CN1067180A - 含有特定微粒粒度分布的超级吸收水凝胶成型材料的吸收结构 - Google Patents

Abstract

公开的吸收结构中含有超级吸收性能材料或一 种微粒材料组合物。微粒材料组合物包括与无机粉 末相混的，由溶解聚合方法制成的，特定的相对窄的 微粒粒度分布的超级吸收性能水凝胶成型材料微 粒。超级吸收性能微粒的粒度，应当是在其经受过筛 测试时，至少占其重量70％的微粒通过297微米筛 孔的美国标准50目筛，而留在88微米筛孔的美国 标准170目筛中。无机粉末例如非晶二氧化硅与超 级吸收性能材料的混合量是每100份超级吸收性能 材料中有0.1—5份之间的无机粉末。本发明的吸收 结构适用于各种一次性用的吸收物品，如尿巾、成人 不自禁排液的垫巾及类似物。

Description

本发明涉及含超级吸收性能的水凝胶成型材料微粒的吸收结构。本发明的这种结构特别适用于诸如尿巾、成人不自禁排液用垫巾或者类似的一次性用吸收物品。更具体地说，本发明涉及的这种吸收结构具有混合了无机粉末和特定微粒粒度分布的超级吸收性能的水凝胶成型的材料。

在此，“超级吸收性能水凝胶成型材料”一词，是指基本不溶而吸收水的聚合物的成份。它们能吸收与它们的重量相比大量的液体，例如水和人体排出液，并且能够用水凝胶成型。这些材料通常还能在中等压力之下保持其所吸收的液体。超级吸收性能水凝胶成型材料还可采用其他名称如“超吸收材料”（Superabsorbent  materials），“水解胶体”（hydrocolloids），或“吸收凝胶材料”（absorbent  gelling  materials）

这种超级吸收性能水凝胶成型材料的吸收特性及其成本使其非常适宜作成吸收物品，特别是如一次性使用的尿巾之类的用后即弃的吸附性物品。将超级吸收性能的水凝胶成型材料微粒用于吸收物品的实例披露在1972年六月十三日授予哈帕等人（Harper  et  al）的美国专利US-3，699，103及1972年六月20日授予哈蒙（Harman）的美国专利US-3，670，731之中。

某些一次性用的吸收物品的情况，要求生产一种更薄的产品。这些较薄型的产品具有让使用者舒适和感觉良好等优点。生产更薄产品的一种方法是在保持该产品整体贮液能力的同时，减少该产品吸收芯内的纤维重量成份并同时增加该芯内超级吸收性能的水凝胶成型材料微粒的数量。

然而，对含有超级吸收性能材料的吸收物品（特别是含有高密度的超级吸收性能材料的那些物品例如按重量算大于或等于25%的）历来的处理办法是在超级吸收性能材料结合进吸收物品和该吸收物品液体吸收及扩散率之间进行协调。一次性用吸收物品含有超级吸收性能的水凝胶成型的材料微粒的标准散粒粒度分布（特别表现在高密度的那些材料），这造成一种限制即其液体吸收率会比具有一般毛细管纤维网络的那种要低得多。“液体吸收率（fluid  uptake  rate）”一词指的是液体被吸进该吸收物品内一个方向上的比率，即进入该吸收物品该平面（即，在Z方向上）。这在超级吸收性能水凝胶成型材料微粒具有相对大的平均颗粒尺寸的情况下特别真切。

这种吸收物品的液体吸收率能够基本上通过减小产品中超级吸收性能材料微粒的平均尺寸而增加。可是，当很小的颗粒（或“细粉”）与液体接触胀大时，这些颗粒在纤维网络中结合时则很容易压进该网络交织的毛细管中。这种胀大的，或部分胀大的细粉也会形成大量的通过液体的表面张力聚集一起的凝胶体，从而形成一个凝胶的隔层。无论哪种情形，由于该纤维网络或由该凝胶块阻塞了液流通道，通过该结构的液流阻力增大从而引起渗透力明显降低。这些大大妨碍该吸收结构的平面（在x-y平面）内液体传送的现象一般被称之为“凝胶阻塞”。还有因为这样的吸收物品不能快速或有效地处理液体（即，吸入、扩散并储存液体），则可能会增加产品失效的可能性。

已有许多旨在把超级吸收性能材料结合进吸收物品以解决此类难题的努力。例如公开于1985年11月10日，以凯林博格（Kellenberger）等人名义申请号为0339461的欧洲专利申请中就描述了指导选择与吸收产品的微孔尺寸有特殊关系的超级吸收性能材料的粒度的一种努力。以凯林博格等人的名义（Kellenberger，et  al），在1987年10月13日公开的美国专利US-4，699，823中，对超级吸收性能材料在吸收层的至少一部分的厚度上以正密度梯度分布作了指导。对颗粒粒度作出指导的其他努力尚见于例如美国专利4，105，033（发明人查德基等人Chatterjee，et.al.）。在各种文献中提及颗粒粒度的其他专利还有，例如麦斯克等人（Mesek，et  al.）的美国专利US-4，102，340;迈克法兰等人（Mc-Farland，et  al.）的美国专利US-4，604，313及牙马萨克等人（Yamasaki  et  al.）的美国专利U-4，666，975。

已作出指导其他努力还有通过诸如把无机粉末或其他材料添加到该超级吸收性能材料微粒之中，用以改进该超级吸收性能材料微粒的各种特性的尝试。这种努力的某些实例在杜臣（Duchane）的美国专利US-3，932，322;卡密（Karami）的美国专利US-4，055，184;苏巴木图等人（Tsubakimoto，et  al.）的美国专利US-4，286，082;及麦克雷等人（Mckileg，et  al.）的美国专利US-4，500，670中均有描述。

然而，此前未见一个表现出有足够的理解并谈及有关在x-y平面和在Z方向上的液体传送率相关的问题。

本发明提供的高性能吸收结构含掺有无机粉末的，特殊的，相对窄的超级吸收性能水凝胶成型材料微粒粒度分布。根据本发明的吸收结构特别适用于用后即弃的吸收物品。

本发明的吸收物件包括一个液体可透过的上层，一个与上层联接的液体不能透过的下层以及一个位于上下层之间吸收芯部。该芯至少部分地包括一个根据本发明的吸收结构。该吸收结构包括一个主结构和一种微粒材料组合物。该微粒材料组合物基本上包括不溶而吸水的，水凝胶成型的，通过掺入一种无机粉末经溶解聚合方法制成的聚合材料。该聚合材料微粒具有这样的粒度，在该聚合材料微粒按下述过筛试验作测试时，至少要有按重量的大约70%的微粒通过按美国标准的有297微粒筛孔的50目筛而留在有88微米筛孔的170目筛内。该无机粉末最好是细的非晶二氧化硅。它与该聚合材料微粒混合时，按聚合材料微粒重量大约是0.1%至5%之间的一个量进行。

在一个最佳实施例中，该聚合物微粒的密度分布，按在此所述的重量百分比分析，所选择的吸收芯上的至少一个25cm²的部分上，该聚合物材料微粒的重量在大约25%至大约90%之间。

可相信本发明克服了含超级吸收性能水凝胶成型材料的吸收结构的许多液体处理的局限。

虽不指望与任何特殊理论相联系，可以相信，超级吸收性能材料的大颗粒不能提供适当的液体吸收率，这种能力的缺乏是由于该大颗粒超级吸收性能材料的表面与质量比特性小所致。

该表面积对质量比及有关的液体吸收率基本上能够通过该散装的超级吸收性能材料成份中微粒的平均尺寸的减小而增加。因为体现在本发明的该吸收结构中的窄的微粒粒度不含有大颗粒。本发明的这些吸收结构能迅速吸收并贮存液体。此外，由于很细的超级吸收性能材料微粒数量的减少，对散装微粒粒度分布，该液体扩散率会得到显著改进。

虽则同样不与什么理论相干，可以相信向超级吸收性能材料微粒内添加无机粉末会因一种或多种机理使该液体处理率进一步增加。无机粉末可增加超级吸收性能材料微粒的有效凝胶强度。该无机粉末可转换或附加起到一种表面活化剂的作用，促使增加液体的扩散。该细微的无机粉末的高的比表面积（表面积/单位质量）也能提供使液体传送通过这些吸收结构更大的驱动力。其他机理也是可能的。

虽然说明书所附权利要求中特别指出并明确限定了本发明范围，可以相信结合附图的下列说明对本发明会有更好的了解。其中，

图1是根据本发明的一个带层的吸收结构放大的横截面局部视图;

图2是根据本发明的一次性用尿巾的平面视图，其中大部分上层已被切除以更清楚地显示该尿巾中上层下面的吸收芯（本发明一种吸收结构的实施例）;

图3是图2中沿3-3剖面线仅包括一次性用尿巾的吸收芯的纵向剖视图;

图4是图2中沿4-4剖面线仅包括一次性用尿巾的吸收芯的横向剖视图;

图5是图2所示一次性尿巾中作吸收芯的本发明一种吸收结构的透视图;

图6是本发明的另一种双层吸收芯实施例的透视图;

图7是图6中沿7-7剖面线的该双层吸收芯的剖面图;

图8是按本发明的再一个吸收芯实施例的平面视图;

图9是本发明的吸收芯的第三个实施例的透视图;

图10是含有图9所示吸收芯的本发明的一种一次性用尿巾的切开的透视图;

图11是根据本发明的一种吸收芯的顶视图的一部分用以显示可获区域内一种形状的一个实施例;

图12和图13是用于该要求的吸收测试方法的装置的示意图;

图14A和B是本发明中用来表示有关液体处理不同方面的放大的示意图;

图15是一种图解说明，描述了按重量以50%的超级吸收性能材料/50%的纤维素纤维结构的超级吸收材料的各种微粒粒度分布的液体处理能力;

图16表示的是以图解形式描绘在表4中的例1～3和例C¹～C³比较的数据。

本发明的各种吸收结构可被用于许多一次性使用的吸收产品中。

这些本发明的吸收结构含有或是超级吸收性能材料的微粒，或是一种微粒材料的组合物。该微粒材料组合物包括混有少量的一种无机粉末的超级吸收性能的水凝胶成型材料。本发明的吸收结构中采用的超级吸收性能材料有一种特殊的，相对窄范围的微粒粒度分布。

本发明的吸收结构比具有超级吸收性能材料的标准散装微粒粒度分布的微粒有更高的液体吸收和扩散率。它也比单独含有超级吸收性能材料的吸收结构（以相同微粒粒度分布）有更高的液体吸收和扩散率。此处所用的“标准散装微粒粒度分布”一词是指在可以从普通超级吸收性能材料供应商那里得到的典型范围内的那些种类的微粒粒度。

1.本发明的微粒材料组合物和吸收结构

A.微粒材料组合物

该微粒材料组合物包括混合少量的一种无机粉末的超级吸收性能的水凝胶成型材料的微粒。

用于本发明的这种超级吸收性能的水凝胶成型材料是基本上不溶而吸收水的聚合材料，它能够吸收与其重量相比大量的液体例如水和人体渗出液，并且在此过程中水凝胶成型。这些种类的材料通常能够在中等压力下保持这种吸收液体的能力。超级吸收性能的水凝胶成型材料可采其他名称，例如简称“超级吸收材料”，“聚合物材料”，“水解胶体”或“吸收性的凝胶材料”。用于本发明的超级吸收性能的水凝胶成型的聚合物材料的类型可在广泛范围内变化。

本发明所采用的最佳超级吸收性能的水凝胶成型材料具有一种吸收能力（由此后提及的试验所测定），即每克这种超级吸收性能材料（指干燥状态）至少能吸收大约18～20克，最好至少能吸收大约25克的人造尿。典型的是本发明所用超级吸收性能水凝胶成型的材料应具有每克超级吸收材料吸收大约30克至40克人造尿的吸收能力。具有这个范围内吸收能力的超级吸收性能水凝胶成型材料特别适用于吸收结构和吸收物品上，因为它们在模拟使用状态的中等限制压力下能保持住相对大量的人体排出液例如尿。

适用于本发明的某些一般类型的适当的超级吸收性能的水凝胶成型的聚合物材料，以及其制作方法，（不限于在此所述的特定微粒粒度分布），于1988年4月19日再颁发的，再授予勃朗特等人（Brandt，et  al.）的题为“用于吸收结构的水凝胶成型聚合物的组份”的再颁美国专利Re-32649中，有非常详细的说明。

适用于本发明的一般微粒类型也可以是在下列美国专利申请中被称作“初级粒子”微粒的那样的微粒：系列号07/502，942题为“具有颗粒间交联凝集的细小初级粒子的颗粒聚合物的组成”，申请人名为卡罗路等人（Donald  Carroll  Roe.et  al）;系列号07/503，393题为“多孔的有吸收能力的聚合物的宏观结构及其制造方法”，申请人名为卡罗路·爱德;系列号为07/503，499题为“含有颗粒间交联凝集的聚合物的组成的生产方法”，申请人名为法兰克·亨·拉曼等人（Frank  Henry  Lahrman）;系列号07/503，500题为“含有颗粒间交联凝集的吸收件”，申请人名为查理斯·琼勃格等人（Charles  John  Berg）;系列号07/50351题为“含有颗粒间交联凝集的吸收物品”申请人名为法兰克·亨·拉曼等人;系列号07/503506题为“含有颗粒间交联凝集的颗粒状有吸收力的聚合物组成”申请人为查理斯·琼·勃格等人，全部的申请日为1990年4月2日。这些悬而未决的专利申请中都可汇集为“内部有微粒交联凝集”的专利申请。勃朗特等人公开的专利及所有这些悬而未决申请一同引列在此以供参考。

该超级吸收性能水凝胶成型的材料微粒最好是能采用在前提到的内部微粒交联凝集的专利中所描述的经表面处理的。这样，该超级吸收材料微粒可按在1989年4月25日授予阿列克山大等人（Alexonder）的美国专利US-4824901中所述的方法进行表面处理，引此公开专利以供参考。若经表面处理，该超级吸收材料颗粒最好是如下列两篇美国专利中描述的那种可交联的表面，它们是在1987年5月19日授予苏巴克莫托等人（Tsubaktmoto）的题为“有吸收力的物件”的美国专利US-4，666，983;和1988年3月29日授予苏巴克莫托等人的题为“吸水剂”的美国专利US-4，734，478，将其列此以供参考。如苏巴克莫托在，983专利中所述，该超吸收材料微粒可通过施用一种表面交联剂到这些微粒之上并且该表面交联剂与在该微粒表面上的聚合物再进行反应而使之表面交联。

在前述的授予勃朗特等人的专利中说明了该超级吸收性能水凝胶成型材料的最好的聚合材料具有一个羧基。这些聚合物包括有水解淀粉丙烯腈接枝聚合物（starch-acrylonitkile  graft  coplymers），.部分中和的淀粉丙烯腈接枝聚合物，淀粉丙烯酸的酸性接枝聚合物，部分中和的淀粉丙烯酸的酸性接枝聚合物，皂化的乙烯醋丙烯酸酯聚合物，水解丙烯腈或丙烯酰胺聚合物，任何上述聚合物的稍作网络交联的产品，部分中和的聚丙烯酸，以及部分中和的聚丙烯酸稍作网络交联的产品。这些聚合物既可以单独使用，也可以两种或多种的单体化合物或类似物相混合的形式使用。这些聚合物材料的例子公开于下列的美国专利之中：US-3，661，875;US-4，076，663US-4，093，776;US-4，666，983和US-4，734，498，列此以供参考。

用作超级吸收性能水凝胶成型材料微粒的最佳聚合材料是部分中和的聚丙烯酸和淀粉的衍生物稍加网络交联的产物。最好该微粒占大约50%至大约95%，最佳占大约75%的中和的，稍经网络交联的聚丙烯酸（例如，聚丙烯酸钠/聚丙烯酸）。

该聚合物材料的各种颗粒可用任何传统方法制成。典型和较好的生产微粒的加工方法公开于下列专利之中：1988年4月19日再授予勃朗特等人的美国再颁专利Re-32，649;1987年5月19日授予苏巴克莫托等人的题为“吸收物体”的美国专利US-4，666，983以及1986年11月25日授予苏巴克莫托等人的题为“交联聚合物吸收产品的方法”的美国专利US-4，625，001，列此以供参考。

制成该聚合物微粒的较佳方法为包括有水溶或用其他溶液溶解聚合反应物的那些方法，这些方法与逆相聚合相反（后者也被称为“逆相聚合”或“乳化聚合”）。如上面引述的美国再颁专利Re-32，649中所述，水溶聚合反应包括利用一水溶再反应混合剂施行聚合反应，制成该微粒。

该超级吸收性能水凝胶成型的材料结合进本发明的吸收结构是成一种微粒形式。“微粒”一词用在这里的意思是该超级吸收性能水凝胶成型材料是以被称之为“粒子”的离散个体形式存在的。这些粒子可包括有晶粒状体、粉末，球体，团粒体或烧结块。但是这里所述的粒子典型是指大的非聚集的。这些粒子可有任何所要求的形状，例如立方体、多面体、球形体、圆状、三解形、不规则的，或无规律尺寸的不规则形状（例如，由研磨或粉碎步骤生产的粉状产品）。

超级吸收性能水凝胶成型材料的微粒的粒度分布至关重要的一点在于其吸收结构的性能。这在含有相对高的密度的超级吸收性能水凝胶成型材料微粒的吸收结构的情况下尤其如此。该超级吸收性能材料的微粒对液体的吸收和扩散率的影响，由于它有较少纤维，对任何吸收液体的不利影响有补偿作用，并且有由超级吸收性能材料产生的储存能力，从而使超级吸收性能材料微粒在高密度时，其液体的吸收和扩散率明显增加。

超级吸收性能水凝胶成型的材料的大颗粒胀大很慢并明显降低了液体吸收率（即其中液体在Z方向上被吸入该吸收结构中的比率）。非常小（或称“细小”）则倾向膨胀太快，从而容易被压进毛细管空间，降低该结构的渗透性并极大地削弱了通过该结构的液体扩散速度，特别是在x-y平面上的。还有高密度的细微粒常能聚结成一种凝胶块，其对液体扩散起一种隔板作用。这些是在前提及的与细微粒相关的所谓“凝胶阻塞”现象。

以上提到的由大的和小的颗粒所产生的液体处理过程的局限，可通过在含有超级吸收性能水凝胶成型材料的吸收结构中采用特定的、相对窄的微粒粒度分布，可显著减少或排除。不指望与特殊理论相联系，但可以确信，一件吸收物品的潜在液体吸收率很大程度取决于颗粒平均尺寸的大小。这之所以确实是因为该液体吸收率依赖于该超级吸收性能水凝胶成型材料的每单位质量的整个表面积。颗粒尺寸的这个范围（或称粒子粒度的“分布宽度”）对该结构的潜在液体吸收率和扩散率两方面都有影响。理想地说，颗粒粒度分布宽度应当是非常小的。

本发明所涉及的采用的颗粒粒度分布集中在大约100～300微米范围内，平均颗粒尺寸在大约125～250微米内则更好。该宽度应当是这样的，即至少有大约95%的颗粒其平均颗粒尺寸是在100微米以内，（但上述范围的下限的该平均颗粒尺寸在50微米以内）。该最佳实施应包括至少大约95%重量的超级吸收性能水凝胶成型材料其平均颗粒尺寸是在75微米以内（并且上述范围的下限在50微米以内）。

用于本发明的超级吸收性能水凝胶成型材料的特定的粒度分布能够采用颗粒的实际尺寸表示。一种适于测定该颗粒实际尺寸的方法在上面列出供参考的几篇颗粒间交联凝集的专利申请中有更详细的说明。然而，这种实际颗粒尺寸的测定可能会是一个相对复杂的过程，因为这种颗粒可能有不同形状和尺寸。因此，为简化起见，本发明的吸收结构中的颗粒尺寸以另外方式表示。

为了本发明的目的，本发明中“颗粒尺寸”一词定义为根据在此详述的筛分试验被一种筛选尺寸分析所确定的颗粒的尺寸。如所述的那样，一种微粒的样品筛选，并记录其结果。应当理解，颗粒不是球形的，这种过筛试验可以确定的仅只是一种特定一定尺寸的微粒粒度。然而，这样的一种筛选尺寸分析的结果，却可完全规定了用于本发明目的的颗粒粒度。这种过筛分析结果可以依据两个所用筛子特性通过二等效的当量来表示。

表示该颗粒大小的一种方法是依据筛的孔眼尺寸。例如，被保留在149微米孔眼尺寸的一面筛内的一个颗粒原则上被认为是用于本发明目的的具有大于或等于149微米尺寸的一个颗粒。通过了297微米筛孔的筛并保留在149微米筛孔筛上的一个颗粒被认为它具有的颗粒粒度是在149和297微米之间。通过149微米筛孔筛的一个颗粒认为其颗粒粒度小于149微米。

依据筛选分析结果表示颗粒粒度的另一种方法是所用筛的标号。例如，通过美国标准50目筛而留在美国标准100目筛内的颗粒被认为是粒度为50/100目的颗粒。本发明最佳实施例中，所用特定颗粒粒度分布包括如下：

35/170目，35/140目，35/120目，40/100目，40/120目，40/140目，40/170目，50/170目，50/140目，50/120目，50/100目，45/120目，45/140目，45/170目，45/100目，60/100目，50/70目，60/80目。70/100目，但不限于此。在最佳实施例中采用的颗粒粒度分布有：

50/100目，50/120目，50/140目，50/170目，45/120目，45/140目，60/100目，60/120目，50/70目，60/80目。

上述两种方法之一描述的结果通过参照筛尺寸规格则不难以另一种方式加以描述并确定其相应值。这样的一种表可见帕雷化学工程手册第六版的表21-6（迈克-里尔书籍公司，1984）第21-15页（Perry’s  Chemical  Engineer’s  Hand  book，McGraw-Hill  Book  Company  1984），列此以供参考。有关上述以筛孔尺寸表示的推荐颗粒粒度概括成下表。（但应明确，下列表中左侧栏中每个目数标号的较小数字相应于表中右侧栏中列出范围内的较大颗粒粒度）

表1.

以筛尺寸表示的颗粒粒度范围

以美国筛系列  以筛孔尺寸

表示的颗粒粒度  表示的颗粒粒度（微米）

35/170目  88-500

35/140目  105-500

35/120目  125-500

40/170目  88-420

40/140目  105-420

40/120目  125-420

40/100目  149-420

45/170目  88-354

45/140目  105-354

45/120目  125-354

45/100目  149-354

50/170目  88-297

50/140目  105-297

50/120目  125-297

50/100目  149-297

50/70目  210-297

60/120目  125-250

60/100目  149-250

60/80目  177-250

70/100目  149-210

众所周知，在大多数筛选分析中，一次试验中通过或是被留在一面筛内的一些颗粒在另一次相同试验中就不同样是这样。这可以由颗粒形状及其相对筛孔在每次测试中可能会有不同的定向引起。由于这个原因，所以该实验结果一般还可以颗粒的重量百分比形式表示，即一般通过一个尺寸的一个筛的颗粒和保留在第二个尺寸的一个筛内的颗粒。本发明中，最好不要有超过大约20%的，更好是不超过大约10%，而再好则是不超过大约5%重量的颗粒比50目的筛孔大而比170目筛孔小。

上述特定的颗粒粒度分布可用任何适当方法制备。这种特定颗粒粒度分布至少可以通过筛选的方法相对小量地制备。

以上述的任何特定的颗粒粒度分布的超级吸收性能材料微粒均可与一种细小无机粉末相混合。典型的方式是该细小无机粉末粒子可粘附到聚合物粒子的表面上，从而形成组合吸收颗粒，或松散地附着到该聚合物粒子上形成一种物理混合物。

这种细小无机粉末，或简称为“无机粉”可包括任何无机的粉末。适用的包括有：硅，二氧化硅，非晶硅，铝，二氧化钛，诸如高岭土和蒙脱土的陶土，在先提到的1981年8月25日授予苏巴莫托的美国专利US-4，286，082或是在1985年2月19日授予迈克林雷等人的美国专利US-4，500，670中所述的任何无机材料，或者前者无机材料的结合，但不仅限于此。二篇专利公布于此以供参考。（但是，这样的表达并不意味前述专利描述了本发明的这些吸收结构）在此所用的无机粉末最好包括细小的非晶硅，例如由日本的日本航空生产的AEROSIL  200的一种产品形式的非晶硅。

该无机粉的颗粒尺寸最好是小于大约1微米，更好是小于大约0.1微米。可以任何精密和可靠装置来测量该无机粉粒的尺寸。（但应明了由于无机材料粒子太小，一般不采用这里所说的筛选试验方法测量无机粉末的尺寸）

无机粉末最好以超级吸收性能材料微粒重量的大约0.1%至大约5%之间的一个量与该超级吸收性能材料相混合（如，每一百份中约0.1份至约5份的无机粉末）。无机粉末与该超级吸收性能材料微粒相混合，可在基本干燥的状态，或加水，其量按100份重量的超级吸收性能聚合物微粒中最多加到大约10份重量的水。

无机粉末能用任何适当方法与超级吸收性能材料微粒相混合。适当方法包括，在前提及的授予苏巴莫托的美国专利US-4，286，082和授予迈克林雷等人的美国专利US-4，500，670中所描述的物理混合方法，但不限于此。

此处超级吸收性能材料微粒和无机粉末的混合物被称为“微粒材料组合物”。若是该无机粉粒粘附到聚合物粒子的表面，它们可形成团粒或附聚物。“微粒材料组合物”倾向于包括所有聚合物颗粒和无机粉的混合方案，包括这些聚集体，在聚集体情况下该微粒材料组合物中粒子称之为“组合的吸收粒子”。

与不掺有上述无机粉的超级吸收性能材料的吸收物品相比较，该微粒材料组合物使吸收物品具有一定的有益的性能。当该微粒材料组合物被实际做成吸收结构时，其有益的性能最明显。

此外，所述的特定颗粒粒度分布会使吸收结构具有增加液体处理速度。把无机粉末添加到具有特定限制的颗粒粒度分布的粒子中，对这种吸收结构的液体处理速度提供增大的附加增益。与仅仅含有超级吸收性能材料大块颗粒粒度分布（例如，不添加无机粉）的吸收结构相比较，上述优点很明显。与仅仅含有超级吸收性能材料（以所述特定颗粒粒度分布）的吸收结构相比较，该优点也是明显的。

该无机粉末的使用也使颗粒粒度有一个较宽的范围用于吸收结构当中。所获得的结果和不掺合无机粉的更严格限制的颗粒粒度分布的超级吸收性能材料粒子的吸收结构所获得的结果相似。

由该组合的吸收结构获得的益处可从具有许多不同密度的超级吸收性能材料的吸收结构中发现。然而，在含有高密度的超级吸收性能材料微粒（例如，若该吸收物品的某部分具有的超级吸收性能材料密度按重量大于或等于25%）的吸收结构中，这些好处尤为明显。在吸收结构中超级吸收性能材料微粒具有甚至更大密度（如重量的50%）时，会进一步增加好处。

B.本发明的吸收结构

上述超级吸收性能材料或颗粒材料组合物能够与其他材料结合，制成诸如在图1至11中所示的改进的吸收结构。本发明的吸收结构将在此结合其在吸收物品中的应用加以描述，不言而喻，潜在的吸收结构的应用不应限于这里所描述的特定吸收物品。

本发明的吸收结构是能吸收并保持液体的物品。这些液体可以是，但不限于水和某些人体渗出液。当吸收结构用于下面第二部分中所述类型的吸收物品时，吸收结构一般是可压缩的，舒适而不刺激皮肤的。

用来构成本发明吸收结构的材料可采用任何结构的形式，它能提供在其结构元件之间传送液体的结构。在此所用的“结构元件”一词是指可组成这样一个结构的单个的纤维，纱，线，疏松粉粒及其类似物。

本发明典型的吸收结构至少部分地包括有某类型的主结构。在此所用的“主结构”一词是指超级吸收性能材料或微粒材料组合物，当其用进一种吸收结构时，可被固入或散置，或散布其上的那种结构或基体。

该主结构典型地限定了本发明的吸收结构的尺寸。因此，当或是超级吸收性能材料或是微粒材料组合物中的任一种，以某种方式相对吸收结构分布时，它一般是以与该主结构相关的一种类似方法分布。

本发明的吸收结构最好包括一个主结构，例如一个网织物，条状物，或结合了上述该微粒材料组合物的纤维材料的其他基体。这些网络织物典型地包括有缠住团块的纤维（换言之，是纤维状的或纤维材料）。但应明白，对本发明的目的来说，没有必要限定一种吸收结构必须是以单层或层状材料形式的一种网织物或类似物。因此该吸收结构实际上可以是叠层物，网络物或是在此后提及的材料类型的几层或几个网络的结合物所构成。所以在此所用“结构”一词包括了“多种结构”及“多层”或“层状”等词。

各种类型的纤维材料均能用在本发明的吸收结构之中。适用于传统吸收产品的任何纤维材料也适用于在此所述的吸收结构。这些纤维材料的具体例子包括各种纤维素纤维，改性纤维素纤维，人造丝，聚丙烯，和聚酯纤维，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚脂长丝和短纤维DACRON）亲水尼龙（HyDROPIL）或是类似物。其他纤维材料包括醋酸纤维素，聚氟化乙烯，聚编氯乙烯，聚丙烯，聚醋酸乙烯酯，聚酰胺（如尼龙），双合成纤维，三合成纤维，及其基体，和类似物。但亲水性的纤维材料更好。

用在此处的“亲水性”一词是指当液体储入纤维时，纤维或纤维的表面可被浸湿。（就是说，不管该纤维是否实际吸收了液体或生成凝胶，若水或是水性体液迅速漫到或漫过该纤维的表面，则该纤维或其表面被认为是亲水的。）关于材料湿化技术的说明规定亲水性（及湿化）是依据有关液体和固体的接触角和表面张力。这在1964年美国化学学会出版物中由罗伯特·F·果德（Robert.F.Gould）编辑并拥有版权的题为“接触角，能湿度及粘附”一文中有详细的讨论，引此以供参考。

除了一些已提到的适用亲水纤维材料的实例之外，还有经亲水化处理的疏水性纤维。这些包括表面活性剂处理或硅处理的衍生的热塑性纤维，例如由诸如聚乙烯或聚丙烯，聚丙烯酸类，聚酰胺，聚苯乙烯，聚氨基甲酸乙酯及其类似物所派生。事实上，因其本身不良的吸收性，因此不能为传统的吸收产品提供良好吸收性能。网络的亲水化处理的疏水纤维，因为其良好的绳芯作用都可适用于本发明吸收结构中。这是因为纤维的这种绳芯作用与其本身纤维材料的吸收性相比，它说不上更重要，但是同样重要。这是因为本发明吸收结构中所用的该超级吸收性能水凝胶成型材料微粒有高的液体吸收率而缺乏凝胶阻塞性。疏水合成纤维当然也能用，但不那么好。

由于可用性和成本方面的原因，一般最好是把纤维素纤维用作上述吸收结构的亲水纤维材料。更好的是用一种叫“飞毛”的木质制浆纤维。

还可用于此处所述某些吸收结构之中的其他纤维素纤维材料是经化学硬化处理的纤维素纤维。最好的化学硬化处理的纤维素纤维是有那种硬化的、螺旋的，卷曲的纤维素纤维，它能够用一种交联剂由内部交联纤维素纤维生产。在此所述用作吸收结构的亲水纤维材料的各类硬化、螺旋，卷曲的纤维素纤维在下述专利中有更详尽的叙述;1989年4月18日授予狄尼等人的题为“含个体交联化纤维的吸收结构”的美国专利US-4，822，453;1989年12月19日授予狄尼等人的题为“个体交联纤维及其加工方法”的美国专利US-4，888，093;1989年12月26日授予何龙等人的题为“含少量残质的个体交联纤维的制作方法及其纤维”的美国专利US-4，889，595;1989年12月26日授予科舍等人的题为“个体交联纤维的制作方法及其纤维”的美国专利US-4，889，596;1989年12月26日授予伯本等人的题为“含个体硬化处理纤维的铺湿结构的制作方法”的美国专利US-4，889，597;以及1990年2月6日授予摩尔等人的题为“螺旋的化学硬化的纤维素纤维和由其制作的吸收结构”的美国专利US-4，898，642。每个公开的这些专利都可作参考。

纤维材料（或其他类型适用材料）和超级吸收性能材料或微粒材料组合物用在吸收结构中相对量能够被最普通地表示成该吸收结构的各成份的重量百分比。

为了简化和易于测量，此处所用的重量百分比只用该聚合物微粒重量，而不是用该微粒材料组合物的重量。采用这种规定还因为少量的添加的无机粉末重量如此之小以至使聚合物微粒重量接近于该微粒材料组合物的颗粒重量。

该吸收结构按吸收结构的重量最好含有大约5%至大约98%，更好是从大约10%至大约98%的聚合物（或超级吸收材料）的微粒。聚合物微粒的密度也能用纤维（或其他材料）对该聚合物微粒的重量比来表示。这个比值范围可在大约90∶10至大约2∶98之间变化。对于大多数吸收结构来说，最优的所有纤维对微粒的重量比是在从大约90∶10至大约15∶85之间的范围中。

超级吸收性能材料或微粒材料组合物可以基本均匀地分布。（完全分散）在整个吸收结构之中。如1986年9月9日授予保罗·T·威斯曼和斯蒂芬·A·高曼的题为“高密度吸收结构”的美国专利US-4，610，678中对普通超级吸收性能材料所作的描述那样，引此专利以供参考。

在其它吸收结构之中，该超级吸收性能材料或微粒材料组合物可按不同的重量比散布在吸收结构的不同区域和厚度上。例如，该纤维材料基体及超级吸收性能材料或微粒材料组合物可以只散布在吸收结构的某些部位。

超级吸收性能材料或微粒材料组合物可以变化地散布在各区域或部分之中，其中部分区域的微粒密度可比其他的一些区域或部所具有的密度更高。例如，1986年10月22日以杜克等人名义公开的欧洲专利申请，公开号为0，198，683，以及1987年11月13日授与凯林博格等人的美国专利US-4，699，823之中，公开了在吸收结构的至少一部分厚度上以正向梯度分布一种超级吸收性能材料的吸收结构。这样的一种分布可被用于本发明的吸收结构上。上述两专利引此以供参考。

不论在特定的产品设计中的超级吸收性能材料或微粒材料组合物分布的均布性如何，在本发明中至少在吸收结构的某部位上所要求的聚合物材料重量百分比是在大约5%至大约98%之间，最好是在大约10%至大约98%之间，更好是在大约25%至大约98%之间。该聚合物材料的重量百分比可以是落在上述范围之内的任何更窄的一个范围内。这些更窄范围包括有，在大约5%，10%，15%或25%，和或是大约70%，75%，80%，85%，或是90%之一所构成的范围，但不仅限于这些范围。用在本发明中的落入上述范围之内的某些特定聚合物材料百分比包括，重量百分比是：35%，50%和70%，但不限于这些重量百分比。

为了本发明的目的，一个吸收结构如果在吸收结构的至少一个25cm²的部分内能够发现其重量百分比是在附在后面的权利要求规定的重量百分比之内则认为是本发明的一种吸收结构。该25cm²部分按以下提供的确定超级吸收性能材料的百分比试验来选择。

重量百分比分析

通过模切该吸收材料的一个代表性部分，获得样品来测定该重量百分比。此处所用“代表性部分”一词指的是含有超级吸收性能材料，并具有吸收结构中含最大密度的超级吸收性能聚合物材料的部分为特征的该吸收结构的部分。

在区域内用一个可切下25cm²样品的模子切下该代表性部分。该模可以是任何形状只要该模切下的这块面积的尺寸不超过8.5厘米。

吸收结构代表性部分可取在给定的一个吸收结构各种不同位置。举个例子，若该吸收结构是在一件尿巾或其他吸收物品的芯部（或其他吸收构件），那末该代表性部分典型要选在该芯部的这样一个面积上，该面积可以限定在中心在该吸收物品的纵向中心线附近，并具有约2.5吋×10吋（大约6.4cm×25cm）尺寸的一个矩形面积范围内。

这个矩形面积定位要使该矩形面积的长边与该吸收物品的纵向中心线在同一方向上。该矩形面积的短边之一（此后提到时称其为“顶边”）紧邻该芯部的前端边。该芯部的“前端边”即是该吸收物品穿戴时对着穿戴者前方的该芯部的横边。矩形面积的这个顶边应与该芯部的前端边相隔大约1吋（约2.54厘米）的距离。然而，应当明白，尿巾或其他吸收物品的该代表性部分的部位，不只限于这种矩形面积。

取自该吸收结构的25cm²样品的部分为获得取样应彻底地切开。但若该吸收结构包括不只一个单层或区域（例如，仅举一例，如图中所示本发明的实施例的情形，其中在一个存贮层上具有一个测量层），应从这些夹层或区域内分别取样。

如果从这些层或区域内获得的一个取样包含有在特定重量百分比范围内的超级吸收性能聚合物材料，则认为该吸收结构是具有落入这种重量百分比范围内的一部分，这种情况不管其他层或区域是否还含有该特定重量百分比。上述的这个方法是想要采用一种合理的方法以获得该吸收结构的一个有真正代表性的样品，在争论中没有任何慎重的尝试，排斥一个给定的吸收结构的部分可以不落入附后的权利要求范围之内的。

在此描述的吸收结构的密度在几个方面还可能是重要的。在确定该吸收结构自身的吸收性能，以及其中可以采用这种吸收结构的物品的吸收性能方面，这是重要的。在此描述的该吸收结构的密度及其范围一般是从大约0.06克/厘米³至大约0.5克/厘米³，最好则是在大约0.08克/厘米³至大约0.35克/厘米³的范围之内。这些结构的密度值可由它们的基本重量和测量规计算而得。测量规在10克/厘米²的一个“轻”载荷下测量。该基本重量通过模切一个一定大小的样品并在标准秤上将样品称重得以测定。该样品的重量和面积决定该基本重量。该密度和基本重量值包括该微粒材料组合物的重量。

本发明的该吸收结构还能包括除了该纤维（或其他适当）材料及该微粒材料组合物之外的各种任意的材料。这些任意材料可包括例如液体扩散助剂，抗菌素，酸碱控制剂，气味控制剂，香水等。如果使用，这些任意成份一般不多于该吸收结构重量的大约30%。

在此所述的这种最佳的纤维性的吸收结构可通过能够提供一种由纤维和该超级吸收性能材料或微粒材料组合物的结合物所构成的网织物的任何工艺和技术来制造。这些吸收结构最好的制成方式是通过采用空气铺制一种基本上干燥的纤维和超级吸收性能材料或微粒材料组合物的基体，并且在要求或必要时，使产生的网络增加密度。这样的一种工序（用于不添加无机粉末的超级吸收性能材料微粒）在此先引用供参考的美国专利US-4，610，678中有更完全地描述。正如此专利所指示的那样，由此工序制成的气铺网络最好是由基本上不联结的纤维构成，这样的网络最好含有10%或更少的湿气成份。

在本发明的另一实施例中，该吸收结构可以包括一个含有至少一层或任意的两层或更多层的散布了超级吸收性能材料或微粒材料组合物的一种叠层。（一种分层的吸收结构）。这种叠层物最好由纤维材料的多层或网络物所构成。

此处所用的“纤维材料网络”一词指的是薄薄的一张具有两个大体平行表面的基本上连续的材料。虽然一个纤维材料的网织物不必是平坦或平滑的，但理论上它是，或可以是被铺放在一个大体呈平面的，在长、宽两个尺寸上无限伸展的两维布置。本发明的该层状吸收结构所用的纤维材料的网络的例子包括有许多纸和非编织材料。本发明中所用的这种纤维材料网络最好是吸收材料的网络，更好是吸收纸质的网络，最佳是吸收薄纸。纤维材料网络可全部为一种纤维材料或不同种类的纤维材料制成。

1986年3月25日授予泰莫斯·A·卡马，全德·A·杨及雷德·W·古克的题为“吸收叠层结构”的美国专利US-4，578，068中更充分地描述了几种类型的层状吸收结构，列此以供参考。制作这种叠层物的方法和装置在1985年11月5日授予雷德·W·古克和琼·A·依波斯特的题为“一种移动的多孔网络上均匀分布离散颗粒的方法“的美国专利US-4，551，191中进行了说明，引此以供参考。

如果本发明的这种吸收结构包括了一种叠层物，则该超级吸收性能材料或微粒材料组合物在这种吸收结构的至少一部分中，其分布的密度按该单纯聚合物材料重量算，或按每个吸收结构重量中的该微粒材料组合物算，最好是至少大约35%，更好的则是按该吸收结构重量算至少大约40%。

图1表示的是本发明一种叠层物的实施例，多层吸收结构70。本发明的多层吸收结构70有一上表面71和一下表面72。图1中所示的该更好的多层吸收结构70包括纤维材料的4个网织物：最上层网81，最下层网84及中间网82和83。该多层吸收结构70具有交界面86、87和88。在邻接网之间有该超级吸收性能材料或微粒材料组合物75，在每个交界面86，87和88处形成一个不连续层。如图1所示，该多层吸收结构70最好在该上表面71上进一步再有呈锥状凸起90并在下表面72上有相应的锥状凹台91。

本发明的多层吸收结构70中，纤维材料网织物最好脆弱地粘结在一起（即，粘结剂相对容易地破裂）。这种粘结基本上能够被微粒75存在的交界面的邻接网织物的接触面间纤维缠住。

超级吸收性能材料微粒或微粒材料组合物75可以各种不同方式固定在位。例如微粒75可以被纤维夹住在交界面86、87和88上。微粒75还可以几种不同方式被粘结在一层或多层网织物上。无论以哪种把微粒75固定在位，最好要使它们都能自由地胀大。这样将发挥所用超级吸收性能材料的最大能力。用以生产这种多层吸收材料的典型工艺在先前列出的供参考的美国专利US-4，578，065中有叙述。

本发明的多层吸收结构的另一个实施例是含有超级吸收性能材料或微粒材料组合物的一种“袋”。该袋可以是其中纤维网织物数为2的如上述的一种多层吸收结构。该纤维网沿其边缘互相连接，在该袋的中部形成一个大口袋。超级吸收性能材料的微粒或微粒材料组合物75被封装在该口袋的纤维网织物之间。这样该袋类似于一个茶袋，其中袋内的超级吸收性能材料颗粒可无约束地在袋内膨胀和吸收，该袋的纤维网最好还包括本技术领域内已公知的任何无纺材料。该无纺网络可热封外周;当然本技术领域内已知的将网封合一起的任何其他方法，例如粘结或超声波联结也可采用。

2.在吸收物品中采用该吸收结构

A.总论

本发明的这种吸收结构，例如吸收结构70，特别适用于吸收物品以及作为其内的吸收芯部，特别是一次性使用的吸收物品。

这里所用的“吸收物品”一词指的是吸收和保持人体渗出液或其他液体的各种物品。更具体地说此处所用的“吸收物品”一词一般是指贴靠穿戴者身体或靠近其身体放置用以吸收并保存由人体排出的各种渗出液。在此所用“一次性使用吸收物品”是指那些只用一次后就打算扔掉的那样一些物品（例如，整个一件新的吸收物品不准备再经洗浆或当作一件吸收物品复原或再使用，尽管该吸收物品的某些材料或其全部可以复原，再用或再生利用）。

一种吸收物品的最佳实施例的尿巾20示于图2之中。在此所用的“尿巾”一词是指由婴儿和残疾人围在穿着者躯干下部的一种穿着物。然而，应当明白，本发明当然也能用于诸如残疾人用的内衣、垫子，训练服，尿巾内衬，卫生餐巾，轻便手纸，手巾纸及类似物等其他吸收物品。

图2是本发明的处在其平展的非收缩状态（例如，除去全部弹性引起的收缩）的尿巾20的平面图。剖去该尿巾的一些部分以便更清楚地表示出该尿巾20的结构。尿巾20的本体表面20a（接触穿着者的部分）朝向图2的观察者。图2中尿巾20有一个前腰带部分22，一个后腰带部分24，一个腿根部分26和一个周边28。该周边28由尿巾20的外边限定。尿巾20的纵向边标号为30而端边标号为32。尿巾20还附有一个标号为34的横向中心线和标号为36的纵向中心线。

该尿巾20最好包括一个液体可透过的上层38，一个与上层38连接的液体透不过的下层40，位于上层38和下层40之间的一个吸收芯42（其中一个或多个吸收结构70可构成至少一部分）;弹性件44;及带子接头固定件46。该上层38，下层40，吸收芯42及弹性件44可用已知的各种结构装配在一起。

然而，一种更好的尿巾结构在1975年1月14日授予堪尼斯、B·倍尔的题为“一次性尿巾用的收缩边部”的美国专利US-3，860，003中有一般的描述。还有该一次性用尿巾的更好的结构方案在下列专利中均有描述：1989年2月28日授予默哈墨德·I·爱杰茨和泰德·L·伯莱的题为“有防漏结构带弹性盖的一次性用吸收物品”的美国专利US-4，808，178;1987年9月22日授予迈肯罗·I·罗逊的题为“有双搭绊的吸收物品”的美国专利US-4，695，278;1989年3月28日授予琼·H·夫尔曼的题为“有容袋的吸收物品”的美国专利US-4，816，025。均列此以供参考。

图2中所示尿巾20的最佳实施例中上层38和下层40是共同伸展的并具有一般比该吸收芯42更大的长宽尺寸。该上层38联接并铺放在该下层40上因此能形成该尿巾20的周边28。

尿巾20的各个前后腰带部分22和24，由尿巾边缘28的端边32向尿巾20的横向中心线34延伸。前后腰带部分22和24最好延伸大约为该尿巾20长度的5%。该腰带部分包括尿巾20的上部，在穿戴时，它环绕穿着者的腰部。该腿根部分26处于腰带部分22和24之间的尿巾20的那个部分。该腿根部分26包括尿巾20上的这部分，在穿着时，其位置在穿着者的两腿与该穿着者下躯干部被覆盖部之间。这样，该腿根部分26限定了一块尿巾20或其他一次性用吸收物品的典型的液体贮存区域。

上层38对穿着者是服贴的、感觉松软的和皮肤无刺激的。进一步说，上层38是透水的，允许液体迅速渗透过其厚度。一种适用的上层38可用一个范围广泛的材料来制造，例如像孔状泡沫材料，网状泡沫材料，带孔的塑料膜，天然纤维（如木质或棉纤维），合成纤维（例如聚酯或聚丙烯纤维）或是由天然和合成纤维结合而成的材料。上层38最好是由一种疏水性的材料做成，以使穿着者的皮肤与吸收芯42内的液体相隔离。

一种比较好的上层38是由标准长度的聚丙烯纤维构成，该纤维大约为1.5但尼尔，例如，WiLmington  Delaware的海尔考莱斯（Hercules）公司出售的Hercales型151聚丙烯。此处所用的“标准长度纤维”一词是指长度至少为15.9mm（0.62吋）的那些纤维。

可用来生产上层38的制造技术有多种。例如，上层38可以是纺织的，无纺的，纺丝粘合的，梳理的和类似物。最好的上层是梳理的，并利用纤维领域中对熟练人员来说熟知的方式热粘合。上层38的重量最好是大约18～大约25克/米²，机器方向的最小干拉强度至少为大约400克/厘米，机器横向的最小湿拉强度为55克/厘米。

下层40是不透液的，最好由塑料薄膜制成，当然也可用其他柔性的防水材料。此处所用的“柔性”一词是指材料柔顺，易于适应一般的形状和穿着者的身体。下层40可以防止吸收芯42上吸收和贮存的渗出液弄湿与尿巾20接触的衣物，如床单和内裤，下层40最好选用厚度大约为0.012毫米到大约0.051厘米的聚乙烯膜。

由Monsanto化学公司生产销售的膜8020是一种合适的聚乙烯膜。下层40最好经过压花和/或褪光处理，使其外表更像衣物。此外，下层40在防止渗出液渗透其厚度的同时，还能防止蒸汽从吸收芯42漏出。

下层40的尺寸受吸收芯42尺寸和所选用的尿巾精确设计支配。在一个最佳实施例中，下层40具有一个改进的砂漏形，它向远离吸收芯42的方向伸出，围着整个尿巾周边28上有至少大约为1.3～大约2.5厘米的最小距离。

上层38和下层40可用各种适用的方法联接在一起。此处所用的“联接”一词包括通过将上层38直接固定在下层40上形成的上层38和下层40直接联接的形式，和将上层38固定在一个中间结构上，中间结构再固定在下层40上面形成的上层38与下层40间接相联的形式。在一个最佳实施例中，上层38和下层40是通过连接方式例如粘接剂或其他本领域中公知的任何其他的联接方式在尿巾的周边28上直接相互联接起来的。上述的联接方式的实例可以包括一层均匀连接的粘接剂、有一定图形的粘接剂层或是粘接剂孤立的点或线的布阵。

带子接头固定件46典型的是加在尿巾20的后腰带区24上，以便将尿巾固定在穿着者身上。图2只示出了带子接头固定件中的一个。带子接头固定件46可采用本领域熟知的任何式样，如1974年11月19日授予凯尼·B·彼尔的美国专利US-3，848，594中所述的固定带。该专利列此以供参考。这些带子接头固定件或其他类型的尿巾紧固装置典型的是放在尿巾20一角附近的。

弹性件44设在靠近尿巾20的周边28，最好沿各纵向边缘30，这样弹性件44可以在穿着者的腿间牵拉和固定尿巾20。另外，弹性件44也可以设在靠近尿巾20的两个端边32或是其中之一端，以便不仅（或除了）形成一个腿围，还构成一个腰带。例如，1985年5月17日授予戴威·丁·肯威特和苏迈斯·F·欧斯特海格的题为“具有弹性可收缩腰带的一次性尿巾”的美国专利US-4，515，595中即提供了一种合适的腰带，列此以供参考。1978年3月28日授予凯尼·B·彼尔的题为“把分散的、经拉伸的弹性纤维连续地贴到一次性吸收产品的予先隔离部分上的方法和装置”的美国专利US-4，081，301中则给出了一种适合生产具有弹性可收缩件的一次性尿巾的方法和装置，列此以供参考。

弹性件44在弹性收缩条件下固结在尿巾20上，这样，弹性件44可在一般不受限制的形状上收缩或收拢尿巾20。弹性件44至少可以两种方式在弹性收缩条件下固定，例如，可以在尿巾20没有收缩的条件下，将弹性件44拉伸和固定;另外，则是尿巾20收缩，例如打褶，而在弹性件44处于放松即不受限制的条件下，可将弹性件44固定，并联接在尿巾20上。

在图2所示的实施例中，弹性件44基本上是置在尿巾20的腿根区26整个长度上的，弹性件44也还可以是布置在尿巾20的整个或其他适当的长度上，以便具有一个弹性收缩线。弹性件44的长度受尿巾的设计支配。

弹性件44可以有多种形状，例如，弹性件44的宽度可以在大约0.25毫米（0.01吋）到25毫米（1吋）或者更大的范围内变化;弹性件44可以包括单股弹性材料，或也可以包括多股平行或是不平行的弹性材料;弹性件44可以是矩形或弧形的。进一步说，弹性件44还可以按本领域中已公知的多种方式固定在尿巾上。例如，弹性件44可以各种粘接图形，用超声波粘合，热压方法封入尿巾20，或者只是简单地粘结在尿巾20上。

尿巾20的吸收芯42位于上层38和下层40之间。吸收芯42可以用多种不同的材料制成各种形状和大小（如矩形、砂漏形、不对称形等）。但是，吸收芯42总的吸收量应该与吸收物品或尿巾使用时所设计的承液能力相符合。进一步说，吸收芯42的尺寸和吸收能力也随穿着者从婴儿到成人的不同而改变。吸收芯42最好至少部分包括本发明某些实施例中的吸收结构（如吸收结构70），这种吸收结构包括纤维材料和超级吸收性能材料或本文所述的微粒材料组合物的混合物。

在尿巾20的一个最佳实施例中，有一个改进的砂漏形的吸收芯42，该吸收芯42的吸收结构最好是一个吸收结构70，它包括膨松的网织物，木浆纤维和超级吸收性能材料或在此配置微粒材料组合物。

在其他实例中，吸收芯42也可以只是包括超级吸收性能材料或在此所述的微粒材料组合物;或是一个包括超级吸收性能材料或微粒材料组合物多层的复合（包括在此描述的层叠物）;或是超级吸收性能材料或在此所述的微粒材料组合物连在一起用进同一产品的任何其他在本领域中公知的吸收芯构成。以下的美国专利中公开了所述吸收芯的结构：

1972年6月20日授予海尔曼的美国专利US-3，670，731;1972年6月15日授予劳尔门的美国专利US-3，669，114;1975年6月10日授予考克等人的美国专利US-3，888，257;1975年8月26日授予阿苏尔森等人的美国专利US-3，901，236;1978年7月25日授予麦塞克等人的美国专利US-4，102，340;和1985年2月19日授予比尼阿等人的美国专利US-4，500，315。这些专利列此以供参考。

采用超级吸收性能材料或微粒材料组合物的吸收芯42的一个实施例是在美国专利US-4，610，678中描述的吸收结构。该美国专利是1986年9月9日授予波尔T·威斯门和斯泰芬A·哥莱德门的，题为“高密度吸收结构”（但是威斯门等人的专利和后面提到的几个专利一样并不能直接导至此文中所说的特定的发明）。吸收芯42的另一个实施例是采用双层吸收芯，该吸收芯具有不对称形的上层和下层，其结构在1987年6月16日授予波尔T·威斯门等人的美国专利US-4，673，402，题为“具有双层芯的吸收物”中已有描述，上述专利列此以供参考。

图5示出了一个本发明所用的吸收芯42的一个特别最佳实施例。在该例中各部分的标号说明参见1989年5月30日授予门哥尼尔和卡尔里斯的美国专利US-4，834，735，题为“具有小密度、低基本重量组份的吸入区的大密度吸收件”。在该专利中公开的吸收结构具有贮存区和吸入区，吸入区每单位面积的平均密度和平均基本重量组份要低于贮存区中相应的值，使得吸入区可以有效、迅速地吸入人体排出的液体。上述美国专利列此供参考。

图5所示的吸收芯42最好通过把超级吸收性能材料或微粒材料组合物加入到卷吸纤维气流中制成，以使超级吸收性能材料或微粒材料组合物分布均匀。卷吸纤维气流经气铺成予制吸收芯的断面厚度。开始，该断面的厚度中，有一个大于贮存区58的基本重量的区域和一个小于吸入区56基本重量的区域。予制的吸收芯最好经压延，在辊隙固定的压延辊上至少使沉积区的厚度均匀，以有效地将吸收芯42增加密度。这样产生了相对于贮存区58来说，每单位面积的平均密度和平均基本重量都低的吸入区56。

B.一些改型实施例

图6和7是本发明吸收芯642的另一个最佳实施例。在图6和7所示的实施例中，吸入层674位于吸收结构670之上，从而形成双层吸收芯642。吸收结构670呈图2～5所示吸收芯42的形式（但形状有所不同）。在上述的美国专利US-4，673，402中较为详细地论述了一种双层吸收芯（尽管并不能直接导出在此说明的特定发明），列此以供参考。

图8进一步表示了另一种具有本发明吸收结构870的吸收芯842的实施例。吸收芯842为一改进了的砂漏形，且不对称于横向中心线。吸收芯842所分成的区域基本上相当于图2～5所示的吸收芯42的区域（前面提到的美国专利US-4，834，735中更详细描述了这些区域，可供参考）。但是在图8所示的实施例中，耳状区860和862及后部848的密度和基本重量与位于中心区864内的贮存区858的相应值是不同的。

在该实施例中，这种吸收芯842的成本降低了。因为耳状区和后部处去掉了不能明显增加防漏作用的多余材料（应当注意，全部或部分后部848和耳状部860及862也可以把厚度压延成薄于中心部864，使其平均密度等于或大于贮存区858中的相应值）。此外，虽然如图8所示，后部848最好包括耳状部，但也不一定非要这种耳状部。

图9表示本发明的又一实施例，其中的吸收芯942包括一个吸收结构970，该结构包括一个纤维材料的多层基体和一个纤维材料与超级吸收性能材料或微粒材料组合物75的混合物。吸收芯942上有一个贮存区958和一个成防尘层902形式的吸入/扩散层，1989年12月19日授予约翰·奥哥斯特弟的题为“具有防尘层的吸收芯”的美国专利US-4，888，231中对此已有描述，可供参考。在本实施例中，在吸收芯942的贮存区958和其他部分之间存在具有毛细梯度的更大面积，使得贮存区958，更具体地说，使超级吸收性能材料颗粒更有效的利用。

图10是本发明尿巾另一实施例的透视图，其中上层1002和下层1004之间装有图9所示的吸收芯942，从而构成了一次性尿巾1000。吸收芯942放置的位置最好是使防尘层902紧靠下层1004，这样吸收芯可以起到如美国专利US-4，888，231中所述的作用。

图11是本发明的又一个实施例，其中虚线所示的吸入区1156是“狐头”形的，（之所以如此称谓因为其形状似狐狸头的正视图），狐头形的吸入区1156可以在女性使用时增加液体的扩散。

在与上述不同的其他实施例中，吸收芯中纤维间孔隙的大小是可以变化的，而无需改变构成吸入区和贮存区的纤维的密度。例如，通过把软木绒毛纤维替换成至少大约50%，最好大约80%～100%的大致同样密度的硬木绒毛纤维，同时降低贮存区中软木纤维的软木绒毛纤维密度，能够用细小的硬木绒毛纤维尺寸来增益。由于硬木绒毛的孔隙尺寸小于软木绒毛的孔隙，所以上述增益是可以实现的。这样，在本发明的范围内，既使在各区域密度相同的情况下，也可以获得毛细势差。例如，吸收芯可以利用带有微孔结构的基本为软木浆的材料制成一个吸入区，由基本为硬木绒毛浆的材料构成一个贮存区。

使用过程中，穿着者先将尿巾的后腰带区24放在穿着者的后腰处，然后将尿巾20的其它部分放在穿着者的***，这样，前腰带区22就可经过穿着者的前身，带子接头固定件46最好固定在尿巾20朝外的表面上。

测试方法

以下测试要在23℃（73°F），相对湿度为50%的标准实验条件下进行。

A.吸收率

超级吸收性能水凝胶成型材料吸收率的测试是这样进行的，将超级吸收性能水凝胶成型材料放在一个类似“袋茶”的袋子里，将该袋子浸泡在大量的人工合成尿液中经过一规定的周期时间，然后，把袋子从合成尿液中取出，把它进行一规定的时间的离心处理。离心处理后，超级吸收性能水凝胶成型材料的最后重量减去开始（未浸泡尿液时）的重量值与开始时重量之比，即为吸收率。

袋子的材料由6cm×12cm切割模切割，然后将其沿纵向对折，两侧用T形棒状密封件封住，作成一个6cm×6cm的方袋。袋子所用的材料是1234级可热封材料，该材料可以从美国康涅狄格的汪德·劳克斯的Dexter公司的分公司购得。当然也可选用其他类似的材料。如果要能够留存住细小的颗粒，那么袋子所用材料的孔隙率应更低一些。袋子做好以后，在称重纸上放置称出0.2±0.005g的超级吸收性能水凝胶成型材料，再将该材料倒入袋中，随后封死袋子的顶（开口）端，再把一个空袋子的端口密封，以作称重空袋之用。在1，000毫升的烧杯中倒入大约300毫升人工合成尿液。

在本发明的测试方法中所用的特殊的人工合成尿液，本文中称为“合成尿液”。这种合成尿通常被称之为Jayco合成尿，从宾洲的CampHill的Jayco医药公司可以买到。合成尿的配方是：KCl：2.0克/升，Na₂SO₄2.0克/升，（NH₄）H₂PO₄0.85克/升，（NH₄）₂HPO₄0.15克/升，CaCl₂0.19克/升，MgCl₂0.23克/升，所有这些化合物均为试剂等级的，合成尿的pH值在6.0到6.4范围内。

先将空袋子浸泡在盛放合成尿的烧杯中，放有超级吸收性能水凝胶成型材料的袋（样品袋）水平旋转，使吸收材料均匀地分布在袋子中，然后，将样品袋平放在合成尿液面上，使其在不到1分钟的周期时间内变湿，随后将其全部浸泡60分钟。

第一样品袋浸入约2分钟后，再放入第二套样品袋。第二套样品袋与第一套样品袋一样，备有一个空袋和一个样品袋。每套样品浸泡了规定时间后，立即用夹子从合成尿中取出，然后将样品按后面所述的方法进行离心处理。

所用的离心机为Pelux  Dynac  Ⅱ型离心机，Fisher型号No.05-100-26，该机可从宾洲Pittsburgh的Fisher科学公司买到，当然也可选用其他类似的离心机。离心机上应装有一个可供直接读数的速度计和一个电制动器，离心机上还装有一个***的圆筒筐，筐的外壁高约为6.35cm（2.5吋），外径约为21.425cm（8.435吋）;内径约为20.155cm（7.935吋），在外壁的圆周上等间隔地分布有9排直径为0.238cm（3/32吋）的孔106个，筐底有直径为0.635cm的6个圆形排液孔，这些孔等间隔地沿筐底周边设置，外壁内表面到这些排液孔中心的距离为1.27cm（1/2吋），还可选用其他类似的圆筒筐。装到离心机上的筐，除制动外，转动时筐都要与离心机同步。

样品袋放置在离心筐中时，袋子的折叠端应朝着离心转动的方向，以便承受初始的离心力。空袋子放在相应的样品袋的任一端。第二套样品袋必须与第一套样品袋相对放置。第二空袋与第一空袋相对，以使离心机保持平衡。离心机开动，其转速迅速上升到稳定转速1，500转/分，一旦离心机稳定在1，500转/分，计时器定时3分钟，3分钟后离心机关闭，制动器制动。

第一样品袋和第一空袋分别取出、称重。对第二样品袋和第二空袋进行同样的过程。

每份样品吸收率（ac）的计算方式如下：

Ac＝[离心处理后样品袋的重量-离心处理后空袋的重量-干的超级吸收性能水凝胶成型材料的重量]÷（干的超级吸收性能水凝胶成型材料的重量）

这里所用的吸收率的值是两份样品的平均吸收率。

B.用过筛分析的方法确定颗粒粒度（过筛测试）

本发明吸收结构所用的超级吸收性能水凝胶成型材料颗粒的粒度是由摇动超级吸收性能材料代表性样品，然后使之通过一组不断减少筛孔尺寸的筛子来确定的。

测试过程如下：将100g超级吸收性能水凝胶成型材料有代表性的样品分成大致相等的4～8份。

然后将其中一份放到筛塔中。本测试所用筛子均为美国标准筛。筛塔应该具有与本测试相关各种筛孔尺寸的筛网。为分析下面的对比试例中大颗粒的分布情况，筛塔自上而下包括：一个标准20＃筛（筛孔841微米），一个标准30＃筛（筛孔595微米），一个标准50＃筛（筛孔297微米），一个标准100＃筛（筛孔149微米），一个标准325＃筛（筛孔44微米）和一个筛盘。

为分析下列试例中特定的、更小的颗粒分布（及权利要求书中所及之颗粒大小的分布），筛塔自上而下包括：一个标准50＃筛（筛孔297微米），一个标准70＃筛（筛孔210微米），一个标准100＃筛（筛孔149微米），一个标准140＃筛（筛孔105微米），一个标准170＃筛（筛孔88微米）和一个筛盘。

超级吸收性能材料的过筛部分是在SS-5型RO-TAP实验摇筛机上按制造商的说明过筛的。在Megrow-Hill图书公司1984年出版的第六版Perry化学工程师手册第21～19页的图21-17中给出了一个可供参考的RO-TAP摇筛机，列此以供参考。RO-TAP摇筛机上有一组筛子，筛子以一种近似手工摇筛的机械运动方式旋转和振动筛子。振动是通过一个类似锤形件敲击盖住筛塔的盖子中央的“软木塞”而形成的。

摇筛机，所有的筛子和筛盘可以从伊里诺伊洲Chicago的VWR科学公司买到。过筛的部分在如下的条件下振动10分钟：筛子振动器的敲击频率为140～160次/分，振动器应以大约为270～300转/分的速度摆动。试验起动时，摇筛机中心盖的软木塞应准确伸出0.48cm（3/16吋）。该过程之后，将留在各筛网和筛盘上的超级吸收性能材料称重并记录。

C.要求吸收能力的测试方法

该方法是由一种标准要求吸湿测试所组成。如荷兰阿姆斯特丹的Elsevier科学出版社B.V1985年出版的《吸收能力》第二章60～62页中描述了标准要求吸湿能力的测试。

图12和13简单表示了进行这种测试的装置，装置100是由一悬在架104上的方形样品筐102所组成。筐的内部尺寸是10.2cm×10.2cm（4″×4″），筐102的高度由齿轮机构106调整。样品筐正下方的贮液箱108放在电平衡器110上。平衡器110与计算机112相连。

根据所进行的实验不同，有两种不同类型可供用的样品筐。两种测试包括z向和x-y平面方向。不同的测试可用来测量吸收芯或其他吸收结构样品在不同方向上当液体流过样品时吸收液体的速率。所述的不同方向即为z方向和在x-y平面内的方向。

这里所用的“z方向”一词是指本发明的吸收物品20是这样放置的，即，若吸收物品20平放在直角座标系中，如图2中的摆法，则吸收物品20的织物面206便在x和y轴所形成的平面中（即水平面）。吸收物品的纵向和横向中心线在x-y平面内。在吸收物品是一平摆着的形状时，“z向”是垂直于吸收物品平放时其任意一个表面的。

z向的测试参见图14A，在z向实验中，筐102的10.2cm×10.2cm（4″×4″）的整个底是由一个粗线网114所组成。因此，如图12所示样品116与液体F接触。在这个实验中，只需使液体在垂直即Z向通过样品116的厚度。这一测试可以测出样品潜在的吸收率。

图14B所示为x-y平面的测试。在x-y平面实验中，网114只沿着样品筐底的边120放在一个2.54cm×10.2cm（1″×4″）的面积118上。样品筐底部的其他部分122则由防水的聚异丁烯酸树脂制成。样品筐与样品接触的各侧边也是由聚异丁烯酸树脂制成并不透水（在x-y测试和在z向测试中）。如图14B所示，这种测试需样品116先在z向吸收液体，然后使它在水平（x-y）面内传送至多7.62cm（3吋）。x-y平面的测试结果可以测定在可能的使用条件下，样品的液体扩散能力。吸收结构样品116在z向和x-y平面的测试是在限制加在样品116上表面负载为0.2psi的压力下进行的。

测试过程如下：首先，切一块10.2cm×10.2cm（4″×4″）吸收结构的样品，贮液箱108内加入大约6800毫升的合成尿，并放在测试装置100之下的电平衡器110上。然后将样品筐102降下，直到液面正好位于线网114顶面的附近为止。按所作的测试，一个10.2cm×10.2cm（z向）或一个10.2cm×10.2cm（x-y平面）的商业上可买到的双层Bounty牌纸巾124放在筐102底部的线网114上。在整个测试过程中。Bounty纸巾124可以使稠的液体与芯部样品116的底面相接触。

施加的重块126放在一个尺寸略小于样品筐内部尺寸的方金属板128上，然后芯部样品116的顶侧通过一个双面带130附着或吸附在上述的金属板128的底部上。在时间为0时，样品116放入样品筐内，计算机开始采集数据，30分钟后，测试停止，分析数据并绘图。

在数据分析过程中一个很重要的测定量是在30分钟时样品对合成尿的吸收量。样品的30分钟吸收量是以在30分钟后样品中每克超级吸收性能材料吸收合成尿的克数来表示的。30分钟后样品吸收的合成尿量是用测试开始时贮存箱中合成尿液的重量减去30分钟后贮存箱中合成尿液的重量。

样品的另一些重要的性质是它的液体吸收和扩散速度。样品在达到其30分钟吸收量的90%所使用的时间可以简便地表示所试吸收结构的液体平均吸收速率。在此称其为t90时间，单位为秒。一个t90时间可同时由z向测出的样品的液体吸收速度和x-y面测出的样品的液体扩散速率来确定。

实例

以下各例表明了对分为三个常用种类的吸收结构进行的z向和x-y平面测试后t90时间差。所述的三个常用种类为：（1）不加无机粉末含有分布着大颗粒超级吸收性能材料的吸收结构;（2）不加无机粉末含有分布特定粒度微粒的超级吸收性能材料的吸收结构;和（3）加有无机粉末的含有特定粒度微粒的超级吸收性能材料的吸收结构。

下述所提供的各例中的吸收结构是由粉碎的纤维素浆，各供应商提供的颗粒水凝胶和AEROSIL  200非晶二氧化硅制成的。通常，吸收结构可以用授予威斯门的美国专利US-4，610，678中所述的方法和设备制备，列此以供参考。

在下述的每个实例中，按下面表3所示的颗粒大小分布的超级吸收性能材料颗粒，可以在基本干燥的状态下混有1.0%重量百分比的AEROIL 200非晶二氧化硅，也可以如表中所示的不加非晶二氧化硅。超级吸收性能材料颗粒（或者如表所示还带有二氧化硅）和所需重量百分比的纤维素纤维在气流的作用下均匀混合，并且气铺到一个运动的皮带上，以形成具有基本重量的吸收结构。然后在驱动滚辊之间将吸收结构压实到所需的密度。在这些例子中，其规定的密度值是在施加0.1psi（约7g/cm²）的压力下测得的。

在每个例子中超级吸收性能材料颗粒的粒度分布是非常重要的。在一些可供比较的例子中，采用的是不加二氧化硅的大颗粒超级吸收性能材料和不加二氧化硅的特定颗粒粒度分布的超级吸收性能材料。在所述各例的吸收结构中所用的超级吸收性能材料（样品1、2和3）是分别从三个不同的超级吸收性能材料供应商处得到的。所供的这种超级吸收性能材料中有可萃取的聚酯材料水平，该材料在1988年4月19日授予布瑞恩特的美国再颁专利Re-32，649中有说明。

各例中所测试的大颗粒粒度的分布如下（由过筛分析法测得）

表2

大颗粒粒度分布

样品1  样品2  样品3

在20目标准筛上（%）（筛孔841微米）  0.1  0.1  0.02

在30目标准筛上（%）（筛孔595微米）  9  19.4  -

在50目标准筛上（%）（筛孔297微米）  44  56.6  88.5

在100目标准筛上（%）（筛孔149微米）  30  16.0  10.0

在325目标准筛上（%）（筛孔44微米）  16  7.3  1.4

通过325目标准筛（%）  1.6  0.7  0.02

超级吸收性能材料中狭窄的颗粒粒度分布是由较大颗粒过筛后确定的。吸收结构中所用的具有特定颗粒粒度分布的材料则是先经过表3所列的第一筛网，然后再将其滞留在第二个筛子中选出的。

表2A列出了大颗粒粒度以及某些较为理想的特定颗粒粒度分布的选定样品的吸收率。

表2A

吸收率

样品  吸收率（g/g）

样品1  大颗粒  41.9

样品1  50/100目  41.6

样品2  大颗粒  39.9

样品2  50/100目  40.0

样品3  大颗粒  41.1

样品3  50/100目  42.1

表3中更详细地列出了每份样品和对比样品的其它特定条件。表4中则列出了对每份吸收结构样品所作的z向和x-y平面吸收测试的结果。（在表3和4中，样品编号中只有数字的为本发明的吸收结构（含有微粒材料组合物的吸收结构），这些作为样品;在编号中含有字母C的，则为对比样品。对比样品通常为不含二氧化硅的吸收结构。因此，对比样品可以包括表3所示的大颗粒粒度分布的聚合材料或特定颗粒粒度分布的聚合材料）。

从图15中可以分析出对比样品（全都包括50%重量的纤维素纤维和50%重量的超级吸收性能材料）z向和x-y平面测试的结果。（应该注意图15不仅表示了表4中50%混合物的数据，而且还表示了在这种50%混合物中其他各种颗粒粒度分布的吸收结构的数据，以供讨论之用。）

图中的x轴表示在样品达到z向测试吸收率的90%时所用的时间，单位为秒。因此，y轴表示在样品达到x-y表面测试吸收率90%时所用的时间。

图中右上角的颗粒粒度分布表示颗粒粒度分布范围也较宽，其中通常包括制造者所供的典型相对较大颗粒。该图还表明，含有这些颗粒的网状物一般需要较长的时间才能同时达到z向和x-y平面的吸收率。

图中左上角的颗粒粒度分布表示了那些相对细小的颗粒，它表明含有细小颗粒的网织物中液体沿z间的吸收非常快，而达到x-y平面的吸收率则相对慢一些。这是由于前面所述的凝胶阻塞问题而产生的。

图中左下方是的理想的颗粒分布，包含这种颗粒的网状物能够最快地达到其z向和x-y平面的90%吸收率。这些颗粒粒度分布代表了本发明所用的超级吸收性能水凝胶定型材料的特殊窄的粒度分布。

本发明的吸收结构是那些至少有一部分，根据吸收测试（z向和x-y平面），其沿z向和x-y平面的吸收时间（或速率）t90小于或等于大约500秒的。在吸收测试中，根据前面所述的，除样品部分的大小是标准的10.2cm×10.2cm（4″×4″）样品，而不是25cm²的样品之外的重量百分比分析法来选定测试的芯部。

这里所述的吸收结构，每次测试，z向和x-y平面的吸收时间（或速率）t90较好是小于或等于大约500秒，更好是小于或等于大约400秒，最好是小于或等于大约300秒，最佳是小于或等于大约225秒。

吸收时间大致与吸收结构中所用的超级吸收性能材料的密度相关。例如，具有t90为400，300和225秒的吸收结构，一般说，超级吸收性能材料的密度分别大约为50%，35%和25%。

图16显示了表4中所列的样品1～3和对比样品C¹～C³的吸收性能数据。该图清楚地表明了，含有细小无机粉末（在此情况下样品1～3中为AEROSIL 200）可以改善z向和x-y平面的液体吸收速率。图16还清楚地表明了，选用加二氧化硅的超级吸收性能材料颗粒的特定粒度的好处要大于吸收物品中加高密度的超级吸收性能材料。

因此，本发明提供了一种吸收结构，它可以迅速地吸收、扩散和贮存液体。而且可以相信，本发明的吸收结构可基本减少或克服许多早先吸收结构中所存在的问题。吸收结构中使液体吸收相对慢的大颗粒的超级吸收性能材料量减少了，以及减少了易于产生凝结阻塞并降低液体在x-y平面内的扩散速度的相对细小的颗粒的量。超级吸收性能材料颗粒中加入了无机粉末，进一步增加了液体的处理速率，特别是当吸收结构只是高密度的超级吸收性能材料时，更是如此。

可相信本发明的吸收结构，具有改进的容纳液体的性能（而且减少了泄漏的可能），这是因为它能够使其上的液体得到迅速的处理。

虽然以上描述和说明了本发明一些特殊的实施例，但是，对本领域的技术人员来说，明显的是在不违背本发明主旨和范围的情况下，可以对其做出各种变化和改进。因此，所有这些在本发明范围内的变化和改变，均覆盖在权利要求之中。

Claims (58)

1、一种吸收结构，其特征在于，它包括一个主结构和一种在该主结构中的一种微粒材料组合物，所述的微粒材料组合物包括混合了无机粉末，基本不溶而吸水的水凝胶成型的，用溶解聚合方法制成的聚合材料微粒，所述的聚合材料微粒其颗粒粒度应能使占其重量至少70%的聚合材料颗粒在其经受过筛测试时，通过297微米筛孔的美国标准的50目筛，并留在88微米筛孔的美国标准170目筛中。

2、根据权利要求1所述的吸收结构，其中，该聚合材料颗粒在经受过筛测试时，至少有占其重量80%的聚合材料微粒通过297微米筛孔的美国标准的50目筛，而留在88微米筛孔的美国标准的170目筛中。

3、根据权利要求2所述的吸收结构，其中，该聚合材料颗粒在经受过筛测试时，至少具有占其重量90%的聚合材料微粒通过297微米筛孔的美国标准的50目筛，而留在88微米筛孔的美国标准170目筛中。

4、根据权利要求3所述的吸收结构，其中，该聚合材料颗粒在经受过筛测试时，至少有占其重量95%的聚合材料微粒通过297微米筛孔的美国标准50目筛，而留在88微米筛孔的美国标准170目筛中。

5、根据权利要求1、2、3或4所述的吸收结构，其中，该聚合材料微粒的密度分布，按重量百分比分析，至少在一个25cm²所选择的吸收结构的部分上，每单位重量的该吸收结构中的聚合材料该微粒的密度在大约25%～大约90%之间。

6、根据权利要求1所述的吸收结构，其中，所述的无机粉末包括非晶二氧化硅。

7、根据权利要求5所述的吸收结构，其中，所述的无机粉末包括非晶二氧化硅。

8、根据权利要求1所述的吸收结构，其中，所述的无机粉末是从硅石、二氧化硅、二氧化钛、氧化铝或粘土例如高岭土或蒙脱土，或这些无机材料的组合所构成的无机物组中选择的。

9、根据权利要求1所述的吸收结构，其中，无机粉末中包括粒度小于大约1微米的微粒。

10、根据权利要求1所述的吸收结构，其中，该无机粉末中包括粒度小于大约0.1微米的微粒。

11、根据权利要求1所述的吸收结构，其中，该无机粉末其量按聚合材料微粒的重量百分比在大约0.1～大约5%之间与聚合材料微粒相混合。

12、根据权利要求1所述的吸收结构，其中，所述的主结构至少部分包括一种纤维材料，并且所述的微粒材料组合物与该纤维材料相混合。

13、根据权利要求12所述的吸收结构，其中，所述的纤维材料是亲水的。

14、根据权利要求12所述的吸收结构，其中，所述的纤维材料包括木浆纤维。

15、根据权利要求1所述的吸收结构，其中，所述的微粒材料组合物均匀地分布在整个吸收结构上。

16、根据权利要求1所述的吸收结构，其中，所述的微粒材料组合物在至少一部分吸收结构的厚度中成正梯度分布。

17、根据权利要求1所述的吸收结构，其中，该主结构包括二或多层无纺材料网状物，并且所述的微粒材料组合物是放在所述的无纺材料网层之间。

18、根据权利要求12所述的吸收结构，其中，具有一个纤维/聚合材料的重量比整个范围是大约90∶10到大约2∶98。

19、根据权利要求18所述的吸收结构，其中，具有一个纤维/聚合材料的重量比整个范围是大约75∶25到大约2∶98。

20、根据权利要求1所述的吸收结构，其中，所述的聚合材料包括部分中和聚丙烯酸的表面轻度交联的产品。

21、根据权利要求1所述的吸收结构，其中，所述的聚合材料是从水溶性淀粉丙烯腈接枝共聚物、部分中和淀粉丙烯腈接枝共聚物、淀粉丙烯酸接枝共聚物、部分中和淀粉丙烯酸接枝共聚物、皂化乙烯醋酸丙烯酸酯共聚物、水溶性丙烯腈或丙烯酰胺共聚物的这类共聚物，上述任何共聚物制成的表面轻度交联的产品，和部分中和丙烯酸中所构成的小组中选出的。

22、根据权利要求1、20或21所述的吸收结构，其中，至少有一部分聚合材料微粒是交面交联的。

23、一种吸收结构，其特征在于，它包括一个主结构和一种在该主结构中的微粒材料组合物，所述的微粒材料组合物包括混合了无机粉末的基本不溶而吸收水的水凝胶成型的，用溶解聚合方法制成的聚合材料的微粒，所述的微粒的粒度应使在经受过筛测试时，能使占其重量至少大约70%的聚合材料颗粒通过297微米筛的美国标准50目筛，但留在88微米筛孔的美国标准170目筛中，其中吸收材料10.2cm×10.2cm的部分聚合材料微粒的密度最高，它在经受吸收测试时，z向和x-y平面的t90吸收率小于或等于大约500秒。

24、根据权利要求23所述的吸收结构，其中，所述密度最高部分在经受吸收测试时的z向和x-y平面t90吸收率小于或等于大约300秒。

25、根据权利要求24所述的吸收结构，其中，所述的密度最高部分在经受测试时的方向和x-y平面t90吸收率小于或等于大约225秒。

26、一种吸收物，它包括：

一个透液的上层，

一个与所述上层相连的不透液的下层，

一个位于所述上层，下层之间的吸收芯，该吸收芯的特征在于，其中包括一种主结构和在该主结构中的一种微粒材料组合物，所述的微粒材料组合物包括混合了无机粉末，基本不溶而吸水的，水凝胶成型的，用溶解聚合方法制成的聚合材料微粒，所述的聚合材料微粒的粒度应能使占其重量至少大约80%的该聚合材料微粒在经受过筛测试时，通过297微米筛孔的美国标准50目筛，但留在105微米筛孔的美国标准140目筛中。

27、根据权利要求26所述的吸收物，其中，该聚合材料微粒在经受过筛测试时，至少有占该吸收芯重量大约85%的该聚合物材料微粒通过297微米筛孔的美国标准50目筛，而留在105微米筛孔的美国标准140目筛中。

28、根据权利要求27所述的吸收物，其中，该聚合材料微粒在经受过筛测试时，至少有占其重量大约90%的该聚合材料微粒通过297微米筛孔的美国标准50目筛，而留在105微米筛孔的美国标准140目筛中。

29、根据权利要求28所述的吸收物，其中，该聚合材料微粒在经受过筛测试时，至少有占其重量大约95%的该聚合材料微粒通过297微米筛孔的美国标准50目筛，而留在105微米筛孔的美国标准140目筛中。

30、根据权利要求26、27、28或29所述的吸收物，其中，该聚合材料微粒的分布是：按该聚合材料微粒重量百分比分析，该吸收芯上的所选择的至少一个25cm²的部分中，其密度是按每单位重量吸收芯中聚合材料微粒的在大约25%～大约90%之间。

31、根据权利要求26所述的吸收物，其中，所述的吸收芯至少部分包括一种纤维材料，所述的微粒材料组合物与该纤维材料相混合。

32、根据权利要求31所述的吸收物，其中，所述的纤维材料是亲水的。

33、根据权利要求31所述的吸收物，其中，所述的纤维材料包括木浆纤维。

34、根据权利要求26所述的吸收物，其中，所述的微粒材料组合物均匀地分布在整个吸收芯上。

35、根据权利要求26或34所述的吸收物，其中，所述的吸收芯的密度在大约0.06g/cm²到大约0.3g/cm³范围内。

36、根据权利要求26所述的吸收物，其中，所述的微粒材料组合物，在该吸收芯的至少一部分厚度上为正梯度分布。

37、根据权利要求26所述的吸收物，其中，所述的吸收芯还包括：一个吸入区和一个贮存区，贮存区至少有一部分是横着围绕该吸入区周边的，以便与吸入区横向的至少一部分面积上的液体相联系，所述的吸入区的平均密度和每单位面积的平均基本重量小于该贮存区内相应的值。

38、根据权利要求37所述的吸收物，其中，所述的吸入区由吸收芯上表面延伸到至少一部分厚度处，吸入区上表面的面积是小于吸收芯上表面的大约50%。

39、根据权利要求26所述的吸收物，其中，还包括一个并在吸收芯上叠置的吸入层。

40、根据权利要求39所述的吸收物，其中，吸收芯上表面面积是该吸入层上表面的大约0.25至大约1.0倍。

41、根据权利要求39所述的吸收物，其中，吸入层基本上由亲水的纤维材料构成。

42、根据权利要求39所述的吸收物，其中，吸入层的上表面面积是吸收芯上表面面积的大约0.25至大约1.0倍。

43、根据权利要求39所述的吸收物，其中，吸入层包括化学强化的纤维素纤维。

44、根据权利要求26所述的吸收物，其中，它还包括一个防尘层，该防尘层基本上是由位于靠近吸收芯的亲水纤维材料构成。

45、根据权利要求44所述的吸收物，其中，防尘层的厚度薄于吸收芯的厚度。

46、根据权利要求26所述的吸收物，其中，所述的吸收芯有一个朝向人体侧和一个朝向衣物侧，并进一步包括一个吸入区，该吸入区至少部分由在该吸收芯的朝向人体侧上交联纤维素纤维组成。

47、一种吸收物，它包括：

一个透液的上层，

一个与所述上层相连的不透液的下层，

一个位于所述上层、下层之间的吸收芯，该吸收芯的特征在于，其中包括一种主结构和一种在主结构中的微粒材料组合物，所述的微粒材料组合物包括混合了无机粉末的，基本不溶而吸水的，水凝胶成型的，用溶解聚合方法制成的聚合材料微粒，所述的聚合材料其颗粒的粒度应能使占重量至少大约80%的聚合材料微粒，在经受过筛测试时，通过297微米筛孔的美国标准50目筛，但留在125微米筛孔的美国标准120目筛中。

48、根据权利要求47所述的吸收物，其中，该聚合材料微粒在经受过筛测试时，至少有占该吸收芯重量大约90%的聚合材料微粒通过297微米筛孔的美国标准50目筛，而留在125微米筛孔的美国标准120目筛中。

49、根据权利要求48所述的吸收物，其中，该聚合材料颗粒在经受过筛测试时，至少有占其重量大约95%的聚合材料微料通过297微米筛孔的美国标准50目筛，而留在125微米筛孔的美国标准120目筛中。

50、根据权利要求47，48或49所述的吸收物，其中，该聚合材料微粒的分布是：按该聚合材料微粒重量百分比分析，所选择的该吸收芯的至少一个25cm²的部分上，其密度是按每单位重量吸收芯中聚合材料微粒，在大约25%～大约90%范围之内。

51、根据权利要求47、48或49所述的吸收物，其中，该聚合材料微粒的分布是：按重量百分比分析，所选择的该吸收芯的至少一个25cm²的部分中，其密度按每单位重量的吸收芯中聚合材料微粒在大约35%～大约90%之间。

52、根据权利要求47、48或49所述的吸收物，其中，该聚合材料微粒的分布是：按重量百分比分析，所选择的该吸收芯的至少一个25cm²部分中，其密度按每单位重量的吸收芯中聚合材料微粒在大约50%～大约90%之间。

53、一种吸收物，它包括：

一个透液的上层，

一个与所述上层相连的不透液的下层，

一个位于所述上层、下层之间的吸收芯，该吸收芯的特征在于，其中包括一种主结构和一种在主结构中的微粒材料组合物，所述的微粒材料组合物包括混合了无机粉末的，基本不溶而吸水的，水凝胶成型的，用溶解聚合方法制成的聚合材料微粒，所述的聚合材料其微粒粒度应能使占其重量至少大约80%的聚合材料微粒在经受过筛测试时，通过297微米筛孔的美国标准50目筛，但留在149微米筛孔的美国标准100目筛中。

54、根据权利要求53所述的吸收物，其中，该聚合材料微粒在经受过筛测试时，至少有占该吸收芯重量大约90%的聚合材料微粒通过297微米筛孔的美国标准50目筛，而留在149微米筛孔的美国标准100目筛中。

55、根据权利要求54所述的吸收物，其中，该聚合材料颗粒在经受过筛测试时，至少有占该吸收芯重量大约95%的聚合材料微粒通过297微米筛孔的美国标准50目筛，而留在149微米筛孔的美国标准100目筛中。

56、根据权利要求53、54或55所述的吸收物，其中，该聚合材料微粒的分布是：按重量百分比分析，所选择的该吸收芯的至少一个25cm²的部分中，其密度是，按每单位重量吸收芯中该聚合材料微粒在大约35%～大约90%之间。

57、根据权利要求53、54或55所述的吸收物，其中，该聚合材料微粒的分布是：按重量百分比分析，所选择的该吸收芯的至少一个25cm²部分中，其密度是按每单位重量的吸收芯中聚合材料微粒在大约50%～大约90%之间。

58、根据权利要求53、54或55所述的吸收物，其中，该聚合材料微粒的分布是：按重量百分比分析，所选择的该吸收芯的至少一个25cm²部分中，其密度是，按每单位重量的吸收芯中聚合材料微粒在大约70%至大约90%之间。

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