JP4209390B2 - 厚さを有する吸収性物品用吸収性コア - Google Patents

Description

本発明は、吸収性物品用の吸収性コアに関し、これは尿のような身体の排泄物を受け取り保持することを目的とする。こうした物品は、乳児用おむつ、トレーニングパンツ、成人用失禁物品、女性用ケア物品などのような使い捨て衛生物品である。吸収性コア中の緩衝作用のある繊維状吸収材料の大部分又はすべてを、獲得挙動を保持又は改善しながら液体を保持できる液体貯蔵材料で置き換えることは、快適さの利得により緩衝作用の減少を補って余りあるために望ましく、改善はこのことを認識することに本質的に基づく。しかしながら快適さは、液体処理に関するおむつの、より基本的要件が満たされる又は改善される場合にのみ達成され得る。特に、より薄くより乾いた吸収性物品の構築を可能にするために、この液体処理性能が従来の吸収性構造の性能を超えて改善される場合には、こうした物品のユーザーは、薄さの利得と比べて期待を超える快適さの改善を提供するものとしてこうした物品を体験する。こうした吸収性コア及びそれにより製造される物品を提供することは、超吸収ポリマーの濃度で、中の液体を外部へと予想外の完全さで獲得、伝導、及び貯蔵できる新しい高度に吸収性のゲル材料の開発で可能となっただけであり、これは現在は未知である。この飛躍的な開発を可能にする第２の観点は、特に使用中にこうした物品が体験する力に抵抗するコアの能力を改善することにより、こうした高い超吸収性ポリマー濃度物品の快適さ及び性能を、乾いた時から完全に充填されるまでの物品の全使用周期を通じて保持する能力である。原型を保持するこの能力はまた、しばしばコアの湿潤一体性とも呼ばれ、その改善は本発明の重要な目的である。

尿又は糞便のような身体の排泄物を受け取り保持するための吸収性物品、例えば使い捨て紙おむつ、トレーニングパンツ、成人用失禁物品は、当該技術分野において周知であり、それらの性能を改善することに対して著しい努力が費やされてきた。こうした改善は一般に、これらの物品の第１の機能、即ち体液を保持する問題に対処することを目指しているが、着用者の快適さを増すことにより、こうした物品を着用することに関連する欠点を最小にすることもまた目指している。

こうした改善は、主に「コア技術」、即ち広義の「吸収性」に関連する、又は主に「基材技術」に関連する２つの範疇のどちらかの範囲内に入るように主に分類することができる。

最初のものは身体の排泄物（一般に何らかの流動性状態）を、「吸収性（又はコア）構造」の中にどのように収集し保持するかという問題に対処し、それにより排泄物質は物品によって獲得（収集）され、次に獲得場所から導き出され（分配）、次いで貯蔵（保持）される。

第２の範疇は、一般に、身体の排泄物を物品の収容部分内に含有するためのいわゆる「基材要素」に対応する。これは、吸収性（コア）構造と外側、例えば着用者の衣類又は皮膚を、不浸透性バックシートを用いて分離することにより行うことができる。更に基材は、身体の排泄物が、吸収性物品と着用者の身体との間の空間を通って出ないようにすることが必要であり、これは脚及びウエスト開口部における伸縮性のギャザーによって達成することができる。その他の基材の態様は、例えばテープのような密閉手段を提供することにより、又はベルトの様な処置（いわゆるプルアップおむつのデザインによる物品と一体であるか、又は適用手段の一部分として）により着用者の上に物品を保持することにより、着用者への物品の適用を可能にする。

多くの場合、専門用語である着用者にとっての「快適さ」は、物品の良好な「適合」を提供し、また柔らかで緩衝材になるようなおむつの基材要素を採用することなど、基材要素を改善することにより主に対処された。第１の厚さの原因、即ち吸収性（コア）構造を減少することにより物品の厚さを減少することは、快適さを改善するために役立つことも、定着している。しかしながら、これは常に、液体処理性能と厚さとの間のバランスについての問題であった。また、かなりの量の緩衝材が、快適なおむつのために必要であると考えられていた。最後に、当業者は、以前は繊維性マトリックスによって提供された液体の獲得及び分配の機能の一部分又は全部を最新の粒子状超吸収性材料が引き継ぐという点まで、繊維性材料を減少又は更には除去することは不可能であると考えていた。最後に、乾いている時にはこうした有益な態様を提供できる構造があったとしても、これを、液体の最初の噴出が吸収された後でさえも、液体処理及び快適さの性能が保持されるように、吸収性（コア）構造中に構築できるということは、全く考えも及ばないことであった。

特定の薄さの吸収性（コア）構造の開発はまた、こうした開発を実質的な商業的利益の対象にするその他の有益な態様を有する。例えば、より薄いおむつは着用するのにより嵩高くなく、また衣類の下によりよく適合するというだけでなく、それらはまた包装がより小型であり、消費者がおむつを運搬及び保管するのをより容易にする。包装の小型化はまた、おむつ単位当たりの店内で必要な陳列棚の空間がより小さくなることを含む、製造業者や流通業者にとっての保管運送費の減少を結果としてもたらす。

示されたように、おむつのようなより薄い吸収性物品を提供する能力は、多量の排泄された体液、特に尿を獲得し貯蔵できる相対的に薄い吸収性（コア）構造を開発する能力に付随してきた。この点で、しばしば「ヒドロゲル」、「超吸収体」、又は「ヒドロコロイド」材料と呼ばれる吸収性ポリマーの使用は、特に重要であった。例えば、こうした吸収性ポリマー（以後、次の内のいずれかで呼ぶ：ヒドロゲル形成吸収性ポリマー、超吸収体、超吸収性ポリマー又はＳＡＰ、吸収性ゲル材料又はＡＧＭ）の使用を開示する米国特許第３，６９９，１０３号（ハーパー（Harper）ら、１９７２年６月１３日発行）、及び米国特許第３，７７０，７３１号（ハーモン（Harmon）、１９７２年６月２０日発行）を参照のこと。実際、より薄いおむつの開発は、典型的には、繊維性マトリックスと組み合わせて用いる場合に、多量の排泄体液を吸収するこれらのＳＡＰの能力をうまく利用する、より薄い吸収性コアに直接帰結した。例えば、薄く、小型で、嵩高くないおむつを形作るのに有用な、繊維性マトリックス及びＳＡＰを含む二層コア構造を開示する米国特許第４，６７３，４０２号（ウェイスマン（Weisman）ら、１９８７年６月１６日発行）、及び米国特許第４，９３５，０２２号（ラッシュ（Lash）ら、１９９０年６月１９日発行）を参照のこと。

これらのＳＡＰの使用の前には、幼児のおむつに用いるのに好適なもののような吸収性構造をすべて木材パルプの毛羽から形成することが、一般的な慣行であった。木材パルプの毛羽１グラム当たりに吸収される流体のグラムについて、木材パルプの毛羽により吸収される流体が相対的に少量であることから、相対的に多量の木材パルプの毛羽を使用することが必要であり、そのため相対的に嵩高い、厚い吸収性構造の使用を余儀なくされていた。これらのＳＡＰのこうした構造への導入は、木材パルプの毛羽をより少なく使用することを可能にした。これらのＳＡＰは、尿のような多量の水性体液を吸収するそれらの能力（即ち、少なくとも約１５グラム／グラム）において毛羽より優れており、そのため、より小さく、より薄い吸収性構造を実現可能にする。加えて、ＳＡＰ粒子は典型的には繊維構造より密集し、したがって高い濃度で更により薄いコアを達成する。

これらのＳＡＰは多くの場合、最初に、アクリル酸、アクリル酸のアルカリ金属（例えば、ナトリウム及び／又はカリウム）塩又はアンモニウム塩、アルキルアクリレートなどの不飽和カルボン酸又はその誘導体の重合により製造される。これらのポリマーは、カルボキシル基含有ポリマー鎖を従来の二官能性、又は多官能性モノマー材料、例えばＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、トリメチロールプロパントリアクリレート、又はトリアリルアミンで僅かに架橋することにより非水溶性、更には水膨潤性にされる。これらの僅かに架橋した吸収性ポリマーは更に、ポリマー主鎖に結合した多数のアニオン性（荷電した）カルボキシル基を含む。これらの荷電したカルボキシル基により、浸透力の結果としてポリマーは体液を吸収し、したがってヒドロゲルを形成することができる。

架橋の程度はこれらのＳＡＰの非水溶性を決定するだけでなく、これらポリマーの２つの他の特質、即ちそれらの吸収能力及びゲル強度を確立する上でもまた重要な要因である。吸収能力又は「ゲルボリューム」は、所定量のＳＡＰが吸収する水又は体液の量の程度を示すものである。ゲル強度は、適用された応力下で変形する又は「流動する」ＳＡＰの傾向に関係する。使い捨て紙おむつのような吸収性構造及び物品中の吸収体として有用なＳＡＰは、十分に高いゲルボリューム、並びに十分に高いゲル強度を有することが必要である。ゲルボリュームは、吸収性物品の使用中に遭遇する著しい量の水性体液をＳＡＰが吸収できるように十分高いことが必要である。ゲル強度は、形成されるＳＡＰが変形しないようなもの、及び吸収性構造又は物品中の毛管空隙を許容できない程度にまで充填しそれにより構造／物品の吸収能力、並びに構造／物品全体の流体分配を抑制しないようなものであることが必要である。例えば、米国特許第４，６５４，０３９号（ブラント（Brandt）ら、１９８７年３月３１日発行、１９８８年４月１９日に米国再発行特許第３２，６４９号として再発行）、及び米国特許第４，８３４，７３５号（アレマニー（Alemany）ら、１９８９年５月３０日発行）を参照のこと。

以前の吸収性構造は、相対的に少量（例えば約５０重量パーセント未満）のこれらのＳＡＰを一般に含んでいた。例えば、米国特許第４，８３４，７３５号（アレマニー（Alemany）ら、１９８９年５月３０日発行）を参照のこと（好ましくは繊維性マトリックス中に約９〜約５０パーセントのＳＡＰ）。これには幾つかの理由がある。以前の吸収性構造に使用されたＳＡＰは、一般にそれらが、特に「噴出」状況で体液を迅速に吸収できる吸収速度を持っていなかった。これは、ＳＡＰに吸収されるまで排泄された流体を保持する仮の貯蔵所としての役目を果す繊維、典型的には木材パルプ繊維を含むことを余儀なくしていた。

より重要なことには、既知のＳＡＰの多くはゲルブロッキングを提示した。「ゲルブロッキング」は、ＳＡＰの粒子が濡れて、吸収性構造の他の領域への流体の移送を抑制するように粒子が膨らむ場合に起こる。したがって、吸収性部材のこれらの他の領域の濡れは、非常に遅い拡散プロセスを経て起こる。実際的に言うと、これは吸収性構造による流体の獲得が、流体が排泄される速度より、特に噴出の状況でははるかに遅いことを意味する。吸収性物品からの漏れは、吸収性部材のＳＡＰの粒子が完全飽和に近づくよりもかなり前か、又は「ブロッキング」粒子を超えて残りの吸収性部材の中に流体が拡散又はウィッキングし得る前に起こり得る。ゲルブロッキングは、ＳＡＰの粒子が十分なゲル強度を持たず、吸収された流体によりいったん粒子が膨らむと応力下で変形するか又は広がってしまう場合には、特に重大なの問題であり得る。米国特許第４，８３４，７３５号（アレマニー（Alemany）ら、１９８９年５月３０日発行）を参照のこと。

このゲルブロッキング現象は、典型的には、ＳＡＰの粒子が分散する繊維性マトリックスの使用を余儀なくした。この繊維性マトリックスは、ＳＡＰの粒子を互いに分離したままに保つ。この繊維性マトリックスはまた、流体が、最初の流体排泄地点から離れた領域に位置するＳＡＰに到達することを可能にする毛管構造を提供する。米国特許第４，８３４，７３５号（アレマニー（Alemany）ら、１９８９年５月３０日発行）を参照のこと。しかしながら、ゲルブロッキングを最少にする又は避けるために、ＳＡＰを繊維性マトリックス中に相対的に低濃度で分散することは、より薄い吸収性構造の全体の流体貯蔵能力を低下し得る。これらのＳＡＰのより低い濃度の使用は、これら材料の実際の利益、即ち所定体積当たりに多量の体液を吸収及び保持するそれらの能力を幾らか制限する。ＳＡＰの極めて高い濃度が可能でなかった別の理由は、粒子状物質から製造される構造の不利な物理的一体性にある。そのため、繊維性マトリックスを構築することは、構造の再強化が繊維ガラスのような繊維性要素により提供されるその他の多くの技術的状況で用いられるものと類似する、繊維の再強化構造を提供する利点も持っていた。

ゲル強度を増加する以外に、これらのＳＡＰの他の物理的及び化学的特質は、それらの性能を改善するように、特にゲルブロッキングを減少するように操作されてきた。１つの特質は、粒度、特に粒度分布である。この意味で、本発明は粒子状のＳＡＰを含む吸収性コアに関することを述べることが必要である。繊維性ＳＡＰの使用は、粒子状ＳＡＰに関して見出された多くの問題を確かに排除するが、異なる課題を提議した。今までのところ繊維性ＳＡＰの商業的使用を一般的に遠ざけてきた（即ち技術的観点に関係なく）１つの重要な問題は、ＳＡＰ粒子とＳＡＰ繊維との間の費用格差である。米国特許第５，０４７，０２３号（バーグ（Berg）、１９９１年９月１０日発行）によると、ＳＡＰの粒度分布は、吸収性構造中に使用される粒子の吸収能力及び効率を改善するために制御され得る。しかしながら、粒度分布を調整しても、それだけでは、これらのＳＡＰの相対的に高い濃度を有することができる吸収性構造をもたらさない。これらのＳＡＰの注目されてきた別の特質は、ポリマー自体の中に存在する抽出可能物質の濃度であり、例えば米国再発行特許第３２，６４９号（ブラント（Brandt）ら、１９８８年４月１９日再発行）を参照のこと。

ゲルブロッキングの程度を示すものとしてかねてから当該技術で既知の更に別の特質は、これらのＳＡＰの要求濡れ性（Demand Wettability）又は重力測定吸収性（Gravimetric Absorbence）である。例えば、米国特許第５，１４７，３４３号（ケレンバーガー（Kellenberger）、１９９２年９月１５日発行）、及び米国特許第５，１４９，３３５号（ケレンバーガー（Kellenberger）ら、１９９２年９月２２日発行）を参照のこと。そこではこれらのＳＡＰは「超吸収体材料」と呼ばれ、またそこでは要求濡れ性／重力測定吸収性は負荷下吸収性（Absorbency Under Load）（ＡＵＬ）と呼ばれる。「ＡＵＬ」は、これらの特許の中では、適用された拘束力に対して膨らむＳＡＰの能力として定義される（上記米国特許第５，１４７，３４３号の第２欄４３〜４６行を参照のこと）。「ＡＵＬ値」は、２０６８Ｐａ（２１，０００ダイン／平方センチメートル、約０．３ｐｓｉ）の負荷を受ける間にＳＡＰに吸収される０．９パーセント食塩溶液の量（ミリリットル／グラム又はグラム／グラム）として定義される。ＡＵＬ値は、１時間（米国特許第５，１４７，３４３号を参照）、又は５分（米国特許第５，１４９，３３５号を参照）で測定され得る。ＳＡＰは、それらが少なくとも約２４ミリリットル／グラム（好ましくは少なくとも約２７ミリリットル／グラム）の食塩溶液を１時間後に吸収するか（米国特許第５，１４７，３４３号を参照）、又は少なくとも約１５グラム／グラム（好ましくは少なくとも約１８グラム／グラム）の食塩溶液を５分後に吸収する場合、望ましいＡＵＬ特性を有すると見なされる。

米国特許第５，１４７，３４３号及び第５，１４９，３３５号に定義されるようなＡＵＬは、どのＳＡＰが場合によってはゲルブロッキングを避けるかという何らかの指標を提供する場合がある。しかしながら、吸収性構造中のこれらのポリマーの濃度を、著しいゲルブロッキング又は何らかのその他の望ましくない効果なしに増加できるように、どのＳＡＰが必要な吸収特性を提供するのかを決定するためにはＡＵＬは不十分である。実際、米国特許第５，１４７，３４３号及び第５，１４９，３３５号に満足なＡＵＬ値を有するとして開示される幾つかのＳＡＰは、吸収性部材中で高濃度で有用であるためには不十分な浸透性を有する。高いＡＵＬ値を有するためには、形成されるヒドロゲル層が、２０６８Ｐａ（０．３ｐｓｉ）の封圧下で、どんな有意の程度にもゲルブロッキングを起こさないように、少なくとも最小の浸透性を有しさえすればよい。ゲルブロッキングを単に避けるために必要な浸透性の程度は、良好な流体移送特性を提供するために必要な浸透性よりはるかに低い。米国特許第５，１４７，３４３号及び第５，１４９，３３５号によるＡＵＬの選択によりゲルブロッキングを避けるＳＡＰは、他の液体処理特性がまだ大いに不十分である可能性がある。

米国特許第５，１４７，３４３号及び第５，１４９，３３５号により測定されたＡＵＬ値を使用することに伴う別の問題は、それらが吸収性構造中のヒドロゲル形成性ポリマー上に作用し得る潜在的な圧力のすべてを反映していないという点である。上記のように、これらの特許では、ＡＵＬは約２０６８Ｐａ（０．３ｐｓｉ）の圧力において測定される。約４８２６Ｐａ（０．７ｐｓｉ）のはるかにより高い封圧は、吸収性構造への局部的な機械的圧力（例えば、座ること、眠ること、しゃがむこと、テープ貼り、ゴム、脚の動き、その他の張力及びねじる動き）の全範囲をより適切に反映すると考えられている。米国特許第５，１４７，３４５号（ヤング（Young）ら、１９９２年９月１５日発行）を参照のこと。更に、これらのＳＡＰを含む多くの吸収性構造の多くが、体液の最初の排泄を受け取る獲得層のような他の構成成分を含むことができる。例えば、米国特許第４，６７３，４０２号（ウェイスマン（Weisman）ら、１９８７年６月１６日）、及び米国特許第４，９３５，０２２号（ラッシュ（Lash）ら、１９９０年６月１９日発行）を参照のこと。この獲得層は、特定の化学的に剛化された繊維のような繊維を含むことができ、それは相対的に高い毛管吸引力を有する。例えば、米国特許第５，２１７，４４５号（ヤング（Young）ら、１９９３年６月８日発行）を参照のこと。これらのＳＡＰによる流体獲得に影響し得るこれらの追加の毛管圧力を考慮に入れると、より高圧、即ちおよそ４８２６Ｐａ（０．７ｐｓｉ）の下で要求吸収性能を測定することがより現実的である。これには使用中に発揮される局部的な機械的圧力だけでなく、吸収性構造中に存在する他の構成成分（例えば獲得層）から結果として得られる追加の毛管圧力もまたよりよく考慮される。

相対的に高い濃度のこれらのＳＡＰを有する吸収性構造について、これらの吸収性ポリマーの他の特質が評価されてきた。例えば、欧州特許出願５３２，００２（バイアリー（Byerly）ら、１９９３年３月１７日公開）を参照のこと。これは負荷下変形（Deformation Under Load）（ＤＵＬ）と呼ばれる特質を、高濃度のＳＡＰを有する吸収性複合物に重要であるとして特定している。「ＤＵＬ」は、欧州特許出願５３２，００２の中で、吸収性ポリマーが膨らんだ後にウィッキングの通路を保持するＳＡＰの能力を評価するために用いられている。３ページの９〜１０行を参照のこと。ＤＵＬ値は、固定量の合成尿でＳＡＰを不完全に飽和し、吸収性ポリマーを軽い荷重（２０８６Ｐａ（０．３ｐｓｉ））下で圧縮し、次いでより重い荷重（６２０５Ｐａ（０．９ｐｓｉ））下での吸収性ポリマーの変形を測定することにより得られる。この出願では、約０．６ミリメートル以下のＤＵＬ値を有するＳＡＰが開示される。

欧州特許出願５３２，００２の中で定義されるようなＤＵＬは、吸収性ポリマーが膨らんだ後にウィッキングの通路を保持するＳＡＰの能力について何らかの指標を提供する場合がある。しかしながら、以後ＰＨＬと呼ぶ（更なる定義についてはＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９５／２６２０９、１７ページ以下、又はＥＰ−Ｂ−７５２８９２の６４項以下を参照のこと）ヒドロゲル層は、これらの吸収性ポリマーが体液の存在下で膨らむ場合に形成されるが、その開放性又は孔隙率は、特に吸収性ポリマーが吸収性構造中に高濃度で存在する場合には、これらの吸収性ポリマーが流体を獲得し移送する能力を決定するためにＤＵＬ値より適切であることが見出されている。孔隙率は、固体材料により占有されない分別体積を指す。ＳＡＰから完全に形成されるヒドロゲル層では、孔隙率はヒドロゲルにより占有されない層の分別体積である。ヒドロゲル並びにその他の構成成分を含有する吸収性構造では、孔隙率はヒドロゲル、又はその他の固体構成成分（例えば繊維）により占有されない分別体積（空隙体積とも呼ばれる）である。

重要なことには、欧州特許出願５３２，００２により明らかに所望されるものより高い孔隙率を有するＳＡＰは、高濃度のこれらの吸収性ポリマーを有する吸収性構造に特に好適であることが見出された。欧州特許出願５３２，００２により所望される約０．６ミリメートル未満のＤＵＬ値を有するＳＡＰは、相対的に低い孔隙率を有すると考えられている。

これらのＳＡＰのより高い濃度での別の重要な特性は、それらの浸透性／流れ伝導性である。浸透性／流れ伝導性は、それらの塩水流伝導度（ＳＦＣ）値に関して定義され得る。ＳＦＣは、当該技術分野において既定のことであり、例えばＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９５／２６２０９の６９ページ以下、又はＥＰ−Ｂ−７５２８９２の２２４項以下に非常に詳細に定義されている。ＳＦＣは、膨らんだＳＡＰから形成されるヒドロゲル層の、体液を移送する能力のように、塩水を移送する材料の能力を測定する。典型的には、パルプ繊維のエアレイドウェブ（例えば、０．１５グラム／ｃｃの密度を有する）は、約２００×１０−７ｃｍ３ｓ／ｇのＳＦＣ値を提示する。対照的に、アクアリック（Aqualic）Ｌ−７４（株式会社日本触媒（Nippon Shokubai Co.,LTD）製造）、及びナルコ−１１８０（ナルコ・ケミカル社（Nalco Chemical Co.）製造）のような典型的なＳＡＰは、多くとも１×１０−７ｃｍ３ｓ／グラムのＳＦＣ値を提示する。それ故に、ＳＦＣに関して木材パルプ繊維のエアレイドウェブに、より接近するＳＡＰを使用できることは極めて望ましい。

これらのＳＡＰから形成されるヒドロゲル層の孔隙率及び透過性特性を完全に利用するために考慮すべき別の要因は、これらのポリマーを含む吸収性部材中の領域（複数可）の湿潤一体性である。相対的に高い孔隙率及びＳＦＣ値を有するＳＡＰについては、ポリマーが存在する領域（複数可）が良好な湿潤一体性を有することが極めて重要である。「良好な湿潤一体性」とは、高濃度のＳＡＰを有する吸収性部材中の領域又は領域（複数可）が、乾いた状態、部分的に濡れた状態、及び／又は濡れた状態で十分な一体性を有し、その結果、体液の存在下で膨れる際に形成されるヒドロゲルの物理的連続性（及びしたがって連続的空隙／毛管を通って流体を獲得及び移送することができる能力）が、通常の使用条件を受ける場合でさえも、実質的に破壊されず又は変更されないことを意味する。通常使用の間に、吸収性物品の吸収性コアは典型的には、様々な強度及び方向の張力及びねじる力を受ける。これらの張力及びねじる力は、吸収性物品を着用している人が歩く、しゃがむ、かがむ時などのような股部位で集まること、引き伸ばす及びよじる力を包含する。湿潤一体性が不十分である場合、これらの張力及びねじる力は、ヒドロゲルの物理的連続性の実質的な変更及び／又は破壊を潜在的に起こす可能性があり、その結果、連続的空隙並びに毛管の中に及びこれを通って流体を獲得し移送するその能力が低下し、例えばヒドロゲル層は、部分的に分離される、完全に分離される、割れ目が導入される、著しく薄くなった領域を有する、及び／又は複数個の著しくより小さい部分に分割される可能性がある。一体性の不足のような巨視的な不快感が必然的に作り出される他に、それはまたＳＡＰの有益な孔隙率及び浸透性／流れ伝導性の特性を最小にするか又は完全に打ち消す可能性がある。ヒドロゲル層の挙動を評価するために、いわゆるボール破裂評価を行って、使用中の吸収性物品の特定の制限内での期待される挙動についての結論を予想する又は導くことができる。特にこの試験は、高いＳＡＰ濃度を含む吸収性コアの湿潤一体性の相対的な低下を評価することを可能にする。

それ故に、（１）相対的に高濃度のＳＡＰ粒子を有する領域（複数可）を含む吸収性部材を提供し得ることは望ましいが、このＳＡＰ粒子は；（２）相対的に高い孔隙率、及び好ましくはエアレイド繊維ウェブに近い浸透性／流れ伝導性特性を有し；（３）典型的な使用圧力下で更に高い毛管吸引力の獲得層から流体を容易に獲得でき；（４）通常使用の力を受ける場合でも、流体を獲得及び移送するその能力が実質的に減少せず又は最小化しないように十分な湿潤一体性を提供するマトリックス中にある。体液で膨らんだ場合に、（ａ）吸収性ポリマーの単位重量当たりの空隙体積がエアレイド繊維ウェブの空隙体積により近いように；（ｂ）使用圧力下の吸収性ポリマーの要求濡れ性（demand wet ability）又は重力測定吸収性（gravimetric absorbency）が増加するように；並びに（ｃ）吸収性ポリマーが好ましくは増加した浸透性、改善したウィッキング及び／又は改善した膨張特性を有するように、良好な湿潤一体性及び高い孔隙率を持ち続けるＳＡＰをこれらの吸収性部材の中に用い得ることはまた極めて望ましい。

したがって、吸収性物品であって、特にそれらの厚さを減少することによる改善した適合を有するがまた装填された場合にも改善した適合を有し、加えて特に、乾いている時及び液体による湿潤が進行する間に、特に好適な流体分配特性を有する材料を用いることにより、良好な流体処理性能を有する吸収性物品を提供することは本発明の目的である。

これを超吸収性ポリマーを用いて達成することは、本発明の更なる目的である。

本発明及びその特質は独立した請求項の中で完全に定義され、好ましい実施形態は従属する請求項の中で特定される。特に本発明は、乳児用おむつ又は成人用失禁物品のような吸収性失禁物品の提供に有用な吸収性コアに関し、この物品は好ましくは吸収性コアがそれに直接隣接して位置付けられるトップシート、及び更に任意に、トップシートと共に吸収性コアを挟むバックシートを含む。

本発明の吸収性コアは、尿のような体液の収集のために特に有用である。こうしたコアは、超吸収性ゲル材料を含み、これは粒子の形態である。粒子は繊維と対照的（in contract）に、粒子の最長と最小粒子寸法の比が１〜５の範囲である最長及び最小寸法を有し、その場合１の値は完全に球形の粒子と一致し、５はこうした球形粒子からの幾らかの偏位を許容している。

個々の粒子安定性を提供し、超吸収性ゲル材料が、本明細書に定義されるようなＳＦＣ試験に従って測定された、少なくとも３０単位、好ましくは６０単位を超えるＳＦＣ値を有するように、粒子に表面架橋が提供される。

粒子は、部分的に加水分解可能なカチオン性ポリマーによる実質的に非共有結合した表面コーティングを更に有し、その結果、前記超吸収性ゲル材料は、本明細書に定義されるようなＢＢＳ試験に従って測定された、３０分後に０．７８ニュートン（８０グラムフォース）を超えるボール破裂強度（以後ＢＢＳと呼ぶ）、及び１６時間後に３０分後のＢＢＳの少なくとも５０パーセントのＢＢＳを有する。好ましくは、３０分後のＢＢＳは０．９８ニュートン（１００グラムフォース）〜１．２７ニュートン（１３０グラムフォース）であり、１６時間後のＢＢＳは、３０分後のＢＢＳの８０パーセント〜１２０パーセントの範囲である。ポリマー上のカチオン性電荷を微調整（安定化又は緩衝）するために、それは加水分解可能なポリマーであることが必要である。

共有コーティングは、粒子上に前記粒子の１０重量パーセント未満、好ましくは０．０５重量パーセント〜５重量パーセント、及びより好ましくは０．２重量パーセント〜１重量パーセントの量で存在する。部分的に加水分解可能なカチオン性の非共有結合した表面コーティングは、好ましくは、実際に部分的に加水分解されたカチオン性ポリマーにより提供され、これは好ましくは４０パーセント〜８０パーセントの範囲、より好ましくは４０パーセント〜６０パーセントの範囲、及び最も好ましくは４０パーセント〜５０パーセントの範囲において加水分解されている。こうしたポリマーの優れた例は窒素含有ポリマーであり、これは窒素含有ポリマー１キログラム当たり５〜１７モルのカチオン性基を含有する。本発明の特定の実施形態では、コーティングはＮ−ビニルアルキルアミド又はＮ−ビニルアルキルイミドの部分的に加水分解されたポリマーであり、より好ましくはＮ−ビニルホルムアミドのポリマーである。

最後に、超吸収性ゲル材料は、本発明の吸収性コア中に６０重量パーセント以上の濃度、好ましくは８０重量パーセント以上の濃度、より好ましくは９６重量パーセント以上の濃度で存在する。

本発明に用いるＳＡＰ材料の選択のために、ＳＡＰ粒子が、例えばＦ．Ｌ．ブーフホルツ（F.L.Buchholz）及びＡ．Ｔ．グラハム（A.T.Graham）著、「最新超吸収技術（Modern Super Absorbent Technology）」、ニューヨーク、ワイリーＶＣＨ出版、１９９８年に定義されるような比表面評価方法に従って、少なくとも０．０５平方メートル／グラム、好ましくは０．１平方メートル／グラム、及びより好ましくは０．２５平方メートル／グラムを超える比表面積を有するのが好ましい。より小さい粒子は本質的により大きい表面積を結果としてもたらすため、この相対表面は平均粒度の指標である。この意味で、本発明による吸収性コアの特に好ましい実施形態は、本明細書に定義されるようなふるいによる粒度試験に従って、６００マイクロメートル未満の、好ましくは５００マイクロメートル未満の、より好ましくは４００マイクロメートル未満のふるいによる粒度を有するＳＡＰ粒子を少なくとも９０重量パーセント、好ましくは少なくとも９５重量パーセント、より好ましくは９９重量パーセント使用する。

本明細書に定義されるような毛管圧力評価方法に従って、少なくとも３５、好ましくは少なくとも４５、及びより好ましくは少なくとも５４の毛管圧力の百分位数を有する、本発明によるコア中に用いられるＳＡＰを選択することが好ましいことが更に見出された。

Ａ．（定義）
本明細書で使用する時、「吸収性コア」という用語は、体液の獲得、移送、分配、及び貯蔵を含む、物品の流体処理特性に主として関与する吸収性物品の構成成分を指す。そのようなものとして、吸収性コアは典型的には、吸収物品のトップシート又はバックシートを含まない。

本明細書で使用する時、「吸収性部材」という用語は、１以上の流体処理特性、例えば、流体獲得、流体分配、流体移送、流体貯蔵などを通常提供する、吸収性コアの構成成分を指す。吸収性部材は、吸収性コア全体又は吸収性コアの一部のみを構成することができ、即ち吸収性コアは１以上の吸収性部材を含むことができる。

本明細書で使用する時、要素の「領域（複数可）」又は「区域（複数可）」という用語は、その要素の部分又は区分を指す。

本明細書で使用する時、「含む」という用語は、例えば様々な構成成分、部材、工程などが、本発明によって共に使用され得ることを意味する。それ故に、「含む」という用語は、より限定的な用語「〜から製造される」及び「〜から成る」を包含し、これらの後者の、より限定的用語は、当該技術で理解されるようなそれらの標準的な意味を有する。

本明細書で用いられるすべての百分率、比率、及び割合は、特に指定のない限り、重量基準である。

Ｂ．（吸収性コアの材料及び構成成分）
１．ヒドロゲル形成吸収性ポリマー
（ａ）化学的組成
本発明で有用なＳＡＰ又は超吸収性ポリマー（ＳＡＰ（複数可））には、多量の流体を吸収することが可能である、非水溶性であるが、水膨潤性の多様なポリマーが挙げられる。こうしたポリマー材料は一般に当該技術分野において既知であり、使い捨て吸収性物品の技術との関連において用いられる又は有用であると見なされるすべてのそれらの周知のポリマーを含む。特にＥＰ−Ａ−７５２８９２に開示されるＳＡＰ、又はＦ．Ｌ．ブーフホルツ（F.L.Buchholz）及びＡ．Ｔ．グラハム（A.T.Graham）著の教科書である名称「最新超吸収技術（Modern Super Absorbent Technology）」、ニューヨーク、ワイリーＶＣＨ出版、１９９８年に開示されるものが、本発明との関連において有用である。

ＳＡＰの製造に用いるのに好ましいポリマー材料は、部分的に中和されたポリアクリル酸及びそのデンプン誘導体の僅かに網状架橋されたポリマーである。好ましくは、ＳＡＰは約５０〜約９５パーセント、好ましくは約７５パーセントの、中和された、僅かに網状架橋されたポリアクリル酸（即ち、ポリ（アクリル酸ナトリウム／アクリル酸））を含む。網状架橋は、ポリマーを実質的に非水溶性にし、またヒドロゲル形成吸収性ポリマーの吸収能力及び抽出可能なポリマー含有量の特質を部分的に決定する。これらのポリマーを網状架橋するための方法及び典型的な網状架橋剤は、米国特許第４，０７６，６６３号又は上記に引用した参照文献の中に非常に詳細に記載されている。

ＳＡＰは、好ましくは１種類（即ち、均質）であるが、ポリマーの混合物もまた本発明に用いることができる。本発明で有用なＳＡＰは、広範囲にわたって変化する大きさ、形状及び／又は形態を有することができる。本発明によると、これらのポリマーは、最大寸法と最小寸法との大きな比を持たない粒子の形態（例えば顆粒、粉末、粒子間凝集体、粒子間架橋凝集体など）である。ＳＡＰはまた、例えば、粉末シリカ、界面活性剤、糊、結合剤などのような低濃度の１以上の添加物との混合物を含むことができる。

上記のような粒子については、粒度はふるいの大きさ分析によって決定される寸法として定義される。ＳＡＰ粒子の粒度を決定する方法は、米国特許第５，０６１，２５９号（ゴールドマン（Goldman）ら、１９９１年１０月２９日発行）に記載されている。

本発明によるとＳＡＰ粒子は、ＳＡＰ材料の物理的特質を改善する、部分的に加水分解可能なカチオン性ポリマーによる実質的に非共有結合した表面コーティングを更に有する。共有コーティングは、粒子上に前記粒子の１０重量パーセント未満、好ましくは０．０５重量パーセント〜５重量パーセント、及びより好ましくは０．２重量パーセント〜１重量パーセントの量で存在する。部分的に加水分解可能なカチオン性の非共有結合した表面コーティングは、好ましくは、実際に部分的に加水分解されたカチオン性ポリマーにより提供され、これは好ましくは４０パーセント〜８０パーセントの範囲、より好ましくは４０パーセント〜６０パーセントの範囲、及び最も好ましくは４０パーセント〜５０パーセントの範囲において加水分解されている。

カチオン性コーティングは、好ましくは、５〜１７モル／キログラム（窒素含有ポリマーの重量に基づく）の、プロトン化し得る窒素原子を有する窒素含有ポリマー（Ｎ−ポリマー）である。部分的に加水分解された、又は少なくとも加水分解可能なポリビニルアミド、及びそれらの製造方法の詳細な記述は、ＤＥ３１，２８，４７８に見出される。特に好ましいのは、Ｎ−ビニルホルムアミドの単独重合から製造されるポリマーにより提供されるカチオン性コーティングであり、これは３０モルパーセント〜８０モルパーセントの程度にまで加水分解される。完全に又は部分的に加水分解されたポリビニルホルムアミドの溶液は、例えばルートヴィヒスハッフェン（Ludwigshafen）のＢＡＳＦ−ＡＧから商品名バソコール（Basocoll）（商標）、ルレダー（Luredur）（商標）、又はカチオファスト（Catiofast）（商標）により市販されている。

好ましくはこうしたカチオン性ポリマーは、約１０，０００〜約５００，０００の範囲の重量平均分子量を有する。好ましくは、ＳＡＰ粒子の重量パーセントにおけるＮ−ポリマーによるコーティングの量は、０．００１重量パーセント〜０．５重量パーセントである。Ｎ−ポリマーは、表面架橋されたＳＡＰ粒子に、Ｎ−ポリマーを含む溶液を混合機中の粒子上へ単に噴霧することにより適用され得る。あるいは、カチオン性ポリマー、好ましくは記載されたＮ−ポリマーはＳＡＰ粒子上に、セルロース及びその誘導体、レーヨン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアクリル、ポリアミド、ポリスチロール、ポリウレタン、ポリアクリルニトリル、又は親水性ナイロンから選択されるキャリアにより運搬され得るが、ただしそれは、こうしたキャリアが重合の間にＳＡＰ粒子中に組み込まれるか、又はＳＡＰ粒子を製造する間に物理的形態に組み込まれる場合である。もちろん以下に示すように、本発明による物理的特性が保持されるように注意することが必要である。別の代わりのものとして、Ｎ−ポリマーは、Ｎ−ポリマーの微細粉末と粒子とを従来の混合装置中で混合することにより塩基粒子に適用され得る。Ｎ−ポリマーを、塩基粒子を既に含む吸収性構造中に導入することさえ可能である。Ｎ−ポリマーは、粒子付近の材料から移動される。吸収性コア中では、Ｎ−ポリマーはコア中に、例えばティッシュ、又は不織布、又はポリマー被膜、又はその他の基材上への含浸により運び込まれ得る。

当該技術分野において通常のその他の化合物、例えばｐＨ緩衝若しくは中和のための塩、及び粉塵減少化合物、又はその他の反応及び加工助剤を従来の方式で用いることができる。

（ｂ）物理的特性
（１）ヒドロゲル層の孔隙率
ＳＡＰの重要な特質は、これは好ましくは本発明によるＳＡＰにより達成されるが、ポリマーが封圧下において体液で膨れる場合に形成されるヒドロゲルの区域又は層の開放性又は孔隙率である。これは、上記に定義されるようにＰＨＬと呼ばれる。本発明に有用な好ましいＳＡＰは、少なくとも約０．１５、好ましくは少なくとも約０．１８、より好ましくは少なくとも約０．２０、及び最も好ましくは少なくとも約０．２５のＰＨＬ値を有する。典型的には、これらのＰＨＬ値は、約０．１５〜約０．４０の範囲であり、より典型的には約０．１８〜０．２５である。これらのＳＡＰのＰＨＬ値を決定するための方法は、ＥＰ−Ａ−７５２８９２に規定されている。ＰＨＬ値は、ＥＰ７５２８９２に従って、２０６８Ｐａ（０．３ｐｓｉ）の封圧で測定される。しかしながら、孔隙率は、吸収性コアが体験する圧力の全使用範囲にわたって、即ち圧力なしから始まって１００００Ｐａのような圧力までで、依然として重要な観点である。

（２）加圧下性能（ＰＵＰ）
ＳＡＰの別の重要な特質は、これもまた好ましくは本発明によるＳＡＰにより達成されるが、高封圧下でのそれらの要求吸収能力である。この要求吸収能力は、ＥＰ−Ａ−７５２８９２において、加圧下性能の能力（ＰＵＰ能力）として定義される。本発明に有用な好ましいＳＡＰのＰＵＰ能力は、一般に少なくとも約１９グラム／グラム、好ましくは少なくとも約２１グラム／グラム、より好ましくは少なくとも約２３グラム／グラム、及び最も好ましくは少なくとも約２９グラム／グラムである。

（３）塩水流伝導度（ＳＦＣ）
本発明に有用なＳＡＰにとって重要な特質及び必須であることは、体液で膨れる場合にヒドロゲルの区域又は層を形成するための、それらの浸透性又は流れ伝導性である。この浸透性又は流れ伝導性は、ＳＡＰの塩水流伝導度（ＳＦＣ）値に関して本明細書で定義される。ＳＦＣは、形成されたヒドロゲル層の、使用圧力下で体液を移送又は分配するための能力を測定する。ＳＦＣ値を決定するための方法は、ＥＰ−Ａ−７５２８９２に規定されている。本発明に有用なＳＡＰのＳＦＣ値は既に、単位に関して述べられている。本明細書に表されるように、単位の数値は１０−７ｃｍ^３ｓ／グラム（又はｃｍ^３ｓ／グラム／１０，０００，０００）である。換言すると、３０ＳＦＣ単位は、１０−７ｃｍ３ｓ／グラムの３０倍のＳＦＵ値を意味する。

（４）抽出可能ポリマー
本発明に有用な特に好ましいＳＡＰの別の重要な特質は、その中に存在する抽出可能なポリマー材料の濃度である。抽出可能ポリマーのどの濃度がなお許容可能であるかという評価及び説明は、ＥＰ−Ａ−７５２８９２に詳細に開示及び説明されている。一般則として、抽出可能量はできるだけ低いべきであり、低ければ低いほど、抽出可能材料が起こし得る望ましくない反応は少なくなる。

（５）ゲルボリューム
特に本発明に有用なＳＡＰの好ましい実施形態にとって重要であり得る別の特質は、ゲルボリュームである。ゲルボリューム特性の質及び量の評価並びに説明は、ＥＰ−Ａ−７５２８９２に詳細に開示及び説明されている。好ましいＳＡＰは、少なくとも約２０グラム／グラム、及び好ましくは約２５〜約８０グラム／グラムの相対的に高いゲルボリュームを有する。

（６）ゲル強度
本発明に有用な好ましいＳＡＰにとって重要であり得る別の特質は、ゲル強度である。本明細書で使用する時、「ゲル強度」は、吸収性ポリマーから形成されるＳＡＰ粒子が使用圧力下で変形又は「流動」する傾向に関する。ＳＡＰのゲル強度測定は、ＥＰ−Ａ−７５２８９２に開示されている。ゲル強度を最大にすることは、幾つかの他の特性ほど重大ではないが、本発明の好ましいＳＡＰは、少なくとも約５ｋＰａ（１０，０００ダイン／平方センチメートル）、より好ましくは少なくとも約１０ｋＰａ（２０，０００ダイン／平方センチメートル）、又は更には約２０ｋＰａ（４０，０００ダイン／平方センチメートル）を超える相対的に高いゲル強度を有する。

（７）ボール破裂強度（ＢＢＳ）
ボール破裂強度は、膨れた状態でのＳＡＰ粒子層の一体性評価のための数値測定であり、又は換言すれば、本発明によるコアを含む吸収性物品を用いる場合に生じる張力及びねじる力に抵抗する能力である。これにより、高濃度でこうしたＳＡＰを含む吸収性コアの挙動の予想を行うことができる。特に、ＢＢＳが長期にわたって測定される場合、値の減少又は増加は、ＳＡＰ粒子の層の湿潤一体性の変化の有効な指標であり、これは１００パーセント濃度のＳＡＰのシミュレーションであると考えることができる。ＢＢＳの試験方法は、米国特許第６，１２１，５０９号に詳細に開示されている。本発明によると、ＢＢＳ値は、膨張の３０分後及び膨張の１６時間後に測定される。３０分の使用は、許容できる程度のコアの一体性を達成するための時間の最適量であることが見出された。

３０分の値と１６時間の値との間の差違は、３０分の値の百分位数の分数として表すことができ、それにより吸収性コアの湿潤一体性の予想される変化（増加又は減少）の指標を提供することができる。考慮すべき２つの観点があり：吸収性コアの一体性は、最初の使用時に許容可能でなければならない。これは基本的な要件である。しかしながら、最初の濡れの後でさえ、一体性（ここでは湿潤一体性と呼ばれる）は、許容可能なままでなければならない。これは３０分後のＢＢＳにより測定される。これが許容可能である限り、吸収性コアの一体性は、全使用期間の間、許容可能のままでなければならない。吸収性物品がユーザーに着けられたままにされてよい最長時間を考慮して、１６時間後の一体性が測定され得る。こうした長時間の後、外力への抵抗が許容可能なままである場合、即ち３０分のＢＢＳ値と比較した１６時間後のＢＢＳ値に著しい減少がない場合は、コア中に用いられるＳＡＰ材料は、こうした吸収性コアに高度の湿潤一体性を提供する。

幾つかのＳＡＰは、３０分のＢＢＳ値と比較して１６時間後にＢＢＳの増加を体験する。これが、湿潤一体性の増加の指標である。しかしながら、一体性が最初に達成されること、保持されること、及び絶対的一体性が低過ぎる（離解の危険性）ことも高過ぎる（使用の力への暴露による巨視的な分割の危険性）こともないことを確実にするために、３０分及び１６時間のＢＢＳ両方について、微妙なバランスを築くことが必要である。

（８）遠心力保持能力（ＣＲＣ）
大部分のヒドロゲル形成吸収性ポリマーについて、吸収能力の測定としてのゲルボリュームは、合成尿の代わりに０．９パーセントの食塩溶液を用いることを除いて米国再発行特許第３２，６４９号（ブラント（Brandt）ら、１９８８年４月１９日再発行）に記載される方法より決定される。ゲルボリューム、並びにＣＲＣ能力は、乾燥重量基準で計算される。ゲルボリュームを測定するための別の方法は、形成されたヒドロゲル（例えばカチオン性モノマーから調製されるポリマー）の表面に、ブルーデキストランを吸着するＳＡＰについて用いることができる（Ｒｅ３２，６４９のゲルボリュームの方法を参照のこと）。これらのヒドロゲル形成性ポリマーについて吸収能力試験が用いられるが、ヒドロゲル形成性ポリマーの乾燥重量が現状の重量の代わりに計算に用いられる。吸収能力試験の記載については、例えば、米国特許第５，１２４，１８８号（ロー（Roe）ら、１９９２年６月２３日発行）の第２７〜２８欄を参照のこと。

遠心力保持能力の評価について、いわゆるティーバッグ評価又は測定（以後ＣＲＣ測定）が、ＳＡＰ材料の吸収能力の飽和に近づく状況での毛管圧力の保持を反映するのに最も適切であることが見出された。試験のために標準実験室条件（２１〜２３℃、５０パーセント相対湿度）が用いられる。試料のＳＡＰ材料は密閉されたフラスコ又はその他の容器中に乾いたまま保持され、これは評価の開始の際にのみ開かれる。評価に用いられるその他の材料（ティッシュ、器具など）は、測定前の２４時間、上記の実験室条件で調整される。

ＣＲＣ測定については、０．２＋／−０．００５０グラムのＳＡＰ粒子がティーバッグの中に入れられる（バッグは、自由に液体透過性である必要があり、粒子を保持しなければならず、即ちティーバッグの孔は最小の粒子より大きくないことが必要である）。ティーバッグは、６０ｍｍｘ８５ｍｍの大きさを有するべきであり、充填後、溶着により封止される。ティーバッグは次に３０分間、０．９パーセント食塩溶液中にＳＡＰ１グラム当たり少なくとも０．８３Ｌの溶液があるように、好ましくはこの比を実質的に超過するように浸される。３０分の浸漬後、ティーバッグは過剰の食塩溶液を除去するために２５０グラムで３分間遠心分離される。バッグは、０．０１グラムの単位で計量され、吸収された液体が計算される。結果は、ティーバッグ中に入れられた乾いたＳＡＰの量を用いて、ＳＡＰ粒子１グラム当たりの吸収されたグラムとして報告される。

（９）毛管圧力百分位数
毛管圧力百分位数（以後ＣＰＰと呼ぶ）は、毛管現象による湿潤の様々な程度において、液体を移送する繊維材料組成物の能力をどれだけうまく材料が模倣することができるかの指標を提供するＳＡＰの物理的特質である。それ故に、実験的に得られたＣＰＰ値は、濡れた状態下でさえも毛管液体移送の作業を実行する材料特質の指標を提供する。

ＣＰＰ値は、いわゆる固定高さの吸収測定（以後ＦＨＡ測定と呼ぶ）から計算される。ＦＨＡ測定はＰＵＰと本質的に同じであるが、重力測定における高さに対して行われ、即ち液体は重力に対して液体を引っ張ることにより吸収される。ＣＲＣ及びＰＵＰのように、ＦＨＡはグラム／グラムの単位（吸収されたグラム／材料のグラム）で示される。ＣＰＰの計算のために、これらのＦＨＡ測定はＳＡＰ材料のＣＲＣ能力の百分率により表され（ＣＲＣ値はＳＡＰの吸収能力の限界を表すと考えられるため）、ＦＨＡパーセントと呼ばれる。ＦＨＡ並びにこれらのＦＨＡパーセントは、それぞれの静水圧力を参照して同定される必要があり、これは克服されてきた（ＦＨＡ／ＦＨＡパーセント値は測定圧力が示されることが常に必要ある）。ＣＰＰ値は２、３、及び５ｋＰａの圧力（２０センチメートル、３０センチメートル、５０センチメートルと一致する）でのＦＨＡパーセント測定の数平均であり、及び以下の実験的に得られた和の公式により表すことができる。
ＣＰＰ＝［ＦＨＡ％（２ｋＰａ）＋ＦＨＡ％（３ｋＰａ）＋ＦＨＡ％（５ｋＰａ）］／３
固定高さ吸収方法は、装填されたＳＡＰ床の毛管圧力、即ちＳＡＰ粒子床の、静水圧力に対して流体を引き上げる能力を評価する。ＳＡＰは流体を２つの方法で吸収するが、第１は浸透力に推進されて流体をその構造中に組み込む（膨らむ）ことであり、第２はＳＡＰが間質毛管（interstitial capillaries）を有するゲル床を形成し、この間質毛管はまた充填され、これは流体境界面に直接接触しないＳＡＰ粒子への流体の移送を達成する。その理論的能力近くまで装填されたＳＡＰゲル床が、なお高い毛管圧力を発揮することができる場合には、ＳＡＰはその最適な範囲（extend）まで用いられ、即ちＳＡＰは全く無駄にされない。測定は、試料により吸収された流体の量を本質的に測定するが、その液体は、重力に対して、固定された高さへ引っ張られる。

ＦＨＡ方法において用いられる装置は次のものから成る：
測定中の流体の消費に関係なく、０の高さの流体レベルＨｏを画定するための「マリオット管（Mariotte-Tube）」付き流体貯蔵槽；
流体貯蔵槽とガラスフリットを有するじょうごの底との間の結合管内のバルブ、ガラスフリットは孔径４（即ち４〜５．５マイクロメートル）を有し、その場合ガラスフリットは上部のフリット表面が測定の高さＨｍを画定するように位置付けられている；
プレキシグラス（Plexiglas）で製造され、内径６ｃｍを有するシリンダーを含む試料保持器組立品。ＳＡＰ試料の上に設置するための５．９ｃｍ直径の円板であって、この円板は摩擦なくシリンダー中に適合し、またおもりは円板より僅かに小さい直径を有し、このおもりは円板と共に２０６８Ｐａ（０．３ｐｓｉ）の圧力を試料上に提供する。組み合わされた場合、ＳＡＰは液体をフリットから獲得することができ、及び２０６８Ｐａ（０．３ｐｓｉ）の封圧に対して高さが膨れる。ガラス材料は通常の化学品供給店、例えば、ＶＷＲインターナショナル社（VWR International GmbH）、フェルトリーブスツェントラム（Vertriebszentrum）フランクフルト インステルビルガー通り（Insterburgerstrasse）９、Ｄ−６０４８７ フランクフルト／Ｍ、ドイツから入手することができる。プレキシグラス装置及びおもりは技術のある模型製作工場、例えばアクリル及び原型製作（Acryl & Modellbau）、ピーター・ローレンツ（Peter Lorenz）、ルパートシャイナー通り（Ruppertshainer Str.）１４、Ｄ−６５７７９ ケルクハイム／フィッシュバッハ（Kelkheim/Fischbach）、ドイツにより製造され得る。プレキシグラスが入手できるか、又は模型製作工場が見つけられない場合は、類似の装置もガラス又はステンレス鋼から製造され得る。必要なすべての付属品、シール、及び補助的実験装置は、良好な実験実践及び化学的実験評価に必要な精度において有用な装置から選択される必要がある。

更に、ＳＡＰ及び獲得された流体の量を測定するために、１／１０００グラムまで測定できる秤を有することが必要である。また試験を実行するために、ティッシュの層を、ガラスフリット表面と実際のＳＡＰ試料との間に入れてガラスフリットの空隙に粒子が入り込まないようにすることが必要である。ティッシュは好ましくは高い湿潤強度のティッシュであり、６５ミリメートルの正方形に切断される。ティッシュは薄い必要があり、２２．５グラム／ｍ^２が有用である。こうしたティッシュは、ドイツ、ミルテンベルクのフリッパ（Frippa）から、ＨＷＳ２２，５グラム／平方メートル（グラム毎平方メートル）ティッシュとして入手できるか、又はＰ＆Ｇ、Ｒ＆Ｄ−ＳＴＣ方、ブルーノ・エルンスペルガー（Bruno Ehrnsperger）氏から得ることができる。

試験のため、標準実験室条件（２１〜２３℃、５０パーセント相対湿度）が用いられる。試料のＳＡＰ材料は密閉されたフラスコ又はその他の容器中に乾いたまま保持され、これは評価の開始の際にのみ開かれる。評価に用いられるその他の材料（ティッシュ、器具など）は、測定前の２４時間、上記の実験室条件で調整される。試験測定のために、０．９グラムのＳＡＰが１／１００グラムの単位まで計量され、各高さについて少なくとも３試料が測定される必要がある。試験液体は、０．９パーセント食塩溶液である。ティッシュは切断され、第１表面上に設置される。ティッシュに皺があってはならない。試料保持器がティッシュ上に設置され、ＳＡＰが均等に分配される。フリットが所望の測定の高さＨｍに設置されるが、これはマリオット管（Mariotte tube）の底のメニスカスの高さの上２０センチメートル、３０センチメートル、又は５０センチメートルである。バルブが開けられて液体との接触を可能にし、十分な湿潤を可能にするために液体への暴露持続時間は６０分である。この時間の最後に、吸収された食塩溶液の量として濡れた試料の追加重量が測定される（これは最初と試験後に全試料保持器組立品を計量して、これらの数値を引き算することにより行うことができる）。重量測定は１／１００グラムの単位まで記録される。

結果は各高さについて、上記の及びＣＲＣ吸収値による吸収された食塩溶液の百分率として報告される。結果を平均する場合には、統計分析を用いて最終値が９０パーセント（好ましくは９５パーセント）信頼区間で正確であることを確実にする。ＦＨＡパーセント値は次に、上記に与えられた式に基づいてＣＰＰを計算するために用いられる。

（ｃ）ＳＡＰを製造するための方法
塩基性ＳＡＰは、上述のように当該技術分野において既知の従来の方式により形成することができる。これらのポリマーを製造するための典型的で好ましい方法は、多くの特許出願文書及び特に教科書である、上記のＦ．Ｌ．ブーフホルツ（F.L.Buchholz）及びＡ．Ｔ．グラハム（A.T.Graham）著「最新超吸収技術（Modern Super Absorbent Technology）」、米国再発行特許第３２，６４９号、米国特許第４，６６６，９８３号、米国特許第４，６２５，００１号、米国特許第４，６２５，００１号、米国特許第４，３４０，７０６号、米国特許第４，５０６，０５２号、米国特許第４，７３５，９８７号，米国特許第４，５４１，８７１号，ＰＣＴ国際特許出願ＷＯ９２／１６５６５、ＰＣＴ国際特許出願ＷＯ９０／０８７８９、ＰＣＴ国際特許出願ＷＯ９３／０５０８０；米国特許第４，８２４，９０１号；米国特許第４，７８９，８６１号、米国特許第４，５８７，３０号、米国特許第４，７３４，４７８号；米国特許第５，１６４，４５９号；ドイツ特許出願４，０２０，７８０（ダーメン（Dahmen））、及び公開された欧州特許出願５０９，７０８を含む、多くの文献に記載されている。

塩基性ＳＡＰを形成するための好ましい方法は、水溶液重合方法を伴うものである。モノマーの水性反応混合物が重合条件を受けるが、これは混合物中に実質的に非水溶性の僅かに網状架橋されたポリマーを製造するのに十分である。形成されるポリマーの塊は、次に個々の粒子を形成するために粉砕又は細断され得る。

ＳＡＰ粒子を製造した後、表面架橋が用いられて相対的に高いＰＨＬ、ＰＵＰ能力、及びＳＦＣ値を有するＳＡＰを得ることができる。理論に束縛されるものではないが、表面架橋はＳＡＰ表面の変形に対する抵抗を増加し、したがって結果のヒドロゲルが外圧下で変形される場合に隣接するポリマー表面間の接触の程度を減少すると考えられている。こうしたプロセスの実施例は、上に引用した参照文献に開示されている。

最後に、所望の程度の表面架橋を有するＳＡＰ粒子は、本発明によるカチオン性ポリマーでコーティングされる（しかし共有結合されない）。カチオン性ポリマー、好ましくはＮ−ポリマーは、表面架橋されたＳＡＰ粒子に、Ｎ−ポリマーを含む溶液を混合機中の粒子上へ単に噴霧することにより適用され得る。あるいは、カチオン性ポリマー、好ましくは記載されたＮ−ポリマーはＳＡＰ粒子上に、セルロース及びその誘導体、レーヨン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアクリル、ポリアミド、ポリスチロール、ポリウレタン、ポリアクリルニトリル、又は親水性ナイロンから選択されるキャリアにより運搬され得るが、ただしそれは、こうしたキャリアが重合中にＳＡＰ粒子中に組み込まれるか、又はＳＡＰ粒子の製造中に物理的形態に組み込まれる場合である。別の代わりのものとして、特にＮ−ポリマーは、Ｎ−ポリマーの微細粉末と粒子を従来の混合装置中で混合することにより塩基粒子に適用され得る。Ｎ−ポリマーを、塩基粒子を既に含む吸収性構造中に導入することも可能である。Ｎ−ポリマーは、粒子付近の材料から移動される。吸収性コアでは、Ｎ−ポリマーはコア中に、例えばティッシュ、又は不織布、又はポリマー被膜、又はその他の基材上への含浸により運び込まれ得る。もちろん、本明細書に示すように、本発明による物理的特性が保持されるように注意することが必要である。

カチオン性ポリマー（好ましくはＮ−ポリマー）をＳＡＰ粒子に適用する場合に、コーティング材料をＳＡＰ粒子の表面に共有結合しないことが重要である。本発明による好ましいＮ−ポリマーの適用の際に、カチオン性ポリマーを塩基粒子に結合することは必要でもなければ、有益でもないことが、驚くべきことに見出された。これを確実にするために、混合工程の温度及び持続時間は、結合のないコーティングを得るために重大な特質であり、これは一方で十分に強いが、このＳＡＰにより作られる吸収性コアの湿潤一体性の保持を可能にするために十分有効である。

Ｃ．（ＳＡＰを含有する吸収性コア）
本発明によると、使い捨て吸収性物品用の吸収性コアは、前述したＳＡＰを、繊維、熱可塑性材料、発泡体、スクリムなどのようなその他の任意成分と共に、又はそれらなしに含む。これらの吸収性コアは流体貯蔵部材として機能する。このようなコアの本質的機能は、排泄された体液を直接に、又は他の吸収性部材（例えば流体獲得／分配部材）からのいずれかにより吸収し、次いでそれらにより製造される吸収性物品が着用者の動きの結果として通常遭遇する圧力及び張力及びねじれを受ける場合でさえも、こうした流体を保持することである。しかしながら、こうしたポリマー含有吸収性部材は流体貯蔵以外の機能にも役立ち得ることを理解する必要がある。

本発明によるこれらの吸収性部材の重要な態様は、それらが、多量の体液を吸収及び保持できる相対的に薄い吸収性物品を提供するために、これらのＳＡＰの高濃度を有する一以上の領域を含有することである。本発明による高濃度のＳＡＰは、その他の構成成分、特に繊維性構成成分の濃度を減少するために望ましい。

吸収性コアの所定領域のＳＡＰ濃度を測定において、ポリマーを含有する同じ領域中に存在するＳＡＰと他の構成成分（例えば繊維、熱可塑性材料など）との組み合わせた重量と比較したＳＡＰの重量百分率が用いられる。これを考慮して、本発明による吸収性部材の所定領域のＳＡＰ濃度は、約６０〜１００重量パーセント、好ましくは約７０〜１００重量パーセント、より好ましくは約８０〜１００重量パーセント、及び最も好ましくは約９０重量パーセント〜１００重量パーセントの範囲であり得る。

高濃度のＳＡＰを含む本発明による吸収性コアは、単独で又は本発明による吸収性物品の一部分として他の吸収性部材との組み合わせにおいて有用である。使用目的に依存して、本発明による好ましいコアは、少なくとも５０グラム／平方メートル、好ましくは少なくとも１５０グラム／平方メートル、及び更により好ましくは少なくとも３００グラム／平方メートルの坪量の、本発明によるＳＡＰを含む。

本発明によるコア中におけるこれらの他の吸収性部材は、排泄された体液を、これらの流体が吸収性コアの流体貯蔵部材に分配される前に、最初に獲得するのに有用なものを含むことができる。これらには、複数の流体処理特性（例えば流体獲得及び分配）、又は単一の流体処理特性（例えば流体分配）を提供する吸収性部材が含まれる。これらの他の吸収性部材はまた、前に特定された物理的特性を有する、より低濃度のＳＡＰを含むことができるか、又は異なる物理的特性を有するＳＡＰを含むことができる。

本発明による１つの好適な吸収性コアは、（ａ）ＳＡＰを実質的に含まない獲得層、及び（ｂ）上記の物理的基準を満たす必要のない第１のＳＡＰを主に含む任意のＳＡＰ層、及び（ｃ）体液の貯蔵及び再分配のための空隙を有する別の任意の層、及び（ｄ）上記の物理的基準を確かに満たす高濃度の第２のＳＡＰを含有する、より低い層を有する組立品を含む。この組立品又はその部分は、この組立品を使用するために更にティッシュ又はその他の基材の中に完全に又は部分的に包まれてもよい。

Ｅ．（吸収性物品）
本発明の吸収性コアの独特な吸収特性のために、それらは尿吸収用使い捨て吸収性物品（使い捨て吸収性失禁物品とも呼ばれる）に用いるのに特に好適である。これらの吸収性物品は典型的には、液体不透過性（しかし好ましくは気体透過性）バックシート、バックシートに接合した又はさもなければバックシートに付随した流体透過性トップシート、及びバックシートとトップシートとの間に位置付けられた本発明による吸収性コアを含む。こうした物品は当該技術分野において周知であり、またこの記述全体において言及された様々な文書、例えばＥＰ７５２８９２に完全に開示されている。

（本発明による吸収性コアに用いる、本発明によるＳＡＰの実施例）
（１．表面架橋された塩基ポリマーの調製）
塩基ポリマーゲル材料は、３０〜３１グラム／グラムの遠心力保持能力（ＣＲＣ）及び７０モルパーセントのアクリル酸中和を有するアクリル酸、アクリル酸ナトリウム（sodium acrylat）、及びエトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート（ethoxilated trimetylo-propane-triacrylat）から、従来の方式で調製される。ポリマーゲル材料は、機械的に破砕され、従来の実験室乾燥機中で乾燥される。乾燥後、ポリマーは粒子に粉砕され、１５０マイクロメートル〜８５０マイクロメートルの粒子画分を保持するようにふるい分けられた。これらの粒子は次に、それらを実験室粉末混合機中に導入することにより表面架橋されるが、その中に水性表面架橋溶液（０．０８重量パーセントのオキサゾリジノン、０．０２重量パーセントのソルビタン−モノラウレート（monolaureat）、及び３．５重量パーセントの１，２−プロパンジオール、各パーセントはポリマー粒子の重量に基づく）が二相ノズルにより噴霧された。その後、０．５パーセント（粒子の重量による）の硫酸アルミニウム（２６．８パーセント水溶液として提供される）も粉末混合機中に噴霧され、約８０分間１７５〜１８０℃で調節された。表面架橋されたポリマー粒子は次に周囲温度に冷却され、粒子の詰まりを除去するために１５０マイクロメートル〜８５０マイクロメートルの粒子範囲の粒子画分にふるい分けられた。この塩基表面架橋ポリマーの本発明による特質は、参考として表２に含まれる。

（２．部分的に加水分解可能なカチオン性ポリマーによる非共有結合した表面コーティング）
１２００グラムの塩基表面架橋ポリマー粒子が、５Ｌのレーディゲ−プラウ実験室混合機（Loedige-plough-laboratory mixer）中に周囲温度において入れられる。２０ｒａｄ／ｓ（２００ｒｐｍ）の回転速度で、部分的に加水分解可能なカチオン性ポリマーの表面コーティングが、窒素を約１バールの圧力での不活性混合ガスとして用いて二相ノズルを通して噴霧することにより、１３分にわたって添加された。部分的に加水分解可能なカチオン性ポリマーによるコーティング用に、表１に見られるように、様々な加水分解度で異なる５つの異なるポリビニルアミンが用いられた。ポリビニルアミンが、６５．７１グラムの量で７．３重量パーセント溶液として提供された。この溶液は、混合機中の粒子上に噴霧するため、均等な分配のために二相ノズルを通して送り込まれた。結果として得られた材料はその後、類似の予備加熱されたレーディゲ−プラウ実験室混合機（Loedige-plough-laboratory mixer）中に移動され、１００℃の温度で６０分間混合機速度５ｒａｄ／ｓ（５０ｒｐｍ）で乾燥された。ポリビニルアミンポリマーの量は、０．４重量パーセントのポリマー粒子を表すものであった。

略語／表示：ＤｏＨ＝加水分解度、ＰＮＡ＝プロトン化可能窒素原子、ｇｆ＝グラム重、＊本発明外
実施例から見られるように、実施例３のＳＡＰが、例外的に高い塩水流伝導度（濡れた状態下、即ち最初の又は繰り返される吸収の後でさえも液体の良好な伝導度を提供するその能力を示す）、及び低いＢＢＳの減少（このＳＡＰを有する吸収性コアの一体性は、乾いた吸収性コアの一体性にかなり近く保持されることを示す）を提供するため、この種類の中では最良である。こうした有益な性能は本発明によるコーティングなしには達成できない。

本発明の明細書では、特定の実施形態が示され説明されたが、本発明の限界は添付の請求項により定義され、すべてのそれらの実施形態は添付の請求項の範囲に入る。更に、本明細書中で引用された参照文献の中に開示されたすべての情報は、所望の範囲及び／又は本発明を理解するために有用な範囲で参考として本明細書に組み込まれる。

本発明の明細書と平行して、本発明によるＳＡＰ粒子を製造するために用いられる製造及び評価方法の詳細な記述は、出願人／譲受人ＢＡＳＦ（ドイツ、ルートヴィヒスハッフェン（Ludwigshafen））の、名称「水吸収性媒体及びその製造手順（Wasserabsorbierendes Mittel und Verfahren zu seiner Herstellung）」という特許出願の中に提出されている。この出願のコピーは本発明の出願の欧州特許庁のファイルにおいて入手可能である。

Claims (12)

1. 尿のような体液収集用の吸収性コアであって、前記コアが超吸収性ゲル材料を含み、前記超吸収性ゲル材料が粒子の形態であり、
   − 前記粒子には、前記ＡＧＭ超吸収性ゲル材料が、本明細書に定義されるようなＳＦＣ試験に従って測定された、少なくとも１３８単位を超えるＳＦＣを有するように、前記粒子に個々の粒子安定性を提供するように表面架橋が提供されており、
   − 前記粒子は、部分的に加水分解可能なカチオン性ポリマーによる実質的に非共有結合した表面コーティングを更に有し、その結果、前記超吸収性ゲル材料が、本明細書に定義されるようなＢＢＳ試験に従って測定された、３０分後に８０グラム重を超えるＢＢＳ、及び１６時間後に３０分後のＢＢＳの少なくとも５０パーセントのＢＢＳを有し、前記カチオン性ポリマーが４０パーセント〜７５パーセントの範囲において加水分解され、
   − 前記コーティングは、前記粒子上に前記粒子の１０重量パーセント未満の量で存在し、並びに
   − 前記超吸収性ゲル材料は、前記コア中に６０重量パーセント以上の濃度で存在する、吸収性コア。
2. 前記表面コーティングが窒素含有ポリマーであり、これが前記窒素含有ポリマー１キログラム当たり５〜１７モルのカチオン性基を含有する、請求項１に記載の吸収性コア。
3. 前記コーティングが、Ｎ−ビニル−アルキル−アミド又はＮ−ビニル−アルキル−イミドの部分的に加水分解されたポリマーである、請求項１又は２に記載の吸収性コア。
4. 前記コーティングが、Ｎ−ビニル−ホルム−アミドのポリマーである、請求項３記載の吸収性コア。
5. 前記粒子は、最長と最小の粒子寸法の微粒子比が１〜５の範囲である最長及び最小寸法を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の吸収性コア。
6. 前記測定されたＢＢＳが、３０分後に０．９８ニュートン（１００グラムフォース）〜１．２７ニュートン（１３０グラムフォース）の範囲であり、前記１６時間後のＢＢＳが、３０分後のＢＢＳの８０パーセント〜１２０パーセントの範囲である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の吸収性コア。
7. 前記コーティングが、前記粒子上に前記粒子の０．０５〜５重量パーセントの量で存在する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の吸収性コア。
8. 前記超吸収性ゲル材料が、前記コア中に８０重量パーセント以上の濃度で存在する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の吸収性コア。
9. 前記粒子が、本明細書に定義されるような比表面評価方法に従って、少なくとも０．０５平方メートル／グラムの比表面積を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の吸収性コア。
10. 粒子が、本明細書に定義されるような毛管圧力評価方法に従って、少なくとも３５の毛管圧力百分位数を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の吸収性コア。
11. 少なくとも９０重量パーセントの前記粒子が、本明細書に定義されるようなふるい粒度試験に従って、６００マイクロメートル未満のふるい粒度を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の吸収性コア。
12. 吸収性失禁物品であって、請求項１に記載の吸収性コアを含み、前記物品が更にトップシートを含み、前記吸収性コアが前記トップシートに直接隣接して位置付けられる、吸収性失禁物品。