JP2003518150A - 高透過性で低吸収容量のポリマー - Google Patents

高透過性で低吸収容量のポリマー

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ティー． グラハム，アンドリュー
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    • C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/14—Water soluble or water swellable polymers, e.g. aqueous gels

Abstract

(57)【要約】 高いゲル床透過性および低い吸着容量を有する高吸収性ポリマーを製造するための改善方法並びに該方法により製造されたポリマー。一層特定的には、該方法は、高いゲル床透過性および低い吸着容量を有する水膨潤性の水不溶性ポリマー粒子の製造方法であり、しかして該方法は、実質的に均一に架橋されかつ少なくとも５×１０-9ｃｍ2のゲル床透過性および２６ｇ／ｇ未満の吸収容量を有するポリマーが形成されるような条件下で、少なくとも２種の共有結合架橋剤を用いてポリマーを架橋することを含む。本発明は、高透過性で低吸収容量のポリマーを含有する物品を包含する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）組成物および該組成物を製造する方法
に関する。
【０００２】 高吸収性ポリマーは、通常オムツのような身体ケア用物品に用いられる周知の
材料である。これらのポリマーは、それらの重量の数倍の、たとえば水、塩水、
尿、血液および漿液体液を吸収することが知られている。
【０００３】 ゲル閉塞は、オムツのような吸収物品における高吸収性ポリマーの使用に関連
した周知の問題である。吸収物品中への体液の流入点の周りの高吸収性ポリマー
粒子の急速膨張がＳＡＰ−フラッフ（fluff）マトリックス中の隙間空間および
細孔の閉鎖を引き起こすとき、ゲル閉塞が起こる。膨潤ヒドロゲルを通じての拡
散による液体の輸送は隙間空間を通じての輸送よりはるかに遅いので、密封効果
が流体流入域において起こる。この効果は、「ゲル閉塞」と称される。後続量の
流体はもはや吸収コア中に浸透し得ず、そして非制御態様にて既に表面上飽和さ
れた域の表面を横切ってその縁に流れる傾向になり、吸収物品からの望ましくな
い漏れをもたらすことになる。
【０００４】 ゲル閉塞に対処する一つのやり方は、高吸収性ポリマーゲル床の透過性を増大
することである。より低い吸収容量を有する高吸収性ポリマーはより高い透過性
を有する傾向にあるので、ゲル閉塞に対処する別のやり方は、高吸収性ポリマー
の吸収容量を低減することである。
【０００５】 高吸収性ポリマーの吸収容量は、重合中添加されたポリビニル架橋剤の量の関
数である、ということは当該技術において周知であり（Buchholz, F. L.およびG
raham, A. T.，「Modern Superabsorbent Polymer Technology」，John Wiley &
Sons，１９９８参照）、しかしてより多量のポリビニル架橋剤はより低レベル
の吸収容量をもたらす。残念なことに、大過剰のポリビニル架橋剤または粒子表
面架橋のような追加プロセス工程の使用なしに、ゲル閉塞を低減するのに十分に
低い吸収容量レベルを達成することは困難である。残念なことに、ポリビニル架
橋剤は、大過剰にて用いるには高価すぎる。粒子表面架橋工程のような追加プロ
セス工程は、余分の資本および操作コストのような関連の不利を有する。
【０００６】 水溶性のカルボン酸含有ポリマーは、たとえば比較的安価なポリヒドロキシ物
質での、エステル化により架橋され得る、ということも当該技術において知られ
ている。時には、これは硬化と称される。この目的のために、ポリアミン物質で
のカルボン酸含有ポリマーのアミド化のような他の反応も知られている。典型的
には、これらのエステル化型反応は脱水条件を必要とし、そして反応溶液の高い
水含有率に因りプロセスの重合工程中容易には起こらない。むしろ、これらの脱
水反応は、たいていプロセスの乾燥工程中起こる。
【０００７】 ＷＯ９５／２６２０９は、比較的大きい粒度分布を用いることによりおよび表
面架橋高吸収性ポリマーを用いることによりゲル床透過性が増大され得ることを
開示する。残念なことに、表面架橋高吸収性ポリマーを製造することは追加プロ
セス工程を伴い、それにより高吸収性ポリマーの製造コストを増す。
【０００８】 高いゲル床透過性および低い吸着容量を有する高吸収性ポリマーを製造するた
めの改善された比較的簡単な方法であって、表面架橋工程または多量の高価なポ
リビニル架橋剤を必要しない方法があることが望ましい。かかる方法の一つの明
白な利点は、加工工程を除くことに関連したコストの節約である。
【０００９】 本発明は、高いゲル床透過性および低い吸着容量を有する高吸収性ポリマーを
製造するための改善方法並びに該方法により製造されたポリマーを包含する。一
層特定的には、該方法は、高いゲル床透過性および低い吸着容量を有する水膨潤
性の水不溶性ポリマー粒子の製造方法であり、しかして該方法は、実質的に均一
に架橋されかつ少なくとも５×１０-9ｃｍ2のゲル床透過性および２６ｇ／ｇ未
満の吸収容量を有するポリマーが形成されるような条件下で、少なくとも２種の
共有結合架橋剤を用いてポリマーを架橋することを含む。本発明のポリマーは、
本発明の方法により製造されたポリマーである。本発明は、高透過性で低吸収容
量のポリマーを含有する物品を包含する。
【００１０】 高吸収性ポリマーの塊状または溶液重合法において、架橋結合の実質的にすべ
てを硬化様（curing-like）の方法（上記に記載されたような）により与えるこ
とは望ましくなく、何故なら架橋結合は一般に重合段階中組み込まれないで、む
しろ重合ゲルからの水の実質量の除去後のみ組み込まれるからである、というこ
とを本発明者は見出した。本質的に未架橋のポリマーゲルの取扱いは、エステル
化反応（または他の硬化様の反応）前のゲルの高粘度しかし低弾性の結果として
、はるかに困難であり、また経済的に劣る。対照的に、塊状または溶液重合法に
おける架橋ゲルの取扱いは、ポリマーゲルのほぼ弾性で比較的粘稠でない挙動の
ために、比較的容易である。たとえば、水含有ポリマーゲルの、より小さい個別
の断片（より効率的に乾く）への破壊は、ほぼ粘稠な状態と比較して、ほぼ弾性
な状態においてはるかに増進される。
【００１１】 ２種の共有結合架橋剤は、ポリビニル化合物である第１架橋剤およびヒドロキ
シル含有の架橋用化合物である第２架橋剤を含む。２種の共有結合架橋剤は、ポ
リマー製造方法の本質的に別個の段階において、すなわち第１架橋剤について重
合段階および第２架橋剤について加熱乾燥段階において、カルボン酸含有ポリマ
ーを架橋する。
【００１２】 第１架橋剤として用いるのに適した化合物の例は、ＣＨ2＝ＣＨＣＯ−、ＣＨ2 ＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯ−およびＣＨ2＝ＣＨ−ＣＨ2−から成る群から選択された２
ないし４個の基を１分子中に有する化合物を包含する。例示的第１架橋剤は、エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−
ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパンおよびペ
ンタエリトリトールのジアクリレートおよびジメタクリレート；トリメチロール
プロパンおよびペンタエリトリトールのトリアクリレートおよびトリメタクリレ
ート；高エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート；ペンタエリトリ
トールのテトラアクリレートおよびテトラメタクリレート；アリルメタクリレー
ト；およびテトラアリルオキシエタンを包含する。
【００１３】 第２共有結合架橋剤は適当には、水膨潤性の水不溶性ポリマーの主鎖上のカル
ボキシル部分と反応するのに適した少なくとも１個のヒドロキシル官能基を含有
するヒドロキシル含有架橋剤であるが、但し第２共有結合架橋剤は高吸収性ポリ
マーと共有結合を形成することの可能な少なくとも２個の官能基を有することを
条件とする。第２架橋剤のヒドロキシル官能基は、たとえば乾燥過程中、ポリマ
ーを加熱することにより活性化されて、ヒドロキシル官能基とのエステルを作る
。この第２架橋剤はポリオールであり得、架橋を達成するために１個より多いヒ
ドロキシル官能基を含有し得る。随意に、第２架橋剤はいわゆる二方式架橋剤（
dimodal crosslinker）であり得、同じ剤中において１個またはそれ以上のエチ
レン不飽和基と共に１個またはそれ以上のヒドロキシル基があり得る。第２架橋
剤の混合物は、用いられ得る。たとえば、本発明の第２架橋剤として、１種また
はそれ以上のポリヒドロキシ架橋剤を１種またはそれ以上の二方式架橋剤と共に
用いることは可能である。
【００１４】 第２架橋剤として用いるのに適したポリヒドロキシ化合物の例は、グリセリン
、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，
６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリグリセリン、トリメチロ
ールプロパン、ポリエチレングリコール、およびポリプロピレングリコール−ポ
リエチレングリコールコポリマーを包含するが、しかしそれらに限定されない。
第２架橋剤として用いるのに適した二方式剤の例は、２−ヒドロキシエチル（メ
ト）アクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、グリシジルメ
タクリレートおよびアリルグリシジルエーテルを包含するが、しかしそれらに限
定されない。このタイプの二方式モノマーの多くの例は、米国特許４，９６２，
１７２および５，１４７，９５６（それらの教示は参照することにより本明細書
に合体される）に与えられている。第２共有結合架橋剤は、純状態または水溶液
のいずれかにて用いられ得る。
【００１５】 第２架橋剤はモノマー混合物の調製中またはポリマーゲルの乾燥工程前のプロ
セスのいかなる後続段階においても添加され得、そして乾燥工程中または後にポ
リマーを架橋するよう働く。第１および第２架橋剤は両方共、表面架橋剤とは対
照的に、バルク架橋剤として用いられる。従って、本発明のポリマーは、表面架
橋されるのとは対照的に、実質的に均質に架橋されるまたはバルク架橋される。
本発明の方法を用いることの結果として、多量の比較的高価なポリビニル架橋剤
を用いる過剰出費なしに、費用のかかる表面架橋法の使用および資本的支出なし
に、また本質的に可溶なポリマーを架橋様の反応でもって架橋することのプロセ
ス取扱い上の困難性を回避する一方、比較的低吸収容量の高吸収性ポリマーが製
造され得る。ポリマー性質の更なる改質が所望される場合、更なる表面架橋工程
が本発明の方法において随意に用いられ得る、ということが記される。
【００１６】 本発明の一つの具体的態様において、第１共有結合架橋剤および第２共有結合
架橋剤の両方共が、本発明のポリマーを製造するための重合用混合物中に存在す
る。本発明の別の具体的態様において、ポリオール架橋剤はポリマーヒドロゲル
に、重合が完了または実質的に完了した後しかし該ヒドロゲルの乾燥前に添加さ
れ得る。
【００１７】 用いる架橋剤の総量は一般に、ゲル床透過性の所望度により決定される。架橋
剤は好ましくは、少なくとも５×１０-9ｃｍ2のゲル床透過性および２６ｇ／ｇ
未満の吸収容量を有するポリマーを生成するのに有効な量にて存在する。用いら
れる架橋剤の総量が１００部のモノマー当たり０．０００５重量部未満の量であ
る場合、ポリマーのゲル床透過性は通常低すぎ、またポリマーの吸収容量は高す
ぎる。第１架橋剤は適当には、１００重量部の使用α，β−エチレン不飽和モノ
マー当たり０．０００５から５重量部の範囲の量にて用いられる。一層好ましく
は、第１架橋剤の量は１００重量部のα，β−エチレン不飽和モノマー当たり０
．１から１重量部の範囲にある。第２架橋剤は適当には、１００重量部の使用α
，β−エチレン不飽和モノマー当たり０．０００５から５重量部の範囲の量にて
用いられる。一層好ましくは、第２架橋剤の量は１００重量部のα，β−エチレ
ン不飽和モノマー当たり０．１から２重量部の範囲にある。
【００１８】 本発明の親水性ポリマーは、モノカルボン酸、ポリカルボン酸、アクリルアミ
ドおよびそれらの誘導体のような水溶性α，β−エチレン不飽和モノマーから製
造され得る。本発明のポリマーの製造のための適当なモノマーの例は、たとえば
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸並びにそれらのアルカ
リ金属塩およびアンモニウム塩；イタコン酸、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、並びに２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸およびそ
の塩のような、α，β−エチレン不飽和モノマーを包含する。好ましいモノマー
は、アクリル酸およびメタクリル酸並びにそれらのそれぞれの塩形態（アルカリ
金属またはアンモニウム塩のような）を包含する。本発明において有用な水溶性
モノマーは、モノマー水溶液の総重量を基準として重量により１０パーセントか
ら８０パーセントの範囲の量にて用いられ得る。好ましくは、該量はモノマー水
溶液の総重量を基準として１５パーセントから６０パーセントの範囲にある。
【００１９】 随意に、小量の、酸モノマーのアルキルエステルたとえばメチルアクリレート
またはメチルメタクリレートのような他の水溶性不飽和モノマーは、吸水性ポリ
マー中に存在し得る。加えて、たとえばポリビニルアルコール、デンプンおよび
水溶性または水膨潤性セルロースエーテルのような或るグラフト用ポリマーは、
優れた性質を有する生成物を製造するために用いられ得る。かかるグラフト用ポ
リマーは、用いられる場合、α，β−エチレン不飽和モノマーを基準として１０
重量パーセントまでの量にて用いられる。
【００２０】 重合は、中和されていないまたは重合前に中和されているかもしくは部分的に
中和されている酸モノマーを用いて行われ得る。中和は好都合には、水性モノマ
ーを酸モノマー中に存在する酸基の２０と９５パーセントの間中和するのに十分
な量の塩基性物質と接触させることにより達成される。塩基性物質の量は、酸モ
ノマー中に存在する酸基の好ましくは４０パーセントと８５パーセントの間最も
好ましくは５５パーセントと７５パーセントの間中和するのに十分である。
【００２１】 モノマーの酸基を中和するために有用である化合物は典型的には、重合過程に
有害な影響を及ぼすことなしに酸基を十分に中和するものである。かかる化合物
の例は、アルカリ金属水酸化物並びにアルカリ金属炭酸塩および重炭酸塩を包含
する。好ましくは、ナトリウムまたはカリウムの水酸化物または炭酸塩が、モノ
マーを中和するために用いられる。中和の所望度を決定する際に、吸収される水
性流体と接触またはそれに分散されることになっている生じる架橋吸収性ポリマ
ーのｐＨが、該ポリマーが意図されている用途にとって適切な範囲に維持される
ことを保証するよう、注意が払われねばならない。その代わりに、当該技術にお
いて知られているように、重合が未中和モノマーを用いてそしてその後に中和が
行われ得る。
【００２２】 所望される場合、過酸化水素（アクリル酸を基準として０〜５００ｐｐｍ）は
、中和剤の添加の前または後のいずれかにて、漂白剤として添加され得る。
【００２３】 好都合には、フリーラジカル重合開始剤が、水溶性モノマーおよび架橋剤の重
合の際に用いられる。重合を開始させるのに十分にモノマー溶液に可溶であるフ
リーラジカル重合開始剤が好ましい。たとえば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモ
ニウム、過硫酸ナトリウムおよび他のアルカリ金属過硫酸塩のような水溶性過硫
酸塩、過酸化水素、並びに２，２′−アゾビス−（２−アミジノプロパン）塩酸
塩のような水溶性アゾ化合物が用いられ得る。過酸化水素のようなこれらの開始
剤のあるものは、公知のレドックス型開始剤を形成させるために、亜硫酸塩また
はアミンのような還元物質と組み合わせられ得る。用いられる開始剤の総量は、
α，β−エチレン不飽和モノマー反応体の総重量を基準として０．０１から１．
０重量パーセント好ましくは０．０１から０．５重量パーセントの範囲にあり得
る。
【００２４】 吸水性樹脂は好ましくは、それを水不溶性にかつ水膨潤性にするよう軽度に共
有結合架橋される。所望架橋構造は、異なるメカニズムにより動作する少なくと
も２種の共有結合架橋剤を用いてポリマーを架橋することにより得られ得る。第
１架橋剤は適当には、本明細書においてポリビニル架橋剤とも称されるポリエチ
レン不飽和架橋剤である。本発明の第１架橋剤として、２種またはそれ以上の異
なるポリビニル架橋剤を用いることは可能である。
【００２５】 架橋剤は典型的にはα，β−エチレン不飽和モノマーの水溶液に可溶であるけ
れども、架橋剤は、マイナス的影響なしにかかる溶液に単に分散可能にすぎなく
てもよい。かかる分散剤の使用は、米国特許４，８３３，２２２（その教示は参
照することにより本明細書に合体される）に開示されている。適当な分散剤は、
カルボキシメチルセルロース懸濁助剤、メチルセルロース、ヒドロキシプロピル
セルロースおよびポリビニルアルコールを包含する。かかる分散剤は典型的には
、α，β−エチレン不飽和モノマー反応体の総重量を基準として０．００５と０
．１重量パーセントの間の濃度にて与えられる。
【００２６】 本発明の実施において有用なポリマーを製造するための好ましい具体的態様に
おいて、部分中和形態のα，β−エチレン不飽和モノマー、共有結合架橋剤、開
始剤およびグラフト用ポリマー基質（所望される場合）の水溶液が調製される。
この混合物の重合は、開始剤を含有する該混合物の温度を高めることによりまた
は上記に記載されたようなレドックス型開始剤を用いることにより開始され得る
。一般に、重合が始まる温度は５℃から４５℃の範囲にある。重合が行われる温
度は、用いられるモノマーのタイプおよび用いられる特定の開始剤系に高度に依
存する。重合の最大温度は、好ましくは５０℃から１００℃最も好ましくは６０
℃から１００℃の範囲にある。
【００２７】 ゲルおよび懸濁重合法を含めて、水膨潤性の水不溶性ポリマーを製造するため
の連続および回分法は周知である。たとえば米国特許４，２８６，０８２および
５，１４５，９０６（それらの教示は参照することにより本明細書に合体される
）が参照される。加えて、Buchholz, F. L.およびGraham, A. T.，「Modern Sup
erabsorbent Polymer Technology」，John Wiley & Sons（１９９８）も参照さ
れる。好ましくは、本発明のポリマーは、臭素および塩素酸化剤（たとえば塩素
酸ナトリウムを含めて）のような高温酸化剤の実質的不存在下で製造される。本
発明の方法は好ましくは、塊状、ゲルまたは溶液重合法である。
【００２８】 生じるポリマーは典型的には、当該技術において周知の手段を用いて、予備的
サイズ調整されそして乾燥される。適当な乾燥手段の例は、流動床乾燥機、回転
乾燥機、加熱スクリューコンベヤー、強制空気炉および通気ベルト乾燥機を包含
する。乾燥が２つまたはそれ以上の段階にて行われる多段乾燥は、随意に用いら
れ得る。
【００２９】 本発明の組成物は、高いゲル床透過性および低い吸収容量を示す。適当には、
該組成物は、下記に記載された方法に従って測定されそして平方センチメートル
で表される場合、少なくとも５×１０-9好ましくは少なくとも２０×１０-9一層
好ましくは少なくとも３０×１０-9更に一層好ましくは少なくとも５０×１０-9 最も好ましくは少なくとも６５×１０-9のゲル床透過性を有する。加えて、該組
成物は、下記に記載された方法に従って測定されそしてｇ／ｇで表される場合、
２６未満一層好ましくは２４未満最も好ましくは２２未満の吸収容量を有する。
２０ｇ／ｇ未満の吸収容量を有する組成物および１８ｇ／ｇ未満の吸収容量を有
する組成物もまた製造され得る。本発明のポリマーは、多孔質または非孔質であ
り得る。
【００３０】 好ましくは、少なくとも０．０１当量のカルボキシル基が、１００グラムの吸
水性樹脂当たり存在する。好ましいカルボキシル含有吸水性ポリマーの中に、デ
ンプン−アクリロニトリルグラフトコポリマーの加水分解物、デンプン−アクリ
ル酸またはポリビニルアルコールグラフトコポリマーの部分中和生成物、ビニル
アセテートアクリル酸エステルコポリマーのケン化生成物、イソブチレンとマレ
イン酸無水物のコポリマーの誘導体、アクリロニトリルコポリマーの加水分解物
、アクリロニトリルコポリマーの加水分解物の架橋生成物、架橋カルボキシメチ
ルセルロース、アクリルアミドコポリマーのポリアスパルテート加水分解物、ア
クリルアミドコポリマーの加水分解物の架橋生成物、ポリアクリル酸の部分中和
生成物および部分中和ポリアクリル酸の架橋生成物がある。
【００３１】 本発明の組成物は随意に、たとえば制塵剤およびケーキング防止剤、香料並び
に様々な塩のような、他の添加剤を含み得る。ケーキング防止剤および制塵剤は
、周知である。たとえば、米国特許５，７２８，７４２のカチオン性界面活性剤
ケーキング防止剤もまた用いられ得る。シリカは、好ましいケーキング防止剤の
例である。米国特許６，０９０，８７５および５，９９４，４４０に記載された
もののような親水性または疎水性制塵剤は、粉塵のレベルを制御するために添加
され得る。硫酸アルミニウムのようなアルミニウムの水溶性塩もまた、本発明の
方法において用いられ得る。用いられる場合、好ましくは０．２５から４重量部
のアルミニウム塩が、１００重量部の乾燥ポリマー当たり用いられる。
【００３２】 乾燥は、好ましくは少なくとも１７０℃一層好ましくは少なくとも１８０℃の
温度にて行われる。乾燥は、好ましくは２５０℃未満一層好ましくは２００℃未
満の温度にて行われる。乾燥の方法は、決定的には重要でない。所望される場合
、乾燥ポリマーは取扱い上の容易性のために再加湿され得る。
【００３３】 乾燥の完了に続いて、ポリマーは更に、好ましくは２ｍｍ未満一層好ましくは
１ｍｍ未満の平均直径を有する粒子を形成するようサイズ調整される。好ましく
は、最終ポリマー生成物は少なくとも１６０ミクロンの平均粒度を有する。
【００３４】 本発明の高吸収性ポリマーは、使い捨てオムツ、生理用ナプキン、失禁用衣類
および包帯のような吸湿物品の製造において有用である。本発明の高吸収性組成
物は、優秀な吸湿容量、流体分布性および低減漏れ性を有する薄型および超薄型
の使い捨てオムツの製造において特に有用である。オムツおよび他の吸収物品の
構成は周知であり、また吸収物品におけるフラッフとして有用な材料も周知であ
る。本発明の目的のために、用語「フラッフ（fluff）」は、当業者により理解
されているように、その意味が与えられている。フラッフの例は綿繊維、巻き毛
繊維、木材パルプ繊維、合成繊維またはそれらの組合わせを包含し、しかしてそ
れらはパッドに形成されそして主として毛管引力メカニズムにより吸収する。た
とえばＷＯ９５／２６２０９が参照される。
【００３５】 本発明の組成物でもって吸収物品を製造する際に、高吸収性組成物は、繊維の
多孔質マトリックスと混合、該マトリックスに付着、該マトリックス中において
層状化または該マトリックス中に分散され得る。かかるマトリックスは、木材パ
ルプまたはフラッフ、コットンリンター、および合成繊維または合成繊維と木材
フラッフの混合物のような親水性繊維で作られる。繊維は、バラバラであり得ま
たは不織布においてように結合され得る。合成繊維の例は、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリエステル、およびポリエステルとポリアミドのコポリマーを用
いて作られるものを包含する。合成繊維は、溶融吹込み繊維、またはそれらを親
水性にするよう処理された繊維であり得る。
【００３６】 使い捨てオムツのような吸収物品は典型的には、液体不透過性裏材料、液体透
過性の体側表材料、および裏材料と表材料の間に挟まれた液体吸収性複合材で作
られる。液体不透過性裏材料は商業的に入手できるポリオレフィンフィルムから
作られ得、そして液体透過性表材料は、湿潤性でかつ尿を通すことの可能なスパ
ンボンデッドまたはコード織り繊維ウェブのような商業的に入手できる不織材料
から作られ得る。
【００３７】 本発明の高吸収性ポリマーは、本発明の吸収物品の５重量パーセントから９５
重量パーセントを構成し得る。典型的吸収物品において、本発明の高吸収性ポリ
マーは繊維マトリックス中に分散される。かかる物品において、高吸収性ポリマ
ーは有利には物品の重量を基準として３０から７０重量パーセントの量にて存在
し、そして繊維マトリックスは物品の重量を基準として７０から３０重量パーセ
ントの量にて存在する。吸収物品の別の形態において、高吸収性ポリマーは、高
吸収性ポリマーが３０ないし９５重量パーセントの量にて存在する閉じ込め構造
にて存在し得る。分散高吸収性ポリマーと閉じ込め高吸収性ポリマーの組合わせ
もまた知られている。
【００３８】 次の実施例および比較実験は本発明を説明するために与えられており、本発明
の範囲を限定するよう解釈されるべきでない。別段指摘されていなければ、部お
よび百分率はすべて重量による。
【００３９】 吸収容量（ＡＣ）は、Buchholz, F. L.およびGraham, A. T.，「Modern Super
absorbent Polymer Technology」，John Wiley & Sons（１９９８），第１５３
頁に記載された方法に従って測定される。
【００４０】 本発明のポリマーの実質的に均質なまたは均一な架橋は、Buchholz, F. L.お
よびGraham, A. T.，「Modern Superabsorbent Polymer Technology」，John Wi
ley & Sons（１９９８），第１９２〜１９３頁に記載されているように、粒度に
対する吸収容量の依存性の解析により決定される。均質架橋ポリマーは粒度に対
する吸収容量の依存性を本質的に全くまたはわずかしか示さないのに対して、表
面架橋ポリマーのような構造化ポリマー粒子は粒度範囲の少なくとも一部につい
て、粒度の減少と共に吸収容量の減少を示す。
【００４１】 ゲル床透過性は、Buchholz, F. L.およびGraham, A. T.，「Modern Superabso
rbent Polymer Technology」，John Wiley & Sons（１９９８），第１６１頁に
記載された方法により、４０〜５０メッシュ粒度の分級物について、０．９パー
セント塩水を用いて０．３ｐｓｉの荷重下で測定される。
【００４２】手順Ａ − ポリマーの製造方法 適切な容器中に、３４７部の氷アクリル酸、３３１部の水、０．４３部のVERS
ENEX８０（The Dow Chemical Company）および０．２５〜５部の高エトキシ化ト
リメチロールプロパントリアクリレート（SARTOMER＃９０３５，Sartomer）を添
加した。この混合物を均質になるまで撹拌し、そして次いで５８０．４部の２８
．５パーセント炭酸ナトリウム水溶液を添加した。アクリル酸の中和により発生
した二酸化炭素を、容器から排出した。
【００４３】 過酸化水素（アクリル酸を基準として２００ｐｐｍ）は、炭酸塩溶液の添加前
に添加された。
【００４４】 重合ゲル塊を引き裂くことの可能な撹拌機を備えた適切な容器に、溶液を移し
た。撹拌機を始動させ、そして次いで５．５部の１０パーセント過硫酸ナトリウ
ム水溶液を添加した。この混合物を、溶液から溶存酸素を除去するのに十分な速
度にて１０〜６０分間窒素でスパージングした。この混合物を２５〜４０℃に温
め、そして０．５部の１０パーセントエリソルビン酸ナトリウム溶液を反応混合
物中に注入した。
【００４５】 混合物は典型的には、５分以内で重合し始めた。反応塊の最大温度を、反応容
器を真空吸引することにより、８０℃と１００℃の間好ましくは８０℃と９０℃
の間に制御した。重合の発熱が鎮まった後、真空を窒素で解放し、そして反応塊
を６０℃〜７０℃にて３時間またはそれ以上更に撹拌した。
【００４６】 反応ゲル塊を容器から取り出し、そして必要な場合、適切なサイズのダイを通
じての押出しにより更にサイズ調整した。用いられる場合、第２共有結合架橋剤
を添加している間ゲルを適切なブレンダー中で撹拌することにより、第２架橋剤
をゲルに添加した。
【００４７】 加熱空気（１６５〜１８５℃）をゲル床に２０〜４０分間通すことにより、ゲ
ルを乾燥した。乾燥の時間と温度の制御は、所望ゲル床透過性を得るために必要
であった。乾燥後、ゲルの水分率は典型的には、乾燥ポリマーを炉中で１０５℃
にて３時間加熱した後に重量測定法により決定される場合、１〜３ｗｔパーセン
トであった。
【００４８】 乾燥生成物をロールクラッシャーにて粉砕しそして篩い分けして、所望粒度分
布が得られた。
【００４９】比較実験１〜５ （本発明の具体的態様でない） 第２架橋剤を用いないで変動量のSARTOMER＃９０３５（アクリル酸モノマーを
基準として（以後、ＢＯＡ）ｐｐｍで）でもって、手順Ａを用いてポリマーを製
造した。サンプルを１７５℃にて、３０分間乾燥した。
【００５０】
【表１】
【００５１】 これらの結果は、低吸収容量を達成するために極めて高いレベルの単一ポリビ
ニル架橋剤を必要としたことを示している。かかる高いレベルは工業的観点から
、コスト的に実施できなくする。
【００５２】実施例６ ８，３００ｐｐｍのSARTOMER＃９０３５レベル（ＢＯＡ）でもって、手順Ａを
用いてゲルのサンプルを製造し、そして乾燥前に採集した。次いで、このゲルを
１０，２００ｐｐｍのグリセロール（ＢＯＡ）で処理して、グリセロールが実質
的に均一に分布されるようにグリセロールをヒドロゲル中に拡散させた。このゲ
ルを１７０℃にて、合計３６分乾燥した。
【００５３】実施例７ ８，３００ｐｐｍのSARTOMER＃９０３５レベル（ＢＯＡ）でもって、手順Ａを
用いてゲルのサンプルを製造し、そして乾燥前に採集した。次いで、このゲルを
１３，０００ｐｐｍのグリセロール（ＢＯＡ）で処理した。このゲルを１７５℃
にて、３５分乾燥した。
【００５４】実施例８ ６，０００ｐｐｍのSARTOMER＃９０３５（ＢＯＡ）でもって、手順Ａを用いて
このサンプルを製造した。追加的に、２０，０００ｐｐｍのヒドロキシエチルメ
タクリレート（ＢＯＡ）が、モノマー混合物に添加された。該サンプルは１８０
℃にて、３０分乾燥された。
【００５５】実施例９ ８，３００ｐｐｍのSARTOMER＃９０３５レベル（ＢＯＡ）でもって、手順Ａを
用いてゲルのサンプルを製造した。次いで、このヒドロゲルを１８，０００ｐｐ
ｍのグリセロール（ＢＯＡ）で処理して、グリセロールが実質的に均一に分布さ
れるようにグリセロールをヒドロゲル中に拡散させた。このゲルをおおよそ１８
０℃の最終温度にて、合計３０分乾燥した。この乾燥生成物を、所望粒度に粉砕
した。５００部のこの粉砕生成物を適当なブレンダーに装填し、そして５．６部
の硫酸アルミニウムを含有する２０部の水溶液を、制塵剤として０．２５部のVO
RANOL２３０−２３８ポリオール（The Dow Chemical Company）を含有する０．
５部の水溶液と共に、該生成物に吹き付けた。
【００５６】実施例１０ ８，３００ｐｐｍのSARTOMER＃９０３５レベル（ＢＯＡ）でもって、手順Ａを
用いてゲルのサンプルを製造した。次いで、このヒドロゲルを１，５６０ｐｐｍ
のグリセロール（ＢＯＡ）で処理して、グリセロールが実質的に均一に分布され
るようにグリセロールをヒドロゲル中に拡散させた。このゲルをおおよそ１８０
℃の最終温度にて、合計３０分乾燥した。この乾燥生成物を、所望粒度に粉砕し
た。この粉砕生成物を２０５℃にて、５０分間更に熱処理した。５００部のこの
熱処理生成物を適当なブレンダーに装填し、そして４．２部の硫酸アルミニウム
を含有する１５部の水溶液を、制塵剤として０．２５部のVORANOL２３０−２３
８ポリオールを含有する０．５部の水溶液と共に、該生成物に吹き付けた。
【００５７】
【表２】
【００５８】比較実験１１および実施例１２〜１５ 下記の表に示されたSARTOMER＃９０３５レベル、グリセロールレベルおよび乾
燥時間（１７５℃にて）でもって、手順Ａを用いてポリマーを製造した。生じた
吸収容量（ＡＣ）およびゲル床透過性（ＧＢＰ，×１０-9ｃｍ2）は、表ＩＩＩ
に与えられている。
【００５９】
【表３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブクホルツ，フレドリック エル． アメリカ合衆国，ミシガン 48640，ミッ ドランド，イースト ヤングズ コート 256 (72)発明者 クリステンセン，スティーブン ビー． アメリカ合衆国，ミシガン 48642，ミッ ドランド，オタワ ストリート 4410 (72)発明者 グラハム，アンドリュー ティー． アメリカ合衆国，ミシガン 48642，ミッ ドランド，イースト ウィリーズ コート 2214 Ｆターム(参考） 4C098 AA09 CC02 DD05 4G066 AA20D AB06D AC01B AC12B AC13B AC16B AC17B AC35D AE06B BA36 CA43 DA07 DA11 DA12 DA13 EA05 FA07 4J002 AB021 BB181 BF001 BG011 BG041 BG101 BG131 BH021 BN011 EC046 EC056 FD146 GB00 GC00

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高いゲル床透過性を有する水膨潤性の水不溶性ポリマー粒子
    の製造方法であって、実質的に均一に架橋されかつ少なくとも５×１０-9ｃｍ2
    のゲル床透過性および２６ｇ／ｇ未満の吸収容量を有するポリマーが形成される
    ような条件下で、ポリビニル第１架橋剤およびヒドロキシル含有第２架橋剤を含
    む少なくとも２種の共有結合架橋剤を用いてポリマーを架橋することを含む方法
    。
  2. 【請求項２】 吸収容量が２４ｇ／ｇ未満である、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 吸収容量が２２ｇ／ｇ未満である、請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 １００重量部のポリマー当たり水溶液における０．２５から
    ４重量部の硫酸アルミニウムでポリマーを引き続いて処理することを更に含む、
    請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 第２架橋剤が、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレ
    ングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタ
    ンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペン
    チルグリコール、ポリグリセリン、トリメチロールプロパン、ポリエチレングリ
    コール、およびポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールコポリマー
    、並びに２−ヒドロキシエチル（メト）アクリレート、ポリエチレングリコール
    モノメタクリレート、グリシジルメタクリレートおよびアリルグリシジルエーテ
    ルから成る群から選択される、請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 ポリマーが、デンプン−アクリロニトリルグラフトコポリマ
    ーの加水分解物、デンプン−アクリル酸またはデンプン−ポリビニルアルコール
    グラフトコポリマーの部分中和生成物、ビニルアセテートアクリル酸エステルコ
    ポリマーのケン化生成物、イソブチレンとマレイン酸無水物のコポリマーの誘導
    体、アクリロニトリルカルボキシメチルセルロースの加水分解物、アクリルアミ
    ドコポリマーの加水分解物、およびポリアクリル酸の部分中和生成物から本質的
    に成る群から選択される、請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 ポリマーが部分中和ポリアクリル酸である、請求項１に記載
    の方法。
  8. 【請求項８】 第１架橋剤が、エチレングリコール、ジエチレングリコール
    、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、
    １，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコー
    ル、トリメチロールプロパンおよびペンタエリトリトールのジアクリレートおよ
    びジメタクリレート；トリメチロールプロパンおよびペンタエリトリトールのト
    リアクリレートおよびトリメタクリレート；高エトキシ化トリメチロールプロパ
    ントリアクリレート；ペンタエリトリトールのテトラアクリレートおよびテトラ
    メタクリレート；アリルメタクリレート；およびテトラアリルオキシエタンから
    成る群から選択される、請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載の方法により製造されたポリマー。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載のポリマーを含む吸収物品。
  11. 【請求項１１】 高吸収性ポリマー組成物対フラッフの重量比が少なくとも
    ０．３であるオムツまたはオムツの一部である、請求項１０に記載の物品。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載のポリマーを含む吸収物品。
  13. 【請求項１３】 高吸収性ポリマー組成物対フラッフの比率が少なくとも０
    ．３であるオムツまたはオムツの一部である、請求項１２に記載の物品。
  14. 【請求項１４】 実質的に均一な架橋密度並びに少なくとも２０×１０-9ｃ
    ｍ2のゲル床透過性および２６ｇ／ｇ未満の吸収容量を有する水膨潤性の水不溶
    性ポリマー。
  15. 【請求項１５】 請求項１４のポリマーを含む吸収物品。
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