專利名稱：用于吸收含水體液的吸收泡沫材料和包含這種材料的吸收制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有體液吸收和保留性能的柔軟的、微孔性的、開孔的聚合泡沫材料，這種材料尤其適用于吸收體液(例如，尿)的吸收制品，例如尿布、成人失禁用衣服、床墊、緊身短襯褲襯里、帽內(nèi)或系在頭上的汗帶、鞋子襯里及類似物。
用于尿布、月經(jīng)用產(chǎn)品、繃帶、及類似物的高吸收性材料和結(jié)構(gòu)的發(fā)展，是有重大商業(yè)價(jià)值的令人感興趣的主題。最初，這種產(chǎn)品依靠各種布或棉纖維提供吸收性能。吸收材料和結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展是隨著各種氣流法纖維素紙漿絮墊的發(fā)展而發(fā)展，通常，該墊可以吸收5～6倍于其重量的含水的體液(例如尿)。最近，吸收性膠凝材料(例如聚丙烯酸脂)與纖維素纖維的組合的使用，已經(jīng)顯著地增加了吸收性制品(例如尿布)的吸收能力，并已使得相當(dāng)薄的尿布獲得了生產(chǎn)和廣泛的商業(yè)銷售。然而，即使已有了這些改進(jìn)，仍然需要繼續(xù)尋找性能更好的吸收性材料和結(jié)構(gòu)。
對(duì)于外行人來說，似乎有理由認(rèn)為普通的海綿材料由于其十分寬厚的形狀可以被考慮作為開孔泡沫而對(duì)吸收性結(jié)構(gòu)和制品相當(dāng)有用。例如，自古以來人們就已經(jīng)使用天然海綿和人造纖維素海綿擦干水和其它流體。然而，在嚴(yán)密的考慮下，將意識(shí)到這種海綿不特別適用于目前設(shè)想的類型的高性能體液吸收制品。例如，吸收性制品最初是用月26日頒發(fā)給Garvey等人的美國(guó)4，740，528號(hào)專利公開了例如尿布、婦女保健產(chǎn)品及類似物的吸收性復(fù)合結(jié)構(gòu)，它包含由某一種類型的超芯吸、交聯(lián)聚氨基甲酸乙酯泡沫制成的一種海綿吸收性組分。
雖然，各種類型的聚合泡沫已有了作為用于體液吸收制品的構(gòu)件的公知的應(yīng)用，但是，仍然有繼續(xù)尋求另外的具有構(gòu)件與特征的最優(yōu)組合的特別有用于商業(yè)銷售的吸收性產(chǎn)品(例如尿布)的吸收泡沫材料的必要?，F(xiàn)在，已經(jīng)確定用于體液的，特別是打算用于尿布和成人失禁用產(chǎn)品的最優(yōu)的吸收泡沫，應(yīng)當(dāng)具有以下特征a)柔軟性并最好在壓力撤消后可恢復(fù)，以使使用者感到舒適并提供良好的性能;
b)可接受的體液吸收速率，以使得泡沫能快速地接受和吸收尿或其它體液的噴發(fā);
c)相當(dāng)良好的芯吸和體液散布特征，以使得泡沫能將吸收的尿或其它體液從體液最初沖擊在泡沫上的區(qū)域輸導(dǎo)開來并進(jìn)入泡沫結(jié)構(gòu)的剩余未使用部分，從而允許容納體液的連續(xù)噴發(fā);
d)具有在負(fù)荷作用下(即，在壓縮壓力作用下)相對(duì)高體液容量的相對(duì)高的總體貯存容量;
e)相對(duì)低的密度，以使得泡沫能呈現(xiàn)合適的高的總體貯存容量并包括一個(gè)薄的柔軟的材料。
f)比由其它吸收制品構(gòu)件所呈現(xiàn)的相對(duì)更大的用于吸收體液的親合性，以使得泡沫材料可以從這些其它構(gòu)件吸取(隔開)流體并將這些流體保留貯存在泡沫結(jié)構(gòu)內(nèi)。
可以意識(shí)到具有上述特征的吸收性泡沫將提供用于高性能吸收制于干燥狀態(tài)。眾所周知，許多干海綿材料相當(dāng)硬(堅(jiān)硬)并且對(duì)皮膚的感覺來說相當(dāng)粗糙，因此，將不適用于尿布和其它失禁用產(chǎn)品。此外，許多公知海綿材料可能具有不均勻的孔洞尺寸和具有妨礙體液芯吸穿過并由海綿保留的部分的或全部的密閉的孔。最終，雖然公知海綿材料可以吸收相當(dāng)大數(shù)量的含水體液，但是它們?cè)诜浅Ｐ〉膲毫ψ饔孟乱矔?huì)將吸收的體液釋放掉。因此，這種海綿材料將完全不適用于在施有壓力的情況下使用的吸收性結(jié)構(gòu)的情形，例如，當(dāng)一個(gè)穿著尿布的小孩坐下時(shí)。
除了公知的“海綿”之外，文獻(xiàn)和商業(yè)實(shí)際應(yīng)用充滿了用于各種目的的能夠吸收各種體液的許多類型的聚合泡沫的描述。使用某些類型的聚合泡沫材料作為吸收性制品(例如尿布和月經(jīng)用產(chǎn)品)的構(gòu)件也是公知的。例如，1977年6月14日頒發(fā)給Karami的美國(guó)4，029，100號(hào)專利公開了一種形狀保持(shape-retaining)尿布，它可以在其吸收性襯墊件的人體兩腿分叉處部分采用一個(gè)泡沫件以給襯墊件提供高的濕彈性。
某些類型的泡沫材料也已經(jīng)公開用于實(shí)際地吸收、芯吸和/或保留含水的體液的目的的吸收性制品中。例如，1971年2月16日頒發(fā)給Lindquist的美國(guó)3，563，243號(hào)專利公開了一種用于尿布及類似物的吸收性襯墊，包含在其中的主要吸收體是一種由親水性聚合物形成的親水性泡沫片。這些泡沫片據(jù)說是由聚(氧化乙烯)乙二醇與二異氰酸化合而成的。1985年11月19日頒發(fā)給Dabi的美國(guó)4，554，297號(hào)專利公開了可用于尿布或其它月經(jīng)用產(chǎn)品的可吸收體液的多孔狀聚合物。這些多孔狀聚合物包括至少一種環(huán)氧樹脂與一種胺端基聚合(烯化氧化物)的反應(yīng)產(chǎn)物。1988年4品所需的體液吸收、輸導(dǎo)、貯存的特點(diǎn)。最優(yōu)的泡沫最好地對(duì)觸覺感受來說是柔軟的。當(dāng)然，打算用于與皮膚接觸或貼近皮膚的吸收性泡沫應(yīng)當(dāng)不會(huì)引起對(duì)皮膚的損害或刺激，也不會(huì)使使用者遭受有毒化學(xué)物質(zhì)的侵害。由于打算用于一次性的制品(例如尿布)，這些優(yōu)選的最佳泡沫也應(yīng)當(dāng)是相對(duì)便宜的并且易于生產(chǎn)，而且應(yīng)當(dāng)與負(fù)責(zé)的固體廢棄物處理系統(tǒng)(例如基于垃圾填埋、焚化和/或堆肥處理的系統(tǒng))相兼容。
吸收性制品的制造者也將會(huì)意識(shí)到在上文描述的類型的最優(yōu)吸收性泡沫材料將代表了在工業(yè)上的一個(gè)顯著的進(jìn)步。包含這些泡沫的吸收性制品將具有期望的濕完整性，將在制品的整個(gè)被穿著期間能夠合適地配合于穿著者身上，在使用期間將不會(huì)引起形狀變差，并且將提供期望的皮膚干燥程度。
包含這些泡沫結(jié)構(gòu)的吸收性制品也將容易地按一個(gè)商業(yè)尺寸制造。例如，尿布產(chǎn)品芯能夠簡(jiǎn)單地由連續(xù)的泡沫片沖切而成并能設(shè)計(jì)成具有比氣流法吸收性芯顯著地更好的完整性和均勻性。此外，這些泡沫能夠折疊成任何希望的形狀、或甚至形成完整的、單一的尿布或緊身短襯褲形狀的結(jié)構(gòu)。另一方面，這些泡沫材料能夠與其它通常的吸收性結(jié)構(gòu)成分組合，例如混合。
本發(fā)明確定了限定特別適用于體液(例如尿)吸收制品的最優(yōu)的吸收泡沫材料的參數(shù)。在這里本發(fā)明也提供了克服了迄今用于體液吸收制品中的泡沫材料的許多缺點(diǎn)的吸收泡沫。
在其組成方面，本發(fā)明涉及某一種類型的聚合泡沫材料，它特別適用于吸收和保留含水的體液(例如尿)。這樣一種泡沫材料包括一種由許多相互連接的開孔形成的親水性的、柔軟的結(jié)構(gòu)。這種多孔狀的泡沫在使用中作為一種吸收材料，具有一個(gè)從大約12至100毫升/克的孔隙容積和一個(gè)由毛細(xì)抽吸作用確定的從大約0.5至5.0米2/克的特殊的表面區(qū)域。這種泡沫結(jié)構(gòu)也將呈現(xiàn)對(duì)壓縮彎曲的抵制，以致當(dāng)它在37℃由其空載浸透65±5達(dá)因/厘米的合成的尿時(shí)，一個(gè)5.1千怕斯卡的封閉壓力在15分鐘之后產(chǎn)生一個(gè)從大約5%至95%的結(jié)構(gòu)壓縮的應(yīng)變。
具有這些特征的優(yōu)選的吸收泡沫材料可以由聚合一種特殊類型的具有一個(gè)相對(duì)小數(shù)量的油相和一個(gè)相對(duì)大數(shù)量的水相的油包水乳狀液制備而成。這種類型的可聚合乳狀液在該領(lǐng)域通常稱之為一種高內(nèi)相乳狀液或“HIPE”。
形成可以用于制備優(yōu)選的吸收泡沫的特殊的油包水高內(nèi)相乳狀液的油相，構(gòu)成按基本上水不溶性的單官能團(tuán)的玻璃狀的單體成分重量計(jì)的3%至41%、按基本上水不溶性的單官能團(tuán)的橡膠狀的共聚用單體成分重量計(jì)的27%至73%;按基本上水不溶性的多官能團(tuán)的交聯(lián)劑成分重量計(jì)的8%至30%和按在油相中可溶的并能夠?qū)崿F(xiàn)用于聚合的一個(gè)穩(wěn)定的乳狀液的乳化劑成分重量計(jì)的2%至33%。形成可以用于制備這些優(yōu)選的泡沫的油包水高內(nèi)相乳狀液的水相或“內(nèi)”相，包括一種含水溶液，該溶液構(gòu)成按水溶性電解質(zhì)重量計(jì)的0.2%到40%。在這些油包水高內(nèi)相乳狀液中水相與油相的重量比的范圍是從大約12∶1至100∶1。
可以用于制備本發(fā)明的優(yōu)選的吸收泡沫材料的油包水乳狀液，是在提供了具有如在上文中陳述的結(jié)構(gòu)特征和對(duì)壓縮彎曲的抵制特征的開孔的泡沫結(jié)構(gòu)的情況下聚合而成的。隨后的后聚合(post-polyme-rization)處理將頻繁地進(jìn)行以給泡沫材料提供合適的親水性并為吸收含水的體液作好準(zhǔn)備。
在其制品方面，本發(fā)明涉及利用了在這里的聚合泡沫吸收材料作為體液吸收“芯”件的至少一部分的用于失禁用處理(例如尿布)的吸收制品。于是，在最廣泛的意義上說，本發(fā)明的吸收制品將一般地包括一個(gè)相對(duì)液體不可透過的底片(或水不可透過泡沫本身的“表皮層”)和一個(gè)在上文描述的類型的聚合泡沫吸收材料。該吸收聚合泡沫材料以這樣一種方式與該底片相聯(lián)結(jié)，即，該泡沫吸收材料位于該底片與吸收制品的穿著者的體液排瀉區(qū)域之間。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)典型的吸收性高內(nèi)相乳狀液泡沫的孔隙的顯微相片的圖。
圖2是使用了本發(fā)明的吸收泡沫材料作為一個(gè)雙層結(jié)構(gòu)的吸收尿布的芯中的一個(gè)計(jì)時(shí)砂漏形狀的流體貯存/散布構(gòu)件的一個(gè)一次性的尿布的一個(gè)部分切開的示意圖。
圖3表示了采用本發(fā)明的一個(gè)吸收性高內(nèi)相乳狀液泡沫結(jié)構(gòu)作為一個(gè)吸收性芯的一個(gè)成形裝配制品(例如一個(gè)一次性的鍛煉用緊身短襯褲產(chǎn)品)的一個(gè)部分切去的示意圖。
圖4是表示一個(gè)尿布結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的一個(gè)散開的示意圖，它具有雙層芯結(jié)構(gòu)，其中具有一個(gè)計(jì)時(shí)砂漏形狀的體液吸收層與一個(gè)變型的計(jì)時(shí)砂漏形狀的層疊置在一個(gè)吸收泡沫體液貯存/散布層上。
正如所指出的，本發(fā)明是基于使用某一種類型的非常特別地確定的聚合泡沫材料作為用于排瀉的含水體液(例如尿)的吸收體。這些聚合泡沫吸收體于是可以用作吸收制品(例如尿布、失禁用三角褲或襯墊、鍛煉用緊身短襯褲及類似物)的吸收芯或其一部分。
聚合泡沫一般地可以描述為這樣的結(jié)構(gòu)，它是這樣形成的當(dāng)一種相對(duì)游離單體氣體或相對(duì)游離單體液體作為氣泡分散在一種可聚合的含單體液體中時(shí)，隨后對(duì)圍繞著氣泡的含單體液體中的可聚合單體進(jìn)行聚合。產(chǎn)生的聚合分散體可以呈一個(gè)多孔的固化結(jié)構(gòu)的形式，它是孔、孔的邊界或壁的一個(gè)聚集體，其中的孔包括固體的聚合材料?？妆旧戆讼鄬?duì)游離單體氣體或相對(duì)游離單體液體，它們?cè)诰酆现g，在液體分散中已經(jīng)形成了“氣泡”。
正如在下文更完整地描述的，可用于本發(fā)明的吸收體的優(yōu)選的聚合泡沫材料是通過聚合一種特殊類型的油包水乳狀液制備而成的。這樣一種乳狀液由一種相對(duì)小數(shù)量的可聚合的含單體油相與一種相對(duì)大數(shù)量的相對(duì)游離單體水相形成。這個(gè)相對(duì)游離單體的、不連續(xù)“內(nèi)”水相于是形成分散的被連續(xù)的可聚合含單體油相所圍繞“氣泡”。隨后的在連續(xù)油相中的單體的聚合形成了多孔泡沫結(jié)構(gòu)。余留在由聚合形成的泡沫結(jié)構(gòu)中的含水液體可以通過壓擠和/或干燥泡沫而將其排出去。
聚合泡沫，包括由在這里的油包水乳狀液制備而成的優(yōu)選的泡沫，在特征上可以是相對(duì)閉孔的或相對(duì)開孔的，這取決于和/或某種程度上取決于，孔壁或邊界，即，孔窗，是否充滿或容納聚合材料。用于本發(fā)明的吸收制品和結(jié)構(gòu)的聚合泡沫材料是相對(duì)開孔的，其中泡沫的單個(gè)孔就其大部分而言并不是完全由孔壁的聚合材料相互隔離的。于是，在這些基本上開孔的泡沫結(jié)構(gòu)中的孔具有內(nèi)多孔開口或“窗口”，它們足夠地大以允許到達(dá)的體液在泡沫結(jié)構(gòu)內(nèi)從一個(gè)孔輸導(dǎo)到另一個(gè)孔。
在用于此處的類型的基本上開孔的結(jié)構(gòu)中，泡沫將一般地具有一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有由許多相互連接的、三維分支的網(wǎng)限定的許多單個(gè)孔。形成開孔泡沫結(jié)構(gòu)的分支網(wǎng)的股線可以稱作“支撐線”。具有一個(gè)類型的支撐型結(jié)構(gòu)的開孔泡沫顯示于由圖1所示的顯微相片的例子中。為了本發(fā)明的目的，如果在泡沫結(jié)構(gòu)中至少80%的孔與至少另一個(gè)相鄰的孔可進(jìn)行流體聯(lián)系，那么這種泡沫材料就是開孔的。另一方面，如果一種泡沫材料具有一個(gè)將在下文描述的可接受的孔隙容積(超過最小值，對(duì)于這個(gè)參數(shù)也將在下文陳述)，那么這種泡沫材料可以認(rèn)為是基本上開孔的。
除了是開孔的，本發(fā)明的聚合泡沫吸收體在特征上還是親水性的。在這里的泡沫必須具有足夠的親水性以允許泡沫吸收在下文規(guī)定數(shù)量的含水體液。正如在下文參照優(yōu)選類型的泡沫和泡沫制備的方法進(jìn)行討論的，通過以下措施可以給泡沫的內(nèi)表面提供親水性借助于特別挑選用于制備聚合泡沫的單體，借助于聚合之后留在泡沫結(jié)構(gòu)中的殘余的親水劑或借助于所選擇的可用于改變形成泡沫結(jié)構(gòu)的材料的表面能量的后聚合泡沫處理過程。
例如本發(fā)明的聚合泡沫結(jié)構(gòu)的“親水性”程度可以參照由這些泡沫與一種可吸收的測(cè)試液體接觸所呈現(xiàn)的“粘著張力”(adhesion tension)進(jìn)行定量分析。粘著張力是由以下公式確定AT＝γcosθ其中，AT是粘著張力(達(dá)因/厘米);
γ是由泡沫材料所吸收的測(cè)試液體的表面張力(達(dá)因/厘米);
θ是泡沫聚合材料表面與測(cè)試液體接觸泡沫聚合物表面的點(diǎn)處的測(cè)試液體的切線的矢量之間的夾角(度)。
對(duì)于任何給定的親水性泡沫材料，由泡沫呈現(xiàn)的粘著張力可以采用一種方法通過實(shí)驗(yàn)確定，從而測(cè)量一個(gè)已知尺寸的毛細(xì)抽吸特定表面區(qū)域的泡沫樣品吸收的測(cè)試液體(例如，合成的尿)的重量。這樣一種測(cè)試步驟將在下文的“測(cè)試方法”部分更詳細(xì)地描述。用于本發(fā)明的吸收體的泡沫一般地已提供有了一定的親水性程度。表現(xiàn)為從大約15至65達(dá)因/厘米、最好地從大約20至65達(dá)因/厘米的粘著張力，這是由具有65±5達(dá)因/厘米的表面張力的合成的尿的毛細(xì)抽吸吸收確定的。
除了是“開孔的”和“親水性的”之外，用于本發(fā)明的聚合泡沫材料具有特定的一組結(jié)構(gòu)和機(jī)械特性、特點(diǎn)和特征。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有這些所選擇的結(jié)構(gòu)和機(jī)械特性、特點(diǎn)和/或特征的聚合泡沫結(jié)果也將具有例如處理體液的性能以及使這些泡沫特別適用于作為含水體液的吸收體的特性。
Ⅰ)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)特定的有些相互關(guān)聯(lián)和相互依賴的結(jié)構(gòu)特性已經(jīng)被確定為實(shí)現(xiàn)特別適用于吸收含水體液的泡沫吸收體的基礎(chǔ)。應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明的泡沫材料可以具有這樣的結(jié)構(gòu)特性，即，如在下文所說明的，在某些點(diǎn)在泡沫和被吸收的含水體液之間接觸之前及之后的結(jié)構(gòu)特性是不同的。例如，在其制造、運(yùn)送、貯存等期間，此處的泡沫可以具有超過在下文所規(guī)定的參數(shù)范圍的孔隙容積、特定的表面區(qū)域、密度和/或孔洞尺寸數(shù)值。然而，如果這些泡沫吸收結(jié)構(gòu)后來經(jīng)受物理的或流變的變化以致它們?cè)陔S后的在與吸收性結(jié)構(gòu)和被吸收的含水的身體流體之間接觸期間至少在某些點(diǎn)具有了對(duì)于這些結(jié)構(gòu)特性在下文所規(guī)定的必需的數(shù)值，這樣的泡沫結(jié)構(gòu)仍在本發(fā)明范圍之內(nèi)。此處的泡沫吸收體的這些基本的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)特性概括如下A)孔隙容積孔隙容積是在一個(gè)多孔的泡沫結(jié)構(gòu)中形成泡沫結(jié)構(gòu)的固體材料(聚合物結(jié)構(gòu)加上任何殘余的固體)的每一單元中的開口或孔洞的容積的度量。孔隙容積對(duì)此處的吸收性泡沫的許多性能和機(jī)械特點(diǎn)有重要的影響。這些性能和機(jī)械特點(diǎn)包括泡沫對(duì)于含水體液的吸收容量、通過從吸收泡沫的一部分到另一部分的吸收的含水體液的芯吸體液在結(jié)構(gòu)內(nèi)的散布程度和速率、泡沫柔軟性和泡沫壓縮彎曲特征。
孔隙容積可以通過任何適當(dāng)?shù)慕o出了結(jié)構(gòu)的實(shí)際孔隙容積的精確的指示的實(shí)驗(yàn)方法確定。這些實(shí)驗(yàn)方法將一般地包括測(cè)量滲入泡沫結(jié)構(gòu)的測(cè)試液體的體積和/或質(zhì)量，并且因此它代表了泡沫的開孔所擁有的容積。出于這個(gè)原因，此處的泡沫的空隙容積參數(shù)也可以稱為“可獲得的孔隙容積”。
一種用于確定可獲得的孔隙容積的通常的實(shí)驗(yàn)方法包括將一種低表面張力的液體(例如異丙醇)從泡沫結(jié)構(gòu)的外面滲入泡沫結(jié)構(gòu)中。利用異丙醇確定可獲得的孔隙容積的步驟在下文的“測(cè)試方法”部分中進(jìn)行陳述。然而應(yīng)當(dāng)理解的是另外的測(cè)試液體和步驟也可以用于確定可獲得的孔隙容積。
通過調(diào)整若干泡沫組分和處理特點(diǎn)可以影響和控制用于此處的吸收性泡沫的孔隙容積。例如，對(duì)于此處的優(yōu)選的基于高內(nèi)相乳狀液泡沫，這些孔隙容積有影響的特點(diǎn)可以包括高內(nèi)相乳狀液的水-油比率、所使用的水相電解質(zhì)的類型和數(shù)量、所使用的油相乳化劑的類型和數(shù)量、影響泡沫的清洗和/或密封的后聚合泡沫壓縮步驟以及在這種壓縮步驟之后聚合的泡沫結(jié)構(gòu)的恢復(fù)程度。
本發(fā)明的泡沫材料將一般地具有從大約12至100毫升/克的孔隙容積，更好地具有從大約20至70毫升/克，并且最好地具有從大約25至50毫升/克的孔隙容積。這些孔隙容積的范圍旨在成為本發(fā)明所包括的泡沫的理論孔隙容積的一個(gè)“包括在內(nèi)的”限定。于是，如果任何可以有理由地預(yù)期給出近似于理論孔隙容積的測(cè)量的實(shí)驗(yàn)方法提供了落在上述范圍內(nèi)的數(shù)值，那么就可以認(rèn)為通過這種方法測(cè)試的泡沫材料是屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的。
B)毛細(xì)抽吸比表面積在此處的泡沫材料的另一個(gè)基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是特定的毛細(xì)抽吸比表面積。毛細(xì)抽吸比表面積一般地是形成塊狀泡沫材料(聚合物結(jié)構(gòu)材料加上固體的殘余材料)的每一單元塊的一個(gè)特定的泡沫聚合網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試液體可到達(dá)的表面區(qū)域的一個(gè)度量。毛細(xì)抽吸特定表面區(qū)域是由在泡沫中的毛細(xì)單元中的尺寸(即，直徑)和形成這些毛細(xì)單元的支撐線的尺寸(長(zhǎng)度、寬度和厚度)所確定的。于是，毛細(xì)抽吸比表面積是定量分析由泡沫網(wǎng)絡(luò)提供的固體表面參與吸收的程度的總體數(shù)量的一種方法。
一種開孔的泡沫結(jié)構(gòu)(例如在此處的吸收泡沫)的毛細(xì)抽吸比定表面積是影響由泡沫所呈現(xiàn)的毛細(xì)作用(或毛細(xì)抽吸)的泡沫的特點(diǎn)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)泡沫的毛細(xì)作用必須被控制和選擇以使得在此處的泡沫材料具有足夠的毛細(xì)作用以提供可接受的體液保留而仍允許在泡沫結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)生某種程度的體液芯吸。毛細(xì)抽吸比表面積的調(diào)節(jié)，以及泡沫聚合物表面的親水性的控制，是提供了用于本發(fā)明的吸收性泡沫的必需的毛細(xì)作用程度的方法。相對(duì)高的毛細(xì)抽吸比表面積的泡沫提供了高容量(和低密度)與高的毛細(xì)作用的非常理想的結(jié)合。高的比表面積是構(gòu)成泡沫結(jié)構(gòu)的精細(xì)的支撐線的結(jié)果。
通過調(diào)整影響泡沫孔隙容積的許多相同的組分和處理參數(shù)，可以影響和控制在此處的泡沫吸收體的毛細(xì)抽吸比表面積。對(duì)于基于高內(nèi)相乳狀液的泡沫，組分參數(shù)包括高內(nèi)相乳狀液的水-油比率、在高內(nèi)相乳狀液中使用的單體、乳化劑和電解質(zhì)的類型和數(shù)量。影響毛細(xì)抽吸比表面積的處理參數(shù)包括混合能量和溫度。
正如所指出的，為了本發(fā)明的目的，打算用作或在本發(fā)明中使用的任何給定的泡沫材料的比表面積將通常由包含了毛細(xì)抽吸原理的一種方法來確定。在這樣一個(gè)方法中，毛細(xì)抽吸比表面積是通過測(cè)量在一個(gè)已知質(zhì)量和尺寸的泡沫樣品內(nèi)發(fā)生的一種低表面張力液體(例如，乙醇)的毛細(xì)抽吸的數(shù)量而確定。這樣一種通過毛細(xì)吸收方法用于確定泡沫的特定表面區(qū)域的方法的詳細(xì)的說明在下文的“測(cè)試方法”部分陳述。也可以使用任何適當(dāng)?shù)牧硗獾姆椒ㄓ糜诖_定毛細(xì)抽吸比表面積。
用于本發(fā)明的開孔的、多孔的吸收性泡沫制備成具有某些毛細(xì)抽吸比表面積特征。特別地，在此處的泡沫將具有一個(gè)從大約0.5至5.0米2/克、更好地從大約0.75至4.5米2/克、最好地從大約1.0至4.0米2/克的毛細(xì)抽吸比表面積范圍。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有這樣數(shù)值的毛細(xì)抽吸比表面積的親水性泡沫將一般地具有用于含水體液(例如尿)的吸收容量、體液保留和體液芯吸或散布性能的一個(gè)特別理想的平衡。
C)附加的或另外的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)泡沫密度和構(gòu)成泡沫的孔的平均尺寸或直徑是在此處的吸收泡沫的兩個(gè)另外的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它們與孔隙容積和毛細(xì)抽吸特定表面區(qū)域相互關(guān)聯(lián)并且可以作為表征本發(fā)明的泡沫的附加的或另外的方法。這兩個(gè)附加的/另外的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)描述如下
1)泡沫密度在此處的泡沫材料密度，象孔隙容積和毛細(xì)抽吸比表面積那樣，會(huì)影響在此處的吸收泡沫的許多性能和機(jī)械特征。這些包括對(duì)含水體液的吸收容量、在泡沫內(nèi)的體液散布程度和速率以及泡沫柔軟性和壓縮彎曲特征。也很重要地，在此處的泡沫吸收性結(jié)構(gòu)的密度可以確定這些結(jié)構(gòu)的成本效果。
泡沫的密度(在空氣中的每立方厘米約泡沫的重量(克))在此處是在一個(gè)干燥狀態(tài)下確定的。于是，吸收的含水液體，例如，可能留在泡沫內(nèi)的殘余液體，例如，(例如，在高內(nèi)相乳狀液聚合、清洗和/或親水化之后)，在計(jì)算和表示泡沫密度時(shí)是不考慮在內(nèi)的。然而，在這里確定的泡沫密度確實(shí)包括殘留在聚合的泡沫內(nèi)的殘留固體材料(例如電解質(zhì)、乳化劑、親水劑等)。這此殘留的材料，實(shí)際上，可以為泡沫材料增加了可觀的質(zhì)量。
任何合適的可以提供每單元體積的泡沫結(jié)構(gòu)的固體泡沫材料的質(zhì)量的重量分析測(cè)定法都可以用于測(cè)量泡沫的密度。例如，在下文的“測(cè)試方法”部分更為完整地描述的一種在美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)手冊(cè)(ASTM)中提供的重量分析測(cè)定法可以用于確定密度。對(duì)于那些泡沫樣品的制備過程(干燥、老化、預(yù)彎等)可能會(huì)無意地改變所獲得的密度測(cè)量的情形，那么也可以采用另外的密度確定測(cè)試方法。這些另外的方法，例如，可能包括使用一種吸收在泡沫材料內(nèi)的測(cè)試液體的重量分析密度測(cè)量方法。這種類型的密度確定方法可以用于表征非常低密度的泡沫(例如在此處的泡沫)，其干燥狀態(tài)下的密度近似于泡沫的孔隙容積的倒數(shù)。(可參看Chatterjee著的“吸收能力”(“Absorbency”)，Textile Science and Technology，Vol.7，1985，p.41.)關(guān)于孔隙容積和毛細(xì)抽吸比表面積，在下文陳述的泡沫密度的范圍旨在是范圍廣的，即，它們旨在包括了由任何適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)測(cè)試方法所確定的密度數(shù)值。
當(dāng)本發(fā)明的泡沫吸收體要遇到將被吸收的含水流體時(shí)，最好具有這樣的干基密度數(shù)值其范圍從大約0.01至0.08克/厘米3，更好地從大約0.014至0.05克/厘米3，最好地從大約0.02至0.04克/厘米3。通過控制許多相同的泡沫組分和加工前面提出的空隙容積調(diào)節(jié)參數(shù)，可以將泡沫材料的密度調(diào)節(jié)在上述范圍內(nèi)。吸收性泡沫結(jié)構(gòu)的密度無需是貫穿整個(gè)結(jié)構(gòu)均勻一致的。泡沫結(jié)構(gòu)的某些部分或區(qū)域的密度可以比其它部分或區(qū)域的密度相對(duì)地高或低。
2)孔洞尺寸孔洞尺寸是在此處的吸收性泡沫的另一個(gè)另外的或附加的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它不是一個(gè)基本確立參數(shù)，但在限定本發(fā)明的優(yōu)選泡沫材料時(shí)是有用的。泡沫孔，特別是通過聚合一種圍繞著相對(duì)游離單體水相氣泡的含單體油相而形成的孔，在形狀上經(jīng)常是基本上球形的。這些基本上球形的孔的尺寸或“直徑”于是也是另一個(gè)用于表征一般的泡沫以及用于表征用于本發(fā)明的類型的某些優(yōu)選的吸收性泡沫的通常采用的參數(shù)。由于在聚合泡沫的一個(gè)給定樣品中的孔無需具有近似相同的尺寸，因此，通常確定一個(gè)平均孔洞尺寸，即，平均孔洞直徑。
正如泡沫密度、毛細(xì)抽吸特定表面區(qū)域和孔隙容積的情況一樣，孔洞尺寸是一個(gè)也會(huì)影響本發(fā)明的吸收泡沫材料的許多重要的機(jī)械和性能特點(diǎn)的泡沫參數(shù)。由于孔洞尺寸是一個(gè)與毛細(xì)抽吸特定表面區(qū)域、孔隙容積和泡沫親水性一起決定的毛細(xì)作用的因素，因此，孔洞尺寸是一個(gè)可以直接影響在此處的泡沫吸收體的吸收容量和內(nèi)部體液芯吸特性的泡沫結(jié)構(gòu)參數(shù)?？锥闯叽缫部梢杂绊懺诖颂幍呐菽阵w的機(jī)械特性，包括象柔軟性和抗壓縮彎曲性以及壓縮彎曲后的恢復(fù)性能。
許多技術(shù)可用于確定泡沫中的平均孔洞尺寸。這些技術(shù)包括在該領(lǐng)域公知的水銀孔率計(jì)方法。然而，用于確定泡沫中的孔洞尺寸的最有用的技術(shù)包括一個(gè)泡沫樣品的簡(jiǎn)單的照相測(cè)量方法。例如，圖1是本發(fā)明的一個(gè)典類的高內(nèi)相泡沫吸收性結(jié)構(gòu)的一個(gè)斷面的顯微相片。疊加在這張顯微相片上的是一個(gè)表示10微米長(zhǎng)度的標(biāo)度。采用一種影象分析方法這樣一個(gè)標(biāo)度可以用于確定平均孔洞尺寸。實(shí)際上，泡沫樣品的影象分析方法是一種可以用于確定此處的泡沫結(jié)構(gòu)的平均孔洞尺寸的通常采用的分析方法。這樣一種技術(shù)在1988年11月29日頒發(fā)給Edwards等人的美國(guó)4，788，225號(hào)專利中進(jìn)行了更為詳細(xì)的描述。該專利在這里參考利用。
通過直接照相測(cè)量所確定的，用于作為根據(jù)本發(fā)明的含水體液的吸收體的泡沫最好具有一個(gè)從大約5至100微米范圍的平均孔洞尺寸。更好地，孔洞尺寸的范圍從大約10至90微米。最好地，孔洞尺寸在15至80微米之間。
通過改變影響毛細(xì)抽吸特定表面區(qū)域和可獲得的孔隙容積的相同類型的泡沫組分和加工特點(diǎn)，可以影響和控制在此處的泡沫吸收體中的孔洞的尺寸或直徑。對(duì)于優(yōu)選的基于高內(nèi)相乳狀液泡沫，這些主要地包括那些決定在此處的聚合泡沫結(jié)構(gòu)的高內(nèi)相乳狀液前體中的水相“氣泡”的尺寸的因素。于是，通過調(diào)節(jié)高內(nèi)相乳狀液的水-油比率和用于形成該高內(nèi)相乳狀液的乳化劑的類型和數(shù)量，可以改變孔洞尺寸。也可以通過簡(jiǎn)單地壓縮已經(jīng)制備好的固狀泡沫結(jié)構(gòu)而改變孔洞尺寸。
正如在上文所指出的，在本發(fā)明的吸收泡沫中的孔洞尺寸一般是不均勻的，所以對(duì)于在一個(gè)泡沫樣品中的任何給定的泡沫樣品或區(qū)域可以并且應(yīng)當(dāng)計(jì)算一個(gè)平均孔洞尺寸。當(dāng)然，也可以使用具有相對(duì)較大或相對(duì)較小的平均孔洞尺寸的分散的可區(qū)別的區(qū)域的吸收泡沫。
Ⅱ)機(jī)械特點(diǎn)具有在上文描述的適當(dāng)?shù)木酆辖M分和機(jī)械特點(diǎn)的吸收泡沫，將一般地具有使這些泡沫適用于作為在吸收性制品(例如易處理的尿布)中的吸收性結(jié)構(gòu)的機(jī)械特性，例如，抗壓縮彎曲性、柔韌性、對(duì)壓縮彎曲的恢復(fù)性能、完整性、柔軟度等。然而在上述的機(jī)械范圍內(nèi)，可以選擇某些參數(shù)和/或某些泡沫制備技術(shù)和條件的組合而使泡沫吸收體呈現(xiàn)特別理想的機(jī)械特性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有助于實(shí)現(xiàn)特別適用于用作失禁處理的吸收性制品中的吸收性泡沫的特定的、某種程度上相互關(guān)聯(lián)的機(jī)械特性概括如下A)抗壓縮彎曲性本發(fā)明的聚合泡沫的最重要的機(jī)械特點(diǎn)是由其抗壓縮彎曲性所確定的泡沫吸收體的強(qiáng)度。由此處的泡沫吸收體呈現(xiàn)的抗壓縮彎曲性是形成泡沫網(wǎng)絡(luò)的“支撐線“的聚合彈性模量和尺寸的一個(gè)函數(shù)。支撐線的彈性模量又由支撐線的聚合組分和支撐線被在處理之后留在泡沫結(jié)構(gòu)中的殘余材料的可增塑程度所決定，這些殘余材料例如是乳化劑、合成水相或隨后添加的親水劑。
為了有用于在吸收性制品(例如尿布)中的吸收性結(jié)構(gòu)，當(dāng)這些吸收性材料用于體液的吸收和保留時(shí)，本發(fā)明的吸收性泡沫材料必須對(duì)所遭受的力引起的變形或壓縮具有適當(dāng)?shù)牡挚剐?。不具有足夠的按照抗壓縮彎曲性表示的泡沫強(qiáng)度的泡沫在無負(fù)載的情況下可能吸收和貯存可接受數(shù)量的體液，但在由包含泡沫的吸收性制品的穿著者的運(yùn)動(dòng)和活動(dòng)所引起的壓縮應(yīng)力作用下會(huì)很容易地排泄這些體液。
通過確定在某一個(gè)封閉壓力持續(xù)一個(gè)特定的時(shí)間間隔作用下在一個(gè)浸透流體的泡沫材料樣品中產(chǎn)生的應(yīng)變的數(shù)量，可以定量分析由用于本發(fā)明的泡沫吸收體所呈現(xiàn)的抗壓縮彎曲性。為了本發(fā)明的目的，可以在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸(0.8厘米厚圓形的橫截面面積6.5厘米2的圓柱體)的泡沫樣品上進(jìn)行這種測(cè)量。用具有表面張力為65±5達(dá)因/厘米的合成尿浸透這些樣品，然后將樣品在37℃的溫度下經(jīng)受一個(gè)5.1千帕斯卡的封閉壓力持續(xù)15分鐘。用壓縮后樣品呈現(xiàn)的厚度占原始樣品厚度的百分比來記錄在這種測(cè)試中所產(chǎn)生的應(yīng)變的數(shù)量。在下文的測(cè)試方法部分中更為詳細(xì)地陳述了用于定量分析抗壓縮彎曲性的進(jìn)行這種特殊類型的測(cè)試的方法。
在此處有用的吸收性泡沫呈現(xiàn)具有這樣的抗壓縮彎曲性當(dāng)它被具有表面張力為65±5達(dá)因/厘米的合成的尿浸透至其自由吸收容量時(shí)，一個(gè)5.1千帕斯卡的封閉壓力產(chǎn)生泡沫結(jié)構(gòu)的從大約5%至95%的壓縮應(yīng)變。最好地在這種情況下產(chǎn)生的應(yīng)變范圍從大約5%至75%，更好地從大約5%至50%。對(duì)于本發(fā)明的優(yōu)選的高內(nèi)相乳狀液泡沫，通過結(jié)合適當(dāng)?shù)娜闋钜旱男纬珊途酆蠗l件和技術(shù)的選擇而適當(dāng)?shù)剡x擇單體、共聚用單體和交聯(lián)劑的類型和濃度，可以將抗壓縮彎曲性調(diào)節(jié)到上述范圍內(nèi)的應(yīng)變數(shù)值。于是，這些優(yōu)選的泡沫可以由這樣的材料形成;它們具有足夠大的彈性模量以提供足夠的抗壓縮彎曲性，盡管這種泡沫的密度低并具有非常細(xì)的提供高的特定表面區(qū)域的支撐線。
B)柔韌性本發(fā)明的吸收性泡沫必須具有充分的柔韌性以使得它們可以用于與穿著者的身體形狀相符合的吸收性產(chǎn)品。因此，在此處的吸收性泡沫的柔韌的特征意味著這些泡沫可以變形或彎曲到可用于這些吸收性制品的必需的程度，而又不會(huì)顯著地?fù)p害其結(jié)構(gòu)完整性或造成其吸收特性的顯著損失。
本發(fā)明的優(yōu)選的吸收性泡沫也必須具有充分的柔韌性以經(jīng)得起在包含這些泡沫材料的吸收性制品的制備、處理、包裝、運(yùn)送和貯存期間所遭受的壓縮或變形力。例如，一次性的尿布通常是以一種折疊狀態(tài)包裝和銷售的，其中尿布芯在縱向和橫向方向都是折疊的、一次性的尿布通常也是以折疊的尿布的堆捆形式銷售的，其堆捆又由外包層包容和壓縮包裝。因此，在處理和銷售期間在這里的泡沫吸收體可能經(jīng)受的壓縮和變形力甚至可能會(huì)比在使用中施加于泡沫材料的力更大。
假定對(duì)在這里的吸收性泡沫的處理性質(zhì)是必須經(jīng)受得住的，本發(fā)明的優(yōu)選的吸收性泡沫材料將具有柔韌性特征，這可以參照它們經(jīng)受彎曲而又不遭受對(duì)其結(jié)構(gòu)完整性的顯著損害的能力來定量分析。在下文的“測(cè)試方法”部分描述了通過確定一個(gè)給定的特定尺寸的泡沫樣品是否可以以一個(gè)特定的速率繞一個(gè)圓柱形的心軸彎曲以及彎曲多少次而不折斷，來確定在這里的吸收性泡沫的柔韌性的方法。本發(fā)明的優(yōu)選的泡沫具有足夠的柔韌性，以致于在其作為體液的吸收體的使用點(diǎn)，在37℃溫度下浸透了體液的泡沫材料，可以經(jīng)受這種彎曲測(cè)試而不會(huì)折斷(即，呈現(xiàn)至少一個(gè)操作過程的一個(gè)彎曲數(shù)值)。更好地，當(dāng)經(jīng)受這樣一個(gè)測(cè)試過程時(shí)，優(yōu)選的泡沫可以彎曲至少2次，甚至更好地至少5次而不會(huì)折斷。
C)優(yōu)選的或附加的機(jī)械特性除了其抗壓縮彎曲性和柔韌性特征，本發(fā)明的優(yōu)選泡沫吸收體也將具有幾個(gè)另外類型的機(jī)械特性。這些優(yōu)選的機(jī)械特性包括期望的壓縮彎曲的恢復(fù)性能(即，彈性)、泡沫完整性、及對(duì)觸覺的柔軟性。這些每一個(gè)優(yōu)選的機(jī)械特性將在下面更為詳細(xì)地描述1)壓縮彎曲的恢復(fù)性能壓縮彎曲的恢復(fù)性能涉及一塊泡沫材料在制造、貯存和使用中所遭受的力作用下發(fā)生變形或壓縮之后，它回復(fù)到其原始尺寸的趨勢(shì)或傾向。為了本發(fā)明的目的，在這里的優(yōu)選的泡沫吸收體的壓縮彎曲的恢復(fù)性能應(yīng)當(dāng)基于其適當(dāng)?shù)氖褂命c(diǎn)的密度所確定，并且通常在這種情況下，該泡沫將包含吸收的體液。因此，壓縮彎曲的恢復(fù)性能可以對(duì)干燥狀態(tài)的泡沫或?qū)噶撕铣傻哪虻呐菽M(jìn)行測(cè)量而獲得。
在下文的“測(cè)試方法”部分中陳述了一種用于確定壓縮彎曲恢復(fù)性能的合適的方法。這樣一種方法一般包括壓縮和釋放一個(gè)干燥狀態(tài)的或者一個(gè)已經(jīng)浸透了合成的尿至其自由吸收容量的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的泡沫樣品。樣品在被壓縮50%狀態(tài)下保持一個(gè)設(shè)定的時(shí)間間隔然后釋放。樣品在壓縮力釋放之后的一分鐘的恢復(fù)其厚度的程度被記錄作為樣品的壓縮彎曲恢復(fù)傾向的質(zhì)量。
本發(fā)明的優(yōu)選的吸收泡沫將一般地呈現(xiàn)這樣的壓縮彎曲恢復(fù)性能在干燥狀態(tài)下在一分鐘后至少恢復(fù)到其原始厚度的85%和/或在濕狀態(tài)下在一分鐘后至少恢復(fù)到其原始厚度的75%。更好地，這些優(yōu)選的泡沫材料將具有一個(gè)至少90%的干燥狀態(tài)和/或80%的濕狀態(tài)的壓縮彎曲恢復(fù)性能。
2)泡沫完整性和柔軟性雖然對(duì)可操作的或有用的吸收結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)不是絕對(duì)地必需，本發(fā)明的高內(nèi)相泡沫吸收體將最好具有另外的機(jī)械特性在使用中的結(jié)構(gòu)完整性和對(duì)觸覺的柔軟性(不刺激皮膚)。例如，用作嬰兒尿布的吸收性制品中使用的泡沫材料將經(jīng)常經(jīng)受由穿著者走、跑、爬或跳時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)的和靜態(tài)的力。這些力不僅會(huì)趨向于壓縮泡沫吸收體和擠出吸收的體液，而且這些力還會(huì)趨向于扯開或撕裂泡沫結(jié)構(gòu)或換句話說使泡沫結(jié)構(gòu)成為碎片。顯然，以這樣一種方式使用泡沫結(jié)構(gòu)，即使其具有充分的結(jié)構(gòu)完整性以將在使用中泡沫的撕裂或破碎的發(fā)生率減至最小，將是泡沫結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。
如在下文更完整地描述的，本發(fā)明的泡沫件也可以以泡沫材料表面緊密貼近或甚至與穿著者的皮膚實(shí)際接觸的形狀用于吸收性制品中。因此，在這里的泡沫吸收體的表面是可以接受地柔軟和接觸不刺激將是非常理想的。
Ⅲ)流體處理和吸收特征具有如上述的適當(dāng)?shù)木酆辖M分、結(jié)構(gòu)特征和機(jī)械特點(diǎn)的吸收泡沫，將一般地呈現(xiàn)特別理想的和有用的體液處理和吸收特征。這些體液處理和吸收特征又是在這里的優(yōu)選的泡沫材料的特性，這些特性使這些泡沫特別適用于設(shè)計(jì)用于吸收和保持含水的體液的吸收性制品中的吸收性結(jié)構(gòu)。
與適當(dāng)?shù)奈招耘菽膶?shí)現(xiàn)最相關(guān)的體液處理和吸收特征是，A)(尤其是在壓力作用下的)泡沫的平衡吸收容量，B)體液經(jīng)過泡沫結(jié)構(gòu)的垂直芯吸速率;C)在特定的參考芯吸高度處的泡沫的吸收容量，D)吸收性泡沫結(jié)構(gòu)從可能與其相接觸的競(jìng)爭(zhēng)(competing)吸收性結(jié)構(gòu)中泄出(分配)流體的能力。下面將更為詳細(xì)地描述這些每一個(gè)特征A)吸收容量和在壓力作用下的吸收容量吸收容量是一個(gè)給定的泡沫樣品在其每單元質(zhì)量的固體材料中吸收進(jìn)其多孔狀的結(jié)構(gòu)中的測(cè)試體液(合成的尿)的總的數(shù)量。在壓力作用下的吸收容量是指當(dāng)泡沫樣品經(jīng)受壓縮力時(shí)在無封閉壓力情況下(自由容量)泡沫將保留在其多孔狀的結(jié)構(gòu)內(nèi)的流體的數(shù)量。這些吸收容量的測(cè)量在這里的目的是用于平衡的計(jì)算，即，在泡沫樣品已經(jīng)允許吸收和/或保持全部的流體之后，形成一個(gè)完全被測(cè)試液體浸透的泡沫樣品需要持續(xù)多長(zhǎng)的時(shí)間間隔。特別有用于吸收性制品(例如尿布)中的吸收體的泡沫材料將超過一個(gè)最小的自由吸收容量以及也將超過一個(gè)最小的在壓力作用下的吸收容量。
使用在下文的“測(cè)試方法”部分中更為詳細(xì)地描述的方法，通過一個(gè)重量分析技術(shù)可以確定任何給定的泡沫樣品的自由吸收容量和在壓力作用下的吸收容量。在這樣一個(gè)技術(shù)中，將一個(gè)特定的已知尺寸和重量的泡沫樣品放在一個(gè)測(cè)度體液(合成的尿)盤上，然后吸收測(cè)試體液至平衡狀態(tài)。將浸透的樣品與體液分離開后，計(jì)算每克重量的泡沫所保持的體液的數(shù)量，即，測(cè)量獲得的自由容量。然后，將浸透的泡沫樣品以逐步的方式經(jīng)受以幾個(gè)增量遞增的壓縮壓力的作用，使被擠壓的體液在每一步被排放出去。測(cè)量重量地確定在每一次壓力負(fù)荷上升大約1.0磅/吋2(6.9千帕斯卡)時(shí)保留在樣品中的流體的數(shù)量。
為了特別有用于吸收尿的吸收制品中，本發(fā)明的泡沫吸收體應(yīng)當(dāng)具有至少每克重量的干燥泡沫材料所吸收大約12毫升并且最好至少大約20毫升的合成尿的平衡自由容量。此外，在37℃溫度時(shí)在一個(gè)0.74磅/吋2(5.1千帕斯卡)的封閉壓力持續(xù)15分鐘作用下，這些泡沫材料的容量應(yīng)當(dāng)是這些泡沫的平衡自由容量的至少在約5%，更好地是至少大約20%。
B)垂直芯吸性能還有另一個(gè)在這里有用的吸收泡沫的流體處理特性涉及穿過其泡沫結(jié)構(gòu)快速地轉(zhuǎn)移或“芯吸”可接受數(shù)量的體液的能力。垂直芯吸，即，在與重力相反的方向的流體芯吸，是一個(gè)對(duì)于此處的吸收性泡沫材料特別期望的性能屬性。這是因?yàn)檫@些材料經(jīng)常要以這樣一種方式用于吸收性制品中，即，要被吸收的流體必須從在制品的吸收性芯內(nèi)的一個(gè)相對(duì)低的位置在制品內(nèi)移動(dòng)到一個(gè)相對(duì)高的位置。
垂直芯吸性能涉及將液體移動(dòng)穿過泡沫并將液體保持在泡沫結(jié)構(gòu)內(nèi)的毛細(xì)抽吸驅(qū)動(dòng)力的大小。于是，涉及垂直芯吸傾向的泡沫表征參數(shù)提供了一個(gè)指示將用作吸收性制品中的吸收性結(jié)構(gòu)的在這里的優(yōu)選泡沫的良好程度。對(duì)于本發(fā)明的泡沫吸收體，可以參照一個(gè)垂直芯吸速率測(cè)試和一個(gè)垂直芯吸容量測(cè)試來定量分析流體芯吸傾向。
1)垂直芯吸速率當(dāng)測(cè)試是在37℃溫度下進(jìn)行時(shí)，垂直芯吸速率測(cè)試是測(cè)量一個(gè)彩色的測(cè)試液體(例如，合成的尿)從一個(gè)容器經(jīng)過一個(gè)給定尺寸的泡沫測(cè)試帶條芯吸至5厘米的垂直距離時(shí)所花的時(shí)間。這樣一個(gè)垂直芯吸速率測(cè)試在下文的測(cè)試方法部分更為詳細(xì)地進(jìn)行了描述。為了特別有用于吸收尿的吸收性制品，本發(fā)明的泡沫吸收體當(dāng)芯吸合成尿(65±5達(dá)因/厘米)時(shí)最好具有一個(gè)5厘米不超過大約30分鐘的垂直芯吸速率。更好地，本發(fā)明的優(yōu)選泡沫吸收體當(dāng)芯吸合成的尿時(shí)將具有一個(gè)5厘米不超過大約5分鐘的垂直芯吸速率。
2)垂直芯吸吸收容量垂直芯吸吸收容量是與垂直芯吸速率測(cè)試相結(jié)合進(jìn)行的。垂直芯吸吸收容量是測(cè)量用于垂直芯吸速率中的相同的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的泡沫樣品的每一個(gè)一吋(2.54厘米)垂直部分的每克重量的吸收性泡沫所芯吸的測(cè)試流體的數(shù)量。通常是在樣品已經(jīng)達(dá)到垂直芯吸液體測(cè)試平衡之后(即，在大約18小時(shí)之后)進(jìn)行這樣一種確定的。象垂直芯吸速率測(cè)試那樣，垂直芯吸吸收容量測(cè)試在下文的“測(cè)試方法”部分進(jìn)行更為詳細(xì)的描述。
為了特別有用于吸收尿的吸收性制品中，本發(fā)明的優(yōu)選的泡沫吸收體將一般地具有這樣一個(gè)垂直芯吸吸收容量，即，在11.4厘米(4.5吋)的垂直芯吸高度，泡沫測(cè)試帶條具有一個(gè)每克重量的吸收性泡沫至少大約10毫升的合成尿(65±5達(dá)因/厘米)吸收容量。更好地，在這里的優(yōu)選的泡沫吸收體將具有一個(gè)在11.4厘米(4.5吋)時(shí)每克重量的泡沫含從大約20至45毫升的合成尿的垂直芯吸吸收容量。
C)分配在這里的吸收性泡沫結(jié)構(gòu)將經(jīng)常與也參與排瀉的體液的吸收、散布和/或貯存的其它類型的吸收性結(jié)構(gòu)一起用于吸收性制品中。出于在這里的泡沫結(jié)構(gòu)主要用作吸收性制品中的一個(gè)流體貯存/再分配構(gòu)件這樣的原因，希望這些泡沫具有將體液從也吸收這些體液的其它吸收結(jié)構(gòu)件中吸出來進(jìn)入該泡沫結(jié)構(gòu)的傾向。這樣一種從其它吸收性制品構(gòu)件中抽取體液的傾向在該領(lǐng)域稱為“分配”。例如，在1986年9月9日頒發(fā)給Weisman/Goldman的美國(guó)4，610，678號(hào)專利中描述了分配的概念和用于確定分配性能的某些方法。當(dāng)用近似于在U.S.4，610，678中公開的那些方法進(jìn)行分配性能測(cè)試時(shí)，本發(fā)明的吸收性泡沫結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)了特別理想的流體分配特征。
Ⅳ)優(yōu)選的高內(nèi)相吸收性泡沫正如在上文所描述的，可以制備具有如上文所述的必需的和優(yōu)選的結(jié)構(gòu)、機(jī)械和流體處理特征的特別優(yōu)選的吸收性泡沫材料，是由聚合某些具有一個(gè)相對(duì)高的水相-油相比率的油包水乳狀液而形成的產(chǎn)品。具有這些相對(duì)高的水-油相比率的這種類型的乳狀液在該領(lǐng)域稱為高內(nèi)相乳狀液(“HIPEs”或“HIPE”乳狀液)。由這些乳狀液聚合形成的優(yōu)選的聚合泡沫材料在這里稱為“高內(nèi)相乳狀液泡沫”。
用于形成聚合泡沫的原始HIPE乳狀液的水相和油相的相對(duì)數(shù)量，在許多其它參數(shù)中，在確定最終獲得的優(yōu)選的聚合泡沫的結(jié)構(gòu)、機(jī)械和性能特性方面是重要的。特別是在形成泡沫的乳狀液中水和油的比例可以影響所形成的泡沫的泡沫密度、孔隙大小、泡沫特定的表面積和形成泡沫的支撐的尺寸。本發(fā)明所使用的制備優(yōu)選的聚合HIPE泡沫材料的乳狀液通常具有的水相和油相比例在約12∶1到100∶1的范圍內(nèi)，優(yōu)選的是約20∶1到70∶1，最優(yōu)先的是約25∶1到50∶1。
在此用來制備優(yōu)選的HIPE泡沫的連續(xù)油相的乳狀液包括用來聚合以形成的固體泡沫結(jié)構(gòu)的單體。這種單體包括主單體組份共聚用單體組份和交聯(lián)劑組份。特定類型和數(shù)量的單官能團(tuán)主單體和共聚用單體，和多官能團(tuán)交聯(lián)劑的選擇對(duì)于實(shí)現(xiàn)提供適合于本發(fā)明使用的這些吸收性HIPE泡沫材料是十分重要的，這些材料具有結(jié)構(gòu)、機(jī)械和液體處理特性的理想組合。
在優(yōu)選的原始泡沫HIPE乳狀液的油相中使用的主要的單官能團(tuán)單體成份包括趨向于把玻璃質(zhì)特性賦予最終獲得的泡沫結(jié)構(gòu)的一種或多種單體。這種單體下面稱之為“玻璃質(zhì)”單體，且對(duì)于本發(fā)明的目的，被定義的單體物質(zhì)，它應(yīng)產(chǎn)生具有玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg(約為40℃)的高分子重量(大于6000)的均聚物。優(yōu)選的單官能團(tuán)玻璃質(zhì)單體類型是苯乙烯基單體，苯乙烯本身就是這類最優(yōu)選的單體。取代的，例如，單取代的，苯乙烯(例如P-甲基苯乙烯)也可以使用。單官能團(tuán)玻璃質(zhì)單體組份一般構(gòu)成按用于形成將被聚合的HIPE乳狀液的油相重量計(jì)的約3%-41%，更優(yōu)先的是約7%到40%。
單官能團(tuán)共聚用單體組份(與玻璃質(zhì)的主單體材料一起存在于油相的HIPE乳狀液中)包括試圖把類似橡膠的特性賦予最終獲得的泡沫結(jié)構(gòu)的一種或多種共聚用單體。這種共聚用單體以后稱之為“橡膠質(zhì)”共聚用單體，為了本發(fā)明的目的，所定義的共聚用單體應(yīng)該產(chǎn)生高分子量(大于10000)的均聚物，該均聚物具有的玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg大約為40℃或更低的。這種類型單官能團(tuán)橡膠質(zhì)共聚用單體包括，例如，丙烯酸烷基脂，甲基丙烯酸烷基脂，丙烯酸烯丙基脂，丁二烯，取代的丁二烯，亞乙烯基鹵化物和這些共聚用單體和單體類型的組合物。優(yōu)選的橡膠質(zhì)共單體包括丙烯酸丁脂，丙烯酸2-乙基己脂，丁二烯、異戊二烯和這些共聚用單體的組合物。在所有的這些當(dāng)中，最優(yōu)選的是丙烯酸丁脂，丙烯酸2-乙脂。單官能團(tuán)橡膠質(zhì)共聚用單體組份通常占油相重量的約27%到73%，優(yōu)選約27%到66%。
在用來形成優(yōu)選的吸收泡沫的HIPE乳狀液中，單官能團(tuán)玻璃質(zhì)主單體和單官能團(tuán)的橡膠質(zhì)共聚用單體兩者必須按前述限制的濃度范圍存在于油相中。此外，單官能團(tuán)玻璃質(zhì)單體組份對(duì)單官能團(tuán)橡膠質(zhì)組份克分子比通常在約1∶25到1.5∶1的范圍內(nèi)，優(yōu)選的為約1∶9到1.5∶1。
由于由玻璃質(zhì)單體和橡膠質(zhì)共聚用單體形成的聚合鏈?zhǔn)墙宦?lián)的，在此用以形成優(yōu)選的HIPE泡沫的乳狀液的油相必須需也含多官能團(tuán)的交聯(lián)劑。至于單官能團(tuán)單體和共聚用單體，選擇交聯(lián)劑的類型和數(shù)量對(duì)最終實(shí)現(xiàn)具有欲要求的結(jié)構(gòu)、機(jī)械和流體吸收性能的組合的優(yōu)選聚合泡沫是十分重要的。
根據(jù)所使用的單官能團(tuán)單體的類型和數(shù)量以及最終獲得的優(yōu)選的聚合泡沫的所需特性的不同，用于優(yōu)選的HIPE乳狀液泡沫先質(zhì)的多官能團(tuán)交聯(lián)劑組份可以從廣泛的多種多樣的多官能團(tuán)的(優(yōu)選雙官能團(tuán))單體中選擇。由此，交聯(lián)劑可以是雙乙烯芳族材料，例如，二乙烯基苯、二乙烯基甲苯，或者鄰二苯甲酸烯丙酯。另一方面，雙乙烯脂族交聯(lián)劑，如任何多羥基化合物的二丙烯酸酯都可以使用，業(yè)已發(fā)現(xiàn)的適合于由優(yōu)選的HIPE乳狀液制備最可接受的泡沫的交聯(lián)劑是二乙烯苯。
無論什么類型的交聯(lián)劑，通常要用在優(yōu)選的形成泡沫的乳狀液的油相中，其用量按重量計(jì)為約8%到40%，優(yōu)選的是約10%到25%。在該范圍內(nèi)的交聯(lián)劑的數(shù)量通常提供了以油相中所含的總的單體計(jì)約5摩爾%到60摩爾%交聯(lián)劑摩爾濃度。
這里優(yōu)選的HIPE乳狀液的油相的主要部份將包括如前所述的單體，共聚用單體和交聯(lián)劑，它們最終形成優(yōu)選的聚合泡沫吸收體。因此，這些單體、共聚用單體和交聯(lián)劑實(shí)際上要不溶于水，因此，它們主要在油相中可溶解，而不是在水相中溶解。使用這些實(shí)際上不溶于水的單體材料保證具有合適特征及穩(wěn)定性的優(yōu)選的HIPE乳狀液得以實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)然，這里用于形成優(yōu)選的聚合泡沫材料的單體、共聚用單體、和交聯(lián)劑最好是這樣的類型使得最后形成的泡沫聚合物具有合適的無毒性和化學(xué)穩(wěn)定性。因此，這些單體、共聚用單體和交聯(lián)劑應(yīng)該最好在很低的殘余濃度中毒性很低或沒有毒，這種濃度在后聚合泡沫處理和/或使用過程中可能會(huì)遇到。
另一個(gè)用于形成本發(fā)明優(yōu)選的聚合泡沫的HIPE乳狀液的油相的主要組份包括乳化劑，該乳化劑允許形成穩(wěn)定的HIPE乳狀液。這種乳化劑是可以溶于用來形成乳狀液的油相中。如果乳化劑或乳化劑的組合物能形成穩(wěn)定的乳狀液，則所使用的乳化劑可以是非離子的、陽離子的、陰離子的或兩性的?？梢杂糜谔峁┚哂蟹€(wěn)定特性的乳化劑成份的優(yōu)選的乳化劑類型包括脫水山梨醇脂肪酸酯，聚甘油脂肪酸酯，聚氧乙烯(POE)脂肪酸和酯。特別優(yōu)選的是脫水山梨醇脂肪酸酯，如脫水山梨醇單月桂酸酯(SPAN
20)，脫水山梨醇單油酸鹽(SPAN
80)和脫水山梨醇三油酸鹽(SPAN
85)和脫水山梨醇單油酸鹽(SPAN
80)的組合物。一種這類特別優(yōu)選的乳化劑組合物包括脫水山梨醇單油酸酯和脫水山梨醇三油酸酯按重量比為大于或等于3∶1的組合物，更優(yōu)選的是4∶1。其它可使用的乳化劑包括TRIODAN
20，它是由Grindsted銷售的聚甘油脂，和EMSORB2502，這是由Henkel銷售的脫水山梨醇倍半油酸酯。
乳化劑組份通常占用于形成HIPE乳狀液的油相重量的約2%到33%。之后，HIPE乳狀液用于制備優(yōu)選的聚合泡沫材料。更優(yōu)選地，乳化劑組份占按油相重量計(jì)的4%到25%。
此外除了如前已述的單體和乳化劑組份，用于形成可聚合的HIPE乳狀液的油相也含附加的任選成份。一種這類任選的油相組份可以是以后再說明的通用型油溶的聚合引發(fā)劑。另一種可能的任選的油相組份實(shí)質(zhì)上是用于油相單體和乳化劑組份的不溶于水的溶劑。當(dāng)然，這種類型的溶劑必須是不能溶解最終的聚合的單體。使用這類溶劑不是優(yōu)選的，但是，如果這類溶劑被應(yīng)用，它通常低于按油相重量計(jì)的10%。
如已指出的，如前所述的HIPE油相為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明優(yōu)選的泡沫材料在被聚合的乳狀液中是連續(xù)相的?？删酆系腍IPE乳狀液的不連續(xù)的內(nèi)相是水相，它通常是含一個(gè)或多個(gè)溶解的組份的水溶液。水相的一個(gè)基本溶解的組份是溶于水的電解質(zhì)。在HIPE乳狀液的水相中的可溶的電解質(zhì)起著最大限度地減少主要是油溶的單體和交聯(lián)體在水相中也溶解的趨向。這進(jìn)而可以減少在乳液聚合時(shí)聚合材料填充由水相氣泡在油/水交界面上形成的孔隙窗狀開口的程度。由此，電解質(zhì)的存在和水相最終的離子強(qiáng)度可以確定最終的優(yōu)選的聚合泡沫材料是否開孔和開孔程度。
任何一種能提供給水相離子強(qiáng)度的離子形式的電解質(zhì)都是可用的。優(yōu)選的電介質(zhì)是單價(jià)、二價(jià)或三價(jià)的無機(jī)鹽，如可溶于水的鹵化物，如堿金屬和堿土金屬的氯化物、硝酸鹽和硫酸鹽，例子有氯化鈉，氯化鈣、硫酸鈉和硫酸鎂。氯化鈣是在本發(fā)明這些優(yōu)選實(shí)施例中最優(yōu)選的。
通常電解質(zhì)被用于HIPE乳狀液的水相，HIPE乳狀液是優(yōu)選的聚合泡沫材料的先質(zhì)，在濃度上電解質(zhì)占水相重量在約0.2%到40%的范圍內(nèi)，最優(yōu)選的是約0.5%到20%。
用于制備優(yōu)選的聚合泡沫材料的HIPE乳狀液典型地含聚合引發(fā)劑。這種引發(fā)劑組份通常加到HIPE乳狀液的水相中，且可是任何傳統(tǒng)的溶于水的自由基引發(fā)劑。這種類型的材料包括過氧化物，如鈉、鉀和銨的過硫酸鹽、過氧化辛酰、過氧化苯甲酰、過氧化氫、過氧化氫枯烯、過二鄰苯二甲酸叔丁基脂、過苯甲酰叔丁基酯、過乙酸鈉、過碳酸鈉和類似物。傳統(tǒng)的氫化還原引發(fā)劑也可以使用。這種系統(tǒng)是由前述的過氧化合物與還原劑，如亞硫酸氫鈉，L-抗壞血酸或亞鐵鹽，結(jié)合形成的。
引發(fā)劑材料可以含高達(dá)基于存在于油相的可聚合的單體摩爾總數(shù)的約5%。更優(yōu)選地，引發(fā)劑占基于在油相內(nèi)的可聚合單體總摩爾數(shù)的約0.001-0.5%。當(dāng)用在水相時(shí)，這種引發(fā)劑的濃度由把引發(fā)劑加入到水相實(shí)現(xiàn)，其量達(dá)到水相重量的約0.02%到0.4%，更優(yōu)選的從約0.1%到0.2%。
通過在以后更詳細(xì)描述的方法，如前所述的油相和水相是在攪動(dòng)下結(jié)合，以便形成呈穩(wěn)定泡沫材料形式的乳狀液。然后，使這種HIPE泡沫材料進(jìn)行聚合，所說的聚合條件充分并適合于促使單體在油相中聚合，由此，獲得固體的多孔泡沫結(jié)構(gòu)。
在這里形成泡沫結(jié)構(gòu)的聚合材料的化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和形態(tài)決定于在HIPE中使用的單體，共聚用單體和交聯(lián)劑的類型和濃度，還決定于所使用的乳狀液聚合條件。這類聚合材料在含水液體中通常是不可膨脹的，因?yàn)椴牧媳旧聿]有明顯的增塑性或者不能吸入它所接觸的含水液體。然而，不管聚合材料的特殊的單體結(jié)構(gòu)、分子量或形態(tài)最終獲得的
優(yōu)選的聚合材料在特征上都是粘彈性的。因此，這里優(yōu)選的泡沫結(jié)構(gòu)的聚合物將具有粘性(類似于液體的性能)和彈性(類似于彈簧的性能)。形成多孔泡沫結(jié)構(gòu)的聚合材料具有如下物理學(xué)上的、流變學(xué)的和形態(tài)學(xué)上的特性是十分重要的，即在使用條件下將把適當(dāng)?shù)娜嵝?，抗壓縮變形和尺寸的穩(wěn)定性賦予吸收泡沫材料。
形成優(yōu)選的吸收泡沫結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚合材料優(yōu)選在其聚合結(jié)構(gòu)上基本上無極性功能基團(tuán)。因此，直接在聚合步驟之后，形成這種優(yōu)選的吸收泡沫的泡沫結(jié)構(gòu)表面的聚合材料通常在特征上是疏水的。因此，優(yōu)選的剛經(jīng)聚合的泡沫必須再進(jìn)一步處理，以便對(duì)泡沫結(jié)構(gòu)表面提供相對(duì)更大的親水性，使得這種泡沫可以用于吸收含水的體液。泡沫表面的親水化(如果需要的話)通?？梢园丛诤竺鎸⒃敿?xì)說明的方法用親水劑聚合來處理HIPE泡沫材料實(shí)現(xiàn)。
親水劑是一種材料，它可以靠與聚合物表面接觸或者沉積在聚合物上來提高聚合物表面水的可濕性。親水劑在本專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是公知的。這些已知的材料包括陰離子型，陽離子型或非離子型的表面活化劑材料。親水劑通常以液體形式使用，典型的是溶于水中，以形成施加到HIPE泡沫表面的含水親水溶液。按照這種方式，親水劑可以以適當(dāng)?shù)牧勘晃盏絻?yōu)選的HIPE泡沫結(jié)構(gòu)表面，為這些表面提供很大的親水性，但是并不改變欲要求的泡沫的彈性和壓縮變形特性。在優(yōu)選的已經(jīng)用親水劑處理的泡沫中，親水劑被引入泡沫結(jié)構(gòu)中，使得保持在泡沫結(jié)構(gòu)中殘余親水劑數(shù)量約占泡沫重量的0.1%到10%。
一種適合的親水劑包括施加到泡沫結(jié)構(gòu)中的中性的、無刺激的表面活化劑，它的數(shù)量足夠在泡沫內(nèi)的提供足夠的殘余表面活化劑，數(shù)量占泡沫重量的0.5%到5%，更優(yōu)選的是1%到3%。這種表面活化劑可以包括，例如，在市場(chǎng)上可供的，如JOY LIQUID DETERGENT的洗碟劑類型的硫酸烷基酯和硫酸乙氧化烷基酯。這種表面活化劑的含水溶液典型地是用于洗滌HIPE泡沫結(jié)構(gòu)，或者是在去掉殘余的水相材料之后，在泡沫聚合操作時(shí)，或者，更優(yōu)選地，作為用于去掉這種殘余水相材料的清洗處理的一部份。
另一種優(yōu)選的親水劑包括能水合的，并優(yōu)選吸水或者易潮解的溶于水的無機(jī)鹽。這種材料包括，例如，毒物學(xué)上可接受的堿土金屬鹽。這種類型的材料和它們與不溶于水的表面活化劑結(jié)合使用作為泡沫親水化劑，在Thomas A.Des Marais已經(jīng)申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)，流水號(hào)為_(P&G Case No.4454)中已經(jīng)作了詳細(xì)的說明，在此作為參考文獻(xiàn)引入。優(yōu)選的這種類型的鹽包括鈣和鎂的鹵化物，例如，氯化鈣，以后將會(huì)注意到，也可以用來作為制備優(yōu)選的吸收泡沫的HIPE乳狀液的水相中的電介質(zhì)。
以水合的無機(jī)鹽形式的親水劑，靠用這些鹽的含水溶液處理泡沫可以很容易地引入吸收泡沫中。如同用表面活化親水劑，水合的無機(jī)鹽溶解通常可以用于處理和使疏水泡沫親水，這是在整個(gè)地或部份地從剛聚合的泡沫中除去殘余的水相過程之后進(jìn)行。泡沫與這種液體的接觸優(yōu)選的是為了沉積水合的無機(jī)鹽，如氯化鈣，它的殘余量占泡沫重量的約0.1%到7%。
這些優(yōu)選的由于聚合而相對(duì)疏水的泡沫的親水化處理典型地將進(jìn)行到達(dá)到必須且足夠的將適當(dāng)?shù)挠H水性賦予本發(fā)明的優(yōu)選的HIPE泡沫的程度。然而，某些優(yōu)選的HIPE乳狀液類型的泡沫，當(dāng)制備時(shí)，它們可以是適當(dāng)?shù)赜H水的，因而不需要附加用親水劑處理。尤其，這些優(yōu)選的HIPE泡沫可以是這樣的泡沫其中山梨酸醇脂肪酸酯作為乳化劑加入油相中使用，和氯化鈣在水相的HIPE乳劑泡沫前體中作為電介質(zhì)使用。在那種情況下，聚合后留在泡沫上的殘余水相液體可以含或沉積有足夠量的氯化鈣，以便提供適當(dāng)親水性給含殘余乳化劑的內(nèi)泡沫表面(甚至在聚合的乳狀液泡沫已經(jīng)脫水之后)。
Ⅴ)吸收泡沫的制備方法本發(fā)明的吸收泡沫材料可以用任何合適的聚合和后聚合方法步驟和使用任何合適的單體材料的組合物制備，只要具有基本上如前所述的和如欲要求的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)和機(jī)械特性的親水性泡沫。應(yīng)當(dāng)注意，實(shí)現(xiàn)具有所要求的結(jié)構(gòu)和機(jī)械特性和具有欲要求的液體處理特性的聚合泡沫的優(yōu)選方法包括高內(nèi)相乳狀液(HIPEs)的聚合。使用這種優(yōu)選方法制備的吸收泡沫在這里將被說明，以便解釋怎樣制造這種類型的泡沫。
這種優(yōu)選的泡沫制備方法包括如下步驟A)形成一種穩(wěn)定的高內(nèi)相乳劑(HIPE)，B)其后，在適合于形成固體聚合泡沫結(jié)構(gòu)的條件下聚合這種穩(wěn)定的乳狀液，C)洗滌，并且如果需要，用水和/或液態(tài)的親水劑處理結(jié)構(gòu)，使固體聚合泡沫結(jié)構(gòu)親水，從聚合泡沫結(jié)構(gòu)中去掉原來殘余的水相，并沉積必需的親水劑，D)之后，去掉聚合泡沫結(jié)構(gòu)的水，使之達(dá)到所要求的程度，以提供用作含水體液吸收物的泡沫材料。這些基本的方法步驟中的每一個(gè)將在下面詳細(xì)說明A)HIPE乳狀液的形成優(yōu)選的泡沫吸收材料的HIPE乳狀液前體可以由如前所述的油相和先前所述的水相結(jié)合而成。水相與油相的重量比及這種結(jié)合通常在約12∶1到100∶1的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的是約20∶1到70∶1。
用于形成HIPE乳狀液的油相包含如前所述的組份，如必不可少的單體、共聚用單體、交聯(lián)劑和乳化劑。油相也可以包含任選組份，如溶劑和聚合引發(fā)劑。用于形成HIPE乳狀液的水相包含如前所述的作為主要組份的電解質(zhì)，也可以包含任選成份，如水溶乳化劑，和/或聚合引發(fā)劑。
HIPE乳狀液可以靠把油相和水相的混合物切向攪拌而形成。。切向攪拌通常被施加到一定的程度和所需的時(shí)間，以使從混合的油相和水相形成穩(wěn)定的乳狀液。這一過程可以或者是間斷的或者是連續(xù)的方式實(shí)施，且通常是在適合于形成乳狀液的條件下實(shí)施，其中，油相的油滴被擴(kuò)散到這樣一種程度，即最終從乳狀液所形成的聚合泡沫具有必要的孔隙容積和其它結(jié)構(gòu)特征。油相和水相混合物的乳化通常涉及使用混合或攪拌裝置，如T型攪拌器。
在此可使用的一個(gè)形成HIPE乳狀液的方法涉及一個(gè)用于混合和乳化必不可少的油相和水相的連續(xù)方法。在該方法中，形成含如前所述的油相的液體流，以流速為0.08-1.5毫升/秒供給。同時(shí)，形成含如前所述的水相的液體流，以流速為4-50毫升/秒供給。在上述范圍內(nèi)的流速下，然后這兩種流按一種方式在適當(dāng)?shù)幕旌鲜一騾^(qū)域內(nèi)結(jié)合，使得接近，達(dá)到和保持如前提出的必需的水相與油相的重量比。
在混合室或區(qū)域內(nèi)，混合液流通常經(jīng)過剪切攪拌，例如，用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)和尺寸T型攪拌器。典型的所施加的剪切達(dá)到1000到4000秒-1。在混合室內(nèi)停留的時(shí)間通常在5到30秒的范圍內(nèi)。一旦形成后，液態(tài)的穩(wěn)定的HIPE乳狀液以4-52毫升/秒的流率從混合室或區(qū)域取出。
這種通過連續(xù)加工形成有用的HIPE乳狀液的優(yōu)選方法在Thomas A.DesMarais，Stephen T.Dick和Thomas M.Shiveley的美國(guó)專利申請(qǐng)，流水號(hào)為_(P&G Case No.4453)中已作了詳盡說明，該申請(qǐng)?jiān)诖俗鳛閰⒖嘉墨I(xiàn)引入。
B)HIPE乳狀液的聚合如前所述而形成的HIPE乳狀液通常放入適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)罐、容器或地區(qū)地區(qū)內(nèi)聚合。在一個(gè)實(shí)施例中，反應(yīng)罐包括一個(gè)由聚乙烯制成的管，在聚合已經(jīng)實(shí)現(xiàn)所要求的程度之后，為了進(jìn)一步處理，最終的聚合的固體泡沫材料很容易從所說的管中取出。
HIPE乳狀液的聚合條件取決于乳狀液的水相和油相中單體和其它構(gòu)成以及聚合引發(fā)劑的類型和數(shù)量而變化。然而，通常聚合條件是在從55℃到90℃的升高的溫度下保持HIPE乳狀液，優(yōu)選的是60℃到66℃，保溫時(shí)間周期在4-24小時(shí)之內(nèi)，優(yōu)選的是4到12小時(shí)。
C)HIPE泡沫的洗滌和親水化完成如前所述的聚合步驟形成的固體HIPE泡沫通常是柔軟的開孔的多孔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有由聚合之前用于制備HIPE乳狀液的殘余的水相材料充填它的孔。這種殘余的水相材料通常包含電解質(zhì)的含水溶液，殘余的乳化劑和聚合引發(fā)劑，它們應(yīng)該在進(jìn)一步處理之前從泡沫結(jié)構(gòu)中去掉。去掉原始的水相材料通常由壓縮泡沫結(jié)構(gòu)以擠出剩余的液體和用水或其它含水洗滌溶液洗滌泡沫結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。通常采用若干次壓縮和洗滌步驟，例如2個(gè)循環(huán)。
在從泡沫結(jié)構(gòu)中去除原始的水相材料達(dá)到要求的程度之后，需要對(duì)HIPE泡沫進(jìn)行處理，亦即，用適當(dāng)?shù)挠H水劑的含水溶液連續(xù)的清洗?？梢允褂玫挠H水劑如前所述。應(yīng)當(dāng)注意，如果需要的話應(yīng)當(dāng)繼續(xù)用親水劑溶液處理HIPE泡沫材料，直到所要求量的親水劑都已被引入，并且泡沫對(duì)任何選擇的試驗(yàn)液體都達(dá)到要求的粘性張力值。
D)泡沫脫水HIPE泡沫經(jīng)處理達(dá)到所需程度以提供最終適當(dāng)親水的干燥的泡沫之后，泡沫在切割前，或者，在做成準(zhǔn)備用于吸收制品中的吸收結(jié)構(gòu)之前，一般都要進(jìn)行脫水。脫水可以通過壓縮泡沫以壓擠出殘余的水，或者使泡沫(或者說泡沫中的水)經(jīng)受高溫，例如溫度從60℃到2000℃，或者用微波處理，或者同時(shí)用壓縮和水加熱技術(shù)來實(shí)現(xiàn)脫水。處理HIPE泡沫的脫水步驟一般將進(jìn)行到使準(zhǔn)備使用的HIPE泡沫實(shí)際上已經(jīng)干燥為止。通常這種壓縮脫水的泡沫具有占干燥重量為基礎(chǔ)的50%到500%，優(yōu)選的為50%到200%的水(水份)含量。最后，加熱的泡沫可以干燥到占干燥重量基礎(chǔ)的5%到40%，更優(yōu)選的5%到15%的水份含量。
Ⅵ)吸收制品本發(fā)明也涉及體液吸收制品，它利用泡沫吸收結(jié)構(gòu)至少作為液體吸收體“芯”件的一部份。在此使用術(shù)語“吸收制品”意指能夠吸收足夠量的由制品的不能自持的穿戴者或使用者排出的尿和其它體液(例如，液體)類似于含水的血經(jīng)(流粘液狀的大便)的消費(fèi)制品。這種吸收制品的例子包括一次性尿布，不能自持者褲衩、一次性訓(xùn)練褲，床墊和類似物。其中的吸收泡沫結(jié)構(gòu)是特別適合于用在類似尿布，不能自持者的墊或服裝，穿戴的防護(hù)設(shè)備和類似物。
本發(fā)明所說的吸收制品的最簡(jiǎn)單形式只需要包括一個(gè)相對(duì)的液體不能透過的底片，和一個(gè)或多個(gè)與所說的底片相結(jié)合的泡沫結(jié)構(gòu)。泡沫結(jié)構(gòu)和底片將以這樣的方式相結(jié)合，泡沫吸收結(jié)構(gòu)是位于底片和吸收制品的穿戴者的排出液體區(qū)域之間，液體不可透過的底片可以包括用任何材料，例如，具有1.5密耳(0.038毫米)厚度的聚乙烯或聚丙烯制作，它將用于把液體保持在吸收制品內(nèi)。
更通常地，吸收制品也包括一個(gè)緊貼使用者皮膚的，覆蓋吸收制品一側(cè)的液體可透過的頂片。在這種結(jié)構(gòu)中，制品包括一個(gè)吸收芯，該芯包括一個(gè)或多個(gè)位于底片和頂片之間的本發(fā)明的泡沫吸收結(jié)構(gòu)。液體可透過的頂片可以用任何材料，如聚脂、聚烯烴、尼龍或類似物制成，它們基本上是多孔的，并能使體液很快的通過并進(jìn)入下面的吸收芯。頂片最好對(duì)在頂片和穿戴者皮膚之間接觸區(qū)域的含水體液沒有親和能力。
本發(fā)明的吸收制品實(shí)施例的吸收芯包括單獨(dú)的一個(gè)或多個(gè)泡沫結(jié)構(gòu)。例如，吸收芯可以包括一個(gè)單個(gè)泡沫件，其形狀如所要求的或必需最佳地與使用它的吸收件配合。另外，吸收芯可以包括多個(gè)泡沫件或者物，它們可以粘結(jié)地連接在一起，或者可以簡(jiǎn)單地用包封織物外部包封或者用吸收制品的頂片、底片一起把它們約束在一個(gè)未粘著的組合體內(nèi)。
這里的吸收制品的吸收芯也可以包括其它內(nèi)容，例如，除了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)泡沫吸收結(jié)構(gòu)以外的常規(guī)的元件或者材料。例如，吸收制品可以使用包括一種組合物的吸收芯，例如，這里的泡沫吸收結(jié)構(gòu)和常規(guī)吸收材料的物件或部件的載氣混合物，例如a)木漿或其它纖維素纖維，和/或b)聚合的凝膠劑的顆?；蛘呃w維的載氣混合物。
在一個(gè)含本發(fā)明的泡沫吸收材料和其它吸收材料組合的實(shí)施例中，吸收制品可以使用多層的吸收芯結(jié)構(gòu)，其中，含一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明的泡沫結(jié)構(gòu)的芯層可以與一個(gè)或多個(gè)含常規(guī)吸收結(jié)構(gòu)或材料的附加離散的芯層結(jié)合使用。這種常規(guī)的吸收結(jié)構(gòu)或材料，例如，可以包括木漿或其它纖維素纖維的載氣式載濕網(wǎng)。這種常規(guī)結(jié)構(gòu)也可以包含常規(guī)的，例如，大孔的吸收泡沫或者均勻的海綿。在此使用的帶有泡沫吸收材料的常規(guī)的吸收結(jié)構(gòu)還包含按重量計(jì)80%的通常用于獲得和保持含水體液的吸收制品的聚合凝膠劑顆?；蚶w維。這種類型的聚合凝膠劑和它在吸收制品的應(yīng)用在Brandt、Goldman和Inglin的美國(guó)重新出版的專利US-Re32，649(1988年4月19日再版)中作了詳細(xì)的描述，在此作為參考文獻(xiàn)引入。
本發(fā)明的吸收制品的一個(gè)優(yōu)選型式是一種采用多層吸收芯的吸收制品，所說的吸收芯具有一個(gè)頂部體液獲得/分配層，包括一個(gè)改進(jìn)的纖維素纖維層，亦即，加強(qiáng)的卷曲纖維素纖維，且可選擇地占按聚合凝膠劑的液體獲得/分配層的重量的10%。這種多層吸收芯還包括第二個(gè)，亦即含本發(fā)明的泡沫結(jié)構(gòu)的較低的、液體貯存/再分配層。(為了本發(fā)明的目的，多層吸收芯的“頂”層是相對(duì)地接近穿戴者身體的一層，例如最接近制品頂層的這一層。術(shù)語“低”層相反地意指相對(duì)更遠(yuǎn)離穿戴者身體的多層吸收芯的一層例如最接近制品底層的一層)。用于這種優(yōu)選的吸收制品的液體獲得/分配層的改進(jìn)的纖維素纖維是已經(jīng)經(jīng)過化學(xué)處理和/或熱處理而加強(qiáng)和卷曲的木漿纖維。這類改進(jìn)的纖維素纖維是與用在Lash和Thompson的美國(guó)專利US-4，935，622(
公開日1990年6月12日)所描述的吸收制品類型相同，在此作為對(duì)比文獻(xiàn)引入。在含加強(qiáng)的卷曲纖維素纖維的液體獲得/分配層下面的液體貯存/再分配層中使用本發(fā)明吸收泡沫結(jié)構(gòu)的吸收制品在Gerald A.Yong，Gary D.LaVon和Gregory W.Taylor的美國(guó)專利申請(qǐng)(流水號(hào)為_，P&G.Case No.4452)中已經(jīng)作了詳細(xì)說明，該申請(qǐng)?jiān)诖艘詤⒖嘉墨I(xiàn)引入。
如前所指出的，本發(fā)明的特殊的泡沫吸收結(jié)構(gòu)的液體處理和機(jī)械特性提供了這樣一種特別適用于以一次性尿布形式的吸收制品的結(jié)構(gòu)。含本發(fā)明的泡沫吸收結(jié)構(gòu)的一次性尿布可以用常規(guī)的尿布制造技術(shù)制造，但是用本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)泡沫結(jié)構(gòu)替代或者補(bǔ)充在常規(guī)的尿布中通常使用的木漿纖維織物(“空氣感的”)或者改變了的纖維素芯吸收件。本發(fā)明的泡沫結(jié)構(gòu)因此可以用在單層的尿布，或者，正如前面所注意到的，也可以用于各種不同的多層芯結(jié)構(gòu)上。一次性尿布制品在Duncan和Baker的美國(guó)專利US-Re 26，151(1967.1.31.公開)，Duncan的美國(guó)專利US-3，592，194(1971.7.13公開)，Duncan和Gellert的美國(guó)專利US-3，589，148(1970.1.13.公開)，Buell的美國(guó)專利US-3，860，003(1975.1.14.公開)和Alemany和Berg的美國(guó)專利US-4834735(1989.5.30.公開)中都作了更充分說明，在此作為參考文獻(xiàn)引入。
本發(fā)明的優(yōu)選的一次性尿布的實(shí)施例由附圖2演示。該尿布包括一個(gè)吸收芯50，所說的吸收芯包括一個(gè)頂部的液體獲得層51，和一個(gè)在它下面的液體貯存/分配層52，該層含本發(fā)明的泡沫吸收結(jié)構(gòu)。一個(gè)頂片53裝在芯的一表面上并與它共同延伸，一個(gè)液體不能透過的底片54裝在與頂片覆蓋的表面相對(duì)的芯的表面上并與該表面共同延伸。底片最優(yōu)選具有比芯更寬的寬度，由此提供了在芯之外延伸的底片的側(cè)邊界部份。尿布優(yōu)選地呈漏沙計(jì)時(shí)器的輪廓。
使用本發(fā)明的泡沫吸收結(jié)構(gòu)的另一個(gè)優(yōu)選形式的吸收制品包括一個(gè)擬合形式的制品，如訓(xùn)練褲。這種擬合形式的制品通常包括呈三角褲或短褲的底盤形式的無紡的柔軟的墊托物。按照本發(fā)明的泡沫吸收結(jié)構(gòu)被固定在這種底盤的開叉區(qū)域，以便用作吸收“芯”。這種吸收芯通常是用包封的織物或其它的液體可透過的無紡材料從上面覆蓋。這種芯的覆蓋層作為擬合形式的吸收制品的“頂片”。
形成擬合形式制品底盤的柔軟墊托物可以包括棉布或者紙或者其它類型的無紡墊托物或成形薄膜，且可以是彈性線制成的或者用其它方式可伸長(zhǎng)的。這種訓(xùn)練褲制品的腿帶或腰帶可以用彈性線以常規(guī)方式制成，以改進(jìn)制品的可適性。這種墊托物通常由處理或涂覆它的一個(gè)表面或者用另一種相對(duì)地液體不能透過的墊托物疊到這個(gè)柔軟的墊托物上使該墊托物相對(duì)地不可透過液體或者至少不能很容易透過液體。由此提供了相對(duì)地液體不能透過的總的支架，在這種情況下，底架本身用作擬合形式制品的“底片”。典型的這種類型的訓(xùn)練褲制品在Roberts的美國(guó)專利US-4，619，649(1986.10.28公開)作了詳細(xì)的說明，在此作為參考文獻(xiàn)引入。
一次性的訓(xùn)練褲產(chǎn)品形式的典型擬合形式的制品如圖3所示。這種產(chǎn)品包括一個(gè)外層60，所說的外層60沿其周邊區(qū)域用粘結(jié)劑固定到襯里61上。例如，內(nèi)襯可以沿一條腿帶區(qū)的邊緣62，沿另一條腿帶區(qū)的邊緣63，和沿腰帶區(qū)域的邊緣64固定。固定到制品的開叉區(qū)域的通常是一個(gè)矩形吸收芯65，它包括一個(gè)本發(fā)明的泡沫吸收結(jié)構(gòu)。
測(cè)試方法在說明本發(fā)明時(shí)，提出了許多HIPE泡沫吸收結(jié)構(gòu)的特性。在此要說明的是這些特性可以用下列測(cè)試液和測(cè)試方法確定。
Ⅰ)測(cè)試液和泡沫樣品的制備A)測(cè)試液-合成尿在測(cè)試中所描述的許多測(cè)量都涉及使用測(cè)試液，如人造尿，乙醇或異丙醇。在以后將說明的許多測(cè)試中使用的人造尿是由Jayco Pharmaceuticals(Mechanicsburg，PA，17055)用商業(yè)上可獲得的人造尿制劑制成。這種由制劑制造的Jayco合成尿包括KCl，0.2%;Na2SO4，0.2%;NH4H2PO4，0.085%;(NH4)2HPO4，0.015%;CaCl2＊2H2O，0.025%和MgCl2＊6H2O，0.05%(按重量的%)。合成尿的樣品用蒸餾水按照標(biāo)簽說明制備。為了幫助溶解，Jayco混合物慢慢地加入水中。如果需要，樣品經(jīng)過過濾，以便去掉任何顆粒。未使用的合成尿在一周后應(yīng)倒掉。為了改進(jìn)液體的可見性，可以在每升合成尿溶液中加入5滴藍(lán)色的食物顏料。所使用的Jayco合成尿具有65±5達(dá)因/厘米的張力。
B)泡沫樣品的制備下面許多測(cè)試都包含制備和測(cè)試特定大小的泡沫樣品。如果沒有特別說明，必要尺寸的泡沫樣品應(yīng)該用鋒利的往返刀鋸從大的泡沫塊上切下。使用這種或相同類型的泡沫切割設(shè)備的目的實(shí)際上在于消除樣品邊緣的缺陷，因?yàn)檫吘壍娜毕菘赡軙?huì)對(duì)用后面將描述的方法進(jìn)行的一些測(cè)量帶來不利的影響。
樣品大小的規(guī)格通常也包括對(duì)于樣品厚度的尺寸。當(dāng)泡沫樣品在封閉壓力0.05psi(350Pa)之下，基于本發(fā)明的目的，應(yīng)該進(jìn)行厚度測(cè)量。
Ⅱ)結(jié)構(gòu)特征的確定A)有效的孔隙容積作為確定有效孔隙容積的方法涉及測(cè)量可以引入吸收泡沫樣品結(jié)構(gòu)內(nèi)的異丙醇(閃點(diǎn)為12℃)的量。進(jìn)行這項(xiàng)測(cè)量的設(shè)備和材料是恒溫在22±2℃。測(cè)量也在這個(gè)溫度下進(jìn)行。
干燥的泡沫樣品被切成1吋2(6.5厘米2)×0.3吋(0.8厘米)厚的圓柱體或等同的形狀。這個(gè)圓柱形樣品可以用直徑為1.13吋(2.83厘米)的鋒利的打孔機(jī)在0.3吋(0.8厘米)的泡沫片上切出。對(duì)每一塊干燥的泡沫樣品稱重以取得干燥重量(dw)。對(duì)三個(gè)這樣的樣品稱重，取得平均的干燥重量(DW)。
然后以下列步驟確定這些泡沫的自由容量(MFC)1)泡沫樣品浸泡在結(jié)晶碟中的異丙醇內(nèi)，并使之飽和。此時(shí)，樣品要擠壓幾次，以排出空氣。
2)取出樣品，但沒有把異丙醇從樣品擠出。過多的液體在平的位置上放置30秒使它從樣品中滴出。然后每個(gè)樣品稱在濕的情況下的重量，確定濕重(ww)。
3)重復(fù)1)和2)多次，計(jì)算平均濕重。
測(cè)量的自由容量(MFC，克/克)是每單位干燥泡沫質(zhì)量在飽和狀態(tài)下的異丙醇的重量，再按下式計(jì)算MFC，MFC＝ ([WW(克)-DW(克)])/(DW(克))然后，有效的孔隙容積用含異丙醇的泡沫的MFC除以異丙醇的密度(0.785克/毫升)計(jì)算出。這就求得泡沫的有效孔隙容積(毫升/克)。
B)毛細(xì)抽吸比表面積泡沫吸收體的毛細(xì)抽吸比表積可以從已知的低表面張力的測(cè)試液的平均重量吸收決定。在這種情況下，使用的是純乙醇(閃點(diǎn)10℃)。
為了進(jìn)行測(cè)試，適當(dāng)尺寸的配衡的泡沫樣品條(例為，25厘米(長(zhǎng))×2厘米(寬)×0.8厘米(厚)恒溫在22±2℃下，且是垂直地放入，其一端用實(shí)驗(yàn)室傳動(dòng)裝置浸入乙醇容器中1-2mm，乙醇使吸入乙醇的泡沫條上升到平衡高度，該高度應(yīng)小于樣品的長(zhǎng)度。然后將含乙醇的泡沫條稱重，而泡沫條仍觸及容器，以確定總的乙醇吸收的重量。在進(jìn)行該步驟時(shí)，樣品應(yīng)該被罩住，例如，用封頂?shù)牟ＡA柱體，以防止乙醇揮發(fā)。
泡沫樣品的特定表面積可從下式計(jì)算Sc＝ (MeGLn)/(Mnγe)其中Sc＝毛細(xì)抽吸比表面積(厘米2/克);Me＝EtOH液體吸收質(zhì)量(克);G＝重力加速度常數(shù)(980厘米/秒2);Ln＝樣品的總長(zhǎng)度(厘米);Mn＝干燥樣品的重量(克);γe＝EtOH的表面張力(22.3達(dá)因/厘米)。然后將獲得的值除以10000厘米2/米2，求得毛細(xì)抽吸特定表面積(米2/克)。
C)泡沫密度可以用于確定泡沫密度的一種方法是在ASTM方法No.D3574-86，測(cè)試方法A所描述的，該方法主要用于測(cè)試尿烷泡沫，但它可以用于測(cè)試本發(fā)明優(yōu)選的HIPE型吸收泡沫的密度。尤其，按照ASTM方法進(jìn)行的密度測(cè)量可以在泡沫樣品上進(jìn)行，該樣品如以該試驗(yàn)說明的一定方法已經(jīng)過預(yù)處理。
密度由在22±2℃條件下測(cè)量所得出的泡沫樣品的干質(zhì)量和它的體積確定。大的泡沫樣品體積的確定是從計(jì)算在沒有封閉壓力情況下測(cè)得的樣品尺寸確定;較小的泡沫樣品的尺寸可以用千分表類型的量具在千分表腳上加350Pa(0.05psi)的壓力來測(cè)量。
計(jì)算密度(每單位體積的質(zhì)量)。為了本發(fā)明的目的，密度通常以克/厘米3表示。
Ⅲ)機(jī)械性能的確定A)抗壓縮彎曲基于本發(fā)明的目的，在0.74psi(5.1kPa)封閉壓力施加于樣品后，靠測(cè)量在已具有飽和量合成尿的泡沫樣品中產(chǎn)生的應(yīng)變(厚度減少的%)可以對(duì)抗壓縮彎曲進(jìn)行定量。
作這種測(cè)量的測(cè)試可以在為作如前所述的有效孔隙容積測(cè)量而制備的泡沫樣品圓柱體上進(jìn)行。用作測(cè)量的樣品、合成尿測(cè)試液和設(shè)備都均衡在一個(gè)恒溫室內(nèi)，室內(nèi)溫度99°F(37℃)。測(cè)量也在此室內(nèi)進(jìn)行。
泡沫樣品置在結(jié)晶碟內(nèi)，并用Jayco合成尿飽和到它的自由吸收容量。然后把給定的被測(cè)試的飽和樣品放在在燒杯上的25目的網(wǎng)篩上，把適合于進(jìn)行厚度測(cè)量的千分表型的量規(guī)置在樣品上，任何帶有1吋2(6.5公分2)的測(cè)量腳并能測(cè)量厚度尺寸到0.001吋(0.025毫米)的量規(guī)都可以使用。這種量規(guī)的例子，如Ames型482(Ames co.;Waltham，MA)或者Omo-Sokki型EG-225(Ono-Sokki co，Ltd;日本)。還可以使用的是可以同千分表量規(guī)一起使用的重物，以便在泡沫樣品上產(chǎn)生到1.0psi(6.5kpa)的腳壓力。
在網(wǎng)篩上的飽和泡沫樣品經(jīng)受15分鐘0.74psi(5.1kpa)的封閉壓力。在該時(shí)間結(jié)束時(shí)，用千分表量規(guī)測(cè)量由施加封閉壓力所產(chǎn)生的在樣品厚度上的變化。由初始的和最終的厚度測(cè)量值，可以計(jì)算出樣品的應(yīng)變的百分比。
B)柔軟性泡沫的柔軟性可以參照用于確定多孔有機(jī)聚合泡沫制品柔軟性的ASTM D3574-86，3.3.而改進(jìn)的測(cè)試方法進(jìn)行定量測(cè)試。這種改進(jìn)的測(cè)試使用具有7×0.8×0.8厘米的泡沫樣品，且該樣品在37℃條件下用Jayco合成尿已飽和到它的自由吸收容量。重要的是用于制作這些樣品的切割方法不能在泡沫條上產(chǎn)生邊的缺陷。含飽和的合成尿的泡沫條圍繞0.8厘米直徑的圓柱形芯軸以在5秒內(nèi)重疊1次的均勻速率彎曲，直到帶的兩端相遇。
如果在泡沫試驗(yàn)期間沒有撕裂或者斷裂，就認(rèn)為泡沫是柔軟的即，如果它通過一個(gè)彎曲循環(huán)的話。
C)由壓縮彎曲恢復(fù)的性能為了測(cè)試從壓縮彎曲恢復(fù)的性能，使用了與前述制備的用于有效孔隙容積測(cè)試相似的泡沫樣品。這種樣品是橫截圓面積為6.45厘米2(1吋2)的0.8厘米厚的圓柱體。這些泡沫樣品可以在干燥狀態(tài)下，或者在它們已經(jīng)用Jayco合成尿飽和到它的自由吸收容量狀態(tài)下測(cè)試。
用一個(gè)千分表型的量規(guī)，無論是干的或濕的測(cè)試樣品在10秒鐘內(nèi)壓縮到它的原始厚度的50%，并保持在該壓縮狀態(tài)1分鐘。去掉壓力后，允許泡沫恢復(fù)厚度1分鐘?；謴?fù)的百分比是基于未受壓的泡沫的原來的高度。
對(duì)于干樣品的測(cè)試，環(huán)境溫度可以是例如22±2℃。對(duì)于濕樣品的測(cè)試，在一個(gè)直徑為5厘米的盤中，泡沫樣品用在37℃下的Jayco合成尿飽和到它的自由吸收容量。該盤起著盛壓縮過程中被擠出的液體的作用，在樣品從壓縮狀態(tài)恢復(fù)時(shí)樣品也可從盤中再吸收液體。
Ⅳ)確定液體的處理性能A)吸收容量自由吸收容量和在受壓力情況下的吸收容量都可以用重力分析法確定，其中使用合成尿作為液體，以此泡沫的吸收容量可以計(jì)算出。
1)吸收容量測(cè)試的原理在該測(cè)試中，泡沫樣品用合成尿測(cè)試液飽和，以便測(cè)量泡沫樣品的無載荷或自由吸收容量。然后施加不同增加量的壓力，以確定在有載荷條件下的吸收容量。在壓力下的這種吸收容量是在泡沫樣品已經(jīng)在壓縮狀態(tài)保持一定長(zhǎng)時(shí)間后測(cè)量。
2)測(cè)試范圍本測(cè)試測(cè)量在所關(guān)心的壓力下，如從每平方吋0到1.0磅(psi)(0-6.9kpa)和在所關(guān)心的溫度，亦即99°F(37℃)下的泡沫樣品的吸收容量。
3)設(shè)備直徑8厘米的25目網(wǎng)篩;直徑15厘米×高7.5厘米的結(jié)晶盤;5.0毫升燒杯、分析天平、裝有至少1吋2(6.5厘米2)的腳和能夠測(cè)量到0.001吋(0.025毫米)的千分表型量規(guī)，例如Ames型482(Ames co.，Waltham，MA)或Ono-Sokki型EG-225(Ono-Sokki co.，Ltd，Japan);用于千分表型量規(guī)的能產(chǎn)生0.2，0.74和1.0psi(1.4，5.1和6.9kpa)壓力的配重。
4)材料Jayco合成尿;泡沫樣品。
5)方法
ⅰ)如前所述的設(shè)備和材料在加熱到99°F(37℃)的恒溫室內(nèi)熱平衡;測(cè)量也在該室內(nèi)實(shí)施。
ⅱ)泡沫樣品與在有效孔隙容積測(cè)試中制備的泡沫相似，切成1吋(6.5厘米2)×厚0.3吋(0.8厘米)的圓柱體。對(duì)這些樣品稱重，取得平均的干重(DW)。
ⅲ)按下列步驟確定每個(gè)泡沫樣品的自由吸收容量(FAC)a)泡沫樣品浸入在結(jié)晶盤內(nèi)的合成尿內(nèi)，并使之飽和。樣品可擠壓幾次，以排出空氣;
b)取出泡沫，但沒有把液體從中擠出，讓多余的液體在平的位置由樣品滴放30秒。然后對(duì)濕的樣品稱重。
c)重復(fù)a)和b)步驟兩次以上，并計(jì)算平均的濕重(WW)。
d)計(jì)算自由吸收容量(FAC，克/克)FAC＝在飽和的泡沫中合成尿重量/泡沫的干重＝[WW(克)-DW(克)]/DW(克)ⅳ)對(duì)于每個(gè)泡沫樣品在壓力下(解壓)的吸收容量按下述步驟確定a)頂部具有網(wǎng)篩的50毫升的量杯放在千分表型量具的腳的中心下面，且使腳放在網(wǎng)篩上。
b)飽和的樣品放在網(wǎng)篩的上面，且使樣品是在量杯中心的上方，千分表型的量具被放上以便在泡沫樣品上施加封閉壓力。
c)把配重放在量具上，在樣品上施加0.2psi(1.4kPa)的壓力。
d)15分鐘后，對(duì)泡沫樣品稱重(WW，0.2)。
e)同樣的樣品再次飽和，然后重復(fù)a)-d)步驟，只是不同的是用0.74和1.0psi來確定WW，0.74和WW，1.0。
f)使用新的樣品，重復(fù)a)-e)步驟兩次以上，確定樣品在不同的壓力下的平均的濕重。
g)計(jì)算在壓力下的吸收容量(X-負(fù)荷，克/克)(在給定的壓力下的X-負(fù)荷是在濕的泡沫內(nèi)合成尿的重量/泡沫的干重)在0.2psi下的容量X，0.2(克/克)＝[WW，0.2(克)-DW(克)]/DW(克)在0.74psi下的容量X，0.74(克/克)＝[WW，0.74(克)-DW(克)]/DW(克)在1.0psi下的容量X，1.0(克/克)＝[WW，1.0(克)-DW(克)]/DW(克)吸收容量值(以每克干的泡沫中含的合成尿的毫升數(shù)表示)可以由FAC和X-負(fù)載值除以Jayco合成尿的特定比重(接近1克/毫升)獲得。
B)垂直芯吸速率和垂直芯吸吸收容量垂直芯吸速率和垂直芯吸虹吸收容量是測(cè)量干的泡沫垂直地從容器中芯吸液體的能力。測(cè)量芯吸液面通過5厘米垂直長(zhǎng)度的泡沫條所需的時(shí)間，可得出垂直芯吸速率。液體芯吸到它的平衡高度之后，確定由泡沫條保存在特定的垂直芯吸高度上(例如，4.5吋或11.4cm)的液體量，得出垂直芯吸吸收容量。
使用帶藍(lán)色食物染料的Jayco合成尿，按下列方法確定垂直芯吸速率和垂直芯吸吸收容量。在該測(cè)試方法中，材料平衡在37℃，測(cè)試也在同一溫度下進(jìn)行。
1)樣品制備ⅰ)如同在特定的毛細(xì)抽吸比表面積測(cè)試中一樣制備25cm×2cm×0.8cm的泡沫條。
ⅱ)液體容器置在實(shí)驗(yàn)室支架的頂部，在支架一端夾住泡沫樣品，因此，樣品被垂直地懸掛在液體容器的上方。
ⅲ)直尺被夾到泡沫樣品旁邊，使得直尺的底部(0厘米)是在泡沫樣品的底部上方的1-2毫米處。
ⅳ)液體容器充入3/4的著色合成尿溶液。
2)垂直芯吸速率ⅰ)液體容器用實(shí)驗(yàn)室支架上升到泡沫樣品的底部，當(dāng)液體接觸泡沫樣品底部時(shí)起動(dòng)計(jì)時(shí)器。
ⅱ)迅速提升容器直到液體剛好接觸到直尺的底部。
ⅲ)在液體達(dá)到5cm時(shí)記錄下時(shí)間ⅳ)允許泡沫芯吸，直到它達(dá)到平衡(例如約18小時(shí))，實(shí)驗(yàn)室支架可能需要調(diào)節(jié)到保持樣品浸入1-2毫米，且樣品必須罩住，以防蒸發(fā)。
3)泡沫單位縱向長(zhǎng)度的吸收能力(ml/g)ⅰ)將泡沫樣品取出并直接將其放置在一個(gè)不吸收的表面上。
ⅱ)用一個(gè)足夠銳利的、不至于壓擠泡沫樣品的工具立即將樣品切成相隔1英吋寬(2.45cm)的塊，并稱取每塊的重量。
ⅲ)從每塊中擠出大多數(shù)液體，并把每塊放在一塊吸收性的毛巾上。
ⅳ)讓每個(gè)塊完全干燥。
ⅴ)然后稱取每個(gè)干塊的重量，每塊的吸收能力用它的濕重和干重之差來計(jì)算。
為了本發(fā)明的目的，代表4.5英吋(11.4cm)芯吸高度的一英吋切塊的吸收能力是最希望測(cè)定的參數(shù)。
C)粘著張力由通過毛細(xì)吸收來吸取測(cè)試液體的親水化的泡沫樣品所顯示的粘著張力，是測(cè)試液體的表面張力γ與測(cè)試液體和泡沫樣品的內(nèi)表面的相切角θ的余弦的乘積。粘著張力能用實(shí)驗(yàn)測(cè)定，方法是測(cè)定由使用兩種不同測(cè)試液的兩塊相同泡沫測(cè)試樣品所顯示的由毛細(xì)吸收產(chǎn)生的平衡吸收重量。在這程序的第一步中，用乙醇作為測(cè)試液來測(cè)定泡沫樣品的特定表面積，這在前面介紹的測(cè)試方法部分的特定表面積討論中已描述了。
然后，用與乙醇程序相同的方式重復(fù)毛細(xì)吸收程序，只是用JAYCO合成尿作為測(cè)試液且測(cè)試在37℃條件下進(jìn)行。合成尿的相切角可由已知的特定表面積和合成尿吸收數(shù)據(jù)用下式求得Cosθu= (MuGLN)/(MNγuSc)其中θU＝用度表示的Jayco合成尿的切角;MU＝用gm表示的Jayco合成尿的液體吸收量;G＝重力常數(shù)，其值為980cm/sec2;MN＝用gm表示的干泡沫樣品質(zhì)量;γU＝Jayco合成尿的表面張力，它等于～65dynes/cm;SC＝用cm2/gm表示的泡沫樣品的特定表面積，它由乙醇吸收方法測(cè)定;而Ln＝用厘米表示的泡沫樣品的長(zhǎng)度。
當(dāng)(在泡沫樣品表面上和/或在前進(jìn)的測(cè)試液中)有表面活化劑時(shí)，這種前進(jìn)的液面的特征由粘著張力(AT)公式來定義
AT= (MTGLN)/(MNSC)其中MT是泡沫樣品吸收的測(cè)試液體質(zhì)量，G、LN、MN和SC以前已經(jīng)定義過。(看Hodgson和Berg，J.Coll.Int.Sci.，121(Ⅰ)，1988年，第22-31頁)。
在為任何給定的測(cè)試液測(cè)定粘著張力時(shí)，在任何時(shí)候不對(duì)表面張力的數(shù)值作出假設(shè)，這樣在芯吸期間樣品表面上的和/或前進(jìn)液體中的表面活化劑濃度的可能變化是不重要的。粘著張力的實(shí)驗(yàn)數(shù)值(γCosθ)，當(dāng)被看作是最大粘著張力的百分率時(shí)，特別有用，這種最大粘著張力就是測(cè)試液的表面張力(例如，使用JAYCO合成尿的最大粘著張力為[65±5][Cos0°]＝65±5(達(dá)因/厘米)。
實(shí)施例下面的例子說明了HIPE泡沫吸收材料的制備、這種泡沫材料的特征以及這些泡沫吸收物在一次性的尿布中的應(yīng)用。
例Ⅰ本例說明了在半試驗(yàn)性生產(chǎn)規(guī)模下，最佳的HIPE泡沫吸收物的制備。
乳狀液制備將氯化鈣(320g)和過硫酸鉀(48g)溶于32升的蒸餾水中，這就得到了用于形成HIPE乳狀液的水相。
將山梨聚糖單月桂酸(450g，作為SPAN 80)和山梨聚糖三月桂酸(150g，作為SPAN 85)加到含有苯乙烯(420g)、二乙烯基苯(660g)和丙烯酸2-乙基己酯(1920g)的單體組合物中?；旌虾?，這種物質(zhì)含有用于形成HIPE乳狀液的油相。
在55℃到65℃的液體溫度下，將分開的油相和水相流注入動(dòng)態(tài)混合室中。通過T型攪拌器使這種組合流在動(dòng)態(tài)混合室中得到徹底混合。在這個(gè)操作過程中，合適的T型攪拌器有一個(gè)長(zhǎng)約18厘米、直徑約1.9厘米的圓柱形旋轉(zhuǎn)軸。旋轉(zhuǎn)軸上有兩排17個(gè)和兩排16個(gè)的圓柱形軸釘，每個(gè)軸釘直徑為0.5厘米，徑向從旋轉(zhuǎn)軸的中心軸向外延伸長(zhǎng)為1.6厘米。這四排軸釘繞攪拌器旋轉(zhuǎn)軸的圓周成90°的角度安置。這些相互垂直的軸釘排沿旋轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)度方向錯(cuò)開排列，以便沒有相互垂直的軸釘處于沿旋轉(zhuǎn)軸向外延伸的相同徑向平面中。將T型攪拌器安裝在圓筒形套筒中，形成動(dòng)態(tài)混合室，而且，攪拌器中的軸釘離園筒形套筒的壁有0.8mm的間隙。攪拌器以每分鐘900周的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。
靜態(tài)混合室(8英吋長(zhǎng)、1/4英吋的外徑、0.190英吋的內(nèi)徑)安裝在動(dòng)態(tài)混合室的下流，以助于提供一些支持壓力。這樣有助于使包含著帶T型攪拌器的園筒形套筒的動(dòng)態(tài)混合室保持滿負(fù)荷。也有助于使油相和水相適當(dāng)且完全地混合。
具有必要的水相和油相比率的乳狀液是逐步得到的。首先，調(diào)整流速，以便讓3分重的水相和1分重的油相注入帶有T型攪拌器的動(dòng)態(tài)混合室中。增加水相對(duì)油相的比例，幾分鐘后，達(dá)到12-13分水相比1分的油相注入動(dòng)態(tài)混合室中，流速為15ml/sec。然后逐漸減少油流速，以讓水相對(duì)油相的重量比接近25∶1。在這個(gè)階段，從靜態(tài)混合室中流出的乳狀液的粘度下降。(在視覺上，這種稍帶白色的混合物此時(shí)變得更加半透明)。
隨后，進(jìn)一步降低油相的流速，使水相與油相的重量比達(dá)到30-33∶1。在視覺上，這一階段從靜態(tài)混合室小孔中流出的乳狀液具有帶起泡沫的乳狀懸浮液的粘度，這一粘度使人想起了含乳油狀的酸乳。
乳狀液的聚合此時(shí)，從靜態(tài)混合室中排出的乳狀液已經(jīng)準(zhǔn)備要凝固。將乳狀液注入由聚乙烯制成的矩形模具中，這種模具的尺寸為長(zhǎng)38cm，寬25cm和高22cm。乳狀液注入這樣的模具中，直到每個(gè)模具裝有近20，000ml待凝固的乳狀液為止。
將含有乳狀液的模具放在溫度為60℃的凝固爐中約16小時(shí)，使乳狀液凝固。凝固后所得到的固體聚合泡沫材料含有高達(dá)98%的水，而且手感柔軟、濕潤(rùn)。
泡沫洗滌和親水化將濕固化泡沫材料從固化模具中取出，并進(jìn)行進(jìn)一步的處理。對(duì)泡沫材料施加足夠的壓力，擠出泡沫中殘余的水相，或?qū)ε菽牧媳∑┘幼銐虻膲毫?，以擠出其中至少90%的原始?xì)堄嗨辔镔|(zhì)?？梢宰⒁獾?，當(dāng)擠壓根據(jù)前面的程序制備的泡沫時(shí)，泡沫的邊緣不會(huì)向外突出，而且泡沫的孔隙也不會(huì)被迸裂。另外，即使在沿著Z軸方向的壓力作用下泡沫出現(xiàn)壓扁，此后通過吸收水或者按后面要詳細(xì)描述的方法加熱，它也能恢復(fù)到其原始形狀。
然后，在含有洗滌劑作為親水化劑的60℃的水中將泡沫樣品洗滌20秒鐘。在本例中，洗滌劑是JOY牌洗滌液，它按5克/升的濃度溶于水中。在JOY產(chǎn)品中的活性親水化劑包含有椰子烷基硫酸鹽和乙氧基化椰子烷基硫酸鹽陰離子的表面活化劑的混合物，這種混合物在1982年2月23日公開的Pancheri的美國(guó)專利4，316，824中有更完整的描述。在這個(gè)處理過程中，泡沫可以恢復(fù)到它的原始形狀。
用壓力再擠出第一次洗滌過程中使用的JOY溶液，然后用60℃的JOY溶液對(duì)泡沫進(jìn)行第二次洗滌。第二次漂洗的目的是要脫去泡沫中殘余的洗滌劑，從而使內(nèi)部泡沫表面相對(duì)地更親水。
泡沫脫水將兩次親水化處理后的泡沫再進(jìn)行擠壓，從泡沫本身的多孔結(jié)構(gòu)中再壓出多余的洗滌劑溶液，然后將泡沫樣品放入60℃的烘干爐中烘干12小時(shí)。烘干后，如有必要，將泡沫樣品進(jìn)一步切片，供進(jìn)一步測(cè)試或?qū)⑵湟牒竺胬羲枋龅哪虿籍a(chǎn)品中去。
例Ⅱ用與前述例Ⅰ大體相同的方法制備另一種HIPE泡沫材料。在本例中，乳狀液制備和聚合程序按例Ⅰ進(jìn)行，但在材料、濃度和條件上有如下差別1)在油相中使用了480克的SPAN
80和120克SPAN
85的乳化劑混合物。
2)在混合室的下流使用了一個(gè)14英吋長(zhǎng)×3/8英吋外徑(35.6cm×0.95cm)的靜態(tài)混合室。
3)T型攪拌器以每分鐘850周的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。
4)最后的水相和油相重量比為31∶1。
5)采用66℃的固化溫度。
在本例中，用氯化鈣的含水溶液作為親水劑使聚合HIPE泡沫親水。這種親水劑溶液含有重為1%的氯化鈣，用它按例Ⅰ相同的方法對(duì)泡沫樣品親水處理兩次。烘干后，將本例中的泡沫樣品進(jìn)一步切成所需的片，以供進(jìn)一步測(cè)試和引入到后面例Ⅳ所描述的尿布產(chǎn)品中去。
例Ⅲ在本例中，對(duì)按照例Ⅰ和例Ⅱ的一般程序所制備的HIPE泡沫材料測(cè)試，測(cè)試它們的結(jié)構(gòu)的、機(jī)械的和流體處理的特性。測(cè)定這些特性的測(cè)試方法按前面指出的美國(guó)專利4，788，225所描述的方法，或在前面測(cè)試方法部分提到的幾種方法進(jìn)行。這樣測(cè)試的結(jié)果如下面的表Ⅰ所示。
表Ⅰ特征 例Ⅰ的泡沫 例Ⅱ的泡沫結(jié)構(gòu)特征 單位孔隙容積 36.8 31.8 mL/g毛細(xì)抽吸比表面積 1.35 1.25 m2/g密度 0.029 0.032 g/cm3平均孔隙尺寸 40 37 μ機(jī)械特征在5.1kPa封閉壓力下的應(yīng)變 52% 31% %柔韌性 >1 >1 彎曲圈數(shù)壓縮50%后的恢復(fù)能力% 95% 94% %液體處理特性在壓力下的吸收能力0.0kPa(0.0psi) 39.5 31.5 mL/g1.4kPa(0.2psi) 34.0 29.1 mL/g5.1kPa(0.74psi) 23.4 25.1 m/g
可以用來吸收引起泡沫膨脹的體液。這樣優(yōu)選的壓扁了的泡沫是由不水解的聚合材料制成，該材料有大約0.5到5.0m2/g的毛細(xì)抽吸比表面積，該材料重量約占?xì)堄嗟碾y溶于水的乳化劑的泡沫材料的0.5%到20%，并占毒物學(xué)上可接受的、吸水的、水合鹽重量的約0.1%到7%，該水合鹽優(yōu)選氯化鈣或氯化鎂作為親水化劑。
在壓扁狀態(tài)下，當(dāng)這樣的泡沫材料存貯在72°F(22℃)和50%的相對(duì)濕度環(huán)境下，它將有重量約為聚合材料的4%到15%的殘余水含量。這種水含量包括有與吸水的、水合的鹽結(jié)合的水合物中的水和吸收在泡沫中的自由水。這樣壓扁了的泡沫材料也有大約0.08到0.3g/cm3的干基密度。
在膨脹狀態(tài)下，這種最佳的遇濕則增厚泡沫材料具有12到100mL/g的孔隙容積而且顯示出抗壓收縮性能，以致當(dāng)其用具有65±5dynes/cm的表面張力的合成尿在37℃時(shí)飽和到它的自由吸收能力時(shí)，施加5.1kPa的封閉壓力，在經(jīng)過15分鐘的變形后，會(huì)產(chǎn)生5%到95%的結(jié)構(gòu)壓縮。這些優(yōu)選的遇濕則增厚泡沫材料的平均孔隙大小，在膨脹狀態(tài)下為5到30微米。在合成尿中，泡沫材料飽和到它的自由吸收能力時(shí)的干基密度大約是它在壓縮狀態(tài)下的干基密度的9%到28%。
例Ⅶ用一塊如例Ⅵ所述的遇濕則增厚的壓扁了的吸收泡沫作為液體貯存/再分布層來制備與例Ⅳ所述形狀基本相似的尿布。在這樣一塊尿布中，含有加強(qiáng)的、彎曲的、卷曲的纖維質(zhì)纖維的液體獲取/分布層的用量約為13克。也可使用約13克的遇濕則增厚的液體存貯/再分布層。
具有這種特殊構(gòu)造的尿布，能特別令人滿意和有效地利用吸收芯保持住排泄的尿液，因此，當(dāng)嬰兒用正常方式穿著時(shí)，泄漏很少。
070-821改進(jìn)而得到的。
將比例為2份水和1分油的油相和水相注入組合的混合室裝置中。當(dāng)全部注入裝置中時(shí)，動(dòng)態(tài)混合室中的空氣就被排掉。在注入過程中，油相的流速為1.127g/sec，水相為2.19cm3/sec。
一旦裝置被注滿，攪拌器即以1800RPM.的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)態(tài)混合室中的攪拌開始。然后，經(jīng)過130秒的時(shí)間，使水相的流速穩(wěn)步增加到35.56cm3/sec。這時(shí)由動(dòng)態(tài)和靜態(tài)混合室產(chǎn)生的支持壓力為7.5PSI(51.75kPa)。然后，經(jīng)過60秒種，將攪拌器的轉(zhuǎn)速穩(wěn)步減少到1200RPM.，支持壓力下降到4.5PSI(31.05kPa)。這時(shí)，又將攪拌器的轉(zhuǎn)速立刻增加到1800RPM.，此后，系統(tǒng)支持壓力維持在4.5PSI(31.05kPa)。
乳狀液的聚合這時(shí)，將從靜態(tài)混合室中流出的形成的乳狀液收集在型號(hào)為3500的橡膠制成的經(jīng)濟(jì)冷食貯存盒中。這些盒子由食品類聚乙烯制成，其標(biāo)稱尺寸為18″×26″×9″(45.7cm×66cm×22.9cm)。它們的實(shí)際內(nèi)部尺寸為15″×23″×9″(38.1cm×58.4cm×22.9cm)。這些盒子由一薄層溶液進(jìn)行了預(yù)處理，這種溶液包含有溶解于相等重量的三甲苯和異丙醇的溶劑混合物中20%的SPAN
20溶液。讓溶劑混合物蒸發(fā)而只留下SPAN
狀液。
把含有乳狀液的盒子放置在維持65℃溫度的室內(nèi)18小時(shí)，以便在盒子中產(chǎn)生乳狀液的聚合，進(jìn)而形成聚合泡沫材料。
泡沫的清洗，親水化處理和脫水固化完成后，將濕的固化了的泡沫材料從固化盒中取出，這時(shí)，泡沫相當(dāng)于殘余水相中聚合材料重量的30-40倍(30-40X)，這種殘余水相含有溶解了的乳化劑、電解質(zhì)和引發(fā)劑。用一把鋒利的能往復(fù)拉動(dòng)的鋸條將泡沫材料鋸成厚為0.350英吋(0.89cm)的小片。然后，再用一連串的3個(gè)光澤輥壓擠這些小片。逐步減少泡沫中的殘余水相含量，達(dá)到聚合材料6倍(6X)的重量。此時(shí)，用10%的CaCl2溶液，在60℃使小片再飽和，用一個(gè)光澤輥擠壓小片達(dá)到約10X的水相含量。用1%的CaCl2溶液，在60℃時(shí)使小片再飽和，然后，用一個(gè)光澤輥再擠壓，達(dá)到約10X的水相含量。
讓現(xiàn)在含有10X的1%的CaCl2溶液的泡沫小片通過一個(gè)配備有真空槽的最后的光澤輥。最后的光澤輥使CaCl2溶液的含量減少到約聚合物重量的5倍(5X)。在最后的光澤輥之后，泡沫保持被壓至約0.08in(0.2cm)的厚度。然后在約60℃的空氣循環(huán)爐中將泡沫烘干約3小時(shí)。這樣的烘干使得濕度的含量減少到約聚合材料重量的5-7%。這時(shí)，泡沫片的厚度約為0.075英吋(0.19cm)，而且容易起皺。泡沫還含有重約11%的殘余的山梨聚糖單月桂酸乳化劑和重約5%的(無水基)作為親水劑的殘余水合氯化鈣。在壓扁的狀態(tài)下，泡沫的密度約為0.17g/cm3。當(dāng)在JAYCO合成尿中膨脹到其自由吸收能力(26.5mL/g)時(shí)，膨脹了的泡沫就有毛細(xì)抽吸比表面積約為2.24m2/g，孔隙容積約為29.5cc/g和平均孔隙大小約為15微米左右。
按照例Ⅵ制備的泡沫片代表著本發(fā)明的一個(gè)最佳的“遇濕則增厚”泡沫片實(shí)施例，因?yàn)檫@些泡沫小片是以壓縮了的泡沫形式出現(xiàn)的，它們一旦與含水體液相接觸就會(huì)發(fā)生膨脹。一旦膨脹，這些泡沫材料就0.03g/cm2。尿布芯中使用大約9.2克的液體獲取層。獲取層的表面積約為46.8in2(302cm2)，厚度約為0.44cm。
尿布芯中的液體存貯/再分布層包含有在前面例Ⅱ和例Ⅲ中所描述的HIPE泡沫的改進(jìn)的計(jì)時(shí)水漏形條。制成這種存貯/分布層大約要用12克的HIPE泡沫，該層的表面積為65.9in2(425cm2)左右，厚為0.325in(0.826cm)左右。
擁有這種特殊芯結(jié)構(gòu)的尿布，能特別稱心和有效地利用吸收芯保留住排泄出的尿液，因此，當(dāng)嬰兒用正常方式穿著它時(shí)，很少發(fā)生泄漏。
例Ⅴ用一組實(shí)驗(yàn)來對(duì)基本上類似于例Ⅳ所描述的尿布作功效檢驗(yàn)，方法是讓75個(gè)男嬰一通宵穿著例Ⅳ型的尿布和普通結(jié)構(gòu)的對(duì)照尿布產(chǎn)品。在這樣的實(shí)驗(yàn)中，給每個(gè)測(cè)試小組成員接連幾夜使用7個(gè)中等大小的尿布，其中4個(gè)為例Ⅳ類型的，3個(gè)是與市場(chǎng)上對(duì)應(yīng)于LUVS Deluxe類型的用于男孩的產(chǎn)品。LUVS產(chǎn)品具有為男孩體形定做的吸收區(qū)，它包含有39.1克的吸收材料。
要求實(shí)驗(yàn)者每晚使用一塊尿布，并記錄和報(bào)告所使用的每塊尿布的通夜泄漏發(fā)生情況。然后收集和分析來自所有測(cè)試小組成員的泄漏情況。分析結(jié)果表明，在這樣一組實(shí)驗(yàn)中，例Ⅳ所述的尿布的泄漏率為13.1%，而LUVS卻有14.0%泄漏尿。
這組測(cè)試實(shí)驗(yàn)表明，即使本發(fā)明的尿布含有比對(duì)照尿布產(chǎn)品少得多的吸收材料，使用本發(fā)明的吸收泡沫材料作為體液存貯元件的尿布可以提供與商業(yè)市場(chǎng)上可得到的對(duì)照尿布產(chǎn)品的性能相差無幾的泄漏性能。
例Ⅵ本實(shí)施例介紹另一種屬于本發(fā)明范圍的另一種HIPE泡沫材料的制備。
乳狀液制備將氯化鈣(36.23kg)和過硫酸鉀(568g)溶于378升的水中。這就為形成HIPE乳狀液而要進(jìn)行的連續(xù)處理提供了水相流。
將山梨聚糖單月桂酸(960g，作為SPAN
20)加入含有苯乙烯(1600g)、55%技術(shù)百分度的二乙烯基苯(1600g)和丙烯酸2-乙基己脂(4800g)的單體混合物中?；旌虾?，讓這種物質(zhì)的混合體放置一整夜。取出上層清液，以在形成HIPE乳狀液的連續(xù)處理過程中用作油相。(大約有75克粘的剩余物被扔掉)。
在水相溫度為48～50℃，油相溫度為22℃的條件下，將分開的油相和水相的注入動(dòng)態(tài)混合室中。借助于T型攪拌器，混合流在動(dòng)態(tài)混合室中得到徹底的混合。在這一操作過程中，合適的T型攪拌器包含有一個(gè)長(zhǎng)21.6cm，直徑為1.9cm的圓柱形旋轉(zhuǎn)軸。如例Ⅰ所述，旋轉(zhuǎn)軸有4排軸釘，其中2排有17個(gè)軸釘，2排有16個(gè)軸釘，每個(gè)軸釘直徑為0.5cm，從旋轉(zhuǎn)中心軸向外延伸長(zhǎng)度為1.6cm。T型攪拌器被安裝在形成動(dòng)態(tài)混合室的園柱形套筒中，每個(gè)軸釘離園柱形套筒壁有0.8mm的間隙。
螺旋形靜態(tài)混合室被安裝在動(dòng)態(tài)混合室的下流，以提供在動(dòng)態(tài)混合室中的支持壓力，并改進(jìn)最終形成乳狀液的成分的混合。這樣的靜態(tài)混合室長(zhǎng)14英吋(35.6cm)，外徑為0.5英吋(1.3cm)。靜態(tài)混合室是一個(gè)由切去2.4英吋(6.1cm)的TAH工業(yè)型
6.9kPa(1.0psi) 13.0 14.8 mL/g5.1kPa下的吸收力占0.0KPa下吸收力的% 65.2 79.7 %達(dá)到5cm的垂直芯吸時(shí)間 105 120 秒達(dá)到一定高度下的吸收能力1.3cm(0.5in) 30.9 26.7 mL/g3.8cm(1.5in) 30.7 26.4 mL/g6.4cm(2.5in) 28.0 25.3 mL/g8.9cm(3.5in) 26.6 24.8 mL/g11.4cm(4.5in) 18.7 24.0 mL/g14.0cm(5.5in) 0.6 23.3 mL/g16.5cm(6.5in) 0 21.8 mL/g19.1cm(7.5in) 0 14.1 mL/g在有65±5dynes/cm表面張力合成尿中的粘著張力 30.7 37.8 dynes/cm例Ⅳ采用圖4的伸展及拆開圖所描繪的形狀和組成部分而制備的一次性尿布。這樣的尿布包括一個(gè)熱粘結(jié)的聚乙烯頂片70，一個(gè)不透液體的聚乙烯底片71和一個(gè)置于頂片和底片之間的雙層吸附芯。雙層吸附芯包括一個(gè)改進(jìn)的計(jì)時(shí)水漏形的、液體存貯/再分布層72，它置于改進(jìn)的計(jì)時(shí)水漏形的液體獲取層73之下，它包含例Ⅱ中的HIPE型泡沫。頂片含有兩根具有彈性的、大致平行的隔擋腿套箍條74。固定到尿布底片的是兩根矩形的有彈性的腰帶75。固定到聚乙烯底片的每端的也是兩根用聚乙烯制成的腰帶76。固定到底片的是兩根平行的腿彈性帶77。聚乙烯片78固定在底片的外側(cè)，作為能用于將尿布固定在穿著者身上的兩塊Y形物79的固定表面。
尿布芯的獲取層包含有加強(qiáng)的、彎曲的、卷曲的纖維質(zhì)纖維和通常的未加強(qiáng)的纖維質(zhì)纖維的92%/8%的濕載混合物。這種加強(qiáng)的、彎曲的、卷曲的纖維質(zhì)纖維可以由南方的軟木牛皮紙漿(Foley絨毛)制取，該紙漿與戊二醛交聯(lián)達(dá)到在干纖維質(zhì)纖維無水葡萄糖基礎(chǔ)上大約2.5摩爾百分?jǐn)?shù)。這些纖維按照1989年4月18日公開的Dean，Moore，Owens和Schoggen的美國(guó)專利4，822，453中所描述的“干交聯(lián)方法”交聯(lián)。
這些加強(qiáng)的纖維與具有下面表Ⅱ所描述特征的纖維相似。
表Ⅱ加強(qiáng)的、彎曲的、卷曲的纖維質(zhì)(STCC)纖維類型＝以干纖維質(zhì)纖維無水葡萄糖為基礎(chǔ)與戊二醛交聯(lián)達(dá)到1.41摩爾百分?jǐn)?shù)的南方軟木牛皮紙漿。
干彎曲計(jì)數(shù)＝6.8nodes/mm濕彎曲計(jì)數(shù)＝5.1nodes/mm異丙醇保留值＝24%水保留值＝37%卷曲因子＝0.63用于與STCC纖維相結(jié)合的普通未加強(qiáng)的纖維質(zhì)纖維也由Foley絨毛制取。這些未加強(qiáng)的纖維質(zhì)纖維被提煉到大約200CSF(加拿大標(biāo)準(zhǔn)自由度)。
獲取層的平均干密度約為0.07g/cm3，以干重為基，用合成尿飽和時(shí)的平均密度為約0.08g/cm3，且平均基重量約為
權(quán)利要求
1.一種特別適合用作吸收和保持住含水體液的聚合泡沫材料，所說的泡沫材料具有一種交聯(lián)開孔的親水的、柔軟的結(jié)構(gòu)，其特征在于該結(jié)構(gòu)，在它用作吸收物時(shí)具有A)孔隙容積約為12到100ml/g；B)由毛細(xì)吸收決定的特定表面積約為0.5到5.0m2/g；C)一個(gè)對(duì)壓縮變形的抵抗，以致當(dāng)所述泡沫材料用有著65±5dynes/cm表面張力的合成尿在37℃條件下飽和到它的自由吸收能力時(shí)，施加5.1kPa的封閉壓力，經(jīng)15分鐘后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)使該結(jié)構(gòu)壓縮5%到95%的應(yīng)變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫材料，其中A)該泡沫材料的結(jié)構(gòu)是由聚合一種由下列物質(zhì)形成的油包水乳狀液而形成a)一個(gè)油相，該油相ⅰ)占基本不溶于水的、單官能團(tuán)玻璃質(zhì)單體組份重量的約3%到41%;ⅱ)占基本不溶于水的、單官能團(tuán)橡膠質(zhì)共聚用單體組份重量計(jì)的約27%到73%;ⅲ)占基本不溶于水的、多官能團(tuán)交聯(lián)劑組份重量的約8%到30%，和ⅳ)占可溶于油相并適合于形成穩(wěn)定的油包水乳狀液的乳化劑組份的約2%到33%;和b)一個(gè)水相，該水相包含占可溶于水的電解質(zhì)重量0.2%到40%的含水溶液;形成所說乳狀液的水相和油相的重量比是12∶1到100∶1;和B)該泡沫結(jié)構(gòu)是親水的，當(dāng)吸收表面張力是65±5dynes/cm的合成尿時(shí)，該結(jié)構(gòu)顯示出15到65dynes/cm的粘著張力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所說的聚合泡沫材料，其特征在于在被聚合用來制備聚合泡沫結(jié)構(gòu)的油包水乳狀液中;a)油相的基本不溶于水的、單官能團(tuán)玻璃質(zhì)單體組份包括一個(gè)或多個(gè)以苯乙烯為基的單體;b)油相的基本不溶于水的、單官能團(tuán)橡膠質(zhì)共聚用單體組份包括從丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己脂、異戊二烯和這些共聚用單體的組合中選取出來的共聚用單體;c)油相中的單官能團(tuán)玻璃質(zhì)單體組分與單官能團(tuán)橡膠質(zhì)共聚用單體組分的克分子比為1∶25到1.5∶1;d)油相的基本不溶于水的交聯(lián)劑組分包括一個(gè)從二乙烯基苯、二乙烯基甲苯、鄰二苯甲酸烯丙酯、一個(gè)或多個(gè)羥基化合物的二丙烯酸酯或這些雙官能團(tuán)單體的組合中選出來的雙官能團(tuán)單體;e)油相的乳化劑組分包括從山梨醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸和聚氧乙烯脂肪酸酯以及這些乳化劑的組合中選出來的乳化劑;f)水相中溶于水的電解質(zhì)包括堿金屬或堿土金屬中的一種或多種溶于水的鹽;g)另外，水相占溶于水的、自由基聚合作用引發(fā)劑重量的約0.02%到0.4%，和h)形成乳狀液的水相和油相的重量比為約20∶1到70∶1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所說的聚合泡沫材料，其特征在于當(dāng)它用作吸收物時(shí)，這種泡沫結(jié)構(gòu)具有以下特征(a)以干重計(jì)算的密度為約0.01到0.08g/cm3;(b)平均孔隙尺寸為5到100微米;(c)壓縮收縮后能恢復(fù)，以致在一分鐘后，當(dāng)在20℃干燥時(shí)，該結(jié)構(gòu)能在一分鐘內(nèi)至少恢復(fù)到其原始厚度的85%，或當(dāng)其用37℃的具有65±5dynes/cm表面張力的合成尿飽和到其自由吸收能力時(shí)，該結(jié)構(gòu)在一分鐘內(nèi)至少恢復(fù)到其原始厚度的75%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所說的聚合泡沫材料是柔軟的，使得當(dāng)它被37℃的合成尿飽和時(shí)，它至少有一圈的彎曲值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所說的聚合泡沫材料，在它的聚合結(jié)構(gòu)中基本上沒有極性官能團(tuán)，但它已被親水化，使得當(dāng)吸收有65±5dynes/cm表面張力的合成尿時(shí)，它有著20到65dynes/cm的粘著張力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所說的聚合泡沫材料，它占從非刺激性表面活化劑和能水合的無機(jī)鹽中選擇出來的殘余親水劑重量的約0.1%到10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚合泡沫材料，它含有按氯化鈣親水劑重量計(jì)的約0.1%到7%。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚合泡沫材料，在37℃條件下，它有每克干泡沫材料至少吸收12mL的合成尿的自由吸收能力，這種合成尿具有65±5dynes/cm的表面張力，而且，對(duì)于所說的合成尿，在37℃施加15分鐘5.1kPa的封閉壓力條件下，該聚合泡沫材料有著至少是它的自由吸收能力的5%的吸收能力。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的聚合泡沫材料，在37℃時(shí)，它有一個(gè)垂直芯吸率，以致具有65±5dynes/cm表面張力的合成尿在30分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)可以芯吸入5cm縱向長(zhǎng)度的泡沫，而且，在11.4cm的垂直芯吸高度下，這種聚合泡沫材料有著至少每克泡沫吸收10mL所述合成尿的垂直芯吸吸收能力。
11.一種特別適用于作吸收和保持住含水體液的聚合泡沫材料，所說的泡沫材料含有交聯(lián)開孔的親水的、柔軟的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過將由下面物質(zhì)形成的油包水乳液聚合而制備，這些物質(zhì)是A)油相，此油相包含ⅰ)占苯乙烯單體重量的約7%到40%;ⅱ)占從丁基丙酸鹽、丙烯酸2-乙基己脂、異戊二烯和這些共聚用單體的組合體中選擇出來的共聚單體重量的約27%到66%;ⅲ)占二乙烯基苯交聯(lián)劑重量的10%到25%;ⅳ)占含山梨聚糖單月桂酸及山梨聚糖三月桂酸的乳化劑組分重量的約4%到25%，其中的單月桂酸與三月桂酸之比約為2∶1到5∶1;和B)水相，此水相包含一含水溶液，該含水溶液占氯化鈣重量的0.5%到20%、占溶于水的、自由基聚合引發(fā)劑重量的0.1%到0.2%;其中，形成所說乳狀液的水相和油相重量比為20∶1到70∶1;此后，通過用氯化鈣處理使所得的聚合結(jié)構(gòu)親水，這樣，該結(jié)構(gòu)占?xì)堄嗦然}重量的約0.1%到7%，在它被用作吸收物時(shí)，所說的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步具有a)約20到70mL/g的孔隙容積;b)由毛細(xì)吸收所決定的0.75到4.5m2/g的特定表面積;c)對(duì)壓縮變形的抵抗，以致當(dāng)這種結(jié)構(gòu)用具有65±5dynes/cm的表面張力的合成尿在37℃被飽和到它的自由吸收能力時(shí)，施加5.1kPa的封閉壓力，在15分鐘后，會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)壓縮5%至75%的應(yīng)變。
12.一種特別適應(yīng)于用作吸收和保留含水體液的吸收物，所說的吸收物其特征在于包括A)一個(gè)相對(duì)液體不透過的底片B)一種與所說的底片結(jié)合的吸收聚合泡沫材料，這種材料安置在所說的底片和吸收物品穿著者的體液排出部位之間;所說的吸收聚合泡沫材料包含有交聯(lián)的開孔的親水的、柔軟的結(jié)構(gòu)，當(dāng)它被用作吸收物時(shí)，這種結(jié)構(gòu)具有ⅰ)約12到100mL/g的孔隙容積;ⅱ)由毛細(xì)管吸收所決定的約0.5到5.0m2/g的特定表面積;ⅲ)對(duì)壓縮變形的抵抗，以致當(dāng)這種結(jié)構(gòu)用具有65±5dynes/cm的表面張力的合成尿在37℃時(shí)飽和到它的自由吸收能力時(shí)，施加5.1kPa的封閉壓力，在15分鐘的變形后，會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生5%到95%的應(yīng)變。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所說的吸收物，其中A)通過聚合油包水乳狀液制備吸收聚合泡沫材料組分的結(jié)構(gòu)，這種乳狀液由下列油相和水相形成a)油相，該油相包含ⅰ)占基本不溶于水的、單官能團(tuán)玻璃質(zhì)單體組分重量的3%到41%;ⅱ)占基本不溶于水的、單官能團(tuán)橡膠質(zhì)共聚用單體組分重量的27%到73%;ⅲ)占基本不溶于水的、多官能團(tuán)交聯(lián)劑組分重量的約8%到30%;ⅳ)占乳化劑組分重量的2%到33%，這種乳化劑組分可溶于油相，且可用以形成穩(wěn)定的油包水乳狀液;和b)水相，該水相包含有含水溶液，這種含水溶液占可溶于水的電解質(zhì)重量的0.2%到40%;形成所說的乳狀液的水相與油相重量比為12∶1到100∶1。B)吸收聚合泡沫材料組分的結(jié)構(gòu)是親水的，使得當(dāng)吸收具有65±5dynes/cm表面張力的合成尿時(shí)，這種結(jié)構(gòu)顯示出15到65dynes/cm的粘著張力。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的吸收物，其特征在于用油包水乳狀液聚合來制備吸收聚合泡沫材料;a)油相的基本不溶于水的、單官能團(tuán)玻璃質(zhì)單體組分包含有一個(gè)或多個(gè)以苯乙烯為基的單體類型;b)油相的基本不溶于水的、單官能團(tuán)橡膠質(zhì)共聚用單體組分包含有從丙烯酸丁脂、丙烯酸2-乙基己脂，丁二烯、異戊二烯和這些共聚用單體的組合體中選擇出來的共聚用單體類型;c)油相中的單官能團(tuán)玻璃質(zhì)單體組分與單官能團(tuán)橡膠質(zhì)共用單體組分的摩爾比約為1∶25到1.5∶1;d)油相的基本不溶于水的交聯(lián)劑組分包含有從二乙烯基苯、二乙烯基甲苯、鄰二苯甲酸烯丙酯、一種或多種多羥基化合物的二丙烯酸酯或這些雙官能團(tuán)單體的組合體中選擇出來的雙官能團(tuán)單體;e)油相的乳化劑組分包含有從山梨醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸和酯以及這樣的乳化劑的組合中選擇出來的乳化劑;f)水相中能溶于水的電解質(zhì)包含有堿金屬或堿土金屬的一種或多種能溶于水的鹽;g)另外，水相占能溶于水的自由基聚合作用引發(fā)劑重量的0.02%到0.4%;和h)形成乳狀液的水相與油相的重量比為約20∶1到70∶1。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所說的吸收物，其中，除了有相對(duì)地不透液的底片外，該物品還包含有一個(gè)基本能透液的頂片，而且，其中吸收聚合泡沫材料存在于吸收芯結(jié)構(gòu)中，這種吸收芯結(jié)構(gòu)安置在所說的相對(duì)地不透液的底片和基本上能透液的頂片之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所說的吸收物，其中，吸收聚合泡沫材料的結(jié)構(gòu)是柔軟的，柔軟程度達(dá)到使它有至少一圈的彎曲值。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的吸收物，其中，這種物品的吸收芯包含有吸收聚合泡沫材料和附加的從纖維質(zhì)纖維、聚合凝膠劑顆?；蚶w維以及這些附加組分的混合物中選出的組分。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的吸收物，其中，在吸收芯中的吸收聚合泡沫材料在37℃條件下自由吸收能力是每克干泡沫材料至少吸收約12mL的具有表面張力為65±5dynes/cm的合成尿;而且，在37℃和5.1kPa封閉壓力持續(xù)15分鐘的情況下，這種吸收聚合泡沫材料對(duì)所述合成尿的吸收能力至少是其自由吸收能力的約5%。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所說的吸收物，其中，該物品的吸收芯具有多層結(jié)構(gòu)，所說的芯有一個(gè)包含有從木漿纖維和加強(qiáng)的、彎曲的、卷曲的纖維質(zhì)纖維中選擇出來的纖維質(zhì)纖維的頂層，這個(gè)頂層占所說的聚合凝膠劑物品頂層重量的0%到10%;進(jìn)一步，所說的吸收芯還有一個(gè)含有吸收聚合泡沫材料的底層。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所說的吸收物，它用作一次性的尿布，其中A)所說的頂片與所說的吸收芯的一面是共同延伸的;B)所說的底片與被頂片所蓋著的芯面的相對(duì)芯面是共同延伸的，而且該底片比芯寬，因此，它可以提供超過芯的底片邊緣;和C)所說的吸收芯是計(jì)時(shí)水漏形的。
21.一種壓扁了的聚合泡沫材料，一旦與含水體液接觸就會(huì)膨脹，因此，可以用作吸收所述體液，所說的聚合泡沫材料的特征在于它含有一種交聯(lián)開孔的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是親水的、柔軟的和不水解的，它的毛細(xì)抽吸比表面積為0.5至5.0m2/g，進(jìn)一步地，這種結(jié)構(gòu)占?xì)堄嗟牟蝗苡谒娜闋钜褐亓康募s0.5%到20%和占毒物學(xué)上可接受的吸水的水合的鹽重量的約0.1%到7%;更進(jìn)一步地，所說的結(jié)構(gòu)有A)在其壓縮狀態(tài)下，ⅰ)按聚合泡沫材料重量計(jì)的約4%到15%的水含量;ⅱ)0.08到0.3g/cm3的干基密度;和B)在其膨脹狀態(tài)下，ⅰ)12到100mL/g的孔隙容積;ⅱ)抗壓縮變形，使得當(dāng)這種結(jié)構(gòu)用具有65±5dynes/cm的表面張力的37℃的合成尿飽和到它的自由吸收能力時(shí)，施加5.1kPa的封閉壓，在變形15分鐘后，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生5%到95%的壓縮應(yīng)變;ⅲ)在所說的合成尿中飽和到它的自由吸收能力時(shí)的干基密度是在它被壓縮狀態(tài)下的干基密度的9%到28%。
22.一種特別適用于吸收和保留住含水體液的吸收物，所說的物品包含有A)一個(gè)相對(duì)地不透液的底片;和B)一種與所說的底片結(jié)合的吸收聚合泡沫材料，這種吸收聚合泡沫材料安置在所說的底片與物品穿著者液體排泄部位之間;所說的吸收聚合泡沫材料包含有根據(jù)權(quán)利要求21所述的壓縮了的聚合泡沫材料。
全文摘要
這里公開的是吸收泡沫材料，這種材料適合于用作或用在吸收物品的吸收芯中，如吸收和保留住含水體液的尿布。這種泡沫材料含有親水的、柔軟的開孔結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)最好通過聚合高內(nèi)相(HIPE)油包水乳狀液而制備；這種泡沫材料具有約12到100ml/g的孔隙容積，和約0.5到5.0m
文檔編號(hào)A61F13/56GK1070922SQ9211063
公開日1993年4月14日 申請(qǐng)日期1992年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月12日
發(fā)明者T·A·迪斯馬萊斯, K·J·史東, H·A·湯普森, G·A·楊格, G·D·拉馮, J·C·戴耶 申請(qǐng)人:普羅格特-甘布爾公司