JP4739756B2 - 繊維および超吸収体からなる超薄材料 - Google Patents

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Description

本発明は、少なくとも６０℃の温度および少なくとも３バールの圧力でプレスすることによって得ることができる、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）および繊維からなる材料に関する。殊に、本発明は、繊維上でＳＡＰ前駆体混合物から重合させることによって得ることができる材料に関する。更に、本発明は、このような材料の製造法および前記材料の使用に関する。
シート状の繊維構造体は、前世紀の８０年代当初以来公知である。このシート状の繊維構造体は、殊に液状媒体で処理され、繊維構造体上での重合後に吸収性ポリマーを形成する、所謂不織布であることが特徴的である。重合は、全ての公知の方法、例えば照射（ＵＶ、電子線、熱）、添加剤（例えば、酸化還元開始剤）によって開始されうる。液状媒体は、吸収性ポリマーを形成するモノマーおよび場合によってはコモノマーを含有する。架橋剤、他の場合による添加剤、例えば防臭剤、増粘剤、ＳＡＰ微細粉末等は、既に液状媒体中に存在していてもよいし、シート状構造体の処理後に初めてこの液体媒体に添加されてもよい。液状媒体でのシート状構造体の処理は、噴霧、含浸または別の常用の処理方法によって行なうことができる。
シート状の繊維構造体は、公知技術水準、例えば欧州特許第４００８７号明細書、欧州特許第５４８４１号明細書、欧州特許第１２３５００号明細書、欧州特許第１０８６３７号明細書、欧州特許第２２３９０８号明細書、欧州特許第３１５１８５号明細書、ＷＯ ９５／３３８７８、ＷＯ ０１／５６６２５に公知である。
ＳＡＰが繊維に混合されているような、ＳＡＰおよび繊維からなる材料は、公知である。これは、種々の方法で、例えばシート状構造体を製造する過程にＳＡＰを添加する（エアレイド（air laid）またはウェットレイド（wet laid））かまたは繊維材料を既にシート状構造体に形成した後でＳＡＰを添加することによって行なうことができる。更に、ＳＡＰは、種々の方法によって、例えば付着剤によって繊維上に固着させることができる。ＳＡＰは、層として２つの繊維層の間に埋封させることができる（例えば、ＷＯ ９５／３０３９６参照）。
水性液体が吸収されるはずである、衛生範囲内の多数の使用および衛生範囲外の使用のためには、有利に次の性質の多数を有する材料が望まれている：本質的には、液体との接触の際に１つの方向のみに膨脹し、貯蔵費および運搬費を僅かになるように維持するためにプレスされた形で存在し、貯蔵の間、圧力なしにおよび圧力下で液体吸収時に加速される、例えばティーバッグ試験で測定された、水溶液のための高い吸収能を有する、ラミネートの構成成分として使用するのに適している形を維持する。
意外なことに、少なくとも６０℃の温度および少なくとも３バールの圧力でプレスすることによって得ることができる、ＳＡＰおよび繊維からなる材料は、望ましい性質を有することが見い出された。
"超薄"衛生用品を製造するための圧力の作用によるプレスは、ＷＯ ０１／５６６２５に記載されている。しかしながら、この材料は、４８秒間に亘って約５．５バールの圧力（織物面積：０．０５６ｍ２；荷重７０００ポンド）および５０℃の温度に掛けられる。こうして、元来の４．５ｍｍから０．６７ｍｍへのプレスが達成される。この試験条件は、再現され、本発明と比較して２つの差異および欠点が確認された：
ａ）この材料は、寸法安定性でなく、即ち２週間後に、１．５ｍｍまでの膨脹および８週間後に２．４ｍｍまでの膨脹を生じた。
ｂ）本発明において記載された方法により、ＷＯ ０１／５６６２５に記載の材料よりも本質的に薄手ではあるが、極めて柔軟な材料を製造することができる。
ＷＯ ０１／５６６２５の記載により製造することができる、ＳＡＰと繊維とからなる材料、例えばＳＡＰ−不織布複合体は、温度および圧力の作用によってプレスすることができる。
プレスは、圧力作用が発揮される次元で行なわれる。別の２次元は、プレスによって殆んど不変のままである。
プレスは、材料を最初に必要な温度に加熱し、引続き圧力作用させることによって行なうことができ；同様に、この材料は、圧力作用に晒され、引続き必要な温度に加熱されるが；しかし、好ましくは、材料は、圧力と温度の同時の作用下でプレスされる。
材料のプレスは、非連続的に、例えばプレスを用いて、ならびに連続的に、例えばカレンダーを用いて実施されてよい。
本発明の場合、圧力および温度を作用させることは、望ましい性質を有する材料を得るための１つの方法であることを示すことができる。この場合、材料の性質は、温度の変化によって本質的に圧力の変化によるよりも強く影響を及ぼされうる。また、新規の材料を製造するためには、既に３バールからの比較的低い圧力、例えば３バール、３．５バール、４バールまたは４．５バールで十分であることが確認された。好ましくは、５バールまたはそれ以上、例えば５、５．５、６、６．５、７、７．５、８、８．５、９、９．５バールの圧力であり、殊に好ましくは、１０バールを上廻る、例えば１０、１１、１２、１３、１４、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０バールおよびそれ以上の圧力である。これに対して、１００バールを上廻る圧力は、一般に材料の性質をさらに改善することがない。本発明の範囲内での温度は、プレスする材料またはプレスされた材料中での温度である。プレス過程で滞留時間がよりいっそう長い場合（例えば、１分間）には、材料中の温度は、本質的にプレスの表面上での温度に相当する。６０℃を下廻る温度では、一般に不十分である。一般に、６０℃およびそれ以上、例えば６０℃または６５℃の温度が使用される。好ましいのは、７０℃およびそれ以上、即ち例えば７０℃、７５℃、殊に８０℃またはそれ以上、例えば８０℃、８５℃、９０℃、９５℃、１００℃またはそれ以上の温度である。前記温度の場合、最大温度は、材料の滞留時間に依存する。それというのも、材料の熱的崩壊は、回避されるからである。最適な温度範囲は、８０℃〜１８０℃の間にあり、これは、上記の温度と共に、例えば１１０℃、１２０℃、１３０℃、１４０℃、１５０℃、１６０℃または１７０℃の場合の温度である。２００℃を上廻る温度の場合、性質は劣化しうる。
望ましい材料特性は、既に圧力および温度の作用の極めて短い時間の後で達成することができる。一般に、１分間の滞留時間で十分である。よりいっそう長い滞留時間は、一般に支障がないが、しかし、経済的理由から望ましくない。典型的な滞留時間は、１０秒間、２０秒間、３０秒間、４０秒間、５０秒間または６０秒間である。しかし、プレス時間を工業的完成時によりいっそう短くなるように構成する、即ち例えば１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０秒のプレス時間を使用することも可能である。短いプレス時間の場合には、よりいっそう高い温度が使用される。短い滞留時間は、プレスされた材料を連続的に、例えばカレンダーまたはロールミルで製造することができることにとって決定的なことである。
圧力および温度を作用させることによって、元来の厚さの２０％以下、有利に１５％以下、殊に１０％以下へのプレスが達成される。
本発明に関連してＳＡＰは、超吸収性ポリマーである。超吸収性ポリマーは、０．９％のＮａＣｌ溶液を用いるＣＲＣ試験で少なくとも１０倍の質量を吸収することが特徴的である。ＳＡＰは、公知技術水準から公知であり、本発明においては、有利にポリアクリレートを基礎とする。ＳＡＰは、全ての形、例えば粒子状でか、繊維としてか、フィルムとしてか、またはフォームとして存在することができ、この場合粒子状が好ましい。種々のＳＡＰおよびその製造は、例えばＷＯ ０１／５６６２５、第３頁第３７行ないし第１９頁第１６行に記載されている。
繊維は、本発明に関連して、公知技術水準のＳＡＰと組み合わされた全ての繊維である。好ましい繊維は、不織布として存在する繊維である。好ましい繊維は、例えばＷＯ ０１／５６６２５、第１９頁第４０行ないし第２０頁第２７行に記載されている。
プレスするとは、材料の表面上に力を作用させることである。これは、古典的なプレス、カレンダーまたは別の適当な手段によって行なうことができる。
本発明によれば、第１に水の添加時（蒸留水）または水性液体の添加時（０．９％のＮａＣｌ溶液）に１次元で少なくとも５倍膨脹し、別の２次元で２０％未満膨脹する材料が提供される。
水または水性液体の作用によって、前記材料は、殆んど１次元の膨脹挙動を示す。ｘ軸およびｙ軸において、水中での膨脹率は、一般に２０％以下、有利に１８％以下、１６％以下、１４％以下または１２％以下、特に有利に１０％以下、８％以下、７％以下または６％以下、殊に５％以下、４％以下、３％以下、２％以下またはまさに１％であり、ｚ軸においては、前記材料は、５倍より高く、６倍より高くまたは７倍より高く、有利に８倍より高く、または９倍より高く、殊に１０倍より高く、１１倍より高く、１２倍より高く、１３倍より高く、１４倍より高くまたはまさに１５倍以上高く膨脹する。
前記材料は、圧力および温度の作用後に寸法安定性であり、即ち前記材料がプレスされた寸法の方向に前記材料は、全く膨脹しないかまたは僅かにのみ膨脹する。
本発明による材料は、好ましくはプレス直後の厚さに対して１００％未満、有利に８０％未満、よりいっそう有利に６０％未満、殊に５０％未満のプレスから６０日後の厚さの増加率を有する。
本発明による材料は、好ましくは材料の加圧および温度処理によりＳＡＰの現場での重合（上記の定義と同様に、公知技術水準から公知）によって得ることができる。
本発明による超薄材料の製造のために、殊にＷＯ ０１／５６６２５に記載の織物は、適している。ＳＡＰは、特に前記の織物上で重合するが、しかし、例えばＳＡＰが織物中に散在されているかまたは織物上に接着されているような材料も本発明によればプレスされることができる。
出発材料にプレス前に添加剤を添加することは、可能である。これは、例えば添加剤もしくは添加剤溶液の噴霧、含浸ならびに固体添加剤の散在または接着によって行なうことができる。添加剤としては、例えばフレーバーおよび芳香化学薬品、殺生剤および他の臭い抑制剤、他の作用物質、肥料および栄養素、染料、界面活性剤、塩、ポリマー、柔軟剤等が挙げられる。
更に、本発明によるラミネート（多層材料）を製造することが可能である。この場合には、”サンドイッチ構造体”、即ち同一の材料からなる上層と下層との間に上層および下層とは異なる第２の層が存在するサンドイッチ構造体ならびに２つまたは多数の（部分的に）異なる層を有する構造体が可能である。
例えば、出発材料は、木綿織物、ポリエステル織物、木綿−ポリエステル混紡、紙、厚紙は、１分間のプレスによって１５０℃および８０バールでラミネートに変えることができ、この場合出発材料は、同時にプレスされ、構成成分を結び付けて一体化することを生じる。
本発明によれば、プレスによって少なくとも０．５ｇ／ｃｍ３、有利に少なくとも０．６ｇ／ｃｍ３、よりいっそう有利に少なくとも０．７ｇ／ｃｍ３、特に有利に０．８ｇ／ｃｍ３、殊に有利に少なくとも１つの０．９ｇ／ｃｍ３、殊に少なくとも１ｇ／ｃｍ３まで、およびそれ以上の密度を有する材料を得ることができる。最大の密度は、一般に１．２ｇ／ｃｍ３以下である。密度は、プレス前に典型的には約０．０５ｇ／ｃｍ３である。前記材料は、プレス後に柔軟であるので、プレスされた材料は、出発生成物よりも本質的に僅かな堆積を占める。
密度は、単位体積当たりの材料の質量であり、この場合体積は、材料の膨脹率（長さ＊幅＊厚さ）に言及される。
保持率に対するティーバッグの比は、０．９％のＮａＣｌ溶液中で通常、１．７より大きく、有利に１．９より大きく、よりいっそう有利に２より大きく、殊に２．２より大きい（ＳＡＰ顆粒の場合、値は、１．２〜１．５程度の大きさである）。この高い値は、プレス材料がＳＡＰ顆粒よりも高い量の水を吸収する状態にあることを意味する。これは、高い吸水量が展開された織物構造体中の細孔（スポンジ効果）によって生じるので可能である。急速な吸水の後、水は、引続きＳＡＰによって吸収されることができる（水の蓄積）。それによって、プレスされた本発明による材料により、毛羽およびＳＡＰと比較可能な特性プロフィールが明らかになる。
本発明による材料は、０．９％のＮａＣｌ溶液中での保持の際に有利に３ｇ／ｃｍ３より大きく、よりいっそう有利に５ｇ／ｃｍ３より大きく、殊に６．５ｇ／ｃｍ３より大きく、またはまさに７ｇ／ｃｍ３の値を有する。
保持率（ｇ／ｇの単位であっても）は、プレスされた材料を用いた場合にプレスされていない材料を用いた場合よりも高い。それによって、プレスは、出発材料が有する性質よりも良好な性質を有する材料を生じる。プレスのための温度がよりいっそう高く選択されればされる程、保持率はますます高くなる。
プレスされた材料を高い水蒸気濃度を有する雰囲気中に置いた場合には、材料は、柔軟になる。
本発明よる材料は、有利にプレスされていない材料と比較して少なくとも２倍であるＦＳＥＶを６０秒後に有する。
更に、本発明による材料は、プレスされていない材料と比較して少なくとも６０％高いＦＳＥＶを２分後に有する。
本発明による材料は、プレスされていない材料と比較して少なくとも２倍であるＥＶＵＬを６０秒後に有する。
更に、本発明による材料は、プレスされていない材料と比較して少なくとも６０％高いＥＶＵＬを２分後に有する。
本発明による材料は、５ｇ／ｃｍ３より大きいかまたは６．５ｇ／ｃｍ３より大きく、有利に９ｇ／ｃｍ３より大きく、よりいっそう有利に１０ｇ／ｃｍ３、特に有利に１１ｇ／ｃｍ３より大きく、殊に１２ｇ／ｃｍ３より大きいかまたはまさに１３ｇ／ｃｍ３より大きい、０．９％のＮａＣｌ溶液中でのＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）を有利に有する。
本発明による材料は、水蒸気を吸収するための（多層）材料として適している。この性質は、交換可能であり、多数の吸収／乾燥作業周期の場合も得ることができる。
前記材料は、なかんずく水または水性液体、殊に体液を吸収するための次の使用に有利に使用することができる：衛生用品（例えば、所謂乳児用おむつまたは成人失禁用用品、生理帯等中の吸収コア層、貯蔵層および／または収集層）、ベッド用下敷き、外科用ドレープ生地、創傷用接触材料、湿布、動物用トイレのための下敷き、玄関マット、雪を吸収するためのマット、室内空調の改善手段、座席および横臥用家具中の空調改善手段、靴底および靴インサート、衣服の心地、衣料品、テーブルクロス、ナプキン、クリーニングクロス、例えば建築分野におけるシール材またはシール材用基材、内部管シールおよび外部管シール、ケーブル外被、建築工業における絶縁材およびシール材、屋根部材（水バリヤーおよび水蒸気バリヤー）、埋立のためのシーリング部材、洪水制御手段（建物防御手段、タンクシステム）、水路、トンネル建設、道路建設、ボーリングのためのパイプライナー、輸送および貯蔵のための乾燥剤（例えば、穀類）、耐侵食作用を含む耕地のためのフィルム、植物のための下敷き、塊状根茎のための外被、種子を発芽させるためのマット、観賞用植物のためのマット（バルコニー用ケース等）、上昇する水および地下水に抗する土壌中のシール材料、土壌の汚染除去手段（重金属塩の除去手段）、廃棄物用バッグ、包装品、湿潤した品物および水を放出する品物を運搬するための吸引マット、ラミネート、フィルター、防火手段。
勿論、プレスされた材料は、出発材料よりも僅かな表面積、ひいては僅かな吸水速度を有する。吸水速度は、例えば表面積を拡大することによって高めることができる。適当な手段は、例えば表面の粗面化または構造を与え表面積を拡大する要素の存在下でのプレスである。
基材としては、ＢＡＳＦ ＡＧ社のルクアフリース（Luquafleece） ISが使用される。通常、２０〜２０００ｇ／ｍ２の単位面積当りの質量を有するフリースが使用されてよい。次の実施例においては、単位面積当りの質量１００ｇ／ｍ２を有するＰＥＴフリースが使用された（Sandler社のSawafill 8135）。ルクアフリース（Luquafleece） ISは、ＷＯ ０１／５６６２５の実施例９と同様に上記の不織布をＳＡＰ２００ｇ／ｍ２で負荷すること（それぞれ１００ｇ／ｍ２での両面被覆）によって製造されることができる。また、一般に５０ｇ／ｍ２〜１０００ｇ／ｍ２の間にある別の負荷物を使用してもよい。負荷は、片面または両面に行なうことができる。好ましいのは、１００ｇ／ｍ２〜３００ｇ／ｍ２の負荷物である。
比較として、ＷＯ ０１／５６６２５に記載の条件下で１つの材料がプレスされ、試験された。この材料は、"比較材料"と呼ばれる。
５、１０、８０および１６０バールならびに５０、１００、１５０および２００℃で製造された試験体は、それぞれ０．９％のＮａＣｌ溶液中ならびに蒸留水中で測定された。次の記載は、試験結果につき形成されうる：
本発明による材料が最も明らかにルクアフリースおよびＷＯ ０１／５６６２５の記載により製造されたプレスされた材料と区別されるような試験方法は、ＣＲＣならびに"吸収された液体ｇ／ｃｍ３"の度量衡単位を用いる試験方法である。
保持率またはＣＲＣは、ＷＯ ０１／５６６２５、第３０頁第４０行以降の記載と同様に測定された。
ＡＵＬまたはＡＡＰは、ＷＯ ０１／５６６２５、第３０頁第１６行以降の記載と同様に測定された。ティーバッグは、遠心分離をすることなく記載されているにすぎない保持率と同様に測定された。
本発明による材料にとって典型的な値は、次の概要に記載されており、この場合括弧内には、プレスされていない出発材料の値およびＷＯ ０１／５６６２５に記載により低い温度でプレスされた材料の値が記載されている。
保持率（０．９％のＮａＣｌ溶液中で）：６〜８．２ｇ／ｇ（５．８ｇ／ｇおよび５．９ｇ／ｇ）、
保持率（０．９％のＮａＣｌ溶液中で）：１５００〜２２００ｇ／ｍ２（１４９５ｇ／ｍ２および１３４６ｇ／ｍ２）、
保持率（０．９％のＮａＣｌ溶液中で）：４〜７．５ｇ／ｇ（０．３ｇ／ｃｍ３および０．４ｇ／ｃｍ３）、
ティーバッグ（０．９％のＮａＣｌ溶液中で）：１０〜２０ｇ／ｃｍ３（０．８ｇ／ｃｍ３および１．３ｇ／ｃｍ３）、
密度：０．５〜１．２ｇ／ｃｍ３（０．０５ｇ／ｃｍ３および０．０７ｇ／ｃｍ３）、
伸び乗数（０．９％のＮａＣｌ溶液中で）：１０〜２１（１．１および１．７）、
ＡＡＰ（０．９％のＮａＣｌ溶液中で；０．７ｐｓｉ）：１０．５〜１２．５ｇ／ｇ（１３ｇ／ｇおよび１２．３ｇ／ｇ）、
ＡＡＰ（０．９％のＮａＣｌ溶液中で；０．７ｐｓｉ）：２５００〜３６００ｇ／ｍ２（３３００ｇ／ｍ２および２９６８ｇ／ｍ２）、
ＡＡＰ（０．９％のＮａＣｌ溶液中で；０．７ｐｓｉ）：６〜１４ｇ／ｃｍ３（０．６ｇ／ｇおよび１．０ｇ／ｃｍ３）。
保持率（蒸留水中で）：１３．５〜１９ｇ／ｇ（１３．３ｇ／ｇおよび１２．９ｇ／ｇ）、
保持率（蒸留水中で）：４００００〜５４００ｇ／ｍ２（３４５５ｇ／ｍ２および３１０６ｇ／ｍ２）、
保持率（蒸留水中で）：１０〜１６．５ｇ／ｇ（０．７ｇ／ｃｍ３および０．９ｇ／ｃｍ３）、
ティーバッグ（蒸留水中で）：１５〜３３ｇ／ｃｍ３（１．３ｇ／ｃｍ３および３．０ｇ／ｃｍ３）、
伸び乗数（蒸留水中で）：１５〜３３（１．５および２．２）、
ＡＡＰ（蒸留水中で）：１８〜２２．５ｇ／ｇ（１８．９ｇ／ｇおよび１９．５ｇ／ｇ）、
ＡＡＰ（蒸留水中で；０．７ｐｓｉ）：５０００〜６２００ｇ／ｍ２（４７５０ｇ／ｍ２および４７３５ｇ／ｍ２）、
ＡＡＰ（蒸留水中で；０．７ｐｓｉ）：１０〜２２ｇ／ｃｍ３（０．９ｇ／ｇおよび１．４ｇ／ｃｍ３）。
ＳＡＰなしの不織布は、原則的にルクアフリース（Luquafleece） ISとは別の性質を示す。なお、プレスされた不織布とプレスされたルクアフリース（Luquafleece） ISとの間には、よりいっそう強い差異が存在する。純粋な不織布は、スポンジ効果のためにＮａＣｌ中で３７ｇ／ｇの高いティーバッグ値を有し、この効果の場合、塩含量は、役を演じないので、３８ｇ／ｇを用いた場合には、蒸留水中で同一の値を有する。ＣＲＣ値は、同じ理由から０．４ｇ／ｇで２つの記載された媒体中で極めて低く；それというのも、遠心分離によって、液体は、殆んど完全に織物から除去されるからである。
不織布を圧力および温度の作用によってプレスする場合には、この不織布は、水の存在下で膨潤されない。それに応じて、ティーバッグ値およびＣＲＣ値は低い。２００℃および８０バールで１分間プレスされた不織布は、０．９％のＮａＣｌ溶液中で１．９ｇ／ｇのティーバッグ値および０．３ｇ／ｇのＣＲＣを示した。プレスされた材料の厚さは、０．１ｍｍで不変のままであった。この結果は、ｚ軸方向への膨潤がＳＡＰの存在下でのみ可能であることを示す。
本発明による超薄材料は、原理的にＳＡＰ顆粒または粉末を不織布中に散乱させ、ＳＡＰを場合によっては接着剤で不織布上で固定するかまたは別の技術によって織物上で固定することにより製造することもできる。物理的性質がプレスされたシート状の繊維構造体の物理的性質と同様であるとしても、交換可能であるように不織布上に固定されている製品は、ＳＡＰが膨潤によって水の存在下に再び不織布から剥離されるという欠点を有する。これに反して、"シート状の繊維構造体"上に重合されているプレスされた材料の場合、ＳＡＰは、繊維上に堅固に固定されており、水の存在下でも再び剥離されることはない。
寸法安定性
プレスされた材料は、寸法安定性であり、即ち長い貯蔵後も室温および有利に６０％未満の相対空気湿度で材料は、膨脹しないかまたは非本質的にのみ膨脹するにすぎない。この寸法安定性は、６０℃を上廻る温度および５バールを上廻る圧力でプレスされた全ての試験体の場合に確認された。これとは異なり、ＷＯ ０１／５６６２５の記載により製造された比較材料の場合、上記条件下で材料が膨脹した：
試験体[ｍｍ] プレス直後の厚さ[ｍｍ] ６０日後の厚さ
１ ０．８ ２．４
２ ０．７ １．８
３ ０．７ １．９
４ ０．８ ２．３
時間に依存した膨脹体積
ＷＯ ０１／５６６２５中には、この特性値が記載されている（第３１頁第３３行以降−ＦＳＥＶ）。２００ｇ／ｍ２のＳＡＰ負荷の場合には、０．９％のＮａＣｌ溶液中で次の値が記載された：
５秒 １．４ｍｌ
１０秒 ２．２ｍｌ
３０秒 ４．３ｍｌ
６０秒 ５．９ｍｌ
１２０秒 ７．３ｍｌ
３００秒 ８．５ｍｌ
６００秒 ９．０ｍｌ。
異なる圧力および温度（時間：１分間）でプレスされた材料を用いた場合には、次の値が測定された。ＷＯ ０１／５６６２５の記載により製造された試験体は、"比較"と呼ばれる（５バール、４秒、５０℃）。
Figure 0004739756
前記値は、本発明による材料のＦＳＥＶ値（８０バール／１５０℃を除外して）が既に３０〜６０秒後に、ＷＯ ０１／５６６２５に記載されたプレスされた材料のＦＳＥＶ値よりも明らかに高いことを示す。前記値は、同様に最終値がほぼ３０秒後に殆んど達成されていることを示す。
膨脹体積を０．５ｐｓｉの圧力作用下（ＥＶＵＬ、ＷＯ ０１／５６６２５、第３２頁、第６行以降）で実現させることにより、測定を実施する場合には、同様の表が明らかになる：
Figure 0004739756
０．５ｐｓｉの圧力下での吸水の場合には、本発明による方法により製造された試験体は、比較試験体よりも急速である。単に８０℃／１５０バールで製造された試験体は、１０秒後に同じ値を生じるが、しかし、全ての別の測定結果は、この場合も比較試験体よりも良好である。
水蒸気の吸収
プレスされた材料は、有効量の水蒸気を吸収し、低い相対空気湿度で再び放出する状態にある（ルクアフリース（Luquafleece） ISと比較可能な性質）。１６０バールおよび異なる温度で１分間プレスした種々の試験体断片（それぞれ１００×１００ｍｍ）は、室温で２４時間デシケーター中で９５％の相対空気湿度で貯蔵された。引続き、試験体は、２３℃および４５％の相対空気湿度で空気に接するようにして乾燥された。結果は、第Ａ表から認めることができる。引続き、試験体は、再び２４時間デシケーター中で９５％の相対空気湿度で貯蔵され、その後に再び室温および４５％の相対空気湿度で乾燥された。この作業周期は、３回実施された。３回目の作業周期後の結果は、第Ｂ表の記載から認めることができる。
Figure 0004739756
実施例
試験のためには、面積３０×５０ｍｍの試験体が使用された。ＡＡＰ試験のためには、６ｃｍの直径を有する円形断片が使用された（面積２８．３ｃｍ２）。試験は、０．７ｐｓｉで実施された。
３０×５０ｍｍの試験体を測定した場合、本質的にｚ軸方向への膨潤が観察された。ｘ軸方向またはｙ軸方向には、約１０％の膨潤が測定され、第３の寸法は、不変のままであった（１つの軸方向には、織物は、別の寸法の場合よりも簡単に膨脹可能である）。
全ての試験は、ＳＡＰのための常用の標準法により実施された。
例１
ルクアフリース（Luquafleece） ISを１００℃および１６０バールで１分間プレスした。３０×５０ｍｍの試験体を測定した。この場合には、蒸留水中で次のデータを得ることができた：
プレスされた材料の厚さ：０．３ｍｍ
ＣＲＣ：１５．６ｇ／ｇ
ＣＲＣ：４９０５ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：３０．６ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：１６．４ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：０．９８４ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：３１．０
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１９．１ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：５６８９ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１９．０ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
例２
ルクアフリース（Luquafleece） ISを１００℃および８０バールで１分間プレスした。３０×５０ｍｍの試験体を測定した。この場合には、蒸留水中で次のデータを得ることができた：
プレスされた材料の厚さ：０．３ｍｍ
ＣＲＣ：１５．７ｇ／ｇ
ＣＲＣ：４５９２ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：３１．７ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：１５．３ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：１．０４２ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：２８．７
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１９．８ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：５４７７ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１８．２ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
例３
ルクアフリース（Luquafleece） ISを１５０℃および８０バールで１分間プレスした。３０×５０ｍｍの試験体を測定した。この場合には、蒸留水中で次のデータを得ることができた：
プレスされた材料の厚さ：０．２５ｍｍ
ＣＲＣ：１４．６ｇ／ｇ
ＣＲＣ：３３２６ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：３２．９ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：１６．６ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：０．９６９ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：３２．５
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１９．２ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：４３８２ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：２１．９ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
例４
ルクアフリース（Luquafleece） ISを２００℃および８０バールで１分間プレスした。３０×５０ｍｍの試験体を測定した。この場合には、蒸留水中で次のデータを得ることができた：
プレスされた材料の厚さ：０．２５ｍｍ
ＣＲＣ：１８．４ｇ／ｇ
ＣＲＣ：４５７７ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：３０．０ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：１５．３ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：０．９５９ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：２８．０
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：２２．４ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：６１８４ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：２０．６ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
例５
ルクアフリース（Luquafleece） ISを１５０℃および１０バールで１分間プレスした。３０×５０ｍｍの試験体を測定した。この場合には、蒸留水中で次のデータを得ることができた：
プレスされた材料の厚さ：０．４ｍｍ
ＣＲＣ：１６．１ｇ／ｇ
ＣＲＣ：４８３０ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：２４．５ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：１２．２ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：０．６９７ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：２２．３
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：２０．９ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：６０４２ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１５．１ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
比較例１（ルクアフリース（Luquafleece） IS）
ルクアフリース（Luquafleece） ISの厚さ：５．３ｍｍ
ＣＲＣ：１３．３ｇ／ｇ
ＣＲＣ：３４５５ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：１．３ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：０．７３ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：０．０５１ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：１．５
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１８．９ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：４７５０ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：０．９ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
比較例２（ルクアフリース（Luquafleece） ISを６バールおよび５０℃で４８秒間プレスした）
プレスされた材料の厚さ：３．１ｍｍ
ＣＲＣ：１２．９ｇ／ｇ
ＣＲＣ：３１０６ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：２．０ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：０．９ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：０．０７４ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：２．２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１９．５ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：４７３５ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１．４ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
低い温度で圧力を上昇させることにより、有効な改善は、生じない。これは、次の例により証明されるはずである。
比較例３（ルクアフリース（Luquafleece） ISを８０バールおよび５０℃で６０秒間プレスした）
プレスされた材料の厚さ：０．８ｍｍ
４週間後のプレスされた材料の厚さ：１．２ｍｍ
ＣＲＣ：１２．５ｇ／ｇ
ＣＲＣ：２７３０ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：３．０ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：１．９ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：０．１５９ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：４．６
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１８．４ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：４２７６ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：３．１ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
例６
ルクアフリース（Luquafleece） ISを１００℃および１６０バールで１分間プレスした。３０×５０ｍｍの試験体を測定した。この場合には、０．９％のＮａＣｌ溶液中で次のデータを得ることができた：
プレスされた材料の厚さ：０．３ｍｍ
ＣＲＣ：６．５ｇ／ｇ
ＣＲＣ：２０６９ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：１９．４ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：６．９ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：０．９７７ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：１９．０
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１０．６ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：３３５７ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１１．２ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
例７
ルクアフリース（Luquafleece） ISを１００℃および８０バールで１分間プレスした。３０×５０ｍｍの試験体を測定した。この場合には、０．９％のＮａＣｌ溶液中で次のデータを得ることができた：
プレスされた材料の厚さ：０．３ｍｍ
ＣＲＣ：７．３ｇ／ｇ
ＣＲＣ：２１５１ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：１９．５ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：７．２ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：１．０７３ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：１９．３
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１１．３ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：３０３９ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１０．１ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
例８
ルクアフリース（Luquafleece） ISを１５０℃および１６０バールで１分間プレスした。３０×５０ｍｍの試験体を測定した。この場合には、０．９％のＮａＣｌ溶液中で次のデータを得ることができた：
プレスされた材料の厚さ：０．２５ｍｍ
ＣＲＣ：６．４ｇ／ｇ
ＣＲＣ：１４８９ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：１６．５ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：７．４ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：１．１１３ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：２０．０
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１１．２ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：２６５０ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１３．３ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
例９
ルクアフリース（Luquafleece） ISを１５０℃および８０バールで１分間プレスした。３０×５０ｍｍの試験体を測定した。この場合には、０．９％のＮａＣｌ溶液中で次のデータを得ることができた：
プレスされた材料の厚さ：０．２５ｍｍ
ＣＲＣ：６．５ｇ／ｇ
ＣＲＣ：１４９０ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：２０．１ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：７．５ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：１．００６ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：２０．５
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１１．７ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：２７９２ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１４．０ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
例１０
ルクアフリース（Luquafleece） ISを１５０℃および１０バールで１分間プレスした。３０×５０ｍｍの試験体を測定した。この場合には、０．９％のＮａＣｌ溶液中で次のデータを得ることができた：
プレスされた材料の厚さ：０．４ｍｍ
ＣＲＣ：６．９ｇ／ｇ
ＣＲＣ：２１２８ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：１０．５ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：４．３ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：０．５９０ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：１１．２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１２．３ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：３２５１ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：６．５ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
例１１
ルクアフリース（Luquafleece） ISを２００℃および１６０バールで１分間プレスした。３０×５０ｍｍの試験体を測定した。この場合には、０．９％のＮａＣｌ溶液中で次のデータを得ることができた：
プレスされた材料の厚さ：０．２２ｍｍ
ＣＲＣ：８．２ｇ／ｇ
ＣＲＣ：２２３０ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：１５．５ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：７．４ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：１．０４３ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：１８．９
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１１．８ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：３２５１ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１０．９ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
比較例４（ルクアフリース（Luquafleece） IS）
ルクアフリース（Luquafleece） ISの厚さ：５．２ｍｍ
ＣＲＣ：５．８ｇ／ｇ
ＣＲＣ：１４９５ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：０．８ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：０．３ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：０．０４７ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：１．１
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１３．０ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：３３００ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：０．６ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
比較例５（ルクアフリース（Luquafleece） ISを６バールおよび５０℃で４８秒間プレスした）
プレスされた材料の厚さ：３．１ｍｍ
ＣＲＣ：５．９ｇ／ｇ
ＣＲＣ：１３４６ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：１．３ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：０．４ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：０．０７２ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：１．７
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１２．３ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：２９６８ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１．０ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
低い温度で圧力を上昇させることにより、有効な改善は、生じない。これは、次の例により証明されるはずである。
比較例６（ルクアフリース（Luquafleece） ISを８０バールおよび５０℃で６０秒間プレスした）
プレスされた材料の厚さ：０．８ｍｍ
４週間後のプレスされた材料の厚さ：１．２ｍｍ
ＣＲＣ：５．８ｇ／ｇ
ＣＲＣ：１３３０ｇ／ｍ２
ティーバッグ値：１．０ｇ／ｃｍ３＊）
保持率：０．３ｇ／ｃｍ３＊）
使用された材料の密度：０．１８４ｇ／ｃｍ３
ｚ軸方向への膨脹係数：２．８
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：１１．７ｇ／ｇ
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：２６８６ｇ／ｍ２
ＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）：３．０ｇ／ｃｍ３
＊） この記載は、使用された材料に関するものである。
超薄材料の硬さの影響
硬さおよび湿分吸収速度は、例えば軟質化化学薬品を添加するかまたは超薄材料の表面を構造化（拡大）することによって影響を及ぼすことができる。軟質化化学薬品については、例えば第三アルカノールアミンがこれに該当する。この場合、ＳＡＰの遊離酸基は、好ましくは少なくとも２０モル％が中和されている。好ましいアルカノールアミンは、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルアミノジグリコール、ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ′−テトラ（ヒドロキシエチル）エチレンジアミンの群から選択されている。この方法それ自体は、新規ではないが、しかし、超吸収性平板状製品の場合に吸水能に影響を及ぼす。それと共に、超薄材料は、微少量の水を意図的に添加することによって軟質化することができる。軟質化の効果を示す方法を組み合わせてもよい。湿分のできるだけ均一な上昇を達成させるために、前記材料は、有利に水蒸気または霧状水で処理される。しかし、柔軟さを維持するために、引続き材料を気密に包装することが必要とされる。
硬さの変化は、例えばボールが定義された道程で前記材料中に押圧され、この道程に必要とされる力を測定するような装置で測定されることができる。超薄材料は、室温で２４時間飽和された水蒸気雰囲気中に置かれた。この材料は、この時間の間に湿分材料の固有質量の７０％の湿分を吸収した。２４時間後に、試験体は、この雰囲気から取り出され、ボールを１０ｍｍの深さで前記材料中に押圧するのに必要とされる力が測定された。数時間の周期で測定を繰り返した。前記材料は、前記時間の間に２４℃で５０％の相対湿度を有する環境中に存在し、即ち湿分含量は、前記時間の間に絶えず減少し、７時間後に出発値を再び殆んど達成した。
次の湿分含量（湿分蓄積前に使用された材料に対して）が測定された：
飽和された水蒸気雰囲気中で２４時間後に７０％、
２４℃および５０％の相対空気湿度で１時間後に４０％、
２４℃および５０％の相対空気湿度で３時間後に１１％、
２４℃および５０％の相対空気湿度で７時間後に１％。
硬さの測定に使用される材料は、１６０バールおよび異なる温度で１分間プレスされたものであった。次の測定値（１０ｍｍの道程）を得ることができた：
試験体１（２００℃／１６０バール）：
力：８Ｎ 直ちに測定、１０Ｎ １時間後に測定、２１Ｎ ３時間後に測定、３３Ｎ ７時間後に測定、
試験体２（１５０℃／１６０バール）：
力：７Ｎ 直ちに測定、９Ｎ １時間後に測定、１８Ｎ ３時間後に測定、２４Ｎ ７時間後に測定、
試験体３（５０℃／１６０バール）：
力：８Ｎ 直ちに測定、１１Ｎ １時間後に測定、１６Ｎ ３時間後に測定、１９Ｎ ７時間後に測定、
比較：ルクアフリース（Luquafleece） IS
力：４Ｎ 直ちに測定、４．５Ｎ １時間後に測定、６Ｎ ３時間後に測定、１０Ｎ ７時間後に測定。
前記材料は、湿分含量が減少するとよりいっそう硬くなることを明らかに確認することができる。更に、前記測定値により、ボールを１０ｍｍ乾燥したルクアフリース（Luquafleece）中に押圧するためには、７０％の湿分含量を有する超薄材料の場合とほぼ同じ力を使用しなければならないことを確認することができる。

Claims (20)

  1. 超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）をシート状の繊維構造体上で重合させ、少なくとも６０℃の温度および少なくとも３バールの圧力でプレスすることによって得ることができる、ＳＡＰおよび繊維からなる材料。
  2. 少なくとも７０℃の温度でプレスすることによって得ることができる、請求項１記載の材料。
  3. 少なくとも８０℃の温度でプレスすることによって得ることができる、請求項１記載の材料。
  4. 少なくとも５バールの圧力でプレスすることによって得ることができる、請求項１から３までのいずれか１項に記載の材料。
  5. 少なくとも１０バールの圧力でプレスすることによって得ることができる、請求項１から３までのいずれか１項に記載の材料。
  6. 水の添加時に１次元で少なくとも５倍膨脹し、別の２次元で２０％未満膨脹する、請求項１から５までのいずれか１項に記載の材料。
  7. 水の添加時に１次元で少なくとも１０倍膨脹し、別の２次元で１０％未満膨脹する、請求項１から６までのいずれか１項に記載の材料。
  8. 少なくとも０．５ｇ／ｃｍ３の密度ないし１．２ｇ／ｃｍ３の密度を有する、請求項１から７までのいずれか１項に記載の材料。
  9. ティーバッグと０．９％のＮａＣｌ溶液中での保持率との比が２より大きい、請求項１から８までのいずれか１項に記載の材料。
  10. ０．９％のＮａＣｌ溶液中での保持率が３ｇ／ｃｍ３より大きい、請求項１から９までのいずれか１項に記載の材料。
  11. プレスから６０日後の厚さの増加率がプレス直後の厚さに対して１００％未満である、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の材料。
  12. ＦＳＥＶが６０秒後にプレスされていない材料と比較して少なくとも２倍である、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の材料。
  13. ＦＳＥＶが２分後にプレスされていない材料と比較して少なくとも６０％高い、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の材料。
  14. ＥＶＵＬが６０秒後にプレスされていない材料と比較して少なくとも２倍である、請求項１から１３までのいずれか１項に記載の材料。
  15. ＥＶＵＬが２分後にプレスされていない材料と比較して少なくとも６０％高い、請求項１から１４までのいずれか１項に記載の材料。
  16. ０．９％のＮａＣｌ溶液中でのＡＡＰ（０．７ｐｓｉ）が５ｇ／ｃｍ３より大きい、請求項１から１５までのいずれか１項に記載の材料。
  17. 請求項１から１６までのいずれか１項に記載の材料を含有する多層材料。
  18. 水蒸気を吸収するための請求項１から１７までのいずれか１項に記載の材料および多層材料の使用。
  19. 水または水性液体を吸収するための請求項１から１７までのいずれか１項に記載の材料および多層材料の使用。
  20. プレスされた材料を製造する方法において、ＳＡＰをシート状の繊維構造体上で重合させることによって得ることができるＳＡＰ、および繊維を含有する、６０℃を超える温度および３バールを超える圧力でのプレスによって得ることができるプレスされた材料を製造する方法。
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