JP3720118B2 - 乾燥状態および湿潤状態における改善された構造的安定性を有する吸収性材料およびその製法 - Google Patents
乾燥状態および湿潤状態における改善された構造的安定性を有する吸収性材料およびその製法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水、体液などの液体との接触により膨潤し且つこのような液体を吸収する吸収性材料に関する。より詳細には、本発明は、吸収性材料の乾燥状態および湿潤状態における改善された構造的安定性に関する。本発明の吸収性材料は、特に、おむつ、成人失禁用パッド、生理用ナプキンなどの吸収性物品に好適である。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
水不溶性水膨潤性ヒドロゲル形成吸収性重合体は、多量の水、体液（例えば、尿、血液、経血）、工業流体、家庭流体などの液体を吸収でき且つ更にこのような吸収液体を加圧下で保持することができる。このような重合体材料のこれらの吸収特性は、吸収性物品、例えば、使い捨ておむつ、成人失禁用パッドおよびブリーフ、および生理用品、例えば、生理用ナプキンなどに重合体材料を用いる際に、特に有用である。
【０００３】
このような吸収性物品に使用される高吸収性部材の開発は、特に、薄い吸収性物品を開発していく上で興味のある主題である。例えば、より薄いおむつは、着用するのに余り嵩張らず、衣類の下でより良くフィットし、且つ余り気にならない。また、吸収性物品の包装も小型化され、消費者が待ち歩く時、さらに製造・流通業者の保管・流通コストの低減に有用である。
【０００４】
おむつなどのより薄い吸収性物品を提供するためには、多量の排泄体液、特に尿を吸収し且つ保水できる比較的薄いコアを開発することが必要である。この点で、或る吸収性重合体（しばしば「ヒドロゲル」、「超吸収剤」または「ヒドロコロイド」材料と称する）の使用は、特に重要であった。例えば、このような吸収性重合体（以下「水不溶性吸収性ヒドロゲル形成重合体（ＷＡＨＰ）」）を吸収性物品で使用することは１９７２年６月１３日発行の米国特許第３，６９９，１０３号明細書（ハーパー等）および１９７２年６月２０日発行の米国特許第３，６７０，７３１号明細書（ハーモン）に開示されている。
【０００５】
更にまた、従来の吸収性物品は、一般に、比較的少量（例えば、約５０重量％以下）のＷＡＨＰの吸収性ゲル状粒子からなっていた。例えば、１９８９年５月３０日発行の米国特許第４，８３４，７３５号明細書（アレメニー等）には、吸収性物品に含まれるコアの繊維状マトリックス中にＷＡＨＰを約９〜約５０％含有することを開示している。しかし、５０重量％より高い濃度の吸収性ゲル状粒子を有する薄いコアを提供しようとするには数種の問題がある。
【０００６】
通常の吸収性物品は、吸収性ゲル状粒子が正しく固定されておらず製造プロセス時および／または使用時（着用時）に自由に移動（シフト）するという問題点を有する。製造時に吸収性ゲル状粒子が移動することは、吸収性材料の取扱損失並びにコア内の粒子の不均一な分布をもたらすことになる。また吸収性ゲル状粒子が膨潤時または膨潤後にも移動することがある。粒子を最適の位置に固定する能力がないことは、安定性の欠如、つまり一方のエリアでは十分な尿吸収が行なわれないにもかからわらず、他方のエリアで過大容量の尿が流れ出るという現象をもたらす。
【０００７】
問題を解決するための重要な因子は、ＷＡＨＰからなる吸収性ゲル状粒子の第一供給位置から別の位置への移動および製造時の取扱損失を最小限にし且つ／または排除することである。
【０００８】
他の重要な因子は、このような吸収性ゲル状粒子を含む物品を着用した時、活動に伴う物品の動きや圧力により、ＷＡＨＰの膨潤（例えば、尿で）粒子の移動および／または吸収性材料外部への漏れである。特に高濃度のＷＡＨＰを含有する吸収性材料において、使用時にコアシフトおよびゲル漏れが多発する。使用時の粒子の移動を排除することもまた重要な因子となる。
【０００９】
考慮しなければならないさらに別の重要な因子は、ＷＡＨＰの液体浸透性(liquid permeability) である。体液の存在下で膨潤することによって形成されるゲル層の浸透性または流れ伝導性(flow conductivity) は、コア内にこれらの吸収性重合体を高濃度で部分的に、または領域全体にわたって使用する場合に極めて重要であること。吸収性重合体の液体浸透性または流れ伝導性の欠如は、体液を吸収し且つ分布するゲル層の能力に直接影響を及ぼすことがあることに留意すべきである。
【００１０】
より薄い吸収性物品に使用されるＷＡＨＰのさらに別の問題は、使用後に吸収性物品に触れ且つ吸収性物品を取り扱う時の、ゼリーまたは粥のような感触である。ＷＡＨＰを高濃度で１つ以上の領域に分散させる時には、体液を吸収することによって形成される膨潤ゲルはゲル層となる。液体を吸収した粒子は移動可能であると、ゲル層は使用後に吸収性物品を取り扱う時に押したり絞るなどの力が加えられた時に崩壊する。このことにより、高濃度のＷＡＨＰを有する吸収性物品は外側から触れ且つ取り扱う時に使用者または消費者に「ぬれた／粥のような」感触を与えることになる。
【００１１】
それゆえ、本発明は、乾燥状態および湿潤状態で改善された構造的安定性を有する吸収性材料を提供することによって前記問題を解決しようとする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、乾燥状態および湿潤状態で改善された構造的安定性を有する吸収性材料に関する。これらの吸収性材料は、（ａ）水不溶性吸収性ヒドロゲル形成重合体からなる吸収性ゲル状粒子、（ｂ）ポリ陽イオン重合体、（ｃ）グルー微小繊維、および（ｄ）担体層を含み、ポリ陽イオン重合体は吸収性ゲル状粒子に結合し、且つグルー微小繊維は吸収性ゲル状粒子と担体層との間で接着剤として作用する。グルー微小繊維は、粘着性であるので、ＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子は、担体層上に所望の位置に固定される、つまり乾燥状態で別のエリアに移動しない。湿潤状態では、吸収性材料が体液などの液体と接触する時に、ポリ陽イオン重合体がＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子に結合するため、第一に与えられた位置に固定され、移動しない。
【００１３】
グルー微小繊維と吸収性ゲル状粒子間の結合（それらは担体層に結合）は、吸収性ゲル状粒子が製造時に移動するのを防止する。また吸収性ゲル状粒子に結合されたポリ陽イオン重合体は、液体で膨潤した後に粒子が移動するのを防止する。従って、本発明の吸収性材料は、使用時に改善された液体吸収速度(acquisition) および低いぬれ感(rewetness) を有する。吸収性材料は液体と接触した時に膨潤し、このような液体を吸収性ゲル状粒子内に吸収し且つ圧力下でさえ吸収を維持することが見出された。
【００１４】
本発明の好ましい態様においては、担体層は、織材料および不織材料からなる群から選ばれる。
【００１５】
これらの吸収性材料は、吸収性ゲル状粒子に分散されたセルロース繊維（セルロース繊維はグルー微小繊維によって吸収性ゲル状粒子に接着される）を更に含んでもよい。
【００１６】
好ましくは、本発明の吸収性材料は、吸収性ゲル状粒子約５０〜約９０重量％、ポリ陽イオン重合体約０．１〜約１０重量％、熱可塑性高分子微小繊維約１〜約１０重量％および担体層約５〜約５０重量％を含む。
【００１７】
更に、本発明は、吸収性材料の製法、および吸収性材料を含む吸収性物品に関する。
【００１８】
本発明のこれらおよび他の特徴、側面および利点は、下記の説明および添付図面を用いて更に詳しく説明される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
ここで使用する特定の用語の定義リストを以下に示す。
【００２０】
本明細書において、「からなる」とは、結果に影響を及ぼさない他の工程および他の成分の添加が可能であることを意味する。この用語は、「のみからなる」および「本質上からなる」なる用語をも包含する。
【００２１】
「乾燥状態」(in the dry state)とは、製造時の吸収性材料の状態を意味する。
【００２２】
「湿潤状態」(in the wet state)とは、本発明の吸収性材料を、例えば、おむつで使用し且つ着用する時に、多量の水、体液、工業流体、家庭流体などの液体の吸収のため膨潤された吸収性材料を意味する。
【００２３】
「構造的安定性」(structual stability) とは、吸収性材料を最初に配置された正しい位置に不動化（固定）することを意味する。
【００２４】
「ＷＡＨＰ」とは、水不溶性吸収性ヒドロゲル形成重合体を意味する。
Ａ．吸収性材料
本発明の吸収性材料は、多量の水、体液、工業流体、家庭流体等の液体を速かに吸収でき且つ吸収した流体を加圧下で保持することができる。特に、吸収性材料が高濃度のＷＡＨＰを有する際に、本発明の吸収性材料は、乾燥状態および湿潤状態で改善された構造的な安定性を有する。好ましくは、本発明の吸収性材料は、約５０重量％より多いＷＡＨＰを含む。更に本発明の吸収性材料は、乾燥状態および湿潤状態で最初に配置された位置から移動しない。
【００２５】
吸収性ゲル状粒子を乾燥状態で所望の位置に固定させられないならば、吸収性ゲル状粒子は、移動して、例えば、吸収性ゲル状粒子の塊化および粒子の均一な分布の欠如を生じさせる傾向がある。
【００２６】
吸収性ゲル状粒子を湿潤状態で所望の位置に固定させられないならば、粒子は移動して、一方の部位で不十分な吸収状態の粒子があるにもかからわず、他方の部位では過剰の流体が外部へ流れ出るオーバー能力を生じることがある。その後、吸収性物品は、使用時（着用時）に吸収性ゲル状粒子のもれを生じるであろう。ＷＡＨＰも含むの湿潤した吸収性ゲル状粒子の移動は、特に高濃度のＷＡＨＰを含む吸収性材料を使用した吸収性物品における使用または着用時のコアの移動およびゲル漏れの原因となる。
【００２７】
本発明の吸収性材料は、５０重量％より高い濃度のＷＡＨＰを有する場合にも乾燥状態および湿潤状態の構造的安定性を達成するものである。
【００２８】
本発明の吸収性材料は、（ａ）ＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子、（ｂ）ポリ陽イオン重合体、（ｃ）グルー微小繊維、および（ｄ）担体層を含み、ポリ陽イオン重合体は吸収性ゲル状粒子に結合し且つグルー微小繊維は吸収性ゲル状粒子と担体層との間で接着剤として作用する。
【００２９】
本発明は、その側面において、吸収性ゲル状粒子、吸収性ゲル状粒子に結合されたポリ陽イオン重合体、吸収性ゲル状粒子に分散されたグルー微小繊維および担体層を含む吸収性材料を意図する。特に、その目的は、乾燥状態ではグルー微小繊維の接着性によって吸収性ゲル状粒子を担体層の所望の位置に固定すること、および吸収性材料が湿潤状態で液体と接触した時にポリ陽イオン重合体により吸収性ゲル状粒子を固定することである。
【００３０】
ここで使用するグルー微小繊維は、吸収性材料の製造の少なくとも１つの工程で溶融吹込みをして、粘着性の繊維を形成する。粘着性のグルー微小繊維は、製造時に吸収性ゲル状粒子を吸収性材料の所望の位置に固定することが可能である。
【００３１】
一般に、いかなる重合体も、それと接触する粒子上に保持し且つそれによって接着剤重合体として適しているように十分に粘着性であるグルー微小繊維としてて使用することができる。好ましくは、吸収性材料を形成するのに利用できる溶融吹込（melt blown）接着剤重合体としては、エラストマーおよび非エラストマー重合体が挙げられる。これらの重合体は、繊維系に形成するのに十分な程粘着性でなければならない。粘着性は、粘着性樹脂（粘着性樹脂としてはロジン樹脂、混合ポリアルケン、ポリテルペン、ロウが挙げられる）を使用して変性することができ、またはカルボン酸含有重合体またはオリゴマーを接着剤樹脂に配合して変性できる。接着剤重合体のブレンド、または接着剤重合体と他の重合体とのブレンドの使用も、本発明によって意図される。
【００３２】
有用なエラストマー重合体としては、ポリオレフィンおよびブレンド（例えば、ポリプロピレン、ポリブチレン、またはエチレンアクリル酸共重合体）、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリアミド、ポリエステル、および反応性ポリアミドおよびポリエステルが挙げられる。
【００３３】
感圧接着剤も、本発明の吸収性構造物を形成するのに有用である。それらは、永久的に粘着性であり且つ最終結合形成後に物理的状態を初期の液体から固体に変化しない。例証のエラストマー重合体は、エチレン酢酸ビニル共重合体、スチレン／ジエントリブロック共重合体、ポリ（ビニルエーテル）、ポリアクリレート、およびシリコーンである。ＡＢＡ型の熱可塑性エラストマートリブロック共重合体は、本発明で大きい接着能力を有し加工上有利である。これらの重合体中のエンドブロック（Ａ）は、性状が塑性であり、高いガラス転移（または溶融）温度を有する一方、ブロック（Ｂ）は、ゴム状である。特に、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−エチレン−コ−プロピレン−スチレン共重合体は、本発明で極めて有用である。
【００３４】
非エラストマー重合体は、樹脂またはそれらを含有するブレンドを調製する非エラストマー繊維であってもよい。例えば、このような重合体としては、ポリオレフィン、非エラストマーポリアミド、セルロース誘導重合体、塩化ビニル、およびポリビニルアルコールが挙げられる。
【００３５】
本発明の好ましい態様においては、エラストマースチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の種類は、フラー・カンパニーによって供給されているＨＬ−１３５８またはファインリー（Finely）Ｈ−６７５２Ａである。非エラストマーグルー微小繊維の種類としては、ポリエチルオキサゾリン、例えば、ＸＲ−２６７６（フラー・カンパニー）、ポリビニルピロリドン、例えば、Ｈ−１７１６（フラー・カンパニー）およびエチレン酢酸ビニル共重合体、例えば、ＨＴ−４８０（フラー・カンパニー）が挙げられる。ポリエチルオキサゾリンを含むグルー微小繊維は、本発明の吸収性材料を含む吸収性物品に乾燥状態で十分な構造一体性を与える一方、湿潤状態では、ポリエチレンイミンを含むポリ陽イオン重合体は、活性化されて吸収性物品の構造一体性(structual integrity) を維持する。
【００３６】
ここで使用するポリ陽イオン重合体は、吸収性ゲル状粒子の表面に結合することができる多数の官能基を有する重合体である。好ましい態様においては、ポリ陽イオン重合体としては、アミノ基またはイミン基を含有する重合体が、使用される。このようなポリ陽イオン重合体としては、ポリアミン、ポリイミンおよびそれらの混合物が挙げられる。より好ましくは、ポリアミンは、第一アミン基を有する重合体（例えば、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン）、第二アミン基を有する重合体（例えば、ポリエチレンアミン）および第三アミン基を有する重合体（例えば、ポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアルキルアミン、ポリ−Ｎ−アルキルアミン）からなる群から選ばれる。好ましくは使用されるポリイミンとしては、ポリエチレンイミン、エピハロヒドリンで架橋された変性ポリエチレンイミン、エチレンイミンでグラフトされたポリアミドアミンおよびそれらの混合物が挙げられる。他の好適なポリ陽イオン重合体としては、エチレンイミンでグラフトされた変性ポリアミドアミン、ポリエーテルアミン、ポリビニルアミン、ポリアルキルアミン、ポリアミドポリアミンおよびそれらの混合物が挙げられる。
【００３７】
好ましい態様においては、ポリ陽イオン重合体は、平均分子量少なくとも約２００、より好ましくは少なくとも５，０００、最も好ましくは約１０，０００以上を有する陽イオン重合体である。本発明で有用なポリ陽イオン重合体としては、分子量分布に単一極大値（ピーク）を有する重合体、並びに１個以上の極大値を有するポリ陽イオン重合体が挙げられる。分子量分布は、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィーによって分析できる。
【００３８】
好ましくは、吸収性材料で使用するポリ陽イオン重合体の量は、吸収性材料の約０．１〜約１０重量％である。
【００３９】
吸収性材料の５０重量％より高い濃度のＷＡＨＰを与えるために、本発明に使用するポリ陽イオン重合体は、単独で粘着性であることができるように濃度約８０〜９９重量％を有する。粘着性の特性を有するポリ陽イオン重合体は、グルー微小繊維なしに溶融吹込することができ、従って、吸収性ゲル状粒子と担体層との間で接着剤として作用する。更に好ましくは、ポリ陽イオン重合体繊維は、分子量少なくとも約７０，０００を有する。
Ｂ．水不溶性吸収性ヒドロゲル形成重合体
１．化学組成
本発明で有用なＷＡＨＰは、普通、「ヒドロゲル性」、「ヒドロコロイド」、または「超吸収性」重合体と称し且つカルボキシメチルデンプン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどの多糖類；ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテルなどの非イオン型のもの；陽イオン型のもの、例えば、ポリビニルピリジン、ポリビニルモルホリニオン、およびＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルまたはＮ，Ｎ−ジエチルアミノプロピルアクリレートおよびメタクリレート、およびそれらのそれぞれの第四級塩を挙げることができる。本発明で有用なＷＡＨＰは、複数の陰イオン官能基、例えば、スルホン酸基、より典型的にはカルボキシ基を有する。ここで使用するのに好適な重合体の例としては、重合性不飽和酸含有単量体から生成されるものが挙げられる。このような単量体としては、少なくとも１個の炭素対炭素オレフィン二重結合を含有するオレフィン性不飽和酸および無水物が挙げられる。より詳細には、これらの単量体は、オレフィン性不飽和カルボン酸および酸無水物、オレフィン性不飽和スルホン酸、およびそれらの混合物から選ぶことができる。
【００４０】
若干の非酸単量体も、本発明のＷＡＨＰを調製する際に、好ましくは微量で、配合してもよい。このような非酸単量体としては、例えば、酸含有単量体の水溶性または水分散性エステル並びにカルボキシル基またはスルホン酸基を全く含有しない単量体を挙げることができる。任意の非酸単量体としては、このように下記種類の官能基：カルボン酸エステルまたはスルホン酸エステル、ヒドロキシル基、アミド基、アミノ基、ニトリル基、第四級アンモニウム塩基、アリール基（例えば、フェニル基、例えば、スチレン単量体から誘導されるもの）を含有する単量体を挙げることができる。これらの非酸単量体は、周知の物質であり、例えば、１９７８年２月２８日に発行の米国特許第４，０７６，６６３号明細書（マスダ等）および１９７７年１２月１３日に発行の米国特許第４，０６２，８１７号明細書（ウェスターマン）に非常に詳細に記載されている。
【００４１】
オレフィン性不飽和カルボン酸およびカルボン酸無水物単量体としては、アクリル酸自体、メタクリル酸、エタクリル酸、α−クロロアクリル酸、α−シアノアクリル酸、β−メチルアクリル酸（クロトン酸）、α−フェニルアクリル酸、β−アクリルオキシプロピオン酸、ソルビン酸、α−クロロソルビン酸、アンゲリカ酸、ケイ皮酸、ｐ−クロロケイ皮酸、β−ステリルアクリル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、アコニット酸、マレイン酸、フマル酸、トリカルボキシエチレンおよび無水マレイン酸によって代表されるアクリル酸類が挙げられる。
【００４２】
オレフィン性不飽和スルホン酸単量体としては、脂肪族または芳香族ビニルスルホン酸、例えば、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸およびスチレンスルホン酸；アクリル系およびメタクリル系スルホン酸、例えば、アクリル酸スルホエチル、メタクリル酸スルホエチル、アクリル酸スルホプロピル、メタクリル酸スルホプロピル、２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピルスルホン酸および２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸が挙げられる。
【００４３】
本発明で使用するのに好ましいＷＡＨＰは、カルボキシ基を含有する。これらの重合体としては、加水分解デンプン−アクリロニトリルグラフト共重合体、部分中和加水分解デンプン−アクリロニトリルグラフト共重合体、デンプン−アクリル酸グラフト共重合体、部分中和デンプン−アクリル酸グラフト共重合体、ケン化酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、加水分解アクリロニトリルまたはアクリルアミド共重合体、前記共重合体のいずれかのわずかに網目架橋された重合体、部分中和ポリアクリル酸、および部分中和ポリアクリル酸のわずかに網目架橋された重合体が挙げられる。これらの重合体は、単独または２種以上の異なる重合体の混合物の形のいずれかで使用できる。これらの重合体物質の例は、１９７８年２月２８日発行の米国特許第４，０７６，６６３号明細書（マスダ等）、１９７８年６月６日発行の米国特許第４，０９３，７７６号明細書（アオキ等）、１９８７年５月１９日発行の米国特許第４，６６６，９８３号明細書（ツバキモト等）および１９８８年３月２９日発行の米国特許第４，７３４，４７８号明細書（ツバキモト等）に開示されている。
【００４４】
ＷＡＨＰを調製する際に使用されるより好ましい重合体物質は、部分中和ポリアクリル酸のわずかに網目架橋された重合体およびそれらのデンプン誘導体である。一層好ましくは、ＷＡＨＰは、中和されたわずかに網目架橋されたポリアクリル酸〔例えば、ポリ（アクリル酸ナトリウム／アクリル酸）〕約５０〜約９５％、より好ましくは約７５％を含む。網目架橋は、重合体を実質上水不溶性にさせ且つ部分的にＷＡＨＰの吸収能力および抽出可能な重合体含量特性を決定する。これらの重合体の網目架橋法および典型的な網目架橋剤は、１９７８年２月２８日発行の米国特許第４，０７６，６６３号明細書（マスダ等）に非常に詳細に記載されている。
【００４５】
表面架橋ＷＡＨＰは、本発明の好ましい態様で使用される。それらは、内部におけるより表面付近で高水準の架橋を有する。ここで使用する「表面」とは、例えば、粒子、繊維の外面境界を意味する。多孔性ＷＡＨＰ（例えば、多孔性粒子）の場合には、露出内部境界も包含することができる。表面における高水準の架橋とは、表面付近のＷＡＨＰの官能架橋の水準が一般に内部のＷＡＨＰの官能架橋の水準より高いことを意味する。
【００４６】
表面から内部までの架橋の階調は、深さとプロフィールとの両方において変化させることができる。このように、例えば、表面架橋の深さは、低水準の架橋への比較的鋭い転移で浅いことができる。或いは、例えば、表面架橋の深さは、より広い転移でＷＡＨＰの寸法の有意画分であることができる。
【００４７】
表面架橋度および表面架橋の勾配は、所定のＷＡＨＰ内で大きさ、形状、多孔度並びに官能考慮に応じて、変化できる。粒状ＷＡＨＰの場合には、表面架橋は、粒径、多孔度などに応じて変化できる。架橋の全水準は、ＷＡＨＰ内の表面／容量比の変動に応じて（例えば、小さい粒子と大きい粒子との間）、変化することは珍しくない（例えば、より小さい粒子の場合には、より大きい）。
【００４８】
表面架橋は、一般に、ＷＡＨＰの最終境界が本質上確立された後（例えば、粉砕、押出、発泡などにより）達成される。しかしながら、表面架橋を最終境界の形成と同時に行うことも可能である。更に、境界の若干の追加の変化は、表面架橋を導入した後にさえ生じさせることができる。
【００４９】
表面架橋は、ポリ陽イオン重合体の吸収性ゲル状粒子の表面への共有結合前または共有結合と同時に達成することができる。
【００５０】
ＷＡＨＰは、好ましくは、単一のポリマー（即ち、均一系）を有するが、重合体の混合物も、本発明で使用できる。例えば、デンプン−アクリル酸グラフト共重合体と部分中和ポリアクリル酸のわずかに網目架橋された重合体との混合物は、本発明で使用できる。
２．物理的形態
本発明で使用する吸収性ゲル状粒子は、広範囲にわたって変化する大きさ、形状および／または形態を有することができる。吸収性ゲル状粒子は、最大寸法対最小寸法の大きい比率を有していてもよく（例えば、粒状物、フレーク、微粉砕物、粒子間集合体、粒子間架橋集合体など）且つ繊維、フォームなどの形であることができる。
【００５１】
本発明で有用なＷＡＨＰの粒子の場合には、粒径は、約１０〜約１０００μｍの範囲内である。ＷＡＨＰは、少量の１種以上の添加剤、例えば、粉末状シリカ、界面活性剤、セルロース微小繊維などを有する混合物からなることもできる。この混合物中の成分は、ＷＡＨＰ成分および非ヒドロゲル形成重合体添加剤が容易には物理的に分離できないような形で物理的に且つ／または化学的に関連づけることができる。ＷＡＨＰは、本質上非孔質であるか、実質的な内部多孔度を有することができる。
【００５２】
前記のような粒子の場合には、粒径は、篩サイズ分析によって測定される寸法と定義される。このように、例えば、篩目の開き７１０μｍを有する米国標準試験篩（例えば、No. ２５ＵＳシリーズ交番篩呼称）上に保持される粒子は、７１０μｍより大きい大きさを有するとみなされ；篩目の開き７１０μｍを有する篩を通過し且つ篩目の開き５００μｍを有する篩（例えば、No. ３５ＵＳシリーズ交番篩呼称）上に保持される粒子は、５００〜７１０μｍの粒径を有するとみなされ；篩目の開き５００μｍを有する篩を通過する粒子は、５００μｍより小さい大きさを有するとみなされる。
【００５３】
Ｃ．吸収性材料を含む吸収性物品
本発明に係る吸収性材料は、多くの使用分野で、多くの目的で使用できる。例えば、吸収性材料は、詰め容器、薬物送達デバイス、創傷クリーニングデバイス、やけど治療デバイス、イオン交換カラム材料、建築材料、農業または園芸材料、例えば、種シートまたは保水材料、および工業用途、例えば、スラッジまたは油脱水剤、露形成の防止用材料、乾燥剤、および湿度制御材料に使用できる。これらの環境下では、本発明の吸収性材料は、多様な形状および大きさを有することができる。例えば、吸収性材料は、シート、フィルム、シリンダー、ブロック、または他の造形材料の形で使用できる。吸収性材料は、吸収性を高めるためのセルロース材料を含むことができ且つ／またはこれらの応用および後述のように応用できる。
【００５４】
本発明の吸収性材料の独特の吸収性のため、本発明の吸収性材料は、吸収性物品、特に使い捨て吸収性物品中のコアとして使用するのに特に好適である。ここで使用する「吸収性物品」なる用語は、体液を吸収し且つ封じ込める物品を意味し、より詳細には、着用者の体に対してまたはその付近に置かれて体から排泄される各種の流体を吸収し且つ封じ込める物品を意味する。更に、「使い捨て」吸収性物品は、１回使用後に捨てることを意図するものである（即ち、吸収性物品の或る材料またはすべては、リサイクルし、再使用し、または堆肥化してもよいが、元の吸収性物品全部は洗濯したり、他の方法で元通りにしたり、吸収性物品として再使用することはない）。
【００５５】
一般に、吸収性物品は、（ａ）液体浸透性トップシート、（ｂ）液体不透性バックシート、および（ｃ）トップシートとバックシートとの間に配置されたコアを含み、コアは少なくとも１つの吸収性材料を含む。ここで使用する「コア」は、主として体液を吸収すること、分布させることおよび貯蔵することを含めて物品の流体取扱性に応答できる吸収性物品の部品を意味する。そのままで、コアは、好ましくは、吸収性物品のトップシートまたはバックシートを包含しない。
【００５６】
より好ましい態様においては、コアまたは吸収性部材は、繊維または毛羽パルプ（繊維状材料または繊維材料）、より詳細には、非吸収性ゲル化繊維を更に含むことができる。このような繊維材料は、コアの補強部材または吸収性補助部材として使用して、コアの流体取扱性を改善し並びに吸収性重合体の補助吸収剤として役立たせることができる。ここで使用する「吸収性部材」なる用語は、一般には１個以上の流体取扱性、例えば、流体吸収、流体分布、流体輸送、流体貯蔵などを与えるコアの部品を意味する。吸収性部材は、全コアまたはコアの一部分のみを構成でき、即ち、コアは、１個以上の吸収性部材を含むことができる。
【００５７】
通常の吸収性製品で使用するのに好適であるいかなる種類の繊維材料も、本発明のコアまたは吸収性部材で使用できる。このような繊維材料の特定例としては、セルロース繊維、改良セルロース繊維、レーヨン、ポリプロピレン、およびポリエステル繊維、例えば、ポリエチレンテレフタレート〔ダクロン（DACRON）〕、親水性ナイロン〔ヒドロフィル（HYDROFIL）〕などが挙げられる。既述の若干のものに加えて本発明で使用するための他の繊維材料の例は、親水化疎水性繊維、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリアクリル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリウレタンなどに由来する界面活性剤処理またはシリカ処理熱可塑性繊維である。事実、それら自体およびそれらだけでは余り吸収性が高くはなく且つそれゆえ通常の吸収性構造物で有用であるのに十分な吸収能力のウェブを与えない親水化疎水性繊維は、良好な灯心作用性によってコアで使用するのに好適である。このことは、本発明のコアにおいて、繊維の灯心作用傾向が高い流体取込速度およびコアのゲルブロックの欠如のため繊維材料自体の吸収能力よりも重要ではないとしても同じ位重要であるからである。合成繊維は、一般に、コアの繊維成分としてここで使用するのに好ましい。ポリオレフィン繊維、特にポリエチレン繊維が、より好ましい。
【００５８】
本発明の或るコアまたは吸収性部材に有用である他のセルロース繊維材料は、化学剛化セルロース系繊維である。好ましい化学剛化セルロース系繊維は、セルロース繊維を架橋剤で内部架橋することによって製造できる剛化加撚カール化セルロース系繊維である。本発明の親水性繊維材料として有用な好適な剛化加撚カール化セルロース繊維は、１９８９年１２月１９日に発行の米国特許第４，８８８，０９３号明細書（ディーン等）、１９８９年１２月２６日に発行の米国特許第４，８８９，５９５号明細書（ヘロン等）、１９８９年１２月２６日に発行の米国特許第４，８８９，５９６号明細書（ショゲン等）、１９８９年１２月２６日に発行の米国特許第４，８８９，５９７号明細書（ボーボン等）、および１９９０年２月６日に発行の米国特許第４，８９８，６４７号明細書（ムーア等）に非常に詳細に記載されている。
【００５９】
使い捨て吸収性物品の好ましい態様は、おむつである。ここで使用する「おむつ」なる用語は、着用者の下部胴の回りに着用されるガーメント（一般に乳幼児および失禁者によって着用）を意味する。コアを具備するおむつに好ましい配置は、一般に、１９７５年１月１４日発行の米国特許第３，８６０，００３号明細書（ブエル）に記載されている。或いは、本発明の使い捨ておむつに好ましい配置は、１９８９年２月２８日発行の米国特許第４，８０８，１７８号明細書（アジズ等）、１９８７年９月２２日発行の米国特許第４，６９５，２７８号明細書（ローソン）、１９８９年３月２８日発行の米国特許第４，８１６，０２５号明細書（フォアマン）、および１９９２年９月２９日発行の米国特許第５，１５１，０９２号明細書（ブエル等）にも開示されている。
【００６０】
使い捨て吸収性物品の別の好ましい態様は、生理用品である。好ましい生理用品は、１９８１年８月２５日発行の米国特許第４，２８５，３４３号明細書（マクニール）、１９８６年８月２６日発行の米国特許第４，６０８，０４７号明細書（マッチングリー）および１９８７年８月１８日発行の米国特許第４，６８７，４７８号明細書（バン・チルブルグ）に開示のような成形フィルム開口化トップシートを具備する。
【００６１】
好ましい生理用品は、１９９２年１１月３０日出願のモリタ・ヤスコの同一人に譲渡された同時係属米国特許出願第９８４，０７１号明細書「弾性化側部フラップを有する吸収性物品」に記載のようにウイング、側部フラップ、および他の構造物およびエレメントを具備できる。
【００６２】
しかしながら、本発明は、他の名前で商業上既知の他の吸収性物品、例えば、失禁用ブリーフ、成人失禁用製品、トレーニングパンツ、おむつ挿入物、化粧紙、ペーパータオルなどにも応用できる。
Ｄ．吸収性材料の製法
図１は、本発明の方法で有用な好ましい装置を図示する。１と一般に示す製造装置は、粒子供給ユニット１０、およびラミネート装置１１からなる。粒子供給ユニット１０は、吸収性ゲル状粒子供給ユニット１２、グルー微小繊維供給ユニット１６およびポリ陽イオン重合体噴霧ユニット１７を包含する。吸収性ゲル状粒子は、先ず、例えば、吸収性ゲル状粒子を振動フィーダー１３、次いで、ホッパー１４に連続的に供給するためのＫトロンスクリューフィーダー１２に装入する。吸収性ゲル状粒子をホッパー１４の出口からエダクター１５内を通り、約５０psi の空気流によって第一空気流２１としてノズル１６から噴出される。好ましくは、吸収性ゲル状粒子の平均直径は、通常、約１０μｍ〜約１，０００μｍであり、主として不連続である。
【００６３】
グルー微小繊維は、グルーガン１７（Ｊ＆Ｍカンパニー）を介して第二空気流２２として約０．２〜約２．０kgcm-1hr-1の速度で噴出される。グルー微小繊維押出は、第二空気流を通す際に細かいファイバー状となる。温度範囲は、グルー微小繊維を溶解し且つ噴霧するのに十分なように設定する。空気ギャップは、好ましくは、約０．１８mmに保つ。グルー微小繊維の第二空気流は、好ましくは、得られる吸収性材料に対して坪量約１０ｇ／ m2 となるように制御し且つその操作範囲は、好ましくは、約３．０ｇ／ m2 〜約５０．０ｇ／ m2 である。
【００６４】
第一空気流２１は、第二空気流２２と合流して一体化空気流２３を形成する。一体化空気流２３は、担体層上に好ましくは約７０ｍ／分で噴出される。一体化空気流２３の噴出速度は、担体ユニットの速度とマッチするように調整され、好ましくは約１．０ｍ／秒である。
【００６５】
真空コンベヤー１９は、ノズル１６およびグルーガン１７の下に置く。担体層２５が真空コンベヤー１９を通過する際、噴出された一体化空気流２３は、担体層２５に堅く結合される。吸収性ゲル状粒子は、好ましくは担体層の幅方向の少なくとも半分を覆う。
【００６６】
予備攪拌されたポリ陽イオン重合体を含有する第三空気流２４は、吸収性ゲル状粒子供給ユニット１８の噴出部分の後に配置される。第三空気流は、担体層に結合された吸収性ゲル状粒子上に噴霧され、その結果ポリ陽イオン重合体は、吸収性ゲル状粒子に結合する。ライン速度は、好ましくは、約８ｇ／ m2 に制御する。
【００６７】
フォールディングボード２０は、ポリ陽イオン重合体ユニット１８に隣接して、そのあとに置かれ、吸収性ゲル状粒子、グルー微小繊維、ポリ陽イオン重合体および担体層を含む吸収性材料は、最終幅のエッジ密閉ラミネート構造物を形成する。吸収性材料の積層品は、ライン最終端部で巻き取られる。
【００６８】
また、本発明は、吸収性材料の製法を提供する。方法は、（ａ）ＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子を担体層上に供給し、（ｂ）グルー微小繊維を担体層上に供給し、（ｃ）ポリ陽イオン重合体を吸収性ゲル状粒子上に供給して吸収性ゲル状粒子とポリ陽イオン重合体との間に結合を形成することを含み、吸収性ゲル状粒子はグルー微小繊維が担体層に接着する前に、グルー微小繊維と接着する。
【００６９】
１つの態様においては、本法は、セルロース繊維を吸収性ゲル状粒子に分散する工程を更に含み、グルー微小繊維がセルロース繊維と吸収性ゲル状粒子との間で接着剤として作用する。
【００７０】
好ましい態様においては、吸収性ゲル状粒子は、第一空気流を介して担体層上に供給される。
【００７１】
より好ましい態様においては、グルー微小繊維は、第二空気流を介して供給される。グルー微小繊維を含む第二空気流は、好ましくは、約１００℃〜約４００℃の温度を有する。
【００７２】
好ましい態様においては、ポリ陽イオン重合体は、第三空気流を介して供給される。ポリ陽イオン重合体を含む第三空気流は、好ましくは約０．１〜１０重量％の濃度を有する溶液として使用される。
【００７３】
次いで、ポリ陽イオン重合体を含有する溶液は、複数の吸収性ゲル状粒子上に供給される。特に、吸収性ゲル状粒子の少なくとも２個、好ましくはすべて、溶液で覆われた部分を有する。好ましい態様においては、吸収性ゲル状粒子の表面積の少なくとも約７０％は、ポリ陽イオン重合体を含有する溶液で覆われる。溶液は、溶液を材料に適用するのに好適である技術上周知の各種の技術および装置のいずれか、例えば、溶液を吸収性ゲル状粒子上に被覆する方法、ダンピングする方法、注ぐ方法、滴下する方法、噴霧する方法、微粒化する方法、濃縮する方法、または浸漬する方法を使用して適用できる。ポリ陽イオン重合体を適用した後、好ましくはゲル化粒子の表面積の約９０％以上は、溶液で覆われる。
【００７４】
好ましい態様においては、方法は、工程（ｃ）で得られた材料を約５０℃〜約３００℃の温度で加熱してポリ陽イオン重合体を吸収性ゲル状粒子のＷＡＨＰに共有結合する工程を更に含む。
【００７５】
好ましい態様においては、ポリ陽イオン重合体は、ポリ陽イオン重合体が吸収性ゲル状粒子の表面エリアで吸収性ゲル状粒子に共有結合するようになるように吸収性ゲル状粒子と反応させる。より好ましくは、共有結合は、吸収性ゲル化粒子の表面配置カルボキシ基とポリ陽イオン重合体のアミノ基との間で作られる。好ましくは、ポリ陽イオン重合体の少なくとも約８０重量％、より好ましくは約９０重量％以上は、吸収性ゲル状粒子に共有結合する。高熱エネルギーが供給された時には、吸収性材料を含む吸収性物品は、より良好な流体浸透性を示す。流体浸透性が改善されると、吸収性材料を含む吸収性物品全体にわたっての例えば尿の広がりは増大され、それゆえ吸収性ゲル状粒子流体吸収効率を上げることができる。
【００７６】
また、本発明は、吸収性材料の製法に関する。本発明の製法は、（ａ）ＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子を含む第一空気流を形成し、（ｂ）グルー微小繊維を含む第二空気流を形成し、（ｃ）第二空気流を第一空気流と合流して、グルー微小繊維と吸収性ゲル状粒子との完全な混合物を含む一体化空気流を形成し、（ｄ）一体化空気流を担体層上に供給し、（ｅ）ポリ陽イオン重合体を含む第三空気流を形成し、（ｆ）ポリ陽イオン重合体が吸収性ゲル状粒子に結合するように第三空気流を担体層上に供給することからなる。
【００７７】
さらに好ましくは、吸収性材料の製法は、（ａ）ＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子を含む第一空気流を形成し、（ｂ）ポリ陽イオン重合体を含む第二空気流を形成し、（ｃ）第二空気流を第一空気流と合流して、一体化空気流を形成し（ポリ陽イオン重合体は吸収性ゲル状粒子に結合する）、（ｄ）グルー微小繊維を含む第三空気流を形成し、（ｅ）一体化空気流を第三空気流と合流して混合空気流を形成し、（ｆ）ポリ陽イオン重合体に結合された吸収性ゲル状粒子がグルー微小繊維に接着し且つグルー微小繊維が担体層に接着するように混合空気流を担体層上に供給することからなる。
【００７８】
より好ましい態様においては、第二空気流は、少なくとも約４００℃の温度および空気圧力約５０psi で噴出される。
【００７９】
別の態様においては、方法は、（ａ）濃度約８０〜約９９重量％を有するポリ陽イオン重合体を含むポリ陽イオン重合体繊維を、ＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子上に適用し、（ｂ）吸収性ゲル状粒子を担体層上に供給することを含み、ポリ陽イオン重合体繊維は吸収性ゲル状粒子と担体層との間で接着剤として作用する。好ましくは、ポリ陽イオン重合体繊維は、分子量少なくとも約７０，０００を有する。
【００８０】
好ましい態様においては、ポリ陽イオン重合体繊維はポリ陽イオン重合体を含有する第一空気流を形成し且つ吸収性ゲル状粒子は第二空気流を形成して、ポリ陽イオン重合体繊維と吸収性ゲル状粒子との完全な混合物を含有する一体化空気流を形成する。
【００８１】
より好ましい態様においては、方法は、（ａ）ポリ陽イオン重合体繊維を含有する第一空気流を形成し、（ｂ）ＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子を含有する第二空気流を形成し、（ｃ）第二空気流を第一空気流と合流して、一体化空気流を形成し（ポリ陽イオン重合体繊維は吸収性ゲル状粒子に結合する）、（ｄ）吸収性ゲル状粒子が担体層上でポリ陽イオン重合体繊維に結合するように一体化空気流を担体層上に供給することからなる。
Ｅ．試験法
１．合成尿
ここに記載の試験法で使用する特定の合成尿を「合成尿」と称する。合成尿は、普通、ジェイコ・シンウリン（Jayco SynUrine）またはジェイコ合成尿として既知であり且つペンシルベニア州キャンプ・ヒルのジェイコ・ファルマセウティカルズ・カンパニーから入手できる。合成尿の処方は、ＫＣｌ ２．０ｇ／l 、Ｎａ2 ＳＯ4 ２．０ｇ／l 、（ＮＨ4 ）Ｈ2 ＰＯ4 ０．８５ｇ／l 、（ＮＨ4 ）2 ＨＰＯ4 ０．１５ｇ／l 、ＣａＣｌ2 ０．１９ｇ／l およびＭｇＣｌ2 ０．２３ｇ／l である。化学薬品のすべては、試薬等級を有する。合成尿のpHは、６．０〜６．４の範囲内である。
２．湿潤破裂強さ(wet burst strength)測定
標準破裂強さ試験プログラムは、試験の終りにおけるピーク荷重および破損荷重での荷重、撓みおよびエネルギーを測定する。この試験の目的は、合成尿の一定の荷重に付した後の吸収性ゲル状粒子含有ラミネート構造物の力（ｇ）を評価することである。１０cm×１０cmの寸法を有し且つ吸収性ゲル状粒子坪量３１０ｇ／ m2 を有するラミネート試料は、一般には３．６±０．３ｇであり且つ合成尿７０mlにソーキングさせる。合成尿は、元の重量の２０倍の合成尿荷重で吸収性ゲル化粒子含有ラミネートによって完全に吸収する。破裂テスター、スイング−アルバート・インストルーメント・カンパニー製のNo. １７７−１−Ｂを使用して、２０倍の合成尿を装入したラミネート試料をパンクさせるのに必要とされる力（ｇ）を測定する。試料ホルダーは、直径４．５インチ（約１１．４cm）および厚さ０．１２５インチ（約３．１７５mm）のプレキシガラス製ディスクであり、直径０．７５インチ（約１９．０５mm）の穴がプレキシガラスの中心にある。直径０．２５インチ（約６．３５mm）のステンレスボールヘッドを使用して試料をパンクさせる。
３．吸収容量(gel volume)
ＷＡＨＰの吸収容量は、過剰のジェイシー（Jaycee）合成尿で膨潤した後の保持吸収能力と定義される。それは、重合体上の圧力が比較的低い使用条件下での重合体の最大吸収能力の尺度となる。吸収容量は、ジェイシー合成尿を使用することによって後述の遠心分離能力法によって測定する。吸収容量は、乾燥重量基準で計算する。吸収容量計算で使用する乾燥重量は、ＷＡＨＰを１０５℃で３時間オーブン乾燥することによって測定する。化学薬品のすべては、試薬等級を有する。ジェイシー合成尿のpHは、６．０〜６．４の範囲内である。
【００８２】
ヒ−トシール性ティーバッグ紙を６cm×１２cmに切断し、長さ方向に半分に折り、２辺に沿ってエッジに近くをＴバーシーラーでシールして６cm×６cmのティーバッグ正方形を製造する。ＷＡＨＰ ０．２００ｇ（±０．００５ｇ）をティーバッグに移し、バッグの上部をそのエッジでシールする。空のティーバッグの上部をシールし、ブランクとして使用する。ジェイコ合成尿約３００mlを１，０００mlのビーカーに注ぎ、ＷＡＨＰを含有するティーバッグおよびブランクをビーカーに水没する。３０分間ソーキングした後、ブランクおよびＷＡＨＰ充填ティーバッグは、トングを使用することによって溶液から取り出す。直読回転速度計、電気タイマーを有する遠心分離機（日本の東京のコクサン・エンシンキ株式会社製のＨ−１２２タイプ）をこの測定に使用する。試料ティーバッグおよびブランクティーバッグを遠心分離機バスケットに配置し、１１００rpm で３分間遠心分離する。吸収容量を次の通り計算する：
吸収容量（ｇ／ｇ）＝（Ｗｓ−Ｗｂ−Ｗｏ）／Ｗｏ
〔式中、Ｗｓは遠心分離後の試料ティーバッグ重量であり、Ｗｂは遠心分離後のブランクティーバッグ重量であり、ＷｏはＷＡＨＰ重量（０．２００ｇ）である〕。
【００８３】
少なくとも２回の測定値の平均が報告される。
４．液体吸収速度およびぬれ感試験
本発明に従って作られたこの吸収性材料を含むラミネート製品の液体吸収速度およびぬれ感を測定する。典型的な吸収性物品は、吸収層としてのエアフィルト（airfilt)および吸収性ゲル状粒子坪量少なくとも３１０ｇ／ m2 のコアを含むラミネート製品を包含する。液体吸収（速度）およびぬれ感測定を外圧０．３０psi で平らな配置で遂行する。合成尿２００mlの連続装入後、濾紙の数片を湿潤パッド上に置き、０．４０psi 下で３０分間ソーキングさせる。濾紙の重量増大をフロント部分、中間部分およびバック部分から総計し、ぬれ感の測定値とする。
Ｆ．例
下記の例は、本発明の吸収性材料を例示するものであり特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。
【００８４】
本発明に係る複合体は、図１に図示のラミネート製品用製造ラインで製造する。
【００８５】
この例で使用するすべての原料は、一般的入手可能なものである。グルー微小繊維としてＨ．Ｂ．フラー・カンパニー製のスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＨＬ−１３５８−ＸＺＰ）を使用し、製造時に少なくとも３５０℃で加熱保持する。吸収性ゲル状粒子として日本触媒株式会社製のＬ７６ｌｆを使用し、３００μｍ〜６００μｍの粒径分布を有する。ポリ陽イオン重合体としてはワコー・ケム・カンパニー製のポリエチレンイミンを使用し、その固形分３０％であり且つ分子量７０，０００ドルトンである。担体層としてはハビックス・カンパニー社製のティッシュを使用し、機械方向で引張強さ１．１kg／インチを有する。
【００８６】
本発明の吸収性材料の性能として、湿潤破裂強さ（ＢＢＳ）およびゲル容量（ＧＶ）を測定し表１に示す。また本発明の吸収性材料を包含するおむつにおいては、液体の吸収速度およびぬれ感を測定し、表２に示す。
例１
圧縮空気流を空気圧力５０psi に保つ。Ｌ７６ｌｆをＫトロンスクリューフィーダー中で調製し振動フィーダー、次いで、ホッパーに連続的に供給する。さらにホッパーからエダクターを通り、圧縮空気流と合わせて、第一空気流を与える。Ｌ７６ｌｆの第一空気流の注入速度を、ライン速度とマッチするように約１．０ｍ秒-1に保つ。
【００８７】
スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＨＬ−１３５８−ＸＺＰ）をグルーガンの装置（Ｊ＆Ｍカンパニー）を通して約０．２〜約２．０kgcm-1hr-1の速度で押し出す。グルーブロック共重合体が薄い繊維になるように、グルーガンの空気ギャップを約０．１８mmに保つ。
【００８８】
押し出されたＨＬ−１３５８−ＸＺＰを空気流と合わせて、第二空気流を与える。第二空気流を約４００℃の温度および空気圧力約５０psi に保つ。ＨＬ−１３５８−ＸＺＰの第二空気流は、約３．０ｇ／ m2 〜約５０．０ｇ／ m2 となるように調整する。
【００８９】
さらにＬ７６ｌｆの第一空気流とＨＬ−１３５８−ＸＺＰの第二空気流を一体化空気流として調製する。
【００９０】
一方、真空コンベヤーをグルーガンおよびエダクターの下になるように配置する。
【００９１】
ティッシュは真空コンベヤー上を約７０ｍ／分で走行させる。一体化空気はコンベアー上の真空吸引部分（ポイント）に射出され、Ｌ７６ｌｆ、ＨＬ−１３５８−ＸＺＰはティッシュに堅く結合する。ティッシュ幅は少なくとも約２３cmであり且つ一体化空気流の被覆幅は少なくとも約９．５０cmである。
【００９２】
ポリエチレンイミンを蒸留水に約１０〜約２０重量％の濃度で溶解させる。第三空気流スプレー空気圧力噴霧システム（スプレイング・システム・カンパニーからのＢ１／８ ＶＡＵ−ＳＳ＋ＳＵＶ ６７−ＳＳ ０．５〜１．２kg／cm2 ）をＨＬ−１３５８−ＸＺＰおよびＬ７６ｌｆを含有する一体化空気流が射出された後に配置する。ライン速度に従って、第三空気流の噴霧速度を８ｇ／ m2 に制御する。ポリエチレンイミンはラミネート製品の約２．０重量％となる。
【００９３】
フォールディングボードをポリエチレンイミン溶液の第三空気流スプレーの隣に置く。ティッシュ、Ｌ７６ｌｆ、ＨＬ−１３５８−ＸＺＰおよびポリエチレンイミンが形成されたティッシュを折って最終幅約１０cmのエッジ密閉ラミネート構造物を形成する。ラミネート製品をラインの終りに巻く。吸収性ゲル状粒子約３１０ｇ／ m2 の形成ラミネートの厚さは、約１．３mmである。
【００９４】
本例に従って製造されたこの吸収性材料を含むラミネート製品の性質を評価する。湿潤破裂強さおよび吸収容量は、６１ｇおよび３３ｇ／ｇである。結果は、驚異的なことに、本発明に係る吸収性材料によって高い湿潤破裂強さ（ＢＢＳ）および高い吸収容量（ＧＶ）を示す。
例２
ポリエチレンイミン添加剤の第三空気流スプレーを使用しない以外は、試料の基本組成は、例１と同様である。
【００９５】
本例に従って調製されたこの吸収性材料を含むラミネート製品の性質を評価する。湿潤破裂強さおよび吸収容量は、２５ｇおよび３５ｇ／ｇである。
例３
本例においては、以下の記載以外については、試料の基本組成は例１と同様である。
【００９６】
（１）「ＵＲＩＣ吸収性ゲル状粒子」を第一空気流中で使用する「ＵＲＩＣ吸収性ゲル状粒子」は、吸収性ゲル状粒子に結合されたポリ陽イオン重合体などの吸収性変性重合体によって改善された吸収性を有する吸収性ゲル状粒子である。
【００９７】
（２）第三空気流スプレーがない。
【００９８】
本例に従って調製されたこの吸収性材料を含むラミネート製品の性質を評価する。湿潤破裂強さおよび吸収容量は、４５ｇおよび３１ｇ／ｇである。結果は、驚異的なことに、本発明に係る吸収性材料によって高い湿潤破裂強さ（ＢＢＳ）および高い吸収容量（ＧＶ）を示す。
例４
熱可塑性高分子微小繊維の第二空気流を使用せず且つポリエチレンイミン添加剤の第三空気流スプレーを使用する以外は、試料の基本組成は、例１と同様である。
【００９９】
本例に従って調製されたこの吸収性材料を含むラミネート製品の性質を評価する。湿潤破裂強さおよび吸収容量は、０ｇおよび３８ｇ／ｇである。
液体吸収速度およびぬれ感を吸収材料をおむつに使用して評価する。おむつを前記例に係る吸収性材料を含むラミネート製品より作る。おむつの性質を評価し、表２に提示する。
本発明のおむつ（試料No. １およびNo. ３）は、高い尿装入量、例えば、尿容量少なくとも１５０mlで試料No. ２より迅速な液体吸収速度を示す。液体吸収速度は、湿潤状態で吸収性ゲル状粒子の粒状物間のより迅速な流体輸送によって改善される。吸収性ゲル状粒子にポリエチレンが添加されている試料No. ３においては、ラミネート製品はより一層迅速な液体吸収速度を示す。試料No. ３における吸収性ゲル状粒子とポリエチレンイミンの結合力は、試料No. １のものより高い。表２にも示すように、本発明のぬれ感は、ポリ陽イオン重合体なしの吸収性材料の場合と同様で維持されている。
【０１００】
ここに記載の例および態様は、例示の目的のためのみのものであり且つそれに徴しての各種の修正または変更は、当業者に示唆されるものであり本願の精神および範囲および特許請求の範囲の範囲に包含されることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸収性材料を製造するための装置の概略図である。
【符号の説明】
１ 製造装置
１０ 粒子適用ユニット
１１ 担体層装置
１２ 吸収性ゲル状粒子供給ユニット
１７ グルー微小繊維供給ユニット
１８ ポリ陽イオン重合体噴霧ユニット
２１ 第一空気流
２２ 第二空気流
２３ 一体化空気流
２４ 第三空気流
２５ 担体層
【発明の属する技術分野】
本発明は、水、体液などの液体との接触により膨潤し且つこのような液体を吸収する吸収性材料に関する。より詳細には、本発明は、吸収性材料の乾燥状態および湿潤状態における改善された構造的安定性に関する。本発明の吸収性材料は、特に、おむつ、成人失禁用パッド、生理用ナプキンなどの吸収性物品に好適である。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
水不溶性水膨潤性ヒドロゲル形成吸収性重合体は、多量の水、体液（例えば、尿、血液、経血）、工業流体、家庭流体などの液体を吸収でき且つ更にこのような吸収液体を加圧下で保持することができる。このような重合体材料のこれらの吸収特性は、吸収性物品、例えば、使い捨ておむつ、成人失禁用パッドおよびブリーフ、および生理用品、例えば、生理用ナプキンなどに重合体材料を用いる際に、特に有用である。
【０００３】
このような吸収性物品に使用される高吸収性部材の開発は、特に、薄い吸収性物品を開発していく上で興味のある主題である。例えば、より薄いおむつは、着用するのに余り嵩張らず、衣類の下でより良くフィットし、且つ余り気にならない。また、吸収性物品の包装も小型化され、消費者が待ち歩く時、さらに製造・流通業者の保管・流通コストの低減に有用である。
【０００４】
おむつなどのより薄い吸収性物品を提供するためには、多量の排泄体液、特に尿を吸収し且つ保水できる比較的薄いコアを開発することが必要である。この点で、或る吸収性重合体（しばしば「ヒドロゲル」、「超吸収剤」または「ヒドロコロイド」材料と称する）の使用は、特に重要であった。例えば、このような吸収性重合体（以下「水不溶性吸収性ヒドロゲル形成重合体（ＷＡＨＰ）」）を吸収性物品で使用することは１９７２年６月１３日発行の米国特許第３，６９９，１０３号明細書（ハーパー等）および１９７２年６月２０日発行の米国特許第３，６７０，７３１号明細書（ハーモン）に開示されている。
【０００５】
更にまた、従来の吸収性物品は、一般に、比較的少量（例えば、約５０重量％以下）のＷＡＨＰの吸収性ゲル状粒子からなっていた。例えば、１９８９年５月３０日発行の米国特許第４，８３４，７３５号明細書（アレメニー等）には、吸収性物品に含まれるコアの繊維状マトリックス中にＷＡＨＰを約９〜約５０％含有することを開示している。しかし、５０重量％より高い濃度の吸収性ゲル状粒子を有する薄いコアを提供しようとするには数種の問題がある。
【０００６】
通常の吸収性物品は、吸収性ゲル状粒子が正しく固定されておらず製造プロセス時および／または使用時（着用時）に自由に移動（シフト）するという問題点を有する。製造時に吸収性ゲル状粒子が移動することは、吸収性材料の取扱損失並びにコア内の粒子の不均一な分布をもたらすことになる。また吸収性ゲル状粒子が膨潤時または膨潤後にも移動することがある。粒子を最適の位置に固定する能力がないことは、安定性の欠如、つまり一方のエリアでは十分な尿吸収が行なわれないにもかからわらず、他方のエリアで過大容量の尿が流れ出るという現象をもたらす。
【０００７】
問題を解決するための重要な因子は、ＷＡＨＰからなる吸収性ゲル状粒子の第一供給位置から別の位置への移動および製造時の取扱損失を最小限にし且つ／または排除することである。
【０００８】
他の重要な因子は、このような吸収性ゲル状粒子を含む物品を着用した時、活動に伴う物品の動きや圧力により、ＷＡＨＰの膨潤（例えば、尿で）粒子の移動および／または吸収性材料外部への漏れである。特に高濃度のＷＡＨＰを含有する吸収性材料において、使用時にコアシフトおよびゲル漏れが多発する。使用時の粒子の移動を排除することもまた重要な因子となる。
【０００９】
考慮しなければならないさらに別の重要な因子は、ＷＡＨＰの液体浸透性(liquid permeability) である。体液の存在下で膨潤することによって形成されるゲル層の浸透性または流れ伝導性(flow conductivity) は、コア内にこれらの吸収性重合体を高濃度で部分的に、または領域全体にわたって使用する場合に極めて重要であること。吸収性重合体の液体浸透性または流れ伝導性の欠如は、体液を吸収し且つ分布するゲル層の能力に直接影響を及ぼすことがあることに留意すべきである。
【００１０】
より薄い吸収性物品に使用されるＷＡＨＰのさらに別の問題は、使用後に吸収性物品に触れ且つ吸収性物品を取り扱う時の、ゼリーまたは粥のような感触である。ＷＡＨＰを高濃度で１つ以上の領域に分散させる時には、体液を吸収することによって形成される膨潤ゲルはゲル層となる。液体を吸収した粒子は移動可能であると、ゲル層は使用後に吸収性物品を取り扱う時に押したり絞るなどの力が加えられた時に崩壊する。このことにより、高濃度のＷＡＨＰを有する吸収性物品は外側から触れ且つ取り扱う時に使用者または消費者に「ぬれた／粥のような」感触を与えることになる。
【００１１】
それゆえ、本発明は、乾燥状態および湿潤状態で改善された構造的安定性を有する吸収性材料を提供することによって前記問題を解決しようとする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、乾燥状態および湿潤状態で改善された構造的安定性を有する吸収性材料に関する。これらの吸収性材料は、（ａ）水不溶性吸収性ヒドロゲル形成重合体からなる吸収性ゲル状粒子、（ｂ）ポリ陽イオン重合体、（ｃ）グルー微小繊維、および（ｄ）担体層を含み、ポリ陽イオン重合体は吸収性ゲル状粒子に結合し、且つグルー微小繊維は吸収性ゲル状粒子と担体層との間で接着剤として作用する。グルー微小繊維は、粘着性であるので、ＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子は、担体層上に所望の位置に固定される、つまり乾燥状態で別のエリアに移動しない。湿潤状態では、吸収性材料が体液などの液体と接触する時に、ポリ陽イオン重合体がＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子に結合するため、第一に与えられた位置に固定され、移動しない。
【００１３】
グルー微小繊維と吸収性ゲル状粒子間の結合（それらは担体層に結合）は、吸収性ゲル状粒子が製造時に移動するのを防止する。また吸収性ゲル状粒子に結合されたポリ陽イオン重合体は、液体で膨潤した後に粒子が移動するのを防止する。従って、本発明の吸収性材料は、使用時に改善された液体吸収速度(acquisition) および低いぬれ感(rewetness) を有する。吸収性材料は液体と接触した時に膨潤し、このような液体を吸収性ゲル状粒子内に吸収し且つ圧力下でさえ吸収を維持することが見出された。
【００１４】
本発明の好ましい態様においては、担体層は、織材料および不織材料からなる群から選ばれる。
【００１５】
これらの吸収性材料は、吸収性ゲル状粒子に分散されたセルロース繊維（セルロース繊維はグルー微小繊維によって吸収性ゲル状粒子に接着される）を更に含んでもよい。
【００１６】
好ましくは、本発明の吸収性材料は、吸収性ゲル状粒子約５０〜約９０重量％、ポリ陽イオン重合体約０．１〜約１０重量％、熱可塑性高分子微小繊維約１〜約１０重量％および担体層約５〜約５０重量％を含む。
【００１７】
更に、本発明は、吸収性材料の製法、および吸収性材料を含む吸収性物品に関する。
【００１８】
本発明のこれらおよび他の特徴、側面および利点は、下記の説明および添付図面を用いて更に詳しく説明される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
ここで使用する特定の用語の定義リストを以下に示す。
【００２０】
本明細書において、「からなる」とは、結果に影響を及ぼさない他の工程および他の成分の添加が可能であることを意味する。この用語は、「のみからなる」および「本質上からなる」なる用語をも包含する。
【００２１】
「乾燥状態」(in the dry state)とは、製造時の吸収性材料の状態を意味する。
【００２２】
「湿潤状態」(in the wet state)とは、本発明の吸収性材料を、例えば、おむつで使用し且つ着用する時に、多量の水、体液、工業流体、家庭流体などの液体の吸収のため膨潤された吸収性材料を意味する。
【００２３】
「構造的安定性」(structual stability) とは、吸収性材料を最初に配置された正しい位置に不動化（固定）することを意味する。
【００２４】
「ＷＡＨＰ」とは、水不溶性吸収性ヒドロゲル形成重合体を意味する。
Ａ．吸収性材料
本発明の吸収性材料は、多量の水、体液、工業流体、家庭流体等の液体を速かに吸収でき且つ吸収した流体を加圧下で保持することができる。特に、吸収性材料が高濃度のＷＡＨＰを有する際に、本発明の吸収性材料は、乾燥状態および湿潤状態で改善された構造的な安定性を有する。好ましくは、本発明の吸収性材料は、約５０重量％より多いＷＡＨＰを含む。更に本発明の吸収性材料は、乾燥状態および湿潤状態で最初に配置された位置から移動しない。
【００２５】
吸収性ゲル状粒子を乾燥状態で所望の位置に固定させられないならば、吸収性ゲル状粒子は、移動して、例えば、吸収性ゲル状粒子の塊化および粒子の均一な分布の欠如を生じさせる傾向がある。
【００２６】
吸収性ゲル状粒子を湿潤状態で所望の位置に固定させられないならば、粒子は移動して、一方の部位で不十分な吸収状態の粒子があるにもかからわず、他方の部位では過剰の流体が外部へ流れ出るオーバー能力を生じることがある。その後、吸収性物品は、使用時（着用時）に吸収性ゲル状粒子のもれを生じるであろう。ＷＡＨＰも含むの湿潤した吸収性ゲル状粒子の移動は、特に高濃度のＷＡＨＰを含む吸収性材料を使用した吸収性物品における使用または着用時のコアの移動およびゲル漏れの原因となる。
【００２７】
本発明の吸収性材料は、５０重量％より高い濃度のＷＡＨＰを有する場合にも乾燥状態および湿潤状態の構造的安定性を達成するものである。
【００２８】
本発明の吸収性材料は、（ａ）ＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子、（ｂ）ポリ陽イオン重合体、（ｃ）グルー微小繊維、および（ｄ）担体層を含み、ポリ陽イオン重合体は吸収性ゲル状粒子に結合し且つグルー微小繊維は吸収性ゲル状粒子と担体層との間で接着剤として作用する。
【００２９】
本発明は、その側面において、吸収性ゲル状粒子、吸収性ゲル状粒子に結合されたポリ陽イオン重合体、吸収性ゲル状粒子に分散されたグルー微小繊維および担体層を含む吸収性材料を意図する。特に、その目的は、乾燥状態ではグルー微小繊維の接着性によって吸収性ゲル状粒子を担体層の所望の位置に固定すること、および吸収性材料が湿潤状態で液体と接触した時にポリ陽イオン重合体により吸収性ゲル状粒子を固定することである。
【００３０】
ここで使用するグルー微小繊維は、吸収性材料の製造の少なくとも１つの工程で溶融吹込みをして、粘着性の繊維を形成する。粘着性のグルー微小繊維は、製造時に吸収性ゲル状粒子を吸収性材料の所望の位置に固定することが可能である。
【００３１】
一般に、いかなる重合体も、それと接触する粒子上に保持し且つそれによって接着剤重合体として適しているように十分に粘着性であるグルー微小繊維としてて使用することができる。好ましくは、吸収性材料を形成するのに利用できる溶融吹込（melt blown）接着剤重合体としては、エラストマーおよび非エラストマー重合体が挙げられる。これらの重合体は、繊維系に形成するのに十分な程粘着性でなければならない。粘着性は、粘着性樹脂（粘着性樹脂としてはロジン樹脂、混合ポリアルケン、ポリテルペン、ロウが挙げられる）を使用して変性することができ、またはカルボン酸含有重合体またはオリゴマーを接着剤樹脂に配合して変性できる。接着剤重合体のブレンド、または接着剤重合体と他の重合体とのブレンドの使用も、本発明によって意図される。
【００３２】
有用なエラストマー重合体としては、ポリオレフィンおよびブレンド（例えば、ポリプロピレン、ポリブチレン、またはエチレンアクリル酸共重合体）、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリアミド、ポリエステル、および反応性ポリアミドおよびポリエステルが挙げられる。
【００３３】
感圧接着剤も、本発明の吸収性構造物を形成するのに有用である。それらは、永久的に粘着性であり且つ最終結合形成後に物理的状態を初期の液体から固体に変化しない。例証のエラストマー重合体は、エチレン酢酸ビニル共重合体、スチレン／ジエントリブロック共重合体、ポリ（ビニルエーテル）、ポリアクリレート、およびシリコーンである。ＡＢＡ型の熱可塑性エラストマートリブロック共重合体は、本発明で大きい接着能力を有し加工上有利である。これらの重合体中のエンドブロック（Ａ）は、性状が塑性であり、高いガラス転移（または溶融）温度を有する一方、ブロック（Ｂ）は、ゴム状である。特に、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−エチレン−コ−プロピレン−スチレン共重合体は、本発明で極めて有用である。
【００３４】
非エラストマー重合体は、樹脂またはそれらを含有するブレンドを調製する非エラストマー繊維であってもよい。例えば、このような重合体としては、ポリオレフィン、非エラストマーポリアミド、セルロース誘導重合体、塩化ビニル、およびポリビニルアルコールが挙げられる。
【００３５】
本発明の好ましい態様においては、エラストマースチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の種類は、フラー・カンパニーによって供給されているＨＬ−１３５８またはファインリー（Finely）Ｈ−６７５２Ａである。非エラストマーグルー微小繊維の種類としては、ポリエチルオキサゾリン、例えば、ＸＲ−２６７６（フラー・カンパニー）、ポリビニルピロリドン、例えば、Ｈ−１７１６（フラー・カンパニー）およびエチレン酢酸ビニル共重合体、例えば、ＨＴ−４８０（フラー・カンパニー）が挙げられる。ポリエチルオキサゾリンを含むグルー微小繊維は、本発明の吸収性材料を含む吸収性物品に乾燥状態で十分な構造一体性を与える一方、湿潤状態では、ポリエチレンイミンを含むポリ陽イオン重合体は、活性化されて吸収性物品の構造一体性(structual integrity) を維持する。
【００３６】
ここで使用するポリ陽イオン重合体は、吸収性ゲル状粒子の表面に結合することができる多数の官能基を有する重合体である。好ましい態様においては、ポリ陽イオン重合体としては、アミノ基またはイミン基を含有する重合体が、使用される。このようなポリ陽イオン重合体としては、ポリアミン、ポリイミンおよびそれらの混合物が挙げられる。より好ましくは、ポリアミンは、第一アミン基を有する重合体（例えば、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン）、第二アミン基を有する重合体（例えば、ポリエチレンアミン）および第三アミン基を有する重合体（例えば、ポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアルキルアミン、ポリ−Ｎ−アルキルアミン）からなる群から選ばれる。好ましくは使用されるポリイミンとしては、ポリエチレンイミン、エピハロヒドリンで架橋された変性ポリエチレンイミン、エチレンイミンでグラフトされたポリアミドアミンおよびそれらの混合物が挙げられる。他の好適なポリ陽イオン重合体としては、エチレンイミンでグラフトされた変性ポリアミドアミン、ポリエーテルアミン、ポリビニルアミン、ポリアルキルアミン、ポリアミドポリアミンおよびそれらの混合物が挙げられる。
【００３７】
好ましい態様においては、ポリ陽イオン重合体は、平均分子量少なくとも約２００、より好ましくは少なくとも５，０００、最も好ましくは約１０，０００以上を有する陽イオン重合体である。本発明で有用なポリ陽イオン重合体としては、分子量分布に単一極大値（ピーク）を有する重合体、並びに１個以上の極大値を有するポリ陽イオン重合体が挙げられる。分子量分布は、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィーによって分析できる。
【００３８】
好ましくは、吸収性材料で使用するポリ陽イオン重合体の量は、吸収性材料の約０．１〜約１０重量％である。
【００３９】
吸収性材料の５０重量％より高い濃度のＷＡＨＰを与えるために、本発明に使用するポリ陽イオン重合体は、単独で粘着性であることができるように濃度約８０〜９９重量％を有する。粘着性の特性を有するポリ陽イオン重合体は、グルー微小繊維なしに溶融吹込することができ、従って、吸収性ゲル状粒子と担体層との間で接着剤として作用する。更に好ましくは、ポリ陽イオン重合体繊維は、分子量少なくとも約７０，０００を有する。
Ｂ．水不溶性吸収性ヒドロゲル形成重合体
１．化学組成
本発明で有用なＷＡＨＰは、普通、「ヒドロゲル性」、「ヒドロコロイド」、または「超吸収性」重合体と称し且つカルボキシメチルデンプン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどの多糖類；ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテルなどの非イオン型のもの；陽イオン型のもの、例えば、ポリビニルピリジン、ポリビニルモルホリニオン、およびＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルまたはＮ，Ｎ−ジエチルアミノプロピルアクリレートおよびメタクリレート、およびそれらのそれぞれの第四級塩を挙げることができる。本発明で有用なＷＡＨＰは、複数の陰イオン官能基、例えば、スルホン酸基、より典型的にはカルボキシ基を有する。ここで使用するのに好適な重合体の例としては、重合性不飽和酸含有単量体から生成されるものが挙げられる。このような単量体としては、少なくとも１個の炭素対炭素オレフィン二重結合を含有するオレフィン性不飽和酸および無水物が挙げられる。より詳細には、これらの単量体は、オレフィン性不飽和カルボン酸および酸無水物、オレフィン性不飽和スルホン酸、およびそれらの混合物から選ぶことができる。
【００４０】
若干の非酸単量体も、本発明のＷＡＨＰを調製する際に、好ましくは微量で、配合してもよい。このような非酸単量体としては、例えば、酸含有単量体の水溶性または水分散性エステル並びにカルボキシル基またはスルホン酸基を全く含有しない単量体を挙げることができる。任意の非酸単量体としては、このように下記種類の官能基：カルボン酸エステルまたはスルホン酸エステル、ヒドロキシル基、アミド基、アミノ基、ニトリル基、第四級アンモニウム塩基、アリール基（例えば、フェニル基、例えば、スチレン単量体から誘導されるもの）を含有する単量体を挙げることができる。これらの非酸単量体は、周知の物質であり、例えば、１９７８年２月２８日に発行の米国特許第４，０７６，６６３号明細書（マスダ等）および１９７７年１２月１３日に発行の米国特許第４，０６２，８１７号明細書（ウェスターマン）に非常に詳細に記載されている。
【００４１】
オレフィン性不飽和カルボン酸およびカルボン酸無水物単量体としては、アクリル酸自体、メタクリル酸、エタクリル酸、α−クロロアクリル酸、α−シアノアクリル酸、β−メチルアクリル酸（クロトン酸）、α−フェニルアクリル酸、β−アクリルオキシプロピオン酸、ソルビン酸、α−クロロソルビン酸、アンゲリカ酸、ケイ皮酸、ｐ−クロロケイ皮酸、β−ステリルアクリル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、アコニット酸、マレイン酸、フマル酸、トリカルボキシエチレンおよび無水マレイン酸によって代表されるアクリル酸類が挙げられる。
【００４２】
オレフィン性不飽和スルホン酸単量体としては、脂肪族または芳香族ビニルスルホン酸、例えば、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸およびスチレンスルホン酸；アクリル系およびメタクリル系スルホン酸、例えば、アクリル酸スルホエチル、メタクリル酸スルホエチル、アクリル酸スルホプロピル、メタクリル酸スルホプロピル、２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピルスルホン酸および２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸が挙げられる。
【００４３】
本発明で使用するのに好ましいＷＡＨＰは、カルボキシ基を含有する。これらの重合体としては、加水分解デンプン−アクリロニトリルグラフト共重合体、部分中和加水分解デンプン−アクリロニトリルグラフト共重合体、デンプン−アクリル酸グラフト共重合体、部分中和デンプン−アクリル酸グラフト共重合体、ケン化酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、加水分解アクリロニトリルまたはアクリルアミド共重合体、前記共重合体のいずれかのわずかに網目架橋された重合体、部分中和ポリアクリル酸、および部分中和ポリアクリル酸のわずかに網目架橋された重合体が挙げられる。これらの重合体は、単独または２種以上の異なる重合体の混合物の形のいずれかで使用できる。これらの重合体物質の例は、１９７８年２月２８日発行の米国特許第４，０７６，６６３号明細書（マスダ等）、１９７８年６月６日発行の米国特許第４，０９３，７７６号明細書（アオキ等）、１９８７年５月１９日発行の米国特許第４，６６６，９８３号明細書（ツバキモト等）および１９８８年３月２９日発行の米国特許第４，７３４，４７８号明細書（ツバキモト等）に開示されている。
【００４４】
ＷＡＨＰを調製する際に使用されるより好ましい重合体物質は、部分中和ポリアクリル酸のわずかに網目架橋された重合体およびそれらのデンプン誘導体である。一層好ましくは、ＷＡＨＰは、中和されたわずかに網目架橋されたポリアクリル酸〔例えば、ポリ（アクリル酸ナトリウム／アクリル酸）〕約５０〜約９５％、より好ましくは約７５％を含む。網目架橋は、重合体を実質上水不溶性にさせ且つ部分的にＷＡＨＰの吸収能力および抽出可能な重合体含量特性を決定する。これらの重合体の網目架橋法および典型的な網目架橋剤は、１９７８年２月２８日発行の米国特許第４，０７６，６６３号明細書（マスダ等）に非常に詳細に記載されている。
【００４５】
表面架橋ＷＡＨＰは、本発明の好ましい態様で使用される。それらは、内部におけるより表面付近で高水準の架橋を有する。ここで使用する「表面」とは、例えば、粒子、繊維の外面境界を意味する。多孔性ＷＡＨＰ（例えば、多孔性粒子）の場合には、露出内部境界も包含することができる。表面における高水準の架橋とは、表面付近のＷＡＨＰの官能架橋の水準が一般に内部のＷＡＨＰの官能架橋の水準より高いことを意味する。
【００４６】
表面から内部までの架橋の階調は、深さとプロフィールとの両方において変化させることができる。このように、例えば、表面架橋の深さは、低水準の架橋への比較的鋭い転移で浅いことができる。或いは、例えば、表面架橋の深さは、より広い転移でＷＡＨＰの寸法の有意画分であることができる。
【００４７】
表面架橋度および表面架橋の勾配は、所定のＷＡＨＰ内で大きさ、形状、多孔度並びに官能考慮に応じて、変化できる。粒状ＷＡＨＰの場合には、表面架橋は、粒径、多孔度などに応じて変化できる。架橋の全水準は、ＷＡＨＰ内の表面／容量比の変動に応じて（例えば、小さい粒子と大きい粒子との間）、変化することは珍しくない（例えば、より小さい粒子の場合には、より大きい）。
【００４８】
表面架橋は、一般に、ＷＡＨＰの最終境界が本質上確立された後（例えば、粉砕、押出、発泡などにより）達成される。しかしながら、表面架橋を最終境界の形成と同時に行うことも可能である。更に、境界の若干の追加の変化は、表面架橋を導入した後にさえ生じさせることができる。
【００４９】
表面架橋は、ポリ陽イオン重合体の吸収性ゲル状粒子の表面への共有結合前または共有結合と同時に達成することができる。
【００５０】
ＷＡＨＰは、好ましくは、単一のポリマー（即ち、均一系）を有するが、重合体の混合物も、本発明で使用できる。例えば、デンプン−アクリル酸グラフト共重合体と部分中和ポリアクリル酸のわずかに網目架橋された重合体との混合物は、本発明で使用できる。
２．物理的形態
本発明で使用する吸収性ゲル状粒子は、広範囲にわたって変化する大きさ、形状および／または形態を有することができる。吸収性ゲル状粒子は、最大寸法対最小寸法の大きい比率を有していてもよく（例えば、粒状物、フレーク、微粉砕物、粒子間集合体、粒子間架橋集合体など）且つ繊維、フォームなどの形であることができる。
【００５１】
本発明で有用なＷＡＨＰの粒子の場合には、粒径は、約１０〜約１０００μｍの範囲内である。ＷＡＨＰは、少量の１種以上の添加剤、例えば、粉末状シリカ、界面活性剤、セルロース微小繊維などを有する混合物からなることもできる。この混合物中の成分は、ＷＡＨＰ成分および非ヒドロゲル形成重合体添加剤が容易には物理的に分離できないような形で物理的に且つ／または化学的に関連づけることができる。ＷＡＨＰは、本質上非孔質であるか、実質的な内部多孔度を有することができる。
【００５２】
前記のような粒子の場合には、粒径は、篩サイズ分析によって測定される寸法と定義される。このように、例えば、篩目の開き７１０μｍを有する米国標準試験篩（例えば、No. ２５ＵＳシリーズ交番篩呼称）上に保持される粒子は、７１０μｍより大きい大きさを有するとみなされ；篩目の開き７１０μｍを有する篩を通過し且つ篩目の開き５００μｍを有する篩（例えば、No. ３５ＵＳシリーズ交番篩呼称）上に保持される粒子は、５００〜７１０μｍの粒径を有するとみなされ；篩目の開き５００μｍを有する篩を通過する粒子は、５００μｍより小さい大きさを有するとみなされる。
【００５３】
Ｃ．吸収性材料を含む吸収性物品
本発明に係る吸収性材料は、多くの使用分野で、多くの目的で使用できる。例えば、吸収性材料は、詰め容器、薬物送達デバイス、創傷クリーニングデバイス、やけど治療デバイス、イオン交換カラム材料、建築材料、農業または園芸材料、例えば、種シートまたは保水材料、および工業用途、例えば、スラッジまたは油脱水剤、露形成の防止用材料、乾燥剤、および湿度制御材料に使用できる。これらの環境下では、本発明の吸収性材料は、多様な形状および大きさを有することができる。例えば、吸収性材料は、シート、フィルム、シリンダー、ブロック、または他の造形材料の形で使用できる。吸収性材料は、吸収性を高めるためのセルロース材料を含むことができ且つ／またはこれらの応用および後述のように応用できる。
【００５４】
本発明の吸収性材料の独特の吸収性のため、本発明の吸収性材料は、吸収性物品、特に使い捨て吸収性物品中のコアとして使用するのに特に好適である。ここで使用する「吸収性物品」なる用語は、体液を吸収し且つ封じ込める物品を意味し、より詳細には、着用者の体に対してまたはその付近に置かれて体から排泄される各種の流体を吸収し且つ封じ込める物品を意味する。更に、「使い捨て」吸収性物品は、１回使用後に捨てることを意図するものである（即ち、吸収性物品の或る材料またはすべては、リサイクルし、再使用し、または堆肥化してもよいが、元の吸収性物品全部は洗濯したり、他の方法で元通りにしたり、吸収性物品として再使用することはない）。
【００５５】
一般に、吸収性物品は、（ａ）液体浸透性トップシート、（ｂ）液体不透性バックシート、および（ｃ）トップシートとバックシートとの間に配置されたコアを含み、コアは少なくとも１つの吸収性材料を含む。ここで使用する「コア」は、主として体液を吸収すること、分布させることおよび貯蔵することを含めて物品の流体取扱性に応答できる吸収性物品の部品を意味する。そのままで、コアは、好ましくは、吸収性物品のトップシートまたはバックシートを包含しない。
【００５６】
より好ましい態様においては、コアまたは吸収性部材は、繊維または毛羽パルプ（繊維状材料または繊維材料）、より詳細には、非吸収性ゲル化繊維を更に含むことができる。このような繊維材料は、コアの補強部材または吸収性補助部材として使用して、コアの流体取扱性を改善し並びに吸収性重合体の補助吸収剤として役立たせることができる。ここで使用する「吸収性部材」なる用語は、一般には１個以上の流体取扱性、例えば、流体吸収、流体分布、流体輸送、流体貯蔵などを与えるコアの部品を意味する。吸収性部材は、全コアまたはコアの一部分のみを構成でき、即ち、コアは、１個以上の吸収性部材を含むことができる。
【００５７】
通常の吸収性製品で使用するのに好適であるいかなる種類の繊維材料も、本発明のコアまたは吸収性部材で使用できる。このような繊維材料の特定例としては、セルロース繊維、改良セルロース繊維、レーヨン、ポリプロピレン、およびポリエステル繊維、例えば、ポリエチレンテレフタレート〔ダクロン（DACRON）〕、親水性ナイロン〔ヒドロフィル（HYDROFIL）〕などが挙げられる。既述の若干のものに加えて本発明で使用するための他の繊維材料の例は、親水化疎水性繊維、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリアクリル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリウレタンなどに由来する界面活性剤処理またはシリカ処理熱可塑性繊維である。事実、それら自体およびそれらだけでは余り吸収性が高くはなく且つそれゆえ通常の吸収性構造物で有用であるのに十分な吸収能力のウェブを与えない親水化疎水性繊維は、良好な灯心作用性によってコアで使用するのに好適である。このことは、本発明のコアにおいて、繊維の灯心作用傾向が高い流体取込速度およびコアのゲルブロックの欠如のため繊維材料自体の吸収能力よりも重要ではないとしても同じ位重要であるからである。合成繊維は、一般に、コアの繊維成分としてここで使用するのに好ましい。ポリオレフィン繊維、特にポリエチレン繊維が、より好ましい。
【００５８】
本発明の或るコアまたは吸収性部材に有用である他のセルロース繊維材料は、化学剛化セルロース系繊維である。好ましい化学剛化セルロース系繊維は、セルロース繊維を架橋剤で内部架橋することによって製造できる剛化加撚カール化セルロース系繊維である。本発明の親水性繊維材料として有用な好適な剛化加撚カール化セルロース繊維は、１９８９年１２月１９日に発行の米国特許第４，８８８，０９３号明細書（ディーン等）、１９８９年１２月２６日に発行の米国特許第４，８８９，５９５号明細書（ヘロン等）、１９８９年１２月２６日に発行の米国特許第４，８８９，５９６号明細書（ショゲン等）、１９８９年１２月２６日に発行の米国特許第４，８８９，５９７号明細書（ボーボン等）、および１９９０年２月６日に発行の米国特許第４，８９８，６４７号明細書（ムーア等）に非常に詳細に記載されている。
【００５９】
使い捨て吸収性物品の好ましい態様は、おむつである。ここで使用する「おむつ」なる用語は、着用者の下部胴の回りに着用されるガーメント（一般に乳幼児および失禁者によって着用）を意味する。コアを具備するおむつに好ましい配置は、一般に、１９７５年１月１４日発行の米国特許第３，８６０，００３号明細書（ブエル）に記載されている。或いは、本発明の使い捨ておむつに好ましい配置は、１９８９年２月２８日発行の米国特許第４，８０８，１７８号明細書（アジズ等）、１９８７年９月２２日発行の米国特許第４，６９５，２７８号明細書（ローソン）、１９８９年３月２８日発行の米国特許第４，８１６，０２５号明細書（フォアマン）、および１９９２年９月２９日発行の米国特許第５，１５１，０９２号明細書（ブエル等）にも開示されている。
【００６０】
使い捨て吸収性物品の別の好ましい態様は、生理用品である。好ましい生理用品は、１９８１年８月２５日発行の米国特許第４，２８５，３４３号明細書（マクニール）、１９８６年８月２６日発行の米国特許第４，６０８，０４７号明細書（マッチングリー）および１９８７年８月１８日発行の米国特許第４，６８７，４７８号明細書（バン・チルブルグ）に開示のような成形フィルム開口化トップシートを具備する。
【００６１】
好ましい生理用品は、１９９２年１１月３０日出願のモリタ・ヤスコの同一人に譲渡された同時係属米国特許出願第９８４，０７１号明細書「弾性化側部フラップを有する吸収性物品」に記載のようにウイング、側部フラップ、および他の構造物およびエレメントを具備できる。
【００６２】
しかしながら、本発明は、他の名前で商業上既知の他の吸収性物品、例えば、失禁用ブリーフ、成人失禁用製品、トレーニングパンツ、おむつ挿入物、化粧紙、ペーパータオルなどにも応用できる。
Ｄ．吸収性材料の製法
図１は、本発明の方法で有用な好ましい装置を図示する。１と一般に示す製造装置は、粒子供給ユニット１０、およびラミネート装置１１からなる。粒子供給ユニット１０は、吸収性ゲル状粒子供給ユニット１２、グルー微小繊維供給ユニット１６およびポリ陽イオン重合体噴霧ユニット１７を包含する。吸収性ゲル状粒子は、先ず、例えば、吸収性ゲル状粒子を振動フィーダー１３、次いで、ホッパー１４に連続的に供給するためのＫトロンスクリューフィーダー１２に装入する。吸収性ゲル状粒子をホッパー１４の出口からエダクター１５内を通り、約５０psi の空気流によって第一空気流２１としてノズル１６から噴出される。好ましくは、吸収性ゲル状粒子の平均直径は、通常、約１０μｍ〜約１，０００μｍであり、主として不連続である。
【００６３】
グルー微小繊維は、グルーガン１７（Ｊ＆Ｍカンパニー）を介して第二空気流２２として約０．２〜約２．０kgcm-1hr-1の速度で噴出される。グルー微小繊維押出は、第二空気流を通す際に細かいファイバー状となる。温度範囲は、グルー微小繊維を溶解し且つ噴霧するのに十分なように設定する。空気ギャップは、好ましくは、約０．１８mmに保つ。グルー微小繊維の第二空気流は、好ましくは、得られる吸収性材料に対して坪量約１０ｇ／ m2 となるように制御し且つその操作範囲は、好ましくは、約３．０ｇ／ m2 〜約５０．０ｇ／ m2 である。
【００６４】
第一空気流２１は、第二空気流２２と合流して一体化空気流２３を形成する。一体化空気流２３は、担体層上に好ましくは約７０ｍ／分で噴出される。一体化空気流２３の噴出速度は、担体ユニットの速度とマッチするように調整され、好ましくは約１．０ｍ／秒である。
【００６５】
真空コンベヤー１９は、ノズル１６およびグルーガン１７の下に置く。担体層２５が真空コンベヤー１９を通過する際、噴出された一体化空気流２３は、担体層２５に堅く結合される。吸収性ゲル状粒子は、好ましくは担体層の幅方向の少なくとも半分を覆う。
【００６６】
予備攪拌されたポリ陽イオン重合体を含有する第三空気流２４は、吸収性ゲル状粒子供給ユニット１８の噴出部分の後に配置される。第三空気流は、担体層に結合された吸収性ゲル状粒子上に噴霧され、その結果ポリ陽イオン重合体は、吸収性ゲル状粒子に結合する。ライン速度は、好ましくは、約８ｇ／ m2 に制御する。
【００６７】
フォールディングボード２０は、ポリ陽イオン重合体ユニット１８に隣接して、そのあとに置かれ、吸収性ゲル状粒子、グルー微小繊維、ポリ陽イオン重合体および担体層を含む吸収性材料は、最終幅のエッジ密閉ラミネート構造物を形成する。吸収性材料の積層品は、ライン最終端部で巻き取られる。
【００６８】
また、本発明は、吸収性材料の製法を提供する。方法は、（ａ）ＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子を担体層上に供給し、（ｂ）グルー微小繊維を担体層上に供給し、（ｃ）ポリ陽イオン重合体を吸収性ゲル状粒子上に供給して吸収性ゲル状粒子とポリ陽イオン重合体との間に結合を形成することを含み、吸収性ゲル状粒子はグルー微小繊維が担体層に接着する前に、グルー微小繊維と接着する。
【００６９】
１つの態様においては、本法は、セルロース繊維を吸収性ゲル状粒子に分散する工程を更に含み、グルー微小繊維がセルロース繊維と吸収性ゲル状粒子との間で接着剤として作用する。
【００７０】
好ましい態様においては、吸収性ゲル状粒子は、第一空気流を介して担体層上に供給される。
【００７１】
より好ましい態様においては、グルー微小繊維は、第二空気流を介して供給される。グルー微小繊維を含む第二空気流は、好ましくは、約１００℃〜約４００℃の温度を有する。
【００７２】
好ましい態様においては、ポリ陽イオン重合体は、第三空気流を介して供給される。ポリ陽イオン重合体を含む第三空気流は、好ましくは約０．１〜１０重量％の濃度を有する溶液として使用される。
【００７３】
次いで、ポリ陽イオン重合体を含有する溶液は、複数の吸収性ゲル状粒子上に供給される。特に、吸収性ゲル状粒子の少なくとも２個、好ましくはすべて、溶液で覆われた部分を有する。好ましい態様においては、吸収性ゲル状粒子の表面積の少なくとも約７０％は、ポリ陽イオン重合体を含有する溶液で覆われる。溶液は、溶液を材料に適用するのに好適である技術上周知の各種の技術および装置のいずれか、例えば、溶液を吸収性ゲル状粒子上に被覆する方法、ダンピングする方法、注ぐ方法、滴下する方法、噴霧する方法、微粒化する方法、濃縮する方法、または浸漬する方法を使用して適用できる。ポリ陽イオン重合体を適用した後、好ましくはゲル化粒子の表面積の約９０％以上は、溶液で覆われる。
【００７４】
好ましい態様においては、方法は、工程（ｃ）で得られた材料を約５０℃〜約３００℃の温度で加熱してポリ陽イオン重合体を吸収性ゲル状粒子のＷＡＨＰに共有結合する工程を更に含む。
【００７５】
好ましい態様においては、ポリ陽イオン重合体は、ポリ陽イオン重合体が吸収性ゲル状粒子の表面エリアで吸収性ゲル状粒子に共有結合するようになるように吸収性ゲル状粒子と反応させる。より好ましくは、共有結合は、吸収性ゲル化粒子の表面配置カルボキシ基とポリ陽イオン重合体のアミノ基との間で作られる。好ましくは、ポリ陽イオン重合体の少なくとも約８０重量％、より好ましくは約９０重量％以上は、吸収性ゲル状粒子に共有結合する。高熱エネルギーが供給された時には、吸収性材料を含む吸収性物品は、より良好な流体浸透性を示す。流体浸透性が改善されると、吸収性材料を含む吸収性物品全体にわたっての例えば尿の広がりは増大され、それゆえ吸収性ゲル状粒子流体吸収効率を上げることができる。
【００７６】
また、本発明は、吸収性材料の製法に関する。本発明の製法は、（ａ）ＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子を含む第一空気流を形成し、（ｂ）グルー微小繊維を含む第二空気流を形成し、（ｃ）第二空気流を第一空気流と合流して、グルー微小繊維と吸収性ゲル状粒子との完全な混合物を含む一体化空気流を形成し、（ｄ）一体化空気流を担体層上に供給し、（ｅ）ポリ陽イオン重合体を含む第三空気流を形成し、（ｆ）ポリ陽イオン重合体が吸収性ゲル状粒子に結合するように第三空気流を担体層上に供給することからなる。
【００７７】
さらに好ましくは、吸収性材料の製法は、（ａ）ＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子を含む第一空気流を形成し、（ｂ）ポリ陽イオン重合体を含む第二空気流を形成し、（ｃ）第二空気流を第一空気流と合流して、一体化空気流を形成し（ポリ陽イオン重合体は吸収性ゲル状粒子に結合する）、（ｄ）グルー微小繊維を含む第三空気流を形成し、（ｅ）一体化空気流を第三空気流と合流して混合空気流を形成し、（ｆ）ポリ陽イオン重合体に結合された吸収性ゲル状粒子がグルー微小繊維に接着し且つグルー微小繊維が担体層に接着するように混合空気流を担体層上に供給することからなる。
【００７８】
より好ましい態様においては、第二空気流は、少なくとも約４００℃の温度および空気圧力約５０psi で噴出される。
【００７９】
別の態様においては、方法は、（ａ）濃度約８０〜約９９重量％を有するポリ陽イオン重合体を含むポリ陽イオン重合体繊維を、ＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子上に適用し、（ｂ）吸収性ゲル状粒子を担体層上に供給することを含み、ポリ陽イオン重合体繊維は吸収性ゲル状粒子と担体層との間で接着剤として作用する。好ましくは、ポリ陽イオン重合体繊維は、分子量少なくとも約７０，０００を有する。
【００８０】
好ましい態様においては、ポリ陽イオン重合体繊維はポリ陽イオン重合体を含有する第一空気流を形成し且つ吸収性ゲル状粒子は第二空気流を形成して、ポリ陽イオン重合体繊維と吸収性ゲル状粒子との完全な混合物を含有する一体化空気流を形成する。
【００８１】
より好ましい態様においては、方法は、（ａ）ポリ陽イオン重合体繊維を含有する第一空気流を形成し、（ｂ）ＷＡＨＰを含む吸収性ゲル状粒子を含有する第二空気流を形成し、（ｃ）第二空気流を第一空気流と合流して、一体化空気流を形成し（ポリ陽イオン重合体繊維は吸収性ゲル状粒子に結合する）、（ｄ）吸収性ゲル状粒子が担体層上でポリ陽イオン重合体繊維に結合するように一体化空気流を担体層上に供給することからなる。
Ｅ．試験法
１．合成尿
ここに記載の試験法で使用する特定の合成尿を「合成尿」と称する。合成尿は、普通、ジェイコ・シンウリン（Jayco SynUrine）またはジェイコ合成尿として既知であり且つペンシルベニア州キャンプ・ヒルのジェイコ・ファルマセウティカルズ・カンパニーから入手できる。合成尿の処方は、ＫＣｌ ２．０ｇ／l 、Ｎａ2 ＳＯ4 ２．０ｇ／l 、（ＮＨ4 ）Ｈ2 ＰＯ4 ０．８５ｇ／l 、（ＮＨ4 ）2 ＨＰＯ4 ０．１５ｇ／l 、ＣａＣｌ2 ０．１９ｇ／l およびＭｇＣｌ2 ０．２３ｇ／l である。化学薬品のすべては、試薬等級を有する。合成尿のpHは、６．０〜６．４の範囲内である。
２．湿潤破裂強さ(wet burst strength)測定
標準破裂強さ試験プログラムは、試験の終りにおけるピーク荷重および破損荷重での荷重、撓みおよびエネルギーを測定する。この試験の目的は、合成尿の一定の荷重に付した後の吸収性ゲル状粒子含有ラミネート構造物の力（ｇ）を評価することである。１０cm×１０cmの寸法を有し且つ吸収性ゲル状粒子坪量３１０ｇ／ m2 を有するラミネート試料は、一般には３．６±０．３ｇであり且つ合成尿７０mlにソーキングさせる。合成尿は、元の重量の２０倍の合成尿荷重で吸収性ゲル化粒子含有ラミネートによって完全に吸収する。破裂テスター、スイング−アルバート・インストルーメント・カンパニー製のNo. １７７−１−Ｂを使用して、２０倍の合成尿を装入したラミネート試料をパンクさせるのに必要とされる力（ｇ）を測定する。試料ホルダーは、直径４．５インチ（約１１．４cm）および厚さ０．１２５インチ（約３．１７５mm）のプレキシガラス製ディスクであり、直径０．７５インチ（約１９．０５mm）の穴がプレキシガラスの中心にある。直径０．２５インチ（約６．３５mm）のステンレスボールヘッドを使用して試料をパンクさせる。
３．吸収容量(gel volume)
ＷＡＨＰの吸収容量は、過剰のジェイシー（Jaycee）合成尿で膨潤した後の保持吸収能力と定義される。それは、重合体上の圧力が比較的低い使用条件下での重合体の最大吸収能力の尺度となる。吸収容量は、ジェイシー合成尿を使用することによって後述の遠心分離能力法によって測定する。吸収容量は、乾燥重量基準で計算する。吸収容量計算で使用する乾燥重量は、ＷＡＨＰを１０５℃で３時間オーブン乾燥することによって測定する。化学薬品のすべては、試薬等級を有する。ジェイシー合成尿のpHは、６．０〜６．４の範囲内である。
【００８２】
ヒ−トシール性ティーバッグ紙を６cm×１２cmに切断し、長さ方向に半分に折り、２辺に沿ってエッジに近くをＴバーシーラーでシールして６cm×６cmのティーバッグ正方形を製造する。ＷＡＨＰ ０．２００ｇ（±０．００５ｇ）をティーバッグに移し、バッグの上部をそのエッジでシールする。空のティーバッグの上部をシールし、ブランクとして使用する。ジェイコ合成尿約３００mlを１，０００mlのビーカーに注ぎ、ＷＡＨＰを含有するティーバッグおよびブランクをビーカーに水没する。３０分間ソーキングした後、ブランクおよびＷＡＨＰ充填ティーバッグは、トングを使用することによって溶液から取り出す。直読回転速度計、電気タイマーを有する遠心分離機（日本の東京のコクサン・エンシンキ株式会社製のＨ−１２２タイプ）をこの測定に使用する。試料ティーバッグおよびブランクティーバッグを遠心分離機バスケットに配置し、１１００rpm で３分間遠心分離する。吸収容量を次の通り計算する：
吸収容量（ｇ／ｇ）＝（Ｗｓ−Ｗｂ−Ｗｏ）／Ｗｏ
〔式中、Ｗｓは遠心分離後の試料ティーバッグ重量であり、Ｗｂは遠心分離後のブランクティーバッグ重量であり、ＷｏはＷＡＨＰ重量（０．２００ｇ）である〕。
【００８３】
少なくとも２回の測定値の平均が報告される。
４．液体吸収速度およびぬれ感試験
本発明に従って作られたこの吸収性材料を含むラミネート製品の液体吸収速度およびぬれ感を測定する。典型的な吸収性物品は、吸収層としてのエアフィルト（airfilt)および吸収性ゲル状粒子坪量少なくとも３１０ｇ／ m2 のコアを含むラミネート製品を包含する。液体吸収（速度）およびぬれ感測定を外圧０．３０psi で平らな配置で遂行する。合成尿２００mlの連続装入後、濾紙の数片を湿潤パッド上に置き、０．４０psi 下で３０分間ソーキングさせる。濾紙の重量増大をフロント部分、中間部分およびバック部分から総計し、ぬれ感の測定値とする。
Ｆ．例
下記の例は、本発明の吸収性材料を例示するものであり特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。
【００８４】
本発明に係る複合体は、図１に図示のラミネート製品用製造ラインで製造する。
【００８５】
この例で使用するすべての原料は、一般的入手可能なものである。グルー微小繊維としてＨ．Ｂ．フラー・カンパニー製のスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＨＬ−１３５８−ＸＺＰ）を使用し、製造時に少なくとも３５０℃で加熱保持する。吸収性ゲル状粒子として日本触媒株式会社製のＬ７６ｌｆを使用し、３００μｍ〜６００μｍの粒径分布を有する。ポリ陽イオン重合体としてはワコー・ケム・カンパニー製のポリエチレンイミンを使用し、その固形分３０％であり且つ分子量７０，０００ドルトンである。担体層としてはハビックス・カンパニー社製のティッシュを使用し、機械方向で引張強さ１．１kg／インチを有する。
【００８６】
本発明の吸収性材料の性能として、湿潤破裂強さ（ＢＢＳ）およびゲル容量（ＧＶ）を測定し表１に示す。また本発明の吸収性材料を包含するおむつにおいては、液体の吸収速度およびぬれ感を測定し、表２に示す。
例１
圧縮空気流を空気圧力５０psi に保つ。Ｌ７６ｌｆをＫトロンスクリューフィーダー中で調製し振動フィーダー、次いで、ホッパーに連続的に供給する。さらにホッパーからエダクターを通り、圧縮空気流と合わせて、第一空気流を与える。Ｌ７６ｌｆの第一空気流の注入速度を、ライン速度とマッチするように約１．０ｍ秒-1に保つ。
【００８７】
スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＨＬ−１３５８−ＸＺＰ）をグルーガンの装置（Ｊ＆Ｍカンパニー）を通して約０．２〜約２．０kgcm-1hr-1の速度で押し出す。グルーブロック共重合体が薄い繊維になるように、グルーガンの空気ギャップを約０．１８mmに保つ。
【００８８】
押し出されたＨＬ−１３５８−ＸＺＰを空気流と合わせて、第二空気流を与える。第二空気流を約４００℃の温度および空気圧力約５０psi に保つ。ＨＬ−１３５８−ＸＺＰの第二空気流は、約３．０ｇ／ m2 〜約５０．０ｇ／ m2 となるように調整する。
【００８９】
さらにＬ７６ｌｆの第一空気流とＨＬ−１３５８−ＸＺＰの第二空気流を一体化空気流として調製する。
【００９０】
一方、真空コンベヤーをグルーガンおよびエダクターの下になるように配置する。
【００９１】
ティッシュは真空コンベヤー上を約７０ｍ／分で走行させる。一体化空気はコンベアー上の真空吸引部分（ポイント）に射出され、Ｌ７６ｌｆ、ＨＬ−１３５８−ＸＺＰはティッシュに堅く結合する。ティッシュ幅は少なくとも約２３cmであり且つ一体化空気流の被覆幅は少なくとも約９．５０cmである。
【００９２】
ポリエチレンイミンを蒸留水に約１０〜約２０重量％の濃度で溶解させる。第三空気流スプレー空気圧力噴霧システム（スプレイング・システム・カンパニーからのＢ１／８ ＶＡＵ−ＳＳ＋ＳＵＶ ６７−ＳＳ ０．５〜１．２kg／cm2 ）をＨＬ−１３５８−ＸＺＰおよびＬ７６ｌｆを含有する一体化空気流が射出された後に配置する。ライン速度に従って、第三空気流の噴霧速度を８ｇ／ m2 に制御する。ポリエチレンイミンはラミネート製品の約２．０重量％となる。
【００９３】
フォールディングボードをポリエチレンイミン溶液の第三空気流スプレーの隣に置く。ティッシュ、Ｌ７６ｌｆ、ＨＬ−１３５８−ＸＺＰおよびポリエチレンイミンが形成されたティッシュを折って最終幅約１０cmのエッジ密閉ラミネート構造物を形成する。ラミネート製品をラインの終りに巻く。吸収性ゲル状粒子約３１０ｇ／ m2 の形成ラミネートの厚さは、約１．３mmである。
【００９４】
本例に従って製造されたこの吸収性材料を含むラミネート製品の性質を評価する。湿潤破裂強さおよび吸収容量は、６１ｇおよび３３ｇ／ｇである。結果は、驚異的なことに、本発明に係る吸収性材料によって高い湿潤破裂強さ（ＢＢＳ）および高い吸収容量（ＧＶ）を示す。
例２
ポリエチレンイミン添加剤の第三空気流スプレーを使用しない以外は、試料の基本組成は、例１と同様である。
【００９５】
本例に従って調製されたこの吸収性材料を含むラミネート製品の性質を評価する。湿潤破裂強さおよび吸収容量は、２５ｇおよび３５ｇ／ｇである。
例３
本例においては、以下の記載以外については、試料の基本組成は例１と同様である。
【００９６】
（１）「ＵＲＩＣ吸収性ゲル状粒子」を第一空気流中で使用する「ＵＲＩＣ吸収性ゲル状粒子」は、吸収性ゲル状粒子に結合されたポリ陽イオン重合体などの吸収性変性重合体によって改善された吸収性を有する吸収性ゲル状粒子である。
【００９７】
（２）第三空気流スプレーがない。
【００９８】
本例に従って調製されたこの吸収性材料を含むラミネート製品の性質を評価する。湿潤破裂強さおよび吸収容量は、４５ｇおよび３１ｇ／ｇである。結果は、驚異的なことに、本発明に係る吸収性材料によって高い湿潤破裂強さ（ＢＢＳ）および高い吸収容量（ＧＶ）を示す。
例４
熱可塑性高分子微小繊維の第二空気流を使用せず且つポリエチレンイミン添加剤の第三空気流スプレーを使用する以外は、試料の基本組成は、例１と同様である。
【００９９】
本例に従って調製されたこの吸収性材料を含むラミネート製品の性質を評価する。湿潤破裂強さおよび吸収容量は、０ｇおよび３８ｇ／ｇである。
【０１００】
ここに記載の例および態様は、例示の目的のためのみのものであり且つそれに徴しての各種の修正または変更は、当業者に示唆されるものであり本願の精神および範囲および特許請求の範囲の範囲に包含されることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸収性材料を製造するための装置の概略図である。
【符号の説明】
１ 製造装置
１０ 粒子適用ユニット
１１ 担体層装置
１２ 吸収性ゲル状粒子供給ユニット
１７ グルー微小繊維供給ユニット
１８ ポリ陽イオン重合体噴霧ユニット
２１ 第一空気流
２２ 第二空気流
２３ 一体化空気流
２４ 第三空気流
２５ 担体層
Claims (8)
- （ａ）水不溶性吸収性ヒドロゲル形成重合体からなる吸収性ゲル状粒子、
（ｂ）ポリ陽イオン重合体、
（ｃ）グルー微小繊維、および
（ｄ）担体層
を含んでなる吸収性材料であって、前記ポリ陽イオン重合体は前記吸収性ゲル状粒子に結合し、かつ、前記グルー微小繊維は前記吸収性ゲル状粒子と前記担体層との間で接着剤として作用することを特徴とする、吸収性材料であって、
吸収性ゲル状粒子に分散されたセルロース繊維を更に含み、該セルロース繊維はグルー微小繊維によって吸収性ゲル状粒子に接着されてなり、
グルー微小繊維がエラストマー微小繊維および非エラストマー微小繊維からなる群から選ばれ、
非エラストマー微小繊維が水溶性微小繊維および水不溶性微小繊維からなる群から選ばれる、吸収性材料。 - 水溶性微小繊維がポリエチルオキサゾリン、ポリビニルピロリドン、エチレン酢酸ビニル共重合体グルーおよびそれらの混合物からなる群から選ばれる、請求項１に記載の吸収性材料。
- （ａ）水不溶性吸収性ヒドロゲル形成重合体からなる吸収性ゲル状粒子、
（ｂ）ポリ陽イオン重合体を含むポリ陽イオン重合体繊維、および
（ｃ）担体層
を含んでなる吸収性材料であって、濃度約８０〜９９重量％を有するポリ陽イオン重合体を含む前記ポリ陽イオン重合体繊維は前記吸収性ゲル状粒子に結合し、かつ、前記ポリ陽イオン重合体繊維は前記吸収性ゲル状粒子と前記担体層との間で接着剤として作用することを特徴とする、吸収性材料。 - ポリ陽イオン重合体繊維が分子量少なくとも約７０，０００を有する、請求項３に記載の吸収性材料。
- （ａ）液体浸透性トップシート、
（ｂ）液体不透性バックシート、および
（ｃ）前記トップシートと前記バックシートとの間に配置された吸収コア
を含んでなる吸収性物品であって、前記吸収コアが請求項３に記載の吸収性材料を含むことを特徴とする、吸収性物品。 - （ａ）濃度約８０〜約９９重量％を有するポリ陽イオン重合体を含むポリ陽イオン重合体繊維を、水不溶性吸収性ヒドロゲル形成重合体からなる吸収性ゲル状粒子上に適用し、
（ｂ）前記吸収性ゲル状粒子を担体層上に与える
ことを含み、前記ポリ陽イオン重合体繊維が、吸収性ゲル状粒子と担体層との間で接着剤として作用することを特徴とする、吸収性材料の製法。 - ポリ陽イオン重合体繊維が分子量少なくとも約７０，０００を有する、請求項６に記載の吸収性材料の製法。
- ポリ陽イオン重合体繊維および吸収性ゲル状粒子をそれぞれ第一空気流および第二空気流によって与える、請求項６に記載の吸収性材料の製法。
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