设计包含高吸收性聚合物的干燥和多孔吸收复合材料制造技术

本发明专利技术提供高吸收性聚合物复合材料和设计复合材料的方法。要吸收的目标重量的含水液体与干爽品质数值和非必要地孔隙率品质数值结合，用于定义高吸收性聚合物和基础网络两种的类型和质量，混合该两者以提供复合材料，在已经吸收目标重量的含水液体之后，该复合材料最优地最小化游离液体以及提供持续的干爽触觉。在本发明专利技术一种形式中，高吸收性聚合物和／或吸收复合材料衍生自吸收设计－情况参数计算机实施确定的使用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供一种设计包含高吸收性聚合物的吸收复合材料的方法和设备，该高吸收性聚合物能够吸收相对大量的含水液体。
技术介绍
含有可吸收大量含水液体，如水或体液的高吸收性聚合物的吸收复合材料可在一次性吸收制品如婴儿尿布、女性卫生巾和失禁垫中具有许多应用。优选的是，吸收复合材料在适当压力下吸收和保持大量液体。例如，为防止到衣服上的泄漏和过度皮肤潮湿，婴儿尿布必须在各种施加压力，如由(a)让婴儿就座或斜倚离加的身体力量和(b)重力的那些下吸收和保持尿液。此外，婴儿尿布必须也及时吸收在间隔的几种情况下施加的液体总量，如可以理解的那样，在部分潮湿或部分饱和条件下的吸收和保持因此也是重要的。高吸收性聚合物的吸收和保持能力通常由标准化测试如离心保持能力(CRC)测试(欧洲一次性和无纺布协会，推荐的测试程序No.441.1-99)和负荷下的吸收能力(在压力下的性能)测试(欧洲一次性和无纺布协会，推荐的测试程序No.442.1-99)测量。欧洲一次性和无纺布协会，推荐的测试程序No.441.1-99也另外称为“袋茶”测试或离心机保持能力测试(CRC)和它的结果定义特定高吸收剂的离心保持能力(或CRC)。这些和其它这样的测试描述于如F.L.Buchholz和A.T.Graham，编辑的参考文献，现代高吸收性聚合物技术，Wiley-VCH，纽约，1998，特别是第4章。含有高吸收性聚合物的吸收复合材料的吸收和保持能力通常由标准化测试如饱和保持能力(Kellenberger等人，EP-443627A2，12页)或同等的需要吸收能力测试(Goldman等人，EP-304319B1，10页)。此外，吸收复合材料的潮湿或它们泄漏的倾向性通常由方法如在以下文献中描述的Rewet测试(有时称为后潮湿测试)测量见K.T.Hodgson，TAPPIJournal，1991年8月，205-212页。在高吸水性产物工业中的目前实践是(a)主要定义按照上述离心机保持能力测试(CRC)的实际吸收能力和(b)随后按照复合材料的饱和保持能力或平衡需要-吸收能力，定义包含高吸收性聚合物的任何复合材料的实际吸收能力(根据单个组分的吸收能力和在复合材料中的各自质量分率，理论计算为质量分率加权的吸收能力)。这样测定的例子描述于Bewick-Sonntag，US专利5,836,929第11栏6-27行。所有这些常规方法使用大过量液体中样品的浸渍或提供与高吸收性聚合物或包括高吸收性聚合物的复合材料接触的过量容积液体储槽。由于高吸水性材料紧密结合输送到要一次性处理的复合材料的液体，液体的有效吸收和保持在复合材料中总体上提供一种触觉干爽性，在这一方面，复合材料不“干爽”，因为它有高吸收剂充满了液体，但复合材料却比较“干爽触感(触觉干爽)”，在液体保持在复合材料内，而且与复合材料外表面接触的非复合材料表面(即皮肤)不提供促进液体离开复合材料质量传递的优先亲水性固体相，在此方面，相对于吸入复合材料的液体数量来说，使用复合材料的婴儿皮肤逐渐继续感觉到比较“干爽”。随着复合材料从初始干燥和致密状态改变成潮湿和溶胀状态时，在使用期间(即在液体吸收保持的过程中)复合材料的特性也发生改变；因此经它的使用周期，使用过程也产生一种具有不同改进性能特性的复合材料。吸收复合材料的渗透率，或盐水流动电导率在它们的设计和应用中是重要的参数。多孔介质的渗透率基本与多孔介质的孔隙率相关，渗透率一般随孔隙率的增加而增加。卫生产品产业中的目前实践源自如下信念(a)包含高吸收性聚合物的复合材料的孔隙率(porosity)或液体渗透率(liquid permeability)与溶胀de高吸收性聚合物的颗粒床的液体渗透率相关联，(b)根据这种关联性设计复合材料。然而，在设计全部效力的高吸收性复合材料中，使用周期的使用性能的动态变化具有挑战性，因为对于复合材料设计，在使用最终或末端状态所定义出来的性能参数不完全以及有效一整套的预期考虑，该考虑情况会在它的使用周期影响复合材料。这样，对于品质性能和成本最小化的需要构成了对设计技术的需要，该设计技术可预测界定复合材料，该复合材料能够紧密结合输送到复合材料的所有液体，同时提供潮湿和溶胀的复合材料，这种材料具有最优孔隙率(因此改进液体渗透率)用于液体随后加入到的复合材料的。本专利技术满足这样需求。
技术实现思路
本专利技术是一种用于吸收目标重量含水液体的高吸收性聚合物累积物(其聚合物累积物具有有关的离心机保持能力数值，而术语“累积物”为统一或分散形式的所有高吸收性材料的累积情况，它与吸收目标重量的液体相关)，其中高吸收性聚合物累积物具有1.18-2.22倍K＝mliq/CRC的高吸收质量(super-absorbent mass)，其中mliq是表示液体目标重量的数值，CRC是离心机能力(Centrifuge capacity value)数值，其单位是每干燥高吸收性聚合物质量的液体质量，从而使得在已经吸收该目标重量的含水液体之后，提供足够最小数量的高吸收性聚合物累积物，用于有效地最小化在高吸收性聚合物累积物中的游离含水液体，使得含有目标重量吸收含水液体的高吸收性聚合物累积物提供持续的干爽感觉。K表示为以上公式中的吸收设计-情况参数。当在整个可渗透基础网络中分散高吸收性聚合物累积物时(及“基础物”具有在从聚合物和网络制得的吸收介质中网络基础支撑性质，)，本专利技术也涉及一种用于吸收目标重量含水液体的吸收介质，其中该介质引入在整个可渗透基础网络中分散的(具有联系离心机保持能力数值的)高吸收性聚合物，该高吸收性聚合物累积物具有1.18-2.22倍吸收设计-情况参数的高吸收质量，该设计-情况参数根据如下公式衍生自含水液体重量，吸收能力数值，条成物质量(mass of stranding)，和离心机保持能力数值K=mliq(mliq-CstrandingmstrandingCRCmliq)]]>其中 mliq是表示液体目标重量的数值，Cstranding(C条成物)是吸收能力数值，其单位为每干燥条成物质量的液体质量；CRC是离心机能力数值，其单位是每干燥高吸收性聚合物质量的液体质量；mstranding(m条成物)是条成物质量；K是吸收设计-情况参数；从而使得在已经吸收该目标重量的含水液体之后，提供足够最小数量的高吸收性聚合物累积物用于有效地最小化在吸收介质中的游离含水液体，使得含有目标重量吸收含水液体的吸收介质提供持续的干爽感觉。在另一种形式中，本专利技术是涉及一种制备吸收介质的方法，该方法使用如下步骤将(具有联系吸收能力数值的)可渗透基础条成物和(具有以下测定的联系离心机保持能力数值的)高吸收性聚合物粒子质量混入网络，以预定质量的液体吸收到预定干爽品质(由0.45和0.85之间的干爽品质数值表示，其中0.45表示在该液体质量吸收之后具有最大干爽品质的介质，0.85表示在该液体质量吸收之后具有最小干爽品质的介质)，及所有条成物的累积质量是mstranding=mliq-Φ(CRC)msapCstranding]]>其中mstranding(m条成物)是表示所有条成物累积质量(the cumulative mass ofall the strandi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导出含有高吸收性聚合物的吸收介质的数值的方法，该聚合物分散在整个捻合条成物的质量的可渗透基础网络中，该方法包括如下的计算机实施步骤：计算机数据库接收表示要由该介质吸收的液体质量的数值数据量，在０．４５和０．８５之间的干爽 品质数值，其中０．４５表示在该液体质量吸收之后具有最大干爽品质的介质，而０．８５表示在该液体质量吸收之后具有最小干爽品质的介质，在０．４和０．９５之间的多孔品质数值，其中０．４表示在该液体质量吸收之后具有最小多孔品质的介质，而０．９ ５表示在该液体质量吸收之后具有最大多孔品质的介质，高吸收性聚合物的质量分率数值，相应于条成物类型的吸收能力数值；和根据如下公式确定高吸收性聚合物组分和条成物组分的混合物质量：＊＊＊其中ｍ↓［ｔｏｔａｌ ］是表示该混合物质量的数值，单位是除具有干燥条成物质量以外的干燥高吸收性聚合物质量，ｍ↓［ｌｉｑ］是表示要吸收的该液体质量的数值，ｆ↓［ｓ］是该高吸收性聚合物质量分率数值，Ｆ是４０．５８，其单位为每干燥高吸收性聚合物 的质量的液体质量，Φ是该干爽品质数值，Ｒ↓［Φ］是该孔隙率品质数值，和Ｃ↓［ｓｔｒａｎｄｉｎｇ］是该吸收能力数值，其单位为每干燥条成物质量的液体质量；根据ｍ↓［ｓａｐ］＝ｆ↓［ｓ］ｍ↓［ｔｏｔａｌ］导出该高吸 收性聚合物组分的质量数值，其中ｍ↓［ｓａｐ］是表示该高吸收性聚合物组分质量的该数值；根据ｍ↓［ｓｔｒａｎｄｉｎｇ］＝（１－ｆ↓［ｓ］）ｍ↓［总计］导出该条成物组分的质量数值，其中ｍ↓［ｓｔｒａｎｄｉｎｇ］是该 条成物组分质量数值；根据如下公式导出计算的离心机能力：ＣＲＣ＝ｍ↓［ｌｉｑ］－（１－ｆ↓［ｓ］）Ｃ↓［ｓｔｒａｎｄｉｎｇ］ｍ↓［ｔｏｔａｌ］／Φｆ↓［ｓ］ｍ↓［ｔｏｔａｌ］其中ＣＲＣ是该计算的离心机能力数值， 其单位是每干燥高吸收性聚合物质量的液体质量；选择测量的离心机保持能力值基本等于该计算的离心机保持能力值的高吸收性聚合物；和在该计算机显示器上显示该高吸收性聚合物，该聚合物质量数值，和该条成物组分质量数值的标识符。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：FL布什赫兹，DS阿兰，JL韦尔，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]