JP2006511281A - 低蒸発性超吸収性物品と活用方法 - Google Patents

Abstract

低蒸発性吸収性物品が開示される。低蒸発性吸収性物品は、活性化されたとき、吸収性コアの中に存在する膨潤した超吸収性粒子を被覆し、超吸収性粒子からの蒸発を減少させるために、吸収性物品の吸収性コアの中に存在する処理剤を含む。

Description

本発明は、おむつ及び失禁用衣類のような吸収性物品に用いるための超吸収性粒子複合体に関する。特に、本発明は、超吸収性粒子と該超吸収性粒子の内部にある界面活性剤とを含み、該界面活性剤は、活性化されたとき、超吸収性粒子の外面層に拡散して該超吸収性粒子の表面に被覆を形成し、超吸収性粒子から水の蒸発を減少することができる、低蒸発性超吸収性粒子複合体に関する。本発明は又、活性化されたとき、膨潤した超吸収性粒子の外面を被覆して超吸収性粒子からの水の蒸発を減少させることができる処理剤を含む、吸収性繊維の繊維ネットワークのような各種成分を含む低蒸発性吸収性物品に関する。

おむつ、失禁用衣類、生理用品、トレーニングパンツ、女性用ナプキン、陰唇用装具、その他の吸収性物品のような使い捨て吸収性物品は、当技術分野においてよく知られている。典型的には、使い捨て吸収性物品は、着用者の体に面する液体透過性トップシート、着用者の衣服に面する液体不透過性バックシート、該液体透過性トップシートとバックシートの間に配置される吸収性コア、及び着用者の体に対してコアを固定関係に保持する手段を含む。吸収性コアは、典型的には、超吸収性粒子の何倍もの重量の液体を吸収し、保持できる、一般に「ＳＡＰｓ」として知られる超吸収性粒子と混合された吸収性繊維のネットワークを含む。一般のＳＡＰｓはポリ（アクリル）酸のような架橋結合のポリアクリレートを含む。ＳＡＰｓの使用は、多くの吸収性物品が大幅に嵩ばることなく高度に吸収性となることを可能にする。

尿、糞便又は月経液のような体浸出液を吸収して封じ込めておくために、吸収性物品は、着用者の体の特定部分を塞がなければならない。吸収性物品による皮膚の閉塞は、しかしながら、結果的に皮膚と吸収性物品の間の微小環境内において高湿潤状態をもたらし、皮膚の水分過剰を引き起こし、結果として皮膚に炎症を生じさせる危険が増大する可能性をもつ。さらに、皮膚は、水分過剰になるにつれて、ふやけてくる。その結果、水分過剰の皮膚は、正常な着用者の動きに起因する摩擦（すなわち擦れ）のために、擦り傷による損傷を受け易くなる。おむつかぶれ、紅斑、あせも、擦り傷、圧力斑紋、及び皮膚バリアの喪失を含む皮膚障害の可能性はよく知られており大きな関心事となる問題である。

角質層は、ほぼ例外なく皮膚に対して水に対するバリアの特性をもたらす皮膚層である。したがって、角質層の水化状態を増大する可能性がある環境条件はいずれも、典型的には皮膚の水分過剰を引き起こすことになる。吸収性物品による閉塞は、皮膚の水分過剰を引き起こす環境条件の主要な例である。特に、吸収性物品によって閉塞された皮膚を非閉塞性の皮膚と比較すると、少なくとも次のような皮膚の環境の相違が見られる：

（１）尿のような体液から得られる水は、角質層の外細胞脂質成分（角質層に主な水バリアの特性を提供する疎水性成分）を横切る推進力を増大し、角質層のケラチン豊富な角質細胞成分（角質に機械的強度を与える親水性成分）が水分過剰になるのを可能にする。このような水は、吸収性物品による吸収が不十分であること、吸収性物品が十分な液体保持能を持たなくなることによる戻り濡れ、超吸収性粒子からの蒸発、又は吸収性物品の閉塞特性による汗などに由来する。

（２）吸収性物品と皮膚の間の空隙容積内における相対的湿度が増大すると、皮膚に入り、或いは皮膚から出る水蒸気の自然移送が妨げられることになる。周知の通り、移送質量はバリアを横切る方向の濃度差に依存する。角質層の外側の相対的湿度が高くなりすぎて、余分な水が身体側である角質層に送られる（例えば大気温度上昇による）と、水は長時間皮膚の中／上にとどまることになる。

ひとたび皮膚が水分過剰になり始めると、角質層の外細胞脂質成分のバリア特性は悪化し始める。この悪化が、結果的に皮膚の障害及びおむつかぶれにつながる水分過剰の増大ばかりでなく、他の潜在的な問題も引き起こす。

上記のように皮膚の水分過剰と、おむつの微小環境内部の高い相対的湿度の一つの主な原因は、吸収性コアの中に含まれる膨潤したＳＡＰｓからの水の蒸発である。これらのＳＡＰｓは、高い吸収性があり、吸収性コア構造の寸法を大幅に減少して漏れを最小限にすることができるものであるが、膨潤したＳＡＰｓからの蒸発による水の喪失は、上記の通り皮膚の健康に悪影響を与えることになる。さらに高水準の蒸発は又、結果的におむつのような吸収性物品から発せられる高水準の臭気をもたらすものとなる。したがって、塩分含有溶液の高水準吸収性を有しながら、長時間にわたって高湿度水準と皮膚の水分過剰の原因となり得る大量蒸発をきたさずに、吸収された液体を保持する能力もある超吸収性粒子複合体の必要性が存在する。同様に、低蒸発性超吸収性粒子複合体を含む吸収性物品も望まれる。

米国特許第４，０７６，６６３号公報 米国特許第４，２８６，０８２号公報 米国特許第４，３４０，７０６号公報 米国特許第５，４０９，７７１号公報

本発明は、おむつ、失禁用衣類、女性用品等のような低蒸発性吸収性物品に関する。吸収性物品は、超吸収性粒子と処理剤を含む。吸収性物品の吸収性コアが着用者から排泄された尿や月経のような塩含有溶液を受け取ると、処理剤が活性化されて吸収性コア中の超吸収性粒子の外面に移動し、超吸収性粒子の表面を被覆し、超吸収性粒子から蒸発を減少させる。
一つの態様においては、処理剤は界面活性剤とすることができ、この界面活性剤は、製造中に、超吸収性粒子の内部に、望ましくは超吸収性粒子の中央に、直接組み込むことができる。着用者の排尿によって、典型的には吸収性物品の吸収性コア内に位置する超吸収性粒子が液体を吸収して膨潤化し、それによって界面活性剤を活性化する。活性化によって界面活性剤は超吸収性粒子の外面に拡散し、超吸収性粒子からの蒸発率を減少する被覆を超吸収性粒子の上に形成する。

もう一つの態様においては、処理剤は、陽イオン澱粉又は他の適切な化合物とすることができ、この処理剤は、超吸収性粒子とともに吸収性コアの中に含まれる吸収性繊維の繊維ネットワークのような、吸収性物品中の一成分の上に被覆される。排尿その他の放出が起こって吸収性繊維の繊維ネットワークが排泄された液体と接触する時、処理剤は溶解して液体になり、超吸収性粒子の外面に接触して超吸収性粒子の上に被覆を作り出し、蒸発を減少させる。

さらに、本発明は、皮膚に隣接して着用された吸収性物品内に含まれる膨潤した超吸収性粒子からの水の蒸発による皮膚の水分過剰を減少させるための方法に関する。一つの方法においては、界面活性剤が超吸収性粒子の内部に導入され、該超吸収性粒子が着用者により排泄された尿と接触し、吸収して膨潤する時、該界面活性剤が超吸収性粒子の外面に拡散して超吸収性粒子の外面を被覆し、被覆された超吸収性粒子の外面からの水の蒸発率を減少させる。

膨潤した超吸収性粒子からの水の蒸発による皮膚の水分過剰を減少するための他の方法は、吸収性物品の吸収性コアの中に超吸収性粒子とともに含まれる吸収性繊維の繊維ネットワーク上に、陽イオン澱粉のような処理剤を導入することを含む。吸収性物品の着用者が尿を排泄すると、処理剤は尿中で可溶化されて超吸収性粒子の外面に拡散又は移動できるようになる。この移動が、結果的に超吸収性粒子の外面に被覆を生じ、超吸収性粒子から吸収された液体の蒸発を減少させる。

（好ましい実施形態の詳細な説明）
本発明の他の特徴及び利点は、下記明細書で、一部は明らかであろうし、一部は以下に説明されるであろう。

本発明によれば、おむつ、失禁用衣類、及び女性用品のような超吸収性粒子を含む低蒸発性吸収性物品は、液体が超吸収性粒子の中に吸収された後に該超吸収性粒子から蒸発するのを減少させることができる処理剤を使用することによって製造できることが見出された。処理剤は、超吸収性粒子が液体を吸収して膨潤する間又は後に、活性化によって超吸収性粒子の外面に拡散し、超吸収性粒子の表面を被覆する。超吸収性粒子表面上の被覆は、超吸収性粒子から蒸発する可能性のある液体の量を減少し、それによって吸収性物品の微小環境内の高湿度レベルで引き起こされた皮膚の水分過剰の傾向を減少することができる。処理剤が界面活性剤であるならば、製造中に界面活性剤を超吸収性粒子の内部に導入し、超吸収性粒子が実質的に完全に膨潤（言い換えれば少なくとも約７５％以上の膨潤）したとき、界面活性剤が移動して超吸収性粒子の表面を被覆し、吸収性物品微小環境内への水の蒸発を遅らせることができるようにすることが好都合である。

ここで説明される低蒸発吸収性物品は、当技術分野で周知の数々の成分と吸収性物品を含むことができる。ここで説明する本発明とともに使用するのに適切な吸収性物品は、例えばおむつ、成人向失禁用衣類、トレーニングパンツ、女性用ナプキン、タンポン、陰唇用装具、及び同様な物品を含む。ここでは主としておむつと尿の組み合わせについて説明するが、低蒸発性吸収性物品、超吸収性粒子複合体、及びそれに関連する本発明の方法は、尿と月経のような塩分含有溶液について用いられる超吸収性粒子を含む吸収性物品全般に適用される。

おむつのような通常の吸収性物品は当技術分野で周知であり、典型的には、共同して積層構造を形成する多くの成分を含む。図１に図示したように、通常のおむつ１は外カバー２を含み、該外カバー２は、典型的には液体透過性外層４と、液体非透過性で気体透過性の内層６を含む。外カバーは、任意ではあるが、使用中におむつを留めるために、すなわち閉じるためにフック材料を受けるループ材料又は「パブパッチ」（図示せず）を取り付けることができる。

さらに、おむつは吸収性コア８を含み、この吸収性コア８は、任意ではあるが、ティッシュラップ１０に接着結合することができる。もう一つの方法として、吸収性コアは、ティッシュラップを有する必要がなく、外カバーと身体側ライナー１２との間に単に挟むようにすることができる。さらに、おむつの液体処理特性を改善するために、吸収性コア８とボディーサイドライナー１２との間にサージ処理層１４を挟むことができる。

吸収性コアは、長方形、Ｉ−型、又はＴ−型を含む多くの形状のいずれをとることもでき、望ましいのは、おむつの前又は後の部位よりも股の部位が狭いことである。吸収性コアのサイズと吸収能は、意図する着用者の大きさと意図するおむつの用途に応じた受ける液体の負荷に従って選択することができる。さらに、吸収性コアの寸法及び吸収能は、適合するさまざまな大きさの着用者によって異なる。さらに、吸収性コアの密度及び／又は坪量は、０．９％（重量割合で）塩の水溶液に対して少なくとも約３００ｇの吸収能を有することが望ましいということが分かった。

吸収性コアは、以下にさらに十分に記載されるように、全体として親水性繊維と超吸収性粒子（イオンヒドロゲル又はイオン親水コロイド）を含む。各種の形式の可溶性、親水性繊維材料を、少なくとも吸収性コアの一部又は吸収性コアの全体を形成することができる繊維の繊維ネットワークを形成するのに用いることができる。適切な繊維の例は、セルロース繊維のような本質的に可溶性材料で構成された天然素材の有機繊維、レーヨン繊維のようなセルロース又はセルロース誘導体で構成された合成繊維、ガラス繊維のような本質的に可溶性材料で構成された無機繊維、特定のポリエステル又はポリアミド繊維のような本質的に可溶性の熱可塑性ポリマーから作られた合成繊維、及び適切な方法で親水化されているポリプロピレン繊維のような非可溶性熱可塑性ポリマーで構成された合成繊維を含む。繊維は、例えばシリカによる処理、適切な親水性部分を有し容易には繊維から除去できない材料による処理、或いは、繊維形成中又は後で親水性ポリマーにより非可溶性で疎水性の繊維を被覆することによって親水化することができる。本発明の目的のためには、上記の選択された各種タイプの繊維の複合体も又、使用することが考えられる。

吸収性コアは、親水性繊維と高吸収性材料又は超吸収性粒子の組み合わせを含むことができる。超吸収性粒子は、該超吸収性粒子の乾燥重量の少なくとも１０倍に相当する量の０．９％（重量割合で）塩水溶液を吸収でき、適度の外圧の下で該塩水溶液を保持することができる典型的な架橋結合イオンポリマーである。しかしながら、他の組成の吸収層を有し、記載された以外の寸法を有する吸収体も、本発明の範囲から逸脱することなしに用いることができる。もっと特定的に言えば、吸収性コア内の高吸収性材料は、天然、合成、並びに修飾天然ポリマー及び材料から選択することができる。高吸収性材料は、シリカゲルのような無機材料又は架橋結合ポリマーのような有機化合物とすることができる。「架橋結合された」という用語は、通常は水溶性の材料を、実質的に非水溶性で、しかし膨潤性の材料にする効果的な方法を意味する。このような方法は、例えば物理的交絡、結晶性ドメイン、共有結合、イオン結合型錯体及び会合、水素結合のような親水性会合、並びに疎水性会合又はファン・デル・ワールス力を含む。

超吸収性ポリマーは、本質的に陰イオン系（例えばアクリレート基又はスルホネート基）とすることができ、或いは本質的に陽イオン系（例えば部分中和ポリアミン）とすることができ、したがって、ポリマー構造のバックボーンに沿って陽電荷又は陰電荷のいずれかを有することができる。ポリマー鎖付属の基は容易にイオン化するので、超吸収性ポリマーは溶液中で帯電する。イオン超吸収性ポリマー内で帯電状態になることができる基の例は、カルボキシレート基及びアミン基を含む。超吸収性ポリマーによって吸収された液体は、分子構造自体の中に直接組み込まれ、圧力を利用して容易に搾り出すことができる材料内の微細孔内又は開口部内に単に封じ込められたものではない。

合成材料、重合体の材料、高吸収性材料の例は、ポリ（アクリル酸）及びポリ（メタクリル酸）のアルカリ金属及びアンモニウム塩、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（ビニルエーテル）、ビニルエーテルとアルファオレフィンとの無水マレイン酸の共重合体、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（ビニルモルフォリノン）、ポリ（ビニルアミン）、ポリ（ビニルアルコール）、及びそれらの混合物及び共重合体を含む。他の高吸収性材料は、その場で中和された超吸収性剤を形成するするポリアミンとの多塩基酸の混合物を含む。さらに、吸収性コア内で使用するのに適するポリマーは、加水分解アクリロニトリル−グラフト澱粉、アクリル酸、グラフト澱粉、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリ（アスパラギン酸塩）、ヒドロキシプロピルセルロースのような天然及び修飾天然ポリマー、及びアルギン酸塩、キサンタンガム、イナゴマメガムのような天然ガム及び同種のものを含む。天然ポリマーと全体又は一部が合成である吸収性ポリマーの混合物も又、本発明においては有用である。

高吸収性材料は、多種多様の幾何学的形状のいずれともすることができる。最も普通に用いられる超吸収性剤は、個々の粒子又は個々のビーズの形をしている。しかしながら、高吸収性材料は又、繊維、薄片、釣竿、球形、針又は同種の形状にすることができる。一般的に高吸収性材料は、吸収性コアの中に、吸収性コア全体の重量に基づく重量割合で、約５から約９５％、適切な量として重量割合で約３０％以上、一層適切な量として重量割合で少なくとも約５０％で存在する。吸収性コアの中において使用するのに適する高吸収性材料の例として、ミシガン州ミッドランド所在のダウケミカル社から入手可能なＤＲＹＴＥＣＨ２０３５がある。他の適切な超吸収性剤は、ノースカロライナ州グリーンズバラ所在のストックハウゼンから入手できるＦＡＶＯＲ ＳＸＭ８８０を含むことができる。

本発明の一つの適切な実施態様においては、吸収性衣服の吸収性コア内に含まれる超吸収性粒子は、尿又は月経のような体液を吸収し、実質的に膨潤した後、超吸収性粒子が蒸発を通しておむつの微小環境内に放出して戻す水分が、未処理の超吸収性粒子に比較して約５０％少なくなるような処理がなされたものである。膨潤した超吸収性粒子からおむつの微小環境の中への蒸発を減少させるために、界面活性剤の材料が超吸収性粒子の内部に導入される。望ましいのは界面活性剤が超吸収性粒子の内部の中央に導入されることである。超吸収性粒子の内部の界面活性剤を含む超吸収性粒子の製造方法は、以下に詳細に説明する。

超吸収性粒子が超吸収性粒子の内部に界面活性剤を含むと、超吸収性粒子は界面活性剤から実質的な干渉を受けずに自由に液体を吸収する。ひとたび超吸収性粒子が実質的に又は完全に尿のような液体で膨潤してしまうと、吸収された液体は超吸収性粒子の内部の界面活性剤と接触して界面活性剤を活性化し、界面活性剤を溶媒和して膨潤した超吸収性粒子の外面に向かって外側に拡散することを可能にする。界面活性剤が膨潤した超吸収性粒子を通して拡散し、超吸収性粒子の外面に到達すると、界面活性剤は、超吸収性粒子の表面に疎水性被覆を形成し、この被覆はオイル型の被覆とすることができ、超吸収性粒子から水の蒸発傾向を減少させる。この被覆は、超吸収性粒子外面の液体の表面張力を減少して、水の蒸発の可能性を減少する。超吸収性粒子が実質的に又は完全に膨潤してしまった後には、超吸収性粒子の外面を被覆する界面活性剤は、二重機能性（換言すれば界面活性剤は親水性と疎水性の部位を有する）であるので、水が界面活性剤の層を通して外気に通り抜けるのは、被覆が欠如している超吸収性粒子の外面を通り抜けるのに比較するとはるかに難しいものとなる。界面活性剤の親水性の部位はそれら自体液体が保持される超吸収性粒子の内部に向かって整列し、一方界面活性剤の疎水性の部位はそれら自体外面的に空気に向かって整列するので、水は超吸収性粒子を出る前に疎水性の部位を通過しなければならなくなり、脱出するのが難しくなると考えられる。

上述のように、界面活性剤材料は超吸収性粒子の内部のいかなる領域にも導入することが可能であるが、界面活性剤は超吸収性粒子の内部の中央に導入するのが望ましい。そのような場所は２つの利点を提供する。（１）超吸収性粒子は界面活性剤材料から実質的な干渉を受けずに自由に液体を吸収することができ、超吸収性粒子が殆ど完全に又は完全に膨潤したとき界面活性剤が液体に接触するようになる。そして、（２）超吸収性粒子が完全に又は実質的に完全に膨潤すると界面活性剤が完全に活性化される。完全に膨潤していない超吸収性粒子からの蒸発は、典型的には実質的に問題がないので、これは望ましいことである。

超吸収性ポリマーの内部に導入された界面活性剤は、液体又は固体或いは液体と固体の複合体のいずれでもよい。界面活性剤が超吸収性粒子の内部に液状で存在する場合には、超吸収性粒子の内部から超吸収性粒子の外面への界面活性剤の拡散は、拡散が完全に起こり得るようになる前に吸収された液の中に最初に溶解される必要がある固体界面活性剤に比較すると、典型的には速くなる。固体界面活性剤が用いられるか又は液体界面活性剤が用いられるかにかかわらず、０．９％（重量割合で）の塩水溶液で膨潤した超吸収性粒子を通しての界面活性剤の拡散率は、界面活性剤が活性化されたとき超吸収性粒子を通して超吸収性粒子の表面に速やかに移動し、そこで該表面に望ましい被覆を形成し、吸収された液体が超吸収性粒子から蒸発するのを実質的に減少することができるように、十分に可動性であることが望ましい。界面活性剤としては、活性化後約３０分以内、望むらくは約５分以内で超吸収性粒子の外面に実質的に完全に拡散できることが望ましい。望ましくは、界面活性剤の拡散率は約３０μｍ／分から約１５０μｍ／分である。このような拡散率は、界面活性剤が超吸収性粒子の外面の被覆と超吸収性粒子からの蒸発の減少という、意図する利点を提供するのに十分な比率で膨潤した超吸収性粒子を通して拡散することを可能にする。

超吸収性粒子の吸収能を本質的に妨げずに首尾よく超吸収性粒子の内部に導入することができ、そして膨潤によって超吸収性粒子の外面への拡散と外面の被覆という意図する利点を提供するものであれば、どんな界面活性剤も本発明による用途に適するものである。一般的に、超吸収性粒子と一緒に用いられる界面活性剤は十分に水溶性であり、さらになお活性化によって超吸収性粒子の外面に移動することを保証する約７から約１２の範囲の親水性・新油性バランスを有することが望ましい。

典型的には、超吸収性粒子が本質的に陰イオン系（例えばアクリル酸塩基又はスルフォン酸塩基）である時、界面活性剤は非イオン界面活性剤が望ましいが、非イオン界面活性剤と陰イオン界面活性剤から選択することができる。陽イオン界面活性剤は超吸収性粒子に対する過度の引力を有し膨潤した粒子の表面への移動が困難であるので、陽イオン界面活性剤は超吸収性粒子が本質的に陰イオンである時は典型的には余り好ましくない。陰イオン界面活性剤は負に帯電したバックボーンによって反発されるが、陰イオン界面活性剤はポリマーバックボーンと界面活性剤の間で実質的に反応を起こそうとしないので適している。

超吸収性粒子が性質上陽イオン（例えば部分中和ポリマー）である時、界面活性剤は非イオン界面活性剤と陽イオン界面活性剤から選択することができる。陽に帯電した超吸収性粒子に対しては、陰イオン界面活性剤はポリマーバックボーン上の陽帯電部分と反応する傾向にあり、実質的には超吸収性粒子をその意図する目的に余り適さないように変化させるので、典型的には余り好ましくない。

本発明の用途に適する典型的な陰イオン界面活性剤は、脂肪酸及び／又は脂肪スルフォン酸塩又は脂肪リン酸塩を含む。好適な陰イオン界面活性剤は、クラリアント・ファンクショナル・ケミカルズ社（ノースカロライナ州マウント・ホーリー）から入手可能なＨｏｓｔａｐｈａｔＣＧ１２０を含む。典型的な非イオン界面活性剤は、脂肪アルコールとエトキシル化エタノールを含む。適切な非イオン界面活性剤は、ＢＡＳＦコーポレーション・パフォーマンス・ケミカルズ（ニュージャージー州マウント・オリーブ）から入手可能なＰｌｕｒｏｎｉｃＬ６２又はＰｌｕｒｏｎｉｃＬ４３、及びトーマプロダクト社（ウイスコンシン州のミルトン）から入手可能なＴｏｍａｄｏｌ２３−３、Ｔｏｍａｄｏｌ９１−２．５、Ｔｏｍａｄｏｌ１−５を含む。典型的な陽イオン界面活性剤は、エトキシル化アミン又はエトキシル化アミドを含む。好適な陽イオン界面活性剤は、トーマプロダクト社から入手可能なＴｏｍａｈＥ−１４−２を含む。

界面活性剤は、超吸収性粒子による液体取り込みの結果、活性化によって超吸収性粒子の外面上へ移動して超吸収性粒子から蒸発を減少させるために外面全体を被覆するのに十分な界面活性剤が存在するように、十分な量が超吸収性粒子の内部に導入されることが望ましい。超吸収性粒子の外面全体を被覆する少なくとも界面活性剤の薄い単層又は表皮を形成するのに十分な界面活性剤が存在することが望ましい。典型的には約１０オングストロームから６０オングストロームの被覆の厚さが望ましく、その厚さは膨潤した超吸収性粒子の表面から水分の蒸発を減少させるための超吸収性粒子の外面を被覆するという意図した利点を提供するであろう。典型的には界面活性剤の約０．１％（超吸収性粒子と界面活性剤の重量割合で）から約１％（超吸収性粒子と界面活性剤の重量割合で）が、超吸収性粒子の中への適切な導入量である。当業者は、本明細書による開示に基づいて認識するであろうが、用いられる特定の超吸収性粒子に応じて、意図する利点を提供するための界面活性剤は多くなったり少なくなったりする。

超吸収性粒子の内部に界面活性剤を含む超吸収性粒子は、本発明に従った種々の製造方法を用いて製造することができる。当技術分野で周知のように、通常の超吸収性粒子は少なくとも２つの重合法、つまり溶媒重合法すなわち溶液重合法、及び逆懸濁重合法すなわち乳剤重合法によって製造することができる。通常の超吸収性粒子の種々の製造方法は、米国特許第４，０７６，６６３号、第４，２８６，０８２号、第４，３４０，７０６号そして第５，４０９，７７１号に記載されており、これらのすべては、その全体を本明細書に引用により組み入れる。通常の超吸収性粒子を製造する溶媒法と乳剤法の両方とも、超吸収性粒子の内部に界面活性剤を含む超吸収性粒子を製造するために、本発明に従って修正することができる。

超吸収性粒子の内部に界面活性剤を含む低蒸発性超吸収性粒子は、本明細書に記載されているように、修正溶媒工程を用いる本発明に従って製造することができる。修正溶媒工程においては、低蒸発性超吸収性粒子がモノマーの水性混合物から製造される。ポリ（アクリル）酸（又は他の適切な始動化合物）が水の中に導入されて溶解され、水性モノマー混合物を形成する。モノマーと一緒に適切な界面活性剤（例えば陰イオンポリアクリル酸塩が用いられる時は陰イオン又は非イオン界面活性剤のような）が、望ましい量で水溶液中に導入され、モノマーと界面活性剤を含む水溶液を形成する。最後に、水溶液に二機能アクリル酸塩のような多機能架橋結合剤を加え、モノマーの架橋結合によって溶液の粘度を実質的に増大させ、最終的にラジカル重合によって濃縮ゲルを作りだす。モノマーの架橋結合は、界面活性剤化合物を架橋結合ポリマーの内部に閉じ込めて、結果的に内部に界面活性剤と架橋結合ポリマーを生成する。結果として生じた高粘度ゲルを乾燥させた後、望ましい粒子サイズ分布を作りだすために機械的粉砕にかける。界面活性剤含有超吸収性粒子を製造するこの方法は、超吸収性粒子の内部に界面活性剤を含む超吸収性粒子化合物を製造するために連続的又は非連続的のいずれでも遂行することができる。

さらに、超吸収性粒子の内部に界面活性剤を含む低蒸発性超吸収性粒子は、修正エマルジョン重合工程を用いて製造することができる。この工程においては、水溶液、部分中和アクリル酸（又は他の適切な化合物）溶液を、保護コロイド又は保護エマルジョンを用いて疎水性有機溶媒の中に分散させる。同様に、適切な望ましい量の界面活性剤（例えば陰イオン又は非イオン界面活性剤のような）がこの疎水性有機溶媒中に導入される。重合は、次いでラジカル開始剤によって開始する。重合が完了した後、水を共沸的に反応混合物から除去して、界面活性剤を含む重合生成物を濾過して取り出し乾燥する。架橋結合反応は、モノマー溶液中に溶解している多機能架橋結合剤を組み込むことにより、重合により、及び／又は、適切な架橋結合剤をポリマーの官能基と反応させることにより、影響を受けるようにすることができる。架橋結合が完了した後、結果的に生じるゲルを乾燥させ、そして上記のような処理をして望ましい粒子を形成する。

さらに、本発明によれば、低蒸発性超吸収性フィルムを製造することができる。超吸収性フィルムを製造する方法は、当技術分野で周知である。本発明に従って修正された工程においては、低蒸発性超吸収性フィルムは、１枚の超吸収性フィルムの表面上に望ましい量の適切な界面活性剤を導入し、次いで最初のフィルムの上に２枚目の超吸収性フィルムを置き、間の界面活性剤と一緒にフィルムの「サンドイッチ」を形成することによって製造することができる。内部に界面活性剤を含むこのフィルムの「サンドイッチ」は、次いで内部に界面活性剤を含む超吸収性粒子と同じような方法で吸収性物品に使用することができる。

本発明の他の態様においては、超吸収性粒子を含む低蒸発性吸収性物品は、吸収性コア、ライナー、サージ処理ライナー、又は吸収性物品の他の成分の中又は上に、処理剤を導入することによって製造することができる。処理剤は、活性化によって、該処理剤が適用されている成分から、吸収性コアの中に同様に存在する膨潤した超吸収性粒子の外面に移動することができる。処理剤は、超吸収性粒子の外面に到達すると、上記と同じような方法で、超吸収性粒子の表面を被覆する。この外側の被覆は、超吸収性粒子からの蒸発量を減少するように作用して結果的に湿潤量を減少し、そして前記のような吸収性物品の微小環境内の潜在的な悪臭を減少する。この実施形態は、ここでは、主として、超吸収性物品の吸収性コア成分内に含まれる吸収性繊維の繊維ネットワークとの関連で説明されているが、処理剤は、同じような方法で吸収性物品の他の成分上に導入することができ、さらに、活性化によって超吸収性粒子の外面に移動できるようになることが、ここでの開示に基づけば当業者には認識できるであろう。

上記のように、超吸収性物品の吸収性コアは、典型的には尿、血液、月経等のような体から排泄された液体を吸収するための超吸収性粒子と組み合わせられた吸収性繊維の繊維ネットワークを含む。膨潤した超吸収性粒子からの水の蒸発によるおむつの微小環境内の湿気を減少するために、塩水溶液に可溶の処理剤を、典型的には超吸収性粒子と混合されている吸収性繊維の繊維ネットワーク、又は他の成分、或いは吸収性コアの繊維の上に組み込むことができる。着用者の排尿によって、処理剤は尿中に拡散して吸収性繊維の繊維ネットワークから膨潤した超吸収性粒子の外面に移動し、そこで界面活性剤が超吸収性粒子の表面を被覆し、超吸収性粒子からの水の蒸発量を減少させて、おむつ微小環境中の全体の湿気を減少する。

吸収性繊維の繊維ネットワークに組み込み、後で活性化及び超吸収性粒子への移動を生じさせるためのものとして、多くの塩水溶液に溶解性（例えば尿溶解性、月経溶解性等）の処理剤が、満足できることが見出されている。適切な処理剤は、例えば、陽イオンポリマー、二糖類、及び界面活性剤を含む。適切な処理剤は、超吸収性ポリマーと特異的分子錯体を形成することができる。形成された錯体は、例えば静電錯体と水素結合錯体である場合がある。陽イオンポリマーは、陰イオン超吸収性剤と静電錯体を形成することができる。ポリエーテルセグメントを有する二糖類又は界面活性剤は、超吸収性ポリマーと水素結合錯体を形成すると考えられる。超吸収性粒子上に結果として生じた被覆は、大きく膨潤した超吸収性粒子ほどは水蒸気を容易に浸透させない。特に効果的な処理剤は、陽イオン澱粉（例えばペンシルベニア州のベリックに事務所がある会社Ｒａｉｓｉｏケミカルズから入手可能なＲａｉｆｉｘ１２０、ポリ（ジアリルジメチル塩化アンモニウム）、キトサン塩酸塩、二糖類トレハロース、陽イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、及び非イオン界面活性剤を含む。

これらの処理剤は、例えば吸収性繊維の繊維ネットワークのような吸収性物品の成分の上に組み込まれると、繊維から尿の中に溶解し、続いて超吸収性粒子の外面への移動を起こすのを可能にするのに十分に、尿（又は塩水溶液又は水）に対して溶解性である。これらの処理剤は、固体の状態で基材（例えば吸収性繊維の繊維ネットワーク）に適用され、該基材の上に留まっているので、溶解は、瞬時ではないが、それでも比較的短時間に起こる。着用者が排泄した尿に処理剤が溶解している間、及びそれに続いて処理剤が超吸収性粒子に向かって移動している間、超吸収性粒子は、液体を吸収してその容量まで膨潤する。超吸収性粒子が少なくとも幾分かの液体を吸収し、望ましく実質的に完全に膨潤した状態になると、超吸収性粒子の外面は処理剤によって被覆され、超吸収性粒子の表面からの蒸発を減少させるようになる。ここでの開示に基づけば、超吸収性粒子が被覆されるまでの間に液体を吸収しなければならない時間は、ひとつには吸収性繊維の繊維ネットワーク又は吸収性コアの他の成分に添加される処理剤の量によって制御できるということが、当業者には認識できるであろう。より多くの処理剤を添加すると、典型的にはより早く被覆が起こり、超吸収性粒子が液体を溶解するのに必要な時間はより少なくてすむことになる。

特定の理論に拘泥するものではないが、処理剤が塩の水溶液に溶解されると、該処理剤は、超吸収性粒子の表面に対して特異な化学親和力を有するようになると考えられる。処理剤は、超吸収性粒子の外面と水素結合による実質的な網目を形成し、吸収した液体が通過し、蒸発する空き領域又は空隙容量の量を減少すると考えられる。液体は、未処理の表面に比較して、蒸発のためにより曲がりくねった経路をとらなければならなくなるので、水素結合は物理型バリアを形成するように見え、実質的に蒸発率を減少する。

吸収性繊維の繊維ネットワーク又は他の吸収性コア成分の上に導入するための処理剤は、尿に溶解し、超吸収性粒子の外面に移動したとき、十分な処理剤が尿中に存在して、相当に多数の超吸収性粒子の外面全体を実質的に被覆し、超吸収性粒子からの蒸発を減少することができるようになる量が、繊維の上に導入される。もっと具体的に言うと、吸収性繊維の繊維ネットワークの上に存在する処理剤の量は、典型的には約０．５％（乾燥超吸収性粒子の全重量に基づく重量割合で）から約３０％（乾燥超吸収性粒子の全重量に基づく重量割合で）、もっと望ましいのは約１％（乾燥超吸収性粒子の全重量に基づく重量割合で）から約２５％（乾燥超吸収性粒子の全重量に基づく重量割合で）、そして最も望ましいのは約５％（乾燥超吸収性粒子の全重量に基づく重量割合で）から約２０％（乾燥超吸収性粒子の全重量に基づく重量割合で）である。

超吸収性粒子からの蒸発を減少させるための処理剤は、後で尿のような体液と接触したとき処理剤が溶解するのを可能にする本発明による多くの方法で、吸収性繊維の繊維ネットワークその他の繊維、又は吸収性コアの成分の上に導入することができる。例えば、処理剤は、繊維を吸収性物品に組み込む前に繊維自体の製造中に繊維に導入でき、或いは繊維を含む吸収性物品の上に直接導入することもできる。一つの具体的な態様においては、尿溶融性処理剤が先ず導入され、そして脱イオン化水のような水の中に溶解されて、水性処理剤溶液が形成される。水性処理剤溶液は、次いで、望ましい濃度が得られるように、又は処理剤が繊維の上に到達するように、吸収性繊維の繊維ネットワーク上に細かい霧状又は噴霧状で噴霧される。霧状又は噴霧状の吹き付けが終了した後、処理された繊維は、乾燥工程にかけられ、水が除かれて処理剤が繊維の上に残る状態になる。乾燥後には、繊維は望ましい量で吸収性物品の吸収性コア内に組み込むことができる。繊維が乾燥した状態では、処理剤は、尿又は他の塩含有体液又は水との接触によって活性化されるまで繊維の上にとどまる。

もう一つの方法として、処理剤は、吸収性繊維の繊維ネットワークの中に直接導入し、排尿が起こるまで吸収性コアの中に緩くとどまり、排尿時に処理剤が溶解して超吸収性粒子の外面に移動するようにすることができる。吸収性繊維の繊維ネットワークは、典型的には緊密に形成され、超吸収性粒子と混合されているので、処理剤は、一般的に排尿まで吸収性コア中の吸収性繊維の繊維ネットワークの中にとどまることができる。もう一つの方法として、処理剤が液体である場合には、処理剤を望ましい濃度で吸収性コアの上に直接噴霧して乾かすことができる。

本発明は次の実施例により示されているが、これは決して本発明の範囲を制限することを意図するものではない。

この実施例においては、処理剤を１．２５％から３０％（超吸収性粒子の乾燥重量に基づく重量割合で）までの種々の濃度で０．９％（重量割合で）塩水溶液で膨潤した超吸収性粒子の上に導入し、膨潤した超吸収性粒子からの水の蒸発量を減少させる処理剤の能力を評価した。

この実施例において、下記の処理剤を下記の濃度で評価した。（１）トレハロース二水和物（５％）、（２）ポリ（ジアリルジメチル塩化アンモニウム）（１０％）、（３）陽イオン澱粉（２０％）、及び（４）キトサン塩酸塩（１．２５％）。上記の濃度の各処理剤を、０．９％（重量割合で）塩化ナトリウム（合成尿）からなる別の溶液に溶解した。

処理剤が０．９％（重量割合で）塩水溶液に完全に溶解された状態になったとき、その溶液を用いて、超吸収性粒子（ノースカロライナ州、グリーンズバラのストックハウゼン社のＦＡＶＯＲ８８０）を、超吸収性粒子のグラム当たり溶液２５グラムのレベルまで飽和させた。飽和後、膨潤した超吸収性粒子は、湿度計を取り付けた密封容器に導入して、約３５℃の温度において８時間、オーブン内で調整した。湿度測定値が、８時間までの時間関数として次の時間において取られた。（１）０．１時間、（２）０．５時間、（３）１時間、（４）１．５時間、（５）２時間、（６）２．５時間、（７）３時間、（８）３．５時間、（９）４時間、及び（１０）８時間。超吸収性剤のグラム当たり溶液２５グラムのレベルに、０．９％塩化ナトリウム溶液で飽和したＦＡＶＯＲ８８０を対照として用いた。対照の試験室内の相対湿度パーセントと各種時間での各処理剤を表１に示す。

表１

表１のデータが示すように、各々の処理剤は、各時点において超吸収性粒子からの水の蒸発の量を大幅に減少させた。注目すべき点は、各処理剤が、０．１時間と０．５時間の時点で超吸収性粒子からの水の蒸発を、未処理の対照と比較して大幅に減少させたことである。完全に吸収した状態の吸収性物品、例えばおむつは、典型的には約３０分又は１時間以上は身体上にとどまらないので、これらの早い時点は特に重要であり、この時間の間の実質的な蒸発の減少が好ましい。

以上により、本発明の幾つかの目的が達成されたことがわかるであろう。本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更を上記の物品や方法において行うことができるので、上記の説明に含まれるすべての事項は、説明のためのものであって、限定的な意味はないと解釈されることを意図している。

通常のおむつの横断面図である。

Claims (27)

1. 超吸収性粒子と処理剤とを含み、前記処理剤は、塩の水溶液と接触することによって超吸収性粒子の外面に移動し、その外面を蒸発減少被覆によって被覆することができるものであることを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
2. 請求項１に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記処理剤は超吸収性粒子内に位置することを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
3. 請求項２に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記処理剤は超吸収性粒子の中央に位置することを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
4. 請求項２に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記処理剤は界面活性剤であることを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
5. 請求項４に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記界面活性剤は約７から約１２の範囲の親水性・新油性バランスを有することを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
6. 請求項２に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記処理剤は、脂肪酸、脂肪スルフォン酸塩、及び脂肪リン酸塩からなるグループから選択された陰イオン界面活性剤を含むことを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
7. 請求項６に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記陰イオン界面活性剤はＨｏｓｔａｐｈａｔＣＧ１２０であることを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
8. 請求項２に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記処理剤は、脂肪アルコール及びエトキシル化エタノールからなるグループから選択された非イオン界面活性剤を含むことを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
9. 請求項８に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記非イオン界面活性剤は、ＰｌｕｒｏｎｉｃＬ６２、ＰｌｕｒｏｎｉｃＬ４３、Ｔｏｍａｄｏｌ２３−３、Ｔｏｍａｄｏｌ９１−２．５、及びＴｏｍａｄｏｌ１−５からなるグループから選択されことを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
10. 請求項２に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記界面活性剤はエトキシル化アミン又はアミドからなるグループから選択された陽イオン界面活性剤を含むことを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
11. 請求項１０に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記陽イオン界面活性剤がＴｏｍａｈＥ−１４−２であることを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
12. 請求項２に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記処理剤が超吸収性粒子内に約０．１％（超吸収性粒子及び界面活性剤に対する重量割合で）から約１％（超吸収性粒子及び界面活性剤に対する重量割合で）の量で存在することを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
13. 請求項２に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記処理剤は超吸収性粒子を通しての拡散率が約３０μｍ／分から約１５０μｍ／分であることを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
14. 請求項１に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記処理剤は超吸収性粒子の外側に位置することを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
15. 請求項１４に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記処理剤は、水溶性陽イオンポリマー及び水溶性二糖類からなるグループから選択されることを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
16. 請求項１４に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記処理剤は、陽イオン澱粉、ポリ（ジアリルジメチル塩化アンモニウム）、キトサン塩酸塩、及びトレハロースからなるグループから選択されることを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
17. 請求項１４に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記処理剤が低蒸発性吸収性物品の中に約０．５％（物品中の超吸収性粒子の全重量に基づく重量割合で）から約３０％（物品中の超吸収性粒子の全重量に基づく重量割合で）の量で存在することを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
18. 請求項１４に記載した低蒸発性吸収性物品であって、前記処理剤が低蒸発性吸収性物品の中に約１％（物品中の超吸収性粒子の全重量に基づく重量割合で）から約２５％（物品中の超吸収性粒子の全重量に基づく重量割合で）の量で存在することを特徴とする低蒸発性吸収性物品。
19. 吸収性物品に含まれる超吸収性粒子から水の蒸発によって引き起こされる皮膚の水分過剰を制御する方法であって、
    超吸収性粒子の内部に界面活性剤を導入し、該超吸収性粒子が塩を含む溶液と接触して膨潤する時、該界面活性剤が超吸収性粒子の外面に拡散して蒸発減少被覆によって超吸収性粒子の外面を被覆するようにし、
    前記超吸収性粒子を塩の水溶液に接触させて超吸収性粒子を膨潤させ、前記界面活性剤を超吸収性粒子の外面に拡散させて超吸収性粒子の外面を被覆することができるようにすることを特徴とする方法。
20. 請求項１９に記載した方法であって、前記界面活性剤は超吸収性粒子の中央に導入されることを特徴とする方法。
21. 吸収性物品に含まれる超吸収性粒子からの水の蒸発に起因する皮膚の水分過剰を制御するための方法であって、
    超吸収性粒子を含む吸収性繊維の繊維ネットワーク上に処理剤を導入し、前記吸収性繊維の繊維ネットワークが塩の水溶液と接触する時、該処理剤が前記吸収性繊維の繊維ネットワークから前記超吸収性粒子の外面に拡散して蒸発減少被覆により該超吸収性粒子の外面を被覆するようにし、
    前記吸収性繊維の繊維ネットワークを塩の水溶液に接触させ、前記処理剤が前記超吸収性粒子の外面に拡散し、該超吸収性粒子の外面上を被覆できるようにすることを特徴とする方法。
22. 請求項２１に記載した方法であって、前記処理剤は水溶性陽イオンポリマー及び水溶性二糖類からなるグループから選択されることを特徴とする方法。
23. 請求項２１に記載した方法であって、前記処理剤が前記吸収性繊維の繊維ネットワーク上に約０．５％（超吸収性粒子の全重量に基づく重量割合で）から約３０％（超吸収性粒子の全重量に基づく重量割合で）の量で存在することを特徴とする方法。
24. 超吸収性ポリマーと処理剤とを含む超吸収性複合体粒子であって、前記処理剤は、超吸収性ポリマーの内側に位置し、塩の水溶液との接触によって超吸収性ポリマーの外面に拡散して蒸発減少被覆によって前記超吸収性ポリマーの外面を被覆することができることを特徴とする複合体粒子。
25. 請求項２４に記載した超吸収性複合体粒子であって、前記処理剤は界面活性剤であることを特徴とする超吸収性複合体粒子。
26. 超吸収性粒子と界面活性剤とを含む低蒸発性吸収性複合体の製造方法であって、
    アクリレート基モノマー又はスルホネート基モノマーと界面活性剤とを水に導入して水性モノマー及び界面活性剤の溶液を形成し、
    前記水性モノマー及び界面活性剤の溶液内に多機能架橋結合剤を導入して、前記多機能架橋結合剤が前記水溶液の粘度を増加させ、ゲルにラジカル重合化を引き起こすようにし、
    前記ゲルを乾燥させ、
    乾燥したゲルを粉砕工程にかけて超吸収性粒子を形成することを特徴とする製造方法。
27. 吸収性物品の蒸発可能性を減少させる方法であって、
    吸収性物品に支持された超吸収性粒子内に界面活性剤を導入し、該超吸収性粒子を塩含有溶液に接触させることによって前記界面活性剤を超吸収性粒子の外面に拡散させて蒸発減少被覆によって前記超吸収性粒子の表面を被覆することを特徴とする方法。

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