高效超吸水剂和具有该吸水剂的吸水装置 本申请是美国专利申请No.08/283,559(申请日：1994年8月1日)的部分继续申请，本申请以该在先申请为依据并在此将其引作参考。技术背景
本发明涉及吸水颗粒及这些颗粒在吸水物品如一次性尿布和卫生垫中的应用。
吸水物品在设计上一般具有至少三个明显的层：
(1)可透过液体的外衬，由通常被称为无纺布的粘合织物或多孔膜组成；
(2)吸水芯层，往往占物品总厚度的高达90％的，具有主要是亲水性纤维如通常被称为“绒毛”的浆粕纤维的松散垫子；
(3)阻水外膜，通常为聚烯烃，厚约0.5～1.5密耳。
通过外衬的流体被浆粕纤维分配并被保持在浆粕织物的缝隙内。浆粕成分的增加一般会导致这些装置的吸水容量的增加。由于浆粕成本相对较低，吸水物品通常被设计成具有厚的膨体芯，以使吸水物品具有高容量。这种膨体固有的缺陷是舒适感差，透过衣服的可见性，物品难以适应体形而导致物品出现非希望的偏移，甚至出现液体渗漏。重要的是，这些膨体物在销售过程中以及最后的使用过程中需要宝贵的贮存空间。
可吸收浆粕的至少3-4倍的水的超吸水聚合物(SAP)的开发导致成功地设计出更薄的产品，在这类产品中，大部分绒毛被SAP颗粒替代。尽管消费者已接受甚至更喜欢这些更薄地物品，但某些性能属性尚不尽如人意，，有待于进一步完善。例如，在一次性尿布设计中，渗漏仍是最主要和最严重的缺陷。
为解决这个问题而采用的一种方案是在产品中使用更多的SAP。在特薄尿布中，下述情况并不罕见：每片使用多达6-15克SAP(占吸水芯层的高达60重量％)以在体积或厚度上有显著减少并仍能提供所需性能。
一般而言，SAP是含不溶于水的长链分子的聚合物，该聚合物具有低交联度，可形成水凝胶网。在水或水溶液如体液的存在下，这些水凝胶网溶胀成松软的有弹性的“胶状”物质。当溶胀的液体为0.9％食盐水、尿或人工尿时，这些聚合物可最终溶胀至它们原始重量的约25-40倍。另一方面，与之相比，浆粕纤维的溶胀系数为约7-10倍。
SAP材料一般制成颗粒形式，然后在形成吸水芯层的过程中，可将它们与浆粕颗粒混合。因此，使用这种高吸水颗粒材料，可设计和生产成体积约为100％浆粕芯层的约1/2至1/3的吸水物品。减小体积正是许多美国专利(包括例如其全文均在此处被引作参考的美国专利No.4,950,264(Osborn)、No.4,467,012(Pederson)和No.4,217,901(Bradstreet))的课题。
不幸的是，存在着与上述改进相关的缺陷。虽然SAP的吸水性约3倍于浆粕，但其成本约高4倍。因此，不少的努力被用于使超吸水剂的成本效益比率最小化或最优化。这些努力是许多美国专利的课题。例如，在美国再公告专利No.32,649(Brandt)和美国专利No.5,061,259(Goldman等)中，讨论了粒度、模数、中和度和残余单体，上述二专利的全文均在此处被引作参考。
而且，一些技术论文在美国化学学会1993年秋季会议中的关于超吸水聚合物的进展的研讨会上进行了报道，并发表在Proceedings of the Division ofPolymeric Materials：Science and Engineering(Masuda，p.464；Nagorski，p.560)中，这些论文在此处被引作参考。
在趋向薄尿布之前，对SAP的设计最初是为提高其吸水容量，其后则用增加交联度来改善凝胶的稳定性和在载荷下的吸水性。与趋向薄型结构，液体收集和分配的速度也成为重要的特性。因此，虽然SAP颗粒通常在暴露于液体约1小时后溶胀至最大限度，但现在认为，在最初的10至20分钟内，其吸水率是至关重要的。
已被确认的是，提高SAP的交联密度，可提高其吸收速率，因为提高交联密度所产生的凝胶强度的增加有助于在溶胀过程中保持颗粒的一致性，从而减少颗粒聚结。称为“凝胶结块”的后一现象的效果是将网中的空间堵塞，导致吸收率的下降。提高交联度所产生的非希望的缺点是相应的流体容量的减小。在美国专利No.4,587,308(Makita)和No.4,507,438(Obayashi)(它们的全文均在此处被引作参考)中，发明者通过提高颗粒表面的交联度来增加表面凝胶强度而不损害颗粒内的溶胀度。
在美国专利No.3,932,322(Duchane)(其全文在此处被引作参考)中通过混入少量的极细的无机氧化物颗粒(该颗粒易于包覆SAP颗粒)，可减小颗粒凝结的倾向。
由流体堵塞而引起的吸收率下降的问题在美国专利No.5,147,343(Kellenberger)(其全文在此处被引作参考)中也得到了论述，其中，超吸水剂的粒度被选为大于吸水剂芯的孔径(即，至少约101微米)。该设计特征被申称为可改善载荷下或用户体重压力下的吸水性。
在美国专利No.5,180,622(Berg等)(其全文在此处被引作参考)中进一步给出了粒度重要性的教导。更具体地说，该专利揭示，颗粒表面积控制流体收集速率。由于小颗粒具有更好的表面积与质量的之比，理论上，相对小的颗粒(即，约50mm)的吸收率更高。基本上，由于易于包起来，该粒度的颗粒易形成凝结的凝胶和流体的团块，它们的“凝胶结块”阻碍了流动。在Berg等的专利中，流体收集和凝胶凝结之间的平衡是通过采用将小颗粒化学连接成大的簇或附聚物的方法而解决的。由于表面与质量之比高，这些新颗粒与前体颗粒相比，具有明显更高的溶胀率；然而，该长处由于加工成本增加而在一定程度上被抵销。而且，业已知道，SAP的吸收流体量的效率随着SAP量的增加而从例如约20重量％减少至约60重量％。
另一种解决平衡问题的技术方案是仅仅大量使用大颗粒；其缺点是增加的SAP的体积会使制造商付出额外的支出。
发明的概述
由于超吸水剂聚合物的高成本和需要寻找有效的和改良的方法以利用它们的特性，人们需要一种与先前的组合物相比，具有重要改进和优点的新型的颗粒形超吸水剂聚合物。
当通过选择吸水剂纤维如浆粕和一般为颗粒形式的超吸水剂聚合物来达到流体控制性能时，需要在成本和一次性吸水装置(如一次性婴儿尿布、衣服和为大小便失禁的成年者设计的、帮助控制流体的垫子以及女性用卫生巾)性能上进行改进。
尤其需要的是将超吸水剂聚合物与吸水剂纤维之比提高至超吸水剂占50％甚至60％(重量)的高水平，以提供薄的、小型的和低成本的装置，该装置穿戴舒适，可很有效地吸收流体并且在成本上是合理的。由于与浆粕相比，超吸水剂聚合物的成本较高，要成功地设计出可为终端用户提供很高价值的吸水剂产品，必须最有效地使用所用的超吸水剂。
因此，为获得这些和其他优点并与此处所具体化的和明确描述的本发明的目的一致，本发明涉及多种未凝聚的和分离的吸水剂颗粒，这些颗粒具有非胶体的防水的固体芯核和严密包覆固体芯核的能形成水凝胶的聚合物。
本发明的另一部分是制备这些粒度为DAP的吸水剂颗粒的方法。在该方法中，将粒度为DCP的非胶体的防水的固体颗粒在表面活性剂的存在下，分别悬浮于水不溶混的溶剂中。将(可聚合成形成水凝胶的聚合物的)烯不饱和单体与引发剂一起悬浮于水不溶混的溶剂中。然后，聚合上述单体，以使非胶体的防水的固体颗粒各别地和基本上被形成水凝胶的聚合物所包覆(聚合物层厚度为T)，从而形成粒度为DAP的吸水剂颗粒。在该制备众多吸水剂颗粒的方法中，DAP具有在约30-2000微米之间的值，DCP具有在约10-150微米之间的值，T具有在约10-995微米之间的值。
本发明的另一部分是具有纤维和众多本发明的吸水剂颗粒的吸水装置。吸水装置可以是例如一次性尿布、妇女用卫生巾、成年尿失禁者使用的垫子、床垫、吸收来自食物的流体的垫子和绷带。
本发明还涉及制造本发明的吸水装置的方法，在该方法中，将本发明的吸水剂颗粒互相分散(interdispersed)至包含纤维的吸水芯中。然后将该含吸水剂颗粒的吸水芯插入可渗透流体的外衬和不可渗透流体的背衬之间。接着用本领域公知的方法将外衬和背衬的边缘封合在一起，以在吸水装置的整个周围形成防液体屏障。
本发明的另一些方面和优点将在下面的描述中部分地进行说明，并从这些描述中部分地变得明显，或可从本发明的实践中知晓。本发明的目标和优点可通过基本组成部分、联合体、组合体和书面描述和所附的权利要求书中具体指出的方法以及附图和照片加以实现和达到。
为达到与此处具体化的和明确描述的目的一致的其他目标，本发明涉及包含亲水和/或疏水纤维和多种超吸水剂聚合物颗粒的吸水装置，其中，所述颗粒包含被形成水凝胶的聚合物基本包覆的、非胶体的、非吸水溶胀的固体芯核。
本发明还涉及制备这些吸水剂颗粒的的方法，它包括在表面活性剂的存在下将非胶体的固体颗粒分别悬浮于不溶混于水的溶剂中，然后将可聚合成形成水凝胶的聚合物的烯不饱和单体和引发剂悬浮在不溶混于水的溶剂中的步骤。在该方法的下一步骤中将单体进行聚合以使非胶体的固体颗粒各别地和基本上被形成水凝胶的聚合物所包覆，从而形成吸水剂颗粒。在该聚合步骤后，将形成的吸水剂颗粒与溶剂分离并加以干燥。
通过提供具有基本上被形成水凝胶的聚合物(该聚合物可容易地购得，其物理结构可提供较高的表面积与质量之比、较高的流体吸收率和高水平的凝胶稳定性以及在载荷下的较高的吸水容量)包覆的非胶体防水固体芯核的吸水剂颗粒，从而在被用于尿布和其他吸水组合物、物品和装置时，可提供改善的流体吸收效率。
应该明白，上述一般描述和下述详细描述均是举例性的和说明性的，其目的在于对请求保护的本发明进行进一步的说明。
说明书中的附图和照片是为了帮助读者更好地理解本发明，包括在本说明书中并组成其一部分，它们举例说明本发明的各种实施方式并与描述部分一起解释本发明的原理。
图面的简单说明
图1是本发明的吸水芯的示意图。
图2-4是显示各溶剂区的本发明的吸水芯的示意图。
图5和图6是本发明的吸水剂颗粒的显微照片。
图7是显示各区的本发明的吸水装置的示意图。
详述
现在详细论述本发明并在附图中举例说明它们的各实施方式和实施例。
就本发明的吸水剂颗粒而言，该颗粒包含基本上被形成水凝胶的聚合物包覆的非胶体的防水的固体芯核。
非胶体的防水的固体芯核部分地起填料作用，以提供其最终被形成水凝胶的聚合物包覆的低成本的芯核。一般而言，用标准目筛测得的固体芯核的大小可在约10-1500微米之间，较好地在约25-1000微米之间，最好在约100-600微米之间。芯核可以是任何形状如球形、椭圆形、多面体形、不规则形和非球形。
本发明的吸水剂颗粒中的固体芯核与形成水凝胶的聚合物的重量之比至少为约1∶4，可高至约9∶1，最好在约2∶3至2∶1之间。
一般地，固体芯核的各颗粒被个别地、分离地和完全地包含(即，包覆)在形成水凝胶的聚合物中。偶尔，二个或多个固体芯核颗粒被包含在单独的分离的吸水剂颗粒中。在一些情况下，固体芯核可能未被完全包覆，但大多数情况下，而且最好，固体芯核的颗粒基本上，即若不是完全的话，至少芯核表面积的约80％，较好的为约90％，更好的为95％是被形成水凝胶的聚合物所包覆的。
应该明白，为了本发明的目的而在此处使用的“防水”一词是指非胶体的固体芯核不溶于水和水溶液，并不会在水和水溶液中溶胀(在低于约90°F的温度)，但它可用水和水溶液湿润。
虽然无意将本发明限制于任何特殊的非胶体防水固体芯核材料，固体芯核材料可以是例如一种或多种任何选自下列组的物质，只要芯核能被形成水凝胶的聚合物包覆即可：
a)不溶于水的无机矿物质，包括但不限于二氧化硅、二氧化钛、氧化镁、氧化锑；粘土、滑石、硅灰石；人造非晶形硅；碳酸钙；中空的矿物质球等，并包括此处引作参考的Van Nostrand的《Scientific Encyclopedia》(第7版，1989年)第1864-1865页中所述的矿物质；
b)不溶于水的微粒形或颗粒形有机材料，包括但并不限于谷物或谷类成分如壳、糠、粉、胚芽和粗粉；坚果壳、木粉、锯屑、纤维素、微晶纤维素、淀粉、骨胶等。
上述材料的各种混合物和组合物也可作为本发明的芯核填料。
关于形成水凝胶的聚合物，下面列出一些较佳的不溶于水的聚合物组合物，它们可用于本发明。下列含酸基团的聚合物可以(任意地)在单体或聚合物或两者的形式下用碱金属碱进行部分或完全中和。虽然下列物质包括许多可用于本发明的较佳聚合物，但本发明并不仅限于这些聚合物，也可使用作为SAP而为本领域技术人员所熟悉的一般惯用的聚合物：
a)聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚顺丁烯二酸、它们的共聚物、碱金属盐和铵盐；
b)淀粉和丙烯酸的接枝共聚物、淀粉和皂化了的丙烯腈的接枝共聚物、淀粉和皂化了的丙烯酸乙酯的接枝共聚物，和皂化了的丙烯酸酯-乙酸乙烯酯共聚物；
c)聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基烷基醚、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺和它们的共聚物；
d)马来酐和烷基乙烯基醚的共聚物；
e)丙烯腈、丙烯酸酯、乙酸乙烯酯的皂化了的淀粉接枝共聚物，丙烯酸、甲基丙烯酸和马来酸的淀粉接枝共聚物。
上述代表性的聚合物可以它们的线性态使用，或任意地在聚合过程中或在芯核被包覆后，将它们交联。所述交联可通过本领域技术人员公知的方法(包括使用交联剂)来进行。该交联可在辐射下或化学游离基引发剂的存在下进行引发。
可用于本发明的多官能团交联剂包括表氯醇和相关的卤环氧化合物、二缩水甘油醚化合物、二异氰酸酯、聚醛和多官能胺以及亚胺。
多官能的烯不饱和交联剂包括N，N’-亚甲基二丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和二乙烯基苯。使用其他聚合物交联剂以改良形成水凝胶的聚合物的特性是公知并被描述在此处引作参考的美国专利No.4,783,510和Y.Yin的《Polyelectrolyte Gels》(美国化学学会，1992年)第6章中。
形成水凝胶的聚合物及其制备方法在本领域是公知的，可用于本发明的这些聚合物包括那些其中用二价阳离子作交联剂的聚合物，详细内容可参见此处引作参考的美国专利No.4,507,438、5,145,906、5,196,456、5,250,642和4,295,987。
本发明的微粒一般与芯核微粒的形状一致。例如，当芯核材料为二氧化硅时，所得吸水剂微粒是不规则形，具有平和圆相结合的表面并具有不同程度的尖角和圆角以及边缘。
在本发明中，适当选择芯核粒度，可得到平均吸水剂粒度和吸水剂粒度分布。通过了解芯核材料和形成水凝胶的聚合物这两者的比重和重量比率，可预测吸水剂微粒大小的增加。
本发明的芯核微粒是用聚合物以微粒直径的增加是可预测和可控制的方法进行包覆的。在受控制的和预定的范围内制造颗粒曾经是超吸水聚合物领域的一个目标。本发明最先为达到这个目标而提供一种实用的低成本的方法。受控制的粒度的这种新颖特性可以下列数学式表示：
DAP＝DCP+2T
式中，DAP是包含被包覆的芯核微粒的吸水剂微粒的直径；
DCP是芯核微粒的直径；
T是超吸水剂或包覆芯核微粒的形成水凝胶的聚合物层的厚度。
在本发明的范围内，DAP值的范围在约30-2000微米之间，DCP值的范围在约10-150微米之间，T值的范围在约10-995微米之间。
这些新微粒的物理结构是新的和独特的，并可产生由本发明得到的所需特性。它们包括：
1.使用本发明的方法，吸水剂微粒是分离的和单独的，并可预测其大小。
2.绝大部分的吸水剂微粒含一个芯核微粒。少量吸水剂微粒不含或含两个芯核微粒。
3.芯核微粒位于吸水剂微粒的中心。
4.芯核微粒的刚性和防水性使吸水剂微粒具有高模量和凝胶强度，有助于提高在载荷下的吸收率。
5.该微粒有较高的表面积与体积之比。
例如，当将100％聚合物的SAP球形微粒与作为本发明的一个例子的包含球形氧化硅芯核(直径：200微米，SAP与氧化硅的重量比：1∶1)的球形微粒相比，聚合物表面积与聚合物体积之比增加约50％是可以实现的。
包覆填料芯核的形成水凝胶的聚合物的层厚较佳的为约2-3000微米，更佳的为约50-1000微米，最佳的为约100-300微米。
可形成水凝胶的(未交联的，例如线性的)聚合物的较佳数均分子量至少为约250,000，更佳的为约250,000-450,000，最佳的为256,000-400,000。
包覆固体芯核的形成水凝胶的聚合物的外层最好是交联的。该交联的外层产生高交联点密度的壳。因此，本发明的微粒最好具有此壳，该壳下面的形成水凝胶的聚合物是未交联的或交联程度小于该壳。该壳可防止凝胶堵塞(即，在溶胀过程中，吸水剂微粒固着在一起)并可使载荷下的吸收率提高。
也可使交联形成梯度，其中，最外区(包括外表面)的交联度大于形成水凝胶的聚合物的内区。同样地，可使整个形成水凝胶的聚合物交联，其中，交联点密度基本相同或在整个聚合物层变化。
高交联密度的壳宜包含总厚度的约1-50％(最好为约1-20％)的包覆涂料芯核的形成水凝胶的聚合物。
包覆芯核微粒的超吸水剂涂层的进一步的物理特征为：
a)牢固地与芯核表面粘附；而且，在固体芯核表面未合适地吸引和保持聚合物涂层时，最好以添加成分的形式或聚合物主要成分的共聚用单体的形式往系统中加入交联剂；
b)连续的和没有明显的裂缝、孔或断裂；
c)牢固和耐磨。
上述属性是基于用光学和扫描电子显微镜对本发明的吸水剂微粒进行检查的结果。此外，用所选择的分析步骤对强度、粘结性和涂层对芯核微粒的粘合性进行了测定。实施例32对此作了描述。
虽然本发明中公开的方法是用HLB系数为约2-12的表面活性剂进行的，但HLB系数的优选范围为约3-7，最好为约3-5。优选的表面活性剂有SPAN 60，它是糖的脂肪族酯。优选这些类型的表面活性剂是由于它们可使微粒间的结块趋于最小。这些发现归纳在表I中，其中，除表中指出的外，本发明的微粒是按实施例1中所述方式制备的，微粒含50重量％的二氧化硅，聚合物未交联。可任选地使用为已与各种水平的环氧乙烷反应过的糖的脂肪族酯的表面活性剂。
表I
粒度相关性
最终粒度分析原料砂 表面 表面 净 40目筛上物 40-60目 60-100目 100-200目 200目粒度 活性剂 活性剂 HLB 筛下物(目) 类型 量 值 粒度*＞420 420-250 250-150 150-75 ＜75 60- Tween81 1.1phr**7.4 89.10 9.00 1.80 0.15 0.00 100 Span60 1.1phr 100- Tween81 1.1phr 7.4 89.00 6.40 2.35 2.10 0.14 140 Span60 1.1phr 100- Tween81 2.75phr 7.4 92.05 4.84 2.36 0.62 0.13 140 Span60 2.75phr 60- Tween81 2.75phr 7.4 85.86 7.35 3.64 2.86 0.72 100 Span60 2.75phr F-75 Span60 2.2phr 4.8 25.61 58.48 14.35 1.47 0.10(原样) F-75 Tween81 2.2phr 10.0 50.94 37.77 8.19 3.07 0.04(原样)*：微米**：phr＝份/100份树脂(聚合物)
各种稳定剂、分散剂、染料、颜料和稀释剂等以及杀菌剂、除臭剂和香料也可作为本发明的吸水剂微粒的一部分。
关于本发明的制备吸水剂微粒的方法，可使用例如下述步骤：
a)在表面活性剂的存在下，将非胶体的防水固体微粒单独地悬浮于水不溶混的溶剂中；
b)将可聚合成形成水凝胶材料的烯不饱和单体的水溶液和引发剂悬浮在水不溶混的溶剂中；
c)聚合单体，以使非胶体的防水固体微粒个别地和基本上被形成水凝胶的聚合物包覆，从而形成吸水剂微粒；
d)将吸水剂微粒分离出来并加以干燥。
形成水凝胶的聚合物可用包含在上述步骤(b)的水溶液中的多官能团交联剂进行交联。或者，可在步骤(c)的末尾和步骤(d)之前添加多官能团交联剂。交联可通过在步骤(d)中将吸水剂微粒悬浮于含多官能团交联剂的溶剂中而进行。
在本发明的一个优选实施方式中，吸水剂微粒是从部分中和了的溶解在水中的丙烯酸酯-丙烯酸混合物制备的，所述混合物与过硫酸钾(游离基引发剂)一起被加至二氧化硅微粒(渥太华铸造用砂，F-75级，美国Silica Company产品)和表面活性剂在有机溶剂如环己烷中的悬浮液中。该特殊规格的砂是以约50-600微米的粒度(其中的85重量％在约100-200微米范围内)供应的。中和可用碱金属(例如，钠)氢氧化物或氢氧化铵进行。
充分搅拌悬浮液(例如使用搅拌器)，使聚合混合物吸附在芯核材料(如二氧化硅微粒)的外表面上。在约40-60℃的温度加热混合物2-3小时，使丙烯酸钠-丙烯酸混合物聚合。
待聚合完成后，分离出悬浮的微粒(例如通过滗去液体成分)，干燥，轻微研磨，然后分级(例如使用筛子)。在分离前，可通过共沸蒸馏从形成的吸水剂微粒中除去水。
所得本发明的吸水剂微粒的平均粒度较佳的在约30-2000微米之间，更佳的在约100-600微米之间。
典型地，约90-95重量％的所得吸水剂微粒的粒度在约100-600微米之间。在水的存在下对各微粒进行显微镜检查，发现砂粒基本或完全被形成水凝胶的聚合物包覆。
图5是本发明的吸水剂微粒的扫描电子显微照片(放大100倍)，其中，二氧化硅微粒(F-75级渥太华砂)被超吸水剂聚合物以与实施例9相似的方法包覆。图6是图5中的微粒的500倍放大图。从粗糙到光滑的各种无孔隙表面状态被认为是起因于聚合小滴吸附在内芯上时微粒聚结的程度。
根据吸水剂微粒所需的性能，本领域的技术人员不需要对下述各项作过多的实验即可对制备方法进行改良：
a)填料芯核的粒度分布；
b)填料芯核与聚合物的重量比；
c)聚合物的组分和交联点密度；
d)表面活性剂的性质和使用量；
e)搅拌程度
f)聚合引发剂。
制备本发明的微粒的可供选择的其它方法同样是有用的，只要非胶体的固体芯核微粒的随后被形成水凝胶的聚合物包覆的特性是可能的。例子包括(1)聚合条件下在单体和引发剂的蒸汽流中的微粒的流化床；和(2)将非胶体的微粒与单体和引发剂混合，然后雾化至可提供必需的聚合条件的聚合室中。应该明白，需将单体和引发剂溶解在溶剂如水中，溶剂随后在雾化时被除去。
大多数具有商业价值的超吸水剂聚合物是通过由游离基引发的、丙烯酸和它们的盐的聚合反应而制得的。在一个方法中，将部分中和了的单体的水溶液进行本体聚合，然后从聚合物物料中除去水，接着将物料研磨至所需粒度。直径在约100微米以下的物料一般被认为是不符合要求的废料。在常被称作“逆悬浮聚合”的另一方法中，将部分中和了的单体水溶液以小滴悬浮在水不溶混的溶剂如环己烷中。待聚合反应完成后，除去水，得到呈特殊形状颗粒的聚合物。
上述悬浮方法描述在美国专利No.4,340,706和4,418,163(均在此处中全文引作参考)中。此外，该制备方法描述在同样其全文在此处被引作参考的《Superabsorbent Polymers》第2章(ACS Symposium Series，573，1994年)中。
为更清楚地说明本发明的方法，下面对本发明进行深入的描述，但它们并不一定是对本发明进行限定：
a)在添加单体前，在表面活性剂的帮助下，将大量非胶体的防水微粒悬浮在水不溶混的溶剂中。
b)将单体的水溶液和可溶于水的游离基引发剂共悬浮。
c)使聚合中的悬浮的单体滴吸附在非胶体的防水芯核微粒的表面上，然后使其聚结成基本上包覆芯核微粒的覆层。
d)在聚合过程中(最好从聚合的早期开始)，吸引单体滴至芯核微粒上并使其吸附。
一般而言，本发明的吸水装置具有外衬、背衬和夹在外衬和背衬间的吸水芯。背衬一般是不透水的，外衬是可透水的，由无纺布材料或可透水材料或具有缝隙的不透水材料制成。吸水芯可以是本领域技术人员公知的任何设计，包括与超吸水剂聚合物(例如下述在此处被全文引作参考的专利中描述的)联合使用的吸水芯设计。
吸水装置中使用的吸水芯一般包含纤维和大量吸水剂微粒。本发明的这些吸水剂微粒可在吸水芯中作为独立的层存在，也可以本领域技术人员公知的任何方式，与纤维互相分散。而且，本发明的吸水剂微粒可用下述专利中所述的超吸水剂聚合物进行部分或全部代替。本发明的吸水装置中使用的纤维最好是亲水性的并且是网状的。最好使网聚集在筛上，其方法是本领域技术人员公知的。吸水装置一般包含本发明的吸水剂微粒，在所述吸水剂微粒中，非胶体的固体芯核占约20-70重量％，固体芯核的粒度为约10-1500微米。
本发明的吸水装置中所用的吸水芯(包括纤维以及吸水芯与SAP一起使用的方式如美国专利No.5,019,063、5,300,358、5,074,856、4,944,735、4,634,440、4,342,3 14、4,324,247、4,217,901、4,950,264、5,147,343、4,655,757、5,061,259和5,286,770所述)也可与本发明的吸水剂微粒一起使用。在这些专利中述及的SAP可部分或全部用本发明的吸水剂微粒代替。
此处使用的纤维包括，但不限于机制浆粕纤维、化学修饰过的热变形浆粕纤维、纤维素类纤维材料、织物纤维等。吸水剂还可以是纤维素绒毛、木绒毛、人造丝、棉花或熔喷聚合物如聚酯、聚丙烯或组合形式。
本发明还涉及制造本发明的吸水装置的方法，在该方法中，将本发明的吸水剂微粒互相分散至包含纤维的吸水芯中。然后将该包含吸水剂微粒的吸水芯夹入可透水的外衬和不透水的背衬之间。接着，将外衬和背衬的边缘封合在一起，以在吸水装置的整个周围形成防水屏障。
通过下面的实施例，对本发明的高效超吸水剂微粒进行进一步的说明，但这些实施例仅是对本发明的举例说明。实施例
将本发明的吸水剂微粒与a)美国Stockhausen公司生产的超吸水剂微粒FAVOR 800(FAVOR 800据信是部分中和了的丙烯酸的交联聚合物)和b)美国Chemdal(Palatine，ILL)公司生产的超吸水剂微粒ASAP 1000(ASAP 1000据信也是部分中和了的丙烯酸的交联聚合物)进行比较。实施例1
用氮气吹洗1000ml的圆底烧瓶，该烧瓶装有氮气进口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯达克分水器、机械搅拌器、温度计和加料漏斗。将400ml环己烷、548mg聚氧乙烯5脱水山梨糖醇单油酸酯(美国ICI Americas，Inc.公司(Wilmington，DE)生产，商品名TWEEN 81)和540mg脱水山梨糖醇单硬脂酸酯(美国ICI Americas，Inc.公司生产，商品名SPAN 60)加入烧瓶中，搅拌下使内温达到42℃，以使脱水山梨糖醇单硬脂酸酯分散。约10分钟后，上述表面活性剂溶解，让烧瓶内容物冷却至室温(即，约25℃)。
与上述实验同时，在氮气氛下，将40ml丙烯酸和10ml去离子蒸馏水在用冰浴冷却着的250ml圆底烧瓶中进行搅拌。边冷却，边将溶解在50ml去离子蒸馏水中的16.72g氢氧化钠滴加至上述丙烯酸溶液中。然后将64mg过硫酸钾加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷却下，搅拌混合物约10分钟，然后，在环境温度下再搅拌混合物直至过硫酸钾完全溶解，并形成丙烯酸钠溶液。
将AFS粒度为75的渥太华铸造用细砂(F-75级)40g加入环己烷/表面活性剂溶液中。然后，在剧烈搅拌下加入丙烯酸钠溶液。使反应混合物温度升至43℃并在该温度保持约2.5小时。将水作为与环己烷的共沸物除去，干燥固体，得到92.6g米色颗粒产物。
将60g上述产物(经预筛，为30-60目)在84ml甲醇中调成浆。加入乙二醇二缩水甘油醚(56.2mg)的6.8mg/ml的水溶液8.2ml。加热反应混合物并在50-55℃搅拌2小时。减压除去溶剂，将固体在50℃烘箱干燥，得到含44重量％二氧化硅的本发明的颗粒产物62.3g。实施例2
用氮气吹洗1000ml的圆底烧瓶，该烧瓶装有氮气进口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯达克分水器、机械搅拌器、温度计和加料漏斗。将400ml环己烷、548mg聚氧乙烯5脱水山梨糖醇单油酸酯(美国ICI Americas，Inc.公司(Willington，DE)生产，商品名TWEEN 81)和540mg脱水山梨糖醇单硬脂酸酯(美国ICI Americas，Inc.公司生产，商品名SPAN 60)加入烧瓶中，搅拌下使内温达到42℃，以使脱水山梨糖醇单硬脂酸酯分散。约10分钟后，让烧瓶内容物冷却至室温。
与此同时，在氮气氛下，将40ml丙烯酸和10ml去离子蒸馏水在用冰浴冷却着的250ml圆底烧瓶中进行搅拌。边冷却，边将溶解在50ml去离子蒸馏水中的16.72g氢氧化钠滴加至上述丙烯酸溶液中。然后将64mg过硫酸钾加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷却下，搅拌混合物约10分钟，然后，在环境温度下再搅拌混合物直至过硫酸钾完全溶解，并形成丙烯酸钠溶液。
将AFS粒度为75的渥太华铸造用细砂(F-75级)62.58g加入环己烷/表面活性剂溶液中。然后，在剧烈搅拌下加入丙烯酸钠溶液。使反应混合物温度升至43℃并在该温度保持约2.5小时。蒸去水和环己烷的共沸物，干燥固体，得到114.3g米色颗粒产物。实施例3-交联过的
将36.5g实施例2的颗粒产物(经预筛，为30-60目)在35ml甲醇中调成浆。加入乙二醇二缩水甘油醚(27.24mg)的6.8mg/ml的水溶液4.0ml。加热反应混合物并在50-55℃搅拌2小时。减压除去溶剂，将固体在50℃烘箱干燥，得到含55重量％二氧化硅的本发明的颗粒产物37.3g。实施例4实施例4的制备方法与实施例1类同。芯核材料为一般包含96.5％碳酸钙(2重量％的碳酸钙的粒度为1170-1560微米)、2.0％碳酸镁和1.2％二氧化硅的Hubercarb Q20-60级(美国J-W Huber Corporation生产)。粒度分布的特征为90％(重量)在200微米以上，10％(重量)在900微米以上，粒度中值约为450微米。重量比为45份填料比55份聚合物。在实施例4的制备方法中，未使用交联剂。实施例5
实施例5与实施例1基本相同，不同之处仅在于，通过共沸除去44g水后，加入在5ml甲醇中的15.4mg乙二醇二缩水甘油醚，并将反应混合物在50℃保持3小时。在此时间的终点，共沸蒸去剩余的水(10ml)。回收颗粒产物并在65℃烘箱干燥4小时。实施例6
实施例6的目的在于，将芯核填料的比例提高至72重量％。为此，用氮气吹洗1000ml的圆底烧瓶，该烧瓶装有氮气进口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯达克分水器、机械搅拌器、温度计和加料漏斗。将400ml环己烷、548mg聚氧乙烯5脱水山梨糖醇单油酸酯(美国ICI Americas，Inc.公司生产，商品名TWEEN 81)和540mg脱水山梨糖醇单硬脂酸酯(美国ICI Americas，Inc.公司生产，商品名SPAN 60)加入烧瓶中，搅拌下使内温达到42℃，以使脱水山梨糖醇单硬脂酸酯分散。约10分钟后，让烧瓶内容物冷却至室温。
与此同时，在氮气氛下，将20ml丙烯酸和10ml去离子蒸馏水在用冰浴冷却着的250ml圆底烧瓶中进行搅拌。边冷却，边将溶解在50ml去离子蒸馏水中的8.36g氢氧化钠滴加至上述丙烯酸溶液中。然后将33mg过硫酸钾加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷却下，搅拌混合物约10分钟，然后，在环境温度下再搅拌混合物直至过硫酸钾完全溶解，并形成丙烯酸钠溶液。
将AFS粒度为75的渥太华铸造用细砂(F-75级)40g加入环己烷/表面活性剂溶液中。然后，在剧烈搅拌下加入丙烯酸钠溶液。使反应混合物温度升至55℃并在该温度保持约2.5小时。将41ml水作为与环己烷的共沸物除去。此时，加入在4.8ml甲醇中的15.4mg乙二醇二缩水甘油醚，在50℃将反应混合物保持3小时。使反应混合物冷却至室温过夜。
加热反应混合物，通过共沸蒸馏除去另外12ml水。反应混合物含一些颗粒形固体和有一些粘附在烧瓶壁上的固体。回收颗粒产物，在50℃烘箱干燥过夜。往烧瓶中加入去离子蒸馏水，以使粘附在烧瓶壁上的固体溶胀、脱落。将材料收集在玻璃皿上，让其干燥。固体作为小颗粒和大的1/2英寸的结集块的混合物存在。实施例7
用氮气吹洗1000ml的圆底烧瓶，该烧瓶装有氮气进口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯达克分水器、机械搅拌器、温度计和加料漏斗。将400ml环己烷、549mg聚氧乙烯5脱水山梨糖醇单油酸酯(美国ICI Americas，Inc.公司生产，商品名TWEEN 81)和540mg脱水山梨糖醇单硬脂酸酯(美国ICI Americas，Inc.公司生产，商品名SPAN 60)加入烧瓶中，搅拌下使内温达到42℃，以使脱水山梨糖醇单硬脂酸酯分散。约10分钟后，让烧瓶内容物冷却至室温。
与此同时，在氮气氛下，将40ml丙烯酸和10ml去离子蒸馏水在用冰浴冷却着的250ml圆底烧瓶中进行搅拌。边冷却，边将溶解在50ml去离子蒸馏水中的16.72g氢氧化钠滴加至上述丙烯酸溶液中。然后将64mg过硫酸钾加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷却下，搅拌混合物约10分钟，然后，在环境温度下再搅拌混合物直至过硫酸钾完全溶解，并形成丙烯酸钠溶液。
将27.5g玉米糠(Illinois Cereal Mills公司批号99C-30)加入环己烷/表面活性剂溶液中。然后，在剧烈搅拌下加入丙烯酸钠溶液。使反应混合物温度升至55℃并在该温度保持约2.5小时。将43g水作为与环己烷的共沸物除去。在此时的终点，微粒相和融合相均存在。除去固体相(约35g物料)。此时，将4.3ml含8.5mg乙二醇二缩水甘油醚的溶液加至反应混合物中，并在50℃将反应混合物保持3小时。在此时的终点，通过共沸蒸馏除去剩余的水(10ml)。回收颗粒产物，在65℃烘箱干燥4小时。实施例8
在实施例8中，将按实施例6的方法制得的4.0g物料与5.0ml甲醇和0.55ml乙二醇二缩水甘油醚在甲醇中的溶液(10mg/ml)加至50ml烧瓶中。在55℃搅拌混合物2小时，然后分离和干燥。实施例9
用氮气吹洗1000ml的圆底烧瓶，该烧瓶装有氮气进口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯达克分水器、机械搅拌器、温度计和加料漏斗。将400ml环己烷、550mg聚氧乙烯5脱水山梨糖醇单油酸酯(美国ICI Americas，Inc.公司生产，商品名TWEEN 81)和540mg脱水山梨糖醇单硬脂酸酯(美国ICI Americas，Inc.公司生产，商品名SPAN 60)加入烧瓶中，搅拌下使内温达到42℃，以使脱水山梨糖醇单硬脂酸酯分散。约10分钟后，让烧瓶内容物冷却至室温。
同时，在氮气氛下，将40ml丙烯酸和10ml去离子蒸馏水在用冰浴冷却着的250ml圆底烧瓶中进行搅拌。边冷却，边将溶解在50ml去离子蒸馏水中的16.72g氢氧化钠滴加至上述丙烯酸溶液中。然后将64mg过硫酸钾加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷却下，搅拌混合物约10分钟，然后，在环境温度下再搅拌混合物直至过硫酸钾完全溶解，并形成丙烯酸钠溶液。
将AFS粒度为75的渥太华铸造用细砂(F-75级)51.2g加入环己烷/表面活性剂溶液中。然后，在剧烈搅拌下加入丙烯酸钠溶液。使反应混合物温度升至54℃并在该温度保持2.5小时。将21g水作为与环己烷的共沸物除去。此时，微粒相形成。此时，再加入3.4ml含10.2mg乙二醇二缩水甘油醚的甲醇溶液，并在50℃将反应混合物保持2小时。接着，通过共沸蒸馏除去23ml水。此时，再加入3.4ml含10.2mg乙二醇二缩水甘油醚的甲醇溶液，并在50℃将反应混合物保持2小时以上。在此时的终点，通过共沸蒸馏，除去剩余的水(14ml)。回收颗粒产物，并在65℃烘箱干燥4小时。总产量为103.2g。实施例10
用氮气吹洗1000ml的圆底烧瓶，该烧瓶装有氮气进口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯达克分水器、机械搅拌器、温度计和加料漏斗。将400ml环己烷、550mg聚氧乙烯5脱水山梨糖醇单油酸酯(美国ICI Americas，Inc.公司生产，商品名TWEEN 81)和540mg脱水山梨糖醇单硬脂酸酯(美国ICI Americas，Inc.公司生产，商品名SPAN 60)加入烧瓶中，搅拌下使内温达到42℃，以使脱水山梨糖醇单硬脂酸酯分散。约10分钟后，让烧瓶内容物冷却至室温。
同时，在氮气氛下，将40ml丙烯酸和10ml去离子蒸馏水在用冰浴冷却着的250ml圆底烧瓶中进行搅拌。边冷却，边将溶解在50ml去离子蒸馏水中的16.72g氢氧化钠滴加至上述丙烯酸溶液中。将64mg过硫酸钾加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷却下，搅拌混合物约10分钟，然后，在环境温度下再搅拌混合物直至过硫酸钾完全溶解，并形成丙烯酸钠溶液。
将30g玉米糠(Argo牌)加入环己烷/表面活性剂溶液中。在剧烈搅拌下加入丙烯酸钠溶液。使反应混合物温度升至55℃并在该温度保持2.5小时。将42g水作为与环己烷的共沸物除去。此时，微粒相形成。此时，加入5.2ml含15.4mg乙二醇二缩水甘油醚的甲醇溶液，并在50℃将反应混合物保持3小时。在此时的终点，通过共沸蒸馏除去剩余的水(16ml)。回收颗粒产物，并在65℃烘箱干燥4小时。总产量为82.9g。实施例11
在实施例11中，将按实施例1的方法制得的4.0g物料与5.0ml甲醇和0.55ml乙二醇二缩水甘油醚在甲醇中的溶液(10mg/ml)加至50ml烧瓶中。在55℃搅拌混合物2小时，然后分离和干燥。
分析手续
1.溶胀成凝胶的时间
使试样通过U.S.30筛并收集U.S.60目筛上物。将试件(0.25g)置于7.0ml玻璃瓶中。加入1.0％氯化钠2.5g。观察和记录试样凝胶化时弯月面消失的时间。
2.容量
将0.3g置于铝盘上进行称重。加入1％食盐水10ml；用膜盖覆，并让其静置1.5小时。弃去多余的溶液并称重。计算：
3.在外载荷下的吸水性
目的
确定当置于外载荷下时作为时间函数的液体被吸水材料吸收的量。
条件
将0.016g吸水物料试样置于20.28cm2面积上，施加21,000达因/cm2(约0.3磅/平方英寸)的压力。
设备
电子秤(范围：200g以下；精确度：至少0.001g)
带熔合在量筒底部的不锈钢筛(目：100)的内径(I.D)2.54cm(1英寸)的量筒
2.5273cm(0.995英寸)活塞(材料：Plexiglass，重4.4g)
100g砝码(天平校准用砝码)
计时器
可控气氛：温度 23℃(73.4°F)
相对湿度 50％
步骤
1.制备1kg的0.9％(w/w)NaCl溶液或人造尿。
2.将吸水材料筛成30/60粒度级，并将30/60粒度级的材料置于密封的贮器内，以使产物情况保持恒定。
3.将0.160g吸水材料置于预先称过皮重的称量纸上。将吸水材料的实际重量Wf记录在记录纸上。
4.将吸水材料缓慢加至底部有筛的量筒中。
5.轻敲量筒，直至材料平坦地分布在目筛上。若有吸水材料附在量筒壁上，试验重新进行。
6.将活塞置入量筒中。
7.将100g砝码置于活塞上。
8.秤取量筒、活塞和试料的合重。将该重量Wc记录在记录纸上。
9.往盘上倒入溶液，使其形成薄层。
10.在盘上铺上滤纸，让溶液使其饱和。
11.使计时器设在预定时间间隔(1或5分钟)或最大时间(即，60分钟)。(以各种时间间隔进行测量，以进行计算并绘出吸水材料的吸收曲线。
12.将复合量筒置于饱和的滤纸上，并同时启动计时器。
13.待时间到后，移去复合量筒并用纸巾擦干。
14.秤取复合量筒的重量。将该重量WSt记录在记录纸上。
15.重复步骤11至步骤14，直至达到平衡状态或得到最大试验时间。扩大时间间隔至接近最大吸收值。建议的时间间隔为0、1、2、5、10、30、60和90分钟。
16.从量筒底部测量移位的活塞的高度。将该高度H记录在记录纸上。
17.待吸水性试验结束后，移去活塞，并观察材料的情况。将观察结果记录在记录纸上。
计算：
Wf 吸水材料的重量
Wc 复合量筒的干重
WSt 复合量筒在时间t的湿重
At 时间t时在外载荷下的材料吸水度
A 载荷下的材料的最大吸收度外载荷下的吸收度At=Wst-WcWf]]>
A＝(max At)
本发明的代表性实施例的吸水度显示在下列表I和II中。
特性
在实施例1中，铸造用细砂F-75被从部分中和了的丙烯酸水溶液制得的、形成水凝胶的聚合物以45份填料芯核对55份聚合物的重量比包覆。
实施例3与实施例1的不同之处在于，其重量比为55份填料芯核对45份聚合物。在实施例2中，聚合物未交联，与实施例3的为交联的聚合物的情况不同。
表II 吸水剂微粒 最大溶胀容量 g盐水/g 溶胀成凝胶的时间 秒10∶1 Favor 800 (Stockhausen) 47 25 ASAP (Chemdal) 40 29 实施例1 27 14 2 50+ 32 3 23 24 4 40+ 120 5 70+ 9 6 70+ 44 7 70+ 85 8 25 27 9 41 4 10 50 2 20 21 ＞5分钟 21 33 ＞5分钟 24 31 ＞5分钟 25 32 ＞5分钟 28 11 ＞5分钟 29 22 ＞5分钟 30 26 ＞5分钟 31 34 7
表III
载荷下的吸水度
g盐水(1.0％)/g
1分钟 5分钟 10分钟 20分钟 30分钟实施例1 11 13 14 15 --实施例3 10 14 16 16 16Favor 800 7 11 15 20 23ASAP 1000 8 16 20 22 --实施例8 6 11 11 12 12实施例9 5 5 6 6 7实施例10 5 6 6 7实施例11 10 18 20 21 22实施例20 3.5 5.3 5.8 6.1 6.5实施例21 1.4 2.6 3.2 3.7 4.1实施例28 1.6 1.9 2.0 2.0 2.1实施例29 1.1 2.1 2.1 2.9 2.9实施例30 1.3 2.3 2.7 3.3 4.0实施例31 6.4 8.3 9.5 11.2 12.3
从表II和III的数据可见，本发明产品在载荷下的速率与吸水度的高竞争性能是未预料到的，表示了在技术上的重要进步。
在填料芯核表面上的聚合小滴的完全吸收是令人惊奇的和未预料到的。在制备过程中，看起来填料微粒在聚合的早期已被包覆。这提示了对上述完全吸收的一些理论解释。例如，早在聚合开始时，软和也许“粘的”小滴由于二级化学力或至少部分是由填料芯核微粒表面的属性产生的粘合而被吸附在填料芯核表面上。另外，芯核微粒表面可提供足够高的表面能，从而容易被聚合小滴湿润。一般而言，易于影响或控制吸收和在固体表面上的液体的多相反应的这些物理-化学现象会影响所需的被包覆的芯核微粒的形成。纤维和超吸水剂微粒的吸水芯实施例12-16
将纤维素浆粕纤维和超吸水剂微粒在实验室机器中进行搅拌，该机器可提供合适的空气流和具有用以收集松软的毛状网状物的收集筛。
图1显示了吸水芯，该芯的体积用x、y和z轴定义。
在图2中，规定了二个溶剂区，一个用边界ab、a′b′、a”b”和ab定义，另一个用bc、b′c′、b”c”和bc定义。
在图3和4中，定义了溶剂区ab、a′b′、a”b”和ab。
纤维和此处称作吸水芯的网的长度约为9英寸，宽度约为4英寸，在用液压机压缩后，厚为0.25英寸。参考图1和2，吸水芯中的这些尺寸分别用长“x”、宽“y”和厚“z”表示。
本发明的吸水芯用一系列平面表示，各平面由在z轴上移动的线x和y的交叉形成。这些平面或多个平面的任意组合形成由纤维、本发明的微粒和空气组成的溶剂区(例如，参照图3中的溶剂区ab、a′b′、a”b”和ab和图4中的溶剂区ab、a′b′、a”b”和ab)。这些区占干燥状态的吸水装置体积的至少约2％。由于本发明的吸水剂微粒均分别由填料芯核和超吸水剂聚合物以最好为30比70至70比30的重量比组成，因此，上述溶剂区由4个组分组成，即，由纤维、空气、超吸水剂聚合物和填料组成。而且，这些组分在比例和在芯中的位置方面均可变化，因此，在吸水芯的设计上提供了新的自由度，从而可在功能性和成本上进行最优化。上述关于微粒组成和与本发明的微粒相关的其他可变量的讨论清楚地表明，该新微粒在与纤维和吸水芯中的空隙的结合方面可有很大的选择。
表IV列出几个实施例中的吸水剂的组分和特性，这些吸水剂包含a)浆粕纤维和b)SAP和/或本发明的吸水剂微粒。
表IV
吸水芯的特性
吸收40ml盐水所需的
时间
相继发生
秒实 吸水芯 wt％SAP SAP 再湿 容量施 重量 和/或 和/或微粒 润量例 (g) 吸水剂微粒 组成 1 2 3 4 (g) (g)12 18.0 50 ASAP-1000 8 21 55 90 7.6 --13 19.5 30 ASAP-1000 6 11 27 40 8.5 --14 20.3 40 实施例1 7 21 31 53 7.7
(4重量份)
ASAP-1000
(1重量份)15 18.8 40 ASAP-1000 -- -- -- -- -- 36316 19.1 40 实施例1 -- -- -- -- -- 337
(4重量份)
ASAP-1000
(1重量份)
表IV的数据表明，现在，尤其在容量和速率的性能贡献方面，本发明的吸水剂微粒可更接近于使吸水装置最优化。
更具体地说，表III的数据提供了设计具有独特的和以前不能得到的性能的吸水装置的基础，并且不需要显著增加成本。
例如，在图7的装置中，显示了若干个区，各区均由于其位置而在提供防泄漏功能方面、为穿戴者提供干燥表面方面和通过用SAP微粒代替浆粕而减小体积方面具有特殊的重要性，并且在以低成本得到这些性能方面具有重要性。
实施例14的吸水芯含8.1gSAP微粒(其中的1.6g是100％超吸水剂聚合物ASAP 1000)。剩余的6.5g微粒(实施例1)含56重量％的SAP即3.6gSAP而使SAP总量达到5.2g。与含9.0g超吸水剂的实施例12比较，吸收率有了显著的改善，而表面干燥度则大致相当。这些改善是在原料成本显著下降的基础上取得的。
因此，吸水装置(例如图7中所示的)可用现在公开的微粒进行最优化，即，通过使用在例如A，A′区， B，B′区和任意地在C，C′区的、例如75-100％的较多吸水剂微粒，在更有效的SAP表面积(即，以与现有的商品吸水装置中所用的SAP相同的量，可制造更多的本发明的吸水剂微粒)的存在下，可在防泄漏方面取得较大的改善。
另外，图7的吸水装置可用实施例5的高容量微粒进行设计，并在需要控制大量的定域流体时，将其置于更中心的D区。如上面所讨论的，这样的改进可通过使用更多量的本发明的低成本的微粒而得到，不需要附加成本。
本发明的吸水剂微粒可用于所有类型的使用市售的SAP微粒的吸水装置。本发明的吸水剂微粒可完全或部分代替如美国专利No.5,019,063、5,300,358、4,324,247、4,342,314、4,634,440、5,074,856和4,944,735(它们的全文在此处引作参考)中所述的那些吸水装置中的市售的SAP微粒。
例如，如表IV所示，本发明的微粒可与市售的超吸水剂聚合物掺和以得到各种范围的成本和性能。例如，市售的SAP微粒可与本发明的吸水剂微粒以约1∶9至约9∶1的重量比进行合用。此外，当将吸水剂微粒用于吸水装置如尿布或卫生巾时，亲水性纤维和吸水剂微粒的重量比为约95∶5至约2∶3。
通过例如Berg的美国专利No.5,180,622所教导的形成小的SAP微粒的聚集体或掺入例如美国专利No.5,118,719(与前一美国专利一起均在此处全文引作参考)中的发泡剂来增加表面积与质量的比率的技术可应用于本发明，并具有由填料芯产生的可显著降低成本的附加优点。
实施例17
在实施例17和18中，按实施例1的一般步骤制备了本发明的超吸水剂颗粒，含二氧化硅量为50重量％。
为说明本发明的成本的高有效性能，按此处引作参考的题为“薄的弹性卫生巾”的美国专利No.4,950,364的教导，制造妇女卫生巾。具体地说，本实施例是寻求一种薄的弹性的卫生巾，该卫生巾具有足以吸收和包含中至大的月经量的吸收力。
详细地说，制备包含气体铺垫的粘合的浆粕片材层的层压件，在片材层的一个面上有压敏粘合剂薄膜。将本发明的高效超吸水剂颗粒均匀地洒在具有轻量(约1/2密耳)、中量(约1密耳)或重量(约1.5密耳)粘合剂的粘合剂层上，然后将片材卷叠成宽约55mm的G形层压件，使得超吸水剂颗粒处于层压件的内部的几褶中。接着，将层压件夹入由气体铺垫的粘合的浆粕片材的液体转移层和聚乙烯屏障膜之间。将包含具有三维孔径的聚乙烯膜的外衬置于液体转移层气体铺垫材料的一个外层面上。密封边缘，得到长约225mm、宽约70-100mm、厚约2.75mm的卫生巾。
为了比较，用商品规格的超吸水剂(ASAP 1100，Chemdall公司生产，包含100％超吸水剂聚合物的颗粒)制造了卫生巾。
下列表V显示含新聚合物层、具有仅50重量％SAP和50重量％二氧化硅的本发明的吸水剂微粒的卫生巾的吸水性能。
表V超吸水剂 粒重/垫片 吸水速率 再湿润量 污点 容量聚合物颗粒 使用的粘合剂 (g) (秒) (g) (mm) (g) 本发明 Fuller*8130；轻量 0.80 2.80 2.20 78.00 44.00
Fuller 8130；轻量 1.00 3.10 0.20 80.00 46.50
Fuller 8130；轻量 1.20 3.00 0.00 78.00 51.30
Fuller 8130；中量 0.80 3.10 0.00 75.00 41.70
Fuller 8130；中量 1.00 2.90 0.00 78.00 45.50
Fuller 8130；中量 1.20 3.00 0.00 80.00 53.00
Fuller 8130；重量 0.80 3.20 0.19 75.00 42.30
Fuller 8130；重量 1.00 3.00 0.00 80.00 44.90
Fuller 8130；重量 1.20 3.00 0.00 80.00 49.20ASAP-1100 Fuller 8130；轻量 0.80 2.90 0.00 78.00 42.80
Fuller 8130；轻量 1.00 2.60 0.00 78.00 47.90
Fuller 8130；轻量 1.20 2.50 0.00 80.00 52.30
Fuller 8130；中量 0.80 2.70 0.00 75.00 43.40
Fuller 8130；中量 1.00 2.60 75.00 50.20
Fuller 8130；中量 1.20 2.50 0.60 90.00 55.00
Fuller 8130；重量 0.80 2.60 0.30 80.00 42.30
Fuller 8130；重量 1.00 2.50 75.00 50.20
Fuller 8130；重量 1.20 2.70 0.00 75.00 52.40 本发明 NS 8423-23-4**；轻量0.80 2.40 0.28 78.00 54.60
NS 8423-23-4；轻量 1.00 2.30 0.00 72.00 57.90
NS 8423-23-4；轻量 1.20 2.30 0.00 72.00 62.90
NS 8423-23-4；中量 0.80 2.40 1.60 80.00 57.30
NS 8423-23-4；中量 1.00 2.60 0.00 72.00 58.40
NS 8423-23-4；中量 1.20 2.70 0.00 75.00 63.80
NS 8423-23-4；重量 0.80 2.60 3.30 77.00 55.30
NS 8423-23-4；重量 1.00 2.80 0.00 80.00 58.10
NS 8423-23-4；重量 1.20 2.50 0.00 85.00 60.30ASAP-1100 NS 8423-23-4；轻量 0.80 1.80 0.36 82.00 58.70
NS 8423-23-4；轻量 1.00 1.90 0.23 80.00 68.30
NS 8423-23-4；轻量 1.20 2.00 0.00 78.00 71.70
NS 8423-23-4；中量 0.80 2.40 1.60 80.00 57.30
NS 8423-23-4；中量 1.00 2.60 0.00 82.00 64.20
NS 8423-23-4；中量 1.20 2.20 0.00 78.00 70.00
NS 8423-23-4；重量 0.80 2.50 0.00 85.00 57.50
NS 8423-23-4；重量 1.00 2.40 0.00 78.00 55.60
NS 8423-23-4；重量 1.20 2.20 0.34 78.00 70.20
*H.B.Fuller Co.(明尼苏达州圣波尔市)
**National Starch & Chemical Corp.(新泽西州布里奇沃特市)实施例18
在本发明的另一实施例中，制备包含纤维素浆粕绒毛和超吸水剂颗粒的组合的厚绒毛状吸收垫并用实验室流体吸收试验加以评估。
在该实验中试验的吸收垫的长为约260mm，宽为60-70mm，厚为20mm。具体地说，其结构包括在经轧纹和压实后的浆粕层(4.1g)的四周以“G”形卷叠浆粕的“毛毯层”(7.8g)而成的四层绒毛浆粕层。吸收垫还包括热粘接的聚丙烯外衬、聚乙烯流体背衬和夹在外衬和绒毛芯之间的卷曲的PET稳定纤维的树脂粘接网。超吸水剂颗粒被用盐罐均匀地分散在芯内。在本发明中，将1.4g吸水剂微粒分配在轧纹层的上侧，将3.0g分配在下侧。作为比较例，将Chemdall公司生产的ASAP 1000超吸水剂颗粒作同样的定位分配，将1.0g置于上侧，将3.0g置于下侧。
将吸收性归纳在表VI中。
具有该一般结构的吸收垫在控制月经流体方面对妇女卫生有用，并可用于控制轻度至中度尿失禁者的尿液。
表VI 吸水速率 最初20ml 秒 吸水速率 第二个20ml 秒 再湿润 g 容量 g 本发明 1.00 2.30 1.20 235.00 ASAP-1000 1.00 1.80 1.80 243.00
在实施例17和18中，吸水速率、再湿润(rewet)、污点和容量系用下法获得：
吸水速率的测定方法如下：
装置：一4″×4″有机玻璃园柱(Lucite cylinder block)，园柱的中心有直径1″的开口；1％染色的食盐水；停表(用以以秒为单位记录消逝时间，标度为0.1秒)。
步骤：将具有塑料膜、吸水芯和保护层平面(这样，可防止皱褶)的卫生用品放置成保护层朝上。将园柱放置在其保护层朝上的卫生用品的中心。量取1％食盐水10ml至量筒中。将10ml的1％食盐水由量筒通过有机玻璃园柱的开口倾至卫生用品上并立即计时。让溶液流在卫生用品的表面上。当溶液被完全吸收时，立即停止计时。记录5个试样的吸收时间并精确至0.1秒。计算5个试样的平均吸收时间并精确至0.1秒。将吸收时间进行平均，精确至0.1秒，并将流体体积进行平均。
再湿润的测定方法如下：
装置：一4″×4″有机玻璃园柱，园柱的中心有直径1″的开口；1％染色的食盐水；VWR滤纸(#417级，直径9cm)或等同物；重0.05kg的平板(4″×4″×1/8有机玻璃方块)；2.2kg砝码；25ml量筒；精确至±0.01g的上皿式电子秤。
步骤：制备5个产品并将它们平置于平面上。将园柱放在产品保护层的中心。倾入10ml的1％食盐水至园柱的开口中。移去园柱并让产品静置5分钟。称量10张滤纸，并记下重量。5分钟后，同时在产品中心放置称重过的滤纸、清净的有机玻璃板和2.2kg砝码(约0.5psi)。在该位置上留置15秒钟。移去砝码和板，称量滤纸。以下述方法确定5个试样的平均再湿润量：最终滤纸重量(g)-最初滤纸重量(g)＝再湿润量(g)
污点的测定方法如下：
装置：一4″×4″有机玻璃园柱，其中心有直径1″的开口；1％染色的食盐水；10ml刻度的量筒；停表(精确至±0.1秒)；长30cm、分刻至1mm的钢尺。
步骤：将园柱置于盖层(即吸收垫的顶部)的中央。倾入10ml的1％食盐水至园柱开口中并让流体被吸收。当吸收一完成即迅速移去园柱。让产品吸收流体。2分钟后，保持钢尺与产品长度成平行，测量(单位：mm)最远两点间污点的长度。算出5个试样的平均值并以mm为单位作报告。
总容量的测定方法如下：
装置：三梁天平或上皿式电子秤(精确至±0.1g)；0.9％食盐水；吸墨纸(4″×4″纸浆板--ITT Rayonier PMXE)；Whatman滤纸(#1级)或等同物；1170.4g的Ohaus校准用砝码(±0.4g)或等同物；停表；温度计；4.75×14.0cm的Plexiglass模板；8″×12″的无纺布试件。
步骤：记录无防粘带的试件干重。用无纺布包裹试样。将试件置于0.9％食盐水(25℃)中浸渍10分钟。在垂直位置上沥干2分钟。将无纺布从试样上解开。将4″×4″浆粕方块置于饱和的试样底面的下面(产物的聚合物侧朝上)。以控制好的重量将模板在产品上面放置30秒钟。继续上述步骤直至再湿润值小于0.5g。记录湿润的试件重量。实施例19
将实施例5产物中的残留在#30目筛上的的部分用研钵和杵轻微研磨，然后与过筛物合并。使用No.30、60和140目筛，测定合并物的粒度分布并与F-75二氧化硅芯核材料进行比较。表VII的比较结果清楚地显示本发明提供的粒度的高度的可预料性。
表VII 二氧化硅F-75(wt. ％) 实施例5(wt.％) ＜100微米 7 10 100-150微米 22 - 150-300微米 65 - ＞300微米 6 - 100-260微米 - 26 260-700微米 - 64实施例20表面交联的CaCO3填料
用氮气吹洗2000ml的圆底烧瓶，该烧瓶装有氮气进口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯达克分水器、机械搅拌器、温度计和加料漏斗。将800ml环己烷和4.32gSpan 60(HLB值为4.7)加入烧瓶中，搅拌下使内温达到42℃，以使Span60分散。约10分钟后，让烧瓶内容物冷却至室温。
与此同时，将80ml丙烯酸和10ml去离子蒸馏水在500ml圆底烧瓶中进行搅拌并用冰浴冷却。边冷却，边将溶解在100ml去离子蒸馏水中的33.5g氢氧化钠滴加至上述丙烯酸溶液中。然后将在10ml去离子蒸馏水中的128mg过硫酸钾加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷却下，搅拌混合物约10分钟。
将102.4g碳酸钙(Hubercarb Q 20 60)加入环己烷/表面活性剂溶液中。然后，在剧烈搅拌下加入丙烯酸钠溶液。使反应混合物温度升至55℃并在该温度保持6小时。将水与环己烷的共沸物蒸馏至收集到90ml水。在氮气氛下让混合物冷却过夜。
次日早晨，加入乙二醇二缩水甘油醚1.34g，将反应混合物加热至55℃并在氮气氛下保持7小时，然后让其冷却过夜。通过水/环己烷共沸除去剩余的水，得到190g米色颗粒物质。实施例21具有内交联的二氧化硅F-75填料
用氮气吹洗2000ml的圆底烧瓶，该烧瓶装有氮气进口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯达克分水器、机械搅拌器、温度计和加料漏斗。将800ml环己烷和4.32gSpan 60(HLB值为4.7)加入烧瓶中，搅拌下使内温达到42℃，以使Span60分散。约10分钟后，让烧瓶内容物冷却至室温。
与此同时，将80ml丙烯酸和10ml去离子蒸馏水在500ml圆底烧瓶中进行搅拌并用冰浴冷却。边冷却，边将溶解在100ml去离子蒸馏水中的33.5g氢氧化钠滴加至上述丙烯酸溶液中。将96mgN，N’-亚甲基二丙烯酰胺加至上述水溶液中并搅拌至溶解。然后将在10ml去离子蒸馏水中的128mg过硫酸钾加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷却下，搅拌混合物约10分钟。
将102.4g二氧化硅(U.S.Silica，F-75)加入环己烷/表面活性剂溶液中。然后，在剧烈搅拌下加入丙烯酸钠溶液。使反应混合物温度升至55℃并在该温度保持6小时。将水与环己烷的共沸物蒸馏至收集到115ml水。收集固体产物并干燥，得到191g米色颗粒物质。实施例22二氧化硅F-75填料对照物，无交联
用氮气吹洗2000ml的圆底烧瓶，该烧瓶装有氮气进口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯达克分水器、机械搅拌器、温度计和加料漏斗。将800ml环己烷和4.32g Span 60(HLB值为4.7)加入烧瓶中，搅拌下使内温达到42℃，以使Span60分散。约10分钟后，让烧瓶内容物冷却至室温。
与此同时，将80ml丙烯酸和10ml去离子蒸馏水在500ml圆底烧瓶中进行搅拌并用冰浴冷却。边冷却，边将溶解在120ml去离子蒸馏水中的33.5g氢氧化钠滴加至上述丙烯酸溶液中。将在10ml去离子蒸馏水中的128mg过硫酸钾加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷却下，搅拌混合物约10分钟。
将102.4g二氧化硅(U.S.Silica，F-75)加入环己烷/表面活性剂溶液中。然后，在剧烈搅拌下加入丙烯酸钠溶液。使反应混合物温度升至55℃并在该温度保持6小时。将水与环己烷的共沸物蒸馏至收集到114ml水。收集固体产物并干燥，得到195g米色颗粒物质。实施例23分子量控制
用氮气吹洗2000ml的圆底烧瓶，该烧瓶装有机械搅拌器、温度计、迪安-斯达克分水器、回流冷凝管和氮气进口管。将800ml环己烷和4.32gSpan 60(ICIAmericas，Inc.公司生产)加入烧瓶中并让其溶解。搅拌10分钟后，反应混合物变成均相。
与此同时，将80ml丙烯酸和溶解在120ml H2O中的33.42g氢氧化钠在冰浴冷却下一起搅拌5分钟。
将102.4gAFS粒度为75的渥太华铸造用细砂加入环己烷/表面活性剂溶液中。在剧烈搅拌下加入丙烯酸钠溶液和2.0ml3-巯基-1，2-丙二醇(用于分子量控制的链转移剂)。加入128mg过硫酸钾，使反应混合物温度升至50℃并在该温度保持1小时。将水作为与环己烷的共沸物除去并分离出本发明的微粒。由链转移反应生成的聚合物的数均分子量为256,000，与未使用链转移剂的完全相同的聚合反应(？)分离出的聚合物相比，小60％。实施例24大粒度二氧化硅填料，60目筛上，＞250微米
用氮气吹洗2000ml的三颈圆底烧瓶，该烧瓶装有机械搅拌器、温度计、迪安-斯达克分水器、回流冷凝管和氮气进口管。将800ml环己烷和4.32gSpan60(ICI Americas，Inc.公司生产)加入烧瓶中并让其溶解。搅拌10分钟后，反应混合物变成均相。
与此同时，将80ml丙烯酸和溶解在120ml水中的33.42g氢氧化钠在冰浴冷却下一起搅拌5分钟。
将102.4gAFS粒度为75的大于60目(250微米以上)的渥太华铸造用细砂加入环己烷/表面活性剂溶液中。在剧烈搅拌下加入丙烯酸钠溶液。加入128mg过硫酸钾，使反应混合物温度升至50℃并在该温度保持1小时。然后将反应混合物温度升至60.5℃并在此温度保持5小时。将水作为与环己烷的共沸物除去，得到181.3g微粒产物。实施例25小粒度二氧化硅填料，100-200目，75-150微米
用氮气吹洗2000ml的圆底烧瓶，该烧瓶装有氮气进口管和出口管、回流冷凝管、迪安-斯达克分水器、机械搅拌器、温度计和加料漏斗。将800ml环己烷和4.32g Span 60(HLB值为4.7)加入烧瓶中，搅拌下使内温达到42℃，以使Span60分散。约10分钟后，让烧瓶内容物冷却至室温。
与此同时，将80ml丙烯酸和20ml去离子蒸馏水在500ml圆底烧瓶中进行搅拌并用冰浴冷却。边冷却，边将溶解在100ml去离子蒸馏水中的33.5g氢氧化钠滴加至上述丙烯酸溶液中。将在10ml去离子蒸馏水中的128mg过硫酸钾加入部分中和了的丙烯酸溶液中。在用冰浴冷却下，搅拌混合物约10分钟。
将102.4g二氧化硅(U.S.Silica，F-110，预筛至100-200目)加入环己烷/表面活性剂溶液中。在剧烈搅拌下加入丙烯酸钠溶液。使反应混合物温度升至55℃并在该温度保持6小时。将水与环己烷的共沸物蒸馏至收集到115ml水。收集固体产物并干燥，得到174g米色颗粒物质。实施例26硬木微粒填料
用氮气吹洗2000ml的三颈圆底烧瓶，该烧瓶装有机械搅拌器、温度计、迪安-斯达克分水器、回流冷凝管和氮气进口管。将800ml环己烷和4.32gSpan60(ICI Americas，Inc.公司生产)加入烧瓶中并让其溶解。搅拌10分钟后，反应混合物变成均相。
与此同时，将80ml丙烯酸和溶解在120ml H2O中的33.42g氢氧化钠在冰浴冷却下一起搅拌5分钟。
将50g60目硬木粉(Composition Materials of America,Inc.公司生产)加入环己烷/表面活性剂溶液中。在剧烈搅拌下加入丙烯酸钠溶液。加入128mg过硫酸钾，使反应混合物温度升至50℃并在该温度保持1小时。然后将反应混合物温度升至60.5℃并在此温度保持5小时。将水作为与环己烷的共沸物除去，得到139.0g微粒产物。实施例27胡桃壳微粒填料
用氮气吹洗2000ml的三颈圆底烧瓶，该烧瓶装有机械搅拌器、温度计、迪安-斯达克分水器、回流冷凝管和氮气进口管。将800ml环己烷和4.32gSpan60(ICI Americas，Inc.公司生产)加入烧瓶中并让其溶解。搅拌10分钟后，反应混合物变成均相。
与此同时，将80ml丙烯酸和溶解在120ml H2O中的33.42g氢氧化钠在冰浴冷却下一起搅拌5分钟。
将50g100目胡桃壳粉(Composition Materials of America,Inc.公司生产)加入环己烷/表面活性剂溶液中。在剧烈搅拌下加入丙烯酸钠溶液。加入128mg过硫酸钾，使反应混合物温度升至50℃并在该温度保持1小时。然后将反应混合物温度升至60.5℃并在此温度保持5小时。将水作为与环己烷的共沸物除去，得到100.3g本发明的微粒。实施例28用钙离子交联表面
将10.0g实施例22的被包覆的微粒和30ml环己烷加至100ml的圆底烧瓶中，该烧瓶装有磁力搅拌棒、迪安-斯达克分水器和回流冷凝管。然后，在剧烈搅拌下加入溶解在5ml H2O中的1.8g氯化钙。搅拌反应混合物2小时并将水作为与环己烷的共沸物除去。分析所得产物并确定为具有交联的表面。实施例29用钙离子交联表面
将10.0g实施例22的被包覆的微粒加至100ml的圆底烧瓶中，该烧瓶装有磁力搅拌棒、迪安-斯达克分水器和回流冷凝管。然后，在剧烈搅拌下加入溶解在20ml H2O中的1.8g氯化钙。搅拌反应混合物2小时。加入20ml环己烷并将水作为与环己烷的共沸物除去。分析所得产物并确定为具有交联的表面。实施例30用镁离子交联表面
将10.0g实施例22的被包覆的微粒和30ml环己烷加至100ml的圆底烧瓶中，该烧瓶装有磁力搅拌棒、迪安-斯达克分水器和回流冷凝管。然后，在剧烈搅拌下加入溶解在5ml H2O中的3.6g氯化镁。搅拌反应混合物2小时并将水作为与环己烷的共沸物除去。分析所得产物并确定为具有交联的表面。实施例31
将12g实施例21的微粒(被聚丙烯酸钠-丙烯酸(75/25)包覆的二氧化硅)、25ml甲醇、40.5mg乙二醇二缩水甘油醚和1.5g蒸馏水置于100ml的烧瓶中并加热回流7小时。将反应混合物倾至结晶皿中并在加热灯下干燥2小时，然后在70℃烘箱中再干燥1小时。实施例31得白色颗粒物质，重11.6g。实施例32
在下述步骤中，在所选择的机械搅拌的条件下测量微粒磨损。
将本发明的吸水剂微粒(具有二氧化硅基核和聚丙烯酸酯SAP涂层，其中基核和SAP的重量比为1∶1)先进行预筛，以得到所选择的粒度范围在250-520微米的微粒。将微粒进行机械搅拌后，分析作为粒度小于74微米的微粒存在的破碎的或分离的聚合物的存在，结果如下：
搅拌方法 小于74微米的重量％
搅拌器 0.0
用小球滚动 0.2
用大球滚动 0.1
上述搅拌方法进行如下：状况1.油漆振荡搅拌器
将10g超吸水聚合物置于170ml圆筒状金属容器中。接着，将该容器再置于1加仑油漆罐中并置于油漆振荡搅拌器上60分钟。在此时的终点，移去材料并用一组标准筛子分析粒度分布。状况2.小Burundum滚筒
将10g超吸水聚合物与4个长13mm、直径13mm的圆筒状Burundum丸一起置于170ml圆筒状金属容器中。接着，将该容器再置于1加仑油漆罐中并置于油漆滚筒上放置30分钟。在此时的终点，移去材料并用一组标准筛子分析粒度分布。状况3.大Burundum滚筒
将10g超吸水聚合物与2个长21mm、直径21mm的圆筒状Burundum丸一起置于170圆筒状金属容器中。接着，将该容器再置于1加仑油漆罐中并置于油漆滚筒上放置30分钟。在此时的终点，移去材料并用一组标准筛子分析粒度分布。
上述结果显示，部分地根据“小于74微米的重量％”的结果，本发明的吸水剂微粒具有耐磨损性。这表明，聚合物粘合在固体芯核的程度达到高度可接受的水平。实施例33粒度控制
为显示可按本发明的技术得到的可预测的和可控制的吸水剂粒度，提供下列实施例。
按实施例24制备吸水剂微粒，其中，将预筛选至约250-300微米粒度范围的二氧化硅微粒用聚丙烯酸-聚丙烯酸钠以二氧化硅对聚合物为1∶1的重量比进行涂层。
用按实施例25制备的、具有粒度范围在约75-150微米的二氧化硅芯核微粒的吸水剂微粒重复这些处理。
将两者的颗粒产物在Braun CA型研磨机中轻微研磨，然后用一系列筛子将微粒按粒度分离。本处理的结果见表VIII。
表VIII
筛 筛上物 筛下物 纤维 粒度 涂层筛目大小 粒度大小 重量 重量 重量％ 中间值 厚度T
(微米) (g) (g) (微米) (微米)实施例24 40 420 22.7 22.3 50 240 60-85 60 250 15.9 6.4 14 100 150 3.95 2.4 5 200 75 1.6 0.8 1.7实施例25 40 420 4.2 40.8 90.6 310 80-117 60 250 27.7 13.1 29.1 100 150 8.2 4.9 10.9 200 75 3.5 1.4 3.1
显而易见，从本发明的说明书和此处所公开的本发明的实践考虑，本领域的技术人员可设想出本发明的其他实施方式。应该指出，本说明书和实施例仅应认为是举例说明，本发明的范围和实质由下面的权利要求书限定。