JP4538320B2 - 架橋可能なバインダー組成物で固定された粒子を含む流体貯留材料 - Google Patents

Description

本発明は、粒子が互いに及び／又は基体に架橋可能なバインダー組成物で固定された流体貯留材料、及び流体貯留材料を製造する方法に関する。

パーソナルケア吸収性製品は、一般的に、液体を吸収して保持するための吸収層又は吸収性アセンブリと、吸収層を望ましい位置に維持するか又は吸収層の機能性を高めるためのいくつかの非吸収性構造層及び非吸収性構造的構成要素とを含む。吸収性製品内の各構成要素は特定の目的を果たす。製品により多くの特徴及び機能を加えると、製品が嵩高くなる傾向がある。
高吸収容量の吸収層は、一般的に低吸収容量の吸収層よりも嵩高い。扱い易さ及び快適性のためには、吸収容量を犠牲にすることなく吸収層をできるだけ薄くすることが望ましい。超吸収性材料によって高吸収容量を維持しながら吸収層を薄くすることができるが、超吸収性材料の吸収層を含む衣類でも、サージ層及び目標区域内の付加的な吸収性材料のような漏れを防ぐために衣類に含まれる全ての付加的な機能のために比較的嵩高となることがある。

閉じ込めフラップは、多くの場合、脚開口部の周りのいかなる過剰な流体も捕捉するために脚開口部の周りに含まれ、同時に、ウエストダムは、ウエスト開口部を通していかなる過剰な流体も逃げないようにウエスト開口部の周りに含めることができる。これらの付加的な構成要素には幾分吸収性があることもあるが、このような構成要素は、特に膨潤又は湿潤した状態では超吸収性粒子を基体に付着させたままにしておくのが困難なために、一般的に超吸収性粒子（ＳＡＰ）の高い吸収性を含まない。

パーソナルケア吸収性物品に付加的な吸収性を付与するための様々な技術が公知である。例えば、吸収性コーティングとしてアルコキシシラン−グラフトポリ（エチレンオキシド）を用いることにより、非吸収性表面に吸収性を生じさせることが公知である。しかし、得られる吸収性表面の吸収容量は、「ＳＡＰ」よりも小さい。
別の例として、いかなる付加的な接着剤も用いることなく、水で軟化させた超吸収体を支持基体に付加することにより吸収性材料を生成することが公知である。しかし、水を単独で用いると湿潤状態では付着をもたらさない。

更に別の例として、「ＳＡＰ」をグリセロールのようなポリヒドロキシ有機化合物と反応させて「ＳＡＰ」と共有結合を形成することが公知である。これらの共有結合は、粒子を互いに及び適切な基体に付着させる。「ＳＡＰ」との共有結合を形成すると、膨潤過程の間に「ＳＡＰ」の膨潤を妨げるか又は膜コーティングを破裂させるかのいずれかを引き起こすと考えられる応力が生じることが予想される。
また、高吸収容量の個々の超吸収性繊維を生成することも公知である。このような繊維は、超吸収体樹脂をバインダー構成要素と組合せ、この組合せを非結合ウェブの形態の繊維ベースの材料に加えることにより形成することができる。この個々の繊維は、相当な吸収容量を有する。

更に、セルロース又は水中で膨潤することができる誘導体から得られる細かな水和可能マイクロフィブリル繊維を含む吸収性複合材を生成することも公知である。これらの繊維を用いて超吸収性粒子を被覆することができる。マイクロフィブリルセルロース繊維コーティングは、不織布のような支持シートに対する結合の手段を提供する。マイクロフィブリルセルロース繊維が超吸収性粒子を被覆するために、繊維は、超吸収性粒子の移行が妨げる傾向があるが、特に湿潤時には耐久性のある付着を形成しない。付着の耐久性を増大又は向上させるのに用いられる従来の接着剤材料は、液体が超吸収体にアクセスするのを制限するか、又は超吸収体の膨潤及び従って最終的な容量を制約する相当な制限力を生じる傾向がある。

Ｇｒｏｓｓ他に付与された米国特許第６，４０３，８５７号は、超吸収性ポリマー粒子の一体化層を含む吸収性構造を説明している。水膨潤性の超吸収性ポリマー粒子は、ラテックス結合及び／又は熱結合した水ベースのポリマー性バインダーを用いて吸収層に接着される。Ｇｒｏｓｓ他はまた、架橋剤と混合したカルボン酸多価電解質とすることができるバインダーを説明している。この架橋剤は、多価電解質のカルボキシル又はカルボキシラト基と反応する性質を有する。

他の近年の開発の努力は、様々な用途のためのコーティング材料をもたらした。例えば、Ｂｒａｕｎ他に付与された米国特許第６，０５４，５２３号は、縮合することができる基を含有する有機ポリシロキサン、縮合触媒、有機ポリシロキサン樹脂、塩基性窒素を含有する化合物、及びポリビニルアルコールから形成される材料を説明している。この材料は、疎水性コーティングとして用いるのに適し、塗料及び密封組成物にも適すると報告されている。

他にも湿気に露出することにより架橋を開始させることができるシラン官能基を有するグラフトコポリマーの製造が報告されている。Ｐｒｅｊｅａｎ（米国特許第５，３８９，７２８号）は、エチレン、１−８炭素アルキルアクリレート又はメタクリレート、及びグリシジルアクリレート又はメタクリレートのようなグリシジル含有モノマーの反応生成物にＮ−３−ブチルアミノプロピル・トリメトキシシランでグラフトした溶融加工可能で湿気硬化可能なグラフトコポリマーを説明している。 得られるコポリマーは、接着剤として及びワイヤ及びケーブルコーティングに対して有用であると報告されている。

Ｆｕｒｒｅｒ他は、米国特許第５，１１２，９１９号において、ポリエチレンか又はエチレンと１−ブテン、１−ヘキセン、又は１−オクテンなどとのコポリマーのような熱可塑ベースポリマーと、ビニルトリメトキシシランのようなシランを含有するエチレンビニルアセテートコポリマー（ＥＶＡ）のような固体担体ポリマーと、有機過酸化物のような遊離基発生剤とを配合し、この混合物を加熱することにより生成された湿気架橋可能なポリマーを報告している。このコポリマーは、次に、水とジブチル錫ジラウレート又はオクタン酸第一錫のような触媒との存在下で反応させることにより架橋することができる。

Ｋｅｏｕｇｈに付与された米国特許第４，５９３，０７１号は、シランアクリロキシ側基を有する湿気架橋可能なエチレンコポリマーを報告している。得られる架橋ポリマーは、特に湿気に耐久性があり、ワイヤ及びケーブルの周りの押出しコーティングに有用であると報告されている。同じグループは、米国特許第５，０４７，４７６号、第４，７６７，８２０号、第４，７５３，９９３号、第４，５７９，９１３号、第４，５７５，５３５号、第４，５５１，５０４号、第４，５２６，９３０号、第４，４９３，９２４号、第４，４８９，０２９号、第４，４４６，２７９号、第４，４４０，９０７号、第４，４３４，２７２号、第４，４０８，０１１号、第４，３６９，２８９号、第４，３５３，９９７号、第４，３４３，９１７号、第４，３２８，３２３号、及び第４，２９１，１３６号において、シランを伴う同様の湿気硬化可能なポリマーを報告している。このような調製の硬化製品は、ワイヤ及びケーブルの覆い及び導電体のための非導電性コーティングに有用であると報告されているために、それらが水吸収性及び生物分解性のような特性が不利と考えられる場合の耐久性のあるコーティングであることが期待されるであろう。

水膨潤性のポリマーは、報告されているところによると、ポリ（エチレンオキシド）のような水溶性ポリマーを架橋することにより生成される。ポリ（エチレンオキシド）のようなポリ（アルキレンオキシド）は、γ線照射により架橋することができることは公知である。照射の程度及び架橋の程度により、架橋ポリマーの特性は、水溶性材料から感知されるほど水吸収性のない硬質固体材料に及ぶ範囲とすることができる。実質的に非水溶性であるが、依然として吸収性である材料を製造することができる。しかし、γ線の使用には、安全のために高価な機器及び時間の掛かる工程が必要であり、得られる架橋の程度を制御することは困難である場合が多い。

参考文献のいくつかには、イオン化照射の使用に伴う危険及び費用を避ける方法として化学的架橋基の使用が報告されている。Ｃｈｕに付与された米国特許第３，９６３，６０５号は、アクリル酸を有するポリ（エチレンオキシド）と過酸化アセチルのような遊離基開始剤との混合物をヘキサン、ヘプタン、又はシクロヘキサンのような炭化水素溶液中で加熱することにより生成することができる水膨潤性の架橋ポリ（アルキレンオキシド）を報告している。別の代替方法は、カナダ特許第７５６，１９０号に報告されており、遊離基触媒存在下でのジビニルモノマーによる架橋を伴う。ジアクリレートのような他の架橋剤の使用、又はメチルビスアクリルアミドを遊離基阻害剤と共に用いることも報告されている。

米国特許第６，０２０，０７１号において、架橋親水性ポリウレタンの潤滑コーティングがＷａｔｓｏｎにより報告されている。別のポリウレタンコーティングは、Ｔｅｄｅｓｈｃｈｌ他により欧州特許ＥＰ０９９２２５２Ａ２に説明されており、これは、ポリイソシアネートと、アミン供与体及び／又はヒドロキシル供与体と、末端イソシアネート基及びアルコキシシランを有するイソシアナトシラン付加物との生成物である潤滑性薬剤収容コーティングを説明している。ポリ（エチレンオキシド）のような水溶性ポリマーを任意的に存在させることができる。架橋により、イソシアネートがヒドロキシル供与体か又はアミン供与体と反応するか否かにより、ポリウレタン又はポリ尿素網状組織が形成される。この組成物は、特定の化学作用から潤滑性の利点をもたらすが、高吸収性をもたらすようには見えない。
薄くて耐久性があり高吸収容量を有する流体貯留材料の必要性又は要望が存在する。更に、膨潤又は湿潤状態においてさえも、吸収容量を大きく低減することなく粒子が基体に付着されたままになるような粒子を基体に付着させる方法の必要性又は要望が存在する。

米国特許第６，４０３，８５７号 米国特許第６，０５４，５２３号 米国特許第５，３８９，７２８号 米国特許第５，１１２，９１９号 米国特許第４，５９３，０７１号 米国特許第５，０４７，４７６号 米国特許第４，７６７，８２０号 米国特許第４，７５３，９９３号 米国特許第４，５７９，９１３号 米国特許第４，５７５，５３５号 米国特許第４，５５１，５０４号 米国特許第４，５２６，９３０号 米国特許第４，４９３，９２４号 米国特許第４，４８９，０２９号 米国特許第４，４４６，２７９号 米国特許第４，４４０，９０７号 米国特許第４，４３４，２７２号 米国特許第４，４０８，０１１号 米国特許第４，３６９，２８９号 米国特許第４，３５３，９９７号 米国特許第４，３４３，９１７号 米国特許第４，３２８，３２３号 米国特許第４，２９１，１３６号 米国特許第３，９６３，６０５号 カナダ特許第７５６，１９０号 米国特許第６，０２０，０７１号 欧州特許ＥＰ０９９２２５２Ａ２ 米国法定発明登録番号第Ｈ１，９６９号 米国特許第４，９４０，４６４号 米国特許第５，６５６，１３２号 米国特許第５，９３２，６６８号 米国特許第５，３６４，３８２号

従来技術で遭遇する上述の困難及び問題に応えて、吸収容量の担体としてのパーソナルケア吸収性製品の非吸収性構造的構成要素に付加的な有用性をもたらす新しい流体貯留材料が見出された。この能力は、より薄くて快適、かつより大きな吸収容量を有する製品を提供する。更に、流体貯留材料により、例えば、臭気制御、清浄特性、及び皮膚活性化特性のような付加的な機能性をもたらすことができる。
流体貯留材料は、架橋可能なバインダー組成物により互いに固定された及び／又は基体に固定された粒子を含む。架橋可能なバインダーを用いることにより、膨潤又は湿潤状態での粒子の付着が向上する。更に、バインダーは、粒子の有効吸収容量を低減せず、それ自身の付加的な吸収容量を与える場合がある。

架橋可能なバインダー組成物は、水性流体の粒子へのアクセスを妨げないほど十分に親水性のある架橋可能なバインダーを含む。架橋可能なバインダーは、親水性ポリマー、親水性薬剤を含有する親水性ポリマーの配合物、及び／又は親水性薬剤を含有する疎水性ポリマーの配合物で作られた可溶性バインダーとすることができる。例えば、バインダーは、アルコキシシラングラフトポリ（エチレンオキシド）とすることができる。１つの適切なアルコキシシランは、メタクリロキシプロピルトリメトキシシランである。別の例として、バインダー組成物は、アクリル酸コポリマー、及び１から１２のエチレングリコール単位を有するポリ（エチレングリコール）メタクリレートのような長鎖親水性アクリレート又はメタクリレートエステルを含むことができる。架橋能力は、水に露出されると縮合して架橋ポリマーを形成するシラノール官能基を形成することができる官能基を有するアクリレート又はメタクリレートエステルによって与えられる。このようなメタクリレートエステルの適切な例は、メタクリロキシプロピルトリメトキシシランである。

架橋可能なバインダー組成物におけるバインダーは、ガラス転移温度が約３０℃よりも低く、又は約１０℃よりも低いことが適切である。架橋可能なバインダー組成物の曲げ弾性率は、基体の曲げ弾性率よりも低いことが望ましい。
架橋可能なバインダーに加えて、架橋可能なバインダー組成物はまた、実質的に膨潤したり粒子に悪影響を及ぼしたりしない溶媒を含むことができる。溶媒によりバインダーが可溶性になり、１０重量％よりも小さい溶媒が粒子に吸収されることが適切である。適切な溶媒の例には、約９９．５重量％と約５０重量％の間のアルコール、及び約０．５重量％と約５０重量％の間の水のようなアルコールが含まれる。バインダー及び溶媒に加えて、バインダー組成物は、可塑剤、着色剤、及び保存剤のような１つ又はそれ以上の改質剤を含むことができる。

代替的に、押出し機のような適切な装置内でバインダー組成物を加熱して流動可能な状態にし、その後、適切な粒子を加えてバインダー及び粒子の流動可能な混合物にすることができる。粒子は、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、グラフトデンプン、ポリアスパラギン酸ナトリウム、ポリビニルアミン、ポリジメチルジアリルアミン、キトサン塩、及び／又はポリエチレンイミンの架橋形態を含む超吸収性粒子とすることができる。適切には、粒径は、約５０と約８００ミクロンの間、又は約２００と約４００ミクロンの間とすることができる。印刷用途のいくつかでは、粒径は、約６０と約８０ミクロンの間とすることができる。粒子及びバインダーは、基体上に約１：４から約２０：１の間の比で存在することができる。
代替的に又は超吸収体に加えて、粒子は、封入された薬剤を含むことができる。例えば、粒子は、封入された芳香剤、洗浄剤、及び／又は皮膚活性剤を含むことができる。別の代替例として、粒子は、活性炭又は重炭酸ナトリウムのような粉末形態とすることができる。

基体は、不織ウェブ、織ウェブ、編地、セルロース組織のシート、プラスチックフィルム、ストランド複合材、エラストマー網状複合材、又は任意の他の適切な基体とすることができる。適切な種類のプラスチックフィルム基体の例には、ポリプロピレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、及び超低密度ポリエチレンで作られたものが含まれる。
代替的に、基体は、剥離表面とすることができる。溶媒の除去後又は溶媒のない流動可能塊を冷却した後にバインダー／粒子混合物を付加すると、バインダー組成物により互いに接着された粒子から成る粘着フィルム又は網状組織を生じる。得られる物品の薄い高密度の可撓性フィルム又は網状組織は、吸収性製品の流体保持機能をもたらすことができる。

更に別の実施形態として、流体貯留材料は、架橋可能な吸収性フィルム形成バインダー、粒子、及び繊維を含むことができる。適切な繊維には、樺材（又は他の）硬材繊維を粉砕して粒径の小さな粉末にしたセルロース粉末が含まれるが、これに限定されない。他の適切な繊維には、シルケット南方硬材繊維及び化学補剛南方軟材パルプ、並びに超吸収性繊維を含む北方及び南方両方の他の硬材繊維が含まれる。

上述のように、流体貯留材料を用いてパーソナルケア吸収性物品を作り、これによって一般的に吸収容量が殆どないか又は全くない非吸収性構造層に吸収容量を与えることができる。これらの修飾構造層の厚さは、圧力０．０５ｐｓｉで測定する時に約０．２と約４ミリメートル（ｍｍ）の間であり、吸収容量は、約０．１と約１．８グラム／平方センチメートル（ｇ／ｃｍ²）の間であることが適切である。流体貯留材料を用いることができる物品の例には、おむつ、パンツ型おむつ、トレーニングパンツ、女性用衛生製品、失禁用製品、及び水着衣類などが含まれる。

本発明の流体貯留材料は、粒子を上述の架橋可能なバインダー溶液中に分散し、粒子を溶液で基体又は剥離表面に付加することにより製造することができる。溶液内の結合粒子は、ナイフオーバーロールコーティング、ロールコーティング、スプレー、及び印刷を含む様々な付加工程の何れかを用いて、連続的又はパターンの何れかで基体又は剥離表面に付加することができる。適切な印刷工程の例には、グラビア印刷、シルクスクリーン印刷、及びインクジェット印刷が含まれる。粒子の溶液を基体又は剥離表面に付加した後に、バインダーの架橋が次に引き起こされる。架橋は、熱開始反応、放射線開始反応、酸化還元化学反応、多価金属イオン、及び湿気を含む様々な技術により引き起こすことができる。様々な種類の有効な放射線開始反応には、紫外線、マイクロ波、及び電子ビーム照射が含まれる。湿気開始反応は、加水分解及び凝縮により達成することができる。多価金属イオンは、錯化により架橋を開始することができる。バインダーの架橋を引き起こした後に、溶媒は、基体を乾燥させるか又は溶媒を蒸発させる他の任意の有効な技術を用いて基体から除去することができる。
代替的に、バインダー組成物を押出し機のような適切な装置で流動可能な状態まで加熱し、その後、粒子を加えて実質的に溶媒を含まない流動可能なバインダー及び粒子の混合物をもたらすことができる。溶媒を含まない流動可能塊を冷却すると、バインダー組成物によって互いに接着された粒子から成る粘着フィルム又は網状組織が得られる。

上述の内容に鑑みて、本発明の特徴及び利点は、膨潤又は湿潤状態においてさえも材料上に粒子がそのまま残っている薄くて耐久性のある高吸収容量の流体貯留材料、及びこのような流体貯留材料を製造する方法を提供することである。
本発明の上記及び他の目的及び特徴は、図面と共に以下の詳細説明から更に良く理解されるであろう。

定義
本明細書に関しては、以下の各用語又は語句は、次の意味又は各意味を含むものとする。
「封入されたもの」は、保護コーティング又は膜内に封入された物質を意味する。
「女性用衛生製品」は、生理用パッド及びナプキン、及び、タンポン及び陰唇間女性用衛生製品を含む。
「流体」は、室温及び大気圧で液体又は気体の形態の物質を意味する。
「流体貯留材料」は、流体を收集又は吸収することができ、並びに流体を送出することができる材料を意味する。
「高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）」は、密度が約０．９５ｇ／ｃｍ³又はそれ以上のポリエチレンを意味する。

「ナイフオーバーロールコーティング」は、移動ロール上のナイフの下を移動する基体の上に特定の間隙をあけてナイフを位置決めする工程を意味する。このようにして、ナイフは、基体上にコーティング材料を特定の厚さに広げる。
「層」は、単数で用いられる場合、単一要素又は複数要素という二重の意味を有することができる。
「線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）」は、密度が約０．９００から０．９４ｇ／ｃｍ³のエチレン及びＣ₃−Ｃ₁₂コモノマーのような高級α−オレフィンコモノマーのポリマー、及びその組合せを意味する。
「低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）」は、長鎖ブランチを有して密度が約０．９１と約０．９３ｇ／ｃｍ³の間のポリエチレンを意味する。

「改質剤」とは、組成物に加えて組成物の色又はきめのような組成物の物理的性質を改質させることができる物質を意味する。
「非吸収性構造層」又は「非吸収性構造的構成要素」又は「非吸収性基体」は、物品にそれがあることにより物品の構造を機能的に生成することに寄与する、一般的に吸収能力のない層又は他の構成要素を意味する。
「不織」又は「不織ウェブ」は、互いに差し込まれているが、編地のように識別可能な方法ではない個々の繊維又はフィラメントの構造を有する材料及び材料のウェブを意味する。「繊維」及び「フィラメント」という用語は、交換可能に用いられる。不織布又はウェブは、例えば、メルトブローン工程、スパンボンド工程、空気堆積工程、及びボンデッドカーデッドウェブ工程のような多くの工程で形成されている。不織布の坪量は、通常は材料のオンス／平方ヤード（ｏｓｙ）又はグラム／平方メートル（ｇｓｍ）で表され、繊維の直径は、通常ミクロンで表される。（ｏｓｙからｇｓｍへ変換するには、ｏｓｙに３３．９１を掛けることに注意すべきである。）

「粒子」、「複数の粒子」、「微粒子」、及び「複数の微粒子」などは、一般的に個々の単位の形態である材料を意味する。粒子には、顆粒、微粉、粉末、又は球を含むことができる。すなわち、粒子は、例えば、立方体、ロッド様、多面体、球又は半球、丸い又はほぼ丸い形態、角張った形態、不規則な形態などのような任意の望ましい形状とすることができる。針、薄片、及び繊維のように最大寸法／最小寸法比が大きな形状もここで用いることが想定されている。「粒子」又は「微粒子」の使用はまた、１つよりも多い粒子又は微粒子などを含む集塊を説明する場合がある。
「パーソナルケア製品」は、おむつ、パンツ型おむつ、トレーニングパンツ、水着、吸収性下着、大人用失禁用製品、及び女性用衛生製品などが含まれる。

「ロール印刷」又は「ロールコーティング」は、一般的にペーストとしての堆積材料の基体上への付加が、彫刻入りとすることができる１つ又はそれ以上のロール及びプールシリンダを用いて、堆積材料をロールから概ね一様な層で基体上に移送することにより行われる工程を意味する。ドクターブレードを用いてロール又は基体から全ての過剰な堆積材料を削り落とす。ドクターブレードは、平坦とすることができ、又は、スロット又はリッジのようなパターン付きエッジを有することができる。
「回転スクリーン印刷」又は「回転スクリーンコーティング」は、ロール印刷又はコーティングとスクリーン印刷又はコーティングとの組合せである工程を意味する。
「スクリーン印刷」又は「スクリーンコーティング」は、一様な開口部又はパターン付き開口部を有することができるスクリーンを通して材料を強制的に堆積させることにより堆積材料を付加する方法を意味する。

「ストランド複合材」は、エラストマー材料のストランドが付着してエラストマー複合材を生成した材料シートを意味する。
「超吸収体」は、０．９重量パーセントの塩化ナトリウムを含有する水溶液中で、最も好ましい条件下でその重量の少なくとも約１５倍、更に望ましくは、その重量の少なくとも約２５倍を吸収することができる水膨潤性で水不溶性の有機又は無機材料を意味する。超吸収性材料は、天然、合成、及び修飾天然のポリマー及び材料とすることができる。更に、超吸収性材料は、シリカゲルのような無機材料、又は架橋ポリマーのような有機化合物とすることができる。
「超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）」は、密度が約０．８６から０．９０ｇ／ｃｍ³未満までのエチレンとＣ₃−Ｃ₁₂コモノマーのような高級α−オレフィンコモノマーとのポリマー及びその組合せを意味する。

本発明は、互いに固定された粒子、及び／又は粒子の吸収性又は他の特性を妨げない架橋可能なバインダー組成物で基体に固定された粒子を含む流体貯留材料に関する。本発明はまた、膨潤又は湿潤状態でさえも粒子が互いに及び／又は基体に固定されたままとなるように、湿潤又は乾燥状態の何れかで粒子を互いに及び／又は基体に固定する方法も含む。互いに固定された粒子は、吸収性製品の流体保持機能をもたらすことができる薄くて高密度の可撓性フィルム又は網状組織を形成することができる。更に、超吸収性粒子を固定することにより改質された基体は、製品の一次吸収体として用いることができ、又は、通常は保持容量を持たない構成要素内に吸収容量を与えることにより製品に容量を加えることができる。

本発明の流体貯留材料は、安定剤を含む従来の吸収性複合材に比較して、高度な機械的一体性、及び高度な複合吸収性を有する。流体貯留材料は、一体性を吸収性に関連付けるモデル方程式の右辺の領域に該当し、従って、従来の複合物によって一般的に獲得されない特性を示す。一般的に、図１に示すように、吸収性が比較的高い従来の複合材は一体性に欠け、一体性が比較的高い従来の複合材は吸収性に欠ける。これらの従来の複合材は、モデル方程式の左辺領域に該当する。図１の関係は、複合材の繊維の吸収容量よりも吸収容量が低い、例えば６〜７グラム／グラム（ｇ／ｇ）の吸収性可撓性バインダーを含む吸収性複合材に基づいている。この吸収性と一体性の間の逆の関係は、吸収容量が繊維吸収容量よりも大きいバインダーを含む本発明の流体貯留材料には当て嵌まらない。その代わりに、流体貯留材料は、図２に示す一体化／吸収性関係に従う。図２の関係は、材料の繊維の吸収容量よりも吸収容量が大きい、例えば６〜７グラム／グラム（ｇ／ｇ）の吸収性可撓性バインダーを含む流体貯留材料に基づいている。より詳細には、本発明の流体貯留材料は、材料一体性又は引張強度が少なくとも約８グラム／ｇｓｍで吸収容量が少なくとも約８ｇ／ｇであるか、又は引張強度が少なくとも約１１グラム／ｇｓｍで吸収容量が少なくとも約１１ｇ／ｇであることが適切である。代替的に、流体貯留材料の引張強度が少なくとも約１４グラム／ｇｓｍで吸収容量が少なくとも約１４ｇ／ｇとすることができる。引張強度は、２００１年６月５日にＦｅｌｌに付与された米国法定発明登録番号第Ｈ１，９６９号に説明されている「ストリップ引張試験法」を用いて測定することができる。吸収容量の値は、以下の試験法の節に説明されている「複合材遠心保持容量試験」を用いて測定することができる。

図３ａ及び図３ｂを参照すると、粒子２２が架橋可能なバインダー組成物を通じて互いに固定された本発明の流体貯留材料２０の代表例の乾燥状態（図３ａ）及び流体取り込み後（図３ｂ）が示されている。
図４ａ及び図４ｂを参照すると、粒子２２が架橋可能なバインダー組成物で基体２４に固定された本発明の流体貯留材料２０の代表例の乾燥状態（図４ａ）及び流体取り込み後（図４ｂ）が示されている。適切な基体２４には、以下に限定されるものではないが、不織布、織布、及び編地と、セルロースティッシュシートと、ポリプロピレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、及び超低密度ポリエチレンを含むプラスチックフィルムと、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン又はスチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー、米国オハイオ州ベルプレ所在のクレイトン・ポリマーズ・ＵＳＬＬＣから入手される「ＫＲＡＴＯＮ」ポリマー、及びメタロセン触媒エラストマー又はプラストマーと、その類似物とが含まれる。他の適切な基体には、ポリエーテルアミドベースのポリマー、例えば「ＰＥＢＡＸ」、及びエーテル／エステルポリウレタン熱プラスチックエラストマーで作られるもののような一体式通気可能フィルムと、「Ｌｙｃｒａ」ストランド複合材と、エラストマー網状複合材とが含まれる。

一実施形態では、粒子２２は、超吸収性粒子（ＳＡＰ）である。「ＳＡＰ」は、予想される使用条件下で吸収性を生じる任意の適切な化学的性質を有することができる。適切な化学的性質には、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、グラフトデンプン、ポリ（アスパラギン酸ナトリウム）、ポリ（ビニルアミン）、ポリ（ジメチルジアリルアミン）、キトサン塩、及び／又はポリ（エチレンイミン）の架橋した形態が含まれる。超吸収性材料は、米国ミシガン州ミッドランド所在のダウ・ケミカル・カンパニー、及びドイツ連邦共和国クレフェルトＤ−４７８０５所在のストックハウゼン・ＧｍｂＨ・アンド・カンパニー・ＫＧのような様々な販売業者から入手可能である。一般的に、超吸収性材料は、水中でその重量の少なくとも約１５倍を吸収することができ、望ましくは、水中でその重量の約２５倍を超えて吸収することができる。

粒子の大きさ及び粒子の幾何学形状は、粒子溶液を基体２４又は剥離表面に付加する特定の手段に適する任意のものとすることができる。例えば、粒子は、球、小板状、繊維、又は関連した幾何学形状の何れかとすることができる。非膨潤状態では、粒子、特に「ＳＡＰ」の断面直径は、「米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）試験法Ｄ−１９２１」に従ってふるい分析で測定すると、約５０〜約８００ミクロン又は約２００〜約４００ミクロンの範囲、印刷用途のいくつかでは、約６０〜約８０ミクロンの範囲とすることができる。この範囲に入る材料の粒子は、中実粒子や多孔性粒子を含むことができ、多くの小さな粒子が凝集して上述の大きさの範囲の粒子になったものを含む凝集粒子とすることができることが理解される。

別の実施形態では、流体貯留材料２０は、粒子に加えて又は粒子の代わりに繊維を含むことができる。適切な繊維には、樺材（又は他の）硬材繊維を粉砕して粒子の大きさが０．１〜０．３ｍｍの範囲の小さな粉末にしたセルロース粉末を含むことができるが、これに限定されない。この粉末は、米国ニュージャージー州イングリッシュタウン所在のファンクショナル・フードから入手可能である。別の適切な繊維は、米国ジョージア州ジェサップ所在のラヨニアから入手されるシルケット南方硬材繊維の「Ｓｕｌｆａｔａｔｅ ＨＪ」である。「Ｓｕｌｆａｔａｔｅ ＨＪ」繊維は、長さ約１．２ミリメートル（ｍｍ）であり、シルケット加工されている。また、他の硬材繊維（北方及び南方）、例えば、米国ワシントン州タコマ所在のウェイヤーハウザー・コーポレーションから入手される「ＮＢ−４１６」、又は米国テネシー州メンフィス所在のバックアイから入手される「Ｆｏｌｅｙ」パルプのような南材繊維も流体貯留材料に含めることができる。化学補剛南方軟材パルプもまた含めることができる。適切な架橋パルプの例には、ラヨニアから入手される高度架橋実験的パルプ（ＰＸＬ）、ウェイヤーハウザー・コーポレーションから入手される市販のパルプ（ＮＨＢ−４１６）、及びバックアイから入手される「Ｃａｒｅｓｓａ １３００」パルプが含まれる。他の適切な繊維には、カナダアルバータ州カルガリー所在のキャメロット・スーパーアブソーバント・リミテッドから全て入手可能な「ＦＩＢＥＲＤＲＩ」超吸収性繊維（例えば、「ＦＩＢＥＲＤＲＩ １１６１」、「ＦＩＢＥＲＤＲＩ １２３１」、及び「ＦＩＢＥＲＤＲＩ １２４１」）のような超吸収性繊維が含まれる。ショートカット又は長い再生セルロース繊維、綿、酢酸セルロースと、並びにポリエステル、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、又はポリ乳酸繊維のような非セルロース繊維もまた適切である。ショートカット繊維は、４ｍｍよりも小さく切断された繊維を意味し、長い繊維は、中間の長さに切断することができ、連続的性質を有するとしてもよい。

更に別の実施形態では、粒子２２は、閉じ込めシェルと、香料、臭気調整剤、洗浄剤、又は皮膚活性剤のような活性剤のコアとを含み、その内容物の放出が、圧力又は湿気への露出のような閉じ込めシェルを破壊する適切な手段の何れかによりトリガされるマイクロカプセルとすることができる。閉じ込めシェルは、ポリビニルアルコール、デンプン、又は他の適切な材料で構成することができる。更に別の実施形態では、粒子２２は、臭気吸収粉末、例えば活性炭又は重炭酸ナトリウムのような粉末とすることができる。

架橋可能バインダー組成物には、可溶性の架橋可能バインダーが含まれる。適切な架橋可能バインダーは、乾燥状態及び湿潤状態の両方で粒子を互いに及び／又は基体に確実に付着させ、水性流体が吸収性粒子にアクセスするのを妨げないほど十分に親水性であるものである。その結果、本発明の流体貯留材料は、０．９％生理食塩水溶液に３０分間浸漬しても、粒子の少なくとも２０％が基体に固定したままであるようにすることができる。更に、浸漬後に粒子の少なくとも３０％、又は少なくとも４０％が基体に固定したままとすることができる。（実施例５を参照することができる。）

架橋可能バインダーは、親水性ポリマー、又は親水性ポリマーの配合物、又は親水性薬剤を含有する疎水性ポリマーを含むことができる。適切には、架橋可能バインダー組成物には、多価金属イオンから成る潜在性架橋剤を含むことができる。適切なバインダーの一例には、実質的に「ＳＡＰ」又は他の粒子を膨潤させたり粒子を溶解したりしないアルコール溶媒に可溶なアルコキシシラングラフトポリ（エチレンオキシド）（ｇＰＥＯ）が含まれる。本明細書で用いる場合、「実質的に膨潤する」という用語は、粒子を膨潤させ、それによって体積を少なくとも１０％増大させる物質を意味する。より詳細には、「ｇＰＥＯ」は、湿気に露出されると架橋し、水又は生理食塩水のような流体を比較的大量に吸収することができるゲル構造になる。この種のバインダーは、溶媒乾燥又は蒸発工程の間に架橋し、湿潤付着を向上させることができる。メタクリロキシプロピルトリメトキシシランは、適切なアルコキシシラングラフティングモノマーの一例である。粒子及びバインダーは、適切には、バインダーの乾燥重量に基づきバインダー組成物中に約１：４から約２０：１までの範囲の比で存在する。

ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）は、水溶性でありかつ熱加工可能な極めて数少ないポリマーの１つである。「ＰＥＯ」はまた、様々な条件下で生物分解性があることが示されている。初期の研究は、ユニオン・カーバイドから販売されている「ＰＥＯ Ｎ−８０」（分子量約２００，０００）で行った。この等級の「ＰＥＯ」は、押出し工程でフィルムにするのに適切である。
本発明によれば、「ＰＥＯ」は、トリアルコキシシラン官能基を含むか又は水と反応してシラノール基を形成する、「ＰＥＯ」とグラフト重合化することができる有機成分を用いてグラフト重合化される。シラングラフト修飾「ＰＥＯ」樹脂は、熱加工してフィルム、繊維、及び発泡体のような機能的な形態にすることができる。これらの機能的な形態が湿気に露出されると、以下に示す機構により架橋反応が起こり、自由膨潤条件下ではポリマー１グラムあたり２０グラムを超える生理食塩水のような比較的大量の水を吸収することができるゲル構造を生じ、このような材料を吸収性構造として理想的なものにする。

本発明に有用な水溶性ポリマーには、ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）、ポリ（エチレングリコール）、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロックコポリマー、ポリ（ビニルアルコール）及びポリ（アルキルビニルエーテル）のようなポリ（アルキレンオキシド）が含まれるが、これに限定されない。これらの水溶性ポリマーは、トリアルコキシシラン官能基を含有する有機成分又は水と反応してシラノール基を形成する成分とグラフト重合化することができるべきである。本発明で用いるのに好ましい水溶性ポリマーは「ＰＥＯ」である。

メタクリルオキシプロピルトリアルコキシシランとの「ＰＥＯ」のグラフト重合化及びその後の湿気への露出

本発明によるグラフト修飾に有用な「ＰＥＯ」樹脂には、流動学的測定により求めた最初に報告された概算分子量が約３０，０００グラム／モルから約８，０００，０００グラム／モルの「ＰＥＯ」樹脂が含まれるが、これに限定されない。全ての分子量は、特に指定しない限り重量平均に基づくものである。
このような「ＰＥＯ」樹脂は、例えば、米国コネチカット州ダンベリー所在のユニオン・カーバイド・コーポレーションから商品名「ＰＯＬＹＯＸ（登録商標）２０５」、「ＰＯＬＹＯＸ（登録商標）Ｎ−１０」、「ＰＯＬＹＯＸ（登録商標）Ｎ−８０」、「ＰＯＬＹＯＸ（登録商標）ＷＳＲ Ｎ−７５０」、「ＰＯＬＹＯＸ（登録商標）ＷＳＲ Ｎ−１２Ｋ」、及び「ＰＯＬＹＯＸ（登録商標）ＵＣＡＲＦＬＯＣ（登録商標）ポリマー３０９」で市販されている。

ユニオン・カーバイドから供給されるような粉末形態の「ＰＥＯ」を用いて本発明が明らかにされた。しかし、修飾する「ＰＥＯ」樹脂は、他の供給業者から得ることができ、ペレットのような他の形態で得ることができる。「ＰＥＯ」樹脂及び修飾複合物は、任意的に、可塑剤、加工助剤、流動学的調整剤、抗酸化剤、紫外線安定剤、顔料、着色剤、スリップ剤、ブロッキング防止剤などのような様々な添加剤を含有することができ、これらは、修飾の前又は後に加えることができる。

トリアルコキシシラン官能基か又は水と反応してシラノール基を形成する成分を含有する、「ＰＥＯ」とグラフト共重合化することができる有機モノマーは、本発明を実施するのに有用である。トリアルコキシシラン官能基は、以下の構造を有する。

ここで、Ｒ₁、Ｒ₂、及びＲ₃は、独立に１から６の炭素原子を有するアルキル基である。本明細書で用いる場合、「１つ又は複数のモノマー」という用語は、モノマーと、オリゴマーと、ポリマーと、モノマー、オリゴマー、及び／又はポリマーの混合物と、親ポリマーである「ＰＥＯ」と共有結合することができる任意の他の反応性化学種とを含む。トリアルコキシシラン官能基を含むエチレン的不飽和モノマーは、本発明に適切であり、かつ望ましい。望ましいエチレン的不飽和モノマーには、アクリレート及びメタクリレートが含まれる。トリアルコキシシラン官能基を含有する特に望ましいエチレン的不飽和モノマーは、米国ミシガン州ミッドランド所在のダウ・コーニングから「Ｚ−６０３０シラン」という名称で入手可能なメタクリロキシプロピルトリメトキシシランである。トリアルコキシシラン官能基を含有する他の適切なエチレン的不飽和モノマーは、メタクリルオキシエチルトリメトキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリプロポキシシラン、アクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、及び３−メタクリルオキシプロピルトリス（メトキシエトキシ）シランを含むが、これに限定されない。しかし、トリアルコキシシラン官能基か又は水と容易に反応してシラノール基を形成する成分、例えば、クロロシラン又はアセトキシシランを有する広範なビニル及びアクリルモノマーは、「ＰＥＯ」に望ましい効果をもたらし、本発明によるグラフト化に有効なモノマーであると想定されている。

「ＰＥＯ」の量に対するトリアルコキシシラン官能基又はシラノール形成官能基を有する有機モノマーの量は、「ＰＥＯ」の重量に対してモノマーが約０．１から約２０重量パーセントの範囲とすることができる。望ましくは、モノマーの量は、「ＰＥＯ」の加工性を十分に改善するために０．１重量パーセントを超えるべきである。一般的に、モノマー添加レベルは、ベース「ＰＥＯ」樹脂の重量の約１．０％と約１５％の間、より詳細には、ベース「ＰＥＯ」樹脂の重量の約１．０％と約１０％の間、特に、特定の意図した用途に対しては、ベース「ＰＥＯ」樹脂の重量の約１．５％と約５．５％の間である。適切には、グラフト化レベルは、「ＰＥＯ」の重量に対して０．５から約１０重量パーセントの範囲とすることができる。

本発明に用いられるバインダーにより、非常に可撓性のコーティングがもたらされるべきであり、従って、「示差走査熱量計（ＤＳＣ）」により測定する時にガラス転移温度が約３０℃よりも低く、又は約１０℃よりも低くあるべきである。架橋可能バインダー組成物の曲げ弾性率は、基体の曲げ弾性率よりも小さいことが望ましい。
反応／押出し工程のように、熱を加えることによりグラフト化が達成される場合は、熱を加えることにより開始剤が遊離基を生じることが望ましい。このような開始剤は、一般的に熱開始剤と呼ばれる。開始剤がグラフト化のための有用な遊離基の供給源として機能するためには、開始剤は、商業的に容易に入手可能であり、周囲条件又は冷却条件で安定であり、かつ反応／押出し温度で遊離基を生成する必要がある。

Ｏ−Ｏ、Ｓ−Ｓ、又はＮ＝Ｎ結合を含有する化合物は、熱開始剤として用いることができる。Ｏ−Ｏ結合を含有する化合物、すなわち、過酸化物は、グラフト共重合化のための開始剤として通常用いられる。このような一般的に用いられる過酸化物開始剤には、クミル過酸化物、ｔ−ブチル過酸化物、ジ−ｔ−ブチル過酸化物、ジクミル過酸化物、クミルブチル過酸化物、１，１−ジ−ｔ−ブチルペルオキシ３，５，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３、及びビス（ａ−ｔ−ブチルペルオキシソプロピルベンゼン）のようなアルキル、ジアルキル、ジアリール、及びアリールアルキル過酸化物と、過酸化アセチル及びベンゾイル過酸化物のようなアシル過酸化物と、クミルヒドロ過酸化物、ｔ−ブチルヒドロ過酸化物、ｐ−メタンヒドロ過酸化物、ピナンヒドロ過酸化物、及びクメンヒドロ過酸化物のようなヒドロ過酸化物と、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、ｔ−ブチルペルオクトエート、ｔ−ブチルペルベンゾエート、２，５−ジメチルヘキシル−２，５−ジ（ペルベンゾエート）、及びｔ−ブチルジ（ペルフタレート）のような過酸エステル又はペルオキシエステルと、アルキルスルホニル過酸化物と、ジアルキルペルオキシモノカーボネートと、ジアルキルペルオキシジカーボネートと、ジペルオキシケタールと、シクロヘキサノン過酸化物及びメチルエチルケトン過酸化物のようなケトン過酸化物とが含まれる。更に、「ＡＩＢＮ」と略される２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルペンタンニトリル）、及び１，１’−アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）のようなアゾ化合物を開始剤として用いることができる。市販の開始剤の例には、米国コネチカット州ノーウォーク所在のＲ・Ｔ・ヴァンダービルト・カンパニー・インコーポレーテッドから入手可能で「ＶＡＲＯＸ ＤＢＰＨ」過酸化物という商品名で販売されており、遊離基開始剤であって少量のジ（ｔ−ブチル過酸化物）と共に２，５−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）−２，５−ジメチルヘキサンを含む液体有機過酸化物開始剤が含まれる。他の開始剤には、米国ペンシルバニア州フィラデルフィア所在のエルフ・アトケム・ノース・アメリカ・インコーポレーテッドから入手可能な「ＬＵＰＥＲＳＯＬ（登録商標）１０１」及び「ＬＵＰＥＲＳＯＬ（登録商標）１３０」が含まれる。

本発明を実施する際には様々な反応槽が有用であると考えられる。「ＰＥＯ」の修飾は、必要な「ＰＥＯ」、モノマー、及び開始剤の混合が達成され、グラフト化に影響を及ぼすのに十分な熱エネルギが得られる任意の槽で行うことができる。望ましくは、このような槽には、「ブラベンダー・プラスチコーダ」、「Ｈａａｋｅ」押出し機、「ブランドベリー」ミキサ、及び一軸又は多軸スクリュー押出し機のような任意の適切な混合装置、又はポリマーを混合、合成、加工、又は製造するのに用いることができる他の任意の機械的混合装置が含まれる。望ましい実施形態では、反応装置は、米国ニュージャージー州０７６５２、パラマス、ウェストセンチュリーロード５３所在の「Ｈａａｋｅ」から入手可能な「Ｈａａｋｅ」押出し機のような逆転二軸スクリュー押出し機、又は米国ニュージャージー州ラムジー所在のワーナー・アンド・フライデラー・コーポレーション製の「ＺＳＫ−３０」二軸スクリュー混合押出し機のような共回転二軸スクリュー押出し機である。混合及び加熱が起こる限り、様々な押出し機を用いて本発明により「ＰＥＯ」を修飾することができることに注意すべきである。

他の適切なバインダーは、モノエチレン的不飽和カルボン酸、スルホン酸又はリン酸、又はその塩と、縮合して架橋ポリマーを形成するシラノール官能基を水に露出されると形成するアルコキシシラン官能性を含有するアクリレート又はメタクリレートエステルとを含む。
望ましいモノマーには、カルボキシル基含有モノマー、すなわち、（メタ）アクリル酸（アクリル酸又はメタクリル酸を意味し、今後、同様の表示を用いて様々なコポリマーを表す）、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、ソルビン酸、イタコン酸、及び桂皮酸のようなモノエチレン的不飽和モノ又はポリ−カルボン酸と、無水カルボン酸基含有モノマー、すなわち、モノエチレン的不飽和無水ポリカルボン酸（例えば、無水マレイン酸）と、カルボン酸塩含有モノマー、すなわち、モノエチレン的不飽和モノ又はポリカルボン酸（例えば、（メタ）アクリル酸ナトリウム、（メタ）アクリル酸トリメチルアミン、（メタ）アクリル酸トリエタノールアミン、マレイン酸ナトリウム、マレイン酸メチルアミンの水溶性塩（アルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩など）と、スルホン酸基含有モノマー、すなわち、脂肪族又は芳香族ビニルスルホン酸（例えば、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸、スチレンスルホン酸）、（メタ）アクリルスルホン酸（例えば、スルホプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−（メタ）アクリルオキシプロピルスルホン酸）と、スルホン酸塩基含有モノマー、すなわち、上述のようなスルホン酸基含有モノマーのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩と、アミド基含有モノマー、すなわち、ビニルホルムアミド、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−アルキル（メタ）アクリルアミド（例えば、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−ヘキシルアクリルアミド）、Ｎ，Ｎ−ジアルキル（メタ）アクリルアミド（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−プロピルアクリルアミド）、Ｎ−ヒドロキシアルキル（メタ）アクリルアミド（例えば、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド）、Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシアルキル（メタ）アクリルアミド（例えば、Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド）、ビニルラクタム（例えば、Ｎ−ビニルピロリドン）とが含まれる。

ポリマーバインダー組成物の重量に対するモノエチレン的不飽和カルボン酸、スルホン酸又はリン酸、又はその塩の量は、約２０から約９９．９重量パーセントの範囲とすることができる。一般的に、モノエチレン的不飽和カルボン酸、スルホン酸又はリン酸、又はその塩のレベルは、ポリマーバインダー組成物の重量の約２５％と約９０％の間、より詳細には、ポリマーバインダー組成物の重量の約３０％と約８０％の間、特に、いくつかの特定の用途に対しては、ポリマーバインダー組成物の重量の約５０％と約７０％の間である。

モノエチレン的不飽和カルボン酸、スルホン酸又はリン酸、又はその塩と共重合化することができ、トリアルコキシシラン官能基か又は水と反応してシラノール基を形成する成分を含有する有機モノマーは、本発明を実施するのに有用である。「１つ又は複数のモノマー」という用語は、本明細書で用いる場合、モノマーと、オリゴマーと、ポリマーと、モノマー、オリゴマー、及び／又はポリマーの混合物と、モノエチレン的不飽和カルボン酸、スルホン酸又はリン酸、又はその塩と共重合化することができる他の任意の反応性化学種とを含む。トリアルコキシシラン官能基を含有するエチレン的不飽和モノマーは、本発明に適切であり、かつ望ましい。望ましいエチレン的不飽和モノマーには、アクリレート及びメタクリレートが含まれる。特に望ましいトリアルコキシシラン官能基を含有するエチレン的不飽和モノマーは、米国ミシガン州ミッドランド所在のダウ・コーニングから商品名「Ｚ−６０３０シラン」で販売されているメタクリロキシプロピルトリメトキシシランである。他の適切なトリアルコキシシラン官能基を含有するエチレン的不飽和モノマーには、メタクリルオキシエチルトリメトキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリプロポキシシラン、アクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、及び３−メタクリルオキシプロピルトリス（メトキシエトキシ）シランが含まれるが、これに限定されない。しかし、トリアルコキシシラン官能基、又はクロロシラン又はアセトキシシランのような水と容易に反応してシラノール基を形成する成分を有する広範なビニル及びアクリルモノマーは、望ましい効果をもたらし、本発明による共重合化に有効なモノマーであると想定されている。

トリアルコキシシラン官能基を含有する共重合化可能モノマーに加えて、トリアルコキシシラン官能基か又は水と反応してシラノール基を形成する成分を含有する化合物とその後反応することができる共重合化可能モノマーを用いることも実現可能である。このようなモノマーは、アミン又はアルコールを含有することができるが、それに限定されない。コポリマーに組み込まれたアミン基は、その後、例えば、（３−クロロプロピル）トリメトキシシランと反応することができるが、それに限定されない。コポリマーに組み込まれたアルコール基は、その後、例えば、トリメトキシシランと反応することができるが、それに限定されない。

ポリマーバインダー組成物の重量に対するトリアルコキシシラン官能基又はシラノール形成官能基を有する有機モノマーの量は、約０．１から約１５重量パーセントの範囲とすることができる。湿気に露出された時に十分な架橋をもたらすために、望ましくは、モノマーの量は、０．１重量パーセントを超える必要がある。一般的に、モノマーを加えるレベルは、ポリマーバインダー組成物の重量の約１．０％と約１５％の間、より詳細には、ポリマーバインダー組成物の重量の約１．０％と約１０％の間、特に、特定の用途のいくつかに対しては、ポリマーバインダー組成物の重量の約１．５％と約５．５％の間である。

任意的に、ポリマーバインダーは、１から１３エチレングリコール単位、詳細には、２と１０の間のエチレングリコール単位、特別には、３と６の間のエチレングリコール単位を有するポリ（エチレングリコール）メタクリレートのような長鎖親水性モノエチレン的不飽和エステルを含むことができる。親水性モノエチレン的不飽和エステルは、以下の構造式を有する。

ただし、Ｒ＝Ｈ又はＣＨ₃、Ｒ’＝水素、アルキル、フェニルである。

ポリ（エチレングリコール）メタクリレートと組み合わせて用いるのに適切なアクリル酸塩には、アクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、アクリル酸アンモニウム、及び第４級アミンアクリレートが含まれる。
モノエチレン的不飽和親水性エステルのそのポリマーバインダー組成物の重量に対する量は、ポリマーバインダー組成物の重量に対するモノマーの約０から約７５重量パーセントの範囲とすることができる。一般的に、モノマーを加えるレベルは、ポリマーバインダー組成物の重量の約１０％と約６０％の間、詳細には、ポリマーバインダー組成物の重量の約２０％と約５０％の間、特に、特定の用途のいくつかに対しては、ポリマーバインダー組成物の重量の約３０％と約４０％の間である。

一実施形態では、ポリマーバインダー組成物は、遊離基を生成するのに適切な温度で上述のモノマーの溶液を開始剤溶液に加えることにより調製される。開始剤溶液は、開始剤を溶媒に溶解することにより調製することができる。可能な溶媒には、エタノールのようなアルコールが含まれるが、これに限定されない。本発明を実施するのに様々な開始剤が有用であろう。重合開始剤は、以下に限定されるものではないが、熱エネルギ、紫外線、及び酸化還元化学反応を含む様々な方法を用いて活性化することができる。適切な種類の開始剤は、有機過酸化物及びアゾ化合物であり、その例としては、ベンゾイル過酸化物及びアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）がある。

バインダー組成物に適切な溶媒には、粒子の乾燥重量が溶媒を吸収することにより１０％を超えて増加しないように、粒子を膨潤させることなくバインダーを溶解させる任意の溶媒が含まれる。代替的に、溶媒からもたらされる１重量％を超えない増加分が粒子によって吸収される。溶媒の量は、選択した付加方法に適切な粒子／バインダー配合物対して適切な流れ特性を付与するように選択することができる。上述のように、バインダー組成物にはアルコール溶媒を用いることができる。一実施形態では、アルコール溶媒は、約９９．５重量％と約５０重量％の間のアルコールと、約０．５重量％と約５０重量％の間の水とを含むことができる。エタノールは、適切なアルコール溶媒の一例である。

更に、バインダー組成物には、相溶性ポリマー、可塑剤、着色剤、安定剤、流動助剤、及び保存剤のような改質剤を組み込むことができる。
代替的に、ポリマーバインダー組成物は、適切な槽内で溶媒なしで重合化することにより調製される。重合開始剤は、以下に限定されるものではないが、熱エネルギ、紫外線、酸化還元化学反応を含む様々な方法を用いて活性化することができる。適切な部類の開始剤は、有機過酸化物及びアゾ化合物である。

流体貯留材料２０は、最初に、バインダー組成物溶液中に粒子２２を分散させ、バインダー組成物内に粒子を配合したものを基体２４に付加するか又は剥離表面（完成材料２０に基体が含まれない場合）に付加することにより製造することができる。粒子配合物は、ナイフオーバーロールコーティング又はロールコーティングを含む任意の適切な付加方法を用いて、連続被覆又はパターン被覆のいずれかで基体又は剥離表面に付加することができる。印刷による付加は、その他の適切な付加技術であり、グラビア印刷、スクリーン、及びジェット印刷を含む。粒子配合物はまた、スプレーによる付加を用いて基体又は剥離表面に付加することができる。代替的に、バインダー組成物は、加熱して流動可能な状態にし、基体又は剥離表面上に押し出すことができる。粒子は、流動可能バインダー組成物を押出し被覆する前か、又は流動可能バインダー組成物を基体又は剥離表面上に押出し被覆した後にバインダー組成物に加えることができる。バインダー組成物が基体又は剥離表面に付着すれば、粒子をバインダー組成物内に押し込むことができる。

粒子が基体又は剥離表面に付加された状態で、任意の適切な方法でバインダーの架橋が誘導される。これは、溶媒の一部又は全てを除去する前、その間、又はその後に起こるであろう。例えば、架橋は、熱開始反応、放射線開始反応（紫外線、マイクロ波、及び電子ビームを含む）、及び酸化還元化学反応により誘導することができる。好ましい架橋法は、アルコキシシランの加水分解及び縮合による湿気誘導架橋である。本方法による架橋は、溶媒除去の間又は溶媒除去の後に周囲湿度で空気に露出することにより行うことができる。溶媒は、溶媒を蒸発させることによるか又は任意の他の適切な技術により、基体又は剥離表面から除去することができる。溶媒の回収は、この工程の一部であり、そのための方法は、当業者には広く公知である。

本発明では、粒子とバインダーの間の共有結合の形成は、付着の主な手段ではない。その代わりに、粒子の周りに膜フィルムが形成される。膜フィルムは、粒子を囲み、（もしあれば）基体に浸透する。この膜フィルム又はコーティングはそれ自体と架橋し、また、それが多孔性基体に浸透するために、このコーティングは、湿潤及び乾燥状態で交絡により他の粒子及び／又は基体への付着をもたらす。いくつかの場合では、コーティングは、セルロースのような基体のヒドロキシル基と共有シロールエーテル結合を形成することができる。膜フィルムの特性には、水透過性及び吸収性が含まれる。望ましくは、膜は、コーティング材料１グラム当たり０．８グラムを超える０．９％生理食塩水溶液を吸収することができる。更に、コーティング膜は、粒子が流体を吸収する時に膜コーティングに制約されることなく体積を大きくすることができるように、流体を吸収して大きな膜が生成される時に横方向に膨潤することが望ましい。架橋可能バインダー組成物が、剛度を増大させることなく基体に強度をもたらすために、得られる流体貯留材料は、高い可撓性を維持する。

本発明の流体貯留材料２０は、吸収容量及び／又は他の機能性の担体としてのパーソナルケア吸収性物品の構造的構成要素の付加的な有用性の利点を提供する。一般的に非吸収性の構造的構成要素に吸収性を加えることにより、このような構造的構成要素に吸収容量の担体としての付加的な有用性を追加することができる。この追加機能により、吸収容量が大きく、薄くて快適性に優れた製品がもたらされる。基体２４なしに粒子２４が互いに架橋する流体貯留材料２０の吸収容量は、以下に説明するティーバッグ試験法によれば、少なくとも５グラム／グラム（ｇ／ｇ）、又は少なくとも１０ｇ／ｇ、又は少なくとも１５ｇ／ｇであり、密度は、少なくとも０．５グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｍ³）、又は少なくとも０．７ｇ／ｃｍ³、又は少なくとも０．９ｇ／ｃｍ³であり、ガーレイ剛度値は、３２０ミリグラム（ｍｇ）よりも小さく、又は１６０ｍｇよりも小さく、又は６０ｍｇよりも小さいことが適切である。粒子２４がバインダーマトリックスを通じて基体２４に結合すると共に恐らくは互いに結合する流体貯留材料２０の吸収容量は、以下に説明する「ＡＵＬＣ」試験法で測定すると、以下に説明する荷重下吸収性試験法による０．３ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）の付加荷重下で、少なくとも０．２グラム／平方センチメートル（ｇ／ｃｍ²）、又は少なくとも０．６ｇ／ｃｍ²、又は少なくとも１．０ｇ／ｃｍ²であり、密度は、少なくとも０．１ｇ／ｃｍ³、又は少なくとも０．４ｇ／ｃｍ³、又は少なくとも０．７ｇ／ｃｍ³であり、ガーレイ剛度値は、４００ｍｇよりも小さく、又は２００ｍｇよりも小さく、又は１００ｍｇよりも小さい。

本発明の流体貯留材料２０は、任意の適切な吸収性物品に組み込むことができる。本発明の流体貯留材料２０は、尿、月経、又は汗のような液体、又は気体で特に悪臭のあるものを吸収するのに特に適切である。流体貯留材料２０を含むことができる適切な物品の例には、トレーニングパンツ２６（図５及び図６）、おむつ２８（図７）、パンツ型おむつ、女性用衛生製品３０（図８）、水着３２（図９）、失禁用製品３４（図１０）、又は医療用衣類を含む他のパーソナルケア又はヘルスケア衣類などが含まれる。本明細書で用いる場合、「失禁用製品」という用語は、小児用吸収性下着、自閉症児又はその他の膀胱／腸の制御に問題のある人のような身体障害のために特別の必要性を有する小児又は若年成人用の吸収性衣類、及び、失禁のある老人のための吸収性衣類を含む。説明を簡単にするために、以下の説明は、小児用トレーニングパンツ２６に組み込まれた流体貯留材料に関するものとする。

図５に示すように、側部が永久的に結合されたトレーニングパンツ２６、又は再締結可能な側部を締結状態にしたトレーニングパンツは、ウエスト開口部５０及び一対の脚開口部５２を有する三次元のパンツ構成を形成する。トレーニングパンツ２６は、着用者に接触するように構成された身体側ライナ４２と、身体側ライナと反対側にあり、着用者の衣類に接触するように構成された外側カバー４０とを含む。外側カバー４０と身体側ライナ４２の間には、吸収性アセンブリ４４（図６）が配置されるか又は位置する。身体側ライナ４２及び外側カバー４０は、何れも非吸収性の構造的構成要素であってトレーニングパンツ２６に形状を与え、吸収性アセンブリ４４は、身体滲出液を吸収して保持するために設けられる。本発明の一実施形態では、外側カバー４０及び／又は身体側ライナ４２の材料のいずれも、本発明の流体貯留材料２０に変換するか、又はそれで置き換えることができる。代替的に又はそれに加えて、本発明の材料２０は、保持材料の層として衣類に挿入することができる。

外側カバー４０は、実質的に液体不透過性で弾力性、延伸可能、又は延伸不能にすることができる材料を含むことが望ましい。外側カバー４０は、単層の液体不透過性材料とすることもできるが、層の少なくとも１つが液体不透過性である多層積層体構造を含むことが望ましい。例えば、外側カバー４０は、積層接着剤（図示せず）で互いに適切に接合された液体透過性外側層及び液体不透過性内側層を含むことができる。連続的か又はビーズ、スプレー、又は平行渦巻きなどのように断続的に付加することができる適切な積層接着剤は、米国ウィスコンシン州ウォーワトーサ所在のフィンドレー・アドヒーシブズ・インコーポレーテッド又は米国ニュージャージー州ブリッジウォーター所在のナショナル・スターチ・アンド・ケミカル・カンパニーから入手可能である。液体透過性外側層は、任意の適切な材料とすることができ、望ましくは、ほぼ布様のきめを与えるものである。このような材料の一例は、２０ｇｓｍ（グラム／平方メートル）スパンボンドポリプロピレン不織ウェブである。外側層はまた、液体透過性身体側ライナ４２を製造する材料で製造することができる。外側層が液体透過性である必要はないが、着用者に対して比較的布様のきめをもたらすことが望ましい。

外側カバー４０の内側層は、液体及び蒸気の両方に不透過性とすることができ、又は液体不透過性で蒸気透過性とすることもできる。内側層は、薄いプラスチックフィルムで製造されることが望ましいが、他の可撓性液体不透過性材料を用いることもできる。内側層、又は単層の場合の液体不透過性外側カバー４０は、ベッドシーツ及び衣類のような物品並びに着用者及び介護者が排泄材料で濡れないようにする。液体不透過性内側層又は単層液体不透過性外側カバー４０として用いるのに適切な液体不透過性フィルムは、米国バージニア州ニューポートニューズ所在のハンツマン・パッケージングから市販されている０．２ミリメートルポリエチレンフィルムである。外側カバー４０が材料の単層である場合は、エンボス加工及び／又はつや消し仕上げとしてより布様の外観とすることができる。上述のように、液体不透過性材料は、使い捨て吸収性物品の内部から蒸気を逃がすが、液体は依然として外側カバー４０を透過しないようにすることができる。適切な通気性材料は、コーティング又は他の方法で処理され、望ましいレベルの液体不透過性が付与された微孔性ポリマーフィルム又は不織布から成る。適切な微孔性フィルムは、日本東京所在の三井東圧化学から市販されている「ＰＭＰ−１」フィルム材料、又は米国ミネソタ州ミネアポリス所在の３Ｍ・カンパニーから市販されている「ＸＫＯ−８０４４」ポリオレフィンフィルムである。

特定の非通気性弾性フィルムは、外側カバー４０を製造するのに用いることができる。適切な非通気性フィルムの例は、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン又はスチレン−イソプレン−スチレン・ブロックコポリマー、米国オハイオ州ベルプレ所在のクレイトン・ポリマーズ・ＵＳＬＬＣから入手される「ＫＲＡＴＯＮ」ポリマー、及びメタロセン触媒エラストマー又はプラストマーなどで製造することができる。外側カバー４０を製造するのに適する他の材料には、ポリエーテルアミドベースのポリマーで作られたもの、例えば「ＰＥＢＡＸ」及びエーテル／エステルポリウレタン熱可塑性エラストマーのようなモノリシック通気性フィルムが含まれる。

液体透過性身体側ライナ４２は、外側カバー４０及び吸収性アセンブリ４４を覆うように示されており、これは、外側カバー４０と同じ寸法とすることができるが、そうでなくてもよい。身体側ライナ４２は、馴染み易く柔らかい感触であり、着用者の皮膚に刺激がないことが望ましい。更に、身体側ライナ４２は、吸収性アセンブリ４４よりも親水性を小さくして着用者に比較的乾燥した表面を示すと共に、液体がその厚さを容易に透過することができるようにする。

身体側ライナ４２は、合成繊維（例えば、ポリエステル又はポリプロピレン繊維）、天然繊維（例えば、羊毛又は綿繊維）、天然及び合成繊維の組合せ、多孔性発泡体、網状発泡体、又は穿孔プラスチックフィルムなどのような広範なウェブ材料の選択肢から製造することができる。身体側ライナ４２には、様々な織布及び不織布を用いることができる。例えば、身体側ライナは、ポリオレフィン繊維のメルトブローン又はスパンボンドウェブで構成することができる。身体側ライナはまた、天然及び／又は合成繊維で構成されたボンデッドカーデッドウェブとすることができる。身体側ライナは、実質的に疎水性材料で構成することができ、この疎水性材料は、任意的に、界面活性剤で処理するか又は他の方法で加工して望ましいレベルの濡れ性及び親水性を付与することができる。例えば、材料は、米国デラウェア州ニューキャッスル所在のユニキーマ・インコーポレーテッドの「ＩＣＩ」部門から入手可能な「ＡＨＣＯＶＥＬ Ｎ−６２」と、米国ペンシルベニア州アンブラー所在のコグニス・コーポレーションから入手可能であって米国オハイオ州シンシナチで製造される「ＧＬＵＣＯＰＯＮ ２２０ＵＰ」とを活性比３：１で含む約０．４５重量パーセントの界面活性剤混合物で表面処理することができる。界面活性剤は、スプレー、印刷、又はブラシコーティングなどのような任意の従来の手段で付加することができる。界面活性剤は、身体側ライナ４２全体に付加することができ、又は縦の中心線に沿う中間部分のような身体側ライナの特定部分に選択的に付加することができる。

吸収性アセンブリ４４は、全体的に圧縮可能で体型に合い、使用者の皮膚に刺激がなく、液体及び特定の身体排泄物を吸収して保持することができる任意の構造とすることができる。吸収性アセンブリ４４は、当業技術で一般的に用いられる広範な液体吸収性材料で様々な大きさ及び形状に製造することができる。例えば、吸収性アセンブリ４４は、適切には、セルロースフラフのウェブのような親水性繊維のマトリックスに「ＳＡＰ」を混合したものを含むことができる。本発明の一態様の下では、一次吸収性アセンブリ４４は、流体貯留材料２０とすることができる。

トレーニングパンツ２６はまた、主に液体を受け取り、一時的に貯留し、及び／又は吸収性アセンブリ４４と互いに相対する表面に沿って移送するように設計された他の材料を組み込み、それによって吸収性アセンブリ４４の全吸収容量を最大にすることができるが、付加的な層を追加すると、衣類の嵩も付加される。一実施形態として、この一時的貯留層は、その現在の機能を損なうことなく、本発明によって永久的貯留容量を有するように製造することができる。これによって、一次吸収性構成要素の質量を低減することができるであろう。既に衣類中に含まれている１つ又はそれ以上の非吸収性構造的構成要素を本発明の流体貯留材料２０で製造し、それによって、付加的な層により嵩を追加することなく一般的に非吸収性又は低吸収性の形態に吸収性機能を与えることができる。代替的に、流体貯留材料２０で作られた１つ又はそれ以上のこのような構成要素を含むと、一次吸収性アセンブリ４４の量又は大きさを低減することができ、より高い全体的な製品保持機能をもたらす。

トレーニングパンツ２６の付加的な非吸収性構造的構成要素は、一対の横方向に対向する前部側部パネル３６、及び一対の横方向に対向する背部側部パネル３８を含むことができる。側部パネル３６及び３８は、外側カバー４０及び／又は身体側ライナ４２と一体的に形成することができ、又は、２つ又はそれ以上の別々の要素を含むことができる。側部パネルに適切な材料と、側部パネルをトレーニングパンツに組み込む方法とは公知であり、例えば、本明細書において引用により組み込まれている、１９９０年７月１０日にＶａｎ Ｇｏｍｐｅｌ他に付与された米国特許第４，９４０，４６４号に説明されている。本発明の一実施形態では、側部パネル３６及び３８を製造するのに典型的に用いられる材料は、本発明の流体貯留材料２０を形成する基体として用いることができ、従って、側部パネル３６及び３８は、本発明の流体貯留材料２０で製造することができる。

トレーニングパンツ２６の他の非吸収性構造的構成要素は、着用者から放出されるあらゆる身体浸出物の横方向流れの障壁を設けるように構成された一対の閉じ込めフラップ４６を含むことができる。フラップ弾性部材５３（図６）は、当業技術で公知の任意の適切な方法で各閉じ込めフラップ４６と作動的に接合することができる。伸縮性閉じ込めフラップ４６は、トレーニングパンツ２０の少なくとも股領域で直立のほぼ垂直構成を有して着用者の身体に対する密封を形成する非付着縁部を形成する。閉じ込めフラップ４６は、トレーニングパンツ２０の横方向に対向する側縁に沿って位置することができ、トレーニングパンツの全長に沿って縦方向に延びることができ、又はトレーニングパンツの長さに沿って部分的にのみ延びることができる。閉じ込めフラップ４６のための適切な構成及び配置は、当業者に一般的に公知である。側部パネル３６及び３８と同様に、閉じ込めフラップ４６を製造するのに典型的に用いられる材料は、本発明の流体貯留材料を形成するための基体として用いることができ、従って、閉じ込めフラップ４６は、本発明の流体貯留材料で製造することができる。

本発明の流体貯留材料２０で作られた衣類の構造的構成要素の厚さは、適切には、０．０５ｐｓｉで測定する時に約０．２と約４ミリメートル（ｍｍ）の間、又は約０．５と約３．０ｍｍの間、又は約１．０と約２．５ｍｍの間であり、吸収容量は、０．３ｐｓｉの荷重下で約０．１と約１．８ｇ／ｃｍ²の間、又は約０．５と約１．４ｇ／ｃｍ²の間、又は約０．７と約１．１ｇ／ｃｍ²の間である。材料の吸収容量は、以下に詳細に説明する試験方法により測定することができる。
一般的に吸収容量が最小の構成要素に吸収容量を追加することにより、本発明の材料を用いて、従来の吸収性物品よりも薄く及び／又は吸収性の高いパーソナルケア物品又は他の種類の吸収性物品を生成することができる。

「Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘ」ホモジナイザーを用いて、４グラムの樹脂ペレットを９５重量％メタノール／５重量％水から成る１９６グラムの溶媒に入れて撹拌することにより、６重量％メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランでグラフトしたポリ（エチレンオキシド）の２％溶液を調製した。この溶液に２０グラムの「ＦＡＶＯＲ（登録商標）８８０」超吸収体ポリマー（ＳＡＰ）を加え、５分間撹拌した。「ＳＡＰ」の一部分を実験室真空下でフリットガラスフィルタを用いて濾過し、「ＳＡＰ」の湿ったケーキを得て、これを室温で１６時間乾燥して架橋ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）で被覆した超吸収体を生成する。溶液中の「ＳＡＰ」の一部分は、紙タオル（米国ウィスコンシン州ニーナー所在のキンバリー・クラーク・コーポレーション製の現在入手可能な「ＳＣＯＴＴ（登録商標）タオル」）の表面に絵筆で塗布された。溶媒は、数日間室温で蒸発させた。同様の方法で、「ＳＡＰ」のないバインダー溶液の一部分を紙タオルに塗布して乾燥させた。

非被覆「ＳＡＰ」、被覆「ＳＡＰ」、架橋バインダーで被覆した紙タオル、及び「ＳＡＰ」及び架橋バインダーで被覆したタオルは、以下に説明する試験法により、０．３ｐｓｉの付加荷重下で吸収性が試験された。結果は、表２に示されている。

表１：ゼロ荷重の荷重下吸収性（ＡＵＺＬ）試験結果

表２：荷重下吸収性試験結果

これらの結果より、（１）超吸収体を架橋「ＰＥＯ」バインダーで被覆することは、「ＳＡＰ」の吸収特性に最小限の影響しか及ぼさないこと、（２）架橋バインダーは、「ＳＡＰ」を加えなくても適切な吸収特性を有すること、及び（３）架橋バインダーを用いて「ＳＡＰ」を紙タオルに固定すると、流体保持機能が良好な吸収性ウェブがもたらされることが示される。

開始剤溶液は、０．３４５グラムのベンゾイル過酸化物を３００ｍｌのメタノールに溶解することにより調製した。モノマー溶液は、２３．１グラムのアクリル酸（２３重量％）、６９．３グラムのポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリレート（７０重量％）、及び７．３グラムの３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレート（７重量％）を３００ｍｌのメタノール中に混合することにより調製した。開始剤溶液は、ジャケット付き反応器内で撹拌しながら６４℃まで加熱した。開始剤溶液にモノマー溶液を滴下した。得られる重合化溶液を撹拌して６４℃でほぼ２時間加熱し、その時点で０．０９５３グラムのアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を３０ｍｌメタノールに溶かした溶液を加えた。撹拌及び６４℃での加熱を更に１時間続け、その時点で０．０９５３グラムの「ＡＩＢＮ」を３０ｍｌのメタノールに溶かした第２の溶液を重合化溶液に加えた。更に１時間の撹拌及び６４℃での加熱の後に、０．０９５３グラム「ＡＩＢＮ」を３０ｍｌメタノールに溶かした第３で最後の溶液を重合化溶液に加えた。第３の「ＡＩＢＮ」溶液を加えてからほぼ１．５時間後に、重合化溶媒の一部分を蒸留して除去した。重合のための全加熱時間は、ほぼ６時間４５分であった。得られた溶液は、メタノール除去後に１９重量％のポリマーであることが分った。バインダー溶液のサンプルは、フード内で室温で乾燥させた。得られたフィルムは、柔らかくて可撓性があり、吸収容量が０．９３ｇ／ｇであった。このフィルムのガラス転移温度は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）で測定すると−４９℃であった。

このバインダー溶液の別の部分は、５０％のアクリル酸単位がナトリウム塩の形態になるように水酸化ナトリウム溶液で中和された。中和バインダー溶液は、室温で乾燥した後に柔らかくて可撓性のあるフィルムを生成した。このフィルムの吸収容量は、以下に説明した吸収容量試験法で測定すると１．７ｇ／ｇであり、ガラス転移温度は−４４℃であった。
上述の溶液６１グラムに、米国ノースカロライナ州グリーンズボロ所在のストックハウゼン・インコーポレーテッド製の「ＦＡＶＯＲ ９５４３」という名称のポリアクリレート超吸収体３０グラムを加えた。粒子の大きさを篩い分けにより分離し、３００ミクロンスクリーンを通過した画分を用いた。この混合物を撹拌してバインダー溶液中に均質な粒子懸濁をもたらした。この混合物を湿潤堆積ティッシュの２０×２０ｃｍ片上に均等にスパチュラで広げた。ティッシュウェブは、米国特許第５，６５６，１３２号及び第５，９３２，６６８号に記載の「非クレープ通気乾燥（ＵＣＴＡＤ）」方法を用いて調製された。ティッシュウェブは、ラヨニアから入手可能な「Ｓｕｌｆａｔａｔｅ ＨＪ」繊維（８０重量％）と、カナダオンタリオ州テラスベイ所在のキンバリー・クラーク・インコーポレーテッドから入手可能な「ＬＬ＝１９」繊維２０重量％とで構成されており、坪量が１００グラム／平方メートルであった。

メタノール溶媒をフード内で室温で１０時間に亘って蒸発させた。「ＳＡＰ」／バインダー混合物の乾燥コーティング重量は、５５０グラム／平方メートルであり、７２％の「ＳＡＰ」及び２８％のバインダーポリマーで構成されていることが見出された。被覆ティッシュの乾燥厚さは１．３ｍｍであった。被覆ティッシュウェブは、非被覆ウェブとほぼ同じ可撓性を有し、「ＳＡＰ」は、軽く圧力をかけて擦ってもウェブに確実に付着されていた。
以下に説明する「ＡＵＬＣ」試験法により、０．０１、０．３、及び０．９ｐｓｉによる荷重下吸収性を測定した。結果は、平均コーティング重量に調節して表３に示されている。

表３：複合材に対する荷重下吸収性（ＡＵＬＣ）試験結果

この実施例は、薄くて可撓性があり、乾燥状態で高度な一体性がある高吸収容量の吸収体を製造する能力と、流体を吸収した後に膨潤「ＳＡＰ」を所定位置に保持する能力とを実際に示している。

開始剤溶液は、０．３５４グラムのベンゾイル過酸化物を３００ミリリットルのエタノールに溶解することにより調製した。モノマー溶液は、２４．１５グラムのアクリル酸（２４質量％）、７３．５グラムのポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリレート（７４質量％）、及び１．４６グラムの３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレート（２質量％）を２５０ミリリットルのエタノールに混合することにより調製した。ジャケット付き反応器内で撹拌しながら開始剤溶液を７５℃まで加熱した。開始剤溶液にモノマー溶液を滴下した。重合化溶液を撹拌し、ほぼ２時間７５℃で加熱し、この時点で、０．０９６グラムのアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を３０ｍｌエタノールに溶かした溶液を加えた。更に１時間撹拌しながら７５℃で加熱し、この時点で０．０９６グラム「ＡＩＢＮ」の第２のエタノール溶液を重合化溶液に加えた。エタノール中の０．０９６グラム「ＡＩＢＮ」の第３の添加は、７５℃で更に１時間経った後に行われた。撹拌及び７５℃での加熱は、全反応時間である約７時間続けられた。反応器を２０℃まで冷却し、窒素雰囲気下で１晩溶液を撹拌した。このバインダーポリマーは３ａで表される。ポリマー溶液の一部分を室温で１６時間乾燥し、粘着性の水吸収フィルムを生成する。溶液のポリマー濃度は、１６．２重量％であった。

ポリマー溶液の一部分は、溶液を乾燥することにより生成される架橋フィルムの吸収性を増大させるために、水酸化ナトリウム溶液で処理してバインダーポリマー中のアクリル酸単位の一部分（５０％）を中和する。中和は、５．２５グラムの４８．５％水酸化ナトリウム溶液を２３６グラムのポリマー溶液３ａ（１６．２％ポリマー）に加え、室温で５分間撹拌することにより行った。中和されたバインダーポリマーは３ｂで表される。

６０グラムの溶液３ａに、米国ノースカロライナ州グリーンズボロ所在のストックハウゼン・インコーポレーテッド製の「ＦＡＶＯＲ ９５４３」という名称のポリアクリレート超吸収体３０グラムを加えた。粒子の大きさを篩い分けにより分離し、３００ミクロンスクリーンを通過した画分を用いた。この混合物を撹拌して、バインダー溶液中の粒子の均質な懸濁をもたらした。この混合物を湿潤堆積ティッシュの２０×２０ｃｍ片上にスパチュラで均等に広げた。ティッシュウェブは、米国特許第５，６５６，１３２号及び第５，９３２，６６８号に記載の「非クレープ通気乾燥（ＵＣＴＡＤ）」方法を用いて調製した。ティッシュウェブは、ラヨニアから入手可能な「Ｓｕｌｆａｔａｔｅ ＨＪ」繊維（８０重量％）と、カナダオンタリオ州テラスベイ所在のキンバリー・クラーク・インコーポレーテッドから入手可能な「ＬＬ＝１９」繊維２０重量％とで構成されている。ティッシュウェブの坪量は、１００グラム／平方メートルであった。同じ手順が溶液３ｂでも使用された。エタノール溶媒は、フード内で室温で１０時間に亘って蒸発させた。

溶液３ａを用いた「ＳＡＰ」／バインダー混合物の平均乾燥コーティング重量は、３８６グラム／平方メートルであり、７６％「ＳＡＰ」及び２４％バインダーポリマーで構成されていることが見出された。被覆ティッシュの乾燥厚さは１．０ｍｍであった。被覆ティッシュウェブは、非被覆ウェブとほぼ同じ可撓性を有し、「ＳＡＰ」は、軽い圧力をかけて擦ってもウェブに確実に付着されていた。
溶液３ｂを用いた「ＳＡＰ」／バインダー混合物の平均乾燥コーティング重量は、４２３グラム／平方メートルであり、７１％「ＳＡＰ」及び２９％バインダーポリマーで構成されていることが見出された。被覆ティッシュの乾燥厚さは１．０ｍｍであった。溶液３ｂで被覆したティッシュウェブは、溶液３ａで被覆したティッシュウェブよりも僅かに剛性が高かった。「ＳＡＰ」は、軽い圧力をかけて擦ってもウェブに確実に付着されていた。

以下に説明する「ＡＵＬＣ」試験法により、０．０１、０．３、及び０．９ｐｓｉによる荷重下吸収性を測定した。結果は、平均コーティング重量に調節して表４及び表５に示されている。

表４：バインダー３ａに対する荷重下吸収性試験結果

表５：バインダー３ｂに対する荷重下吸収性試験結果

これらの結果は、バインダーポリマー内のアクリル酸の部分中和によって吸収性が高くなるが、剛度も僅かに高くなることを示している。

実施例３に説明した重合化手順を繰返し、ポリマーバインダー４を調製した。１７．４％ポリマーのバインダー溶液４１００グラムに水２５グラムを加えた。
２５グラムの水で希釈した溶液４に、米国ノースカロライナ州グリーンズボロ所在のストックハウゼン・インコーポレーテッド製の「ＦＡＶＯＲ ９５４３」という名称のポリアクリレート超吸収体１０グラムを加えた。粒子の大きさを篩い分けで分離し、３００ミクロンスクリーンを通過した画分を用いた。この混合物を撹拌し、バインダー溶液中に粒子の均質な懸濁をもたらした。混合物を嵩高のボンデッドカーデッドウェブの８×３４ｃｍ片上にスパチュラで均等に広げた。嵩高のボンデッドカーデッドウェブは、米国特許第５，３６４，３８２号によって作られたキンバリー・クラーク製のサージ材料である。圧力０．０５ｐｓｉで測定すると、サージ材料の坪量は８５ｇｓｍであり、密度は０．０４ｇ／ｃｍ³であった。
溶液４を用いた「ＳＡＰ」／バインダー混合物の平均乾燥コーティング重量は、５７１グラム／平方メートルであり、７４％「ＳＡＰ」及び２６％バインダーポリマーで構成されていることが見出された。被覆されたサージの乾燥厚さは２．８ｍｍであった。溶液４で被覆したサージウェブには依然として可撓性があり、「ＳＡＰ」は、軽い圧力をかけて擦ってもウェブに確実に付着されていた。

表６：バインダー４に対する荷重下吸収性試験結果

これらの結果は、「ＳＡＰ」が嵩高の不織物に確実に付着され、高レベルの吸収性及び可撓性をもたらすことができることを示している。

この実施例は、過剰流体における「ＳＡＰ」付着の比較例である。架橋バインダーが過剰流体が存在する場合でも超吸収性粒子を基体上に保持する効率性を判断するために、以下の試験が行われた。「ＳＡＰ」／バインダーで被覆したサージウェブを用いて付着効率を測定し、同じ「ＳＡＰ」であるが非架橋（水溶性）バインダーで被覆したサージウェブと比較した。「ＳＡＰ」／バインダー被覆サージは、次のように調製した。２５グラムの水希釈溶液４に、米国ノースカロライナ州グリーンズボロ所在のストックハウゼン・インコーポレーテッド製の「ＦＡＶＯＲ ８８０」という名称のポリアクリレート超吸収体１０グラムを加えた。この混合物を撹拌し、バインダー溶液中に粒子の均質な懸濁がもたらされた。嵩高ボンデッドカーデッドウェブの８センチメートル（ｃｍ）×３４ｃｍ片上に混合物をスパチュラで均等に広げた。嵩高ボンデッドカーデッドウェブは、米国特許第５，３６４，３８２号によって作られたキンバリー・クラーク製のサージ材料であった。サージ材料の坪量は８５ｇｓｍであった。第２のサンプルは、サージ材料の第２の層をコーティングの上に付加して「サンドイッチ」構造を生成することを除けば、これと同じ方法で調製された。

「ＳＡＰ」／バインダー被覆サージの２８ｃｍ×９ｃｍサンプルの乾燥重量を測定し、このウェブを４リットルビーカの上方に吊るした。このビーカを０．９％生理食塩水溶液で満たし、直径０．５インチの３インチ撹拌バーを備えた撹拌プレート（米国イリノイ州シカゴ所在のコール・パーマー・インストルメント・カンパニーから入手可能な「コール・パーマー４６５８型」撹拌ホットプレート）上に置いた。被覆ウェブを流体中に浸漬し、５（低）に設定して３０分間撹拌した。追加試験を１０（高）に設定して同じ方法で行った。被覆サージ材料を溶液から除去し、完全に乾燥させた。再乾燥重量を元の乾燥重量と比較し、所定の試験条件で除去された「ＳＡＰ」／バインダーの百分率を求めた。サージ材料上に残った「ＳＡＰ」／バインダーの百分率は、除去された「ＳＡＰ」／バインダーの百分率を１００％から引くことにより計算された。

比較サンプルとして、サージは、２０ｇの「ＰＯＬＹＯＸ Ｎ−１０」及び２０ｇの「ＰＯＬＹＯＸ ２０５」（何れも米国コネチカット州ダンバリー所在のユニオン・カーバイドから入手可能）を３００ｇのメタノールと４０ｇの水との混合物内で混合して９．５％溶液を形成することにより調製した非架橋バインダーで被覆された。７．５グラムの「ＦＡＶＯＲ ９５４３」ポリアクリレート超吸収体にこの溶液を２６．３グラム加え、「ＳＡＰ」対バインダー比を３：１にした。米国特許第５，３６４，３８２号に従って作られたサージ材料上にこの混合物を被覆し、実施例４で説明したように乾燥させた。得られた被覆サージは、上述のように過剰な０．９％生理食塩水内で同じように試験された。結果は、表７に示されている。

表７：過剰流体中の「ＳＡＰ」の付着

サンプル６Ａ〜Ｃは、単層の「ＳＡＰ」と本発明のバインダーとで被覆したサージ材料であった。
サンプル６Ｄ〜Ｅは、サージ材料の第２の層がコーティングの上に付加されて「サンドイッチ」構造を生成することを除けばＡ〜Ｃと同じであった。
比較Ａ〜Ｃは、単層の「ＳＡＰ」と上述の非架橋比較バインダーとで被覆したサージ材料であった。
この実施例は、本発明の架橋バインダーにより、大量の過剰流体に露出された時でさえも「ＳＡＰ」の基体への付着が大きく改善されることを明らかにしている。

開始剤溶液は、０．３５４グラムのベンゾイル過酸化物を３００ミリリットルのエタノールに溶解することにより調製した。モノマー溶液は、２５０ミリリットルのエタノール中に２１．４グラムのアクリル酸（２４質量％）、７３．５グラムのポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリレート（７４質量％）、及び１．４６グラムの３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレート（２質量％を混合することにより調製した。開始剤溶液を撹拌しながらジャケット付き反応器内で７５℃まで加熱した。モノマー溶液を開始剤溶液に滴下した。重合化溶液を撹拌し、約２時間７５℃で加熱し、その時点で０．０９６グラムの「ＡＩＢＮ」を３０ｍｌのエタノールに溶かした溶液を加えた。撹拌して７５℃で更に１時間加熱し、その時点で０．０９６グラムのアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を３０ｍｌのエタノールに溶かした第２の溶液を重合化溶液に加えた。７５℃で更に１時間置いた後に第３の添加が行われた。撹拌及び７５℃での加熱は、全反応時間である約７時間継続された。

エタノールに１６．２パーセントのポリマーを含むバインダーポリマー溶液２０グラムに、米国ノースカロライナ州グリーンズボロ所在のストックハウゼン・インコーポレーテッド製の「ＦＡＶＯＲ ９５４３」という名称の３．２４グラムのポリアクリレート超吸収体を加えた。粒子の大きさを篩い分けにより分離し、６００ミクロンスクリーンを通過して３００ミクロンスクリーン上に保持される画分を用いた。この混合物では、バインダーポリマー対ポリアクリレート超吸収体が１：１の比になった。混合物をポリスチレン秤量皿に注ぎ入れて室温で１６時間乾燥させ、超吸収性粒子が埋め込まれた可撓性フィルムを生成した。

０．５６グラムの重さの乾燥「ＳＡＰ」／バインダーフィルムの一部分をティーバッグに密封し、０．９％生理食塩水に６０分間浸漬した。膨潤フィルムを含有するティーバッグを１６００ｒｐｍ（３Ｇと同等）で３分間遠心分離し、自由流体を除去した。ポリマーフィルムの吸収性は、乾燥「ＳＡＰ」／バインダーフィルム１グラム当たり０．９パーセント生理食塩水１３．６グラムであった。同じ条件下で試験した「ＦＡＶＯＲ ９５４３」ポリアクリレート超吸収体のサンプルの吸収性は、乾燥「ＳＡＰ」１グラム当たり０．９パーセント生理食塩水２２．７グラムであった。バインダーポリマーの吸収性は、６．８ｇ／ｇであるから、このフィルム組成物に対する理論的吸収性は、０．５×６．８ｇ／ｇ＋０．５×２２．７ｇ／ｇ＝１４．７ｇ／ｇである。観察された吸収性の１３．６ｇ／ｇは、理論吸収性の９２％であった。従って、「ＳＡＰ」をバインダーフィルム内に封入しても、「ＳＡＰ」及びバインダーフィルムの封入しない組合せの吸収性に最小限の影響しか及ぼさない。

溶液を乾燥することにより生じた架橋フィルムの吸収性を増大させるために、実施例６のポリマー溶液の一部分を水酸化ナトリウム溶液で処理し、バインダーポリマー中のアクリル酸単位の一部分（５０％）を中和した。中和は、５．２５グラムの４８．５％水酸化ナトリウム溶液を２３６グラムのポリマー溶液（１６．２％ポリマー）に加え、室温で５分間撹拌することによって行った。
エタノール／水に１５．０パーセントのポリマーを含むバインダーポリマー溶液２０グラムに、米国ノースカロライナ州グリーンズボロ所在のストックハウゼン・インコーポレーテッド製の「ＦＡＶＯＲ ９５４３」という名称のポリアクリレート超吸収体３．０グラムを加えた。粒子の大きさを篩い分けにより分離し、６００ミクロンスクリーンを通過して３００ミクロンスクリーン上に保持される画分を用いた。この混合物では、バインダーポリマー対ポリアクリレート超吸収体の比が１：１になる。混合物をポリスチレン秤量皿に注入して室温で１６時間乾燥し、超吸収性粒子が埋め込まれた可撓性フィルムを準備した。

０．７３グラムの重さの乾燥「ＳＡＰ」／バインダーフィルムの一部分をティーバッグ内に密封し、０．９％生理食塩水内に６０分間浸漬した。膨潤フィルムを含有するティーバッグを１６００ｒｐｍ（３Ｇと同等）で３分間遠心分離し、自由流体を除去した。ポリマーフィルムの吸収性は、乾燥「ＳＡＰ」／バインダーフィルム１グラム当たり０．９パーセント生理食塩水１４．０グラムであった。同じ条件で試験した「ＦＡＶＯＲ ９５４３」ポリアクリレート超吸収体サンプルの吸収性は、乾燥「ＳＡＰ」１グラム当たり０．９パーセント生理食塩水２２．７グラムであった。バインダーフィルムの吸収性は、同じ試験法を用いて粒子とは別に測定された。バインダーフィルムの吸収性は６．８ｇ／ｇであった。バインダーポリマーの吸収性が６．８ｇ／ｇであるから、このフィルム組成物に対する理論的吸収性は、０．５×６．５ｇ／ｇ＋０．５×２２．７ｇ／ｇ＝１４．５ｇ／ｇである。観察した吸収性の１３．６ｇ／ｇは、理論的吸収性の９７％であった。従って、「ＳＡＰ」をバインダーフィルム内に封入しても、「ＳＡＰ」及びバインダーフィルムの封入されない組合せの吸収性に最小限の影響しか及ぼさない。

バインダーポリマーは、モノマーの比をアクリル酸（３６質量％）、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリレート（６２質量％）、及び３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレート（２質量％）に変えたことを除けば、実施例６に説明するように調製された。水酸化ナトリウム溶液を用いて、バインダーポリマー中のアクリル酸単位の一部分（７０％）を中和した。付加的な水を加えて溶液の粘性を低減した。溶媒組成は、ほぼエタノール８３％及び水１７％であり、バインダーポリマー含量は、１０重量パーセントであった。

洗剤粉末（米国コネチカット州グリニッジ所在のレバー・ブラザーズ・カンパニー製の「ＡＬＬ Ｄｅｔｅｒｇｅｎｔ」、又はフィッシャー・サイアンティフィック・カンパニーから流通される「ＳＰＡＲＫＬＥＥＮ実験室用洗剤」）を米国特許第５，３６４，３８２号によって作られたキンバリー・クラーク製のサージ材料のサンプル表面上に均等に分配した。サージサンプルの坪量は１００ｇｓｍであった。次に、このサンプルは、一様で一定した量のバインダー溶液を基体に塗布するように設計された実験室規模のスプレーユニットにおいてバインダーを噴霧された。実験室規模のスプレーユニットは、空気体積複合材を安定化させる唯一の手段として乳剤のバインダーを用いる市販の空気体積機械の作動に非常に類似するように設計されている。この装置は、小さな枠組みのハウジングに収容され、実験室フード内に配置される。このユニットは、ユニットの中心に静止サンプルホルダ（１０×１３インチ）を有し、サンプルホルダの直ぐ上に可動スプレーヘッダを有する。サンプルホルダ部分の下に真空箱が設置され、スプレーを基体内に吸引する。処理される基体は、真空箱上に置かれる。基体に塗布するバインダーは、スプレーキャビネットの外側の加圧貯留容器内に収容されており、１０００ｐｓｉｇまでの圧力に耐えることができる。バインダーは、高圧可撓管を通じてスプレーノズルに送出される。スプレーイング・システムズ・カンパニーのノズルを備えたスプレーヘッダが、ベルト駆動式スライドアセンブリによって基体の上を移動し、目標とする塗布の一様性及び速度をもたらす。スプレーヘッダは、速度８０フィート／分、スプレー噴霧圧１００ｐｓｉｇで作動される。スプレー塗布の後、基体は、米国ペンシルベニア州パーマー所在のワーナー・マシスから入手可能な「Ｍａｔｈｉｓ」通気乾燥オーブンまで手動で移動され、１５０℃で３分間乾燥させた。

スプレーユニットは、米国ウィスコンシン州ニーナー所在のキンバリー・クラーク・コーポレーションで製造されたものであった。ユニット及びスプレーヘッダを収容するキャビネットは、米国ペンシルベニア州ベツレヘム所在のエアライン・ハイドローリクス・コーポレーション製のものであった。スプレーノズル（ＵＮＩＪＥＴ−ＴＰ−８００１Ｅ−ＳＳ）は、米国イリノイ州ウィートン所在のスプレーイング・システムズ・カンパニーから得られた。ステンレス鋼加圧貯留容器（１０００ｍｌ容量）及びスプレー化学薬剤のための他の付属品は、米国ウィスコンシン州アップルトン所在のスエージロック−ウィッティー・コーポレーションから得られた。このユニットのための真空は、グレインガー・カタログから得られる６ガロン湿潤／乾燥真空クリーナ（型番３ＵＰ７７）によってユニットに供給された。
サージサンプル上に２０％バインダー（重量による）を噴霧し、洗剤粉末を基体に付着させた。加えた洗剤及びバインダーの量を表８に示す。

表８：サージ基体に付着した洗剤粉末の量

バインダーポリマーにより、洗剤がサージ基体に確実に付着され、基体が濡れた時に洗剤が容易に放出された。所定量の洗濯用洗剤又は洗浄用粉末を含有するこの材料は、家庭用洗濯用途に対して、又は、自動車、ボート、又はＲＶ車で用いるための小さなパッケージとしての便利な分配形態を提供する。

表９：一体性及び吸収性

実施例９のサンプルＡ〜Ｅ、Ｇ、及びＨは、手漉き形成装置を用いた手作りであった。ストックハウゼン製の超吸収体「ＦＡＶＯＲ ９５４３」及び繊維は、形成装置内で空気循環により一様に混合された。サンプルを１５０℃で５分間加熱して０．２ｇ／ｃｃまで高密度化し、「Ｔ２５５」（米国ノースカロライナ州サルズベリー所在の「ＫＯＳＡ」から入手可能なポリエチレン／ポリプロピレン二成分バインダー繊維）の結合を活性化した。「ＣＲ１６５４」パルプは、米国アラバマ州クーサリバー所在のＵＳ・アライアンス・フォレスト・プロダクツから入手可能である。「ＣＦ４１６」及び「ＮＢ４１６」は、それぞれ、米国ミシシッピ州コロンバス及び米国ノースカロライナ州ニューバーン所在のウェイヤーハウザー・インコーポレーテッドから入手可能な南方マツクラフト繊維である。

サンプルＧ及びＨは、ほぼ坪量３６５ｇｓｍで手漉き形成装置において調製され、実施例３で説明したように調製されたバインダー溶液３ｂを噴霧した。スプレーユニットは、実施例８で説明したものである。バインダーをスプレー塗布した後に２つのシートを互いに積層し、その後１５０℃で３分間乾燥させた。
サンプルＩは、実施例８で説明したように調製されてその後水酸化ナトリウム溶液で７０％のアクリル酸単位に中和されたバインダー組成物を用いて作られた。１０％ポリマー濃度のこの溶液４０グラムを米国サウスカロライナ州グリーンズボロ所在のストックハウゼン・インコーポレーテッドから入手可能な「ＦＡＶＯＲ ９５４３」の１６グラムと混合した。この「ＳＡＰ」／バインダー混合物は、「ＡＨＣＯＶＥＬ Ｎ−６２」界面活性剤で濡れ性を有するように処理した１７ｇｓｍポリプロピレンスパンボンド不織布上に広げられた。このスパンボンド材料は、米国テキサス州ダラス所在のキンバリー・クラークから入手可能である。この被覆スパンボンドは、実験室フード内で室温で１８時間自然に乾燥させた。

ゼロ荷重下吸収性（ＡＵＺＬ）を判断するための試験方法
「ゼロ荷重下吸収性（ＡＵＺＬ）」は、無視可能な荷重又は制限力の下で吸収性材料が液体（例えば、０．９重量パーセント塩化ナトリウムの蒸留水溶液）を吸収する能力を測定する試験である。約０．１６ｇの粒子状「ＳＡＰ」を量り、プラスチック製サンプルカップに入れる。サンプルカップには、内径１インチ外形１．２５インチのプラスチックシリンダが含まれる。サンプルカップの底部は、１５０ミクロンの開口を有する１００メッシュ金属スクリーンをプラスチックの融点を超えて加熱し、プラスチックシリンダを熱いスクリーンに押し付けてプラスチックを溶かし、スクリーンをプラスチックシリンダに結合させ、スクリーンをシリンダの端部に接着することにより形成される。次に、サンプルを４．４グラムの重さのプラスチック製スペーサディスクで覆い、これによって約０．０１ポンド／平方インチの圧力が生じる。サンプルカップを０．９重量％の塩化ナトリウム溶液約２５ｍｌを含む「ペトリ」皿に入れる。１時間後カップを取り出し、多層のペーパータオル上に載せ、ウェブ又はコフォームの間隙流体を吸い取る。乾燥したペーパータオルの区域にカップを移動することにより、ペーパータオル上に流体の印が見えなくなるまで吸い取りを続ける。湿潤と乾燥の間のカップの重量差は、ウェブ又はコフォームにより吸収された流体の全量を示しており、これを用いて「ＡＵＺＬ」を計算する。

複合材に対する荷重下吸収性（ＡＵＬＣ）を判断するための試験方法
「複合材に対する荷重下吸収性（ＡＵＬＣ）」は、付加荷重又は制限力の下で吸収性材料が液体（例えば、０．９重量パーセントの塩化ナトリウム水溶液）を吸収する能力を測定する試験である。「ＡＵＬＣ」法は、制限荷重の下で膨潤させられる吸収性材料に対して流体の僅かな正の水頭をもたらす。材料は、試験終了時に真空下で抜き取られる。
「ＡＵＬＣ」試験カップは、高さが少なくとも１．７５インチの円筒形であり、その内径は円筒を表し、その底面積は４．３７平方インチである。試験カップの底部は、１５０ミクロン開口部を有する１００メッシュ金属スクリーンをプラスチックの融点を超えて加熱し、プラスチック円筒を熱いスクリーンに押し付けてプラスチックを溶かし、スクリーンをプラスチック円筒に結合させ、円筒形の端部にスクリーンを接着することにより形成される。約６０グラムの重さで円の直径が約２．３６インチのスペーサは、「ＡＵＬＣ」試験カップ内に結合することなく嵌合するように作られる。スペーサは、直径約９ｍｍの複数の円筒形の穴を有し、約５２％の開放面積をもたらすように形成される。１００メッシュのスクリーンは、試験カップの底部に取り付けられたメッシュと同じ方法又は他の適切な方法でスペーサの底部に接着される。重りは、スペーサの上に装着される大きさである。第１の重りは、６００グラムの荷重を付加すべきであり（スペーサと組み合わせて）、第２の重りは、第１の重り及びスペーサディスクと組み合わせて１８００グラムの荷重を付加すべきである。

必要とされる付加的な装置には、試験終了時に複合材料から吸引される液体のための真空捕捉器、サンプルにより吸収されることになる過剰の液体量を保持するのに適する「ペトリ」皿又はプラスチック秤量ボートのような浅い皿、及び厚さが０．３ｍｍと０．７５ｍｍの間でメッシュの大きさが約１．２ｍｍの薄いメッシュスクリーンが含まれる。真空捕捉器は、「ＡＵＬＣ」試験カップの底部の寸法に合う区域に真空を印加するようになっている（例えば、「ＡＵＬＣ」カップの底部寸法に合う区域を除いて、より大きな真空区域を比較的不透過性の材料で選択的に遮蔽することができる）。印加される真空は、約２７インチ水銀である。

複合材サンプルは、「ＡＵＬＣ」試験カップの内側に適合するように切断される。空気堆積又は不織ベースの材料は、直径２．３５インチの円に切断される。空気形成されたサンプルは、各々、直径２．３１２インチの円に切断又は形成される。
試験を行うためには、試験カップ及びスペーサは、清潔かつ乾燥しているべきである。各試験で用いる試験カップ及びスペーサは、共に秤量し（測定値１）、質量を記録する必要がある。試料をサンプルカップに入れ、スペーサをカップ内のサンプルの上に置く。次に、アセンブリを秤量し（測定値２）、質量を記録する。必要に応じて、適切な量の重りをスペーサの上に置く。スペーサ単独で面積１平方インチ当たり（ｐｓｉａ）０．０３ポンドの力が加わる（正味の質量６００グラムを有するディスク及び第１の重りで０．３ｐｓｉの力が付加され、正味の質量１８００グラムを有するディスクと両方の重りが一緒になったものとで０．９ｐｓｉの力が付加される）。

試料を保持するカップをメッシュスクリーンの上の浅い皿内の過剰流体のプールに入れ、直ちに１時間タイマを開始させる。皿内の流体のレベルは、深さ約１ｍｍと２ｍｍの間に維持する。１時間後、試料を流体浴から取り除く。試料の上に蓄積した可能性があるいかなる流体も、スペーサディスクの上のどの重りも移動することなく注ぎ出す必要がある。次に、どの重りもまだ所定位置に置いたまま、試料アセンブリを真空箱の上に置く。真空は、３０秒間サンプルに印加される。

次に、スペーサの上のどの重りもアセンブリから除去し、アセンブリを再び秤量する（測定値３）。質量が記録される。
試料の乾燥重量は、測定値２から測定値１を引くことにより計算される。試料により吸収された流体の量は、測定値３から測定値２を引くことにより計算される。複合材材料の荷重下吸収性は、吸収された流体の量を試料の乾燥重量で割ったものとして計算する。
各サンプルの少なくとも３つの試料を測定すべきであり、荷重下吸収性の値を平均して複合材サンプルに対する全体的な荷重下吸収性を得る必要がある。

剛度を判断するための試験方法
本明細書に説明した剛度値を判断するための適切な技術は、「ガーレイ剛度」試験であり、その説明は、「ＴＡＰＰＩ（パルプ製紙業界技術協会）標準試験Ｔ５４３ ｏｍ−９４」（紙の曲げ抵抗（ガーレイ型テスター））に示されている。適切な試験装置は、米国ニューヨーク州トロイ所在のテレダイン・ガーレイ製の「ガーレイ・デジタル剛度テスター」の型板４１７１−Ｅである。本発明の目的に対しては、上述のガーレイ剛度値は、「標準的」な大きさのサンプルによって生じる値に対応することが想定されている。従って、ガーレイ剛度テスターからの目盛の読みは、標準的な大きさのサンプルの剛度に適切に変換され、ミリグラム力（ｍｇｆ）によって従来的に記録される。現在のところ、標準「ガーレイ単位」は、１ｍｇｆの剛度値に等しく、「ガーレイ」剛度を記録するのに同等に用いることができる。

吸収容量を判断するための試験方法
遠心分離保持容量：「遠心分離保持容量（ＣＲＣ）」は、材料１グラムが、一定期間遠心力を受けた後で、単一の時間間隔又は一連の時間間隔に吸収又は固定することができる水又は塩化ナトリウムの０．９重量パーセント蒸留水溶液のような試験液体の量をグラムで測定する試験である。
ティーバッグ原材料を３インチ（約７．６センチメートル）×５インチ（約１２．７センチメートル）の矩形に切断し、半分に折って密封可能な面が内側に向いた２．５インチ（約６．４センチメートル）×３インチ（約７．６センチメートル）の矩形を形成する。３つの開いた側面のうちの２つは、シールの内側の縁が縁から約０．２５インチ（約０．６４センチメートル）になるようにヒートシールされる。サンプル材料約０．２グラム（又は、複合材の１インチ×１インチの正方形片）を予め秤量したティーバッグ内に入れ、ティーバッグの開放端をヒートシールする。ティーバッグをある一定の時間間隔に亘って試験液体の槽に沈めて取り出し、約２分間約４５度の角度でワイヤメッシュ上で水切りさせ、重力の２９０倍で約３分間遠心分離した後に計量する。一連の時間間隔を実施する場合は、サンプルは、次の時間間隔まで試験液体に戻される。各時間間隔の後に、ティーバッグは、再びワイヤメッシュ上で約２分間水切りさせ、再び重力の２９０倍で約３分間遠心分離し、その後に再び計量する。最後の時間間隔の後に、ティーバッグを乾燥させてその後再び計量する。同じく試験液体に入れられていた空のティーバッグを同様の条件下で遠心分離することにより、ブランク試験も実施される。遠心分離後の乾燥サンプル材料１グラム当たりの保持された試験液体の重量が、得られたデータから計算され、これは、乾燥サンプル材料１グラム当たりの保持された試験液体のグラムを用いて「遠心分離保持容量」値として表される。
以上の明細書において本発明をそのいくつかの好ましい実施形態に関して説明し、例示する目的で多くの詳細を示したが、本発明は、追加の実施形態を受け入れ、本明細書に説明した詳細のあるものは、本発明の基本的原理から逸脱することなく大幅に変えることができることは当業者には明らかであろう。

従来の吸収性複合材の一体性／吸収性の関係を示す図である。 本発明の流体貯留材料の一体性／吸収性の関係を示す図である。 基体のない本発明の代表的な流体貯留材料を示す図である。 基体のない本発明の代表的な流体貯留材料を示す図である。 基体のある本発明の代表的な流体貯留材料を示す図である。 基体のある本発明の代表的な流体貯留材料を示す図である。 本発明の流体貯留材料が組み込まれた小児用トレーニングパンツの斜視図である。 物品が着用された時に着用者に面する衣類の表面を示し、部分的に切り欠いて下に重なる特徴を示す、部分的に分解、延伸して平坦な状態にした図５のトレーニングパンツの平面図である。 本発明の流体貯留材料が組み込まれたおむつの斜視図である。 本発明の流体貯留材料が組み込まれた女性用衛生製品の斜視図である。 本発明の流体貯留材料を組み込んだ小児用水泳パンツの斜視図である。 本発明の流体貯留材料を組み込んだ大人用失禁用製品の斜視図である。

符号の説明

２０ 流体貯留材料
２２ 粒子

Claims (29)

1. 水を吸収可能な吸収性架橋可能バインダー組成物で互いに固定された複数の粒子を含み、
   前記粒子は、吸水性を有する水不溶性の有機又は無機材料からなり、非膨潤状態で断面直径が５０−８００μｍである独立した粒子か、非膨潤状態での全体の断面直径が５０−８００μｍである凝集粒子塊の何れかであり、
   前記吸収性架橋可能バインダー組成物は、水に接触すると架橋するシラン官能基を有するポリマーまたはコポリマーと、吸水性の前記粒子を膨潤または溶解しない溶媒とを含み、
   前記溶媒は、アルコールであり、
   前記シラン官能基を有するポリマーまたはコポリマーは、アルコキシシラングラフトポリ（エチレンオキシド）、アクリル酸及び長鎖親水性アクリレートエステルを含むアクリル酸コポリマー、アクリル酸またはアクリル酸塩及び長鎖親水性メタクリレートエステルを含むアクリル酸コポリマー、及びアクリル酸またはアクリル酸塩と、エチレングリコール単位を１から１３個含むポリ（エチレングリコール）メタクリレートとを含むアクリル酸コポリマー、から成る群から選択された、前記溶媒に可溶性の材料であることを特徴とする流体貯留材料。
2. 前記粒子は、超吸収性粒子を含み、
   前記超吸収性粒子は、その重量の１５倍以上の水を吸収可能な材料からなる粒子であることを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
3. 前記粒子と前記吸収性架橋可能バインダー組成物中のバインダーとは、１：４から２０：１の間の比率で存在することを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
4. 前記粒子は、封入された薬剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
5. 前記薬剤は、芳香剤、洗浄剤、及び皮膚活性剤から成る群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の流体貯留材料。
6. 前記粒子は、繊維を粉砕して形成された、粒径が１００−３００μｍである粉末を含むことを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
7. 前記粉末は、活性炭及び重炭酸ナトリウムから成る群から少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項６に記載の流体貯留材料。
8. 前記吸収性架橋可能バインダー組成物で前記粒子に固定された複数の繊維を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
9. 前記繊維は、木材パルプ、シルケット加工した木材パルプ、化学的に補剛した木材パルプ、架橋パルプ、セルロース粉末、超吸収性繊維、再生セルロース繊維、綿、酢酸セルロース、非セルロース繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアミド繊維、ポリ乳酸繊維、及びその組合せから成る群から少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項８に記載の流体貯留材料。
10. 前記吸収性架橋可能バインダー組成物は、アルコキシシラングラフトポリ（エチレンオキシド）を含み、
    前記アルコキシシランは、メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを含むことを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
11. 前記吸収性架橋可能バインダー組成物は、可塑剤、着色剤、安定剤、流動助剤、及び保存剤から成る群から選択された改質剤を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
12. １グラム当たり少なくとも５グラムの水の吸収容量を有することを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
13. １グラム当たり少なくとも１０グラムの水の吸収容量を有することを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
14. 少なくとも０．５ｇ／ｃｍ³の密度を有することを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
15. １６０ｍｇよりも低い、ガーレイ剛度値を有することを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
16. 前記流体貯留材料は、０．２と４ミリメートルの間の厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
17. 前記流体貯留材料は、２０６８パスカルの付加荷重の下で１平方センチメートル当たり少なくとも０．２グラムの吸収容量を有することを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
18. 前記流体貯留材料は、２０６８パスカルの付加荷重の下で１平方センチメートル当たり少なくとも０．６グラムの吸収容量を有することを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
19. 前記粒子の材料が、シリカゲルであることを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
20. 前記粒子の材料が、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、グラフトデンプン、ポリ（アスパラギン酸ナトリウム）、ポリ（ビニルアミン）、ポリ（ジメチルジアリルアミン）、キトサン塩、及び／又はポリ（エチレンイミン）の架橋したポリマーであることを特徴とする請求項１に記載の流体貯留材料。
21. 基体と、
    吸収性の架橋可能なバインダー組成物で前記基体に固定された粒子と、
    を含むみ、
    前記基体と前記バインダー組成物の層とが積層体を形成することを特徴とする請求項１から２０のいずれかに記載の流体貯留材料。
22. 前記基体は、不織ウェブ、織ウェブ、編布、セルロースティッシュシート、プラスチックフィルム、発泡体、ストランド複合材、及びエラストマー網状複合材から成る群から選択されることを特徴とする請求項２１に記載の流体貯留材料。
23. 前記基体は、ポリプロピレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン・ブロックコポリマー、スチレン−イソプレン−スチレン・ブロックコポリマー、メタロセン触媒エラストマー、メタロセン触媒プラストマー、モノリシック通気性フィルム、ポリエーテルアミドベースのポリマー、及びエーテル／エステルポリウレタン熱可塑性エラストマーから成る群から少なくとも１つを有するプラスチックフィルムを含むことを特徴とする請求項２１に記載の流体貯留材料。
24. 前記基体は、水に対して非吸収性であることを特徴とする請求項２１に記載の流体貯留材料。
25. 請求項１から２０のいずれかに記載の流体貯留材料を含むことを特徴とするパーソナルケア製品。
26. 請求項２１に記載の流体貯留材料からなるパーソナルケア製品。
27. 請求項２１から２４のいずれかに記載の流体貯留材料を製造する方法であって、
    複数の前記粒子を、該粒子を膨潤又は溶解しない溶媒中にバインダーを含む溶液中に分散させる段階と、
    前記粒子と前記バインダー溶液との配合物を基体に付加する段階と、
    前記バインダーの架橋を誘導する段階と、
    前記表面から前記溶媒を除去する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
28. 請求項２１から２４のいずれかに記載の流体貯留材料を製造する方法であって、
    複数の前記粒子を基体上に分散させる段階と、
    吸水性の前記粒子を膨潤しない溶媒中にバインダーを含む溶液を前記表面に付与する段階と、
    前記バインダーの架橋を誘導する段階と、
    前記表面から前記溶媒を除去する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
29. 請求項２１から２４のいずれかに記載の流体貯留材料を製造する方法であって、
    バインダー組成物を流動可能な状態まで加熱する段階と、
    前記流動可能バインダー組成物を基体上に押出しコーティングする段階と、
    前記複数の粒子を前記バインダー組成物に加える段階と、
    湿った空気に露出することにより前記バインダーの架橋を誘導する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。

Images