阅读说明：本技术 吸收材料及其制造系统和方法 (Absorbent material and system and method for making same ) 是由 E·瓦罗纳 A·莱特 D·斯米德 于 2018-02-26 设计创作，主要内容包括：纤维-SAP颗粒包括超吸收核颗粒(SAP核颗粒)和附着到SAP核颗粒上并从其延伸的多根纤维。可以使用喷雾干燥工艺在流化床室中形成纤维-SAP颗粒。纤维-SAP颗粒可以结合到吸收芯和制品中,例如结合到一次性尿布中。(The fiber-SAP particles include a superabsorbent core particle (SAP core particle) and a plurality of fibers attached to and extending from the SAP core particle. The fiber-SAP particles may be formed in a fluidized bed chamber using a spray drying process. The fiber-SAP particles may be incorporated into absorbent cores and articles, such as disposable diapers.)

吸收材料及其制造系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年2月26日提交的美国临时专利申请No.62/463,714(待审)的权益；并要求2017年4月6日提交的美国临时专利申请No.62/482,277(待审)的权益。美国临时专利申请No.62/463,714和No.62/482,277中的每一个的全部内容通过引用并入本文，并且出于所有目的而成为本公开的一部分。

技术领域

本公开一般涉及吸收材料、吸收性颗粒、芯复合物和包含其的一次性吸收制品。本公开还涉及适合于制造其的系统和装置以及方法。本公开的至少一些方面特别适合或涉及一次性吸收制品，例如婴儿尿布、婴儿和幼儿训练裤以及成人失禁尿布和裤子。

背景技术

吸收制品，例如尿布，通常包括三个基本结构元件，包括：(1)形成内表面的顶片；(2)形成外表面的底片；以及(3)置于顶片和底片之间吸收芯。吸收芯通常设计成容纳和分配通过顶片的流体。典型的吸收芯由高或超吸收聚合物(SAP)制成，其由吸收基质稳定化。SAP通常由诸如聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、各种接枝淀粉和交联聚丙烯酸钠的材料制成。SAP可以是颗粒、纤维、泡沫、网、球、规则或不规则形状的团聚物以及膜的形式。吸收基质通常是去纤维化木浆或类似材料。吸收基质相对于顶片、底片和SAP非常笨重。

可能需要改进吸收芯的某些方面，例如某些流体处理能力，包括液体吸收速率和其它吸收性质、液体分布性质和吸收芯内的SAP固定。还可能需要提供这样的系统和方法：SAP和相关纤维网络的形成整合到制造吸收制品、芯和材料的系统和方法中。

美国专利No.7,381,294(Suzuki‘294)和No.6,794,557(Klemp‘557)提供了与本公开相关的微原纤化纤维的设计和制造的背景信息，以及结合吸收芯复合物和结构的一次性吸收制品和产品。因此，Suzuki‘294和Klemp‘557的公开内容通过引用并入本文并构成本公开的一部分，但并入的程度仅为，所并入的主题提供适用于本复合物、制品、系统和方法或与其一起使用的背景信息和/或示例性复合物和工艺。因此，所并入的主题不应用于限制本公开的范围。

发明内容

本公开的一个方面涉及一种方法，该方法包括部分干燥纤维的液体悬浮液，并将经部分干燥的纤维与超吸收颗粒(SAP)混合，使得至少一些纤维附着到至少一些SAP，形成纤维-SAP颗粒。

本公开的另一方面涉及一种用于形成附着有纤维的超吸收颗粒的装置。该装置包括：纤维干燥室，该纤维干燥室具有用于供应纤维-液体悬浮液供应的入口；以及位于入口处的雾化器，该入口定位成将雾化的纤维-液体悬浮液引导到干燥室中。在室中接收经部分干燥的纤维和液体。该装置包括与干燥室连通的混合室，以从干燥室接收经至少部分干燥的纤维。混合室具有入口，用于将超吸收颗粒供应引导到所述混合室中。

本公开的另一方面涉及一种形成超吸收颗粒(SAP)的方法，所述超吸收颗粒具有附着到其上并从其外表面向外延伸的多根纤维。该方法包括通过雾化所述液体悬浮液并将经部分喷雾干燥的纤维和蒸汽从悬浮液引入第一区域而将纤维-液体悬浮液引入所述第一区域。该方法包括在第二区域接收经喷雾干燥的纤维。该方法包括将SAP引入第二区域，包括促使SAP和经部分干燥的纤维在其中的混合。纤维被支撑在SAP上并从其延伸。

本公开的一个方面涉及形成纤维-SAP颗粒的方法。该方法包括将纤维引入室中并将超吸收颗粒(SAP)引入室中。纤维和SAP混合使得至少一些纤维附着到至少一些SAP，形成纤维-SAP颗粒。在进一步的方面，纤维作为纤维-液体悬浮液引入或引入到纤维-液体悬浮液中。

本公开的其他方面涉及纤维-SAP颗粒，其包括超吸收核颗粒(SAP核颗粒)和附着到SAP核颗粒的多根纤维。

本公开的更进一步的方面涉及一种吸收复合物，其包括基底、覆盖层和位于基底和覆盖层之间的纤维-SAP颗粒网络。每颗纤维-SAP颗粒包括超吸收核颗粒(SAP核颗粒)和附着到SAP核颗粒的多根纤维。

本公开的另一方面涉及一种吸收制品，其包括主体和支撑在主体上的吸收芯复合物。吸收芯复合物包括基底、覆盖层和位于基底和覆盖层之间的纤维-SAP颗粒网络。每颗纤维-SAP颗粒包括超吸收核颗粒(SAP核颗粒)和附着到SAP核颗粒的多根纤维。

本公开的另一方面涉及用于形成纤维-SAP颗粒的系统。该系统包括室、定位成将纤维引入到室中的纤维输入部件(例如，喷雾干燥装置)、以及定位成将SAP引入到室中的SAP输入部件(例如，管道、供应器和/或喷嘴)。该室包括纤维/SAP混合区域和位于纤维/SAP混合区域的下游的纤维-SAP颗粒收集区域。

本公开的另一方面涉及一种制造无浆吸收材料的方法。该方法包括提供微原纤化纤维素纤维(MFC)，并将MFC作为低浓度含水悬浮液喷雾干燥到含有超吸收(SAP)颗粒的流化床中。悬浮液包括悬浮的液体，其为水或水/醇混合物。该方法包括在流化床室中将MFC纤维与超吸收颗粒混合。混合导致MFC的大量纤维附着到每颗超吸收颗粒。

本公开的另一方面涉及一种制造无浆吸收材料的方法。该方法包括提供微原纤化纤维素纤维(MFC)，并将纤维与超吸收(SAP)颗粒混合。混合可包括在液体悬浮液中将MFC与超吸收颗粒混合，以使大量纤维附着到每颗超吸收颗粒。附着机制是由于室中的一些残余水或醇活化SAP颗粒表面以用于纤维附着。该方法包括在混合步骤之后在干燥过程中蒸发残余液体。干燥混合物形成MFC和SAP的成品混合物，大量纤维附着到SAP颗粒。在一些方面，在混合步骤之后，该方法包括将MFC和SAP的干燥成品材料混合物直接进料到基底上，进入尿布机中以形成吸收芯。

本公开的另一方面涉及制造无浆吸收材料的方法，该方法包括提供微原纤化或纳米原纤化纤维素纤维(FC)，并将FC与超吸收颗粒混合。在一些方面，通过喷雾干燥提供FC，从而从FC中除去液体内容物。FC与SAP的混合包括将FC引入含有超吸收(SAP)颗粒的流化床中，使得大量纤维附着到每个超吸收制品上。在一些方面，MFC和超吸收颗粒在液体悬浮液中混合。附着机制是由于室中的一些残余水或醇活化SAP颗粒表面以用于纤维附着。该方法可以包括在混合之后在干燥过程中蒸发残余液体以形成MFC和SAP的成品混合物，其具有附着到每颗SAP颗粒的大量纤维。在混合步骤之后，该方法包括将MFC和SAP的干燥成品材料混合物直接进料到基底上，进入尿布机中以形成吸收芯。

本公开的另一方面涉及制造无浆吸收材料的方法，其包括提供微原纤化纤维素纤维、纳米原纤化纤维素纤维或其混合物(统称为“FC”)，并且将纤维与超吸收(SAP)颗粒混合(例如，在混合区域中)，使得大量纤维附着到每颗超吸收颗粒。FC可以是在液体悬浮液中，其可以通过雾化提供，例如通过喷雾干燥。喷雾干燥产生水基液滴。在一些方面，将FC喷雾干燥到加热的环境中。喷雾干燥导致固体纤维漂浮在空气中。在一些方面，纤维是干燥的并且在加热环境中漂浮之后较少缠结。在一些方面，在喷雾干燥之后和/或其下游引入SAP，使得纤维附着到每颗SAP颗粒的表面。在一些方面，该方法包括将添加剂与FC和SAP混合，任选地在喷雾干燥FC下游的混合区域内。该方法包括在混合步骤之后收集FC涂覆的SAP的混合物，并任选地干燥混合物以从中除去残余液体。在一些方面，干燥包括使用红外能量、热空气或流化床途径从其中除去残余液体。虽然本文所示和所述的实施例使用喷雾干燥方法，但在一些方面，该方法可包括使用超声干燥、或可使用纤维的溶剂浆液以及随后的干燥和溶剂回收步骤的湿法工艺。超声干燥以超声波频率向液体悬浮液施加振动(例如，以共振频率)，剪切稀化液体悬浮液，这允许液体悬浮液更容易地流动(例如，通过喷嘴)。在一些方面，超声干燥导致纤维液体悬浮液在雾化之前部分干燥。超声干燥使液体悬浮液脱水，使液体悬浮液引入室24之前具有更大程度的稠度。本领域技术人员将理解，液体悬浮液不限于通过喷雾干燥或超声干燥引入，而是可以通过任何能够雾化液体悬浮液以形成其气溶胶的方法引入。

本公开的其他方面涉及包括超吸收颗粒的吸收材料，每颗颗粒具有附着到其外表面的多根纤维。纤维可以是纤维素纤维，例如微原纤化纤维素纤维、纳米原纤化纤维素纤维或其组合。

本公开的一些方面涉及一种一次性吸收性制品，其包括主体和支撑在主体上的吸收芯复合物。吸收芯复合物包括超吸收颗粒(SAP)网络，纤维素纤维附着到其外表面。纤维可以是微原纤化纤维素纤维、纳米原纤化纤维素纤维或其组合。

本公开的另一方面涉及一种制造吸收颗粒的方法。该方法包括喷雾干燥在溶剂(例如水和/或乙醇)中的纤维的液体悬浮物(例如，到流化床室中)，使得纤维与SAP相互作用。可以在流化床室中的初始或位于顶部的层喷雾干燥液体悬浮液。喷雾干燥可包括使用雾化器和喷嘴(枪)以将液体悬浮液引入该方法的加热喷雾层中的加热环境或区域。喷雾干燥液体悬浮液增加了液体悬浮液的表面积，至少部分干燥液体悬浮液的纤维。喷雾干燥液体悬浮液也增加了流化床室中存在的蒸汽水分量；从而：(1)润湿SAP表面；(2)导致SAP表面粘性增加；以及(3)增加SAP与纤维粘着的倾向。流化床室的喷雾区域可位于流化床室的混合区域或层的上游。至少一些纤维粘附到SAP，形成纤维-SAP颗粒。纤维-SAP颗粒的至少一些粘附纤维的至少一部分从SAP延伸，垂直于SAP表面。一些方面包括混合层，在该层中，引入SAP或SAP和添加剂并与纤维混合。一些方面包括收集层，在该层中，收集纤维-SAP颗粒，任选地随后是干燥层，在该层中，干燥收集的纤维-SAP颗粒。在某些方面，将纤维-SAP颗粒结合到尿布、吸收芯或其组合中。在混合区域中可发生湍流混合，使得经至少部分干燥的纤维与SAP混合。引入纤维的流动路径通常垂直于引入SAP的流动路径。混合区域或层包括用于添加剂颗粒或成分的喷嘴或入口。该方法的一些方面包括控制经喷雾干燥的纤维、SAP和任何添加剂的流动或输入。纤维和SAP之间的粘附通过粘合、氢键合或纤维与SAP之间的其他相互作用来发生。

在该方法的一些方面，纤维、SAP、纤维-SAP或其组合是官能化的。纤维可在引入喷雾干燥装置之前进行官能化。SAP可在引入流化床室之前进行官能化。纤维可以包括MFC纤维、纳米原纤化纤维素纤维、非微原纤化或纳米原纤化的纸浆纤维、纺织纤维或其组合。

在一些方面，SAP在进入流化床室之前与添加剂混合，液体悬浮液在进入流化床室之前与添加剂混合，或其组合。无论何时以及如何引入它们，引入流化床室的添加剂可包括金属离子、聚电解质复合物、纳米纤维素，粘土膨润土颗粒、交联颗粒或其组合。

该方法可包括电晕处理层，其可位于喷雾干燥层的下游和收集层的上游。电晕处理区域或层也可以在混合区域的下游或至少部分与其重合。电晕处理在流化床室内引发一种或多种化学反应(例如交联)。该方法的某些方面包括交联步骤以至少交联SAP表面。

在该方法的某些方面，将流化床室内的加热区域加热到高于流化床室周围环境温度的温度(例如，高于室温)。

该方法可包括润湿SAP的表面。可以使用喷雾干燥液体悬浮液形成的蒸汽、引入流化床室内的额外的蒸汽或其组合来润湿SAP表面。

该方法可包括形成从SAP表面到具有纤维的SAP内部的通道。例如，在混合、粘合和/或键合期间，至少一些纤维可以至少部分嵌入SAP颗粒的表面中，使得嵌入的纤维延伸到SAP颗粒的内部，在SAP颗粒的表面下方。嵌入的纤维可以用作将流体引入SAP颗粒内部的通道。

在一些方面，芯吸通道或路径形成在相邻的纤维-SAP颗粒之间。

在一些方面，将纤维-SAP颗粒结合到尿布、吸收芯或其组合中。

本公开的另一方面涉及纤维-SAP颗粒，其包括SAP颗粒和粘附到SAP颗粒的多根纤维。至少一些纤维的至少一部分从SAP颗粒延伸，垂直于SAP颗粒的外表面。至少一些纤维可以至少部分嵌入SAP中，提供进入SAP内部的路径或通道；从而提高了SAP的吸收速率。液体可以吸收到嵌入的纤维中并在纤维内流动进入SAP的内部。在一些方面，纤维-SAP颗粒的表面至少部分交联。附着到SAP的纤维可以具有比SAP颗粒的平均直径更短、相等或更长的长度。

本公开的另一方面涉及一种吸收制品，其包括结合在其中的多颗纤维-SAP颗粒。附着到SAP的纤维可以作为缓冲器；因此，在使用过程中导致SAP的压缩较小并且保持SAP的可溶胀性。制品中相邻的纤维-SAP颗粒可保持至少部分间隔开，在相邻的纤维-SAP颗粒之间形成芯吸路径。芯吸路径允许流体在其间流动。

本公开的另一方面涉及纤维-SAP颗粒，其包括SAP颗粒核和多根从SAP延伸的纤维。每根纤维具有与SAP键合、附着、粘附或以其他方式接合的第一端，以及未与SAP键合、附着、粘附或以其他方式接合的自由端。

本公开的某些方面提供用于形成结构单元的方法和系统，所述结构单元包括SAP和MFC(或另一种纤维)或由SAP和MFC(或另一种纤维)组成。在这种SAP和MFC的结构单元(即，纤维-SAP颗粒)中，SAP和MFC紧密连接(即，单个组分而不是意味着混合在一起的两个组分)并且在使用期间协同地起作用以提供吸收性和其他吸收制品功能。

本公开的某些方面提供了用于生产在其形成期间使用低水平溶剂/液体的纤维-SAP颗粒的方法和系统。由于引入反应区域(例如流化床室)中的组分的溶剂含量低，使用低水平溶剂/液体的方法和系统消除或至少减少使用干燥、溶剂回收工艺和与湿法工艺/系统相关的其它此类工艺步骤。

附图说明

因此，可以更详细地理解本公开的实施例的特征和优点的方式，可以通过参考在形成本说明书的一部分的附图中示出的实施例来获得上面简要概述的实施例的更具体的描述。然而，应注意，附图仅示出了各种示例性实施例，因此不应视为限制本公开的范围，因为其也可包括其他有效实施例。

图1是根据本公开的制造吸收材料的装置和方法的简化图示；

图1A是根据本公开的收集区域或装置的简化图示；

图2是根据本公开某些方面的纤维-SAP颗粒的简化图示；

图2A是根据本公开某些方面的溶胀纤维-SAP颗粒的简化图示；

图2B是根据本发明某些方面的干燥后的图2A的纤维-SAP颗粒的简化图示；

图2C和2D是SAP的扫描电子显微镜(SEM)图像；

图3是根据本公开某些方面的两颗相邻纤维SAP颗粒的简化图示；

图3A是根据本公开某些方面的纤维-SAP颗粒网络的简化图示；

图4描绘了根据本公开某些方面的尿布。

图5A和5B是根据本公开某些方面的制造纤维-SAP颗粒的方法的流程图；

图6是根据本公开某些方面的制造纤维-SAP颗粒的方法的流程图；

图6A是根据本公开某些方面的制造纤维-SAP颗粒的方法的流程图；

图7是根据本公开某些方面的吸收芯的简化图示；

图8是根据本公开某些方面的包括多个区域的系统的简化图示；

图9是根据本公开某些方面的制造纤维-SAP颗粒的方法的流程示意图；

图10A是根据本公开某些方面的用于制造纤维-SAP颗粒的装置的示意图；

图10B是沿图10A中的线A-A的横截面图；和

图11是用于形成纤维颗粒的装置的示意图，示出了用于各种输入和输出的流动路径，包括空气射流流动路径。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述本公开的实施例，附图示出了各种示例性实施例。然而，所公开的概念可以以许多不同的形式实施，并且不应该解释为受到在此阐述的所示实施例的限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开彻底和完整，并且将向本领域技术人员充分传达范围和实践实施例的最佳模式。例如，本文提供的许多示例性描述涉及用于结合到尿布以及婴儿和幼儿的训练裤中的吸收材料。然而，所描述的本公开的方面可同样适用于其他产品的设计和制造。然而，一组应用涉及制造非常适合直接结合作为吸收制品(例如尿布或训练裤)的芯复合物的吸收材料。方法和产品可以直接和线性地结合到或作为基本上线性系统的芯形成阶段和制造这种吸收制品的方法。

本公开中预期的一次性吸收制品包括但不限于训练裤、套穿尿布、一次性内裤和成人失禁服。至于训练裤，这些衣服可以由幼儿使用，以便于儿童从使用尿布过渡到穿着常规内裤(即，在厕所训练期间)。训练裤和其他一次性套穿裤可以具有封闭的侧面，使得使用者或护理人员围绕使用者的腿抬起衣服以穿着衣服并围绕使用者的腿将衣服向下滑动以将其取下。这些制品和衣服在本文中统称为“吸收裤”或“裤子产品”。

如Suzuki‘294所教导和描述，微原纤化纤维及其制造方法为本方法的某些方面提供了合适的原始材料或原料来源。应当注意，虽然Suzuki‘294在先专利公开提供了关于制造MFC然后将其结合到吸收制品中的一些讨论，但是本公开在至少一个方面更具体地涉及提供改进的制造吸收制品、芯复合物和/或吸收材料的系统和方法。更具体地，本公开的一个指令是提供一种方法和系统，凭此并且在其中，纤维或纤维素产品/纤维网络及其形成无缝地整合到制造制品的方法和吸收材料本身中。另一方面，Klemp‘557公开可以提供示例性产品应用和芯设计，本公开的某些方面的产品可能对其适合。根据本公开的一个方面，将如Suzuki‘294所教导制备的微原纤化纤维素作为低稠度含水悬浮液喷雾干燥到含有超吸收颗粒(SAP)的流化床中。例如，悬浮的液体可以是水或水/醇混合物。根据这方面，微原纤化纤维素与超吸收颗粒在流化床室中的混合导致大量纤维附着到每颗超吸收颗粒。附着机制可以由室中的一些残余水或醇引起，其活化SAP颗粒表面以用于纤维附着。在随后的干燥工艺中蒸发该残余液体。然后可以将干燥的成品材料直接进料到尿布机中以形成成品尿布的吸收芯。

根据本方法和产品的纤维可以是微纤维、纳米纤维或其组合。如本文所用，关于纤维的“微”是指平均直径为100至1000纳米、或200至900nm、或300至800nm、或400至700nm、或500至600nm；和平均长度为至少1微米至高达几微米的纤维。如本文所用，关于纤维的“纳”是指平均直径通常在约10至约100nm、或约20至约90nm、或约30至80nm、或40至70nm、或50至60nm的范围内；以及平均长度为50至3,000nm、或100至2500nm、或200至2000nm、或300至1500nm、或400至1000nm、或500至900nm、或600至800nm的纤维。如本领域技术人员所理解，通常使用光学或电子显微镜测量纤维尺寸。

所得的纤维涂覆的SAP(纤维-SAP)特别适合生产用于尿布和其它卫生产品的无浆吸收剂。微原纤化纤维素是亲水性的，与未涂覆或附着到纤维的其他相同SAP(即，不是纤维-SAP)相比，SAP表面上的纤维束允许更快地将液体吸收到颗粒中；与未涂覆或附着到纤维的其他相同SAP(即，不是纤维-SAP)相比，液体更好地从颗粒分布到颗粒；与未涂覆或附着到纤维的其他相同SAP(即，不是纤维-SAP)相比，SAP在负载下更好地吸收；并且与未涂覆或附着到纤维的其他相同SAP(即，不是纤维-SAP)相比，由更高的颗粒-颗粒相互作用引起的SAP更好地固定。在一些方面，本文公开的吸收材料不包括除附着到SAP核颗粒的纤维之外的任何吸收基质。

用于生产纤维-SAP颗粒的系统/装置

现在将简要描述适合生产本文公开的纤维-SAP颗粒的示例性系统。本公开的某些方面涉及用于形成纤维-SAP颗粒的系统和装置。参考图1，纤维-SAP形成系统9000包括纤维-SAP形成装置100，包括流化床室101。流化床室101的内腔限定室24。装置100包括纤维输入设备，这里示为喷雾干燥设备20，其包括雾化器和喷嘴(枪)22。纤维供应器，这里示为MFC供应器103，其向雾化器和喷嘴(枪)提供纤维的液体悬浮液10。与喷雾干燥设备20重合和/或在喷雾干燥设备20的下游，流化床室101包括喷雾区域31，喷雾区域31可以是加热的喷雾区域。与喷雾区域31重合和/或在喷雾区域31的下游，流化床室101包括混合区域33。与混合区域33重合和/或在混合区域33的下游，流化床室101包括电晕处理区域29。在混合区域33的下游，流化床室101包括收集区域26。装置100包括SAP供应器105和任选的添加剂供应器107，它们可以与混合区域33重合，分别供应SAP 16和添加剂18。在收集区域26的下游，系统9000包括用于使用纤维-SAP颗粒19形成吸收芯8000的系统或装置。在用于形成吸收芯8000的系统或装置的下游，系统9000包括用于使用在系统8000中形成的吸收芯来形成吸收制品7000的系统或装置。为了清楚起见，本文没有详述系统8000和7000。然而，本领域技术人员将理解，系统8000和7000可以是适合形成吸收芯和吸收制品的任何系统，并且实际上，可以是单个系统，而不是如所示的两个单独的系统。例如，Suzuki‘294公开了使用SAP颗粒生产吸收芯和制品的合适系统和方法，其可适合与现在公开的纤维-SAP颗粒19一起使用。在一些方面，将干燥的成品吸收材料(即，干燥的纤维-SAP颗粒19或其网络)直接进料到尿布机中以形成用于成品尿布的吸收芯，其间没有任何中间过程。

现在已经描述了用于形成纤维-SAP颗粒的示例性系统，现在将参考图1的系统描述形成纤维-SAP颗粒的方法。

喷雾干燥

参考图1，以纤维在室24内分散和/或铺展的方式将纤维(例如，纤维素纤维)引入室24中。例如，可以引入纤维使得形成气溶胶(即，在空气或另一种气体中的纤维胶体和任选的液滴)，纤维悬浮在室24内的空气或其它气体中。这种引入纤维的方法的一个示例是喷雾干燥。这使纤维呈现在液体悬浮液10中，然后将其雾化，使得产生液体基液滴12并在室24内分散。液体悬浮液10的雾化允许液体悬浮液的全部或基本上全部液体容易地将纤维闪蒸进入室24内的周围环境中。这种液体的闪蒸是减少成品或接近成品的吸收产品中液体的体积或量的便利方式，其可以在后续层中干燥或除去。

纤维的液体悬浮液10的引入通过室24的上部区域内的初始或位于顶部的层的喷雾来发生。在一些方面，液体悬浮液10是纤维和溶剂(MFC浆液)的浆液。溶剂可以是水、低分子量醇(例如，乙醇和/或异丙醇)、另一种溶剂、或其组合。乙醇和其他低分子量醇可能不会像水那样诱导SAP的高度溶胀，在比水低的温度下蒸发，从纤维中比从水中更快地干燥，并且具有比水更低的粘度。雾化器和喷嘴(枪)22可以将液体悬浮液10引入到装置100的加热环境或区域，例如引入到加热喷雾区域或层31。加热区域可以加热到足以促进液体从纤维中蒸发。例如，如果液体是水，则加热区域可以处于至少100℃的温度，或180℃至200℃的温度。在一些方面，加热的空气在混合室33内再循环，用于从纤维中蒸发液体。喷雾干燥液体悬浮液10增加了液体悬浮液10的表面积，至少部分干燥了室24内的液体悬浮液10的纤维。而且，相对于在喷雾干燥液体悬浮液10之前室24中存在的蒸汽水分量，喷雾干燥纤维可以增加室24中存在的蒸汽水分量，这是液体作为额外的蒸汽水分而引入的结果。室24中蒸汽水分的增加可导致室24中存在的SAP 16的表面润湿(即，水分(例如水)沉积到SAP16的外表面上)。相对于润湿前SAP外表面的粘性，SAP 16的外表面的这种润湿可导致SAP外表面的粘性增加(例如，增加H键合)，这增加了SAP 16与液体悬浮液10的纤维附着(例如，H键)的倾向。

在一些方面，基于液体悬浮液的总重量，纤维的液体悬浮液包括大于0重量％至30重量％的纤维、或5重量％至20重量％的纤维、或10重量％至15重量％的纤维。在某些方面，基于液体悬浮液的总重量，纤维的液体悬浮液包括高达20重量％的纤维、或0.1重量％至10重量％的纤维、或1重量％至8重量％的纤维、或2重量％至7重量％的纤维、或3重量％至5重量％的纤维。

不管用于雾化液体悬浮液的特定形式的引入，纤维和液体在形成气溶胶时是单组分，而不是单独的组分。

在一些方面，与喷雾干燥区域(或其他引入方法)重合或在其下游，出现液体悬浮液的纤维预干燥的初始层以减小纤维的液体含量。在该预干燥区域中，纤维的液体悬浮液在室24内雾化并动态运动，以促进和保持纤维液体悬浮液的各纤维的分离并防止其聚集或团聚。这种动态运动还促进液体从纤维干燥(例如蒸发)并进入周围环境(例如，进入室24内的空气)。

混合区域

装置100的喷雾区域可位于装置100的混合区域或层33的上方和/或上游。在混合区域33中，可促进和/或鼓动湍流混合，并且将几乎干燥(干燥和/或较少缠结)的纤维与供应的超吸收颗粒16混合。在一些方面，通过将SAP 16以相对于将液体悬浮液10引入室24的方向成大于0度的角度的方向引入室24中，可以促进和/或鼓动湍流混合，例如，角度范围在15度到180度、或在20度到150度、或在40度到120度、或在60度到100度、或在70度到90度。另外，使用喷嘴来引入液体悬浮液10、SAP 16和添加剂18中的一种或多种,使用热,或其组合可以促进这种湍流混合。可以通过室24的侧壁将SAP 16引入并且大致垂直于供应的纤维(即，液体悬浮液10)，例如通过与室24的侧壁接合和/或穿过其的入口、管道和/或一个或多个喷嘴。在一些方面，装置100在混合区域或层33处可配备有另外的入口、管道和/或喷嘴，用于将添加剂颗粒18或成分引入室24中。在混合区域33内，纤维沉积在SAP 16颗粒上或以其它方式附着到SAP 16颗粒。例如，可以将SAP 16引入纤维气溶胶中，使得SAP与纤维胶体内的纤维混杂。

装置100可以允许随时控制经喷雾干燥的纤维、SAP 16和添加剂18的流动或输入，例如通过使用阀门和喷嘴，以及用于这些阀门和喷嘴的手动和/或自动控制器；因此，使得一批成品产品化学成分成为可能并得到纤维-SAP颗粒的机械和物理性质。在一些方面，引导空气流以保持纤维、SAP和室24内悬浮在空气中的任何其他组分在室24内混合。可以控制和/或引导空气流以允许纤维-SAP颗粒19在干燥和混合在一起时沉降和收集。由湍流混合引起的SAP和纤维的恒定搅拌使干燥过程中的团聚最小化。在一些方面，通过一个或多个风扇提供和/或控制气流，所述风扇定位成提供进入室24的空气流。风扇可以配置和/或布置成在室24内提供涡流。

如此，在一些方面，预干燥纤维，润湿SAP并因此活化，并且经预干燥的纤维和润湿的SAP混合在一起以在单个反应室中彼此附着。

收集区域

在混合区域33的下方和/或其下游，在装置100的收集区域或层26处浓缩和/或收集纤维涂覆的SAP(纤维-SAP)19的体积、网络或集合。收集区域26位于室24的底部；然而，本领域技术人员将理解，装置100不限于这种配置。纤维涂覆的SAP 19在收集区域26内26沉降，其可以与混合区域33的湍流隔离。在收集区域26内，纤维-SAP颗粒19相对于混合区域33内的纤维、SAP、纤维-SAP 19或其组合的集团或集合的密度形成更高密度的这些成分。在收集区域26内，单独的纤维-SAP颗粒19定位在其他单独的纤维-SAP颗粒19附近，使得相邻的单独纤维-SAP颗粒19相互作用、接触或以其他方式彼此接合。相邻纤维-SAP颗粒19之间的这种相互作用可涉及纤维-SAP颗粒19的纤维之间的相互作用、一颗纤维-SAP颗粒19的纤维与相邻纤维-SAP颗粒19的SAP之间的相互作用、纤维-SAP颗粒19的SAP之间的相互作用或其组合。一旦在收集区域26内沉降，就形成纤维-SAP颗粒19的网络。纤维-SAP颗粒19的网络可任选地进行干燥以从中除去任何残余的液体。这种干燥可以通过加热、空气流动、收集区域26内的停留时间或其组合来促进。

在一些方面，该工艺是间歇过程，其中，分批(例如，手动)在收集区域内收集纤维-SAP颗粒19并从其取出。

在其他实施例中，该工艺是连续过程或半连续过程。参考图1A，示出了连续过程的收集区域26b。收集区域26b可以包括导管或室，其具有与其相关的长度L、流动路径V和温度T，足以使纤维-SAP颗粒19具有在进入导管或室下方的沉降槽时在其中干燥的停留时间。流动路径V可以至少部分通过与导管或室流体连通的流动喷嘴和/或循环射流来控制。例如，可以通过一个或多个加热元件来控制温度T。因此，收集区域26b可以是延伸室干燥器，确保纤维-SAP颗粒19在通过泵P从其泵送时是干燥的。本领域技术人员将理解，可以使用其他系统和装置配置和布置来实现在连续过程中从预润湿的部分溶胀的SAP颗粒中选择性地分离纤维-SAP颗粒。这种分离方法可以依赖于密度、阻力、重量、粒度、其他性质或其组合之间的差异，选择性输出或取出纤维-SAP颗粒而不是预润湿的部分溶胀的SAP颗粒。这种分离方法可以利用将所选颗粒引导至出口的涡流或周向流。这种流可以由引导空气流动的射流提供。

电晕处理区域

在一些方面，装置100包括电晕处理区域或层29，其可以在喷雾干燥装置20的下游和收集区域26的上游。电晕处理区域或层29可以在混合区域或层33的下游或至少部分与其重合。纤维、SAP 16和/或纤维-SAP颗粒19的电晕处理可以引发室24内的一个或多个化学反应。本领域技术人员将理解，除电晕处理区域或层29之外或代替电晕处理区域或层29，装置100可包括其他化学、热和/或物理处理区域或层。电晕处理可以促进纤维和SAP 16之间的键合。

在一些方面，电晕使SAP表面带电以使SAP更亲水(即，活化SAP表面以润湿(使SAP可润湿))，促进室内成分的电离，引发SAP分子与其他SAP分子的交联、引发纤维分子与其他纤维分子的交联、引发SAP分子与纤维分子的交联、或引发室24内的成分之间的其他化学反应。

交联

在一些方面，SAP 16和/或纤维-SAP颗粒19的外表面可以至少部分交联，这可以减少当纤维-SAP颗粒19吸收液体时发生凝胶阻塞。在一些方面，可以通过电晕处理引发纤维-SAP颗粒19的表面上的交联。在某些方面，引入室24中的SAP 16的外表面可在引入室24之前至少部分交联，并且电晕处理可用于进一步(例如，完全)交联SAP 16的外表面。在其他方面，引入室24中的SAP 16的外表面可在引入室24之前不交联，并且电晕处理用于交联前面未交联的SAP 16的外表面。还在其他方面，引入室24中的SAP 16的外表面可在引入室24之前完全交联，并且不使用电晕处理进一步交联SAP 16的外表面。

在一些方面，引入室24中的SAP在引入室24时不交联,或部分交联。在一些这样的方面，SAP随后在室24内交联，例如通过引入交联颗粒、电晕处理或其组合。在一些方面，SAP在引入室24时不完全交联。在某些方面，SAP不具有核-壳形态，使得SAP不包括比交联较少的内核交联更多的外壳或表面。

在一些方面，纤维-SAP颗粒19包括：(1)SAP核颗粒的聚合物链与SAP核颗粒的其他聚合物链之间的交联；(2)SAP核颗粒的聚合物链与纤维的聚合物链之间的交联；(3)纤维的聚合物链和纤维的其他聚合物链之间的交联；或(4)其组合。

纤维-SAP键合

纤维和SAP 16之间键合以形成纤维-SAP颗粒19可发生在混合区域33内、混合区域33的下游但收集区域26的上游、收集区域26内、收集区域26的下游、或其组合。例如，在一些方面，当在混合区域33中混合时和/或当在收集区域26内收集时，纤维涂覆到SAP 16上但尚未键合到SAP 16。通过干燥可以促进纤维和SAP 16之间的键合，使得当收集区域26内的纤维网络和SAP 16干燥时，形成纤维-SAP颗粒19。纤维和SAP 16之间的键合可以通过以下发生：将纤维粘合到SAP 16的表面和/或内部；纤维与SAP 16的表面和/或内部的氢键合；纤维的聚合物链和SAP 16的聚合物链的聚合物链缠结；或纤维与SAP 16之间的其他形式的键合、缠结、粘合、部分溶解、附着、接合或其他相互作用。

在一些方面，混合区域33内的湍流促进SAP 16和附着到SAP 16的任何纤维的显著相对运动。这种湍流导致附着纤维的未附着部分(自由端)从SAP 16的表面升高。另外，这种湍流促进SAP 16和附着到其上的任何纤维的干燥，进一步加强了纤维和SAP 16之间的附着。无论纤维是否嵌入SAP 16，附着到SAP 16的纤维都为流体流向SAP 16提供了通道，因为，如果受到污染(相对于仅SAP的表面积)，纤维的高表面积提供了用于吸收的额外的表面积。

官能化

在一些方面，纤维、SAP 16、纤维-SAP 19或其组合是官能化的。例如，纤维可在引入到喷雾干燥装置之前或引入到室24之后官能化(例如，接枝)。在一些方面，SAP 16可在引入到室24之前或之后官能化(例如，接枝)。在一些方面，添加剂18与纤维和/或SAP 16发生化学反应以使纤维和/或SAP 16官能化。

在一些方面，施加(例如，键合)到纤维上的官能化(官能团)，例如离子交换或减少气味的官能团或颗粒，在污物被吸收之前作用于污物(例如，液体污物)并由SAP核颗粒捕获。因此，如果使纤维官能化有离子交换性质，则污物可以较低的离子强度流入核SAP颗粒，这为SAP提供了更高的污物吸收能力。如果使纤维官能化有减少气味的官能团或颗粒，则污物可以以较低产生恶臭的可能性流入核SAP颗粒。

添加剂

可以引入添加剂18以与纤维和/或SAP 16混合和/或反应，以赋予可用于卫生产品的纤维-SAP颗粒19性质。在将纤维引入到室24之前或之后，添加剂18可与纤维混合和/或反应；在将SAP 16引入到室24之前或之后，添加剂18可与SAP 16混合和/或反应；添加剂18可在装置100内或其下游与纤维-SAP颗粒19混合和/或反应；或其组合。例如但不限于，添加剂18可包括用于抗菌和减少气味性质的金属离子；聚电解质复合物，其可以增加阳离子交换能力，可以通过从尿液中去除多价离子来增加SAP的吸收能力；粘土膨润土颗粒；交联颗粒；其他功能性添加剂，例如，如使用纳米纤维素，可提供生物传感功能；或其组合。在一些方面，添加剂包括碳(例如活性炭)、离子交换树脂或琼脂。添加剂18可包括一种或多种助粘剂以促进纤维和SAP之间的粘合。

在一些方面，用一种或多种添加剂处理(例如，在喷雾干燥之前预处理)纤维。例如，可以通过将纤维与添加剂组合来预处理纤维，所述添加剂包括但不限于：控制气味的添加剂，例如金属离子，例如铜(Cu⁺²)、银(Ag⁺¹)、金离子(Au⁺¹和Au⁺³)、铁(II)离子(Fe⁺²)、铁(III)离子(Fe⁺³)、高锰酸根离子(MnO₄ ^-1)或其组合；抗菌添加剂，例如银离子和铜(如氧化亚铜基添加剂)；具有离子交换能力的添加剂；或其组合。多价离子降低尿液的离子强度并增加SAP吸收能力(例如，接枝的聚丙烯酸(PAA)或聚衣康酸(PIA)酸)。

纤维

在一些方面，液体悬浮液10的纤维包括MFC纤维、纳米原纤化纤维素纤维、非微原纤化或纳米原纤化的纸浆纤维、纺织纤维或其组合。在一些方面，可以使用纳米原纤化纤维素或微原纤化和纳米原纤化纤维素的混合物。与微原纤化纤维素的纤维相比，纳米原纤化纤维素的纳米纤维可具有更高的表面积。

尽管本文将纤维描述为纤维素纤维，但本领域技术人员将理解，纤维可以是其他非纤维素纤维，例如其他亲水性纤维。而且，纤维可以是不同类型和/或不同尺寸的纤维混合物(例如，不同亲水性纤维的混合物和/或微纤维和纳米纤维的混合物)。在一些方面，除纤维素之外或代替纤维素，纤维可包括淀粉基聚合物纤维(例如，多糖纤维)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚乙烯(PE)纤维、聚丙烯(PP)纤维、替代的纤维素纤维(例如，棉纤维、竹纤维、亚麻纤维)。

在一些方面，使用纳米尺寸的纤维(例如纳米原纤化纤维素纤维)提供了每单位重量的附着到SAP外表面的纤维更多纤维表面积。由纤维提供的流体流动性质是表面现象，使得污物沿纤维表面流动以引入到SAP核颗粒。因此，提供每单位重量的附着到SAP外表面上的纤维更多纤维表面积，增加污物流体向SAP核颗粒流动。

本方法的某些优点

根据本公开的方法的一些方面提供一个或多个以下额外的有利结果：(1)至少部分由于使用雾化和任选的加热室24，需要较少的能量干燥或减少水液含量；(2)至少部分由于使用喷雾干燥来混合纤维和SAP，实现SAP或纤维的更均匀混合和分布；(3)提供更容易调节或设计吸收材料性质或化学、机械和物理特性的手段；(4)允许更容易操作混合物成分(例如SAP、纤维、添加剂)，包括按顺序或同时添加成分、纤维-SAP比例和/或添加剂的选择。例如，吸收材料的性质和特性可能受以下一个或多个影响：(1)纤维尺寸的选择，包括纤维长度和宽度(例如，使用微纤维和/或纳米纤维)；(2)纤维性质，包括纤度；(3)纤维与SAP比例的选择；(4)纤维和/或SAP的任选官能化，例如通过将一个或多个官能团与纤维和/或SAP化学键合；以及(5)与纤维和SAP结合的添加剂的选择。本领域技术人员将理解，可以改变这些和其他参数以改变所得纤维-SAP颗粒的化学、物理和/或机械性质。

所得纤维-SAP复合物为纤维网络提供以下一种或多种：(1)增加表面(吸收剂)面积或纤维暴露，从而增强流体吸收性能；(2)增加SAP与纤维之间的流体分布；(3)吸收速率更快；(4)纤维涂覆的SAP颗粒之间的更多物理/机械相互作用，从而增强流体分布和吸收性能和/或减少SAP迁移(即，在吸收制品的制造期间抑制SAP的迁移并在制造后抑制引导)。

纤维-SAP颗粒

参考图1和图2，在一些方面，纤维-SAP颗粒19包括键合(例如，氢键合、离子键合、共价键合)、附着、粘附、缠结、涂覆或以其他方式与SAP 16接合的多根纤维21a。多根纤维21a中的至少一些包括限制端45b(即，以某种方式与SAP 16接合的纤维21a的末端)和相对于SAP 16自由移动的自由端45a。限制端45b键合、附着、粘附、嵌入或以其他方式接合并与SAP 16的外表面25接触。自由端45a不直接键合、附着、粘附、嵌入或以其他方式接合(并且，在至少一些构型中不接触)SAP 16或其外表面25。每根纤维21的自由端可以与SAP 16隔开一段距离。每根纤维21的自由端可以相对于SAP16在至少一个方向上自由移动。虽然描述为与SAP 16间隔开，但是本领域技术人员将理解，自由端45a可以具有允许自由端45a接触SAP16的一系列自由移动。在一些方面，自由端45a相对于SAP 16在至少一个方向上自由移动，但是经由限制端45b保持“被拴”到SAP 16。如本文所用，“自由端”是指不直接附着到纤维-SAP颗粒19的SAP核颗粒16的纤维21的末端。纤维21的这种“自由端”相对于SAP核颗粒16的外表面25自由移动。

在一些方面，纤维-SAP 19可包括至少部分嵌入SAP 16中的一根或多根纤维21b，从而提供进入SAP 16内部的路径或通道17。这样的路径或通道17可以增加SAP 16的吸收速率。例如，图2所示的纤维-SAP 19包括至少部分嵌入SAP 16中的至少一根纤维(纤维21b)，使得纤维21b的至少一部分延伸到SAP 16的内部，经过SAP 16的外表面25。在一些这样的方面，液体(例如，尿液)可吸收到纤维21b中并在纤维21b内流入SAP 16的内部23。

无论纤维是否嵌入SAP中，附着到SAP 16的纤维21提供用于污物(例如，尿液)沿着纤维表面向SAP 16流动以便在其中吸收的通道，其中，SAP充当泵，从纤维中吸取液体。在一些方面，嵌入的纤维可以在SAP和纤维之间提供更多的接触表面积，通过纤维将污物增强拉入SAP中。在没有理论约束的情况下，纤维的嵌入可以在纤维和SAP之间提供更稳定和/或刚性的附着，以更一致和可靠的方式保持其间的相关流体流动。

在一些方面，附着到SAP 16的至少一些纤维21具有垂直于SAP 16的外表面25而延伸的至少一部分，或至少具有相对于SAP 16的自由移动范围，使其能够垂直于SAP 16的外表面25延伸。在一些方面，多根纤维21通常从SAP 16的外表面25向外延伸。这种纤维-SAP颗粒19可描述为“有绒毛的颗粒”或“毛状颗粒”，其具有键合、附着、粘附或以其他方式接合到多根纤维21的颗粒核(即SAP 16)，使得纤维21的自由端从SAP 16延伸。在某些方面，附着到SAP 16的纤维21可以具有比SAP 16颗粒的平均直径更短、相等或更长的长度。

嵌入机制

如上面参考图2和图3所述，在一些方面，至少一些纤维嵌入核SAP颗粒中。在纤维和SAP之间附着时(例如，在室的混合区域内)，纤维中或其上和/或SAP中或其上的水分的存在导致SAP外表面溶胀和/或软化(即，SAP吸收水分，导致SAP溶胀和软化)。纤维中或其上和/或SAP中或其上的水分的存在也促进了纤维和SAP二者的“粘性”，鼓动纤维和SAP“粘”在一起。例如，如果水分是水，则纤维中或其上和/或SAP中或其上的水的存在促进纤维和SAP之间的氢键合。SAP外表面的溶胀和/或软化鼓动纤维附着到其上。在一些方面，SAP的溶胀和/或软化足以使得在SAP的表面形成纳米或微米裂缝，使得一部分纤维可嵌入这些裂缝内并与SAP附着。随后纤维和SAP的干燥导致SAP的相应收缩和/或硬化；由此，将纤维保持在SAP上的适当位置和/或嵌入SAP中。这种嵌入的纤维穿过SAP的外表面至少一定距离进入SAP。

在一些方面，每颗纤维-SAP颗粒具有10至60重量％的附着到其上的纤维、或20至50重量％的附着到其上的纤维、或30至40重量％的附着到其上的纤维(每个基于纤维-SAP颗粒的总重量)。在某些方面，基于纤维-SAP颗粒的总重量，每颗纤维-SAP颗粒具有0.1至30wt％的纤维或0.5至15wt％的纤维。

纤维-SAP颗粒相互作用

参考图3，相邻的纤维-SAP颗粒19a和19b可以保持至少部分间隔开，使得相邻的纤维-SAP颗粒19a和19b的一根或多根纤维21可以彼此接触或缠结。在一些方面，相邻的纤维-SAP颗粒19a和19b的一根或多根纤维21可以彼此键合(例如，氢键合)。在其他方面，相邻的纤维-SAP颗粒19a和19b的纤维21不彼此接触、缠结或键合。在一些方面，相邻的纤维-SAP颗粒19a和19b的SAP 16不接触。在其他方面，相邻的纤维-SAP颗粒19a和19b的SAP 16接触。在一些方面，纤维-SAP颗粒19a和19b的纤维21可以保持相邻的纤维-SAP颗粒19a和19b至少部分间隔开，在相邻的纤维-SAP颗粒19a和19b之间形成芯吸路径27。芯吸路径27可允许其间的流体流动，这可改善纤维-SAP颗粒之间的流体分布。当结合到吸收芯中时，纤维21的缠结和/或刚性可促进纤维-SAP颗粒在其中的固定，促进这种芯吸路径的形成。

纤维-SAP颗粒网络

图3A描绘了纤维-SAP颗粒19a的示例性网络119。如所示，网络119可包括具有与相邻纤维-SAP颗粒的纤维缠结的纤维的一颗或多颗纤维-SAP颗粒(例如，19d)，以及具有不与相邻纤维-SAP颗粒的纤维缠结的纤维的一颗或多颗纤维-SAP颗粒(例如，19c)。

吸收芯

参考图7，纤维-SAP颗粒19可以沉积在基底2000上，例如非织造物(例如，体积庞大的非织造物)。可以在基底2000上方放置覆盖层3000，例如非织造物或体积庞大的非织造物，使得纤维-SAP颗粒19位于基底2000的外表面2001和覆盖层3000的外表面3001之间，以及基底2000的内表面2003和覆盖层3000的内表面3003之间，形成吸收芯1050。

吸收颗粒

纤维-SAP颗粒19可以结合到吸收芯和/或吸收制品中，例如结合到尿布的吸收芯中。在一些方面，纤维-SAP颗粒19可以与其上没有纤维21的常规SAP(即，非纤维-SAP)组合使用。例如，参考图4，尿布1000的吸收芯1050可包括一个或多个包含纤维-SAP颗粒的区段、口袋、区域、条带、泳道或其组合，区域1019以及一个或多个包含非纤维-SAP且不含纤维-SAP颗粒的区段、口袋、区域、条带、泳道或其组合，区域1030a和1030b。吸收芯1050可以通过任何方法结合到尿布1000的主体1051中，包括本领域技术人员公知的那些方法。

在使用含有纤维-SAP颗粒19的制品(例如结合这种纤维-SAP颗粒的尿布)期间，附着到SAP 16的纤维21可以充当SAP 16核的缓冲器，导致SAP 16核的压缩较小；从而保持SAP16的溶胀性。

制造纤维-SAP和吸收芯及包括其的制品的方法

图5是根据本公开的某些方面的方法的流程图。可以使用如图1、1A、8A、8B、10A和10B描绘的系统和/或装置来实施图5的方法，以形成一颗或多颗如图2、2A、2B、3或3A描绘的纤维-SAP颗粒19，和/或如图4描绘的尿布1000，和/或如图7描绘的吸收芯1050。

该方法可包括提供含有纤维和溶剂的液体悬浮液(5000)。例如，液体悬浮液可以是MFC、NFC或其组合在水和/或乙醇中的浆液。

该方法可包括喷雾干燥阶段，在该阶段，将液体悬浮液喷雾干燥到流化床室(例如，装置100的室24)中(5002)。

在一些方面，该方法可包括加热阶段，在该阶段，将液体悬浮液喷雾干燥到流化床室的加热环境或区域中(5004)。例如，加热区域31可以加热到高于装置100周围的环境温度的温度，例如高于室温(即，高于20摄氏度)。

该方法可以包括混合阶段，在该阶段，将SAP、或SAP和添加剂引入流化床室并与液体悬浮液的纤维混合以形成纤维-SAP颗粒，其中，纤维与SAP颗粒粘附和/或键合(5006)。虽然SAP 16和添加剂18在图1中显示为分别引入，SAP 16和添加剂18可在进入装置100的室24之前混合。而且，虽然液体悬浮液和添加剂18在图1中显示为分别引入，液体悬浮液和添加剂18可在进入装置100的室24之前混合。在混合阶段，可以利用湍流和/或热来混合和引发SAP 16、液体悬浮液的纤维21和任何存在的添加剂之间的相互作用来形成纤维-SAP颗粒19。

在一些方面，该方法包括控制经喷雾干燥的纤维21、SAP 16和任何添加剂18的流动或输入(5008)，从而控制所得纤维-SAP颗粒19的化学和/或物理性质。

在一些方面，该方法包括在装置的室内润湿SAP的表面(5010)。SAP 16表面的润湿可以通过喷雾干燥液体悬浮液形成的蒸汽、通过将蒸汽引入装置100的室24、或其组合来完成。如前所述，润湿SAP 16的表面可以促进纤维21粘附和/或键合到SAP 16的表面。在一些方面，SAP 16的表面在引入室24之前预先润湿。

该方法可包括形成从SAP表面到具有纤维的SAP内部的通道(5012)。例如，如上所述，纤维21可以在与SAP 16相互作用期间变得至少部分嵌入其中。

该方法可包括电晕处理阶段(5014)，在该阶段，使用电晕放电等离子体来修饰SAP、纤维和/或纤维-SAP颗粒的表面。

该方法可包括交联步骤(5016)，在该步骤，对SAP和/或纤维-SAP颗粒的表面进行至少部分交联。交联步骤可以在电晕处理阶段之前、同时或之后进行。

该方法可包括收集阶段(5018)和任选的额外的干燥阶段，在收集阶段，收集纤维-SAP颗粒，在干燥阶段，干燥纤维-SAP颗粒。

在一些方面，该方法可包括在官能化阶段(5020)中对纤维、SAP、纤维-SAP或其组合进行官能化。纤维21和/或SAP 16的官能化可发生在流化床室内或其上游。纤维-SAP 19的官能化可发生在流化床室内或其下游。例如，可以使用以下对纤维21、SAP 16和/或纤维-SAP 29进行官能化：用于抗菌和气味减少性质的金属离子；可以增加阳离子交换能力的聚电解质复合物；其他功能性添加剂，如用于生物传感；粘土膨润土颗粒；和交联颗粒。在一些方面，在引入室之前对纤维和/或SAP颗粒进行官能化。

该方法可包括将纤维-SAP颗粒结合到尿布和/或吸收芯中(5022)。例如，纤维-SAP可以形成尿布1000的吸收芯1050的一部分。

该方法可包括在吸收芯内相邻纤维-SAP颗粒之间形成芯吸通道或路径(5024)。例如，可以沉积纤维-SAP颗粒19，使得相邻的纤维-SAP颗粒19至少部分间隔开。

参考图5，可以消除一个或多个所述步骤。而且，图5中未提出的额外步骤也包括在该方法内。此外，该方法的步骤不限于如图5所示的特定顺序，可以以图5中未示出的顺序发生。

图6是根据本公开的某些方面的方法的流程图。可以使用如图1、1A、8A、8B、10A和10B描绘的系统和/或装置来实施图6的方法，以形成一颗或多颗如图2、2A、2B、3或3A描绘的纤维-SAP颗粒19，和/或如图4描绘的尿布1000和/或图7所示的吸收芯1050。

该方法可包括提供含有纤维和溶剂的液体悬浮液(6000)。

该方法可包括喷雾干燥阶段(6002)，在该阶段，将液体悬浮液喷雾干燥到流化床室(例如，装置100的室24)中。

该方法可以包括混合阶段(6004)，在该阶段，将SAP或SAP和添加剂引入流化床室并与液体悬浮液的纤维混合以形成纤维-SAP颗粒，其中，纤维与SAP颗粒粘附和/或键合。

该方法可包括收集阶段(6006)和任选的额外的干燥阶段，在收集阶段，收集纤维-SAP颗粒，在干燥阶段，干燥纤维-SAP颗粒。

该方法可包括将纤维-SAP颗粒结合到尿布和/或吸收芯中(6008)。

参考图6，可以消除一个或多个所述步骤。而且，图6中未提出的额外步骤也包括在该方法内。此外，该方法的步骤不限于如图6所示的特定顺序，可以以图6中未示出的顺序发生。

图6A是根据本公开某些方面的方法的流程图。可以使用如图1、1A、8A、8B、10A和10B描绘的系统和/或装置来实施图6A的方法，以形成一颗或多颗如图2、2A、2B、3或3A描绘的纤维-SAP颗粒19，和/或如图4描绘的尿布1000和/或如图7所示的吸收芯1050。

该方法可包括至少部分干燥纤维和溶剂的液体悬浮液的纤维。该部分干燥可以通过液体悬浮液的雾化来进行。

该方法可包括混合阶段，在该阶段，SAP与液体悬浮液的经至少部分预干燥的纤维混合以形成纤维-SAP颗粒。在一些方面，SAP在混合之前预润湿，例如通过沉积从纤维干燥的水分。图6A的方法可以与参考图5A、5B、6和9所示和所述的任何一个或多个步骤组合。

静电充电

在一些方面，对纤维-SAP颗粒19进行静电充电。这种静电充电可在室24内、收集区域26内或室24和收集区域26两者的下游进行。静电荷使纤维的自由端从SAP 16核颗粒的外表面25升高并向外延伸。因此，静电充电可以通过将纤维的自由端“提升”离SAP16表面以从其向外延伸来增加纤维-SAP颗粒19的“绒毛性”。

纤维和SAP的相对尺寸

在一些方面，选择SAP核颗粒16与纤维21的相对尺寸以消除或至少最小化纤维21在SAP 16周围缠结的发生。

裂缝的打开和闭合

参考图2A和2B中，显示了在干燥之前和干燥之后的纤维-SAP颗粒19e。在润湿SAP核颗粒时，SAP溶胀。存在于SAP颗粒的外表面25上的任何裂缝将在SAP溶胀时扩张。图2A示出处于溶胀状态的裂缝230a。裂缝230a的这种打开或扩张允许诸如纤维21c的纤维更容易地配合到裂缝230a中。这样将纤维21c嵌入裂缝230a中可以例如在混合区域33内发生。在随后纤维-SAP颗粒19e的干燥(干燥231)时，纤维-SAP颗粒19e收缩并且外表面25上的裂缝相应地收缩。因此，如图2B所示，当纤维-SAP颗粒19处于溶胀状态时，与相同的裂缝相比，裂缝230b相对封闭。通过促进纤维21c和核SAP颗粒之间的进一步相互作用(例如，H-键合、聚合物缠结等)，这种围绕纤维的SAP裂缝的闭合可以稳定纤维21c与核SAP颗粒的附着，从而加强其间的键合。在一些方面，围绕纤维的裂缝的相对闭合将纤维截留在其中。在一些方面，选择具有与SAP外表面25中的裂缝的宽度相对应的直径的纤维，使得至少在裂缝处于溶胀状态时，纤维的直径能够配合在裂缝内。

图2C是具有不规则表面的SAP(溶液聚合的)的SEM，包括其表面上的皱折和裂缝。图2D是在干燥、完全溶胀和再干燥状态下的光和热交联SAP的SEM。在本公开的一些方面，SAP不会变得完全溶胀，而是部分溶胀。

工艺/系统区域

参考图8A，讨论了本文所述的过程、系统和装置的某些方面。系统800包括多个区域，在该区域内，可以执行该工艺的不同步骤。第一区域801是引入区域，在该区域中，提供液体悬浮液。在第一区域801内，将液体悬浮液雾化以形成其气溶胶。在一些方面，第一区域801没有SAP。

第二区域802是预干燥区域，在该区域中，液体悬浮液的至少一些液体从纤维闪蒸并进入周围环境。纤维的部分干燥可以允许纤维在系统800内更加动态地移动，因为纤维在干燥状态下更轻。在一些方面，在纤维接触SAP之前，从纤维中闪蒸出的液体流入与SAP接触。当液体闪蒸成蒸汽时，蒸汽在整个系统800中扩散，并且由于系统800内的湍流气流模式，纤维在系统800中的空气内保持相对悬浮状态。该蒸汽可沉积在SAP上，导致SAP的预润湿。SAP的这种预润湿导致SAP的至少部分溶胀，使得SAP容易与纤维附着(例如，使得纤维可以嵌入其中)。在一些方面，第二区域802没有SAP。

第三区域803是SAP引入区域。虽然SAP引入区域803显示为液体悬浮液引入区域801和预干燥区域802的下游(即，之后)，但系统800不限于该特定布置。

第四区域804是混合区域，在该区域内，SAP、纤维、蒸汽和空气湍流地混合在一起。在混合区域804内，SAP、纤维、蒸汽和空气中的每一种在湍流条件下保持悬浮状态，以促进它们之间的混合和相互作用。虽然示出为分开的，但是第四区域804可以与第三区域803重合。在一些方面，混合区域内的搅拌足以使与未溶胀的SAP相互作用的纤维可以与未溶胀的SAP分离，并且随后可以附着到溶胀的SAP。

第五区域805是任选的反应区域，在该区域中，可以使用一种或多种化学反应或其他修饰方法来修饰SAP、纤维、纤维-SAP颗粒或其组合。虽然显示为混合区域804的下游，但反应区域可与混合区域重合或在其上游。在一些方面，反应区域805是电晕处理区域和/或静电充电区域。

第六区域806是干燥区域。在干燥区域806内，对纤维、SAP、纤维-SAP颗粒或其组合进行干燥，例如通过加热、空气流动、停留时间或其组合。虽然显示为混合区域804和任选的反应区域805的下游，但干燥区域可与混合区域804和/或任选的反应区域805重合或在混合区域804和/或任选的反应区域805的上游。

第七区域807是收集区域，在该区域中，收集纤维-SAP颗粒，任选地与纤维和/或SAP组合。虽然显示为干燥区域806的下游，但收集区域可与干燥区域重合。

参考图8B，讨论了本文所述的工艺、系统和装置的某些方面。系统800b包括多个区域，在该区域内，可以执行该工艺的不同步骤。

区域810是预干燥区域，在该区域中，液体悬浮液的至少一些液体从纤维闪蒸并进入周围环境。纤维的部分干燥可以允许纤维在系统800b内更加动态地移动，因为纤维在干燥状态下更轻。在一些方面，在纤维接触SAP之前，从纤维中闪蒸出的液体流入与SAP接触。当液体闪蒸成蒸汽时，蒸汽在整个系统800b中扩散，并且由于系统800b内的湍流气流模式，纤维在系统800b中的空气内保持相对悬浮状态。该蒸汽可沉积在SAP上，导致SAP的预润湿。SAP的这种预润湿导致SAP的至少部分溶胀，使得SAP容易与纤维附着(例如，使得纤维可以嵌入其中)。在一些方面，区域810没有SAP。

区域812是混合区域，在该区域内，SAP、纤维、蒸汽和空气湍流地混合在一起。在混合区域812内，SAP、纤维、蒸汽和空气中的每一种在湍流条件下保持悬浮状态，以促进它们之间的混合和相互作用。

图8A中所示和所述的区域中的任何一个或多个可以在系统800b内使用。

虽然每个区域如图8A和8B所示，作为分开且不同的区域，在一些方面，一个或多个区域彼此重合。而且，虽然每个区域如图8A和8B所示，作为在单个系统内，在一些方面，一个或多个区域位于与其他区域分开的系统中。

在一些方面，控制每个区域内的停留时间。在一些方面，一个或多个区域可以选择性地与系统的相邻区域隔离，使得选择性地控制区域之间的流体连通。用于控制停留时间和成分输入速率的一些机制包括使用间歇喷雾干燥(或其他液体悬浮液引入方法)、控制区域和/或室的尺寸、控制与系统相对的气流、以及将一个或多个区域在单独的室内的定位。

图9描绘了根据本公开的某些方面的方法的示意图。如图9所示，供应纤维液体悬浮液(步骤1900)。纤维液体悬浮液经历预混合干燥阶段(步骤1902)。在步骤1902中，通过形成液体悬浮液的气溶胶，将液体和纤维分散在空气或另一种气态介质中，至少部分干燥纤维液体悬浮液的纤维。

任选地，可以引导步骤1092中从纤维分散和/或干燥的至少一些液体与SAP接触(步骤1903)。通过SAP供应源供应SAP(步骤1904)，可选地在步骤1905供给SAP预溶胀区域，用于SAP的预润湿。SAP的这种预润湿通过溶胀和软化SAP来活化SAP表面以与纤维附着。

在步骤1906中，将预润湿的SAP(或任选的干燥SAP)与来自步骤1902的经部分干燥的纤维混合。SAP与纤维的混合导致纤维与SAP的附着，形成纤维-SAP颗粒。

任选地，在步骤1908中，进一步干燥纤维-SAP颗粒。

任选地，在步骤1910中，收集纤维-SAP颗粒。

任选地，在步骤1911引入添加剂。

参考图5A、5B、6和6A所述的任何一个或多个步骤，可以与参考图9所述的步骤组合。

图10A描绘了根据某些实施例的用于将纤维与SAP附着的装置的示意图，且图10B描绘了其沿线A-A的横截面图。室24可包括膨胀区段24b，其具有比室24a的上部更大的横截面积。纤维液体悬浮液被引入膨胀部分24b上游的室中并向下流入膨胀区段24d。在进入膨胀区段24b时，纤维已经至少部分干燥，如本文其他地方所述。因此，纤维21和蒸汽12b流入膨胀区段。SAP 16被引入室24的中心流动通道1021外部的膨胀区段24b中。虽然纤维21例如通过重力被引导至至少基本上沿着室24的中心流动通道1021流动，但蒸汽12b受重力影响较小并且作为流体自由流过囊括在膨胀区段24b中的室24(例如，流体流动路径1023)。这样，在SAP 16与纤维21混合之前或者至少在SAP 16与中心流动通道1021内的纤维21基本混合之前，SAP 16和蒸汽12b在膨胀区段24b内混合。因此，预润湿的部分溶胀的SAP 16b可以接触中心流动通道1021内的纤维21以形成纤维-SAP颗粒19，其经由出口24c被引导出室24并且可选地进入另外的干燥区域和/或收集区域1026。

如图10B所示，沿着膨胀区段24b的周边，SAP溶胀，当SAP在膨胀区段24b内循环和流动并靠近中心流动通道移动时，SAP 16通过与蒸汽接触和其沉积而变得越来越溶胀。因此，当SAP到达中心流动通道并与纤维接触时，SAP经预先润湿并预溶胀(并因此活化以与纤维接触和附着)，以形成纤维-SAP颗粒19。

本领域技术人员将理解，可以使用其他布置和配置来提供SAP的预润湿，在SAP和纤维之间接触之前从纤维蒸发液体。而且，本领域技术人员将理解，图10A和10B的示意图未按比例，仅用于说明目的。

参考图11，在本公开的另一方面，示出了示例性系统1101、装置1101和工艺/方法1101的示意图，用于形成纤维附着的(优选嵌入的)SAP颗粒。该系统或装置1101包括混合区域或室1103，其中，SAP 1131、所需添加剂1133和经部分喷雾干燥的纤维1134(其上带有液体)颗粒一起呈现以进行混合。通过喷雾干燥设备1105引入纤维，将纤维液体悬浮液引导到装置1101中。混合区域1103通常保持不同干燥度的纤维-SAP颗粒。这些颗粒悬浮在混合区域1103中并有时循环，然后通过。

该简化图描绘了用于纤维附着的(优选嵌入的)SAP颗粒的两个出口或收集点1122。在该示例中，流化空气射流1111与(或不与)加热元件一起使用以将热量传递到混合动力学(在优选的混合区域1103中)并促进进一步干燥。可以调节(控制)空气射流1111以在混合区域中呈现所需的浮力(以悬浮纤维-SAP混合物)并且还产生湍流涡流。根据期望的成品颗粒(干燥的)是否比由空气射流1111产生的浮力更重或更轻，确定出口1122，成品纤维-SAP颗粒可通过该出口1122收集或传递到下一层(例如，诸如电晕处理或交联或收集的处理层)。

在采用流化床技术的进一步变型中，纤维-SAP混合物可以循环以产生离心力，该离心力有助于在两个(或更多个)干燥度之间分离颗粒。在某些变型中，干燥颗粒分开和/或分离并从混合室中排出，而其他或剩余颗粒经历进一步的停留时间、循环和/或干燥和/或在系统中再循环以形成纤维-SAP颗粒。在一种应用中，可以采用旋风设备作用于纤维-SAP颗粒，然后其可以通过角速度分离。无论如何，所述的装置、系统和方法的一个方面和有利特征可以通过识别和操纵浮力、阻力、重量和其他(如离心力)之间的力的平衡来鉴别或分离目标最终产品。在具体示例中，注意力集中在起始和成品纤维-SAP颗粒产品之间的基本性质(如重量和表面积)的差异，以促进成品的收集和分开。

已经出于图解和描述的目的呈现了前面的描述。应注意，该描述并非旨在将实施例限制于本文公开的各种制品、产品、系统、装置和工艺。如上所述的实施例的各个方面可适用于其他类型的一次性吸收制品和衣服及其制造方法。例如，如上所述的吸收复合物及其制造方法可以结合到其他产品和制造方法中。此外，本文所述的工艺可用于生产除本文所述之外的组合物、衣服和制品。对于与本公开提供的消费品有关的技术人员来说，实施例的这些变型将变得显而易见。因此，与上述教导相对应的变型和修改以及相关领域的技术和知识都在本公开的范围内。这里描述和示出的实施例还旨在解释用于实践实施例的最佳模式，并且使本领域其他技术人员能够以本实施例的特定应用或用途所需的各种修改来利用实施例。此外，提供本描述所附的权利要求以阐明或阐述方法和产品(组合物)的一些不同方面。这些权利要求旨在形成和描述本公开的额外的方面和特征，并且对本公开是重要的。