專利名稱：親水性處理吸收泡沫材料的方法
技術領域：
本發明涉及一種將通常的疏水聚合物泡沫塑料轉換為親水泡沫塑料的方法。經過這樣“親水性”處理的泡沫適合用于各種有吸收力的部件中，如嬰兒尿布，大小便失禁的成年人的外套，婦女衛生紙，繃帶，等等，這些泡沫塑料尤其適用于吸收各種人體水性流體。
在商品化實踐中已熟知大量能有效吸收水分的泡沫材料，或普通“海綿”。尤其是這類泡沫為開孔結構并含有各種纖維素或聚合物材料。例如，各種聚氨酯及類似材料已長期被用來制備合成泡沫塑料。如現有技術已知，泡沫材料的功能是當其表面實質上親水時就能最有效地吸收水性液體。然而，許多合成泡沫是通過能產生聚合物泡沫的有機單體聚合而制備的，這些泡沫的性質實質上是疏水的。因此人們已付出相當大的關注以尋求能將疏水合成泡沫塑料變成親水性的方法。
例如，已知某些類型的泡沫，它們是用某些特定選擇的單體制備的，這些單體本身至少賦予所形成的聚合泡沫一定程度的親水特性。于是這類單體在聚合過程中就摻入到泡沫網狀結構的基本結構中。遺憾的是，單體中存在的親水取代基不能稱心合意地改進所得泡沫的基本特性。因此，當所得的泡沫可能具有所希望的親水特性時，它可能失去某些其它所希望的結構性能或性能特性。此外，這種特指的親水單體比用于制取泡沫的標準單體貴，因此其使用就增加了泡沫的整個成本。
在其它方法中，將某些泡沫進行處理以在其聚合物結構中提供陰離子取代基(例如羧酸鹽或磺酸鹽)部分。這種陰離子取代基對泡沫表面的親水性處理是有效的，但遺憾的是，使用它們會導致泡沫相當堅硬且缺少彈性。這種泡沫當用于與人體皮膚緊密接觸時，如用于嬰兒尿布和婦女衛生紙時是極不舒適的。
在某些情況下，在泡沫基體中摻入少量表面活性劑可使合成疏水性泡沫表現親水性。盡管這可使泡沫變得親水而且對于某些用途極為有用，然而會有表面活性劑的泡沫不總是適用于長期與皮膚接觸，因為表面活性劑可引起皮膚刺激。另外，某些表面活性劑，例如水溶性表面活性劑會從泡沫中放出并溶于被泡沫吸收的流體中。這將明顯改變流體的表面張力并顯著影響泡沫固著其的強度。
制造用于流體吸收的衛生制品(尤其是可隨意使用的嬰兒尿布和婦女衛生紙)的親水性泡沫要求該泡沫不僅具有優良的流體處理性能，還要使其在長期與人體皮膚緊密貼緊的穿著使用中對穿戴者舒適和安全。另外對于設計用在尿布和月經紙中的泡沫的性能也是重要的，即當某些表面活性劑，例如水溶性表面活性劑，被用于親水的吸收泡沫時，可能會發生人體流體(如尿和月經)的流動性實質是不受親水試劑的影響。因此，使吸收泡沫安全、有效、經濟的親水化方式實質上對制造這種產品是重要的。本發明提供了一種安全有效的泡沫親水性處理方法以滿足上述要求。
Lindquist的美國專利3563243(1971年2月16日頒發)涉及到把氧化烯取代的聚氨酯泡沫塑料用于嬰兒尿布。也可參見1990年9月21日公開的日本專利未決申請02-239863(Kao)。
Jones等人的美國專利4612334(1986年9月16日頒發)和Haq等人的美國專利4606958(1986年8月19日頒發)都涉及了某些帶有羧基和其它陰離子基的泡沫。
Unilever的歐洲專利申請299762(1989年1月18日公布)涉及了在制造高內相乳劑泡沫時使用氯化鈣。
Kelly等人的美國專利4985467(1991年1月15日頒發)揭示了一種親水性聚氨酯泡沫，它含有超吸收能力的材料。該專利也列舉了涉及吸收泡沫和/或其它吸收材料的以下參考文獻美國專利4104435;4717738;4725629;4076663;4454268;4337181;4133784;3669103;4464428;4394930;3900030;4239043;4731391和日本55-168104(1982);57-92032(1982);還有美國專利3021290;3171820;3175025;4359558和4521544。
Barby等人的美國專利4797310(1989年1月10日頒發);Edwards等人的美國專利4788225(1988年11月29日頒發);和Barby等人的美國專利4522953(1985年6月11日頒發)都涉及了多孔聚合物材料(泡沫)，其中一些材料的特定表面活性劑以及某些材料可能是親水的。
本發明涉及了一種使實質上疏水聚合物泡沫塑料變成適于吸收親水性液體的方法。在該方法的第一步，將某種類型的表面活性劑和由水這樣的溶劑與某種類型的親水試劑鹽形成的溶液一起摻入聚合物泡沫材料中去，該聚合物泡沫材料在沒有加入的或沒有殘留的親水試劑時實質上是疏水的。在該方法的第二步，將此經處理的聚合物泡沫材料干燥除去溶劑，并因此留下摻在泡沫材料內的大體均勻分布的，具有一定親水量的表面活性劑和親水試劑鹽。所用表面活性劑是一種大體上水不溶性物質，且是柔和的對皮膚相對無刺激。在本方法中主要使用的特殊親水性試劑鹽是毒性可接受的，水合的或可水合的鈣和鎂鹽例如氯化鈣和氯化鎂。
本發明也指示了一些親水性處理的聚合物發泡材料，它們本身就適于吸收親水性液體。這種泡沫塑料具有以上提及的大體均勻分布的摻入的表面活性劑和親水性試劑鹽，所含親水量至少為泡沫重量的0.05%。這種泡沫塑料進一步含有不多于泡沫重量大約50%的游離子水。


圖1是本發明的一種典型親水吸收泡沫塑料的間隙的顯微照片。
圖2是一嬰兒尿布結構的部件分解圖，其中有一雙層吸收芯結構，并且使用了一親水吸收泡沫塑料作為其一個元件。
本發明的親水性處理方法涉及聚合物泡沫材料的處理，該材料適于將液體吸收到其泡沫結構中。聚合物泡沫塑料通常可以稱為這樣一種結構，當將一種相對無單體的氣體或相對無單體的液體作為氣泡分散在可聚合的含單體液體中，接著將可聚合單體在包住氣泡的含單體液體中聚合，就形成這種結構。所得的聚合的分散體可以是泡沫聚集體的多孔固化結構形式，這些泡孔的界面或壁含有固態聚合材料。泡孔本身含有相對無單體的氣體或相對無單體的液體，其在聚合前已在液體分散體中形成“氣泡”。
如后面更詳細所述，優選用在本發明中的聚合物泡沫材料是由特殊類型油包水乳狀液聚合而制備的那些泡沫材料。這種乳狀液是由相當少量的可聚合含單體油相和相當大量相對無單體水相形成的。相對無單體的非連續內水相因此形成由連續的可聚合含單體油相包圍的分散的“氣泡”。接著在連續油相中的單體聚合形成微孔泡沫結構。在聚合時形成的留在泡沫結構中的水性液體可通過加壓和/或干燥泡沫而除去。
用在本發明中的特別優選的聚合物泡沫材料是由油包水乳狀液(在該乳狀液油相中含有某些可聚合的單體，如苯乙烯，烷基(甲)丙烯酸酯和/或二乙烯基苯)聚合制成的那些材料。這種類型最優選的聚合物泡沫材料是由Desmarais，Stone，Thompson，Young，LaVon，和Dyer同時申請的美國專利申請，序號_(P&G Case 4451)，中所敘述的那些材料，該申請的名稱為“用于含水體液的具有吸收能力的泡沫材料和含有這種材料的具有吸收能力的制品”，該申請在此引作參考。這種特別優選的泡沫材料通常具有的微孔體積從約12至100ml/g以及毛細空吸比表面積從約0.5-5.0m2/g。這些泡沫塑料可用油包水乳狀液制備，其中水對油的重量比范圍從約12∶1至100∶1，優選20∶1至70∶1。
另一種用于本發明的普通類型聚合物泡沫材料含有聚氨酯。聚氨酯泡沫塑料是由多異氰酸酯如二異氰酸酯與含羥基材料如聚醚多醇在有水和催化劑存在下經反應而制成的那些泡沫材料。當聚合物形成時，水與異氰酸酯基反應產生交聯，并形成二氧化碳，產生發泡。三氟甲烷或其它揮發性材料也可用作發泡劑。
聚合物泡沫塑料(包括此處優選的由油包水乳狀液聚合制備的泡沫塑料)在性質上可以是相對閉孔的或相對開孔的，這取決于泡孔壁或界面，即孔窗是否和/或多少被聚合物材料填充或卷起。用于本發明方法中的聚合物泡沫材料是相對開孔的泡沫材料，其中泡沫塑料的各個泡孔大部分沒有被泡壁的聚合物材料彼此完全分隔開。因此在這種大體開孔的泡沫結構中的泡孔具有內微孔開口或“窗口”，它們都足夠大以便于流體在泡沫結構內從一個泡孔移到另一個泡孔。
在此處所用的大體開孔型結構中，泡沫塑料通常具有網狀特征，各個泡孔由許多相互聯結的，三維尺寸分支的邊限定。形成開孔泡沫結構分支邊的聚合物材料股可以被稱作“支柱”。具有代表性的支柱型結構的開孔泡沫塑料已例示于圖1中的顯微照片。作為本發明的目的，在泡沫結構中若至少80%的泡孔與至少一個相鄰泡孔是流體聯通的，該泡沫材料就是“開孔”的。
形成泡沫塑料的聚合物材料在本發明的方法中用作原材料，它在水性流體中通常是不膨脹的，而且在其聚合物結構中通常大體上沒有極性官能基團。這樣在這種泡沫的結構形成后，泡沫結構表面就會有這樣一種聚合物材料，它在沒有任何殘留的或加入的表面活性劑或其它親水試劑時，其性質大體上是疏水的。
聚合物泡沫材料是“疏水的”還是“親水的”，此程度可通過此泡沫塑料與一種吸收測試液體接觸時所呈現的“粘合張力”從而參考確定。粘合張力由下式確定AT＝γcosθ其中AT是粘合張力，單位為達因/厘米;
γ是由泡沫材料吸收的測試液體的表面張力，單位為達因/厘米;
θ是泡沫聚合物材料與一矢量之間的接觸角，此矢量在測試液體與泡沫聚合物表面的接觸點與測試液體相切，單位度。
對于任何給出的泡沫材料，可用一種方法通過實驗確定此泡沫呈現的粘合張力，在該方法中測量一種親水測試液體，例如合成尿對于一種已知尺寸和毛細空吸比表面積的泡沫樣品的重量攝取量。此方法在后面的“測試方法”部分還要詳述。
對于本發明來說，一種特定的泡沫材料如果在大體上沒有任何加入的或殘留的表面活性劑或其它親水試劑情況下，它呈現的粘合張力少于大約15達因/厘米(通過毛細空吸攝取的具有表面張力為65±5達因/厘米的合成尿而測定)，就認為此材料大體上是疏水的。反過來，當用這種相同的合成尿的毛細空吸攝取測定時，聚合物泡沫材料呈現粘合張力為15達因/厘米或更大，優選20達因/厘米或更大，則認為它是相對親水的。
在本方法的第一步，把大體是疏水的聚合物泡沫進行處理，結果是在泡沫材料中摻入某種類型的表面活性劑和一種含有特殊類型親水試劑(將它溶于一種合適的溶劑)的溶液。摻入到泡沫材料中的表面活性劑可以包括任何實質上水不溶性的，柔和的，相對無刺激的表面活性劑化合物，該化合物有助于增強與之接觸并可能在上面沉積的聚合物表面的濕潤性這種表面活性劑可以包括，例如，脫水山梨糖醇脂肪酸酯，聚甘油脂肪酸酯和聚氧乙烯(POE)脂肪酸和脂。這些類型的表面活性劑的例子包括TRIODAN
20(它是一種市場上可買到的聚甘油醚，由Grindsted銷售)和EMSORB
2502(它是一種脫水山梨糖醇倍半油酸酯，由Henkel銷售)。
特別優選的脫水山梨糖醇脂肪酸酯是例如脫水山梨糖醇單月桂酸酯(SPAN
20)，脫水山梨糖醇-油酸酯(SPAN
80)和脫水山梨糖醇三油酸酯(SPAN
85)與脫水山梨糖醇-油酸酯(SPAN
80)的混合物。一種這樣特別優選的表面活性劑混合物含有脫水山梨糖醇-油酸酯和脫水山梨糖醇三油酸酯以重量比大于或等于大約3∶1，更優選大于大約4∶1的混合物。
另一種特別優選的脫水山梨糖醇脂肪酸酯表示為脫水山梨糖醇單月桂酸酯(SPAN 20)。脫水山梨糖醇單月桂酸酯事實上在給予有吸收能力的泡沫塑料親水特性方面是如此有利以致它用作一種親水試劑已成為一個單獨的主題，最近已由DesMarais和Stone向美國申請專利，序列號為_(P&G 案件號4455)，該申請在此處引作參考。此脫水山梨糖醇單月桂酸酯因此在本發明范圍內是極為優選的用作摻入泡沫塑料中的表面活性劑材料。
上述類型的表面活性劑材料可以任何合適的方式摻入到泡沫材料中去，只要這些方式能導致表面活性劑泡沫材料的聚合物表面接觸就行。特別優選的是，這可以促使將表面活性劑材料用作加工中的一個組份(該加工在此處用于制備泡沫材料)。此處優選的泡沫塑料是通過油包水乳狀液的聚合制備的，可以將大體上水不溶性的表面活性劑材料作為乳化劑加到此乳狀液的含油相單體上。在此方式中，表面活性劑材料執行雙重角色，既穩定了要聚合的乳液又作為殘留的親水試劑，它接觸并最好涂覆在這之后形成的泡沫結構的聚合物表面。表面活性劑材料可被加到可聚合的含單體油相中，其數值為油相中可聚合的單體材料重量的大約0.5%至20%。
另一方面，本發明所用的表面活性劑材料可以摻入或再摻入到泡沫材料中，該材料在制備時就不含表面活性劑或殘留的表面活性劑已被除去。這種表面活性劑的摻入或再摻入可通過用適當的表面活性劑溶液或懸浮液處理此泡沫材料而進行。因此，此處所用的水不溶性表面活性劑可被溶解或分散到一適合的溶劑或載體(例如異丙醇)中然后把所得的溶液或懸浮液與要被處理的泡沫材料相接觸。在此方法中，表面活性劑材料被摻入到泡沫結構的孔隙中。
本發明所用表面活性劑在泡沫材料中的通常加入量，與親水性試劑鹽組份結合，能賦予這樣處理后的泡沫材料以適當的親水特性。此表面活性劑的摻入量范圍常為聚合的泡沫材料重量的約0.5%至20%，更優選聚合物泡沫材料重量的約1%至16%。
如所指出的，本發明方法的第一步還包括在泡沫材料中摻入某種類型的親水試劑鹽溶液。這種親水試劑鹽溶液的基本組份是選自毒理學可接受的，水合的或可水合的鈣和鎂鹽這樣的親水試劑鹽。
此處所用親水試劑鹽的非限制性例子包括水合的或可水合的材料，例如四水合酒石酸鈣，六水合硫代硫酸鈣，六水合氯化鈣，四水合氯化鈣，四水合檸檬酸鈣，三水合溴化鈣，六水合溴化鈣，二水合硫酸鈣，八水合磷酸鎂，五水合酒石酸鎂，六水合氯化鎂，五水合檸檬酸鎂，八水合碘酸鎂，七水合硫酸鎂，和四水合水楊酸鎂。優選的親水試劑包括收濕或容易潮解的鹽，例如氯化鈣，溴化鈣，氯化鎂和碘化鎂。也可以使用這些鹽的混合物。
用于本發明的鈣和鎂鹽當然應當是毒理學所接受的。毒理學可接受的鹽是這樣的鹽，在親水泡沫塑料使用或制造或以后的處理過程中，如果偶然攝取或吸入可能遇到的一定量的這樣的鹽對人類或動物僅有微小的或沒有危險。因此，例如水合砷酸鎂可能會為泡沫塑料提供很好的適宜親水性。但是這種鹽如被攝取或吸入是有毒的，因此它不包含在本發明的范圍之內。
通常把上文所述的親水化劑鹽溶于適宜的溶劑中形成一種溶液，把該溶液依據此方法混入要處理的聚合物泡沫材料中。水是優選的用來制備這種處理溶液的溶劑，但揮發性醇或水/醇溶劑也可被使用。親水化劑可以任何合宜的濃度混入溶液中。一般所用的溶液含有該溶液重量大約1%至10%的親水化劑。但更高濃度，甚至飽和的溶液也可使用。當氯化鈣被用作親水化劑時，其在水溶液中的通常濃度為大約1%至5%(重量)。
可用任何適宜的工藝將含有親水化劑鹽的溶液與表面活性劑混入大體上疏水聚合物泡沫材料的結構中，這將導致該溶液在泡沫材料內填充明顯數量的泡孔。最優選的是，將此實際應用親水化劑溶液在制備泡沫結構的工藝中完成。因此，例如，可把適宜的鈣和/或鎂鹽加入到油包水乳狀液的水相之中(該乳狀液用于制取聚合物泡沫塑料)。當這種乳狀液隨后進行聚合時，環繞殘留的水相材料(具有所希望的溶解的親水化劑鹽)，形成泡沫塑料的固體微孔結構。
另一方面，對于在泡沫塑料制備過程中沒有使用任何親水化劑溶液而制成的泡沫塑料，可在其形成后，用一種適宜的親水化劑鹽溶液重復接觸并洗滌而對其進行處理，使溶液混入泡沫材料中。作為已形成的大體上是疏水的泡沫材料的這種處理可能是困難的，不管怎樣，因為親水化劑溶液常常是水成的，因此它可能不易被疏水泡沫吸收。在這種情況下，可能需要施加壓力或通過反復洗滌和/或對泡沫擠壓步驟迫使親水化劑溶液進入泡沫結構中。也可能需要，例如在相當大泡孔(＞90μ)疏水泡沫塑料如聚氨酯的情況下，對親水化劑使用一種醇或水/醇溶劑以滿意地實現在泡沫結構內親水化劑鹽的均勻分布。
當然，也可以結合上述技術進行應用，將親水化劑鹽溶液混入要被處理的泡沫結構中。這樣，例如就可將一部分最后所要求的親水化劑鹽混入制備泡沫塑料中所用的流程液體中。這樣一種泡沫塑料形成后，在隨后的后成型處理(例如洗滌)帶有親水化劑溶液的泡沫的過程中可以摻入附加的或替換的親水化劑鹽。
在本方法的第二加工步驟，使帶有混入的表面活性劑和混入的親水化劑鹽溶液的聚合物泡沫材料經歷干燥程序以便從親水化劑鹽溶液中除去溶劑。干燥可采用空氣，加熱或微波處理或其它慣用方法進行，只要這些方法能從泡沫結構中除去溶劑，又不過量除去親水化劑鹽本身就行。
根據本發明有可能從泡沫中完全除去曾用來把親水化劑鹽傳送到泡沫中的溶劑。通過干燥步驟而完全除去溶劑將會在泡沫表面留下沉積的親水化劑鹽細顆粒。根據下文的討論可以知道，以這種方法處理的泡沫可以被稱作“過干燥”，因為在干燥時，親水化劑鹽失去了其水合水。因此生成的泡沫看來好像是疏水的。然而在出現相對濕度高于大約40%的情況下，這種被完全干燥的泡沫的親水表面將得以再生。最好不要把泡沫材料干燥到這種狀態。更確切些地說，最好將干燥條件進行調整，使得親水化劑鹽保留其水合水，這樣，所得泡沫就成為親水的。常常將溶劑用此方法從被處理的泡沫結構中除去，這樣在泡沫中殘留的溶劑，例如，游離的水的含量就不高于(干燥)泡沫重量的大約50%，優選不高于(干燥)泡沫重量的大約10%。
可以知道，通過直接方法而引入到整個泡沫網狀物和泡沫網狀結構表面的親水化劑鹽的量可根據所要求的親水化程度以及根據所選親水化劑鹽的效力而變化。例如用完全容易潮解的親水化劑鹽，僅需較小的比例就可得到令人滿意的結果。而對于形成較低水合物的鹽材料，就要稍微多用一些親水化劑鹽。總的來說，本發明的目的就是在泡沫結構之中和其上引入一定親水化量的表面活性劑和鈣和/或鎂鹽。為了本發明的這一目的，此親水化量可以這樣確定，即當這些鹽完全被水合時，表面活性劑和鈣和/或鎂鹽的數量使某種泡沫呈現至少大約15達因/厘米的粘合張力，優選至少大約20達因/厘米的粘合張力，這可以用具有65±5達因/厘米表面張力的合成尿在37℃通過毛細空吸吸收加以確定。
一般干燥的泡沫材料含有至少大約0.05%重量的表面活性劑加上親水化劑鹽。當使用氯化鈣這樣的材料時，此泡沫材料常會有約0.1%至7%重量的親水化劑鹽(以泡沫材料的重量為基準)。可以使用更高的含量，但是應當知道，過量的親水化劑鹽通常并不能提供任何有用的效果，而且可能由于干燥的親水化劑鹽過載而引起所得泡沫材料脫落粉末顆粒。
可以知道，對于能有效賦予被處理的泡沫材料親水特性的表面活性劑和親水化劑鹽，表面活性劑和親水化劑鹽都必須大體均勻分布在泡沫的內部結構中。如果表面活性劑和/或親水化劑鹽僅在泡沫內分散的非連續區域沉積，這就可能發生例如，假若表面活性劑或親水化劑鹽溶液在由聚合物支撐形成的泡沫結構中形成珠或滴，則由此方法提供的整個泡沫材料的親水效應就可能不能實現。
根據本方法對聚合物泡沫材料的處理可使這種泡沫材料變得適于吸收親水性液體。雖然不受理論的限制，然而看來好像這里所用的表面活性劑和特殊的親水化劑鹽并不與泡沫聚合物材料化學反應。更確切些說，看來好像這里的親水化劑鹽的功能只是簡單地在泡沫表面提供均勻分布的水合水分子。如上所述，此處用親水化劑鹽處理的泡沫可通過從泡沫中的鹽除去水合水被“過干燥”。這種過干燥泡沫于是顯現為疏水性。然而可把這種泡沫放置在高濕度環境中相當短的時間間隔，于是泡沫的親水特性可被顯著地再生。
在此泡沫被使用的環境中，特別是衛生襯墊，嬰兒尿布，等等，靠近人體或與皮膚接觸的濕度幾乎為100%。根據本方法用水合的或可水合的親水化劑鹽處理的泡沫在有水存在時保持(或已再生)了其親水特性。這樣，在使用中，或因為空氣中的濕度或因為緊貼皮膚所提供的濕度都可使可水合的鹽完全水合或再水合。在這種情況下，就提供了用于吸收水或人體流體的適宜的親水性泡沫。不管是什么機理，此處的水合或可水合親水化劑鹽與表面活性劑組份一起按所希望的方式發生作用，并使這種親水性泡沫沒有上述其它方法親水化疏水泡沫時所提及的某些缺點。
本發明的親水泡沫材料尤其適用作為吸收含水體液的吸收制品例如嬰兒尿布，失禁襯墊，月經產品等等。這種經處理的吸收泡沫的親水特性可允許這種材料快速接受人體流體如尿和月經至其泡沫結構中。親水化泡沫材料常常對水性流體例如人體流體呈現所希望的流體傳送，例如虹吸性質，因此已吸收的流體可在材料內從吸收泡沫的一個區域移動到另一個區域。
聚合物泡沫材料虹吸，尤其是垂直虹吸水性流體的速度事實上被用作隔離試驗以測定使某一給定的聚合物泡沫材料變得親水性的程度。垂直虹吸速率可以這樣確定，即用一給定尺寸的泡沫測試帶虹吸一種彩色測試流體例如合成尿至一給定的垂直高度(例如泡沫虹吸流體5cm)，測定其所用的時間。這樣一種確定垂直虹吸速率的方法在后面的“測試方法”部分還要詳述。
甚至一種更簡單的隔離試驗就可用來測定已被處理的泡沫樣品的相對親水性，該試驗包括測量泡沫樣品的浸透時間。在此試驗中，將泡沫樣品落入一燒杯水性測試流體中，例如合成尿，記錄下樣品浸透所需的時間。所觀察到的樣品浸透時間越短，則其親水性越高。一般虹吸時間試驗在后面的“測試方法”部分還要詳述。
測試方法在敘述本發明時，描述了吸收泡沫材料的某些特性。在此加以記錄的這些特性可用以下的測試流體和測試方法加以確定。
Ⅰ)制備測試流體和泡沫樣品A)測試流體-合成尿在此試驗中所述的幾種測量中包括使用合成尿或乙醇這樣的測試流體。在下文所述的測試中所用的合成尿是由市場上可買到的合成尿配制的，這種合成尿是由Jayco Pharmaceuticals(Mechanicsburg，PA，17055)生產制造的。此Jayco生產的合成尿包含Kcl，0.2%;Na2SO4，0.2%;NH4H2PO4，0.085%;(NH4)2HPO4，0.015%;CaCl2＊2H2O，0.025%;和MgCl2＊6H2O，0.05%(重量%)。該合成尿樣品是根據標簽說明書用蒸餾水配制的。為有助于溶解，把Jayco鹽混合物慢慢地加到水中。如果需要除去任何微粒可將樣品過濾。任何未用的合成尿一周后都要廢棄。為了改進流體的能見度，每升合成尿溶液中可加入5滴藍色食品顏料。所用的Jayco合成尿其表面張力為65±5達因/厘米。
B)泡沫樣品的制備以下的粘合張力和垂直虹吸速率測試包括制備和測試特別規定尺寸的泡沫樣品。這些所需尺寸的泡沫樣品應使用鋒利的往復式刀鋸從大塊泡沫上切割下來。使用這種或同等類型的泡沫切割裝置可用來大體消除泡沫樣品邊沿裂縫，這些裂縫對于后面述及的進行測試程序中的某種測量有不利影響。
樣品尺寸規格也包括泡沫樣品的厚度尺寸。對于本發明來說，厚度的測量應當使泡沫樣品處于0.05psi(350Pa)的限制壓力下進行。
Ⅱ)粘合張力的確定由親水性泡沫樣品通過毛細空吸而吸入測試流體而呈現的粘合張力是測試流體的表面張力γ乘以測試流體與泡沫樣品的內表面相接觸所呈現的接觸角θ的余弦乘積。粘合張力可以通過試驗確定，即用兩種相同的泡沫測試樣品使用不同的測試流體而呈現的毛細空吸平衡攝取量進行確定。在這種程序的第一步，泡沫樣品的比表面積用乙醇作為測試流體加以確定。如此確定的比表面積在測量第二種測試流體，合成尿的毛細空吸攝取量從而通過實驗確定粘合張力時被用作一個系數。
A)比表面積的測量此處本發明所用泡沫吸收的毛細空吸比表面積可根據已知低表面張力的一種測試液體的平衡攝取量進行確定。在這種情況下，使用無水乙醇(閃點是10℃)。
為實施此測試，將一在22℃±2℃校準平衡的適宜尺寸(例如25cm長×2cm寬×0.8cm厚)泡沫樣品條垂直放置并用一實驗室千斤頂將其一端在一乙醇儲器中浸入1-2mm。可允許乙醇虹吸至泡沫條的平衡高度，該高度應低于樣品長度。然后在乙醇樣條仍與儲器接觸時對其稱重從而測定全部乙醇攝取量。在此程序過程中應將樣品隔離以防乙醇蒸發。
該泡沫樣品的比表積可通過下式進行計算
Sc= (MeGLn)/(Mnγe)這里Sc＝毛細空吸比表面積，單位cm2/g;Me＝乙醇(EtOH)的液體攝入量，單位克;G＝重力常數(為980cm/sec2);Ln＝樣品總長度，單位cm;Mn＝干燥泡沫樣品的質量，單位克;和γe＝乙醇(EtOH)的表面張力(為22.3達因/厘米)。
B)粘合張力的確定如上所述用毛細空吸攝入程序確定泡沫樣品的比表面積，然后在相同泡沫的其它樣品上以與乙醇程序相同的方式重復，只是將JAYCO合成尿用作測試流體且測試在37℃進行。合成尿的接觸角可根據下式從已知的比表面積和合成尿攝入數據進行計算cosθu= (MuGLn)/(MNγuSc)這里θu＝Jayco合成尿的接觸角，度;Mu＝Jayco合成尿的液體攝量，克;G＝重力常數(為980cm/sec2);MN＝干燥泡沫樣品的質量，克;ru＝JAYCO尿的表面張力(為～65達因/厘米)Sc＝泡沫樣品的比表面積，cm2/g，如乙醇攝入量程序所確定;和LN＝泡沫樣品長度，厘米。
當有表面活性劑存在時(例如在泡沫樣品表面上和/或前面提出的測試液體中殘留的乳化劑)前面提出的液體的特性可由粘合張力(AT)方程加以限定
AT= (MTGLN)/(MNSc)其中MT是由泡沫樣品吸收的測試液體的質量，G.LN，MN和SC如前面所限定。[參見Hodgson和Berg，J.Coll，Int.Sci，121(1)，1988 PP22-31]在確定任何給定測試液體的粘合張力時，在任何點隨時間的推移都沒有作出表面張力的假定值，因此對于虹吸過程中樣品表面上表面活性劑的濃度和/或前面所提液體中表面活性劑的濃度可能發生變化是不重要的。所觀察到的粘合張力實驗值(γ·cosθ)作為最大粘合張力的百分比特別有用，最大粘合張力就是該測試液體的表面張力(例如使用JAYCO合成尿其最大粘合張力應為[65±5][COS 0°＝65±5達因/厘米)。
Ⅲ垂直虹吸速率的確定垂直虹吸速率是干燥泡沫從儲器垂直虹吸流體能力的測度。對于前面所述的流體虹吸通過5cm垂直長度的泡沫束所需的時間被測定指定為垂直虹吸速率，對于泡沫塑料來說，平衡垂直虹吸高度至少大于5cm。
用藍色食品顏料染色的Jayco合成尿被用于以下方法以確定垂直虹吸速率。在此測試程序中，使材料在22℃平衡，并在相同的溫度進行測試。
1)樣品制備ⅰ)如在前面粘合張力測試中所述，準備一束泡沫塑料大致為25cm×2cm×0.8cm。
ⅱ)將一流體儲器放置在一臺實驗室千斤頂的頂上并將泡沫樣品的一端夾住，于是它就垂直懸于流體儲器的上方。
ⅲ)下一步將一把尺子夾在泡沫樣品上，結果尺子的底端(ocm)就在泡沫樣品底端之上大約1-2mm。
ⅳ)將流體儲器用染色的合成尿溶液充至大約全部的3/4。
2)垂直虹吸速率ⅰ)用實驗室千斤頂將儲器升高至泡沫樣品的底端。流體一接觸泡沫樣品的底端就開始計時。
ⅱ)立即升高儲器直至液體接觸到尺子底端為止。可能需要調整實驗室千斤頂使樣品保持被浸入1-2mm，而且應將樣品保護起來防止蒸發。
ⅲ)記錄前述流體達到5cm所用的時間。為進行比較也記錄下流體測試達到2cm和10cm的時間，如果泡沫樣品具有虹吸特性，則測試流體將虹吸至此。
Ⅳ浸透時間的確定從一較大塊的泡沫上切下幾塊圓柱狀泡沫樣品，1.125吋(2.86cm)直徑，厚度適宜(如0.8cm)。以這樣一種方式(即平圓柱面與燒杯中的測試流體相接觸)把圓柱形樣品從2-3吋5-7.6cm)的高度落入-250ml燒杯中，燒杯中含有大約100ml Jayco的合成尿。只要泡沫樣品的底部一與測試流體接觸就開始將秒表計時。觀察樣品直至測試流體虹吸至樣品的頂表面。當泡沫樣品的頂面大體濕透時，停表，記錄下浸透時間。
測試流體的溫度可明顯影響浸透時間，尤其對本發明優選的油包水為基礎的泡沫更是這樣。這樣對于所有要進行對比測試的樣品在特殊的浸透時間屏蔽實踐中應使測試流體保持相同的溫度。頻繁地使用大約70-80°F(21-27℃)的測試流體“冷”溫度和大約110-120°F(43-49℃)的測試流體“熱”溫度。
實施例親水化吸收泡沫材料的制備，這種親水化泡沫材料的特性以及這些親水性吸收泡沫在用完即可丟棄的嬰兒尿布中的應用都在以下的例子中加以舉例說明。
例1用此例說明在半中試裝置規模制備親水化泡沫吸收體。
乳狀液的制備將320g氯化鈣和48g過硫酸鉀溶于32升蒸餾水中。這就提供了用于形成高內相乳液的水相。
在含有苯乙烯(900克)二乙烯基苯(1260克)和2-乙基己基丙烯酸酯(3840克)的單體混合物中加入脫水山梨糖醇-油酸酯(960克，如SPAN
80)和脫水山梨糖醇三油酸酯(240克，如SPAN
85)。混合后，它含有用于形成高內相乳液的油相。
在55℃至65℃的溫度范圍分別將油相和水相流加入一動態混合室中。用一銷釘轉子裝置徹底混合動態混合室中的混合的液流。在此操作規模，一合適的銷釘轉子包含一長約為22cm直徑約1.9cm的圓柱軸，此軸安裝著兩行17個和兩行16個的圓柱形銷，每個銷的直徑為0.5cm，從軸的中心軸線徑向向外延伸1.6cm的長度。這四行銷釘環繞轉子軸的圓周呈90°角度配置。互相垂直的各行沿著軸的長度是不重合的，這樣從軸的中心線延伸出的同一徑向平面內就沒有互相垂直的銷。銷釘轉子被安裝在一圓柱形套筒內，該套筒形成動態混合室，轉子上的銷與圓柱形套筒壁有0.8mm的間隙，轉子以每分鐘800轉的速度運行。
在動態混合室的下游接著再安裝一臺靜態混合器(14吋長，1/2吋外徑，0.43吋內徑)以幫助提供某種背壓。這可以幫助動態混合室保持完整地含有圓柱套筒及其銷釘轉子。這也有助于保證油和水相的恰當的完全的混合。
具有水對油相必要比率的一種乳液是被逐漸接近達到的。首先，調節流動速率將3重量份水相和1重量份油相(油相流動速率為0.75g/sec，0.1磅/分)加入帶有銷釘轉子的動態混合室內。提高水對油相的比率，經幾分鐘后，直至進入動態混合室的水油相之比達到29份水相對1份油相的比率且流入速率為23ml/sec為止。用肉眼觀察，此階段的乳狀液從靜態混合器小孔以可攪動的乳狀液和“凝結”的稠度流動至使人聯想起的含奶油酸奶的稠度。
乳液聚合在這一點，從靜態混合器出來的乳狀液隨時可以固化。將乳狀液加入通常為長方形的模具中，該模具由聚乙烯制成，尺寸為38cm長;25cm寬和22cm深。把乳狀液注入至此模具中，直至每個模具含有大約20，000ml要固化的乳狀液為止。
把盛有乳狀液的模具放在60℃的固化爐中進行固化大約16小時。固化后，所得固體聚合泡沫材料含有高達98%的水，其觸感是軟的和徹底濕透的。
泡沫的洗滌和親水化將濕的已固化泡沫材料從固化模中取出經受進一步的加工。泡沫中的殘留水相通過對泡沫材料或泡沫材料的薄片施以足夠的壓力進行壓榨，擠出至少90%原來保留的殘留水相材料。
然后將泡沫樣品在含有氯化鈣作為親水化劑鹽的60℃水中洗滌20秒鐘。此親水化溶液含有1%(重量)的氯化鈣。
用在第一次洗滌中的氯化鈣溶液用壓力再次壓榨，然后用氯化鈣溶液在60℃對泡沫進行第二次洗滌處理。此第二次洗滌的意圖是在泡沫中留下乳化劑/表面活性劑的殘余物(16%重量)和氯化鈣，因而使內泡沫表面變得相對親水。
泡沫脫水兩次親水化的泡沫然后被再次擠壓從泡沫的多孔結構內壓榨出過量的親水化溶液。然后把泡沫材料在一烘箱中于60℃干燥12小時使其干燥。干燥后將泡沫材料切成適于后面所述的垂直虹吸速率測試的樣品塊。
例Ⅱ用與前述例1大概相同的方式制備另一種聚合物泡沫材料。在此例中，乳狀液的制備，聚合、洗滌、親水化和干燥工序均像例1那樣進行只是將10%的CaCl2溶液(3200g CaCl2)用作水相。
例Ⅲ在此例中，用根據例Ⅰ和Ⅱ的一般工序而制備的聚合物泡沫材料測試其垂直虹吸合成尿的傾向。對比的泡沫材料(其經受不同的洗滌工序從而除去或置換CaCl2親水化劑鹽)也進行測試。
所有制備的泡沫樣品均按前面“測試方法”部分中所述的方式測試其垂直虹吸速率和浸透時間。對泡沫樣品的說明，對泡沫洗滌處理溶液的說明以及由這些泡沫樣品所呈現的垂直虹吸速率和浸透時間均列于表Ⅰ。
表Ⅰ垂直虹吸速率泡沫類型 例1 例1 例1 例1對下列高度 (CaCl2) (僅是H2O)a (FeSO4.7H2O)b (CuCl2)c的虹吸時間(分:秒)2厘米 0:28 4:44 >60:00 12:375厘米 1:56 8:33 -- >60:0010厘米 12:43 >60:00 -- --在22°的浸 29 159 >360 >360透時間(秒)泡沫類型 例Ⅱ 例Ⅱ 例Ⅱ對下列高度的虹 (CaCl2) (僅是H2O)x (MgCl2)y吸時間(分:秒)2厘米 0:48 -- 0:155厘米 2:42 10:10 1:1710厘米 9:23 21:36 8:39在22°的浸 6 308 4透時間(秒)a-例1的泡沫用60℃，不含加入鹽的自來水洗滌b-例1的泡沫用60℃，含2%FeSO4.7H2O的自來水洗滌c-例1的泡沫用60℃，含1%CuCl2的自來水洗滌x-例Ⅱ的泡沫用60℃，不含加入鹽的自來水洗滌y-例Ⅱ的泡沫用60℃，含1%MgCl2的自來水洗滌表Ⅲ的數據顯示用CaCl2和MgCl2處理例Ⅰ和Ⅱ的泡沫材料從而提供所希望的高垂直虹吸速率和所希望的短浸透時間。另一方面，僅用水處理或用其它水合的或可水合的鹽處理而要使泡沫變得親水效率極低，這已由如此處理過的泡沫所呈現的相當低的垂直虹吸速率和相當長的浸透時間而得以證明。
例Ⅳ制備例Ⅱ的泡沫并分別用10%的下列鹽的水溶液進行親水化處理;CaCl2-MgCl2(1∶1重量，混合物);MgSO4;和MgI2。
例Ⅴ按常規方式用甲苯二異氰酸酯和聚醚多醇制備一種聚氨酯泡沫塑料。將此泡沫在10% CaCl2溶液和異丙醇中的脫水山梨糖醇-油酸/脫水山梨糖醇三油酸中反復浸濕和擠壓。用人工壓力將過量的溶液榨出。可允許對泡沫進行空氣干燥，由此借助于保留在泡沫中的殘留表面活性劑和CaCl2使泡沫親水化。
例Ⅵ用圖2的放大展開分解圖所示的結構和部件制備一種使用可吸收泡沫(已按本發明進行了親水化處理)的易處理嬰兒尿布。這種尿布含有一熱粘合的聚丙烯上片70，一抗流體滲透的聚乙烯基片71，和放置在頂片和基片之間的雙層有吸收力的芯層。此雙層有吸收力的芯層包括一改進的水漏形流體儲藏/再分配層72，含有例1型親水化吸收泡沫的向下設置改進水漏形的流體接收/分配層73。上片含有兩個大體平行的帶彈性阻擋層支架套箍長條74。兩個長方形彈性腰帶元件75被固定在尿布基片上。將兩個腰殼形元件76(由聚乙烯構制)也被固定在聚乙烯基片的每一端。兩個平行的支架彈性條77也被固定在基片上，一片聚乙烯78被附著在基片外側，該面為兩個y型件79的專用系緊表面，該y型件可用于將尿布環繞穿戴者系緊。
尿布芯層的接收/分布層含有92%/8%硬化的，加粘的，蜷曲的纖維素纖維和一般的非硬化纖維素纖維的濕鋪混合物。此硬化的，加粘的，蜷曲的纖維素纖維是由南方針葉材牛皮紙漿(Foley fluff)制取的，該紙漿已用戊二醛交聯到以干燥纖維纖維素葡糖酐基準計大約2.5摩爾百分率。該纖維按照Dean，Moore，Owens和Schggen的美國專利4822453中所述的“干燥交聯方法”進行交聯，該專利于1989年4月18日頒布，在此引入作為參考。
這些已固化的纖維與具有以下表Ⅱ中所述特性的纖維是相似的。
表Ⅱ硬化的，加粘的，蜷曲的纖維素(STCC)纖維類型＝南方針葉材牛皮紙漿用戊二醛交聯到以干燥纖維纖維素葡糖酐基準計1.41摩爾百分率干燥的加粘支數＝6.8結點/毫米潮濕的加粘支數＝5.1結點/毫米Isopropol醇保留值＝24%水保留值＝37%蜷曲系數＝0.63用來與STCC纖維混合的一般非硬化纖維素纖維也是用Foleyfluff制取的。將這些非硬化纖維素纖維精制為大約200CSF(加拿大標準打漿度)。
接收/分配層具有的平均干燥密度約為0.07g/cm3，用合成尿浸透的平均密度(以干燥重量為基準)約0.08g/cm3，平均基準重量約0.03g/cm2。在尿布芯層中使用大約9.2克流體接收/分配層。接收/分配層的表面積約為46.8吋2(302厘米2)。其厚度約為0.44厘米。
尿布芯層的流體儲藏/再分配層含有一改進的水漏形、前述例1類型的親水化吸收泡沫部件。用于形成此儲藏/再分配層的泡沫大約12克，其表面積大約659吋2(425厘米2)，厚度大約0.325吋(0.826厘米)。
具有這種特殊芯層構件的尿布呈現出芯層的特別希望的和有效的應用，它容納排出的尿，因此當嬰兒按一般方式穿戴它時，它提供特別低的滲漏發生率。
例Ⅶ一種適用于月經期間的輕型婦女襯褲襯墊，它含有根據例Ⅱ的親水化泡沫襯墊(表面積117cm2;厚度1.5mm)，把所說的襯墊插入根據Ahr等人的美國專利4463045(1984年7月31日頒布)的多孔形成膜頂片和含有0.03mm厚聚乙烯薄膜的基片之間。
例Ⅷ一種根據例Ⅶ制備的月經帶，但使用根據例Ⅰ的4mm厚親水化泡沫襯墊和一多孔非光滑薄膜形成的頂片。此月經帶具有Van Tilburg的美國專利4687478(1987年8月18日頒布)中所述的結構。
例Ⅸ本例敘述本發明范圍內另一種類型表面活性劑/CaCl2-親水化HIPE泡沫材料的制備。
乳狀液的制備將36.32kg氯化鈣和568g過硫酸鉀溶解在378升水中。這就提供了用在一連續方法中形成可聚合高內相乳液(HIPE)的水相流。
在含有苯乙烯(1600g)，二乙烯基苯55%技術級(1600g)，和2-乙基己基丙烯酸酯(4800g)的單體混合物中加入脫水山梨糖醇單月桂酸酯(960克如SPAN
20)。混合后可允許將此混合物材料靜置過夜。抽出上層清液并用作連續生產工藝形成可聚合的HIPE乳液的油相。(大約75克粘性殘余物被廢棄。)將各單獨的油相(溫度為22℃)流和水相(溫度為48-50℃)流加入一動態混合裝置中。將混合的料流在動態混合裝置中用一銷釘轉子實行徹底混合。在此種操作規模，合適的銷釘轉子包括一根長約21.6cm直徑約為1.9cm的圓柱形軸。此軸如例1所述，安裝著4列銷釘，2列有16個銷，2列有17個銷，每個銷釘的直徑為0.5cm且從軸的中心線向外延伸1.6cm的長度。將銷釘轉子安裝在一個圓柱形套筒內形成動態混合裝置，銷釘與圓筒形套筒壁的間隙是0.8mm。
在動態混合裝置的下游安裝一臺螺旋形靜態混合器以便為動態混合器提供背壓并提供改進的并入最終形成的乳液中的組分。此靜態混合器長14吋(35.6cm)外徑為0.5吋(1.3cm)。此動態混合器是通過切掉2.4吋(6.1cm)而改進的TAH Industries Model 070-821。
在所建立的聯合混合裝置中充入油相和水相(以2份水對1份油的比率)。當充料完成時使動態混合器排氣讓空氣逸出。充料時的流速為1.127g/sec油相和2.19cm3/sec水相。
所組裝的裝置一開始充料，就開始在動態混合器中用轉子以1800RPM攪拌。然后在130秒的時間平穩地將水相流動速率提高到35.56cm3/sec的速率。由動態和靜態混合器建立的背壓在此點是7.5PSI(51.75KPa)。然后在60秒的時間期間將轉子速度平穩降至1200RPM。背壓落至4.5PSI(31.05KPa)。在這一點，轉子速度立刻提高到1800RPM。這之后該系統的背壓保持恒定在4.5PSI(31.05KPa)。
乳液的聚合從靜態混合器這一點流出的所形成的乳液被收集到Rubbermaid系統冷凍食品儲存箱(Economy Cold Food Storage Boxes)，型號3500。這些箱子是用食品級聚乙烯構制的，其公稱尺寸為18″×26″×9″(45.7cm×66cm×22.9cm)。這些箱子的實際內部尺寸為15″×23″×9″(38.1cm×58.4cm×22.9cm)這些箱子用一種溶液的薄膜進行預處理，該溶液含有20%溶于等重量的二甲苯和異丙醇混合溶劑中的SPAN 20溶液。可容許這種溶劑混合物蒸發只留下SPAN 20。每個箱子中收集47升乳液。
含有乳液的箱子被放置在維持65℃的場所18小時，以便在箱中進行乳液的聚合而形成聚合物泡沫材料。
泡沫洗滌，親水化的脫水完全固化后，將濕的已固化的泡沫材料從固化箱中取出。泡沫此時含有聚合材料重量的30-40倍(30-40X)的殘留水相，此水相含有溶解的乳化劑，電解質和引發劑。把此泡沫材料用鋒利的往復式鋸片切成0.350吋(0.89cm)厚的薄片。這些薄片然后用一連串的3輥隙輥組進行壓縮，這些夾輥把殘留的泡沫水相含量逐漸降低為已聚合材料重量的大約6倍(6X)。此時再用1% CaCl2溶液在60℃使薄片再飽和，使薄片在輥隙中受壓榨，至水相含量約為10X，用1%CaCl2溶液在60℃再飽和，然后在輥隙中再壓榨至水相含量約為10X。
現在把含有10X基本上是1%CaCl2溶液的泡沫薄片通過最后配備有真空狹縫的輥隙。這最后的壓軋將CaCl2溶液含量降至聚合物重量的5倍(5X)。在最后壓軋后，泡沫保持被壓縮到大約0.080吋(0.2cm)的厚度。然后將泡沫在設定為大約60℃的空氣循環爐中干燥大約3小時。這種干燥使水分含量減少至聚合物材料重量的大約5-7%。此時泡沫薄片的厚度為大約0.075吋(0.19cm)而且是非常褶皺的。此泡沫還含有大約5%重量(以無水的為基準)殘留的作為親水化劑的水合氯化鈣以及11%重量殘留的脫水山梨糖醇單月桂酸脂(SML)。在被壓縮狀態，泡沫的密度約為0.17g/cm3。當泡沫在JAYCO合成尿中擴充其自由吸收容量時(26.5ml/g)，此膨脹的泡沫具有約為2.24m2/g的毛細空吸比表面積，大約29.5cc/g的孔體積和大約15微米的平均泡孔尺寸。
按照例Ⅸ制備的SML/CaCl2親水泡沫薄片顯示了本發明的一個“薄至濕透”的優選例，因為這些親水化泡沫薄片是壓縮形式的泡沫材料，當其與人體水性流體接觸時就會膨脹。一經膨脹，泡沫材料就可用于吸收曾引起泡沫膨脹的人體流體。這種優選的被壓縮泡沫是由非水解的聚合物材料形成的那些泡沫，它們所具有的毛細空吸比表面積從大約0.5至5.0m2/g，它們含有大約0.5%至20%的殘留乳化劑，并且它們含有泡沫材料重量(以無水的為基準)大約0.1%至7%毒物學可接受的，收濕的，水合鹽，此鹽優選氯化鈣或氯化鎂作為親水化劑鹽。
當這種親水化泡沫材料以其被壓縮的狀態，儲存于72°F(22℃)和50%相對濕度的環境條件時，它將含有聚合物材料重量大約4%至15%的殘留水含量。此水含量包括與收濕的水合的鹽締合的水合水以及吸收在泡沫之內的游離水。這種被壓縮的親水化泡沫材料還將具有干燥基準密度，其范圍從大約0.08至0.3g/cm3。
這種優選的薄至濕透SML/CaCl2親水化泡沫材料在其膨脹狀態具有從大約12至100ml/g的孔體積，該材料并呈現耐壓彎曲性，這樣當泡沫在37℃用表面張力為65±5達因/厘米的合成尿飽和至其無吸收容量時，壓縮其結構使之變形(從大約5%至95%)15分鐘后就產生5.1KPa的限定壓力。這些優選的薄至濕透親水化泡沫材料在其膨脹狀態，泡孔的平均尺寸范圍從大約5至30微米。已膨脹的親水化泡沫材料當在此合成尿中飽和至無吸收容量時，其干燥基準密度約為其在被壓縮狀態的干燥基準密度的9%至28%。
例Ⅹ用“測試方法”部分中所述的浸透時間方法對按例Ⅸ制備的泡沫材料測試其親水特性。使這種泡沫材料也經歷各種處理工序從其中除去加入的或殘留的親水化劑并有選擇地再加入某些材料以測試它們給與泡沫材料親水特性的有效度。
泡沫材料，處理劑和浸透時間的測試結果均列在下面的表Ⅲ中。
表III<
例9型泡沫<
>1SML＝脫水山梨糖醇單月桂酸酯(SPAN
20)2IPA＝異丙醇3SMO/STO＝脫水山梨糖醇-油酸酯(SPAN
80)和脫水山梨糖醇三油酸酯(SPAN
85)按4∶1重量比將表Ⅰ(例Ⅲ)和表Ⅲ的數據一起加以研究顯示出在例Ⅰ、Ⅱ和Ⅸ型的泡沫樣品中摻入CaCl2和表面活性劑的混合物可對泡沫提供親水特性，此特性一般優于完全不摻親水化劑或只摻CaCl2或表面活性劑的泡沫親水特性。
例Ⅺ制備與例Ⅳ所述結構大體相似的一種尿布，所用流體儲藏/再分配層為例Ⅸ所述類型的薄至濕透壓縮的、SML/CaCl2親水化的吸收泡沫片材。在此尿布中，含有硬化的，加粘的，蜷取的纖維素纖維的流體接收/分配層的用量為大約13克。薄至濕透的、SML/CaCl2親水化的流體儲藏/再分配層的用量也是大約13克。
具有這種特殊結構的尿布呈現出利用具有吸收能力的芯層容納排放的尿特別稱心和有效，并因此在嬰兒以正常方式穿著時提供特別低的泄漏發生率。
權利要求
1.一種使大體疏水聚合物泡沫材料變得適于吸收親水性液體的方法，該方法的特征在于它包括A)當泡沫材料大體上沒有加入的或殘留的親水試劑時，該泡沫材料大體上是疏水的，將一種實質上水溶性的，柔和的，相對無刺激的表面活性劑(最好選自脫水山梨糖醇脂肪酸酯，聚甘油脂肪酸酯和聚氧乙烯脂肪酸和酯)和一種親水試劑鹽溶液(該溶液由最好選自水，異丙醇及其混合物的一種溶劑和一種選自毒理學可接受的，水合的或可水合的鈣和鎂鹽(最好選自鹵化鈣，鹵化鎂及其混合物)的溶解的親水試劑鹽形成的)摻入到聚合物的、優選開孔的、最好是聚氨酯泡沫材料中；和B)隨后將所說的聚合物泡沫材料干燥以除去溶劑，干燥程度最好達到使之含有不高于泡沫重量50%的游離水，由此留下摻在所說聚合物泡沫材料之內大體均勻分布的，親水量優選至少0.05%重量的所說表面活性劑的所說親水試劑。
2.權利要求1的方法，其特征在于聚合物泡沫材料是油包水乳狀液型聚合的泡沫，該材料最好含有選自苯乙烯、烷基(甲)丙烯酸酯，二乙烯基苯和這些單體的混合物的聚合單體。
3.權利要求1至2任一項的方法，特征在于它含有A)將在水中含有1%至10%，優選1%至5%重量的氯化鈣的水溶液摻入到聚合物泡沫材料中，該材料是通過聚合油包水乳狀液而制備的，該乳狀液含有可聚合的單體以及可聚合單體重量0.5%至20%的表面活性劑，該表面活性劑選自在所說乳狀液油相中的脫水山梨糖醇單月桂酸酯和脫水山梨糖醇-油酸酯及脫水山梨糖醇三油酸酯的混合物;和B)隨后將所說的聚合物泡沫材料干燥以除去水，從而留下摻在所說泡沫材料之內至少為所說泡沫材料重量0.05%，優選0.1%至7%的表面活性劑加氯化鈣，以及不多于所說泡沫材料重量50%，最好不多于10%的游離水。
4.一種適于吸收親水性液體的親水性聚合物泡沫材料，所說的親水性聚合物泡沫材料的特征在于它含有一種聚合的，優選開孔的，最好是聚氨酯泡沫材料(該材料在大體上沒有加入的或殘留的親水試劑時，實質上是疏水的);一種大體均勻分布的，親水量至少為所說泡沫材料重量0.05%的，結合實質上水不溶的，柔和性，相對無刺激的表面活性劑(該表面活性劑最好選自脫水山梨糖醇脂肪酸酯，聚甘油脂肪酸酯和聚氧乙烯脂肪酸酯)，以及摻在所說泡沫材料中的親水試劑鹽[該鹽選自毒理學可接受的，水合的或可水合的鈣和鎂鹽(優選選自鹵化鈣，鹵化鎂及其混合物)];以及摻在所說泡沫材料之內的不多于所說泡沫材料重量50%的游離水。
5.權利要求4的親水聚合物泡沫材料，特征在于摻在泡沫材料之內的表面活性劑的量的范圍是泡沫材料重量的0.5%至20%，該表面活性劑最好選自脫水山梨糖醇單月桂酸酯和脫水山梨糖醇一油酸酯和脫水山梨糖醇三油酸酯的混合物;摻在泡沫材料之內的親水試劑鹽的量的范圍是泡沫材料重量的0.1%至7%，摻在泡沫材料之內的游離水的量包括不高于泡沫材料重量的10%;親水試劑鹽(優選氯化鈣)是完全水合的。
6.權利要求4和5中任一項的親水聚合物泡沫材料，特征在于聚合物泡沫材料是一種油包水乳狀液型聚合的泡沫，它最好含有選自苯乙烯，烷基(甲)丙烯酸酯，二乙烯基苯和這些單體的混合物的聚合單體。
全文摘要
將通常的疏水性泡沫塑料，例如聚氨酯泡沫塑料和油包水乳狀液聚合的泡沫塑料通過用簡單的表面活性劑和親水試劑鹽進行處理使之成為親水性的。這種含表面活性劑的泡沫塑料用一種，例如氯化鈣的溶液進行處理，然后進行干燥，在含有表面活性劑的內泡沫表面留下大體均勻分布的水合的或可水合的氯化鈣殘余物。在使用中，表面活性劑和氯化鈣水合物的結合為泡沫塑料提供了親水表面。其它可水合的鈣或鎂鹽也可以使用。所得的親水泡沫塑料適用于吸收部件，包括嬰兒尿布，婦女衛生紙，繃帶，等等。
文檔編號C08J9/00GK1070924SQ9211064
公開日1993年4月14日 申請日期1992年8月12日 優先權日1991年8月12日
發明者T·A·迪斯馬萊斯 申請人:普羅格特-甘布爾公司