JP2009545363A - 超吸収性ポリマーと放射線誘起された親水性を有する材料とを含む吸収性物品 - Google Patents
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Abstract
Description
a)前記超吸収性ポリマーと、前記放射線誘起された親水性を有する材料とを組み合わせる工程、及び/又は
b)前記超吸収性ポリマーと、放射線誘起可能な親水性を有する材料とを組み合わせて混合物を得て、前記混合物を、前記親水性を誘起するのに適した放射線に付する工程により得られる、吸収性物品に関する。
本発明の吸収性物品は、尿、血のような液体を吸収及び保持するために使用される任意の吸収性物品であり得る。典型的に、吸収性物品は、好ましくは陰唇間製品、生理用ナプキン、パンティライナー、成人失禁製品、赤ちゃん又は幼児おむつ、及びトレーニングパンツのような、皮膚に対面して着用する使い捨て吸収性物品である。
本明細書の超吸収性材料は、尿又は血のような液体を吸収することが可能であり、それによって膨潤して、ゲルを形成することが多い。本明細書の超吸収性材料は、以下に記載の超吸収性ポリマー、及び超吸収性ポリマーと前記材料をより親水性にする(同一の超吸収性ポリマーと非誘起材料との混合物と比較して)放射線誘起された親水性を有する材料を含む。
本明細書の吸収性物品における超吸収性ポリマーは、好ましくは固体、好ましくは粒子、フレーク、繊維、上記のような凝集粒子の形態であり、最も好ましくは、超吸収性ポリマーは、超吸収性材料について上で明記した質量メジアン(mass median)粒径を有する粒子である。
本発明の一実施形態においては、超吸収性材料は、表面改質材料と組み合わせられた、又は表面改質材料でコーティングされた超吸収性ポリマーを含む。本明細書に記載されるように、前記表面改質材料は、少なくとも1.10の流体上昇高(Fluid Rise Height)(FRH)における所要の比を提供するものである。驚くべきことに、超吸収性材料が、本明細書で定義するような、少なくとも1.10の流体上昇高比(Fluid Rise Height Ratio)における比を有する場合、超吸収性材料は、液体移送を改善する一方で、いまだ優れた吸収性、膨潤及び浸透性、例えば高いSFC及びCRC値を提供できることが見出された。
本明細書の超吸収性材料は、超吸収性ポリマーと前記材料とを組み合わせることにより、又は超吸収性ポリマーと放射線誘起可能な親水性を有する材料とを組み合わせ、その後、材料を放射線で活性化することにより形成される、放射線誘起された親水性を有する材料を含む。
本明細書において、放射線により誘起可能な親水性を有する材料は、材料を活性化し、より親水性にするために、上記のような好適な放射線、例えばUV/可視光線に提示される。それは組み合わせられ、例えば、本明細書の超吸収性ポリマー上で密接に混合され又は更にコーティングされ、得られる超吸収性材料をより親水性にする。
(温度計、注射針の導入に適した隔壁で閉じられた四首ガラスカバーを備える)16000mLの樹脂製ケットルに、(脱イオン水から調製される)約5kgの氷(4845.02g)を入れる。典型的に、(液体のとき)全内容物を混合することが可能な磁性攪拌器を加える。1110.18gの50%NaOH溶液(分析用、メルク(Merck)から)を氷に添加し、得られるスラリーを攪拌する。42.79gのメチレンビスアクリルアミド(MBAA)(シグマ・アルドリッチから)を溶解するために、2000.00gのAA(合成用、メルク(Merck)から)から、氷アクリル酸(AA)の量(およそ340g)を引く。攪拌を続けながら、残りのAAを氷/NaOH混合物に添加する。温度計を導入し、一旦温度が下がり始めたら(中和後)、温度が15〜25℃の範囲になるまで、氷(脱イオン水から調製される)を添加する。2000mgの反応開始剤「V50」(=2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)ジヒドロクロリド、和光化学(WacoChemicals)から)を、およそ35gの脱イオン水に溶解する。
上の乾燥した超吸収性ベースポリマーを、3mm開口部を有する交換可能なふるいを持つ機械的ミル(IKAミルMF10.1)を使用してミリングし、150〜600μmをふるい分ける(例えば、レッチ(Retsch)からのAS400コントロール)。留分>600μmを、3mm開口部を持つ交換可能なふるいで再びミリングし、150〜600μmをふるい分ける。その後、残りの留分>600μmを、2mm開口部を持つ交換可能なふるいでミリングし、150〜600μmをふるい分ける。残りの留分>600μmを、2mm開口部を持つ交換可能なふるいで再びミリングし、150〜600μmをふるい分ける。その後、残りの留分>600μmを、1.5mm開口部を持つ交換可能なふるいでミリングし、150〜600μmをふるい分ける。残りの留分>600μmを、1.5mm開口部を持つ交換可能なふるいで再びミリングし、150〜600μmをふるい分ける。全ての留分150〜600μmを収集して組み合わせ、ベースポリマー試料を形成する。
(上記のような)乾燥した、ミリングされた超吸収性ベースポリマーの100g部分を、以下のように表面架橋する。
(温度計、注射針の導入に適した隔壁で閉じられた四首ガラスカバーを備える)16000mLの樹脂製ケットルに、(脱イオン水から調製される)約5kgの氷(5799.09g)を入れる。典型的に、(液体のとき)全内容物を混合することが可能な磁性攪拌器を加える。2207.97gの50%NaOH溶液(分析用、メルク(Merck)から)を氷に添加し、得られるスラリーを攪拌する。56.74gのメチレンビスアクリルアミド(MBAA)(シグマ・アルドリッチから)を溶解するために、2651.76gのAA(合成の用、メルク(Merck)から)から、氷アクリル酸(AA)の量(およそ450g)を引く。攪拌を続けながら、残りのAAを氷/NaOH混合物に添加する。温度計を導入し、一旦温度が下がり始めたら(中和後)、温度が15〜25℃の範囲になるまで、氷(脱イオン水から調製される)を添加する。2652mgの反応開始剤「V50」(=2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)ジヒドロクロリド、和光化学(Waco Chemicals)から)を、およそ35gの脱イオン水に溶解する。
(上で得られたような)乾燥した超吸収性ベースポリマーを、3mm開口部を持つ交換可能なふるいを有する機械的ミル(IKAミルMF10.1)を使用してミリングし、150〜600μmをふるい分ける(例えばレッチ(Retsch)からのAS 400コントロール)。留分>850μmを開口部3mmの交換可能なふるいで再びミリングし、150〜850μmをふるい分ける。その後、残りの留分>850μmを開口部2mmの交換可能なふるいでミリングし、150〜850μmをふるい分ける。残りの留分>850μmを開口部2mmの交換可能なふるいで再びミリングし、150〜850μmをふるい分ける。その後、残りの留分>850μmを開口部1.5mmの交換可能なふるいでミリングし、150〜850μmをふるい分ける。残りの留分>850μmを開口部1.5mmの交換可能なふるいで再びミリングし、150〜850μmをふるい分ける。全ての留分150〜850μmを収集して組み合わせ、超吸収性ベースポリマー試料を形成する。
(上記のような)乾燥した、ミリングされた超吸収性ベースポリマーの100g部分を、以下のように表面架橋する。
(上記のような)乾燥した、ミリングされた超吸収性ベースポリマーの100g部分を、以下のように表面架橋する。
118.84gの超吸収性ポリマー試料868を、250mlのPE瓶(VWRインターナショナル(International)、広首瓶(Bottle wide neck)+丸蓋(cap round)、LDPE、250mL)に入れ、1.21gのTiO2粉末(シグマ・アルドリッチ、酸化チタン(IV)、粉末、<5マイクロメートル、99.9+%)を添加する。瓶を閉じ、回転ミキサー(ターブラ(Turbula)(登録商標)、システム・シャッツ(System Schatz)、ウィリーA.バッハオーフェン社(Willy A. Bachofen AG)、機械工場(Maschinenfabrik)、スイス、バーゼル(Basel))内で2.5時間回転させる。
残りの8つの管内の混合物(試料4563材料)を放射線に暴露する(照射)。1つの管の内容物(およそ5g)をガラスぺトリ皿(内径およそ120mm)内において均等に分配し、およそ300〜420nmの紫外線に30分間暴露する。放射のために、例えばランプGN 500 Zsを備え、換気チャンバ(ヘリオス・イタルクオーツ(Helios Italquartz))を備える光源「ポリマー装置(Polimer Apparatus)、GR.E.500W」を使用できる。光源と試料との間の典型的な距離は、約20〜35cmである。照射後、照射された、放射線誘起された材料を共栓化学管内に貯蔵する。全ての残りの管の内容物が照射に暴露されるまで、照射手順を繰り返す。照射された、放射線誘起された超吸収性材料を、PE瓶(VWRインターナショナル(VWR International)、広首瓶(Bottle wide neck)+丸蓋(cap round)、LDPE、250mL)内で組み合わせ、PE瓶を数回(5〜10回)上下逆さにすることで混合する(試料4582を得る)。
118.47gの超吸収性ポリマー試料865を、250mLPE瓶(VWRインターナショナル(International)、広首瓶(Bottle wide neck)+丸蓋(cap round)、LDPE、250mL)に入れ、1.21gのTiO2粉末(シグマ・アルドリッチ、酸化チタン(IV)、粉末、<5マイクロメートル、99.9+%)を添加する。瓶を閉じ、回転ミキサー(ターブラ(Turbula)(登録商標)、システム・シャッツ(System Schatz)、ウィリーA.バッハオーフェン社(Willy A. Bachofen AG)、機械工場(Maschinenfabrik)、スイス、バーゼル(Basel))内で2.5時間回転させる。
残りの8つの管(試料4583)内の混合物を放射線に暴露する(照射)。1つの管の内容物(およそ5g)をガラスぺトリ皿(内径およそ120mm)内において均等に分配し、およそ300〜420nmの紫外線に30分間暴露する。放射のために、例えばランプGN 500 Zsを備え、換気チャンバ(ヘリオス・イタルクオーツ(Helios Italquartz))を備える光源「ポリマー装置(Polimer Apparatus)、GR.E.500W」を使用できる。光源と試料との間の典型的な距離は、約20〜35cmである。照射後、照射された、放射線誘起された材料を共栓化学管内に貯蔵する。全ての残りの管の内容物が照射に暴露されるまで、照射手順を繰り返す。照射された、放射線誘起された超吸収性材料を、PE瓶(VWRインターナショナル(VWR International)、広首瓶(Bottle wide neck)+丸蓋(cap round)、LDPE、250mL)内で組み合わせ、PE瓶を数回(5〜10回)上下逆さにすることで混合し、試料4584を得る。
118.35gの超吸収性ポリマー試料866を、250mLPE瓶(VWRインターナショナル(International)、広首瓶(Bottle wide neck)+丸蓋(cap round)、LDPE、250mL)に入れ、1.11gのTiO2粉末(シグマ・アルドリッチ、酸化チタン(IV)、粉末、<5マイクロメートル、99.9+%)を添加する。瓶を閉じ、回転ミキサー(ターブラ(Turbula)(登録商標)、システム・シャッツ(System Schatz)、ウィリーA.バッハオーフェン社(Willy A. Bachofen AG)、機械工場(Maschinenfabrik)、スイス、バーゼル(Basel))内で2.5時間回転させる。
残りの8つの管内の混合物(試料4585)を放射線に暴露する(照射)。1つの管の内容物(およそ5g)をガラスぺトリ皿(内径およそ120mm)内において均等に分配し、およそ300〜420nmの紫外線に30分間暴露する。放射のために、例えばランプGN 500 Zsを備え、換気チャンバ(ヘリオス・イタルクオーツ(Helios Italquartz))を備える光源「ポリマー装置(Polimer Apparatus)、GR.E.500W」を使用できる。光源と照射された試料との間の典型的な距離は、約20〜35cmである。照射後、照射された、放射線誘起された超吸収性材料を共栓化学管内に貯蔵する。全ての残りの管の内容物が照射に暴露されるまで、照射手順を繰り返す。照射された、放射線誘起された超吸収性材料を、PE瓶(VWRインターナショナル(VWR International)、広首瓶(Bottle wide neck)+丸蓋(cap round)、LDPE、250mL)内で組み合わせ、PE瓶を数回(5〜10回)上下逆さにすることで混合する(試料4589)。
118.15gの超吸収性ポリマー試料865を、250mLPE瓶(VWRインターナショナル(International)、広首瓶(Bottle wide neck)+丸蓋(cap round)、LDPE、250mL)に入れ、1.11gのTiO2粉末(シグマ・アルドリッチ、酸化チタン(IV)、粉末、<5マイクロメートル、99.9+%)を添加する。瓶を閉じ、回転ミキサー(ターブラ(Turbula)(登録商標)、システム・シャッツ(System Schatz)、ウィリーA.バッハオーフェン社(Willy A. Bachofen AG)、機械工場(Maschinenfabrik)、スイス、バーゼル(Basel))内で2.5時間回転させる。
残りの8つの管内の混合物(試料4586)を放射線に暴露する(照射)。1つの管の内容物(およそ5g)をガラスぺトリ皿(内径およそ120mm)内において均等に分配し、およそ300〜420nmの紫外線に30分間暴露する。放射のために、例えばランプGN 500 Zsを備え、換気チャンバ(Helios Italquartz)を備える光源「ポリマー装置(Polimer Apparatus)、GR.E.500W」を使用できる。光源と試料との間の典型的な距離は、約20〜35cmである。照射後、照射された、放射線誘起された超吸収性材料を共栓化学管内に貯蔵する。全ての残りの管の内容物が照射に暴露されるまで、照射手順を繰り返す。照射された、放射線誘起された超吸収性材料を、PE瓶(VWRインターナショナル(VWR International)、広首瓶(Bottle wide neck)+丸蓋(cap round)、LDPE、250mL)内で組み合わせ、PE瓶を数回(5〜10回)上下逆さにすることで混合する(試料4590)。
全ての試験は、標準状態、温度23℃(+/−2℃)、相対湿度50%(+/−5%)で環境制御された部屋で行われる。
以下の方法は、本明細書で使用される流体上昇高比(Fluid Rise Height Ratio)(FRH比)、及び本明細書で使用されるn−ヘプタンにおける高さ上昇(RHH)を決定するのに役立つ。
新たな試料で試験を一回繰り返し、n−ヘプタンについての平均上昇(RHH)を得る。
その後、RSHとRHHとの比(25%食塩水(溶液)の平均高さ上昇とn−ヘプタンの平均高さ上昇との比)を決定する、これは、本明細書では「流体上昇高比(Fluid Rise Height Ratio)」(FRH比)として報告される。
本明細書において称するような超吸収性材料又はポリマーの水分又は水含有量を決定するために、ヨーロッパ使い捨て不織布協会(European Disposables and Nonwovens Association)(EDANA)方法430.2−02(2002)を、本明細書において使用する。
単位面積当たりの質量(40.3−90)のためのヨーロッパ使い捨て不織布協会(European Disposables and Nonwovens Association)(EDANA)標準方法は、本明細書の超吸収性材料の領域(20mn×15mm)の坪量を得るために適している。
厚さ(No30.5−99)のためのヨーロッパ使い捨て不織布協会(European Disposables and Nonwovens Association)(EDANA)標準方法は、本明細書の吸収性物品の超吸収性材料における領域(20mm×15mm)の厚さを測定するために適している。好適な装置は、その段落4.1に記載されている。規定圧力は2.1kPaである。
本明細書の超吸収性材料による領域の密度は、上記の坪量方法を使用して決定される坪量を、上記の厚さ方法にて測定される厚さで割ることによって得られる。
ヨーロッパ使い捨て不織布協会(European Disposables and Nonwovens Association)(EDANA)標準方法441.2−02は、本明細書の超吸収性材料のCRCを得るために適している。
本明細書の超吸収性材料による領域のCRCは、修正されたEDANA標準試験方法441.2−02で決定できる。すなわち、この標準試験は、領域又は層の切り取り試料に適用される(この試験で使用される超吸収性粉末の0.200gの標準試料を、領域又は層の切り取り試料と取り替える)。20mm×15mmの試料寸法を使用する。試料は、吸収性物品の特徴的な層/領域を分離することによって得ることができる。その後、上で指定された寸法の試料を、ダイカッターで切断できる。その後、EDANAの方法に規定されているとおりに(例えば、試料を密閉容器に保管して、測定前に調節する)、各試料を処理して測定しなければならない。1つの領域(試料)当たりのCRC値が得られるだろう。適切であるならば、吸収性構造又は層当たり多数の試料を切断して測定してよく、構造又は層当たりの平均CRCが得られてよい。
領域の基礎容量は、前記領域のCRCと前記領域の坪量を乗じることによって算出され、上記の方法で決定されてよい。
基礎容量=領域のCRC×領域の坪量
領域の吸収効率は、領域のCRCと前記領域の密度を乗じることによって算出され、上記の方法で決定することが可能である。
吸収有効性=領域のCRC×領域の密度
(ml/cm3で報告される)
Claims (19)
- 超吸収性ポリマーと、放射線誘起された親水性を有する材料と、を含む超吸収性材料を含む吸収性物品であって、
a)前記超吸収性ポリマーと、前記放射線誘起された親水性を有する材料とを組み合わせる工程、及び/又は
b)前記超吸収性ポリマーと、放射線誘起可能な親水性を有する材料とを組み合わせて混合物を得て、前記混合物を、前記親水性を誘起するのに適した放射線に付する工程により得られる、吸収性物品。 - 超吸収性ポリマーと表面改質材料とを含む超吸収性材料を含んでなり、少なくとも1.10の流体上昇高比(Fluid Rise Height Ratio)(FRH比)を有する、吸収性物品。
- 前記超吸収性材料が、少なくとも1.10の流体上昇高比を有する、請求項1に記載の吸収性物品。
- 前記FRH比が1.25以上、又は好ましくは1.40以上である、請求項2又は3に記載の吸収性物品。
- 前記n−ヘプタンの上昇高(RHH)が5cm〜19cmである、請求項2〜4のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 前記放射線誘起された親水性を有する材料が、超吸収性材料の混合物の0.01重量%〜2重量%の量で存在する、請求項1及び3〜5のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 前記超吸収性材料が、2重量%未満、好ましくは1重量%未満の湿分含量を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 前記放射線が、波長200nm〜480nmの電磁放射線である、請求項1に記載の物品。
- 前記放射線誘起された親水性を有する材料が、TiO2、SnO2、ZnO、WO3、V2O5、又はこれらの混合物、好ましくは少なくともTiO2を含む、請求項1に記載の物品。
- 前記放射線誘起された親水性を有する材料が、超吸収性ポリマーの表面上にコーティングを形成する、請求項1に記載の吸収性物品。
- 超吸収性材料を含んでなる1以上の領域を有する吸収性構造を含み、6.5L/m2を超える基礎容量及び/又は少なくとも3mL/cm3の吸収効率を有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 前記超吸収性材料と、前記超吸収性材料の20重量%未満、好ましくは5重量%未満、又は1重量%未満の吸収性セルロース繊維とを含む、吸水性構造を含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 前記超吸収性材料を含む区域と、第二の異なる超吸収性材料を含む区域と、を含有する吸収性構造を含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 前記超吸収性材料と接着材料若しくは熱可塑性材料との積層体又は混合物の形態の吸収性構造を含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 前記超吸収性材料が少なくとも30cm3s10−7/gのSFCを有する、請求項1〜14のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 超吸収性ポリマーと、放射線誘起された親水性を有する材料と、を含む超吸収性材料を含む吸収性物品の製造方法であって、
a)超吸収性ポリマーと、放射線誘起された親水性を有する材料とを組み合わせる工程、及び/又は
b)超吸収性ポリマーと、放射線誘起可能な親水性を有する材料とを組み合わせ、得られた混合物を、前記親水性を誘起するのに適した放射線に付して、前記超吸収性材料を得る工程、を含む製造方法。 - 放射線誘起された又は放射線誘起可能な親水性を有する材料を、前記材料の粒子の液体への分散体の形態で適用し、それにより前記分散体が、好ましくは流動床反応装置内で、超吸収性ポリマーの表面に適用される、請求項15に記載の方法。
- 放射線誘起された又は放射線誘起可能な親水性を有する材料と、超吸収性ポリマーとを、乾燥ブレンドとして混合する、請求項15に記載の方法。
- 放射線誘起された又は放射線誘起可能な親水性を有する材料が、前駆体材料と超吸収性ポリマーとを組み合わせる間に又は組み合わせた後に、前駆体材料からその場で形成される、請求項15に記載の方法。
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