JP4414097B2 - 凝結防止特性を有する高吸水性ポリマー - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、一般に水性液体（例えば水、血液および尿）を吸収するポリマーに関する。特に、本発明は高吸収性ポリマー、すなわち水中でそれ自体の質量の２０倍を超えて吸収するポリマーであり、この場合、高吸収性ポリマーは、微細な無機粉末と混合させることによって特有の凝結防止特性を有する。知られているように、高吸収性ポリマーは容易に水を吸収するけれども、ポリマー粒子は、保存の間かまたは最終用途製造業者（例えば、吸収性衛生用品、例えば使い捨て紙おむつ、成人向け失禁用衣類、使い捨て生理用ナプキン、および使い捨て包帯の製造業者、あるいは光ファイバーフィラメントと一緒にケーブル内部に配置される防水テープの製造業者）への輸送の間に、湿った環境において周囲から湿分を受け取り、かつ凝結（cake）し、特にポリマー粒子は一緒になって凝集し大きな塊となる。本発明の高吸水性ポリマー組成物は、このケーキング（caking）の問題を解消する。
【０００２】
略語の定義
次の略語は本明細書を通して使用される。
【０００３】
略語 定義
ＳＡＰ 高吸水性ポリマー、水中でそれ自体の質
量の２０倍を超えて吸収するポリマー、
Ｘ−結合 架橋、
ＳＡＰ前駆物質 表面Ｘ−結合されていないＳＡＰ、
ＣＲＣ 遠心保持容量、
ＡＵＬ 負荷下の吸水度、
ｐｓｉ ポンド／１平方インチ
ｍｇ ミリグラム
ｐｐｍ 百万分率
ｍｍ ミリメーター
ｃｍ センチメーター
μｍ マイクロメーター
ＮａＯＨ 水酸化ナトリウム
ＰＥＧ ポリエチレン グリコール
ＰＳＤ 粒度分布
ｈｒ 時間
ｗｔ 質量
ＲＨ 相対湿度
本発明の背景
ＳＡＰｓ、すなわち高く水膨潤性のポリマーは、一般に、モノマーの水性混合物の溶剤重合または溶液重合によって製造される。通常は、一つまたはそれ以上のＸ−結合剤がモノマー混合物中に混和される。重合の完了時に、結果として生じたものは乾燥され、かつ機械的に粉砕され、粒状ＳＡＰのための望ましい粒度分布を生じる。
【０００４】
前記に示したように、ＳＡＰｓは、迅速に液体をそのまま吸収するＳＡＰｓの能力のおかげで、種々な吸収剤製品中で有用である。しかしながら、またＳＡＰｓは空気から水を吸収し、かつ湿った環境にさらされる場合には、一緒になって凝集し大きな塊、特にケークとなる傾向がある。したがって、ＳＡＰ粒子は易流動性ではない。
【０００５】
ＳＡＰ粒子が易流動性ではない場合には問題が生じる。例えば、粒子を吸収剤製品に混和させることが難しく、それというのも減少した流動性が、吸収剤のコアの範囲内での粒子の均質な分散を妨げるからである。さらに、粒子は互いに、および製造装置、例えばふるい、乾燥器および二次加工装置（fabricating machinery）に対して粘着する傾向にある。したがって、製造は、凝集された粒子の除去によって装置を洗浄することができる程度に定期的に停止しなければならない。最終的に、粒子がすでに幾らかの水を吸収し、かつ凝集した場合には、最終用途の吸収剤製品の水膨潤容量は減少するであろう。
【０００６】
ＳＡＰｓのケーキング傾向を減少させるために、種々の試みがなされている。一つの方法は、ＳＡＰｓ粒子をシリカと混合させることによるものである。すなわち、米国特許第４７３４４７８号明細書（１９９８年３月２９日発行）、発明者、ツバキモト、シモムラ、イリエ、マツダ、キムラおよびハツダ（Tsubakimoto, Shimomura, Irie, Masuda, Kimura, and Hatsuda）、出願人、日本触媒化学工業（Nippon Shokubai Kagaku Kogyo）では、微粉シリカ０．０１〜１０質量部と高吸収性ポリマー１００質量部とを混合させることが記載されている。さらに、ＷＯ９４／２２９４０（１９９４年１０月３日発行）、発明者、ステープルズ、ウッド、およびトレプトワ（Staples, Wood, and Treptow）、出願人、ダウ ケミカル社（Dow Chemical）では、ヒュームドシリカ１０質量％未満と高吸収性ポリマーを混合させることが記載されている。さらに米国特許第５４１９９５６号明細書（１９９５年５月３０日発行）、発明者、ローエ（Roe）、出願人、ザ プロクター アンド ギャンブル社（The Proctor & Gamble Company）では、溶液重合によって形成され、かつ非晶質シリカと混合される極めて小さいＳＡＰ粒子（少なくとも７０質量％が、３００μｍの大きさのふるい目を有する米国標準５０メッシュふるいを通過する）を含有する吸収剤最終用途製品が記載されている。本来、シリカは石英、砂状フリント（sand flint）およびめのうとして生じることが言及される。
【０００７】
また、界面活性剤は、例えば、米国特許第４２８６０８２号明細書（１９８１年８月２５日発行）発明者、ツバキモト、シモムラ、イリエおよびマスダ（Tsubakimoto, Shimomra, Irie, and Masuda）、出願人、日本触媒化学工業（Nippon Shokubai Kagaku Kogyo）および同第４３８１７８２号明細書（１９８３年５月３日発行）、発明者、マズラークおよびフレイズ（Mazurak and Fries）、出願人、キンバリー−クラーク社（Kimberly-Clark）に記載されているように、高吸収性ポリマー粒子の凝集化傾向を減少させる試みに使用されている。しかしながら、また界面活性剤は、高吸水性ポリマーの表面張力を減少させることができ、この場合、これは同時にポリマーの吸水能力および液体保持能力を妨げとなる。
【０００８】
高吸収性ポリマーの凝集傾向を減少させる試みにおいて使用された、他の種々の化合物に関する付加的な重要性は次の通りである。米国特許第５７２８７４２号明細書（１９９８年３月１７日発行）、発明者、ステイプルズ、ヘントン、ローズおよびフィアルコフスキー（Staples, Henton, Rose, and Fialkowski）、出願人、ダウ ケミカル社（Dow Chemical）では、第４級アンモニウム塩が記載されている。カナダ特許第２１８０５９０号明細書（１９９７年１月８日発行）、発明者、エンゲルハルト、ステーブン、ダニエルおよびヘアフェルト（Engelhardt, Stueven, Daniel, and Herfert）、出願人、ヘキスト社（Hoechst Aktiengefellchaft）では、ワックスが記載されている。さらに、ヨーロッパ特許出願公開第０７０５６４３号明細書（１９９６年４月１０日発行）、発明者、サムルヤ、コイケ、およびタナカ（Sumlya, Koike, and Tanaka）、出願人、サンヨーケミカル社（Sanyo Chemical）では、シリコーン油が記載されている。
【０００９】
最終的に、次のものはＳＡＰｓの製造のための公知方法に関する一般的な技術背景に関連して重要である。
【００１０】
刊行物の文献、ブッハホルツ（Buchholz）による“Ｋｅｅｐｉｎｇ Ｄｒｙ ｗｉｔｈ Ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ”Ｃｈｅｍｔｅｃｈ（１９９４年９月）では、ＳＡＰｓを製造する通常の方法の優れた論考、ならびに例えば前記衛生用品中（特に、おむつ、失禁用衣類等）、下水道管の壁をつくるコンクリートブロック間の封止複合材料中、および光ファイバーケーブルおよび送電ケーブル中の防水テープ中でのＳＡＰｓの種々の使用が記載されている。
【００１１】
また、ＳＡＰｓを製造するための方法の良好な論考は、米国特許第５４０９７７１号明細書（１９９５年４月２５日発行）、発明者、ダーメンおよびメーテンス（Dahmen and Mertens）、出願人、ケミシュ ファブリク ストックハウゼン社（Chemische Fabrik Stockhausen GmbH）中に記載されている。特に、この特許は、市販のＳＡＰｓが一般にＸ−結合されたポリアクリル酸であるかまたはＸ−結合されたデンプン−アクリル酸−グラフト−ポリマーであることを挙げており、この場合、このカルボキシル基は部分的に水酸化ナトリウムまたはカセイカリで中和されている。さらに挙げられるのは、ＳＡＰｓが２つの方法、すなわち溶剤重合または溶液重合の方法、および逆懸濁重合（inverse suspension method）または乳化重合の方法によって製造されることである。
【００１２】
溶剤重合または溶液重合の方法で、特にアクリル酸および多官能性網状Ｘ−結合剤で部分的に中和された水性溶液は、ラジカル重合によってゲルに変換される。結果として生じるものを乾燥させ、粉砕し、かつ望ましい粒度に篩分けする。
【００１３】
他方では、逆懸濁重合または乳化重合の方法で、例えばアクリル酸で部分的に中和された水性溶液は、コロイドまたは乳化剤を用いることによって疎水性有機溶剤中に分散され、かつ重合はラジカル開始剤によって開始される。水は重合が完了し、続けて生じた生成物を濾過および乾燥させた後に、反応混合物から共沸的に除去される。網状Ｘ−結合は、モノマー溶液中でポリ官能性Ｘ−結合剤を溶解させることによって達成されてもよい。
【００１４】
すべての特許の開示および挙げられている発行された特許明細書は、参考のために記載されている。
【００１５】
発明の要約および対象
良好な凝結防止特性を有するＳＡＰ組成物をなお必要としている。以下に定義された凝結防止特性試験により測定されるように、湿潤環境にさらされた場合に凝塊形成しない、即ち、有利に約９０％またはそれ以上の易流動性粒子を含有するＳＡＰ組成物を産業界に提供することは極めて有利である。
【００１６】
従って、本発明は、高吸収性ポリマーの粒子と混合した無機粉末を含有する粒子材料組成物を提供する。ポリマー粒子は、前記ポリマー粒子の約６０質量％未満が、目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する程度の大きさである。生じた粒子材料組成物は、以下に定義された凝結防止特性試験により測定されるような、卓越した凝結防止特性を示す。
【００１７】
また、本発明は、ＳＡＰ粒子に凝結防止特性を与える方法を提供する。この方法は、（Ａ）前記ポリマー粒子の約６０質量％未満が、目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する程度の大きさのＳＡＰ粒子を提供し、（Ｂ）無機粉末とポリマー粒子とを、ポリマー粒子約０．２〜約１０質量％の量で混合して粒子材料組成物を作製し、かつ（Ｃ）約９０％を上廻る組成物粒子が、約３６±３℃および約７７±３％ ＲＨで少なくとも約３時間後に、目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する凝結防止特性を達成することから成る。
【００１８】
付加的に、本発明は、粒子材料組成物を含有する吸収剤製品を提供する。粒子材料組成物は、高吸収性ポリマー粒子と混合した無機粉末を含有し、その際、前記ポリマー粒子は、前記ポリマー粒子の約６０質量％未満が、目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する程度の大きさである。
【００１９】
更に、本発明は、吸収剤製品において粒子材料組成物に凝結防止特性を与えるための方法を提供する。この方法は、（Ａ）前記ポリマー粒子の約６０質量％未満が、目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する程度の大きさのＳＡＰ粒子を提供し、（Ｂ）無機粉末とポリマー粒子とを、ポリマー粒子約０．２〜約１０質量％の量で混合して粒子材料組成物を作製し、（Ｃ）約９０％を上廻る組成物粒子が、約３６±３℃および約７７±３％ＲＨで少なくとも約３時間後に、目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する凝結防止特性を達成し、かつ（Ｄ）段階（Ｃ）における粒子材料組成物からの吸収剤製品を形成することから成る。段階（Ｄ）において吸収剤製品を形成することは、粒子材料組成物と繊維状成分とを混合してコアコンポジットを製造し、ついでコアコンポジットを用いて吸収剤製品を製造することにより達成することができる。
【００２０】
従って、本発明の対象は、ケーキングの問題を回避する無機粉末およびＳＡＰの粒子材料組成物を提供することである。
【００２１】
更に、本発明の利点は、粒子材料組成物を、高温多湿な場所、例えば夏期の米国南部、または赤道直下または赤道付近の熱帯の場所でさえも、殆どまたは全くケーキングの問題を有することなく貯蔵および船積みすることができることである。
【００２２】
本発明の別の利点は、粒子材料組成物がケーキングの問題を回避することができるにもかかわらず、典型的で通常の粒度分布を有し、むしろ上記の米国特許第５４１９９５６号明細書の粒子よりも小さいＳＡＰ粒子を使用することができる。
【００２３】
本発明の別の利点は、ダストを減少させる性質が、凝結防止特性に加えて、粒子材料組成物に、１つの薬剤のみでのＳＡＰの処理で付与できることであるであろう。
【００２４】
本発明の対象および利点の一部が記載されており、他の対象および利点は、以下に記載された実験室例に関連して取り入れられる場合に、明細書が進むと明らかになる。
【００２５】
本発明の詳細な説明
ＳＡＰ粒子および無機粉末の混合物は、「粒子材料組成物」と呼ばれる。本発明には、粒子材料組成物は、少量の無機粉末と混合したＳＡＰ材料の粒子を含有する。ＳＡＰ粒子は、通常、典型的で通常のＰＳＤのものであり、これにより、約６０質量％未満の粒子が米国標準５０メッシュふるい（ふるいの目開き３００μｍ）を通過することを意味する。有利に約５０％未満が米国標準５０メッシュふるいを通過し、より有利に約４０質量％未満が米国標準５０メッシュふるいを通過し、いっそう有利に約３０質量％未満が米国標準５０メッシュふるいを通過する。
【００２６】
本発明によるＳＡＰは連続または不連続法により大規模に製造することができる。殊に、本発明における使用の粒状ＳＡＰは、任意の先行技術のＳＡＰを製造する方法により製造することができる。例えばＳＡＰは溶剤重合技術により製造することができ、または逆懸濁または乳化重合技術により製造することができ、これは上記のように十分公知の技術である。
【００２７】
従って、ＳＡＰは、オレフィン系不飽和カルボン酸および／またはスルホン酸基を有するモノマー少なくとも約２５質量％、有利に約５５質量％〜約９９．９質量％を重合させることにより得ることができる。そのような酸基は、アクリル酸、メタクリル酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびその混合物を含むが、これらに制限するものではない。酸基は、塩、例えばナトリウム、カリウムまたはアンモニウム塩として存在する。
【００２８】
酸基は、典型的には少なくとも約２５モル％に中和されている。有利に、中和の程度は、少なくとも約５０モル％にある。殊に、好ましいＳＡＰは、Ｘ−結合したアクリル酸またはメタクリル酸から形成されており、これは約５０〜約８０モル％の程度に中和されている。適した中和剤は、アルカリ土類金属および／またはアルカリ金属の水酸化物および／または炭酸塩、例えばＮａＯＨである。
【００２９】
ＳＡＰを製造するのに付加的に有用なモノマーは、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸、無水マレイン酸、エステル（例えばヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレートおよびジメチル−アミノアルキル−メタクリレート）、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドおよびアクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩化物を、０％を上回り約４０％まで含有する。これらのモノマーの約４０％を下回る百分率が望ましい、それというのも典型的には約４０％以下の百分率は、有害作用を有し、かつ生じるＳＡＰの膨潤容量を劣悪化させるからである。好ましい量は約１質量％〜約２５質量％であり、有利に約２質量％〜約１０質量％である。
【００３０】
ＳＡＰを製造するのに有用で、適した網状Ｘ−結合剤は、少なくとも２つのエチレン系不飽和二重結合を有するもの、１つのエチレン系不飽和二重結合および酸基に対して反応性の１つの官能基を有するものおよび多官能性、即ち酸基に対して反応性の複数の基を有するものである。適した種類の網状Ｘ−結合剤は、ポリオールのアクリレートおよびメタクレート（例えばブタンジオールジアクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ポリグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリルオキシポリエチレングリコールメタクリレートおよ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）、アリルアクリレート、ジアリルアクリルアミド、トリアリルアミン、ジアリルエーテル、メチレンビスアクリルアミド、グリセリンジメタクリレート、Ｎ−メチロールメタクリルアミドおよびＮ−メチロールアクリルアミドを含むが、これらに制限するものではない。適した種類の多官能性である網状Ｘ−結合剤は、アルコール、アミンおよびエポキシド、例えばグリコール、プロピレングリコール、グリセリン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、グリセリンポリグリシダルエーテルおよびレソルシノールジグリシダルエーテルを含むが、これらに制限するものではない。これらの網状Ｘ−結合剤は、以下に述べられる表面Ｘ−結合剤から区別され、後者と混同してはいけない。
【００３１】
更に、所望の最終用途に応じて、ＳＡＰは水溶性ポリマー成分を有していてもよい。この成分の含量は０％を上廻り約３０質量％までの範囲にあり、この成分は、部分的にまたは完全に鹸化したポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン、デンプン誘導体、ポリグリコール、ポリアクリル酸、およびその組み合わせ物を含むが、これらに制限するものではない。この成分の分子量は限定されないがただし水溶性であることである。好ましい水溶性ポリマー成分は、デンプン、ポリビニルアルコールおよびその混合物である。有利に、ＳＡＰ中の水溶性ポリマー含量は、殊にデンプンおよび／またはポリビニルアルコールが水溶性ポリマー成分として存在する場合には、約１〜約５質量％の範囲にある。また、水溶性ポリマー成分は、酸基を含有するポリマーを有するグラフト重合体として存在していてよい。
【００３２】
ＳＡＰの粒子形状に関連して、特別な制限は存在しない。ＳＡＰは逆または懸濁重合によるかまたは溶剤または溶液重合により得られ、乾燥して生じたものであってよい。典型的な粒度分布は約２０μｍ〜約２０００μｍ、有利に約４０〜約８９０μｍおよび殊に約９０μｍ〜約８５０μｍの範囲にある。
【００３３】
前記で論じた米国特許第５４０９７７１号明細書から公知であるように、粒状ＳＡＰをアルキレンカーボネートで被覆し、引き続き加熱して表面Ｘ−結合を生じさせることは、しばしばＳＡＰのＡＵＬ特性を改善する。ＳＡＰ １グラム当たり、少なくとも約１３ｇの塩水（水中ＮａＣｌ ０．９質量％）の０．９ｐｓｉ（６０ｇ／ｃｍ２）でのＡＵＬ特性は、殊にＳＡＰの最終用途が衛生用品、例えば、着用した人から製品に圧力がかかる使い捨ておむつのような場合に望ましい。
【００３４】
従って、本発明のＳＡＰは、場合により、表面Ｘ−結合剤、例えばジオール、ジアミン、ジエポキシドまたはアルキレンカーボネートで被覆し、引き続き加熱して表面Ｘ−結合を生じさせることができる。従って、少なくとも一部のＳＡＰ粒子は、有利に表面Ｘ−結合している。
【００３５】
殊に、米国特許第５４０９７７１号明細書に記載されているように、粒状ＳＡＰを表面Ｘ−結合剤で被覆するために、ポリマーを、アルキレンカーボネート表面Ｘ−結合剤の水性−アルコール性溶液と混合してもよい。次のものは、アルキレンカーボネートとして使用することができる：例えば、１，３−ジオキソラン−２−オン、４−メチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，４−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−ヒドロキシエチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、１，３−ジオキサン−２−オン、４−メチル−１，３−ジオキサン−２−オン、４，６−ジメチル−１，３−ジオキサン−２−オン、１，３−ジオキセパン−２−オンおよびこれらの組み合わせ物。好ましいアルキレンカーボネートは、１，３−ジオキソラン−２−オンおよび４−メチル−１，３−ジオキソラン−２−オンである。アルコールの量は、アルキレンカーボネートの溶解度により決定し、技術的理由、例えば爆発に対する防護のためにできるだけ低く維持される。適したアルコールは、メタノール、エタノール、ブタノールまたはブチルグリコールならびにこれらのアルコールの混合物である。好ましい溶剤は水であり、これは典型的には粒状ＳＡＰに対して０．３〜５．０質量％の量で使用される。一部の例では、アルキレンカーボネート表面Ｘ−結合剤は、任意の溶剤を使用することなく、水中に溶解する。また、アルキレンカーボネート表面Ｘ−結合剤を、例えばＳｉＯ２を有する例えば無機担持材料を有する粉末混合物から施与することも可能である（米国特許第５４０９７７１号明細書の第４段５１〜５４行参照）。
【００３６】
所望の表面Ｘ−結合性を達成するために、表面Ｘ−結合剤は粒状ＳＡＰ上に均一に分配しなければならない。このためには、混合は、適した混合機、例えば流動床混合機、パドルミキサー、ロールミルまたは二軸混合機中で行われる。また、表面Ｘ−結合剤での粒状ＳＡＰの被覆を、粒状ＳＡＰの製造中の処理段階の１つの間に実施することも可能である。このための殊に適した方法は、逆懸濁重合法である。
【００３７】
米国特許第５４０９７７１号明細書によれば、被覆処理に続く熱処理は以下のように実施される。一般に、熱処理は１５０〜３００℃の温度である。しかしながら、好ましいアルキレンカーボネートを使用する場合には、熱処理は１８０〜２５０℃の温度である。処理温度は、滞留時間およびアルキレンカーボネートの種類に依存する。１５０℃の温度では、熱処理は数時間行われる。他方では、２５０℃の温度では数分間、例えば０．５〜５分間が所望の表面Ｘ−結合性を達成するのに十分である。熱処理は、常用の乾燥器またはオーブン中で実施することができる。乾燥器およびオーブンの例は、ロータリーキルン、流動床乾燥器、円板乾燥器または赤外線乾燥器を含む。
【００３８】
本発明に有用な微粒状無機粉末は、任意の粘土（例えば、普通、式Ｈ２Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８・Ｈ２Ｏの水和ケイ酸アルミニウム）を含有していてもよい。適した粘土は、カオリン粘土、例えばDry Branch Kaolin Companyにより、商標NeoGen DGH（平均粒度０．６μｍ）およびNeoGen 2000（平均粒度０．７μｍ）のもとで販売されているものである。
【００３９】
無機粉末の平均粒度は、有利に約５μｍ未満、より有利に約３μｍ未満であり、いっそう有利に約０．８μｍである。このことは、一部の粒子が１０μｍまたは１５μｍと同じまたはそれ以上でありうることを意味する。無機粉末の粒度は、任意の正確で信頼性のある手段により測定することができる。
【００４０】
無機粉末は、有利に、凝結防止特性（以下に記載された温度、ＲＨおよび時間の試験条件下で）を達成するのに十分な量のＳＡＰ粒子と混合する。典型的には、ＳＡＰ粒子約０．２質量％〜約１０質量％、より有利に約０．５質量％〜約７質量％およびいっそう有利に約０．９質量％〜約５．５質量％（即ち無機粉末１００部当たり約０．９〜約５．５部）の量である。無機粒子は、実質的に乾燥状態で、または典型的にはＳＡＰ粒子１００質量部に対して液体約１０質量部までの量の液体、例えば水の添加を伴いＳＡＰの粒子と混合することができる。
【００４１】
無機粉末およびＳＡＰ粒子は、任意の適した方法で混合することができる。適した方法は、任意の表面Ｘ−結合剤を使用する上記の混合機を使用した物理的に混合することを含むが、これに制限されるものではない。従って、表面Ｘ−結合が達成するような場合には、（１）無機粉末は前駆物質ＳＡＰ粒子と、表面Ｘ−結合剤と混合しかつ加熱する前に、混合することができるか、または（２）前駆物質ＳＡＰ粒子は表面Ｘ−結合剤と加熱し引き続き無機粉末と混合することができる。
【００４２】
本発明による（ＳＡＰ粒子および無機粉末の）粒子材料組成物は、ＳＡＰが使用されるための任意の慣習的な用途に使用することができる。例えば、そのような使用は、吸収剤製品、例えば衛生用品（例えばおむつ、失禁用衣類等）、水底トンネルの壁を製造するコンクリートブロック間のシーリングコンポジット（前記のBuchholz journalの記事に挙げられているような、例えば英国およびフランスを結ぶ海峡トンネル）、光ファイバーケーブルおよび送電ケーブルにおける防水テープまたはシート（前記のBuchholz journalの記事に挙げられているような）、担体（殺虫剤、除草剤および／または農薬用）、および農業材料（例えばSTOCKOSORB（Ｒ）、これは植物の根付近または植物の根で、土壌の水分および養分の保持力を改善するための農業分野用のStockhausenにより市販されているＳＡＰである）。
【００４３】
液体収得時間は、本発明による粒子材料組成物を混和するそのような吸収剤製品にとって極めて許容でき（以下の例１４、比較例１５および表Ｃ参照）、かつ上記の米国特許第５４１９９５６号明細書でなされたように、製品中のＳＡＰ粒子の平均粒度を低下させることにより時間のスピードアップを試みる必要がない。従って、本発明は、極めて小さなＳＡＰ粒子が液体と接触して膨潤する場合に、粒子は、繊維に混和された場合に繊維毛管間へと簡単に押し込まれる傾向にあるという公知の問題を防止する。ついで、小さな膨潤した粒子は、液体界面張力により一緒に保持された一塊りの凝集ゲルを形成し、従ってゲルバリアーを形成し、かつ液体通過流に対する耐性は、流体の流路がゲルの塊によりブロックされるので増大し、透過率の顕著な減少をもたらす。
【００４４】
以下の実験室の例に記載されたように（本発明の組成物ならびにその比較組成物のの双方とも）、（無機粉末およびＳＡＰの）粒子材料組成物を特性決定するために、遠心保持容量（ＣＲＣ）、負荷下の吸収度（ＡＵＬ）、ダスト評価、凝結防止特性、収得時間および再浸潤を以下の方法で測定した。
【００４５】
ＣＲＣ。この試験は、周囲温度条件で行った。粒子材料組成物の保持率をティーバッグ試験法に従って測定し、２回の測定の平均値として報告した。約３００〜６００μｍの粒度分布にふるい分けした（無機粉末およびＳＡＰの）粒子材料組成物約２００ｍｇをティーバッグに入れ、０．９質量％ＮａＣｌ溶液中に３０分間含浸した。ついで、ティーバッグを、１６００ｒｐｍで３分間遠心分離し（遠心機直径は約１８ｃｍであった）、秤量した。任意の組成物を有しない２つのティーバッグをブランクとして使用した。
【００４６】
ついで、ＣＲＣを以下の等式に従って製造した。
【００４７】
ＣＲＣ＝（Ｗ３−Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１
ここで、ＣＲＣ＝３０分間の含浸時間後の保持率（吸収した液体ｇ／無機粉末およびＳＡＰの組成物ｇ）；得られたＣＲＣ値は、有効数字２桁に丸める。
【００４８】
Ｗ１＝無機粉末およびＳＡＰ（ｇ）の組成物の初期質量（ｇ）
Ｗ２＝遠心分離後の空のティーバッグ（無機粉末およびＳＡＰの組成物を有しない）の平均質量（ｇ）
Ｗ３＝遠心分離後の無機粉末およびＳＡＰの組成物を有するティーバッグの質量（ｇ）
ＡＵＬ。この試験は周囲温度条件で行った。粒子材料組成物の、負荷をかけた状態での０．９質量％ＮａＣｌ溶液（２０±２℃）の吸収度は以下のようにして測定した。
【００４９】
使用した機器は、ペトリ皿（直径＝１５０ｍｍ；高さ＝２０ｍｍ）、ガラスろ板（Kontes Glassからのカタログ番号９５２０００１２２３）、Whatman No.3円形濾紙、プラスチックスペーサー（質量＝５．２０±０．０１５ｇ）、ステンレス鋼重り（質量＝３１５．３ｇ±０．０９ｇ）、化学天秤（精度０．００１ｇまで）、ストップウォッチ、斜めに切った縁を有するプレキシガラスシリンダー（直径２５ｍｍ；高さ３３ｍｍ）およびシリンダーの底の上のスクリーンフィルタークロス（４００メッシュ＝３６μｍ）であった。スペーサーおよび重りの組み合わせた直径＝２４±１ｍｍ。
【００５０】
まさに試験に使用する前に最低１時間、ＮａＣｌ溶液中にガラスろ板を浸漬し、ガラスろ板をペトリ皿の中に置いた。ついで、ＮａＣｌ溶液をペトリ皿に添加して、溶液はガラスろ板の上部の僅かに下であった。次に、Whatman濾紙をガラスろ板の上に置き、上澄み液を一切防ぐためにＮａＣｌ溶液で濾紙を通して湿らせた。
【００５１】
シリンダーの風袋を化学天秤で量った。無機粉末およびＳＡＰの組成物の初期質量０．１６０±０．００５ｇを、シリンダーの底のフィルタースクリーン上に散布した。組成物試料の実際の質量を記録した（ＳＡ）。
【００５２】
プラスチックスペーサーおよびついでステンレス鋼の重りを、注意深くシリンダーの中に入れた。完成したＡＵＬ装置の質量を記録した（Ａ）。ステンレス鋼の重りは６０ｇ／ｃｍ２の圧力負荷を作用させた（注：６０ｇ／ｃｍ２≒０．９ｐｓｉ．）。
【００５３】
ついで、ＡＵＬ装置を湿った濾紙上に置き、組成物にＮａＣｌ溶液を１時間吸収させた。全試験中に、ＮａＣｌ溶液の水準は、ガラスろ板の上面の僅かに下に保持した。
【００５４】
１時間後、膨潤した組成物を有する装置を、再秤量し、質量を記録した（Ｂ）。保持されているＮａＣｌ溶液のｇを、以下の等式に従って計算した。
【００５５】
ＡＵＬ＝（Ｂ−Ａ）／ＳＡ
ここで、ＡＵＬは０．９ｐｓｉでのｇ／ｇであり；得られたＡＵＬ値を有効数字２桁に丸める、
ＡはＮａＣｌ溶液を吸収する前の組成物を有するＡＵＬ装置の質量ｇであり、
ＢはＮａＣｌ溶液を１時間吸収した後の組成物を有するＡＵＬ装置の質量［ｇ］であり、
ＳＡは組成物の実際の質量［ｇ］である。
【００５６】
ダスト評価。この試験は周囲温度条件で行った。
【００５７】
標準試料を次のようにして製造した。抗ダスチングまたは流動強化処理の両方とも有していない高吸収性ポリマー試料７００ｇを得た。この試料から、１５０ｇを分離し、１６オンス（０．４８ ｌ）のFrench Squareボトル（Baxter Scientific社により注文番号Ｂ７５１９−５３０Ｓとして販売されている）の中に入れた。試料１５０ｇを有するボトルはダスチング標準試料番号４とラベルを貼った。
【００５８】
残りの試料５５０ｇを、（Ａ）Ro-tapふるい分け機、（Ｂ）上から下へそれぞれＡＳＴＭＥ−１１規格番号５０、１７０および３２５を有するふるい、（Ｃ）受皿を用いて２時間ふるい分けした。
【００５９】
ダスチング標準試料番号３に関連して、ふるい中に残った全ての試料を一緒に混合し、引き続き別のFrench Squareボトルに１４９．８ｇ分を秤量した。ついで、受皿からの微粉０．２ｇを秤量し、ボトル中に入れ、ついで混合し、その後ボトルを密封し、ラベルを貼った。
【００６０】
ダスチング標準試料番号２に関連して、ふるいからの混合物１４９．９ｇ分を秤量し、別のFrench Squareボトル中に入れた。ついで、受皿からの微粉０．１ｇを秤量し、ボトルに添加し、引き続き混合した。ついでボトルを密封し、ラベルを貼った。
【００６１】
ダスチング標準試料番号１に関連して、ふるいからの混合物１５０．０ｇ分を秤量し、別のFrench Squareボトルの中に入れた。ついで、ボトルを密封し、ラベルを貼った。
【００６２】
以下のある例からの無機粉末およびＳＡＰの様々な組成物の試料を、ダスチング標準試料の４つのボトルと比較するために以下のようにして製造した。試料１５０ｇ分をFrench Squareボトルの中に秤量し、引き続きエンドキャップを取り付けることによりボトルを密閉した。ついで、技術者は、試料ボトルおよび標準ボトルの１つを各ボトルのキャップエンドで並べてホールドし、暗いバックグラウンドに面し、双方のボトルを地面に対して４５゜に向け、ついで１つの素早い動作で、各ボトルの底を上向きにして双方のボトルを垂直位置まで持っていった。これを繰り返して、４つの標準試料ボトルのどれが試料と最も類似であるかを決定するために、試料をそれぞれ４つの標準試料ボトルと比較した。ついで、技術者は、主観的に思った技術者が、試料と最も類似である数（ダスチング標準試料番号１、２、３または４）を記録し、その際、４の評価は最もほこりっぽく、かつ１の評価は最もほこりっぽくない。
【００６３】
以下の例からわかるように、本発明の（カオリン＋ＳＡＰの）組成物の試料の多くは、卓越したダスト評価１を示した。
【００６４】
凝結防止。ここで使用した試験は、上記の米国特許第５７２８７４２号明細書の第４欄第１３〜４１行に記載された凝結防止試験の変法であった。
【００６５】
殊に、（無機粉末およびＳＡＰの）粒子材料組成物の凝結防止特性は、化合物をある期間、規定された温度および相対湿度にさらした後に、一定の大きさの目開きを有するふるいを通過した組成物の質量％により決定した。換言すれば、この試験方法は水分の量の測定を考慮しており、粒子は吸収しうるにもかかわらず、まだなお易流動性である。
【００６６】
様々な粒子材料組成物の試料を、３、６、１５および２４時間、それぞれ±０．２５時間の各４回の時間、３６±３℃および７７±３％ＲＨの凝結防止特性試験の温度および相対湿度にさらした。温度およびＲＨは、Lab-Line Instrument of Melrose Park, Illinoisによりカタログ番号７００ ＡＤＨＦＴＸ、シリアル番号４９３−００１で販売された、制御された気候環境室の中に試料を置くことにより維持した。高温および高ＲＨは、高温多湿な気候を有する場所の周囲条件を擬似する。
【００６７】
各直径約６０ｍｍのそれぞれのプラスチック皿を０．１０ｇまでの風袋をはかった天秤精度で予め秤量した。この質量は、カップ質量として記録した。各粒子材料組成物の６±０．２５ｇを、それぞれの各プラスチック皿中に均一に広げた。試料を有するそれぞれの各プラスチック皿を、ついで特別な暴露時間に亘り一定の温度およびＲＨの部屋の中に入れた。
【００６８】
この部屋の中の特別な暴露時間後に、水和した試料を有する皿を取り出し、直ちに秤量した。この質量を最終質量として記録した。
【００６９】
ついで、大きなプラスチックの秤量ボートまたは秤量紙の風袋を天秤で量り、引き続きボートの上に、大きさ１７００μｍの開きを有する米国標準１２メッシュ（またはテイラーと同等のもの）の清浄な乾燥したふるいを置いた。ついで水和試料をゆっくりと皿から注ぎ出し、ふるいに通した。
【００７０】
ふるいを通過し、ボート中に集められた試料分を秤量した。この質量は、通過質量として記録し、最初の量の試料と比較した。
【００７１】
１７００μｍの目開きを通過した粒子材料組成物の％、即ち易流動性である％は、以下の等式に従って凝結防止特性能のために記録した。
【００７２】
凝結防止％＝（通過質量）／（最終質量−カップ質量）×１００
生じた凝結防止％は、有効数字２桁に丸めるが、但し、もちろん試料が１００％で通過する場合は除く。
【００７３】
特別な暴露時間で、粒子材料組成物の試料の通過凝結防止特性能％は、約７０％またはそれ以上であり、より有利に約８５％またはそれ以上、いっそう有利に約９０％またはそれ以上、最も有利に約９５％またはそれ以上である。
【００７４】
殊に、試料が、任意の他の期間ではなく３時間の試験条件に合格した場合には、試料は軽度の凝結防止特性を有するとみなされる。試料は、１５および２４時間ではなく６時間の試験条件に合格した場合には、中程度の凝結防止特性を有するとみなされる。２４時間ではなく１５時間の試験条件に合格した場合には、試料は重度の凝結防止特性を有するとみなされる。２４時間の試験条件に合格した場合には非常に重度の凝結防止特性を有するとみなされる。以下の表Ａから分かるように、全ての試料は、９５％よりも良好で軽度の試験（３時間）に合格し、かつ殆どの試料は７０％よりも良好で非常に重度の試験（２４時間）に合格した。
【００７５】
（ＳＡＰおよびセルロースのコアの）獲得時間および再浸潤
獲得時間とは、液体を添加してからそれが各コアへ完全に侵透するまでの時間を意味する。各コアに重りをつけ、体型試験装置上へ置き、１２.５ｋｇの負荷をかけた。試験装置のボアホールを介して、各コアの表面に、０.９％食塩水を１００ｍｌの投入量で添加した。獲得時間の測定にはタイマーを使用した。次いで、２０分の待ち時間をおいた。２０分の待ち時間の後、重りを除き、試験中の漏出を全て記録した。
【００７６】
再浸潤とは、予め決定した圧力下に、各コアの表面から濾紙へ放出される液体の量である。再浸潤を評価するために、各コアを試験装置から取り出し、カウンター甲板上へ置き、テープで固定した。次いで、３個の予め秤量した積層濾紙（それぞれ４０ｇ）および３個の重り（それぞれ１２７０ｇ）を各コアの上に１０分間置いた。該１０分の終了後、積層濾紙を取り除き、コアの再浸潤を測定するために再度重りをつけた。再浸潤値は、小数点第１位までに四捨五入される。
【００７７】
該サンプルを体型試験装置上に置き、前記の方法をさらに２回繰り返した。
【００７８】
実施例
以下の実施例において、モル％であるという特別な記載がない限り、各パーセンテージは質量％を意味する。実施例１〜８では、ＡＰ−８８の名前で販売される購買可能なStockhausen社製の表面Ｘ−結合粒状ＳＡＰまたは表面Ｘに結合する前の粒状ＳＡＰ前駆物質を使用した。ＡＰ−８８は、２個の網状Ｘ−結合剤を有する水性アクリル酸溶液の溶媒重合により製造される、網状のＸ−結合ナトリウムポリアクリレートである。ＡＰ−８８は７０モル％の中和度を有する。
【００７９】
例１
粒状ＳＡＰ前駆物質を９５〜８５０μｍに篩い分け、次いで２００ｇを、バウシュブレッドニーダー（Bausch bread kneader）中で粉末カオリン（NeoGen2000）２ｇと、スピード３で５分混合した。炭酸エチレン２０質量％を含有する水溶液（表面Ｘ−結合剤）を次に噴霧により添加した。炭酸エチレンは、乾燥ＳＡＰに対して０.５質量％であると算出された。混合物をオーブン中で１９０℃で３５分加熱し、冷却し、約１５０〜８５０μｍのＰＳＤ範囲に篩い分けた。篩い分けにより得られた粒状の材料組成物（ＡＰ−８８およびカオリン）の粒子は、米国標準５０メッシュふるい（目開き３００μｍ）を４０％を下回って通過する程度の大きさであった。
【００８０】
例２
粉末カオリン（NeoGen 2000）を６ｇ使用する以外は例１と同様に、例１の粒状ＳＡＰ前駆物質をカオリンと混合し、表面Ｘ−結合させた。
【００８１】
例３
粉末カオリン（NeoGen ＤＧＨ）を１ｇ使用する以外は例１と同様に、例１の粒状ＳＡＰ前駆物質をカオリンと混合し、表面Ｘ−結合させた。
【００８２】
例４
粉末カオリン（NeoGen ＤＧＨ）を４ｇ使用する以外は例１と同様に、例１の粒状ＳＡＰ前駆物質をカオリンと混合し、表面Ｘ−結合させた。
【００８３】
例５
例１の粒状ＳＡＰ前駆物質を、粉砕噴霧装置（Nordson Cross-Cut （Ｒ） ノズルを装備したNordson Pump/Airless Gun （Ｒ）, Model 25B）を使用して、炭酸エチレン（表面Ｘ−結合剤）６.２５質量％およびカオリン（NeoGen DGH）２５質量％を含有する水性スラリーと混合した。炭酸エチレンとカオリンの終濃度は、それぞれ乾燥ＳＡＰに対して、０.５％および２％であった。混合物を次いで２時間配合し、オーブンへ移し、１９０℃で２５分加熱して、表面Ｘ−結合処理を完結した。最終的な粒状の材料組成物（ＡＰ−８８およびカオリン）を約１５０〜８５０μｍのＰＳＤ範囲へ篩い分けた。
【００８４】
例６
例１の粒状ＳＡＰ前駆物質を、炭酸エチレン５０質量％を含有する水溶液と混合した。炭酸エチレンの終濃度は、乾燥ＳＡＰに対して０.６％であった。混合物を次いでコンベヤーに移し、この際６５〜１８５℃で１時間加熱して、表面Ｘ−結合処理を完結した。
【００８５】
冷却後、ＡＰ−８８を、カオリン（NeoGen DGH）５０％を含有する水性スラリーといっしょに噴霧し、カオリン濃度の算出値を、乾燥ＡＰ−８８質量に対して３％とした。このようにして得られた粒状の材料組成物（ＡＰ−８８およびカオリン）を、約１５０〜８５０μｍのＰＳＤ範囲に篩い分けた。
【００８６】
例７
例６のようにして表面Ｘ−結合させた粒状ＡＰ−８８前駆物質を冷却し、次いで５０％のカオリン溶液と配合し、カオリン（NeoGen DGH）を最終的に、乾燥ＡＰ−８８質量に対して２％とした。得られた粒状の材料組成物（ＡＰ−８８およびカオリン）を、約１５０〜８５０μｍのＰＳＤ範囲に篩い分けた。
【００８７】
例８
粒状ＡＰ−８８を、粉砕噴霧装置（Nordson Cross-Cut （Ｒ） ノズルを装備したNordson Pump/Airless Gun （Ｒ）, Model 25B）を使用して、カオリンの水性スラリーと混合した。カオリン（NeoGen DGH）の終濃度は、乾燥ＡＰ−８８に対して２.５％であった。最終的な粒状の材料組成物を約１５０〜８５０μｍのＰＳＤ範囲に篩い分けた。
【００８８】
カオリン（NeoGen DGH）の終濃度は、乾燥ＡＰ−８８に対して２.５％であった。最終的な粒状の材料組成物を約１５０〜８５０μｍのＰＳＤ範囲に篩い分けた。
【００８９】
例１〜８では、無機カオリンクレー粉末とＳＡＰとから得られた粒状の材料組成物（米国標準５０メッシュふるいを通過し、以下に記載する％を有する）に関し、ＣＲＣ、ＡＵＬ、凝結防止およびダスト評価（dust rating）を試験した。
【００９０】
結果を以下の表Ａに示す。
【００９１】
【表１】
【００９２】
【表２】
【００９３】
表Ａから明かなように、ＳＡＰ+カオリンの全てのサンプルが、軽度の凝結防止特性（３時間の試験）において約９０％を上回る有利な結果を示し、中程度の凝結防止特性（６時間の試験）において約８５％を上回る所望の結果を示した。また、ＳＡＰ+カオリンから成るサンプルの大部分（ＳＡＰ+NeoGen DGH ０.５％のサンプルを除く）が、重度の凝結防止特性（１５時間の試験）および非常に重度の凝結防止特性（２４時間の試験）において、有利かつ／または所望の結果を示した。
【００９４】
例９〜１４（比較例）
各比較例９〜１３において、（１）以下に示すＰＳＤを有するＳＡＰサンプルを選択し、（２）カオリンの代わりに純非晶形シリカ（AEROSIL 200の名前で市販され、日本のNippon Aerosil社製である）を使用する以外は、それぞれ例１〜５の方法を繰り返した。比較例１４において、以下に示すＰＳＤを有するＳＡＰサンプルを選択する以外は、例６の方法を繰り返し、カオリンとＳＡＰから成る組成物を製造した。
【００９５】
無機粉末とＳＡＰとから得られる粒状の材料組成物（米国標準５０メッシュふるい通過し、以下に示す％を有する）に関して、ＣＲＣ、ＡＵＬ、凝結防止、およびダスト評価を試験した。
【００９６】
結果を以下の表Ｂに示す。
【００９７】
【表３】
【００９８】
【表４】
【００９９】
前記したＵＳ特許第５４１９９５６号では、（Ａ）無機粉末としてAEROSIL 200を使用する場合および（Ｂ）ＳＡＰ+無機粉末（ここで、組成物は米国標準５０メッシュふるいを７０％を上回って通過する）を使用する場合の両方が示されている。AEROSIL 200を無機粉末として使用した場合が表Ｂの比較例９〜１３に記載される。組成物が米国標準５０メッシュふるいを７０％を上回って通過するＳＡＰ+無機粉末を使用した場合が表Ｂの比較例１２〜１４に記載される。表Ｂから明かなように、（Ａ）AEROSIL 200または（Ｂ）ＳＡＰ+無機粉末（ここで、組成物は米国標準５０メッシュふるいを７０％を上回って通過する）を使用することにより、以下のような事象が生じる。これらの凝結防止作用は乏しく、本発明の粒状カオリン-ＳＡＰ材料組成物が有する、中程度の凝結防止特性（６時間の試験）、重度の凝結防止特性（１５時間の試験）、非常に重度の凝結防止特性（２４時間の試験）における所望の約８５％を上回る結果ならびに有利に約９０％を上回る結果の双方よりも大幅に下回る。また、全ての比較例は、本発明の粒状カオリン+ＳＡＰ材料組成物が有する軽度の凝結防止特性（３時間の試験）における有利に約９０％を上回る結果を下回る。
【０１００】
例１５および比較例１６（空気撚り法（Air-Laid Process）で製造されたＳＡＰおよびセルロース毛羽のコア）
前記の例８のようにして製造された、本発明の粒状材料組成物（NeoGen DGHカオリン２.５％およびＡＰ−８８ＳＡＰ）とＡＰ−８８のみを使用したコントロールとを、実験室規模のDan Webマシーンを用いて、それぞれ、慣用の空気撚り法で使用し、セルロース繊維を有するコアを製造した。各コアの基本質量は０.０８４ｇ／ｃｍ２であり、組成物（NeoGen DGH+ＡＰ−８８）対繊維の比またはＡＰ−８８対繊維の比は、３５：６５であった。このようなコアが、生理用ナプキンまたは使い捨ておむつのような吸収体として好適なことは公知である。
【０１０１】
次いで、獲得時間および数回の再浸潤に関する性能結果を調べるために、各吸収コアを０.９質量％の食塩水を用いて試験した。
【０１０２】
本発明の組成物（NeoGen DGH+ＡＰ−８８）で製造したコアと、比較としてＡＰ−８８で製造したコアとの間には満足できるような著しい相違は認められなかった。従って、生理用ナプキンまたは使い捨ておむつのような最終使用製品中で、カオリンの存在はＳＡＰの性能を妨害しない。
【０１０３】
１００ｍｌ投入量を３回繰り返した結果を表Ｃに示す。
【０１０４】
【表５】
【０１０５】
本発明の様々な詳細を、本発明の趣旨から外れない範囲で変化できることは理解されている。さらに、前記は、請求項によって定義された発明を詳細に説明することを目的としているのであり、制限するものではない。
本発明は、一般に水性液体（例えば水、血液および尿）を吸収するポリマーに関する。特に、本発明は高吸収性ポリマー、すなわち水中でそれ自体の質量の２０倍を超えて吸収するポリマーであり、この場合、高吸収性ポリマーは、微細な無機粉末と混合させることによって特有の凝結防止特性を有する。知られているように、高吸収性ポリマーは容易に水を吸収するけれども、ポリマー粒子は、保存の間かまたは最終用途製造業者（例えば、吸収性衛生用品、例えば使い捨て紙おむつ、成人向け失禁用衣類、使い捨て生理用ナプキン、および使い捨て包帯の製造業者、あるいは光ファイバーフィラメントと一緒にケーブル内部に配置される防水テープの製造業者）への輸送の間に、湿った環境において周囲から湿分を受け取り、かつ凝結（cake）し、特にポリマー粒子は一緒になって凝集し大きな塊となる。本発明の高吸水性ポリマー組成物は、このケーキング（caking）の問題を解消する。
【０００２】
略語の定義
次の略語は本明細書を通して使用される。
【０００３】
略語 定義
ＳＡＰ 高吸水性ポリマー、水中でそれ自体の質
量の２０倍を超えて吸収するポリマー、
Ｘ−結合 架橋、
ＳＡＰ前駆物質 表面Ｘ−結合されていないＳＡＰ、
ＣＲＣ 遠心保持容量、
ＡＵＬ 負荷下の吸水度、
ｐｓｉ ポンド／１平方インチ
ｍｇ ミリグラム
ｐｐｍ 百万分率
ｍｍ ミリメーター
ｃｍ センチメーター
μｍ マイクロメーター
ＮａＯＨ 水酸化ナトリウム
ＰＥＧ ポリエチレン グリコール
ＰＳＤ 粒度分布
ｈｒ 時間
ｗｔ 質量
ＲＨ 相対湿度
本発明の背景
ＳＡＰｓ、すなわち高く水膨潤性のポリマーは、一般に、モノマーの水性混合物の溶剤重合または溶液重合によって製造される。通常は、一つまたはそれ以上のＸ−結合剤がモノマー混合物中に混和される。重合の完了時に、結果として生じたものは乾燥され、かつ機械的に粉砕され、粒状ＳＡＰのための望ましい粒度分布を生じる。
【０００４】
前記に示したように、ＳＡＰｓは、迅速に液体をそのまま吸収するＳＡＰｓの能力のおかげで、種々な吸収剤製品中で有用である。しかしながら、またＳＡＰｓは空気から水を吸収し、かつ湿った環境にさらされる場合には、一緒になって凝集し大きな塊、特にケークとなる傾向がある。したがって、ＳＡＰ粒子は易流動性ではない。
【０００５】
ＳＡＰ粒子が易流動性ではない場合には問題が生じる。例えば、粒子を吸収剤製品に混和させることが難しく、それというのも減少した流動性が、吸収剤のコアの範囲内での粒子の均質な分散を妨げるからである。さらに、粒子は互いに、および製造装置、例えばふるい、乾燥器および二次加工装置（fabricating machinery）に対して粘着する傾向にある。したがって、製造は、凝集された粒子の除去によって装置を洗浄することができる程度に定期的に停止しなければならない。最終的に、粒子がすでに幾らかの水を吸収し、かつ凝集した場合には、最終用途の吸収剤製品の水膨潤容量は減少するであろう。
【０００６】
ＳＡＰｓのケーキング傾向を減少させるために、種々の試みがなされている。一つの方法は、ＳＡＰｓ粒子をシリカと混合させることによるものである。すなわち、米国特許第４７３４４７８号明細書（１９９８年３月２９日発行）、発明者、ツバキモト、シモムラ、イリエ、マツダ、キムラおよびハツダ（Tsubakimoto, Shimomura, Irie, Masuda, Kimura, and Hatsuda）、出願人、日本触媒化学工業（Nippon Shokubai Kagaku Kogyo）では、微粉シリカ０．０１〜１０質量部と高吸収性ポリマー１００質量部とを混合させることが記載されている。さらに、ＷＯ９４／２２９４０（１９９４年１０月３日発行）、発明者、ステープルズ、ウッド、およびトレプトワ（Staples, Wood, and Treptow）、出願人、ダウ ケミカル社（Dow Chemical）では、ヒュームドシリカ１０質量％未満と高吸収性ポリマーを混合させることが記載されている。さらに米国特許第５４１９９５６号明細書（１９９５年５月３０日発行）、発明者、ローエ（Roe）、出願人、ザ プロクター アンド ギャンブル社（The Proctor & Gamble Company）では、溶液重合によって形成され、かつ非晶質シリカと混合される極めて小さいＳＡＰ粒子（少なくとも７０質量％が、３００μｍの大きさのふるい目を有する米国標準５０メッシュふるいを通過する）を含有する吸収剤最終用途製品が記載されている。本来、シリカは石英、砂状フリント（sand flint）およびめのうとして生じることが言及される。
【０００７】
また、界面活性剤は、例えば、米国特許第４２８６０８２号明細書（１９８１年８月２５日発行）発明者、ツバキモト、シモムラ、イリエおよびマスダ（Tsubakimoto, Shimomra, Irie, and Masuda）、出願人、日本触媒化学工業（Nippon Shokubai Kagaku Kogyo）および同第４３８１７８２号明細書（１９８３年５月３日発行）、発明者、マズラークおよびフレイズ（Mazurak and Fries）、出願人、キンバリー−クラーク社（Kimberly-Clark）に記載されているように、高吸収性ポリマー粒子の凝集化傾向を減少させる試みに使用されている。しかしながら、また界面活性剤は、高吸水性ポリマーの表面張力を減少させることができ、この場合、これは同時にポリマーの吸水能力および液体保持能力を妨げとなる。
【０００８】
高吸収性ポリマーの凝集傾向を減少させる試みにおいて使用された、他の種々の化合物に関する付加的な重要性は次の通りである。米国特許第５７２８７４２号明細書（１９９８年３月１７日発行）、発明者、ステイプルズ、ヘントン、ローズおよびフィアルコフスキー（Staples, Henton, Rose, and Fialkowski）、出願人、ダウ ケミカル社（Dow Chemical）では、第４級アンモニウム塩が記載されている。カナダ特許第２１８０５９０号明細書（１９９７年１月８日発行）、発明者、エンゲルハルト、ステーブン、ダニエルおよびヘアフェルト（Engelhardt, Stueven, Daniel, and Herfert）、出願人、ヘキスト社（Hoechst Aktiengefellchaft）では、ワックスが記載されている。さらに、ヨーロッパ特許出願公開第０７０５６４３号明細書（１９９６年４月１０日発行）、発明者、サムルヤ、コイケ、およびタナカ（Sumlya, Koike, and Tanaka）、出願人、サンヨーケミカル社（Sanyo Chemical）では、シリコーン油が記載されている。
【０００９】
最終的に、次のものはＳＡＰｓの製造のための公知方法に関する一般的な技術背景に関連して重要である。
【００１０】
刊行物の文献、ブッハホルツ（Buchholz）による“Ｋｅｅｐｉｎｇ Ｄｒｙ ｗｉｔｈ Ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ”Ｃｈｅｍｔｅｃｈ（１９９４年９月）では、ＳＡＰｓを製造する通常の方法の優れた論考、ならびに例えば前記衛生用品中（特に、おむつ、失禁用衣類等）、下水道管の壁をつくるコンクリートブロック間の封止複合材料中、および光ファイバーケーブルおよび送電ケーブル中の防水テープ中でのＳＡＰｓの種々の使用が記載されている。
【００１１】
また、ＳＡＰｓを製造するための方法の良好な論考は、米国特許第５４０９７７１号明細書（１９９５年４月２５日発行）、発明者、ダーメンおよびメーテンス（Dahmen and Mertens）、出願人、ケミシュ ファブリク ストックハウゼン社（Chemische Fabrik Stockhausen GmbH）中に記載されている。特に、この特許は、市販のＳＡＰｓが一般にＸ−結合されたポリアクリル酸であるかまたはＸ−結合されたデンプン−アクリル酸−グラフト−ポリマーであることを挙げており、この場合、このカルボキシル基は部分的に水酸化ナトリウムまたはカセイカリで中和されている。さらに挙げられるのは、ＳＡＰｓが２つの方法、すなわち溶剤重合または溶液重合の方法、および逆懸濁重合（inverse suspension method）または乳化重合の方法によって製造されることである。
【００１２】
溶剤重合または溶液重合の方法で、特にアクリル酸および多官能性網状Ｘ−結合剤で部分的に中和された水性溶液は、ラジカル重合によってゲルに変換される。結果として生じるものを乾燥させ、粉砕し、かつ望ましい粒度に篩分けする。
【００１３】
他方では、逆懸濁重合または乳化重合の方法で、例えばアクリル酸で部分的に中和された水性溶液は、コロイドまたは乳化剤を用いることによって疎水性有機溶剤中に分散され、かつ重合はラジカル開始剤によって開始される。水は重合が完了し、続けて生じた生成物を濾過および乾燥させた後に、反応混合物から共沸的に除去される。網状Ｘ−結合は、モノマー溶液中でポリ官能性Ｘ−結合剤を溶解させることによって達成されてもよい。
【００１４】
すべての特許の開示および挙げられている発行された特許明細書は、参考のために記載されている。
【００１５】
発明の要約および対象
良好な凝結防止特性を有するＳＡＰ組成物をなお必要としている。以下に定義された凝結防止特性試験により測定されるように、湿潤環境にさらされた場合に凝塊形成しない、即ち、有利に約９０％またはそれ以上の易流動性粒子を含有するＳＡＰ組成物を産業界に提供することは極めて有利である。
【００１６】
従って、本発明は、高吸収性ポリマーの粒子と混合した無機粉末を含有する粒子材料組成物を提供する。ポリマー粒子は、前記ポリマー粒子の約６０質量％未満が、目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する程度の大きさである。生じた粒子材料組成物は、以下に定義された凝結防止特性試験により測定されるような、卓越した凝結防止特性を示す。
【００１７】
また、本発明は、ＳＡＰ粒子に凝結防止特性を与える方法を提供する。この方法は、（Ａ）前記ポリマー粒子の約６０質量％未満が、目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する程度の大きさのＳＡＰ粒子を提供し、（Ｂ）無機粉末とポリマー粒子とを、ポリマー粒子約０．２〜約１０質量％の量で混合して粒子材料組成物を作製し、かつ（Ｃ）約９０％を上廻る組成物粒子が、約３６±３℃および約７７±３％ ＲＨで少なくとも約３時間後に、目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する凝結防止特性を達成することから成る。
【００１８】
付加的に、本発明は、粒子材料組成物を含有する吸収剤製品を提供する。粒子材料組成物は、高吸収性ポリマー粒子と混合した無機粉末を含有し、その際、前記ポリマー粒子は、前記ポリマー粒子の約６０質量％未満が、目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する程度の大きさである。
【００１９】
更に、本発明は、吸収剤製品において粒子材料組成物に凝結防止特性を与えるための方法を提供する。この方法は、（Ａ）前記ポリマー粒子の約６０質量％未満が、目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する程度の大きさのＳＡＰ粒子を提供し、（Ｂ）無機粉末とポリマー粒子とを、ポリマー粒子約０．２〜約１０質量％の量で混合して粒子材料組成物を作製し、（Ｃ）約９０％を上廻る組成物粒子が、約３６±３℃および約７７±３％ＲＨで少なくとも約３時間後に、目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する凝結防止特性を達成し、かつ（Ｄ）段階（Ｃ）における粒子材料組成物からの吸収剤製品を形成することから成る。段階（Ｄ）において吸収剤製品を形成することは、粒子材料組成物と繊維状成分とを混合してコアコンポジットを製造し、ついでコアコンポジットを用いて吸収剤製品を製造することにより達成することができる。
【００２０】
従って、本発明の対象は、ケーキングの問題を回避する無機粉末およびＳＡＰの粒子材料組成物を提供することである。
【００２１】
更に、本発明の利点は、粒子材料組成物を、高温多湿な場所、例えば夏期の米国南部、または赤道直下または赤道付近の熱帯の場所でさえも、殆どまたは全くケーキングの問題を有することなく貯蔵および船積みすることができることである。
【００２２】
本発明の別の利点は、粒子材料組成物がケーキングの問題を回避することができるにもかかわらず、典型的で通常の粒度分布を有し、むしろ上記の米国特許第５４１９９５６号明細書の粒子よりも小さいＳＡＰ粒子を使用することができる。
【００２３】
本発明の別の利点は、ダストを減少させる性質が、凝結防止特性に加えて、粒子材料組成物に、１つの薬剤のみでのＳＡＰの処理で付与できることであるであろう。
【００２４】
本発明の対象および利点の一部が記載されており、他の対象および利点は、以下に記載された実験室例に関連して取り入れられる場合に、明細書が進むと明らかになる。
【００２５】
本発明の詳細な説明
ＳＡＰ粒子および無機粉末の混合物は、「粒子材料組成物」と呼ばれる。本発明には、粒子材料組成物は、少量の無機粉末と混合したＳＡＰ材料の粒子を含有する。ＳＡＰ粒子は、通常、典型的で通常のＰＳＤのものであり、これにより、約６０質量％未満の粒子が米国標準５０メッシュふるい（ふるいの目開き３００μｍ）を通過することを意味する。有利に約５０％未満が米国標準５０メッシュふるいを通過し、より有利に約４０質量％未満が米国標準５０メッシュふるいを通過し、いっそう有利に約３０質量％未満が米国標準５０メッシュふるいを通過する。
【００２６】
本発明によるＳＡＰは連続または不連続法により大規模に製造することができる。殊に、本発明における使用の粒状ＳＡＰは、任意の先行技術のＳＡＰを製造する方法により製造することができる。例えばＳＡＰは溶剤重合技術により製造することができ、または逆懸濁または乳化重合技術により製造することができ、これは上記のように十分公知の技術である。
【００２７】
従って、ＳＡＰは、オレフィン系不飽和カルボン酸および／またはスルホン酸基を有するモノマー少なくとも約２５質量％、有利に約５５質量％〜約９９．９質量％を重合させることにより得ることができる。そのような酸基は、アクリル酸、メタクリル酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびその混合物を含むが、これらに制限するものではない。酸基は、塩、例えばナトリウム、カリウムまたはアンモニウム塩として存在する。
【００２８】
酸基は、典型的には少なくとも約２５モル％に中和されている。有利に、中和の程度は、少なくとも約５０モル％にある。殊に、好ましいＳＡＰは、Ｘ−結合したアクリル酸またはメタクリル酸から形成されており、これは約５０〜約８０モル％の程度に中和されている。適した中和剤は、アルカリ土類金属および／またはアルカリ金属の水酸化物および／または炭酸塩、例えばＮａＯＨである。
【００２９】
ＳＡＰを製造するのに付加的に有用なモノマーは、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸、無水マレイン酸、エステル（例えばヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレートおよびジメチル−アミノアルキル−メタクリレート）、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドおよびアクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩化物を、０％を上回り約４０％まで含有する。これらのモノマーの約４０％を下回る百分率が望ましい、それというのも典型的には約４０％以下の百分率は、有害作用を有し、かつ生じるＳＡＰの膨潤容量を劣悪化させるからである。好ましい量は約１質量％〜約２５質量％であり、有利に約２質量％〜約１０質量％である。
【００３０】
ＳＡＰを製造するのに有用で、適した網状Ｘ−結合剤は、少なくとも２つのエチレン系不飽和二重結合を有するもの、１つのエチレン系不飽和二重結合および酸基に対して反応性の１つの官能基を有するものおよび多官能性、即ち酸基に対して反応性の複数の基を有するものである。適した種類の網状Ｘ−結合剤は、ポリオールのアクリレートおよびメタクレート（例えばブタンジオールジアクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ポリグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリルオキシポリエチレングリコールメタクリレートおよ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）、アリルアクリレート、ジアリルアクリルアミド、トリアリルアミン、ジアリルエーテル、メチレンビスアクリルアミド、グリセリンジメタクリレート、Ｎ−メチロールメタクリルアミドおよびＮ−メチロールアクリルアミドを含むが、これらに制限するものではない。適した種類の多官能性である網状Ｘ−結合剤は、アルコール、アミンおよびエポキシド、例えばグリコール、プロピレングリコール、グリセリン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、グリセリンポリグリシダルエーテルおよびレソルシノールジグリシダルエーテルを含むが、これらに制限するものではない。これらの網状Ｘ−結合剤は、以下に述べられる表面Ｘ−結合剤から区別され、後者と混同してはいけない。
【００３１】
更に、所望の最終用途に応じて、ＳＡＰは水溶性ポリマー成分を有していてもよい。この成分の含量は０％を上廻り約３０質量％までの範囲にあり、この成分は、部分的にまたは完全に鹸化したポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン、デンプン誘導体、ポリグリコール、ポリアクリル酸、およびその組み合わせ物を含むが、これらに制限するものではない。この成分の分子量は限定されないがただし水溶性であることである。好ましい水溶性ポリマー成分は、デンプン、ポリビニルアルコールおよびその混合物である。有利に、ＳＡＰ中の水溶性ポリマー含量は、殊にデンプンおよび／またはポリビニルアルコールが水溶性ポリマー成分として存在する場合には、約１〜約５質量％の範囲にある。また、水溶性ポリマー成分は、酸基を含有するポリマーを有するグラフト重合体として存在していてよい。
【００３２】
ＳＡＰの粒子形状に関連して、特別な制限は存在しない。ＳＡＰは逆または懸濁重合によるかまたは溶剤または溶液重合により得られ、乾燥して生じたものであってよい。典型的な粒度分布は約２０μｍ〜約２０００μｍ、有利に約４０〜約８９０μｍおよび殊に約９０μｍ〜約８５０μｍの範囲にある。
【００３３】
前記で論じた米国特許第５４０９７７１号明細書から公知であるように、粒状ＳＡＰをアルキレンカーボネートで被覆し、引き続き加熱して表面Ｘ−結合を生じさせることは、しばしばＳＡＰのＡＵＬ特性を改善する。ＳＡＰ １グラム当たり、少なくとも約１３ｇの塩水（水中ＮａＣｌ ０．９質量％）の０．９ｐｓｉ（６０ｇ／ｃｍ２）でのＡＵＬ特性は、殊にＳＡＰの最終用途が衛生用品、例えば、着用した人から製品に圧力がかかる使い捨ておむつのような場合に望ましい。
【００３４】
従って、本発明のＳＡＰは、場合により、表面Ｘ−結合剤、例えばジオール、ジアミン、ジエポキシドまたはアルキレンカーボネートで被覆し、引き続き加熱して表面Ｘ−結合を生じさせることができる。従って、少なくとも一部のＳＡＰ粒子は、有利に表面Ｘ−結合している。
【００３５】
殊に、米国特許第５４０９７７１号明細書に記載されているように、粒状ＳＡＰを表面Ｘ−結合剤で被覆するために、ポリマーを、アルキレンカーボネート表面Ｘ−結合剤の水性−アルコール性溶液と混合してもよい。次のものは、アルキレンカーボネートとして使用することができる：例えば、１，３−ジオキソラン−２−オン、４−メチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，４−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−ヒドロキシエチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、１，３−ジオキサン−２−オン、４−メチル−１，３−ジオキサン−２−オン、４，６−ジメチル−１，３−ジオキサン−２−オン、１，３−ジオキセパン−２−オンおよびこれらの組み合わせ物。好ましいアルキレンカーボネートは、１，３−ジオキソラン−２−オンおよび４−メチル−１，３−ジオキソラン−２−オンである。アルコールの量は、アルキレンカーボネートの溶解度により決定し、技術的理由、例えば爆発に対する防護のためにできるだけ低く維持される。適したアルコールは、メタノール、エタノール、ブタノールまたはブチルグリコールならびにこれらのアルコールの混合物である。好ましい溶剤は水であり、これは典型的には粒状ＳＡＰに対して０．３〜５．０質量％の量で使用される。一部の例では、アルキレンカーボネート表面Ｘ−結合剤は、任意の溶剤を使用することなく、水中に溶解する。また、アルキレンカーボネート表面Ｘ−結合剤を、例えばＳｉＯ２を有する例えば無機担持材料を有する粉末混合物から施与することも可能である（米国特許第５４０９７７１号明細書の第４段５１〜５４行参照）。
【００３６】
所望の表面Ｘ−結合性を達成するために、表面Ｘ−結合剤は粒状ＳＡＰ上に均一に分配しなければならない。このためには、混合は、適した混合機、例えば流動床混合機、パドルミキサー、ロールミルまたは二軸混合機中で行われる。また、表面Ｘ−結合剤での粒状ＳＡＰの被覆を、粒状ＳＡＰの製造中の処理段階の１つの間に実施することも可能である。このための殊に適した方法は、逆懸濁重合法である。
【００３７】
米国特許第５４０９７７１号明細書によれば、被覆処理に続く熱処理は以下のように実施される。一般に、熱処理は１５０〜３００℃の温度である。しかしながら、好ましいアルキレンカーボネートを使用する場合には、熱処理は１８０〜２５０℃の温度である。処理温度は、滞留時間およびアルキレンカーボネートの種類に依存する。１５０℃の温度では、熱処理は数時間行われる。他方では、２５０℃の温度では数分間、例えば０．５〜５分間が所望の表面Ｘ−結合性を達成するのに十分である。熱処理は、常用の乾燥器またはオーブン中で実施することができる。乾燥器およびオーブンの例は、ロータリーキルン、流動床乾燥器、円板乾燥器または赤外線乾燥器を含む。
【００３８】
本発明に有用な微粒状無機粉末は、任意の粘土（例えば、普通、式Ｈ２Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８・Ｈ２Ｏの水和ケイ酸アルミニウム）を含有していてもよい。適した粘土は、カオリン粘土、例えばDry Branch Kaolin Companyにより、商標NeoGen DGH（平均粒度０．６μｍ）およびNeoGen 2000（平均粒度０．７μｍ）のもとで販売されているものである。
【００３９】
無機粉末の平均粒度は、有利に約５μｍ未満、より有利に約３μｍ未満であり、いっそう有利に約０．８μｍである。このことは、一部の粒子が１０μｍまたは１５μｍと同じまたはそれ以上でありうることを意味する。無機粉末の粒度は、任意の正確で信頼性のある手段により測定することができる。
【００４０】
無機粉末は、有利に、凝結防止特性（以下に記載された温度、ＲＨおよび時間の試験条件下で）を達成するのに十分な量のＳＡＰ粒子と混合する。典型的には、ＳＡＰ粒子約０．２質量％〜約１０質量％、より有利に約０．５質量％〜約７質量％およびいっそう有利に約０．９質量％〜約５．５質量％（即ち無機粉末１００部当たり約０．９〜約５．５部）の量である。無機粒子は、実質的に乾燥状態で、または典型的にはＳＡＰ粒子１００質量部に対して液体約１０質量部までの量の液体、例えば水の添加を伴いＳＡＰの粒子と混合することができる。
【００４１】
無機粉末およびＳＡＰ粒子は、任意の適した方法で混合することができる。適した方法は、任意の表面Ｘ−結合剤を使用する上記の混合機を使用した物理的に混合することを含むが、これに制限されるものではない。従って、表面Ｘ−結合が達成するような場合には、（１）無機粉末は前駆物質ＳＡＰ粒子と、表面Ｘ−結合剤と混合しかつ加熱する前に、混合することができるか、または（２）前駆物質ＳＡＰ粒子は表面Ｘ−結合剤と加熱し引き続き無機粉末と混合することができる。
【００４２】
本発明による（ＳＡＰ粒子および無機粉末の）粒子材料組成物は、ＳＡＰが使用されるための任意の慣習的な用途に使用することができる。例えば、そのような使用は、吸収剤製品、例えば衛生用品（例えばおむつ、失禁用衣類等）、水底トンネルの壁を製造するコンクリートブロック間のシーリングコンポジット（前記のBuchholz journalの記事に挙げられているような、例えば英国およびフランスを結ぶ海峡トンネル）、光ファイバーケーブルおよび送電ケーブルにおける防水テープまたはシート（前記のBuchholz journalの記事に挙げられているような）、担体（殺虫剤、除草剤および／または農薬用）、および農業材料（例えばSTOCKOSORB（Ｒ）、これは植物の根付近または植物の根で、土壌の水分および養分の保持力を改善するための農業分野用のStockhausenにより市販されているＳＡＰである）。
【００４３】
液体収得時間は、本発明による粒子材料組成物を混和するそのような吸収剤製品にとって極めて許容でき（以下の例１４、比較例１５および表Ｃ参照）、かつ上記の米国特許第５４１９９５６号明細書でなされたように、製品中のＳＡＰ粒子の平均粒度を低下させることにより時間のスピードアップを試みる必要がない。従って、本発明は、極めて小さなＳＡＰ粒子が液体と接触して膨潤する場合に、粒子は、繊維に混和された場合に繊維毛管間へと簡単に押し込まれる傾向にあるという公知の問題を防止する。ついで、小さな膨潤した粒子は、液体界面張力により一緒に保持された一塊りの凝集ゲルを形成し、従ってゲルバリアーを形成し、かつ液体通過流に対する耐性は、流体の流路がゲルの塊によりブロックされるので増大し、透過率の顕著な減少をもたらす。
【００４４】
以下の実験室の例に記載されたように（本発明の組成物ならびにその比較組成物のの双方とも）、（無機粉末およびＳＡＰの）粒子材料組成物を特性決定するために、遠心保持容量（ＣＲＣ）、負荷下の吸収度（ＡＵＬ）、ダスト評価、凝結防止特性、収得時間および再浸潤を以下の方法で測定した。
【００４５】
ＣＲＣ。この試験は、周囲温度条件で行った。粒子材料組成物の保持率をティーバッグ試験法に従って測定し、２回の測定の平均値として報告した。約３００〜６００μｍの粒度分布にふるい分けした（無機粉末およびＳＡＰの）粒子材料組成物約２００ｍｇをティーバッグに入れ、０．９質量％ＮａＣｌ溶液中に３０分間含浸した。ついで、ティーバッグを、１６００ｒｐｍで３分間遠心分離し（遠心機直径は約１８ｃｍであった）、秤量した。任意の組成物を有しない２つのティーバッグをブランクとして使用した。
【００４６】
ついで、ＣＲＣを以下の等式に従って製造した。
【００４７】
ＣＲＣ＝（Ｗ３−Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１
ここで、ＣＲＣ＝３０分間の含浸時間後の保持率（吸収した液体ｇ／無機粉末およびＳＡＰの組成物ｇ）；得られたＣＲＣ値は、有効数字２桁に丸める。
【００４８】
Ｗ１＝無機粉末およびＳＡＰ（ｇ）の組成物の初期質量（ｇ）
Ｗ２＝遠心分離後の空のティーバッグ（無機粉末およびＳＡＰの組成物を有しない）の平均質量（ｇ）
Ｗ３＝遠心分離後の無機粉末およびＳＡＰの組成物を有するティーバッグの質量（ｇ）
ＡＵＬ。この試験は周囲温度条件で行った。粒子材料組成物の、負荷をかけた状態での０．９質量％ＮａＣｌ溶液（２０±２℃）の吸収度は以下のようにして測定した。
【００４９】
使用した機器は、ペトリ皿（直径＝１５０ｍｍ；高さ＝２０ｍｍ）、ガラスろ板（Kontes Glassからのカタログ番号９５２０００１２２３）、Whatman No.3円形濾紙、プラスチックスペーサー（質量＝５．２０±０．０１５ｇ）、ステンレス鋼重り（質量＝３１５．３ｇ±０．０９ｇ）、化学天秤（精度０．００１ｇまで）、ストップウォッチ、斜めに切った縁を有するプレキシガラスシリンダー（直径２５ｍｍ；高さ３３ｍｍ）およびシリンダーの底の上のスクリーンフィルタークロス（４００メッシュ＝３６μｍ）であった。スペーサーおよび重りの組み合わせた直径＝２４±１ｍｍ。
【００５０】
まさに試験に使用する前に最低１時間、ＮａＣｌ溶液中にガラスろ板を浸漬し、ガラスろ板をペトリ皿の中に置いた。ついで、ＮａＣｌ溶液をペトリ皿に添加して、溶液はガラスろ板の上部の僅かに下であった。次に、Whatman濾紙をガラスろ板の上に置き、上澄み液を一切防ぐためにＮａＣｌ溶液で濾紙を通して湿らせた。
【００５１】
シリンダーの風袋を化学天秤で量った。無機粉末およびＳＡＰの組成物の初期質量０．１６０±０．００５ｇを、シリンダーの底のフィルタースクリーン上に散布した。組成物試料の実際の質量を記録した（ＳＡ）。
【００５２】
プラスチックスペーサーおよびついでステンレス鋼の重りを、注意深くシリンダーの中に入れた。完成したＡＵＬ装置の質量を記録した（Ａ）。ステンレス鋼の重りは６０ｇ／ｃｍ２の圧力負荷を作用させた（注：６０ｇ／ｃｍ２≒０．９ｐｓｉ．）。
【００５３】
ついで、ＡＵＬ装置を湿った濾紙上に置き、組成物にＮａＣｌ溶液を１時間吸収させた。全試験中に、ＮａＣｌ溶液の水準は、ガラスろ板の上面の僅かに下に保持した。
【００５４】
１時間後、膨潤した組成物を有する装置を、再秤量し、質量を記録した（Ｂ）。保持されているＮａＣｌ溶液のｇを、以下の等式に従って計算した。
【００５５】
ＡＵＬ＝（Ｂ−Ａ）／ＳＡ
ここで、ＡＵＬは０．９ｐｓｉでのｇ／ｇであり；得られたＡＵＬ値を有効数字２桁に丸める、
ＡはＮａＣｌ溶液を吸収する前の組成物を有するＡＵＬ装置の質量ｇであり、
ＢはＮａＣｌ溶液を１時間吸収した後の組成物を有するＡＵＬ装置の質量［ｇ］であり、
ＳＡは組成物の実際の質量［ｇ］である。
【００５６】
ダスト評価。この試験は周囲温度条件で行った。
【００５７】
標準試料を次のようにして製造した。抗ダスチングまたは流動強化処理の両方とも有していない高吸収性ポリマー試料７００ｇを得た。この試料から、１５０ｇを分離し、１６オンス（０．４８ ｌ）のFrench Squareボトル（Baxter Scientific社により注文番号Ｂ７５１９−５３０Ｓとして販売されている）の中に入れた。試料１５０ｇを有するボトルはダスチング標準試料番号４とラベルを貼った。
【００５８】
残りの試料５５０ｇを、（Ａ）Ro-tapふるい分け機、（Ｂ）上から下へそれぞれＡＳＴＭＥ−１１規格番号５０、１７０および３２５を有するふるい、（Ｃ）受皿を用いて２時間ふるい分けした。
【００５９】
ダスチング標準試料番号３に関連して、ふるい中に残った全ての試料を一緒に混合し、引き続き別のFrench Squareボトルに１４９．８ｇ分を秤量した。ついで、受皿からの微粉０．２ｇを秤量し、ボトル中に入れ、ついで混合し、その後ボトルを密封し、ラベルを貼った。
【００６０】
ダスチング標準試料番号２に関連して、ふるいからの混合物１４９．９ｇ分を秤量し、別のFrench Squareボトル中に入れた。ついで、受皿からの微粉０．１ｇを秤量し、ボトルに添加し、引き続き混合した。ついでボトルを密封し、ラベルを貼った。
【００６１】
ダスチング標準試料番号１に関連して、ふるいからの混合物１５０．０ｇ分を秤量し、別のFrench Squareボトルの中に入れた。ついで、ボトルを密封し、ラベルを貼った。
【００６２】
以下のある例からの無機粉末およびＳＡＰの様々な組成物の試料を、ダスチング標準試料の４つのボトルと比較するために以下のようにして製造した。試料１５０ｇ分をFrench Squareボトルの中に秤量し、引き続きエンドキャップを取り付けることによりボトルを密閉した。ついで、技術者は、試料ボトルおよび標準ボトルの１つを各ボトルのキャップエンドで並べてホールドし、暗いバックグラウンドに面し、双方のボトルを地面に対して４５゜に向け、ついで１つの素早い動作で、各ボトルの底を上向きにして双方のボトルを垂直位置まで持っていった。これを繰り返して、４つの標準試料ボトルのどれが試料と最も類似であるかを決定するために、試料をそれぞれ４つの標準試料ボトルと比較した。ついで、技術者は、主観的に思った技術者が、試料と最も類似である数（ダスチング標準試料番号１、２、３または４）を記録し、その際、４の評価は最もほこりっぽく、かつ１の評価は最もほこりっぽくない。
【００６３】
以下の例からわかるように、本発明の（カオリン＋ＳＡＰの）組成物の試料の多くは、卓越したダスト評価１を示した。
【００６４】
凝結防止。ここで使用した試験は、上記の米国特許第５７２８７４２号明細書の第４欄第１３〜４１行に記載された凝結防止試験の変法であった。
【００６５】
殊に、（無機粉末およびＳＡＰの）粒子材料組成物の凝結防止特性は、化合物をある期間、規定された温度および相対湿度にさらした後に、一定の大きさの目開きを有するふるいを通過した組成物の質量％により決定した。換言すれば、この試験方法は水分の量の測定を考慮しており、粒子は吸収しうるにもかかわらず、まだなお易流動性である。
【００６６】
様々な粒子材料組成物の試料を、３、６、１５および２４時間、それぞれ±０．２５時間の各４回の時間、３６±３℃および７７±３％ＲＨの凝結防止特性試験の温度および相対湿度にさらした。温度およびＲＨは、Lab-Line Instrument of Melrose Park, Illinoisによりカタログ番号７００ ＡＤＨＦＴＸ、シリアル番号４９３−００１で販売された、制御された気候環境室の中に試料を置くことにより維持した。高温および高ＲＨは、高温多湿な気候を有する場所の周囲条件を擬似する。
【００６７】
各直径約６０ｍｍのそれぞれのプラスチック皿を０．１０ｇまでの風袋をはかった天秤精度で予め秤量した。この質量は、カップ質量として記録した。各粒子材料組成物の６±０．２５ｇを、それぞれの各プラスチック皿中に均一に広げた。試料を有するそれぞれの各プラスチック皿を、ついで特別な暴露時間に亘り一定の温度およびＲＨの部屋の中に入れた。
【００６８】
この部屋の中の特別な暴露時間後に、水和した試料を有する皿を取り出し、直ちに秤量した。この質量を最終質量として記録した。
【００６９】
ついで、大きなプラスチックの秤量ボートまたは秤量紙の風袋を天秤で量り、引き続きボートの上に、大きさ１７００μｍの開きを有する米国標準１２メッシュ（またはテイラーと同等のもの）の清浄な乾燥したふるいを置いた。ついで水和試料をゆっくりと皿から注ぎ出し、ふるいに通した。
【００７０】
ふるいを通過し、ボート中に集められた試料分を秤量した。この質量は、通過質量として記録し、最初の量の試料と比較した。
【００７１】
１７００μｍの目開きを通過した粒子材料組成物の％、即ち易流動性である％は、以下の等式に従って凝結防止特性能のために記録した。
【００７２】
凝結防止％＝（通過質量）／（最終質量−カップ質量）×１００
生じた凝結防止％は、有効数字２桁に丸めるが、但し、もちろん試料が１００％で通過する場合は除く。
【００７３】
特別な暴露時間で、粒子材料組成物の試料の通過凝結防止特性能％は、約７０％またはそれ以上であり、より有利に約８５％またはそれ以上、いっそう有利に約９０％またはそれ以上、最も有利に約９５％またはそれ以上である。
【００７４】
殊に、試料が、任意の他の期間ではなく３時間の試験条件に合格した場合には、試料は軽度の凝結防止特性を有するとみなされる。試料は、１５および２４時間ではなく６時間の試験条件に合格した場合には、中程度の凝結防止特性を有するとみなされる。２４時間ではなく１５時間の試験条件に合格した場合には、試料は重度の凝結防止特性を有するとみなされる。２４時間の試験条件に合格した場合には非常に重度の凝結防止特性を有するとみなされる。以下の表Ａから分かるように、全ての試料は、９５％よりも良好で軽度の試験（３時間）に合格し、かつ殆どの試料は７０％よりも良好で非常に重度の試験（２４時間）に合格した。
【００７５】
（ＳＡＰおよびセルロースのコアの）獲得時間および再浸潤
獲得時間とは、液体を添加してからそれが各コアへ完全に侵透するまでの時間を意味する。各コアに重りをつけ、体型試験装置上へ置き、１２.５ｋｇの負荷をかけた。試験装置のボアホールを介して、各コアの表面に、０.９％食塩水を１００ｍｌの投入量で添加した。獲得時間の測定にはタイマーを使用した。次いで、２０分の待ち時間をおいた。２０分の待ち時間の後、重りを除き、試験中の漏出を全て記録した。
【００７６】
再浸潤とは、予め決定した圧力下に、各コアの表面から濾紙へ放出される液体の量である。再浸潤を評価するために、各コアを試験装置から取り出し、カウンター甲板上へ置き、テープで固定した。次いで、３個の予め秤量した積層濾紙（それぞれ４０ｇ）および３個の重り（それぞれ１２７０ｇ）を各コアの上に１０分間置いた。該１０分の終了後、積層濾紙を取り除き、コアの再浸潤を測定するために再度重りをつけた。再浸潤値は、小数点第１位までに四捨五入される。
【００７７】
該サンプルを体型試験装置上に置き、前記の方法をさらに２回繰り返した。
【００７８】
実施例
以下の実施例において、モル％であるという特別な記載がない限り、各パーセンテージは質量％を意味する。実施例１〜８では、ＡＰ−８８の名前で販売される購買可能なStockhausen社製の表面Ｘ−結合粒状ＳＡＰまたは表面Ｘに結合する前の粒状ＳＡＰ前駆物質を使用した。ＡＰ−８８は、２個の網状Ｘ−結合剤を有する水性アクリル酸溶液の溶媒重合により製造される、網状のＸ−結合ナトリウムポリアクリレートである。ＡＰ−８８は７０モル％の中和度を有する。
【００７９】
例１
粒状ＳＡＰ前駆物質を９５〜８５０μｍに篩い分け、次いで２００ｇを、バウシュブレッドニーダー（Bausch bread kneader）中で粉末カオリン（NeoGen2000）２ｇと、スピード３で５分混合した。炭酸エチレン２０質量％を含有する水溶液（表面Ｘ−結合剤）を次に噴霧により添加した。炭酸エチレンは、乾燥ＳＡＰに対して０.５質量％であると算出された。混合物をオーブン中で１９０℃で３５分加熱し、冷却し、約１５０〜８５０μｍのＰＳＤ範囲に篩い分けた。篩い分けにより得られた粒状の材料組成物（ＡＰ−８８およびカオリン）の粒子は、米国標準５０メッシュふるい（目開き３００μｍ）を４０％を下回って通過する程度の大きさであった。
【００８０】
例２
粉末カオリン（NeoGen 2000）を６ｇ使用する以外は例１と同様に、例１の粒状ＳＡＰ前駆物質をカオリンと混合し、表面Ｘ−結合させた。
【００８１】
例３
粉末カオリン（NeoGen ＤＧＨ）を１ｇ使用する以外は例１と同様に、例１の粒状ＳＡＰ前駆物質をカオリンと混合し、表面Ｘ−結合させた。
【００８２】
例４
粉末カオリン（NeoGen ＤＧＨ）を４ｇ使用する以外は例１と同様に、例１の粒状ＳＡＰ前駆物質をカオリンと混合し、表面Ｘ−結合させた。
【００８３】
例５
例１の粒状ＳＡＰ前駆物質を、粉砕噴霧装置（Nordson Cross-Cut （Ｒ） ノズルを装備したNordson Pump/Airless Gun （Ｒ）, Model 25B）を使用して、炭酸エチレン（表面Ｘ−結合剤）６.２５質量％およびカオリン（NeoGen DGH）２５質量％を含有する水性スラリーと混合した。炭酸エチレンとカオリンの終濃度は、それぞれ乾燥ＳＡＰに対して、０.５％および２％であった。混合物を次いで２時間配合し、オーブンへ移し、１９０℃で２５分加熱して、表面Ｘ−結合処理を完結した。最終的な粒状の材料組成物（ＡＰ−８８およびカオリン）を約１５０〜８５０μｍのＰＳＤ範囲へ篩い分けた。
【００８４】
例６
例１の粒状ＳＡＰ前駆物質を、炭酸エチレン５０質量％を含有する水溶液と混合した。炭酸エチレンの終濃度は、乾燥ＳＡＰに対して０.６％であった。混合物を次いでコンベヤーに移し、この際６５〜１８５℃で１時間加熱して、表面Ｘ−結合処理を完結した。
【００８５】
冷却後、ＡＰ−８８を、カオリン（NeoGen DGH）５０％を含有する水性スラリーといっしょに噴霧し、カオリン濃度の算出値を、乾燥ＡＰ−８８質量に対して３％とした。このようにして得られた粒状の材料組成物（ＡＰ−８８およびカオリン）を、約１５０〜８５０μｍのＰＳＤ範囲に篩い分けた。
【００８６】
例７
例６のようにして表面Ｘ−結合させた粒状ＡＰ−８８前駆物質を冷却し、次いで５０％のカオリン溶液と配合し、カオリン（NeoGen DGH）を最終的に、乾燥ＡＰ−８８質量に対して２％とした。得られた粒状の材料組成物（ＡＰ−８８およびカオリン）を、約１５０〜８５０μｍのＰＳＤ範囲に篩い分けた。
【００８７】
例８
粒状ＡＰ−８８を、粉砕噴霧装置（Nordson Cross-Cut （Ｒ） ノズルを装備したNordson Pump/Airless Gun （Ｒ）, Model 25B）を使用して、カオリンの水性スラリーと混合した。カオリン（NeoGen DGH）の終濃度は、乾燥ＡＰ−８８に対して２.５％であった。最終的な粒状の材料組成物を約１５０〜８５０μｍのＰＳＤ範囲に篩い分けた。
【００８８】
カオリン（NeoGen DGH）の終濃度は、乾燥ＡＰ−８８に対して２.５％であった。最終的な粒状の材料組成物を約１５０〜８５０μｍのＰＳＤ範囲に篩い分けた。
【００８９】
例１〜８では、無機カオリンクレー粉末とＳＡＰとから得られた粒状の材料組成物（米国標準５０メッシュふるいを通過し、以下に記載する％を有する）に関し、ＣＲＣ、ＡＵＬ、凝結防止およびダスト評価（dust rating）を試験した。
【００９０】
結果を以下の表Ａに示す。
【００９１】
【表１】
【表２】
表Ａから明かなように、ＳＡＰ+カオリンの全てのサンプルが、軽度の凝結防止特性（３時間の試験）において約９０％を上回る有利な結果を示し、中程度の凝結防止特性（６時間の試験）において約８５％を上回る所望の結果を示した。また、ＳＡＰ+カオリンから成るサンプルの大部分（ＳＡＰ+NeoGen DGH ０.５％のサンプルを除く）が、重度の凝結防止特性（１５時間の試験）および非常に重度の凝結防止特性（２４時間の試験）において、有利かつ／または所望の結果を示した。
【００９４】
例９〜１４（比較例）
各比較例９〜１３において、（１）以下に示すＰＳＤを有するＳＡＰサンプルを選択し、（２）カオリンの代わりに純非晶形シリカ（AEROSIL 200の名前で市販され、日本のNippon Aerosil社製である）を使用する以外は、それぞれ例１〜５の方法を繰り返した。比較例１４において、以下に示すＰＳＤを有するＳＡＰサンプルを選択する以外は、例６の方法を繰り返し、カオリンとＳＡＰから成る組成物を製造した。
【００９５】
無機粉末とＳＡＰとから得られる粒状の材料組成物（米国標準５０メッシュふるい通過し、以下に示す％を有する）に関して、ＣＲＣ、ＡＵＬ、凝結防止、およびダスト評価を試験した。
【００９６】
結果を以下の表Ｂに示す。
【００９７】
【表３】
【表４】
前記したＵＳ特許第５４１９９５６号では、（Ａ）無機粉末としてAEROSIL 200を使用する場合および（Ｂ）ＳＡＰ+無機粉末（ここで、組成物は米国標準５０メッシュふるいを７０％を上回って通過する）を使用する場合の両方が示されている。AEROSIL 200を無機粉末として使用した場合が表Ｂの比較例９〜１３に記載される。組成物が米国標準５０メッシュふるいを７０％を上回って通過するＳＡＰ+無機粉末を使用した場合が表Ｂの比較例１２〜１４に記載される。表Ｂから明かなように、（Ａ）AEROSIL 200または（Ｂ）ＳＡＰ+無機粉末（ここで、組成物は米国標準５０メッシュふるいを７０％を上回って通過する）を使用することにより、以下のような事象が生じる。これらの凝結防止作用は乏しく、本発明の粒状カオリン-ＳＡＰ材料組成物が有する、中程度の凝結防止特性（６時間の試験）、重度の凝結防止特性（１５時間の試験）、非常に重度の凝結防止特性（２４時間の試験）における所望の約８５％を上回る結果ならびに有利に約９０％を上回る結果の双方よりも大幅に下回る。また、全ての比較例は、本発明の粒状カオリン+ＳＡＰ材料組成物が有する軽度の凝結防止特性（３時間の試験）における有利に約９０％を上回る結果を下回る。
【０１００】
例１５および比較例１６（空気撚り法（Air-Laid Process）で製造されたＳＡＰおよびセルロース毛羽のコア）
前記の例８のようにして製造された、本発明の粒状材料組成物（NeoGen DGHカオリン２.５％およびＡＰ−８８ＳＡＰ）とＡＰ−８８のみを使用したコントロールとを、実験室規模のDan Webマシーンを用いて、それぞれ、慣用の空気撚り法で使用し、セルロース繊維を有するコアを製造した。各コアの基本質量は０.０８４ｇ／ｃｍ２であり、組成物（NeoGen DGH+ＡＰ−８８）対繊維の比またはＡＰ−８８対繊維の比は、３５：６５であった。このようなコアが、生理用ナプキンまたは使い捨ておむつのような吸収体として好適なことは公知である。
【０１０１】
次いで、獲得時間および数回の再浸潤に関する性能結果を調べるために、各吸収コアを０.９質量％の食塩水を用いて試験した。
【０１０２】
本発明の組成物（NeoGen DGH+ＡＰ−８８）で製造したコアと、比較としてＡＰ−８８で製造したコアとの間には満足できるような著しい相違は認められなかった。従って、生理用ナプキンまたは使い捨ておむつのような最終使用製品中で、カオリンの存在はＳＡＰの性能を妨害しない。
【０１０３】
１００ｍｌ投入量を３回繰り返した結果を表Ｃに示す。
【０１０４】
【表５】
本発明の様々な詳細を、本発明の趣旨から外れない範囲で変化できることは理解されている。さらに、前記は、請求項によって定義された発明を詳細に説明することを目的としているのであり、制限するものではない。
Claims (59)
- 高吸水性ポリマー粒子と混合された粘土を含有する粒子材料組成物において、前記ポリマー粒子が、ポリマー粒子６０質量％未満が目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する程度の大きさであり、その際にポリマー粒子の少なくとも一部分が表面架橋されており、かつ前記組成物が、少なくとも３時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、９０質量％を上廻る組成物粒子が目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度の凝結防止特性を示すことを特徴とする、粒子材料組成物。
- ポリマー粒子５０質量％未満が目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する、請求項１に記載の組成物。
- ポリマー粒子４０質量％未満が目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する、請求項２に記載の組成物。
- 粘土がカオリン粘土である、請求項１に記載の組成物。
- 粘土が、平均粒度５μｍ未満の粘土粒子を含有する、請求項１に記載の組成物。
- 粘土粒子が平均粒度３μｍ未満である、請求項５に記載の組成物。
- 粘土粒子が平均粒度０．８μｍ未満である、請求項６に記載の組成物。
- 粘土が、０．２〜１０質量％の量のポリマー粒子と混合される、請求項１に記載の組成物。
- 粘土が、０．５〜７質量％の量のポリマー粒子と混合される、請求項８に記載の組成物。
- 粘土が、０．９〜５．５質量％の量のポリマー粒子と混合される、請求項９に記載の組成物。
- ポリマーが、加水分解デンプン−アクロニトリル 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、鹸化酢酸ビニル−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共重合体、加水分解アクリルアミド共重合体、アクリルアミド−メチルプロパン−スルホン酸ターポリマー、アクリル酸ポリマー、メタクリル酸ポリマー、前記の任意の網状架橋生成物、およびこれらの組み合わせ物から成る群から選択される、請求項１に記載の組成物。
- 少なくとも６時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、９０質量％を上廻る組成物粒子が目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度の凝結防止特性を示す、請求項１に記載の組成物。
- 少なくとも１５時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、９０質量％を上廻る組成物粒子が目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度の凝結防止特性を示す、請求項１２に記載の組成物。
- 少なくとも２４時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、９０質量％を上廻る前記組成物粒子が目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度の凝結防止特性を示す、請求項１３に記載の組成物。
- ダストを減少させる性質を有する、請求項１に記載の組成物。
- ポリマー粒子６０質量％未満が目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する程度の大きさである、高吸収性ポリマーの粒子と混合された粘土の粒子材料組成物を含有し、その際にポリマー粒子の少なくとも一部分が表面架橋されており、かつ製品中に混和される前の粒子材料組成物が、少なくとも３時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、９０質量％を上廻る組成物粒子が目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度の凝結防止特性を示す、吸収剤製品。
- ポリマー粒子５０質量％未満が、目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する、請求項１６に記載の吸収剤製品。
- ポリマー粒子４０質量％未満が、目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する、請求項１６に記載の吸収剤製品。
- 粘土がカオリン粘土である、請求項１６に記載の吸収剤製品。
- 粘土が、平均粒度５μｍ未満の粘土粒子を含有する、請求項１６に記載の吸収剤製品。
- 粘土粒子が、平均粒度３μｍ未満である、請求項２０に記載の吸収剤製品。
- 粘土粒子が、平均粒度０．８μｍ未満である、請求項２１に記載の吸収剤製品。
- 粘土が、０．２〜１０質量％の量のポリマー粒子と混合される、請求項１６に記載の吸収剤製品。
- 粘土が、０．５〜７質量％の量のポリマー粒子と混合される、請求項１６に記載の吸収剤製品。
- 粘土が、０．９〜５．５質量％の量のポリマー粒子と混合される、請求項１６に記載の吸収剤製品。
- ポリマーが、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、鹸化酢酸ビニル−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共重合体、加水分解アクリルアミド共重合体、アクリルアミド−メチルプロパン−スルホン酸ターポリマー、アクリル酸ポリマー、メタクリル酸ポリマー、前記の任意の網状架橋生成物およびこれらの組み合わせ物から成る群から選択される、請求項１６に記載の吸収剤製品。
- 製品中に混和される前の粒子材料組成物が、少なくとも６時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、９０質量％を上廻る組成物粒子が目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度の凝結防止特性を示す、請求項１６に記載の吸収剤製品。
- 製品中に混和される前の粒子材料組成物が、少なくとも１５時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、９０質量％を上廻る組成物粒子が目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度の凝結防止特性を示す、請求項１６に記載の吸収剤製品。
- 製品中に混和される前の粒子材料組成物が、少なくとも２４時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、９０質量％を上廻る組成物粒子が目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度の凝結防止特性を示す、請求項１６に記載の吸収剤製品。
- 製品に混和される前の粒子材料組成物が、ダストを減少させる性質を示す、請求項１６に記載の吸収剤製品。
- 高吸収性ポリマー粒子に凝結防止特性を与える方法において、前記方法が：
（Ａ）ポリマー粒子６０質量％未満が目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する程度の大きさである、高吸収性ポリマー粒子を供給し、その際にポリマー粒子の少なくとも一部分が表面架橋されており、
（Ｂ）粘土を、０．２〜１０質量％の量のポリマー粒子と混合させ、粒子材料組成物を作製し；かつ
（Ｃ）９０質量％を上廻る組成物粒子が、少なくとも３時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度の凝結防止特性を達成することを特徴とする、高吸収性ポリマー粒子に凝結防止特性を与える方法。 - ポリマー粒子５０質量％未満が、目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する、請求項３１に記載の方法。
- ポリマー粒子４０質量％未満が、目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する、請求項３１に記載の方法。
- 粘土がカオリン粘土である、請求項３１に記載の方法。
- 粘土が、平均粒度５μｍ未満の粘土粒子を含有する、請求項３１に記載の方法。
- 粘土粒子が平均粒度３μｍ未満である、請求項３１に記載の方法。
- 粘土が平均粒度０．８μｍ未満である、請求項３１に記載の方法。
- 粘土が、０．５〜７質量％の量のポリマー粒子と混合される、請求項３１に記載の方法。
- 粘土が、０．９〜５．５質量％の量のポリマー粒子と混合される、請求項３１に記載の方法。
- 少なくとも６時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、９０質量％を上廻る組成物粒子が目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度に、凝結防止特性が達成される、請求項３１に記載の方法。
- 少なくとも１５時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、９０質量％を上廻る組成物粒子が目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度に、凝結防止特性が達成される、請求項３１に記載の方法。
- 少なくとも２４時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、９０質量％を上廻る組成物粒子が目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度に、凝結防止特性が達成される、請求項４１に記載の方法。
- ポリマーが、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、鹸化酢酸ビニル−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共重合体、加水分解アクリルアミド共重合体、アクリルアミド−メチルプロパン−スルホン酸ターポリマー、アクリル酸ポリマー、メタクリル酸ポリマー、前記の任意の網状架橋生成物およびこれらの組み合わせ物から成る群から選択される、請求項３１に記載の方法。
- 組成物粒子に対してダストを減少させる性質を達成することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
- 吸収剤製品中の粒子材料組成物に凝結防止特性を与えるための方法において、前記方法が：
（Ａ）ポリマー粒子６０質量％未満が目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する程度の大きさである、高吸収性ポリマー粒子を提供し、その際にポリマー粒子の少なくとも一部分が表面架橋されており；
（Ｂ）粘土を、０．２〜１０質量％の量のポリマー粒子と混合させ、粒子材料組成物を作製し；
（Ｃ）少なくとも３時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、９０質量％を上廻る組成物粒子が目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度の凝結防止特性を達成し；かつ
（Ｄ）工程（Ｃ）の粒子材料組成物から吸水剤製品を形成することからなる、吸収剤製品中の粒子材料組成物に凝結防止特性を与えるための方法。 - ポリマー粒子５０質量％未満が、目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する、請求項４５に記載の方法。
- ポリマー粒子４０質量％未満が、目開き３００μｍを有する米国標準５０メッシュふるいを通過する、請求項４５に記載の方法。
- 粘土がカオリン粘土である、請求項４５に記載の方法。
- 粘土が平均粒度５μｍ未満の粘土粒子を含有する、請求項４５に記載の方法。
- 粘土粒子が平均粒度３μｍ未満である、請求項４５に記載の方法。
- 粘土粒子が平均粒度０．８μｍ未満である、請求項４５に記載の方法。
- 粘土が、０．５〜７質量％の量のポリマー粒子と混合される、請求項４５に記載の方法。
- 粘土が、０．９〜５．５質量％の量のポリマー粒子と混合される、請求項４５に記載の方法。
- 少なくとも６時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、９０質量％を上廻る組成物粒子が目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度に、凝結防止特性が達成される、請求項４５に記載の方法。
- 少なくとも１５時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、９０質量％を上廻る組成物粒子が目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度に、凝結防止特性が達成される、請求項４５に記載の方法。
- 少なくとも２４時間に亘って、３６±３℃で、かつ相対湿度７７±３％の後に、９０質量％を上廻る組成物粒子が目開き１７００μｍを有する米国標準１２メッシュふるいを通過する程度に、凝結防止特性が達成される、請求項４５に記載の方法。
- ポリマーが、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、鹸化酢酸ビニル−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共重合体、加水分解アクリルアミド共重合体、アクリルアミド−メチルプロパン−スルホン酸ターポリマー、アクリル酸ポリマー、メタクリル酸ポリマー、前記の任意の網状架橋生成物およびこれらの組み合わせ物から成る群から選択される、請求項４５に記載の方法。
- 工程（Ｄ）が、粒子材料組成物と繊維状成分との混合による吸収剤製品の製造を含む、請求項４５に記載の方法。
- 組成物粒子に対してダストを減少させる性質を達成することをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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