品10的基础结构12可包括吸收制品10的主体。底座12可包括外覆盖件16，所述外覆盖件包括可为液体可透过的顶片18和/或可为液体不可透过的底片20。吸收芯14可包封在顶片18和底片20之间。底座12也可包括侧片22、弹性化腿箍24、和弹性腰部组件26。

腿箍24和弹性腰部组件26通常可每个均包括弹性构件28。将吸收制品10的一个端部设置成前部30并将另一端部设置成吸收制品10的后部32。将吸收制品10的中间部分设置成裆部34，其在前部30与后部32之间纵向延伸。

图1中吸收制品10描绘有其纵向中心线36及其横向中心线38。吸收制品10的周边40由吸收制品10的外部边缘限定，其中纵向边缘42大致平行于吸收制品10的纵向中心线36延伸，并且前腰边缘43和后腰边缘44大致平行于吸收制品10的横向中心线38在纵向边缘42之间延伸。基础结构12也可包括扣紧系统，所述扣紧系统可包括至少一个扣紧构件46和至少一个平台区48。

吸收制品10还可包括这些本领域已知的其它结构，包括前耳片和后耳片、腰帽结构、弹性部件等，以提供更好的贴合性、密封性和美观特性。此类附加结构为本领域所熟知并被例如描述于美国专利3,860,003和美国专利5,151,092中。

为了将吸收制品10保持在围绕穿着者的适当位置，前部30的至少一部分可由扣紧构件46连接到后部32的至少一部分上以形成腿部开口和制品腰部。当扣紧时，扣紧系统承受制品腰部周围的拉伸载荷。扣紧系统可允许制品使用者抓持扣紧系统的一个元件诸如扣紧构件46，并且在至少两个位置上将前部30连接到后部32上。这可通过操纵扣紧装置的元件之间的粘结强度来实现。

根据某些实施例，吸收制品10可具有可重新闭合的扣紧系统，或者可作为另外一种选择以裤型尿布的形式被提供。当吸收制品为尿布时，其可包括接合到底座上的可重新闭合的扣紧系统，所述系统用于将尿布固定到穿着者身上。当吸收制品为裤型尿布时，制品可包括至少两个侧片，所述侧片彼此接合以形成裤。

吸收芯

吸收芯包括以芯的重量计，不包括任何非织造纤维网诸如可被吸收芯包括的基底层以及覆盖层的重量，至少90重量%的超吸收聚合物颗粒。

在一些优选的实施例中，吸收芯包括至少95重量%的超吸收聚合物颗粒。

在一些更优选的实施例中，吸收芯包括至少98重量%的超吸收聚合物颗粒。

在一些甚至更优选的实施例中，吸收芯包括至少99重量%的超吸收聚合物颗粒。

这些实施例是尤其优选的，因为与除了超吸收聚合物颗粒之外，还具有较高含量常规吸收性材料如透气毡等的常规吸收制品的厚度相比，包括高百分比超吸收聚合物颗粒的吸收制品在干燥时通常具有减缩厚度。当将制品定位在穿着者上时，减缩厚度有助于改善贴合性和舒适度。

在一些实施例中，吸收芯包括平均量为50至2200g/m²或100至1500g/m²或200至1000g/m²的每面积的超吸收聚合物颗粒。

在一些实施例中，在制品的裆部中，吸收芯包括平均量为100至1500g/m²，或150至1000g/m²，或200至900g/m²，或400至700g/m²的单位面积上的超吸收聚合物颗粒。吸收制品包括足够量的超吸收聚合物颗粒，以具有良好的吸收性能以及足够薄以向穿着者提供贴合性和舒适度。然而，超吸收聚合物颗粒也存在于前部和后部中，尽管尤其在后部中的含量可能较低（或甚至为零）。在一些实施例中，在制品的后部中，吸收芯包括平均量小于300g/m²，或小于200g/m²，或者25至300g/m²，或50至200g/m²，或50至100g/m²的每表面积的超吸收聚合物颗粒。

在一些实施例中，吸收芯还可包括除超吸收聚合物颗粒之外的微量吸收材料，例如透气毡。

在一些实施例中，吸收芯通常包括小于5重量%的透气毡，或者小于2%，或者不含透气毡。

根据以下列出的测试方法测量，吸收芯在制品裆点处的干燥厚度为小于10mm，优选地小于5mm，更优选地小于3mm，甚至更优选地小于1.5mm，或者0.1至10mm，优选地0.2至5mm，更优选地0.3至3mm，甚至更优选地0.5至1.5mm。因此，与常规包含透气毡的吸收芯相比，所述吸收芯足够薄。因此，显著改善了贴合性和舒适度。

超吸收聚合物颗粒

可用于本发明的超吸收聚合物颗粒可具有很多种形状。术语“颗粒”是指颗粒、纤维、薄片、球体、粉末、小薄片和超吸收聚合物颗粒领域的技术人员已知的其它形状和形式。在一些实施例中，超吸收聚合物颗粒可为纤维的形状，即细长的针状超吸收聚合物颗粒。在那些实施例中，超吸收聚合物纤维具有小于约1mm，通常小于约500μm，或者小于250μm下至50μm的较小尺寸（即纤维的直径）。纤维的长度优选地为约3mm至约100mm。纤维也可为可织造的长丝的形式。

作为另外一种选择，在一些优选的实施例中，本发明的超吸收聚合物颗粒为球状颗粒。根据本发明并且与纤维相反，“球状颗粒”具有最长和最短尺寸，并且颗粒的最长和最短颗粒尺寸之比在1-5范围内，其中值1等于完美的球状颗粒，而值5将使得与此类球状颗粒有一些偏差。在此类实施例中，根据EDANA方法WSP220.2-05测量，超吸收聚合物颗粒可具有小于850μm，或50至850μm，或者100至500μm，以及或者150至300μm的粒度。具有相对低粒度的超吸收聚合物颗粒有助于增加与液体流出物接触的吸收材料的表面积，并因此支持液体流出物的快速吸收。

可用于本发明的超吸收聚合物颗粒包括多种能够吸收大量流体的水不溶性的、但水可溶胀的聚合物。此类聚合物材料一般在本领域中是已知的。

适宜的超吸收聚合物颗粒可例如由如美国专利4,340,706和美国专利5,849,816中所述的反向悬浮聚合获得，或由如美国专利申请2009/0192035、2009/0258994和2010/0068520中所述的喷雾或其它气相分散聚合获得。在一些实施例中，适宜的超吸收聚合物颗粒可通过本领域现阶段的生产工艺获得，如更具体地由WO2006/083584，第12页第23行至第20页第27行中所述。

在一些实施例中，超吸收聚合物颗粒的表面可被涂覆。在此类实施例中，涂层使表面变粘，使得超吸收聚合物颗粒在润湿时不能容易地重新排列（因此它们不能阻塞空隙）。

在一些实施例中，超吸收聚合物颗粒可涂覆有阳离子聚合物。一些阳离子聚合物可包括聚胺或聚亚胺材料，其与包括在体液尤其是尿液中的至少一种组分反应。一些聚胺材料可选自（1）具有伯胺基的聚合物（例如聚乙烯胺、聚烯丙基胺）；（2）具有仲胺基的聚合物（例如聚乙烯亚胺）；以及（3）具有叔胺基的聚合物（例如，聚N,N-二甲烷基胺）。

阳离子聚合物的实际例子为，例如聚乙烯亚胺，通过可溶于水范围内的环氧卤丙烷交联的改性聚乙烯亚胺、聚胺、通过接枝乙烯亚胺的改性聚酰氨基胺、聚醚胺、聚乙烯胺、聚烷基胺、聚酰胺基聚胺、以及聚烯丙基胺。

在一些实施例中，阳离子聚合物具有至少500，或者5,000，或者10,000或更大的重均分子量。重均分子量超过500或更大的阳离子聚合物不限于在通过凝胶渗透色谱法的分子量分析中示出单一最大值（峰）的聚合物，并且即使其表现出多个最大值（峰），重均分子量为500或更大的聚合物也可被使用。

优选的阳离子聚合物的量，相对于100重量份的所述超吸收聚合物颗粒，在约0.05至20重量份，更优选约0.3至10重量份，且最优选约0.5至5重量份的范围内。

在一些实施例中，超吸收聚合物颗粒可涂覆有脱乙酰壳多糖材料，如US7537832B2中所公开的。

在一些其它实施例中，超吸收聚合物颗粒可包含混床离子交换吸收聚合物，如WO99/34841和WO99/34842中所公开的。

已如上所述，具有高FSR和高SFC值的超吸收聚合物颗粒不自动地导致快速的液体流出物的采集时间，尤其是在第一涌流时，即，当干燥的超吸收聚合物颗粒第一次与液体进行接触时。干燥的超吸收聚合物颗粒通常比润湿的超吸收聚合物颗粒更不易吸收水，因为水进入干燥超吸收聚合物颗粒的扩散性低于水进入润湿超吸收聚合物颗粒的扩散性。

迄今为止，未研究与初始摄取量相关的干燥超吸收聚合物颗粒的吸收性能。相反，重点一直在盐水流动传导率（SFC）上，其在平衡时并从而在远离初始液体吸收的阶段处测定。就除超吸收聚合物颗粒之外还包含显著量透气毡的吸收芯而言，进入吸收芯的液体的临时储存由透气毡提供，使得超吸收聚合物颗粒在一定延迟的情况下吸收周围透气毡中的液体。但是即使就现有技术中所公开的不含透气毡的吸收制品而言，超吸收聚合物颗粒的渗透率也经常在平衡时测量，从而不考虑干燥的超吸收聚合物颗粒在初始暴露于液体时的性能。本发明的发明人已仔细研究了超吸收聚合物颗粒在初始暴露于液体时的性能。已经发现，某些但不是公开可得的超吸收聚合物颗粒在施用于不包含或包含非常低含量的透气毡的吸收芯中时表现出优异的性能。优异的性能导致改善的液体采集，从而减少渗透的风险。已发现，超吸收聚合物颗粒可以在对抗围压吸收时，干燥超吸收聚合物达到一定程度液体摄取量所需的时间来描述。因此，现在可有目的地且容易地选择这些新开发的专门适用于包括很少或不包含透气毡的吸收芯的超吸收聚合物颗粒，而不需要附加的广泛研究和测试。

根据本发明，根据以下列出的K（t）测试方法测量，包括在所述制品的前部或裆部的吸收芯中或包括在整个吸收芯中的超吸收聚合物颗粒达到20g/g的摄取量所需的时间（T20）小于240s，或小于215s，或小于190s，或小于165s，或小于140s。

在一些实施例中，根据以下列出的K（t）测试方法测量，达到20g/g摄取量的时间（T20）为40至240s，或50至290s，或60至165s。

在一些实施例中，根据以下列出的K（t）测试方法测量，包括在所述制品的前部或裆部的吸收芯中或包括在整个吸收芯中的超吸收聚合物颗粒在20分钟时的摄取量（U20）为至少28g/g或至少30g/g，或28g/g至60g/g，或30g/g至50g/g，或30g/g至40g/g。

与现有技术的吸收制品相比，尤其是在第一涌流时，包括此类超吸收聚合物颗粒的吸收制品具有改善的吸收性能并因此表现出减少的渗透。此类超吸收聚合物颗粒尤其适用于吸收制品。

在一些实施例中，根据以下列出的K（t）测试方法测量，超吸收聚合物颗粒在20分钟时的有效渗透率（K20）为至少5·10^-8cm²，或至少7·10^{- 8}cm²，或至少8.5·10^-8cm²，或5·10^-8cm²至1·10^-6cm²，或7·10^-8cm²至5·10^{- 7}cm²，或8.5·10^-8至1·10^-7。

在一些实施例中，根据以下列出的K（t）测试方法测量，超吸收聚合物颗粒具有超过0.75，或超过0.8，或超过0.9的最小有效渗透率与20分钟时的渗透率之间的比率（Kmin/K20比）。在此类实施例中，瞬时凝胶阻塞最小化并且贯穿所有溶胀过程，尤其是对第一涌流而言最重要的溶胀相的初始部分中，液体流出物能快速运行通过颗粒之间的空隙空间。

就具有多于一种超吸收聚合物颗粒的实施例而言，对存在于前部或裆部或整个吸收芯中的多于一种超吸收超吸收聚合物颗粒的混合物分别进行K（t）测试方法。

在一些实施例中，超吸收聚合物颗粒具有超过50，或者超过60，或者为50至500，或者55至200，或者60至150UPM单位的表示为UPM(尿液渗透率测量）值的平衡渗透率，其中1UPM单位为1×10^-7（cm³.s）/g。

UPM值根据以下列出的UPM测试方法测量。该方法与现有技术的盐水流动传导率测试方法密切相关。该UPM测试方法通常测量超吸收聚合物颗粒的预膨胀层的流动阻力，即，流动阻力在平衡时测量。因此，当吸收制品的显著体积已被液体流出物润湿时，具有高UPM值的此类超吸收聚合物颗粒表现出高渗透率。这些实施例不仅在第一涌流时而且在随后涌流时表现出良好的吸收特性。

在一些实施例中，超吸收聚合物颗粒可具有超过0.1g/g/s，或者0.1至2g/g/s，或者0.3至1g/g/s，或者0.3至0.6g/g/s，或者0.4至0.6g/g/s的FSR（自由溶胀速率）。

超吸收聚合物颗粒的自由溶胀速率根据以下列出的FSR测试方法测量。具有高自由溶胀速率的超吸收聚合物颗粒将能够在无围压下快速吸收液体。与K（t）测试方法相反，为了测量自由溶胀速率不对凝胶层施加外部压力。根据本发明的K（t）测试方法测量，具有太低FSR值的超吸收聚合物颗粒达到20g/g的摄取量可能不需要小于240s，并因此将不能尽快地吸收液体流出物。然而，如上所述，如根据K（t）测试方法测量，具有高FSR值的超吸收聚合物颗粒不自动地导致高摄取值。

在一些实施例中，如根据EDANA方法WSP241.2-05测量，超吸收聚合物颗粒可具有超过20g/g，或超过24g/g，或20至50g/g，或20至40g/g，或24至30g/g的CRC（离心保留容量）值。CRC测量超吸收聚合物颗粒在过量液体中自由溶胀所吸收的液体。

由于需要较少的超吸收聚合物颗粒以有利于液体吸收所需的总体容量，可能期望具有高CRC值的超吸收聚合物颗粒。

在一些实施例中，根据以下列出的平坦采集测试方法测量，所述吸收制品可具有小于30s，或者小于27s的第一涌流采集时间。为重量在8至13kg±20%范围内的穿着者设计的婴儿尿布（诸如型号4的Pampers ActiveFit或型号4的其它Pampers婴儿尿布，型号4的Huggies婴儿尿布或大多数其它商标的型号4的婴儿尿布）进行这种采集时间测量。如本申请的实例部分所示，与现有技术的吸收制品相比，包括如根据K（t）测试方法测量，达到20g/g的摄取量需要小于240s的超吸收聚合物颗粒的吸收制品可提供更快的采集时间，尤其是在第一涌流时，并因此减少渗漏。

吸收芯的结构

在下文中，给出了本发明吸收芯的例子。然而，本发明不限于此类吸收芯。

在一些实施例中，吸收芯14包括吸收层60，如图3和4所示。吸收层60的基底层64可称为除尘层，并且具有面对尿布10的底片20的第一表面78和面对超吸收聚合颗粒66的第二表面80。根据一些实施例，基底层64为非织造材料，如具有作为外层的纺粘层和介于纺粘层之间的一个或多个熔喷层的多层非织造材料，其包括但不限于SMS材料，所述SMS材料包括纺粘层、熔喷层和其它纺粘层。吸收层60可包括覆盖层70，如图4所示。覆盖层70可以为非织造材料，如具有作为外层的纺粘层和介于纺粘层之间的一个或多个熔喷层的多层非织造材料，其包括但不限于SMS材料，所述SMS材料包括纺粘层、熔喷层和其它纺粘层。在一些实施例中，基底层64和覆盖层70由相同的材料制成。

如图3和4所示，超吸收聚合物颗粒66可以颗粒簇90的形式沉积在基底层64上，所述颗粒簇包括着陆区域94和着陆区域94之间接合区域96。如本文所定义，着陆区域94为其中热塑性粘合剂材料不直接接触非织造材料基底或辅助粘合剂的区域；接合区域96为其中热塑性粘合剂材料不直接接触非织造材料基底或辅助粘合剂的区域。接合区域96包含很少或不包含超吸收聚合物颗粒66。着陆区域94和接合区域96可具有多种形状，所述形状包括但不限于圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形等等。

因此，热塑性粘合剂材料68提供保持超吸收聚合物颗粒66的腔体，并因此固定该材料。在另一方面，热塑性粘合剂材料68粘结到基底层64上，从而将超吸收聚合物颗粒66粘附到基底层64上。在一些其它的实施例中，热塑性粘合剂材料68还可至少部分地渗入超吸收聚合物颗粒66和基底层64两者中，从而提供进一步的固定和粘附。

在一些其它的实施例中，吸收芯14可包括两个吸收层，第一吸收层60和第二吸收层62。最好如图5A和5B中所示，吸收芯14的第一吸收层60包括基底层64、基底层64上的超吸收聚合物颗粒66、以及超吸收聚合物颗粒66上的热塑性粘合剂材料68。虽然未被示出，但第一吸收层60也可包括覆盖层诸如图4所示的覆盖层70。

同样，最好如图5A和5B中所示，吸收芯14的第二吸收层62也可包括基底层72、第二基底层72上的超吸收聚合物颗粒74、以及超吸收聚合物颗粒74上的热塑性粘合剂材料76。虽然未被示出，但第二吸收层62也可包括覆盖层诸如图4所示的覆盖层70。如上所述，第一吸收层60的基底64可称为除尘层，并且具有面对尿布10的底片20的第一表面78和面对超吸收聚合颗粒66的第二表面80。同样，第二吸收层62的基底层72可称为芯覆盖件，并且具有面对尿布10的顶片18的第一表面82和面对超吸收聚合物颗粒74的第二表面84。第一基底层64和第二基底层72可用粘合剂围绕周边彼此粘附，以围绕超吸收聚合物颗粒66和74形成包层，从而将超吸收聚合物颗粒66和74保持在吸收芯14内。

取决于吸收芯14的所需应用以及可在其中掺入吸收芯的特定吸收制品10，包括超吸收聚合物颗粒的吸收芯14的区域可有变化。然而，在一些实施例中，超吸收聚合物颗粒区域可基本上完全横跨吸收芯14延伸。在一些可供选择的实施例中，超吸收聚合物颗粒区域完全横跨吸收制品10的裆部34中的吸收芯14延伸，然而超吸收聚合物颗粒区域不完全横跨吸收制品10的前部和后部中的吸收芯14延伸。

将第一吸收层和第二吸收层60和62结合在一起以形成吸收芯14使得层可为偏移的，从而使得基底层64上的超吸收聚合物颗粒66和基底层72上的超吸收聚合物颗粒74横跨超吸收聚合物颗粒区域基本上连续分布，如图5A和5B所示。在一些实施例中，尽管超吸收聚合物颗粒66和74以簇90的形式横跨第一基底层64和第二基底层72不连续分布，但是超吸收聚合物颗粒66和74横跨超吸收聚合物颗粒区域基本上连续分布。在一些实施例中，这些吸收层可为偏移的而使得第一吸收层60的着陆区域94面对第二吸收层62的接合区域96，并且第二吸收层62的着陆区域面对第一吸收层60的接合区域96，如图5A和5B所示。当着陆区域94和接合区域96适当地设定尺寸并布置时，所得的超吸收聚合物颗粒66和74的组合为横跨吸收芯14的超吸收聚合物颗粒区域的超吸收聚合物颗粒的基本上连续的层（即，第一基底层64和第二基底层72不形成多个凹坑，所述凹坑各自在其间包含超吸收聚合物颗粒66和74的簇90），如图5A所示。

超吸收聚合物颗粒的量可以或可以不沿芯的长度变化，通常所述芯在其纵向上是异形的。已发现，对于大多数吸收制品诸如尿布，液体排泄主要发生在尿布的前半部中。因此吸收芯14的前半部应包括芯的大部分吸收容量。因此，根据某些实施例，所述吸收芯14的前半部可包括超过约60%的超吸收聚合物颗粒，或超过约65%，70%，75%，80%，85%，或90%的超吸收聚合物颗粒。

通常热塑性粘合剂材料可用于至少部分固定干燥和润湿两种状态下的超吸收聚合物颗粒。可将热塑性粘合剂材料基本上均匀地设置在超吸收聚合物颗粒之间。然而，通常热塑性粘合剂材料可作为纤维层提供，所述纤维层至少部分地与超吸收聚合物颗粒接触并部分地与基底层接触。通常，本发明的热塑性粘合剂材料在超吸收聚合物颗粒之上形成纤维性网络。通常，如图5A和5B中所示的例子，超吸收聚合物颗粒66和74作为不连续层提供，并且纤维热塑性粘合剂材料68和76的层铺设在超吸收聚合物颗粒66和74的层上，使得热塑性粘合剂材料68和76与超吸收聚合物颗粒66和74直接接触，但是也与基底层64和72的第二表面80和84直接接触，其中基底层不被超吸收聚合物颗粒66和74覆盖。这赋予热塑性粘合剂材料68和76的纤维层基本三维的结构，所述结构本身与长度方向和宽度方向上的尺度相比为具有相对小厚度的基本二维的结构。换句话讲，热塑性粘合剂材料68和76在超吸收聚合物颗粒68和76以及基底层64和72的第二表面之间起伏。

热塑性粘合剂材料可提供腔体以缠绕超吸收聚合物颗粒，并从而固定这些颗粒。在另一方面，热塑性粘合剂材料粘结到基底层上，从而将超吸收聚合物颗粒粘附到基底层上。一些热塑性粘合剂材料还将渗透入超吸收聚合物颗粒和基底层两者中，从而提供进一步的固定和粘附。当然，尽管本文所公开的热塑性粘合剂材料提供改善的湿固定作用（即当制品至少部分加载时对吸收材料的固定作用），但当吸收芯干燥时这些热塑性粘合剂材料也可对吸收材料提供极好的固定作用。热塑性粘合剂材料也可称作热熔融粘合剂。

不受理论的束缚，已发现最适用于固定超吸收聚合物颗粒的那些热塑性粘合剂材料兼有良好的内聚力和良好的粘附性能。良好的粘附可促进热塑性粘合剂材料和超吸收聚合物颗粒以及基底层之间的良好接触。良好的内聚力可减小粘合剂中断的可能性，尤其是响应于外力，即响应于应变而中断的可能性。当吸收芯吸收液体时，超吸收聚合物颗粒溶胀并使热塑性粘合剂材料经受外力。热塑性粘合剂材料可允许此类溶胀而不会中断和赋予过多的压缩力，所述压缩力将抑制超吸收聚合物颗粒溶胀。

热塑性粘合剂材料可整体包括单一热塑性聚合物或热塑性聚合物的共混物，当通过ASTM方法D-36-95“Ring and Ball”测定时，所述聚合物具有在介于50℃和300℃之间的范围内的软化点；或作为另外一种选择，热塑性粘合剂材料可为热熔融粘合剂，其包括至少一种与其它热塑性稀释剂诸如增粘树脂、增塑剂和添加剂诸如抗氧化剂相组合的热塑性聚合物。在一些实施例中，热塑性聚合物通常具有超过10,000的分子量（Mw）和通常低于室温的玻璃化转变温度（Tg）或-6℃>Tg<16℃。在一些实施例中，热熔融聚合物的典型浓度在约20重量%至约40重量%的范围内。在一些实施例中，热塑性聚合物可为对水不敏感的。示例性聚合物为包括A-B-A三嵌段结构、A-B两嵌段结构和（A-B）n径向嵌段共聚物结构的（苯乙烯）嵌段共聚物，其中A嵌段为通常包含聚苯乙烯的非弹性体聚合物嵌段，并且B嵌段为不饱和共轭双烯或（部分）氢化的此类变体。B嵌段通常为异戊二烯、丁二烯、乙烯/丁烯（氢化丁二烯）、乙烯/丙烯（氢化异戊二烯）、或它们的混合物。

可采用的其它合适的热塑性聚合物为茂金属聚烯烃，它们为利用单位点或茂金属催化剂制备的乙烯聚合物。其中，至少一种共聚单体可与乙烯聚合以制备共聚物、三元共聚物或更高级的聚合物。同样适用的是无定形聚烯烃或无定形聚α-烯烃（APAO），它们为C2至C8α烯烃的均聚物、共聚物或三元共聚物。

在一些实施例中，热塑性粘合剂材料以纤维形式存在。在这些实施例的一些中，纤维将具有约1微米至约50微米或约1微米至约35微米的平均粗度和约5mm至约50mm或约5mm至约30mm的平均长度。为了改善热塑性粘合剂材料对基底层或任何其它层尤其是任何其它非织造层的粘附性，此类层可用辅助粘合剂预处理。

在某些实施例中，将热塑性粘合剂材料以每基底层介于0.5和30g/m2之间，介于1和15g/m2之间，介于1和10g/m2之间或甚至介于1.5和5g/m2之间的量施涂在基底层上。

一种示例性热塑性粘合剂材料68和76可具有在20℃下测定的至少30,000Pa，并且小于300,000Pa，或小于200,000Pa，或介于140,000Pa和200,000Pa之间，或小于100,000Pa的储能模量G′。在另一个方面，在35℃下测定的储能模量G′可大于80,000Pa。在另一个方面，在60℃下测定的储能模量G′可小于300,000Pa且超过18,000Pa，或超过24,000Pa，或超过30,000Pa，或超过90,000Pa。在另一个方面，在90℃下测定的储能模量G’可小于200,000Pa且超过10,000Pa，或超过20,000Pa，或超过30,000Pa。在60℃和90℃下测定的储能模量可为热塑性粘合剂材料在高环境温度下的形态稳定性的量度。如果吸收产品是在炎热的气候中使用，则该值是特别重要的，如果60℃和90℃下的储能模量G′不是足够高，则在所述气候中热塑性粘合剂材料会失去其完整性。

G′使用如图6示意地所示的流变仪来测量；该图仅用于一般举例说明的目的。流变仪627能够向粘合剂施加剪切应力，并且测量在恒定温度下所引起的应变（剪切变形）响应。将粘合剂放置在用作下固定板628的Peltier元件和半径R为10mm的上板629之间，所述上板连接到马达的驱动轴上以产生剪切应力。两板之间的间隔高度H为1500微米。Peltier元件能控制材料的温度（+0.5℃）。将应变振幅设定为0.05%，应变频率设定为1Hz并且冷却速率设定为2℃/min（其中起始温度设定为150℃或更高，并且结束温度设定为-5℃）。

吸收芯也可包括未在图中示出的辅助粘合剂。为了增强超吸收聚合物颗粒和热塑性粘合剂材料对相应基底层的粘附性，可在基底层上施涂超吸收聚合物颗粒之前，在基底层上沉积辅助粘合剂。辅助粘合剂也可帮助固定超吸收聚合物颗粒，并且可包括与如上文所述相同的热塑性粘合剂材料，或也可包括其它粘合剂，包括但不限于可喷涂的热熔融粘合剂。可商购获得的辅助粘合剂的例子为H.B.Fuller Co.(St.Paul，MN）的产品号HL-1620-B。辅助粘合剂可通过任何适宜的方法施涂到基底层上，但根据一些实施例，其可在间隔约0.5至约2mm的约0.5至约1mm宽的狭槽中施涂。

采集系统

在一些实施例中，吸收制品10可包括设置在顶片18和吸收芯14之间的采集系统50，如图1和2中所示。采集系统50可不包括任何超吸收聚合物颗粒。

采集系统50可直接接触吸收芯14。采集系统50可包括单层或多层，诸如面向穿着者皮肤的上部采集层52和面向穿着者衣服的下部采集层54，如图1和2所示。在一些实施例中，采集系统50可用来接纳液体涌流，例如尿液涌流。换句话讲，采集系统50可用作液体的暂时贮存器，直到吸收芯14吸收液体为止。

在一些实施例中，采集系统50可包括化学交联的纤维素纤维。此类交联的纤维素纤维可具有所期望的吸收特性。示例性化学交联的纤维素纤维公开于美国专利5,137,537中。在一些实施例中，化学交联的纤维素纤维与基于葡萄糖单体的介于约0.5摩尔%和约10.0摩尔%之间的C₂-C₉聚羧交联剂交联，或与介于约1.5摩尔%和约6.0摩尔%之间的C₂-C₉聚羧交联剂交联。柠檬酸为一种示例性交联剂。在一些其它实施例中，可使用聚丙烯酸。在一些实施例中，交联的纤维素纤维可具有约25至约60，或约28至约50，或约30至约45的保水率值。用于确定保水率值的方法公开于美国专利5,137,537中。在一些实施例中，交联的纤维素纤维可为起褶皱的、加捻的、或卷曲的、或它们的组合（包括起褶皱的、加捻的、和卷曲的）。

在一些实施例中，上部采集层52和下部采集层54之一或两者均可包括非织造材料，所述材料可为亲水的。此外，根据某个实施例，上部采集层和下部采集层52和54之一或两者均可包括化学交联的纤维素纤维，所述纤维可或可不形成非织造材料的一部分。

在一些实施例中，上部采集层52可包括非织造材料（不含交联的纤维素纤维），并且下部采集层54可包括化学交联的纤维素纤维。在一些实施例中，下部采集层54可包括与其它纤维诸如天然或合成聚合物纤维相混合的化学交联的纤维素纤维。在一些实施例中，此类其它天然或合成的聚合物纤维可包括高表面积纤维、热塑性粘合纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、PET纤维、人造丝纤维、lyocell纤维、以及它们的混合物。

在一些实施例中，下部采集层54理想地具有高的流体摄取能力。流体摄取量用每克吸收材料所吸收的流体的克数进行测量并用“最大摄取”值来表示。因此高流体摄取量对应于高的材料容量并且是有益的，因为它保证待吸收的流体被采集材料完全采集。在一些实施例中，下部采集层54具有约10g/g的最大摄取值。

上部采集层52的一个属性为其中值解吸压力，即MDP。MDP为在0.3psi的外加机械压力下以0cm的毛细管抽吸高度将部采集层54脱水至其容量的约50%所需的毛细管压力的量度。一般来讲，相对较低的MDP可为适用的。较低的MDP可允许下部采集层54更可效地排干上部采集材料。不受理论的束缚，给定的分配材料可具有可限定的毛细管抽吸。下部采集层54通过毛细管力竖直地移动液体的能力将直接受到重力和与上部采集层52的解吸相关联的相反的毛细管力的影响。最小化这些毛细管力可有利地影响下部采集层54的性能。然而，在一些实施例中，下部采集层54也可具有足够的毛细管抽吸，以便排干以上各层（具体地上部采集层52和顶片18），并且暂时保持液体直到液体可被吸收芯组件分配掉。因此，在一些实施例中，下部采集层54可具有大于5cm H₂O的最小MDP。此外，根据示例性实施例，下部采集层54具有小于约20.5cm H₂O，或者小于约19cmH₂O，以及或者小于约18cm H₂O的MDP值以提供快速采集。

用于确定MDP和最大摄取值的方法公开于美国专利申请2007/0118087（Flohr等人）中。例如，根据第一实施例，下部采集层54可包括约70重量%的化学交联的纤维素纤维、约10重量%的聚酯（PET）和约20重量%的未经处理的纸浆纤维。根据第二实施例，下部采集层54可包括约70重量%的化学交联的纤维素纤维、约20重量%的lyocell纤维和约10重量%的PET纤维。根据第三实施例，下部采集层54可包括约68重量%的化学交联的纤维素纤维、约16重量%的未经处理的纸浆纤维和约16重量%的PET纤维。在一个实施例中，下部采集层54可包括约重量90%至100重量%的化学交联的纤维素纤维。

用于上部采集层和下部采集层52和54的合适的非织造材料包括但不限于SMS材料，其包括纺粘层、熔喷层和另一个纺粘层。在某些实施例中，永久亲水的非织造材料（具体地讲为具有耐久亲水涂层的非织造材料）是所期望的。其它合适的实施例包括SMMS结构体。在一些实施例中，非织造材料为对于粗梳树脂粘结的。在某些实施例中，非织造材料为多孔的。

在一些实施例中，合适的非织造材料可包括但不限于合成纤维，诸如PE、PET和PP。由于用于非织造材料生产的聚合物可为固有地疏水性的，因此它们可涂覆有亲水性涂层。一种生产具有耐久亲水涂层的非织造材料的方法是，通过将亲水单体和自由基聚合引发剂施用到非织造材料上，并且进行通过紫外光所激发的聚合物反应，从而导致单体化学地结合到非织造材料的表面上，如美国专利公布2005/0159720中所述。另一种生产具有耐久亲水涂层的非织造材料的方法是，用亲水的纳米颗粒涂覆非织造材料，如授予Rohrbaugh等人的美国专利7,112,621和PCT专利申请公布WO02/064877中所述。

更多适用的非织造材料描述于以下专利中：授予Cramer等人的美国专利6,645,569、授予Cramer等人的美国专利6,863,933、授予Rohrbaugh等人的美国专利7,112,621、以及授予Cramer等人的美国专利申请2003/0148684和授予Cramer等人的美国专利申请2005/0008839。

在一些情况下，在涂敷纳米颗粒涂层之前，可将非织造材料表面用高能处理方法（电晕、等离子）进行预处理。高能预处理通常可暂时增大低表面能表面（诸如PP）的表面能，因此使非织造材料能够被水中的纳米颗粒分散体更好地润湿。

值得注意的是，永久亲水的非织造材料也适用于吸收制品的其它部分。例如，已发现包括如上所述的永久亲水的非织造材料的顶片和吸收芯层使用效果良好。

在一些实施例中，上部采集层52可包括如下的材料，当施加并移除外部压力时所述材料可提供良好的恢复。在一些实施例中，上部采集层52可包括选自例如上述类型的聚合物纤维的不同纤维的共混物。在一些实施例中，这些纤维的至少一部分可表现出具有螺旋状形状的螺旋形褶皱。在一些实施例中，上部采集层52可包括具有不同的褶皱程度或类型或同时具有不同的褶皱程度和类型的纤维。例如，一些实施例可包括具有约8至约12个褶皱/英寸（cpi）或优选地约9至约10cpi的纤维，和具有约4至约8cpi，或优选地约5至约7cpi的其它纤维的混合物。不同类型的褶皱包括但不限于2D褶皱或“平坦褶皱”和3D或螺旋形褶皱。在一些实施例中，纤维可包括双组分纤维，它们为各自包括不同的材料（通常为第一聚合物材料和第二聚合物材料）的单根纤维。据信使用并列型双组分纤维有益于向纤维赋予螺旋形褶皱。

在某个实施例中，上部采集层52可由胶乳粘合剂例如苯乙烯-丁二烯胶乳粘合剂（SB胶乳）来稳定。用于获得此类晶格的方法是已知的，例如，可见于EP149880（Kwok）和US2003/0105190（Diehl等人）。在某些实施例中，粘合剂可以超过约12重量%，约14重量%或约16重量%的量存在于上部采集层52中。对于某些实施例，SB胶乳可以商品名GENFLO^TM3160（OMNOVA Solutions Inc.；Akron，Ohio）获得。

顶片

吸收制品10可包括液体可透过的顶片18。顶片18可由范围广泛的材料制造，所述材料诸如织造和非织造材料；聚合材料诸如开孔成形热塑性薄膜、开孔塑料薄膜、和液压成形的热塑性薄膜；多孔泡沫；蜂窝状泡沫；蜂窝状热塑性薄膜；和热塑性稀松布。合适的机织材料和非织造材料可包括天然纤维（例如，木纤维或棉纤维）、合成纤维（例如，聚合物纤维例如聚酯、聚丙烯或聚乙烯纤维）或天然纤维与合成纤维的组合物。

在一些实施例中，顶片18可由疏水材料制成以将穿着者的皮肤与已透过顶片18的液体隔离。在此类实施例中，将顶片18的上表面的至少一部分处理成亲水的，使得液体将更迅速地透过顶片18。这将减小身体流出物流出顶片18而非被引流穿过顶片18并被吸收芯吸收的可能性。顶片18可用表面活性剂处理而使其成为亲水的。用表面活性剂处理顶片18的合适方法包括用表面活性剂喷涂顶片材料和将材料浸渍到表面活性剂中。

在一些实施例中，顶片包括开孔成型膜。开孔成型膜对身体流出物可透过但却不吸收，并且具有减小液体后退穿过并重新弄湿穿着者皮肤的趋势。因此，与身体接触的成型膜表面保持干燥，由此降低了弄脏身体的可能性，并且给予穿着者更舒适的感觉。适宜的成型膜被描述于下列专利中：1975年12月30日授予Thompson的题目为“Absorptive StructuresHaving Tapered Capillaries”的美国专利3,929,135；1982年4月13日授予Mullane等人的题目为“Disposable Absorbent Article Having A Stain ResistantTopsheet”的美国专利4,324,246；1982年8月3日授予Radel等人的题目为“Resilient Plastic Web Exhibiting Fiber-Like Properties”的美国专利4,342,314；1984年7月31日授予Ahr等人的题目为“MacroscopicallyExpanded Three-Dimensional Plastic Web Exhibiting Non-Glossy VisibleSurface and Cloth-Like Tactile Impression”的美国专利4,463,045；以及1991年4月9日授予Baird的美国专利5,006,394“Multilayer Polymeric Film”。

作为另外一种选择，顶片包括开孔非织造材料。适宜的开孔非织造材料描述在美国专利5,342,338和PCT申请WO93/19715中。

底片

吸收制品可包括可附接到顶片上的底片20。底片可防止被吸收芯吸收并容纳在尿布内的流出物脏污可能接触尿布的其它外部制品，诸如床单和内衣。在一些实施例中，底片可为基本上液体（例如，尿液）不可透过的，并且包括非织造材料和薄塑料薄膜的层压体，所述薄膜诸如具有约0.012mm（0.5密耳）至约0.051mm（2.0密耳）厚度的热塑性薄膜。合适的底片薄膜包括由Tredegar Industries Inc.（Terre Haute，Ind.）制造并以商品名X15306、X10962和X10964出售的那些。其它合适的底片材料可包括允许蒸气从尿布逸出同时仍然防止液体流出物透过底片的可透气材料。示例性透气材料可包括诸如织造纤维网、非织造纤维网之类的材料、诸如膜包衣的非织造纤维网的复合材料以及诸如日本的Mitsui Toatsu Co.制造的命名为ESPOIR NO和EXXON Chemical Co.（Bay City，TX）制造的命名为EXXAIRE的微孔膜。包括共混聚合物的适宜的可透气复合材料以名称HYTREL blend P18-3097购自Clopay Corporation（Cincinnati，Ohio）。此类可透气复合材料更详细地描述于1995年6月22日以E.I.DuPont的名义公布的PCT专利申请WO95/16746中。包括非织造纤维网和开孔成型膜在内的其它可透气的底片描述于1996年11月5日授予Dobrin等人的美国专利5,571,096中。

测试方法

·K（t）测试方法（动态有效渗透率和摄取量动力学测量测试方法）

该方法测定时间依赖性有效渗透率（K（t））和由水凝胶形成超吸收聚合物颗粒形成的凝胶层或包含此类颗粒的吸收结构在围压下的摄取量动力学。该方法的目的是评估当聚合物以高浓度存在于吸收制品中并暴露于通常在吸收制品的使用期间出现的机械压力下时，由水凝胶形成超吸收聚合物颗粒形成的凝胶层或包含它们的吸收结构采集和分配体液的能力。Darcy定律和稳态流动方法用于计算有效渗透率（参见下文）。（还可参见例如，由P.K.Chatterjee，Elsevier编著的“Absorbency”，1982，第42-43页，以及“Chemical Engineering”，第II卷，第三版，的J.M.Coulson和J.F.Richardson，Pergamon Press，1978，第122-127页）。

与在前公布的方法相反，样品不预溶胀，因此不通过使水凝胶形成超吸收聚合物颗粒在合成尿液中预溶胀而形成水凝胶，而是在干燥结构的情况下开始测量。

用于该方法的设备被称为“

”或“时间依赖性渗透率测试仪”，设备号03-080578并可在BRAUNGmbH，Frankfurter Str.145，61476Kronberg，Germany商购获得，并如下所述。根据需要，也可提供操作说明书、接线图和详细技术图纸。

动态有效渗透率和摄取量动力学测量系统

图7示出了动态有效渗透率和摄取量动力学测量系统，本文中称为“时间依赖性渗透率测试仪”。

所述设备由以下主要部件组成：

-M11厚度测量用数字激光传感器701（MEL MikroelektronikGmbH，85386Eching，Germany）

-液位检测用纤维702（FU95，Keyence Corp.，Japan）

-数字纤维传感器703（FS-N10，Keyence Corp.，Japan）

-精密天平704（XP6002MDR，Mettler Toledo AG，8606Greifensee，Switzerland）

-动力单元徽标!电源（C98130-A7560-A1-5-7519，Siemens AG）

-Labview软件许可706（National Instruments，Austin，Tx，USA）

-接受容器707（5L Glass Beaker，Roth）

-具有接头709和进气用开口管723的贮存器708（5L Glass bottle，VWR）

-操作单元和控制台705（Conrad Electronics）

-计算机化数据采集系统710

-如本文所述的活塞/滚筒组合件713

-控制阀714（Bürkert）

图8示出了包括活塞引导封盖801、活塞802以及滚筒803的活塞/滚筒组合件713。滚筒803由透明的聚碳酸酯

制成并具有6.00cm的内径p（面积=28.27cm²）。内滚筒壁850为光滑的；滚筒的高度r为约7.50cm。滚筒803的底部804覆盖有美国标准400目不锈钢网布（未示出）（例如购自Weisse和Eschrich），其在附接到滚筒803的底部804上之前双向拉伸至绷紧状态。活塞802由不锈钢活塞主体805和不锈钢头806组成。活塞头806的直径q略小于6cm，以便自由滑动进入滚筒803而不留下使凝胶形成颗粒穿过的任何间隙。活塞主体805牢固地垂直附着在活塞头806的中心。活塞主体直径t为约2.2cm。然后将活塞主体805插入活塞引导封盖801中。引导封盖801具有POM（聚甲醛）环809，所述环具有使得活塞802自由滑动，但是一旦将具有引导封盖801的活塞802定位在滚筒803的顶部上时，保持活塞主体805完全竖直并平行于滚筒壁850的直径。活塞头806的顶视图示出在图9中。活塞头806旨在向样品718均匀地施加压力。其也是对亲水性液体高度可渗透的，以便在测量期间不限制液体流动。活塞头806由美国标准400目不锈钢网布903（例如购自Weisse和Eschrich）构成，其被双向拉伸至绷紧状态并固定在活塞头不锈钢外环901处。活塞的整个底部表面是平坦的。然后由不锈钢径向辐条902确保结构完整性并抵抗筛网的弯曲。选择活塞主体805的高度使得由活塞主体805和活塞头806组成的活塞802的重量为596g（±6g），这对应于滚筒803的面积之上的0.30psi。

活塞引导封盖801是直径s为约7.5cm的扁圆形不锈钢，其通过在其中心的POM环809保持与活塞主体805垂直。引导封盖中存在两个入口（810和812）。

第一入口812允许一旦将活塞802与滚筒803组装用于测量，则将液位检测用纤维702定位在恰好在附接到滚筒803底部（804）的筛网（未示出）的顶部表面之上5cm。

第二入口810允许与向实验提供液体的液体管721连接。

为确保活塞802与滚筒803的组装一致地进行，在滚筒803上制备狭缝814与引导封盖801中的活塞标记813匹配。以这种方式，滚筒和引导封盖的旋转角始终相同。

在每次使用之前，应检查活塞头806和滚筒803的不锈钢筛网布903是否堵塞、破洞或过度拉伸，并且在必要时可替换。筛网损坏的K（t）设备可提供错误的K（t）和摄取量动力学结果，在筛网被替换之前不能使用。

在滚筒上于附接到滚筒803的底部804上的筛网的顶部表面之上5.00cm（±0.02cm）的高度k处划出5cm标记808。这标志分析期间要保持的流体含量。将液位检测用纤维702恰好定位在5cm标记808处。保持正确且恒定的流体含量（静水压）对于测量精确度而言很关键。

经由管材连接至保持样品的活塞/滚筒组合件713的贮存器708以及控制阀714用于将盐溶液递送至滚筒803，并将盐溶液维持在附接到滚筒804的底部的筛网顶部表面之上5.00cm的高度k处的水平。将阀714、液位检测用纤维702以及数字纤维传感器703通过操作单元705连接至计算机化采集系统710。这使得动态有效渗透率和摄取量动力学测量系统可使用来自液位检测用纤维702以及数字纤维传感器703的信息控制阀714，并最终将液位维持在5cm标记808处。

以如下方式将贮存器708置于活塞/滚筒组合件713之上，从而使得在开始测试的15秒内形成5cm静压头，并在整个测试程序中维持在滚筒中。将活塞/滚筒组合件713定位在盖板716的支撑环717上并且第一入口812由对接支撑件719保持在合适的位置。这使得引导封盖801只有一个位点。此外，由于定位标记813，因此对于滚筒803也仅有一个位点。附接到滚筒804的底部的筛网必须完全水平和平置。支撑环717必须具有足够小的内径，从而牢固地支撑滚筒803，但是须大于6.0cm从而一旦将滚筒定位在支撑环717上就铺设在滚筒的内径之外。这一点很重要，从而避免支撑环717与液流的任何干扰。

现在，在5cm的恒静压头下施用于样品718的盐溶液可从活塞/滚筒组合件713中自由流入接受容器707中，所述接受容器定位在精确度在±0.01g内的天平704上。将天平的数字输出连接到计算机化的数据采集系统。

用厚度测量用数字激光传感器701不断测量样品的厚度（厚度）。将数字激光传感器701的激光束720对准活塞主体的POM盖板811的中心。活塞/滚筒组合件713的所有部件的精确定位使得活塞主体805完全平行于激光束720并因此获得厚度的精确测量。

测试准备

用测试溶液填充贮存器708。测试溶液为每升溶液包含9.00克氯化钠和1.00克表面活性剂的水溶液。下文描述了测试溶液的制备。将接受容器707放置在连接至计算机化数据采集系统710的天平704上。在开始测量之前，将天平复位至零。

测试液体的制备：

所需化学试剂：

-氯化钠（CAS#7647-14-5，例如：Merck，cat#1.06404.1000）

-线性C₁₂-C₁₄醇乙氧基化物（CAS#68439-50-9，例如

Sasol，Italy）

-去离子H₂O

制备包含9.00克/升NaCl和1.00克/升线性C12-C14醇乙氧基化物的去离子水溶液，并在23℃±1℃下平衡1小时。对3个独立的等分试样测量表面张力并且其应该为28±0.5mN/m。如果溶液的表面张力不同于28±0.5mN/m，则废弃溶液并制备新的测试溶液。测试溶液必须在从其制备开始36小时内使用并且之后被视为过期。

K（t）样本制备

获得10克超吸收聚合物颗粒的代表性样品。在使用前，将其在未覆盖的10cm直径的培养皿中于23±2℃和0.01托或更低的真空室中干燥48小时。从真空室中取出样品，并立即于23±2℃下储存在严密密封的20mL玻璃气密容器中直至进一步使用。

使用分析天平将2.0g（±0.02g）超吸收聚合物颗粒称量到适宜的称量纸上并转移到滚筒803中，其中颗粒均匀分布在附接到滚筒803底部804的筛网（未示出）上。这经由喷洒超吸收聚合物，同时将滚筒顺时针转动来进行（例如，在圆形旋转工作台schuett petriturn-M上，其可在Schuett-biotec GmbH，Rudolf-Wissell-Str.13D-37079

Germany处获得）。超吸收聚合物颗粒的均匀分布对测量精确度而言很关键。

K（t）程序

测量在Tappi实验室条件下进行：23℃±1℃/50%RH±2%。

将空的活塞/滚筒组合件713安装在盖板716的圆形开口中并由支撑环717围绕其下周边支撑。用对接支撑件719将活塞/滚筒组合件713保持在适当的位置，其中以合适的角度将滚筒803和活塞802对齐。通过数字激光传感器测量参比厚度读数（r_r）。此后，从盖板716中除去空活塞/滚筒组合件713并从滚筒803中除去支撑环717和活塞802。

如上所述，将样品718定位（吸收结构）或喷洒在（超吸收聚合物颗粒）在滚筒筛网上。此后，通过将引导封盖801的定位标记813与制备在滚筒803中的狭缝814匹配，而将与引导封盖801组合的活塞802小心地设置在滚筒803中。

用对接支撑件719将活塞/滚筒组合件保持在适当的位置，其中以合适的角度将滚筒和活塞对齐。

这可仅以一种方式进行。将液体管721连接至贮存器708并将数字纤维传感器703经由引导封盖801中的两个入口810和812插入活塞/滚筒组合件713中。

将计算机化的数据采集系统710连接至天平704并连接至厚度测量用数字激光传感器701。液体从贮存器708流向滚筒803通过计算机程序打开阀714来启动。填充滚筒直至在5至15秒内达到5cm标记808，此后，计算机程序调节流量以维持恒定的5cm静压头。通过天平704测量通过样品718的溶液量，并且通过激光卡规测量厚度增加。当液体流动开始时，具体地当阀714第一次打开时，开始数据采集，并持续21分钟或直至贮存器无润滑运行使得5cm静压头不再维持。一次测量的持续时间为21分钟，可根据测量范围从2至10秒变化的间隔定期记录激光卡尺和天平读数，并重复测量3次。

21分钟之后，成功完成第1个平行测定的测量，并且控制阀714自动关闭。除去活塞/滚筒组合件713，并相应地始终根据相同的程序进行第2次和第3次平行测定的测量。在第3次平行测定的测量结束时，控制阀714使液体流动停止并且关闭贮存器708的活塞722。收集的原始数据以简单数据表的形式储存，其然后可以被容易得导入用于进一步分析的程序中，例如Excel2003，SP3。

在数据表中，报告了每个读数的以下相关信息：

·实验开始的时间

·由天平704上的接受容器707收集的液体重量

·样品718的厚度

K（t）和摄取量动力学计算中采用从30秒至实验结束的数据。在前30秒采集的数据不包括在计算中。然后，使用以下公式组测定吸收结构的有效渗透率K（t）和摄取量动力学。

所用公式：

下表说明了公式中所用的符号。

如下由静压头计算驱动压力：

△p=h·G·ρ=4929.31g/(cm·s²)

在每个时间t_i的厚度作为时间t_i时厚度传感器的读数与无样品的参比读数的差值来计算：

d_i=r_i-r_r[cm]

就超吸收颗粒样品而言，将时间t_i=0（d₀）时的样品厚度用于评价颗粒的喷洒量。

滚筒内部的表观样品密度实际上可以如下计算：

${\mathrm{\&rho;}}_s^A=\frac{m}{d_0\&CenterDot;A}\&lsqb;g/{\mathrm{cm}}^3\&rsqb;$

如果该滚筒内部的表观密度与粉末的表观密度相差超过±40%，则必须认为测量无效并将其消除。

可根据EDANA方法406.2–02测量表观密度（“Superabsorbentmaterials-Polyacrylate superabsorbent powders-GRAVIMETRICDETERMINATION OF DENSITY”）

时间t_i时天平读数随时间的变化率如下计算：

$\frac{{\mathrm{dm}}_{\mathrm{out}}\left(t_i\right)}{\mathrm{dt}}=\frac{m_{{\mathrm{out}}_{i+1}}-m_{{\mathrm{out}}_{i-1}}}{t_{i+1}-t_{i-1}}\&lsqb;g/\sec \&rsqb;$

时间t_i时厚度读数随时间的变化率如下计算：

$\frac{\mathrm{dd}\left(t_i\right)}{\mathrm{dt}}=\frac{d_{i+1}-d_{i-1}}{t_{i+1}-t_{i-1}}\&lsqb;\mathrm{cm}/\sec \&rsqb;$

如下计算摄取量动力学：

$U\left(t_i\right)=\frac{(A\&CenterDot;d_i-V_S)\&CenterDot;\mathrm{\&rho;}}{m}\&lsqb;g/g\&rsqb;$

所谓干样品体积（V_S）表示样品的骨架体积，因此V_S为干样品中固体材料所占的实际体积，不包括可能存在的孔和间隙。

V_S可通过本领域技术人员已知的不同方法来计算或测量，例如，已知组分的正确组成和骨架密度，其可如下测定：

$\mathrm{Vs}=\underset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}{V}_k=\underset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}\frac{m_k}{{\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{Sk}}}\&lsqb;{\mathrm{cm}}^3\&rsqb;$

作为另一种选择，就未知的材料组合物而言，V_s可如下容易地计算：

$V_S=\frac{m}{{\mathrm{\&rho;}}_S}\&lsqb;{\mathrm{cm}}^3\&rsqb;$

平均密度ρ_s可用已知密度的适宜非溶胀液体的测比重法来测定。对于随后用于K（t）测量的相同样品不能执行这种技术，因此，应制备用于该实验测量的适宜的附加代表性样品组。

由如上所述计算的不同时间阶段时的U（t），可通过线性内推法测定任何特定时间下的摄取量。例如重要输出之一是20分钟时的摄取量，也称为U20（单位为g/g）。

由不同时间阶段时的U（t），还可通过线性内推法测定达到某些摄取量所需的时间。将第一次达到20g/g的摄取量时的时间称为T20。相似地，可因此计算达到任何其它摄取量的时间（例如T5或T10）。已知U20，也可由不同时间阶段时的U（t）测定达到U20的80%的时间，将这种性能称为T80%。

如下，由质量变化率和厚度变化率计算有效渗透率：

$K\left(t_i\right)=\mathrm{\&eta;}\frac{d_i}{\mathrm{\&Delta;p}}\&CenterDot;(\frac{1}{\mathrm{\&rho;}\&CenterDot;A}\&CenterDot;\frac{{\mathrm{dm}}_{\mathrm{out}}\left(t_i\right)}{\mathrm{dt}}+\frac{\mathrm{dd}\left(t_i\right)}{\mathrm{dt}})\&lsqb;{\mathrm{cm}}^2\&rsqb;$

液体的有效粘度取决于温度并且在实验间隔中（23℃±1℃）根据以下经验公式计算：

η=-2.36·10^-4·T+1.479·10^-2[g/(cm s)]

由K（t_i），可通过线性内推法计算某些时间下的有效渗透率。例如重要输出之一是20分钟时的摄取量，也称为K20（m²）。相似地，可因此计算任何其它时间下的渗透率（例如K5或K10）。

衍生自数据的其它参数为Kmin，其是在t_i=30s至t_i=1200s的间隔中，经过整个曲线所测量的最小K（t）值。该值可用于计算Kmin/K20，其是最小有效渗透率与20分钟时的渗透率之间的比率。该参数表示在有些样品中可能发生瞬时凝胶阻塞。如果所述值接近1，则不存在瞬时凝胶阻塞，如果所述值接近0，则其是材料在初始加载有液体时经受有效渗透率强降的指示。

根据本领域技术人员已知的所需精确度，T20、T80%、K20、U20和Kmin/K20的平均值由3次平行测定报告。

·厚度测量测试方法

该方法旨在提供测定吸收制品裆点处的吸收芯的厚度的程序。测试可用常规卡规进行，如EG-225型，其购自ONO SOKKI Technology Inc.，2171Executive Drive，Suite400，Addison，IL60101，USA，具有合适的仪表架，41mm直径的铝制圆形样品底脚，由所述底脚施加的力为10gf。增加附加的砝码以实现总共160gf，从而调节压力至1.18kPa（0.173psi）。

在决定组装时吸收芯在吸收制品中的确切位置后，在将吸收芯组装在吸收制品中之前，测定吸收芯的厚度。然而，厚度也可在通过由本领域技术人员已知的任何适宜方法将吸收芯从成品中取出后测定。

吸收制品的裆点在制品的纵向中心线和横向中心线的交叉处测定。

基本方案

1.所有测试均是在23±1℃和50±2%的相对湿度下进行的。

2.使吸收芯在23±1℃和50±2%相对湿度下平衡8小时。

3.如上所述测定裆点并标记在吸收芯的穿着者表面上。

4.将吸收芯定位在卡规下，其中穿着者表面朝向样品接触底脚并且裆点中心位于所述底脚下。

5.使样品接触底脚轻轻降低以与吸收芯的表面接触。

6.在底脚与吸收芯进行接触后5秒，获取读数。

·尿液渗透率测量（UPM）测试方法

尿液渗透率测量系统

该方法测定溶胀水凝胶层1318的渗透率。用于该方法的设备描述如下。该方法与现有技术的SFC（盐水流动传导率）测试方法密切相关。

图10示出了渗透率测量体系1000，其配备有恒静压头贮存器1014、准许空气进入的末端开口管1010、用于再填充的塞口1012、实验架1016、传输管1018、活塞1020、环形支撑架1022、接受容器1024、天平1026与活塞/滚筒组合件1028。

图11示出了包括金属砝码1112、活塞轴1114、活塞头1118、封盖1116、以及滚筒1120的活塞/滚筒组合件1028。滚筒1120由透明的聚碳酸酯

制成并具有6.00cm的内径p，（面积=28.27cm²），其中内滚筒壁1150为光滑的。滚筒1120的底部1148覆盖有美国标准400目不锈钢网布（未示出），其在连接到滚筒1120的底部1148之前双轴向拉伸至绷紧状态。活塞轴1114由透明的聚碳酸酯

制成并具有大约127mm的总长度q。活塞轴1114的中部1126具有21.15mm的直径r。活塞轴1114的上部1128具有15.8mm的直径s，形成肩1124。活塞轴1114的下部1146具有大约5/8英寸的直径t，并具有螺纹以紧紧地拧到活塞头1118的中心孔1218中（参见图12）。活塞头1118被打孔，其由透明的聚碳酸酯

制成，并且也装^有拉伸的美国标准400目不锈钢网布（未示出）。砝码1112为不锈钢，具有中心孔1130，滑动至活塞轴1114的上部1128上并停留在肩1124上。活塞头1118、活塞轴1114与砝码1112的合并重量为596g（±6g），其相当于滚筒1120面积上的0.30psi。可通过沿着活塞轴1114的中心轴线1132向下钻盲孔以移除材料和/或提供腔体以增加砝码来调整合并重量。滚筒封盖1116在其中心具有第一封盖开口1134用于垂直对准活塞轴1114，并且靠近边缘1138具有第二封盖开口1136用于将流体由恒静压头贮存器1014引入滚筒1120。

沿着砝码1112的上表面1152径向划出第一线性指示标记（未示出），所述第一线性指示标记横向于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着活塞轴1114的顶部表面1160径向划出相应的第二线性指示标记（未示出），所述第二线性指示标记横向于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着活塞轴1114中部1126划出相应的第三线性指示标记（未示出），所述第三线性指示标记平行于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着滚筒封盖1116的上表面1140径向划出相应的第四线性指示标记（未示出），所述第四线性指示标记横向于活塞轴1114的中心轴线1132。此外，沿着滚筒封盖1116的唇缘1154划出相应的第五线性指示标记（未示出），所述第五线性指示标记平行于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着外滚筒壁1142划出相应的第六线性指示标记（未示出），所述第六线性指示标记平行于活塞轴1114的中心轴线1132。使第一、第二、第三、第四、第五和第六线性指示标记对齐使得砝码1112、活塞轴1114、滚筒封盖1116以及滚筒1120在每次测量时用相对于彼此相同的取向重新定位。

滚筒1120规格细节为：

滚筒1120的外径u：70.35mm

滚筒1120的内径p：60.0mm

滚筒1120的高度v：60.5mm

滚筒封盖1116规格细节为：

滚筒封盖1116的外径w：76.05mm

滚筒封盖1116的内径x：70.5mm

包括唇缘1154的滚筒封盖1116的厚度y：12.7mm

不含唇缘1154的滚筒封盖1116的厚度z：6.35mm

第一封盖开口1134的直径：22.25mm

第二封盖开口1136的直径：12.7mm

第一封盖开口1134与第二封盖开口1136中心之间的距离：23.5mm

砝码1112规格细节为：

外径c：50.0mm

中心孔1130的直径d：16.0mm

高度e：39.0mm

活塞头1118规格细节为：

直径f：59.7mm

高度g：16.5mm

外孔1214（总共14个）具有9.65mm的直径h，外孔1214等距间隔开，其中心距中心孔1218的中心47.8mm

内孔1216（总共7个）具有9.65mm的直径i，内孔1216等距间隔开，其中心距中心孔1218的中心26.7mm

中心孔1218具有5/8英寸的直径j，并具有螺纹以容纳活塞轴1114的下部1146。

在使用之前，应检查活塞头1118和滚筒1120的不锈钢筛网（未示出）是否堵塞、破洞或过度拉伸，在必要时可替换。具有受损筛网的尿液渗透率测量设备可输出错误的UPM结果，并且在筛网替换之前一定不要使用。

在滚筒1120上于连接到滚筒1120的底部1148上的筛网（未示出）之上5.00cm（±0.05cm）的高度k处划出5.00cm标记1156。这标志分析期间要保持的流体含量。保持正确且恒定的流体含量（静水压）对测量准确度很关键。

恒静压头贮存器1014用于将盐溶液1032传输至滚筒1120，并保持盐溶液1032的水平在连接到滚筒1120的底部1148上的筛网（未示出）之上5.00cm的高度k处。定位进气管1010的底部1034，以便在测量期间保持在滚筒1120中的盐溶液1032水平在所需的5.00cm高度k处，即当滚筒1120位于接受容器1024之上的环架1040上的支撑筛网（未示出）上时，进气管1010的底部1034与滚筒1120上的5.00cm标记1156位于大致同一平面1038内。进气管1010与在滚筒1120上的5.00cm标记1156的适当高度对齐对于分析很关键。适宜的贮存器1014由广口瓶1030组成，其包含：用于流体传输的水平取向的L型传输管1018、用于允许空气处于恒静压头贮存器1014内的固定高度处的垂直取向的末端开口管1010、以及用于再填充恒静压头贮存器1014的塞口1012。管1010具有12.5mm±0.5mm的内径。接近恒静压头贮存器1014的底部1042定位的传输管1018包含用于开始/停止盐溶液1032传输的活塞1020。定制传输管1018的出口1044的尺寸以穿过滚筒封盖1116上的第二封盖开口1136，其末端定位在滚筒1120的盐溶液1032的表面之下（在盐溶液1032在滚筒1120中达到5.00cm高度之后）。用O形环定位套（未示出）将进气管1010保持在适当位置。可将恒静压头贮存器1014定位在实验室起重机1016上，以便相对于滚筒1120的高度调整其高度。定制恒静压头贮存器1014的组件尺寸以便快速填充滚筒1120至所需高度（即，静压头）并在整个测量期间保持该高度。恒静压头贮存器1014必须能够以至少3g/s的流量传输盐溶液1032至少10分钟。

将活塞/滚筒组合件1028定位在16目刚性不锈钢支撑筛网（未示出）（或等同物）上，所述支撑筛网支撑在环架1040或适宜的可供选择的刚性架上。该支撑筛网（未示出）可充分渗透以便不会阻止盐溶液1032流动，并且具有足够刚性以支撑不锈钢网布（未示出）不被拉伸。支撑筛网（未示出）应为平坦且水平的以避免测试期间活塞/滚筒组合件1028倾斜。将通过支撑筛网（未示出）的盐溶液1032收集在接纳容器1024内，所述容器定位在支撑筛网（未示出）之下（但是未支撑）。将接纳容器1024设置在精度为至少0.01g的天平1026上。将天平1026的数字输出连接到计算机化的数据采集系统（未示出）。

试剂的制备（未示出）

Jayco合成尿液（JSU）1312（参见图13）用作溶胀相（参见以下UPM程序），而0.118M的氯化钠（NaCl）溶液用作流动相（参见以下UPM程序）。以下制备是参照标准的1升体积。若制备不同于1升的体积，所有的量因此按比例称量。

JSU用蒸馏水填充1L的容量瓶至其体积的80%，并将磁力搅拌棒置于容量瓶中。利用分析天平用称量纸或烧杯分别称量以下干燥成分的量（精确至±0.01g)，并将它们以下面所列出的相同顺序定量加入到容量瓶中。在适当的搅拌盘上搅拌溶液直至所有固体溶解，取出搅拌棒，并用蒸馏水稀释溶液至1L的体积。再次放入搅拌棒，并在搅拌棒上另外搅拌溶液几分钟。

制备1升Jayco合成尿的盐用量：

为了使制备更快速，每种盐在加入下一种之前要完全溶解。Jayco合成尿可在干净的玻璃容器中储存2周。如果溶液变浑浊，则该溶液不应再使用。在干净的塑料容器中的储存寿命为10天。

0.118M的氯化钠(NaCl)溶液：0.118M的氯化钠用作盐溶液1032。利用称量纸或烧杯将6.90（±0.01g）氯化钠称量并定量转移到1L的容量瓶中；并且用蒸馏水将容量瓶定容。加入搅拌棒并在搅拌盘上搅拌溶液直至所有固体溶解。

测试准备

利用实心的参比圆柱砝码（未示出）（40mm直径；140mm高度），将卡规（未示出）（例如，Mitotoyo Digimatic Height Gage）设置为读数零。该操作可在光滑且水平的工作台1046上方便地进行。将不含超吸收聚合物颗粒的活塞/滚筒组合件1028置于卡规（未示出）之下并记录读数L_1，精确至0.01mm。

用盐溶液1032填充恒静压头贮存器1014。定位进气管1010的底部1034，以便在测量期间保持滚筒1120中液体弯月面（未示出）的顶部（未示出）在5.00cm标记1156处。进气管1010在滚筒1120上的5.00cm标记1156处的适当高度对齐对于分析很关键。

将接纳容器1024置于天平1026上，并将天平1026的数字输出连接到计算机处理的数据采集系统（未示出）。将带有16目刚性不锈钢支撑筛网（未示出）的环架1040置于接纳容器1024之上。该16目筛网（未示出）应具有足够的刚性以在测量期间支撑活塞/滚筒组合件1028。支撑筛网（未示出）必须平坦且水平。

UPM程序

利用分析天平将1.5g（±0.05g）超吸收聚合物颗粒称量到适宜的称量纸或称量辅助工具上。超吸收聚合物颗粒的含水量根据Edana含水量测试方法430.1-99（“Superabsorbent materials–Polyacrylate superabsorbentpowders–Moisture Content–weight loss upon heating”（99年2月））进行测量。如果超吸收聚合物颗粒的含水量大于5%，则超吸收聚合物颗粒重量应对水分进行校正（即，在该特定情况下，加入的超吸收聚合物颗粒基于干重计应为1.5g）。

将空的滚筒1120放置在水平工作台1046上，并将超吸收聚合物颗粒定量转移到滚筒1120中。通过轻轻摇晃、旋转和/或轻拍滚筒1120而使超吸收聚合物颗粒均匀分散在附接到滚筒1120的底部1148上的筛网（未示出）上。颗粒在连接到滚筒1120的底部1148的筛网（未示出）上的均匀分布对于获得最高的精度结果很关键。在超吸收聚合物颗粒已均匀分布在附接到滚筒1120的底部1148的筛网（未示出）上之后，颗粒一定不能附着到内滚筒壁1150上。插入活塞轴1114通过第一封盖开口1134，其中封盖1116的唇缘1154面朝活塞头1118。将活塞头1118小心地插入滚筒1120中至几厘米的深度。然后将封盖1116放置到滚筒1120的上部边缘1144上，同时小心地保持活塞头1118远离超吸收聚合物颗粒。然后小心旋转封盖1116和活塞轴1126，以便排列第三、第四、第五和第六线性指示标记，随后将它们对齐。然后轻轻降低活塞头1118（通过活塞轴1114）以停留在干燥的超吸收聚合物颗粒上。将砝码1112放置在活塞轴1114的上部1128上，以便其停靠在轴肩1124上，使得第一与第二线性指示标记对齐。封盖1116的适当位置防止水凝胶层1318上砝码的粘合并确保均匀分配。

溶胀相：8cm直径的烧结盘（7mm厚；如Chemglass Inc.#CG201-51，粗孔隙）1310通过如下达到饱和：将过量的JSU1312添加到烧结盘1310上直至烧结盘1310饱和。将饱和的烧结盘1310置于宽的平底培养皿1314中，并添加JSU1312直至其达到烧结盘1310的顶部表面1316。JSU的高度一定不要超过烧结盘1310的高度。

连接到滚筒1120的底部1148的筛网（未示出）易于拉伸。为防止拉伸，仅仅在封盖1116之上用食指将侧压施加在活塞轴1114上，同时抓住活塞/滚筒组合件1028的滚筒1120。这样就将活塞轴1114对着封盖1116“锁定”在适当位置，以便活塞/滚筒组合件1028可被提升而不会将过度的力施加在筛网（未示出）上。

将整个活塞/滚筒组合件1028以这种方式提升并置于培养皿1314中的烧结盘1310上。来自于培养皿1314的JSU1312通过烧结盘1310，并被超吸收聚合物颗粒（未示出）吸收以形成水凝胶层1318。在培养皿1314中的JSU1312应足够用于所有的溶胀相。如果需要，可在水合期间将更多的JSU1312添加到培养皿1314中，以保持JSU1312水平处于烧结盘1310的顶部表面1316处。在60分钟的一段时间后，将活塞/滚筒组合件1028从烧结盘1310上移除，注意如上所述对着封盖1116锁定活塞轴1114，并确保水凝胶层1318在该步骤中不损失JSU1312或吸入空气。将活塞/滚筒组合件1028置于卡规（未示出）之下并记录读数L₂，精确至0.01mm。如果读数随时间变化，则只记录初始值。水凝胶层1318的厚度L₀，由L₂–L₁确定，精确至0.1mm。

将活塞/滚筒组合件1028转移到与环形支撑架1040连接的支撑筛网（未示出）上，注意将活塞轴1114对着封盖1116锁定在适当位置。将恒静压头贮存器1014定位，使得传输管1018通过第二封盖开口1136。以下面的顺序开始测量：

a)打开恒静压头贮存器1014的活塞1020以使得盐溶液1032达到在滚筒1120上的5.00cm标记1156。该盐溶液1032含量应在打开活塞1020的10秒内获得。

b)一旦获得5.00cm的盐溶液1032，就启动数据采集程序。

借助连接到天平1026上的计算机（未示出），每间隔20秒记录通过水凝胶层1318的盐溶液1032的质量，时间为10分钟。在10分钟结束的时候，关闭恒静压头贮存器1014上的活塞1020。

在尿液渗透率测量计算中采用60秒至实验结束的数据。60秒之前采集的数据不包括在计算中。流量F_s（单位为g/s）为由60秒至600秒收集的盐溶液1032的重量（单位为克）根据时间（单位为秒）作图的线性最小平方拟合的斜率。

水凝胶层1318的尿液渗透率测量（Q）利用以下公式计算：

Q=[F_g×L₀]/[ρ×A×△P]，

其中F_g为由流量结果的回归分析确定的流量，单位为g/秒，L₀为水凝胶层1318的初始厚度，单位为cm，ρ为盐溶液1032的密度，单位为gm/cm³。A（上式中)为水凝胶层1318的面积，单位为cm²，△P为静水压，单位为dyne/cm²，并且尿液渗透率测量Q的单位为cm³sec/gm。应记录三次测定的平均值。

·FSR测试方法

本方法测定超吸收聚合物颗粒，尤其是聚合物水凝胶颗粒例如交联的聚丙烯酸酯在0.9%的盐水溶液（0.9质量%的氯化钠水溶液）中的溶胀速度。测量原理为使超吸收聚合物颗粒吸收已知量的流体，并测定吸收流体所花费的时间。随后将结果表示为克材料/秒的吸收的流体克数。所有测试均在23±2℃下进行。

四克代表性的超吸收聚合物颗粒样品在测量之前在未覆盖的5cm直径的培养皿中于23±2℃和0.01托或更低的真空室中干燥48小时。

将约1g（+/-0.1g）的测试样品从真空室中取出并立即称量（精确至0.001g）到25mL的烧杯中，所述烧杯具有32至34mm的内径和50mm的高度。材料均匀铺展在底部之上。将20g0.9%的盐水称入（精确至+/-0.01g）50mL的烧杯中，随后小心而快速地倾倒入包含测试材料的烧杯中。在液体接触材料时立即启动定时器。烧杯在溶胀期间不移动或搅拌。

当未扰动流体的最后一部分被溶胀颗粒触及时，停止定时器并记录时间，精确至秒（或者如果有的话可更精确）。为了增加端点测定的再现性，液体表面可用小灯具照亮而未用该灯具加热表面。再次称量烧杯以测定实际汲取的液体，精确至在±0.1g内。

通过用超吸收聚合物颗粒的重量除以实际汲取的液体量并用该结果除以该汲取所需的时间计算自由溶胀速率，并表示为“g/g/s”。进行三次测量并对结果取平均以获得FSR值，单位为g/g/s，记录为3位有效数字。

·平坦采集测试方法

该方法测定通常为重量在8至13kg±20%范围内的穿着者所设计的婴儿尿布（诸如型号4的Pampers Active Fit或型号4的其它Pampers婴儿尿布，型号4的Huggies婴儿尿布或大多数其它商标的型号4的婴儿尿布）的采集时间。

设备

测试设备示出在图14中，并包括由聚碳酸酯

制成，厚度为标称12.5mm（0.5英寸）的槽1411。所述槽1411包括长度为508mm（20.0英寸）且宽度为152mm（6.0英寸）的直线水平基底1412。将两个64mm（2.5英寸）高，×508mm（20英寸）长的直线竖直侧边1413附连到基底1412的纵向边缘，以形成U形槽1411，所述槽具有508mm（20.0英寸）的长度，152mm（6.0英寸）的内部宽度，以及51mm（2.0英寸）的内部深度。槽1411的前端和后端不封闭。

将尺寸为508×152×25mm的开孔聚氨酯泡沫1414包裹在聚乙烯膜中，并以泡沫1414和槽1411的边缘对齐的方式置于槽1411的底部，并且聚乙烯膜薄膜的上表面是光滑的且不含接缝、皱纹或瑕疵。聚氨酯泡沫1414具有0.48psi的压缩模量。使用不能擦掉的标记，平行于横向中心线从一端（前边缘）横跨聚乙烯覆盖件的上表面宽度152mm（6.0英寸）绘制基准线。

直线聚碳酸酯顶板1415具有12.5mm（0.5英寸）的标称厚度，508mm（20.0英寸）的长度，以及146mm（5.75英寸）的宽度。在顶板1415的中心凿51mm（2.0英寸）直径的孔（即孔的中心位于顶板1415的上表面的纵向轴线和横向轴线的交叉处）。将外径51mm（2.0英寸）、内径37.5mm（1.5英寸）、以及高102mm（4.0英寸）的聚碳酸酯滚筒1416粘到顶板1415的孔中，使得滚筒1416的底部边缘与顶板1415的下表面齐平，并且滚筒1416在顶板1415的上表面之上竖直突出89mm（3.5英寸），并且滚筒1416与顶板1415之间的缝是不漏水的。将高度2mm且直径44.5mm（1.75英寸）的环形凹槽1417机加工成滚筒1416的底部内边缘。以45°角在顶板1415的上表面上钻两个1mm直径的孔，使得孔与凹槽1417正上方的滚筒1416的内表面相交并在滚筒1416的相对面处（即180°分离）。将直径为1mm的两根不锈钢线1418以不漏水的方式粘合到孔中，使得每根线的一端与内滚筒壁齐平并且另一端从顶板1415的上表面突出。下文中将这些线称为电极。横跨顶板1415的宽度152mm（6.0英寸），从前边缘平行于横向中心线划出基准线。顶板1415/滚筒1416组合件具有大约1180克的重量。

还需要两个钢砝码，每个重量为9.0Kg并且测量宽度为146mm（5.75英寸）、深度为76mm（3.0英寸）、且高度为大约100mm（4英寸）。

步骤：

所有测试均是在23±2℃和35±15%的相对湿度下进行。

将包含经包裹的泡沫块1414的聚碳酸酯槽1411放置在适宜的平坦水平表面上。从其包装中取出一次性吸收产品，并且以适宜的间隔切割箍弹性体以使得产品平放。在适宜的顶部加载天平上称量产品至±0.1克内，并放置在采集装置中的经覆盖泡沫块1414上，其中产品的前腰边缘与聚乙烯覆盖件上的参比标记对齐。使产品沿设备的纵向中心线居中，其中产品的顶片（身体面）面向上并且后腰边缘朝向泡沫块1414的后端。将顶板1415放置在产品的顶部，其中突出的滚筒面向上。划出的基准线与产品的前腰边缘对齐并且顶板1415的后端与泡沫块1414的后边缘对齐。然后将两个9.0Kg的砝码轻轻放置在顶板1415之上，使得每个砝码的宽度平行于顶板的横向中心线，并且每个砝码距离顶板1415的前边缘或后边缘83mm（3.25英寸）。

将适宜的电路连接至电极以检测其间导电流体的存在。

配置适宜的泵；例如由Cole Parmer Instruments，Chicago，USA提供的7520-00型或等同物；以通过内径为4.8mm（3/16英寸）的软塑料管，例如

或等同物排放0.9质量%的氯化钠水溶液。将管的末端竖直地夹紧使得其在附接到顶板1415的滚筒1416内居中，其中管的排放端面向下并位于滚筒1416的上边缘以下50mm（2英寸）。泵经由定时器操作并预校准成以15ml/秒的速率排放75.0ml0.9%盐水溶液的涌流。

激活所述泵并且在开启时立即启动定时器。泵以15ml/秒的速率递送75mL0.9%NaCl溶液至滚筒1416，然后停止。在测试流体被引入滚筒1416中时，其通常在吸收结构的顶部积累至一定程度。该流体使滚筒中两个电极之间的电路完整。在递送涌流之后，作为流体的溶液液滴的弯月面被吸收入结构中。当电路由于缺少滚筒中电极之间的自由流体而中断时，记下时间。

特定涌流的采集时间为开启用于所述涌流的泵与电路中断时的点之间的时间间隔。

以这种方式将四个涌流递送至产品；每个涌流为75ml并以15ml/秒递送。每个涌流的开始之间的时间间隔为300秒。

记录四个涌流的采集时间。以这种方式测试三种产品，并计算每个相应涌流（第一至第四）的平均涌流时间。

实例

制备根据本公开的超吸收聚合物颗粒并将它们的性能与现有技术的超吸收聚合物颗粒的性能相比。

·比较例1

比较例的超吸收聚合物颗粒为用于2010年8月在UK商购获得的Pampers Active Fit尿布的超吸收聚合物颗粒。这些超吸收聚合物颗粒一般根据US2009/0275470A1制备。应该指出的是可将超吸收聚合物颗粒从可商购获得的Pampers Active Fit尿布中分离，如题目为“Method of separatingsuperabsorbent polymer particles from a solidified thermoplastic compositioncomprising polymers”的欧洲专利申请n°10154618.2中所述。

超吸收聚合物颗粒的标准粒度分布为45至710μm，其中最多1%低于45μm并且最多1%高于710μm。

·比较例2

根据题目为“Polyacrylic acid-based water-absorbing resin powder andmethod for producing the same”的PCT专利申请WO2010/095427A1中所公开的比较例11制备300g超吸收聚合物颗粒。

·实例1

将4000kg比较例的超吸收聚合物颗粒在容量为约100-150kg/小时的滚筒筛装置中的AISI304标准300μm不锈钢丝网之上过筛，产生750kg中径（D50）为约180-200μm且粒度分布为45至300μm，其中最多3%低于45μm且最多3%高于300μm的超吸收聚合物颗粒。

·实例2

根据题目为“Polyacrylic acid-based water-absorbing resin powder andmethod for producing the same”的PCT专利申请WO2010/095427A1中所公开的实例9制备300g超吸收聚合物颗粒。

测量实例1、2、3以及比较例的超吸收聚合物颗粒的多个参数：根据以上列出的K（t）测试方法测量达到20g/g摄取量的时间（T20）、20分钟时的摄取量（U20）、达到U20的80%的摄取量的时间（T80%）、20分钟时的有效渗透率（K20）以及瞬时凝胶阻塞指数（Kmin/K20）。根据以上列出的UPM测试方法测量UPM（尿液渗透率测量）。根据EDANA方法WSP241.2-05测量CRC（离心保留容量）。

图15A和15B表示根据以上列出的K（t）测试方法测量的，比较例1和2对实例1和2的作为时间函数的摄取量（单位为g/g）。

所测量的参数的差值总结在下表1中。

表1

从图15A和15B以及表1中可见，就根据实例1和2制备的超吸收聚合物颗粒而言，如根据K（t）测试方法测量的达到20g/g摄取量的时间（T20）显著低于根据比较例1和2制备的超吸收聚合物颗粒。因此，即使在干燥阶段，即在初始暴露于液体中时，这些超吸收聚合物颗粒也能够快速吸收液体。

从表1中还可见，在平衡时具有高渗透率的超吸收聚合物颗粒（高UPM值）如比较例1和2的超吸收聚合物颗粒不自动地具有高T20值，这是指平衡时的渗透率并不是选择在初始暴露于液体中时能够快速吸收液体的超吸收聚合物颗粒的可靠指标。

·包括比较例1或2的超吸收聚合物颗粒的尿布对包括根据本公开的 超吸收聚合物颗粒的尿布的采集时间。

根据以上列出的平坦采集测量在2010年8月在UK商购获得的型号4的Pampers Active Fit尿布的采集时间。这些尿布包括比较例1的超吸收聚合物颗粒。根据以上列出的平坦采集测试方法，测量其中超吸收聚合物颗粒已被比较例2的超吸收聚合物颗粒代替，或被实例2的超吸收聚合物颗粒代替的相同尿布的采集时间。根据以上列出的厚度测量测试方法测量，所有尿布的吸收芯在尿布裆点处的干燥厚度为1.7mm。所有样品的采集时间所获得的值总结在下表2中。

表2

样品	比较例1	比较例2	实例2
				第一涌流（75mL）的采集时间，单位为s	30	28	26

从上表2中可见，就包括根据比较例1或2的超吸收聚合物颗粒的尿布而言，其第一涌流的采集时间高于其中超吸收聚合物颗粒已被实例2的超吸收聚合物颗粒代替的相同尿布的第一涌流的采集时间。

从而，根据本发明的吸收制品，即包括根据以下列出的K（t）法测量的，达到20g/g摄取量所需的时间（T20）小于240的超吸收聚合物颗粒的吸收制品，改善了吸收性能，尤其是在第一涌流时，即制品开始被润湿时。

本文所公开的尺寸和数值不应被理解为严格限于所述确切数值。相反，除非另外指明，每个上述尺寸旨在表示所述值以及该值附近的函数等效范围。例如，所公开的尺寸“40mm”旨在表示“约40mm”。

Claims (17)

1.一种吸收制品，包括吸收芯，所述吸收制品分为三个部分：前部、后部和设置在所述前部与所述后部之间的裆部，所述吸收芯在所述制品的裆点处具有0.2至5mm的干燥厚度，其中如根据K（t）测试方法测量，所述吸收芯包含至少90%的超吸收聚合物颗粒，其中所述制品的所述前部或所述裆部中的吸收芯所包含的或所述整个吸收芯所包含的超吸收聚合物颗粒达到20g/g的摄取量需要小于240s的时间（T20）。

2.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述吸收制品还包括顶片和底片，并且其中所述吸收芯被夹在所述顶片与所述底片之间。

3.根据权利要求1或2所述的吸收芯，其中如根据K（t）测试方法测量，所述制品的所述前部或所述裆部中的吸收芯所包含的或所述整个吸收芯所述包含的超吸收聚合物颗粒具有至少5·10^-8cm²的在20分钟时的有效渗透率（K20）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的吸收制品，其中如根据K（t）测试方法测量，所述制品的所述前部或所述裆部中的吸收芯所包含的或所述整个吸收芯所包含的超吸收聚合物颗粒在20分钟时的摄取量（U20）为至少28g/g。

5.根据前述权利要求中任一项所述的吸收制品，其中所述吸收制品还包括顶片和底片，并且其中所述吸收芯被夹在所述顶片与所述底片之间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的吸收制品，其中所述超吸收聚合物颗粒具有40至150（10^-7（cm³.s）/g）的UPM值。

7.根据前述权利要求中任一项所述的吸收制品，其中所述超吸收聚合物颗粒具有20至40g/g的CRC值。

8.根据前述权利要求中任一项所述的吸收制品，其中所述超吸收聚合物颗粒具有50至850μm的粒度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的吸收制品，其中所述吸收芯不含透气毡。

10.根据前述权利要求中任一项所述的吸收制品，其中在所述制品的裆部中，所述吸收芯包含每表面积的吸收芯200至900g/m²的平均量的超吸收聚合物颗粒。

11.根据前述权利要求中任一项所述的吸收制品，其中如根据平坦采集测试方法测量，所述吸收制品具有小于27s的第一涌流的采集时间。

12.根据权利要求2至11所述的吸收制品，还包括采集系统，其中所述采集系统设置在所述顶片与所述吸收芯之间，并且优选地不包括超吸收聚合物颗粒。

13.根据前述权利要求中任一项所述的吸收制品，其中所述超吸收聚合物颗粒包括在吸收芯中，使得所述超吸收聚合物颗粒沉积在第一基底层与第二基底层之间，其中所述第一基底层面向所述底片，并且所述第二基底层面向所述顶片。

14.根据权利要求13所述的吸收制品，其中所述超吸收聚合物颗粒通过热塑性粘合剂材料固定。

15.根据权利要求1至12所述的吸收制品，其中所述吸收芯包括第一基底层，沉积在所述第一基底层上的超吸收聚合物颗粒的至少一部分，以及固定所述超吸收聚合物颗粒的热塑性粘合剂材料。

16.根据权利要求15所述的吸收制品，其中所述吸收芯还包括第二基底层，沉积在所述第二基底层上的超吸收聚合物颗粒的至少一部分，以及固定所述超吸收聚合物颗粒的热塑性粘合剂材料，所述第一基底层和第二基底层结合在一起，使得所述第一基底层的热塑性粘合剂材料的至少一部分与所述第二基底层的热塑性粘合剂材料的至少一部分接触。

17.根据权利要求14至16所述的吸收制品，其中所述热塑性粘合剂材料在所述超吸收聚合物颗粒之上形成纤维性网络。

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