JP4847643B2 - 多成分系高吸収性繊維 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明に関連する特許明細書
本発明は、係属中の米国特許第０９／１７９５５３号明細書、１０月２８日、１９９８年の一部継続出願であり、この場合、これは、係属中の米国特許第０９／１２０６７４号明細書、７月２２日、１９９８年の一部継続出願であり、この場合、これは、係属中の米国特許第０８／９７４１２５号明細書、１１月１９日、１９９７年の一部継続出願である。
【０００２】
本発明の属する分野
本発明は、少なくとも一つの酸性吸水性樹脂および少なくとも一つの塩基性吸水性樹脂を含有する、繊維形態の多成分系高吸収性粒子に関する。それぞれの多成分系高吸収性繊維は、塩基性樹脂のマイクロドメイン（microdomain）少なくとも一つと接触するか、または近接する、少なくとも一つの酸性樹脂のマイクロドメインを有する。また、本発明は、（ａ）多成分系吸収性繊維および（ｂ）酸性吸水性樹脂の粒子、塩基性吸水性樹脂の粒子、またはこれらの混合物の粒子を含有する混合物に関する。
【０００３】
背景技術
吸水性樹脂は、生理用品、衛生用品、ぬぐい布、保水剤、脱水剤、スラッジ凝固剤、使い捨てタオルおよびバスマット、使い捨てドアマット、増粘剤、ペットのための使い捨て寝わらマット（litter mat）、凝縮防止剤、および種々の化学製品のための放出調整剤中で、広範囲に使用されている。
【０００４】
吸水性樹脂は、合成かまたは非合成の天然物質および合成ポリマーを含む、種々の化学的形態で、例えば、デンプンアクリロニトリルグラフトポリマーの加水分解生成物、カルボキシメチルセルロース、架橋されたポリアクリレート、スルホン化ポリスチレン、加水分解されたポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、およびポリアクリロニトリル中で得ることができる。
【０００５】
このような吸水性樹脂は、“高吸収性ポリマー”またはＳＡＰｓと呼ばれ、かつ典型的には軽度に架橋された親水性ポリマーである、ＳＡＰｓは、一般には、ゴールドマンら（Goldman et al.）、米国特許第５６６９８９４号明細書および第５５５９３３５号明細書中で記載されており、この場合、この開示は、本明細書中で参考のために記載されている。ＳＡＰｓは、その化学的同一性において異なっていてもよいが、しかしながら、すべてのＳＡＰｓは中圧下であっても、それ自体の重量の数倍と等しい水性流体の量を吸収および保持する能力を有する。例えば、ＳＡＰｓは、それ自体の重量の１００倍またはそれ以上の蒸留水を吸収することができる。拘束圧下で水性流体を吸収する能力は、衛生製品、例えば、おむつに使用されるＳＡＰｓに関して重要な条件である。
【０００６】
本明細書中で使用される“ＳＡＰ粒子”の用語は、乾燥状態での高吸収性ポリマー粒子、特に全く水を含まない粒子から粒子重量を下廻る水の量を含む粒子に関する。“ＳＡＰゲル”または“ＳＡＰヒドロゲル”の用語は、水和状態での高吸収性ポリマー、特に、水中で少なくともそれ自体の重量を吸収し、かつ典型的には水中でそれ自体の重量の数倍を吸収する粒子に関する。本明細書中で開示されたＳＡＰ粒子は、繊維の形である。
【０００７】
ＳＡＰｓの著しい膨潤特性および吸収特性は、（ａ）ポリマー鎖中の電荷間の静電反発力、および（ｂ）対イオンの浸透圧に帰因する。しかしながら、これらの吸収特性が、電解質を含む溶液中、例えば塩類液、尿および血液中で著しく減少することは公知である。ポリマーは、このような生理学的流体の存在下であまり効果的には機能しない。
【０００８】
電解質を含有する液体の減少した吸収性は、脱イオン水および０．９重量％の塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）溶液中で、典型的な、市販のＳＡＰ、特にナトリウム ポリアクリレートの吸収特性によって例証される。ナトリウム ポリアクリレートは、０ｐｓｉで、脱イオン水 １４６．２ｇ／ＳＡＰ（ｇ／ｇ）、０．２８ｐｓｉで、脱イオン水 １０３．８ｇ／ポリマー（ｇ）、および０．７ｐｓｉで脱イオン水 ３４．３ｇ／ポリマー（ｇ）吸収することができる。これとは対照的に、ナトリウム ポリアクリレートは、同様にそれぞれ０ｐｓｉ、０．２８ｐｓｉ、および０．７ｐｓｉで、ＮａＣｌ ４３．５ｇ、２９．７ｇおよび２４．８ｇしか吸収することができない。したがって、体液、例えば、尿または月経分泌物に関するＳＡＰｓの吸収能力は、したがって脱イオン水の場合によりも著しく低く、それというのも、このような流体は電解質を含有するからである。この吸収性の著しい減少は、“塩毒（salt poisoning）”と呼ばれる。
【０００９】
塩毒は、次のように説明される。ＳＡＰｓの吸水特性および保水特性は、ポリマー構造中のイオン性官能基の存在に帰因する。イオン性基は典型的にはカルボキシ基であり、この大部分はポリマーが乾燥している場合には塩の形で存在し、かつ、これは水と接触して分離および溶媒化する。分離状態において、ポリマー鎖は同じ電荷を有する複数個の官能基を含有し、したがって、互いに反発しあう。この電気的反発力は、ポリマー構造の伸長（expansion）を導き、この場合、次に水分子のさらなる吸収を可能にする。しかしながら、ポリマーの伸長は、ポリマー構造中の架橋によって制限され、この場合、これはポリマーの可溶化を防ぐための十分な数で存在する。
【００１０】
著しい電解質濃度の存在が、イオン性官能基の分離を妨げ、かつ“塩毒”作用を導くことは理論付けられる。したがって、溶解したイオン、例えばナトリウムイオンおよび塩化物イオンは、ＳＡＰゲル上で２つの作用を有する。イオンはポリマーの電荷を遮蔽し、かつイオンはゲルの内部および外部の対イオンの存在による浸透不均衡（osmmotic imbalance）を排除する。したがって、溶解したイオンは、効果的にイオン性ゲルを非イオン性ゲルに変換し、かつ膨潤特性は失われる。
【００１１】
電解質含有液体、例えば尿を吸収するために最も一般的に使用されるＳＡＰは、特に、中和されたカルボキシル基を少なくとも５０％、および１００％まで含有する、中和されたポリアクリル酸である。しかしながら、中和されたポリアクリル酸は、塩毒を受けやすい。したがって、塩毒を受けにくいＳＡＰを提供するために、中和されたポリアクリル酸とは異なるＳＡＰを開発するか、あるいは中和されたポアリアクリル酸を、少なくとも部分的に塩毒を回避するように改質するかまたは処理しなければならない。
【００１２】
電解質含有溶液からのイオンの除去は、しばしばイオン交換樹脂を用いて達成される。この方法において、脱イオン化は、電解質含有溶液を２種の異なるイオン交換樹脂、特にアニオン交換樹脂およびカチオン交換樹脂と接触させることによって実施される。最も一般的な脱イオン化方法は、酸性樹脂（すなわち、カチオン交換）および塩基性樹脂（すなわち、アニオン交換）を使用する。脱イオン化のための２段階反応は、次のように水の脱塩に関して例証される：
ＮａＣｌ＋Ｒ−ＳＯ_３Ｈ→Ｒ−ＳＯ_３Ｎａ＋ＨＣｌ
ＨＣｌ＋Ｒ−Ｎ（ＣＨ_３）_３ＯＨ→Ｒ−Ｎ（ＣＨ_３）_３Ｃｌ＋Ｈ_２Ｏ
酸性樹脂（Ｒ−ＳＯ_３Ｈ）は、ナトリウムイオンを除去し；かつ塩基性樹脂（Ｒ−Ｎ（ＣＨ_３）_３ＯＨ）は、塩化物イオンを除去する。したがって、このイオン交換反応は、塩化ナトリウムが樹脂に吸収された場合に水を生じる。イオン交換中で使用された樹脂は、著量の水を吸収することはない。
【００１３】
最も効果的なイオン交換は、強酸性樹脂および強塩基樹脂が使用される場合に生じる。しかしながら、また、弱酸性樹脂および弱塩基性樹脂は、塩類溶液を脱イオン化するために使用することができる。酸性交換樹脂および塩基性交換樹脂の種々の組み合わせの有効性は以下の通りである：
強酸−−強塩基（最も効果的である）
弱酸−−強塩基
強酸−−弱塩基
弱酸−−弱塩基（最も効果が少ない）
弱酸性樹脂／弱塩基性樹脂の組み合せ物は、脱イオン化を得るために使用すべき“混合床”構造を必要とする。強酸性／強塩基性樹脂組み合せ物は、水を脱イオン化するための混合床配置を必要としない。また、脱イオン化は、電解質含有溶液を逐次、強酸性樹脂および強塩基性樹脂に通過させることによって達成することができる。
【００１４】
従来技術の“混合床”構造は、イオン交換カラム中の酸性イオン交換樹脂および塩基性イオン交換樹脂の物理的混合物であり、この場合、これはバタード（Battaerd）の米国特許第３７１６４８１号明細書に開示されている。第２イオン交換樹脂中に固定された一つのイオン交換樹脂を有するイオン交換樹脂に関する他の特許は、ハッチ（Hatch）の米国特許第３９５７６９８号明細書、ウェイドら（Wade et al.）の米国特許第４１３９４９９号明細書、エッピンガーら（Eppinger et al.）の米国特許第４２２９５４５号明細書、およびピルキングトン（Pilkington）の米国特許第４３７８４３９号明細書である。
【００１５】
また、複合イオン交換樹脂は、ハッチの米国特許第３０４１０９２号明細書および第３３３２８９０号明細書、ならびにウェイズ（weize）の米国特許第３６４５９２２号明細書中に開示されている。
【００１６】
前記特許明細書は、水性流体からイオンを除去するために使用されてもよい非膨潤性樹脂に関し、かつそれによって精製された水を提供する。水の精製のために使用されたイオン交換樹脂は、著量の水を吸収してはならず、それというのも、吸収の結果としての樹脂の膨潤が、イオン交換保持カラムの破裂を導きうるからである。
【００１７】
また、イオン交換樹脂または繊維は、前記のバーグら（Berg et al.）による米国特許第４６８５９０９号明細書中にあるように、吸収性の対人介護用具（例えばおむつ）での使用に関して、皮膚に到達した流体のｐＨを調整することが開示されている。イオン交換樹脂は、本明細書中で、おむつ疹を減少させるために使用されるが、しかしながら、イオン交換樹脂はほとんど吸水性ではなく、したがって、おむつの吸水特性および保水特性を改善することはない。
【００１８】
マトリックス樹脂中に一緒に包埋された酸性および塩基性イオン交換粒子を含有する複合粒子を有するイオン交換樹脂、あるいは、マトリックス樹脂を必要としない、粒子中で互いに近接する酸性および塩基性イオン交換粒子を含有するイオン交換樹脂は、Ｂ．Ａ．ボルトら（B.A. Bolto et al.）、Ｊ．Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉ．：Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｎｏ．５５、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ， Ｉｎｃ．（１９７６）、第８７頁〜第９４頁に開示されている。ボルトらによる刊行物は、水の精製に関するイオン交換樹脂の反応速度の改善に関するものであり、かつ、相当量の水を吸収する樹脂の利用に関するものではない。
【００１９】
他の研究者は、塩毒を中和する試みをしており、それによって、電解質含有液体、例えば、月経分泌物および尿の吸収に関するＳＡＰｓの性能が改善される。例えば、タナカら（Tanaka et al.）、米国特許第５２７４０１８号明細書では、膨潤可能な親水性ポリマー、例えばポリアクリル酸および少なくともポリマー上で表面活性の単層を形成するのに十分なイオン性界面活性剤の量を含有するＳＡＰ組成物が開示されている。他の実施態様において、例えば、第４級アンモニウム基を含有し、かつ水酸化物の形（例えばＯＨ）であるカチオン性ゲルを、アニオン性ゲル（例えばポリアクリル酸）と混合させ、溶液からイオン交換によって電解質を除去する。水酸化物の形の第４級アンモニウム基は、極めて難しく、かつ製造時間がかかり、それによって、このようなカチオン性ゲルは実用性を制限される。
【００２０】
ウオング（Wong）による米国特許第４８１８５９８号明細書には、繊維状アニオン交換材料、例えばＤＥＡＥ（ジエチルアミノエチル）セルロースを、ヒドロゲル、例えばポリアクリレートに添加し、吸収特性を改善させることが開示されている。イオン交換樹脂“前処理物”の塩類溶液（例えば尿素）を溶液として、吸収性構造物（例えば、おむつ）に流す。この前処理は塩類溶液から塩の一部を除去する。従来のＳＡＰは吸収性構造中に存在し、その後に、処理された塩類液を、未処理の塩類液よりもより効果的に吸収する。イオン交換樹脂は、本質的には塩類溶液を吸収することはなく、単に、“塩毒”作用を回避する手助けをするに過ぎない。
【００２１】
ＷＯ９６／１７６８１では、ばらばらのアニオン性ＳＡＰ粒子、例えばポリアクリル酸と、ばらばらのポリサッカリド−ベースのカチオン性ＳＡＰ粒子とを混合させ、塩毒を回避することが開示されている。同様に、ＷＯ９６／１５１６３では、塩基形態（特に、ＯＨ）中で少なくとも２０％の官能基を有するカチオン性ＳＡＰと、カチオン交換樹脂、特に、酸形態中で少なくとも５０％の官能基を有する非膨潤性イオン交換樹脂とを組み合わせることが開示されている。ＷＯ９６／１５１８０では、アニオン性ＳＡＰ、特にポリアクリル酸およびアニオン交換樹脂、特に非膨潤性イオン交換樹脂を含有する吸収性材料が開示されている。
【００２２】
繊維形態でのＳＡＰ粒子は公知である。例えば、アレン（Allen）の米国特許第５１４７９５６号明細書およびアレンら（Allen et al.）の米国特許第４９６２１７２号明細書、同４８６１５３９号明細書および同４２８００７９号明細書では、吸収性生成物およびその製造方法が開示されている。ファーラーら（Farrar et al.）の米国特許第４９９７７１４号明細書では、繊維形態での吸収性生成物およびその製造方法が開示されている。付加的な特許は、モルガン（Morgan）の米国特許第３８６７４９９号明細書、ファンク（Funk）の米国特許第４９１３８６９号明細書、およびタイら（Tai et al.）の米国特許第５６６７７４３号明細書を含む。英国特許第２２６９６０２号明細書では、ＳＡＰ繊維と低吸収性繊維、たとえば木材パルプとの混合物を含む、ウエット−レイド（wet-laid)不織布が開示されている。ヨーロッパ特許第０４２５２６９号明細書では、通常の合成材料およびＳＡＰを含む溶融紡糸繊維（melt spun fiber）を開示している。ＷＯ９８／２４８３２では、酸性材料および塩基性材料を含有する吸収性組成物を開示している。吸収性組成物は、繊維形態であってもよい。他の特許は、ＷＯ９６／ＪＰ６５１、ＷＯ９７／４３４８０およびヒルズ（Hills）の米国特許第５１６２０７４号明細書に記載の繊維に関する。
【００２３】
種々の引用文献は、塩毒を回避するための試みの組み合わせを開示している。しかしながら、引用文献は、本発明の繊維によって証明される、改善された流体吸収特性および保持特性を有するＳＡＰ繊維、または吸収動態を教示しておらず、この場合、これは、塩基性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインと接触するか、あるいは近接する酸性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインを含有している。さらに、前記引用文献は、混合物の一成分が多成分ＳＡＰの繊維である樹脂粒子の混合物を教示していない。
【００２４】
したがって、本発明は、特に、電解質含有液体に関して、極めて優れた吸収特性および保持特性を表すばらばらのＳＡＰ繊維に関し、かつこれによって、塩毒を回避する。さらに、ばらばらのＳＡＰ繊維は、迅速に液体を吸収する能力を有しており、ＳＡＰ繊維中への、およびＳＡＰ繊維を通しての良好な流体透過性および伝導性を証明し、かつ、ＳＡＰ繊維から形成されたヒドロゲルは、例えば、単独でかまたは他の吸水性樹脂との混合物中で使用される場合に、印加された応力または圧力下で変形または流動しない程度の高いゲル強度を有する。
【００２５】
本発明の開示
本発明は、繊維形態で、少なくとも一つの酸性吸水性樹脂、例えばポリアクリル酸、および少なくとも一つの塩基性吸水性樹脂、例えばポリ（ビニルアミン）、ポリエチレンイミン、あるいはポリ（ジアルキルアミノアルキル アクリルアミド）またはポリ（ジアルキルアミノアルキル メタクリルアミド）または以下、集合的に、ポリ（ジアルキルアミノアルキル（メト）アクリルアミド）を含有する多成分系ＳＡＰｓに関する。
【００２６】
より詳細には、本発明は、少なくとも一つの塩基性吸水性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインと接するかまたは近接して、少なくとも一つの酸性吸水性樹脂の少なくとも一つのばらばらのマイクロドメインを含有する多成分系ＳＡＰ繊維に関する。酸性樹脂は、強酸性樹脂かまたは弱酸性樹脂であってもよい。同様に、塩基性樹脂は強塩基性樹脂かまたは弱塩基性樹脂であってもよい。
【００２７】
好ましいＳＡＰは、少なくとも一つの弱酸性樹脂の一つまたはそれ以上のマイクロドメインおよび少なくとも一つの弱塩基性樹脂の一つまたはそれ以上のマイクロドメインを含む。このような好ましい多成分系ＳＡＰ粒子によって証明される特性は予期しないものであり、それというのも、イオン交換での適用において、弱酸と弱塩基との組み合わせが、強酸性または弱酸性のイオン交換樹脂と強塩基性または弱塩基性のイオン交換樹脂との任意の組み合わせ中で、最も効果が少ないものであったためである。
【００２８】
多成分系ＳＡＰ繊維は、粒子中に分散された、酸性吸水性樹脂および／または塩基性吸水性樹脂の複数個のマイクロドメインを含有することができる。また、多成分系ＳＡＰ繊維は、芯鞘形態であってもよく、その際、芯は第１吸水性樹脂のマイクロドメインであり、かつ鞘は第２吸水性樹脂のマイクロドメインである。また、多成分系ＳＡＰ繊維は、酸性吸水性樹脂の繊維および塩基性吸水性樹脂の繊維の形態であってもよく、この場合、これは、組ひも（braid）またはロープの形態で一緒に撚られている。
【００２９】
したがって、本発明の一つの実施態様は、高い吸収速度、良好な浸透性およびゲル強度を有し、塩毒の影響を回避し、電解質含有液体、例えば塩類液、血液、尿および月経分泌物を吸収し、保持するための改善された能力を証明するＳＡＰ繊維を提供することである。本発明のＳＡＰ繊維は、酸性樹脂および塩基性樹脂のばらばらのマイクロドメインを含有し、かつ水和の間において、繊維は、凝集に抵抗するが、いぜんとして流体を浸透可能である。
【００３０】
本発明の他の実施態様は、通常のＳＡＰ、例えばナトリウム ポリアクリレートと比較して、改善された吸収特性および保持特性を有するＳＡＰを提供する。本発明の多成分系ＳＡＰ繊維は、酸性吸水性樹脂のマイクロドメインを塩基性吸水性樹脂のマイクロドメインと接するかまたは近接して配置する任意の方法によって製造され、ばらばらの粒子を提供する。このようなＳＡＰ粒子は、酸性樹脂粒子および塩基性樹脂粒子の簡単な混合物を含有するＳＡＰ組成物と比較して、改善された吸収特性および保持特性、ならびに粒子中および粒子間の浸透能力を証明する。
【００３１】
一つの実施態様において、ＳＡＰ繊維は、酸性吸水性ヒドロゲルおよび塩基性吸水性ヒドロゲルの同時押出によって製造され、粒子中にくまなく分散された酸性樹脂および塩基性樹脂の複数個のばらばらのマイクロドメインを有する多成分系ＳＡＰ繊維を提供する。他の実施態様において、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維は、塩基性樹脂の乾燥粒子と酸性樹脂のヒドロゲルとの混合によって製造されてもよく、その後に、生じる混合物を押出し、酸性樹脂の連続相中にくまなく分散された塩基性樹脂のマイクロドメインを含有する多成分系ＳＡＰ繊維を形成する。また、乾燥酸性樹脂粒子が、塩基性樹脂ヒドロゲルと混合されてもよく、引き続いて、生じる混合物の押出によって、塩基性樹脂の連続相中にくまなく分散された酸性樹脂のマイクロドメインを含有する多成分系ＳＡＰ繊維を形成する。
【００３２】
さらに、マトリックス樹脂の連続相中にくまなく分散された酸性樹脂および塩基性樹脂のマイクロドメインを含有する多成分系ＳＡＰ樹脂は、酸性樹脂の乾燥粒子および塩基性樹脂の乾燥粒子を、マトリックスヒドロゲルのヒドロゲルに添加し、その後に押し出すことによって製造することができる。
【００３３】
他の実施態様において、酸性吸収性ハイドロゲルおよび塩基性吸収性ハイドロゲルは同時に押し出されるか、あるいは同時に延伸され、芯−鞘構造を有する繊維を形成する。また、酸性吸水性ヒドロゲルおよび塩基性吸水性ヒドロゲルは別個に押し出されるか、あるいは別個に引き伸ばされ、その後に、組ひもの形に一緒に撚られ、多成分系ＳＡＰ繊維を提供する。
【００３４】
本発明の他の重要な実施態様によれば、酸性樹脂および塩基性樹脂は、例えば適した多官能性ビニルポリマーで軽度に架橋される。好ましい実施態様において、酸性樹脂、塩基性樹脂および／または完全な多成分系ＳＡＰ繊維は、表面処理されるかまたはアニールされ、さらに、特には荷重下での吸水性および保水性を改善する。
【００３５】
さらに、本発明の他の重要な特徴は、弱塩基性吸水性樹脂のマイクロドメイン少なくとも一つと接触する弱酸性吸水性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインを含有するＳＡＰ繊維を供給することである。
【００３６】
弱酸性樹脂の一つの例は、０％〜２５％中和されたカルボン酸基（特に、ＤＮ＝０〜ＤＮ＝２５）を有するポリアクリル酸である。弱塩基性吸水性樹脂の例は、ポリ（ビニルアミン）、ポリエチレンイミン、および一般構造式（Ｉ）
【００３７】
【化１】

【００３８】
を有するモノマーまたは一般構造式（ＩＩ）
【００３９】
【化２】

【００４０】
［式中、Ｒ_１およびＲ_２は、独立して、水素およびメチルから成る基から選択され、Ｙは、炭素原子１個〜８個を有する二価の（divalent）直鎖または分枝の有機基であり、かつＲ_３およびＲ_４は独立して、炭素原子１個〜４個を有するアルキル基である。］
を有する式（Ｉ）のエステル類似体から製造されたポリ（ジアルキルアミノアルキル（メト）アクリルアミド）である。強塩基性吸収性樹脂の例は、ポリ（ビニルグアニジン）およびポリ（アリルグアニジン）である。
【００４１】
また、本発明の他の実施態様は、（ａ）多成分系ＳＡＰ繊維および（ｂ）酸性吸水性樹脂、塩基性吸水性樹脂およびこれらの混合物から成る群から選択された、第２吸水性樹脂の粒子を含有する組み合わせ物を有する改善されたＳＡＰ材料を提供する。組み合わせ物は、約１０重量％〜約９０重量％の多成分系ＳＡＰ繊維および約１０重量％〜約９０重量％の第２吸水性樹脂の粒子を含有する。
【００４２】
本発明の他の実施態様は、芯−鞘多成分系ＳＡＰ繊維を連続的に製造する方法を提供する。一つの実施態様において、ポリ（ビニルアミン）芯は、湿式紡糸方法を用いて製造され、この場合、これは、ポリ（アクリル酸）および架橋剤を含有する溶液にすぐに導入される。したがって、新鮮に紡糸されたポリ（ビニルアミン）繊維は、このようにして被覆されたポリ（アクリル酸）の鞘を有する。
【００４３】
さらに、本発明の他の実施態様は、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維またはＳＡＰ材料を含有する芯を有するおむつを提供する。本発明の多成分系ＳＡＰ繊維またはＳＡＰ材料を含有する製品は、生理用品、大人用失禁防止製品、および塩類液および他のイオン含有流体を吸収するための製品を含む。
【００４４】
本発明のこれらの実施態様および他の実施態様ならびに利点は、以下の好ましい実施態様の詳細な記載から明かにあるであろう。
【００４５】
図の詳細な説明
第１図は、第２樹脂の連続相中に分散された第１樹脂のマイクロドメインを含有する吸水性繊維の断面図を示す。
【００４６】
第２図は、粒子中にくまなく分散された第１樹脂のマイクロドメインおよび第２樹脂のマイクロドメインを含有する吸水性粒子の断面図を示す。
【００４７】
第３Ａ図および第３Ｂ図は、第２樹脂の鞘マイクロドメインによって包囲された第１樹脂の芯マイクロドメインを有する吸水性繊維の断面図を示す。
【００４８】
第４Ａ図および第４Ｂ図は、第２樹脂のマイクロドメインと接する第１樹脂のマイクロドメインを含有する吸水性繊維の断面図を示す。
【００４９】
第５Ａ図および第５Ｂ図は、一緒に撚ることでロープを形成する第１吸水性樹脂および第２吸水性樹脂の別個の繊維を含有する吸水性繊維の概略図を示す。
【００５０】
第６図は、１時間に亘るアニーリング工程のアニーリング温度に対する、吸水量のプロット図を示す（多成分系ＳＡＰｓ顆粒のｇに対する合成尿のｇで）。
【００５１】
第７図は、１２５℃で実施されたアニーリング工程の時間に対する、吸水量のプロット図を示す（多成分系ＳＡＰｓ顆粒のｇに対する合成尿のｇで）。
【００５２】
第８図は、乾式紡糸装置の概略図を示す。
【００５３】
第９図は、湿式紡糸装置の概略図を示す。
【００５４】
第１０図は、１２５℃で２０分に亘って硬化された、撚りＳＡＰ繊維の吸水速度の時間に対するＡＵＬ（０．２８ｐｓｉ）（ｇ／ｇ）のプロット図を示す。
【００５５】
第１１図および第１２図は、例７の多成分系ＳＡＰ繊維の走査電子顕微鏡写真図を示す。
【００５６】
本発明の好ましい実施態様の詳細な説明
本発明は、塩基性吸水性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインに近接し、かつ好ましくは接触する、酸性吸水性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインを含有する、繊維形態の多成分系ＳＡＰ粒子に関する。それぞれの繊維粒子は、酸性樹脂の一つまたはそれ以上のマイクロドメインおよび塩基性樹脂の一つまたはそれ以上のマイクロドメインを含有する。マイクロドメインは、それぞれの繊維粒子中に非均質にかまたは均質に分布していてもよい。
【００５７】
本発明のそれぞれの多成分系ＳＡＰ粒子は、少なくとも一つの酸性吸水性樹脂および少なくとも一つの塩基性吸水性樹脂を含有する。一つの実施態様において、ＳＡＰ繊維は、本質的には酸性樹脂および塩基性樹脂から成り、かつ、酸性樹脂および／または塩基性樹脂のマイクロドメインを含有する。他の実施態様において、酸性樹脂および塩基性樹脂のマイクロドメインは、吸収性マトリックス樹脂中に分散される。
【００５８】
本発明の多成分系ＳＡＰ粒子は、繊維形態である。本質的に、それぞれのＳＡＰ粒子が、酸性吸水性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインおよび塩基性吸水性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインを、互いに近接して含有することは重要である。改善された吸水性および保水性、ならびにＳＡＰ粒子中およびＳＡＰ粒子間での改善された流体浸透性は、酸性樹脂マイクロドメインおよび塩基性樹脂マイクロドメインが、粒子内で近接している場合に観察される。好ましい実施態様において、酸性樹脂および塩基性樹脂のマイクロドメインは接している。
【００５９】
幾つかの実施態様において、本発明の理想的な多成分系ＳＡＰ繊維は、液体エマルションに類似しており、その際、第１液体、特に、分散相の小さい液滴は、第２液体、特に連続相中に分散されている。第１液体および第２液体は不混和性であり、したがって、第１液体は、第２液体中に均一に分散される。第１液体は、水ベースかまたはオイルベースであってもよく、それとは反対に、第２液体はそれぞれオイルベースまたは水ベースであってもよい。
【００６０】
したがって、一つの実施態様において、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維は、塩基性樹脂の連続相中に分散された酸性樹脂の一つまたはそれ以上のマイクロドメインとしてか、あるいは連続的酸性樹脂中に分散された塩基性樹脂の一つまたはそれ以上のマイクロドメインとして示されてもよい。これらの理想的な多成分系ＳＡＰ繊維は、第１図に例証されており、この場合、これは、第２樹脂１２の連続相中に分散された樹脂のばらばらのマイクロドメイン１４を有するＳＡＰ繊維１０の断面図を示している。マイクロドメイン１４が、酸性樹脂を含有する場合には、連続相１２は塩基性樹脂を含有する。それとは反対に、マイクロドメイン１４が塩基性樹脂を含有する場合には、連続相１２は酸性樹脂である。
【００６１】
他の実施態様において、ＳＡＰ繊維は、連続相なしでそれぞれの粒子中に分散された酸性樹脂のマイクロドメインおよび塩基性樹脂のマイクロドメインとして示される。この実施態様は、第２図に例証されており、この場合、これは、繊維２０中に分散された酸性樹脂２２の複数個のマイクロドメインおよび塩基性樹脂２４の複数個のマイクロドメインを含有する理想的な多成分系ＳＡＰ繊維の断面図を示している。
【００６２】
また、他の実施態様において、酸性樹脂および塩基性樹脂のマイクロドメインは、マトリックス樹脂を含有する連続相中に分散される。さらに、この実施態様は、第１図に例証され、その際、多成分系ＳＡＰ繊維１０は、マトリックス樹脂の連続相１２中に分散された酸性樹脂または塩基性樹脂の、マイクロドメイン１４を一つまたはそれ以上を含有する。
【００６３】
それぞれの繊維内のマイクロドメインは、規則的かまたは不規則な形状であってもよく、かつそのマイクロドメインは、それぞれの粒子中に均一にかまたは不均一に分散されていてもよい。したがって、ＳＡＰ繊維の他の重要な実施態様は、第３Ａ図に例証され、この場合、これは、塩基性吸水性樹脂の鞘３４によって周囲を覆われた酸性吸水性樹脂の芯３２を含有する理想的な多成分系繊維３０を示している。その反対に、芯３２は塩基性樹脂を含有しており、かつ鞘３４は酸性樹脂を含有している。
【００６４】
第３Ｂ図は、断面図において、芯および酸性樹脂と塩基性樹脂の鞘が交互になった同軸的な鞘を含有する同様の実施態様を例証する。一つの実施態様において、芯４２および鞘４６は、酸性吸水性樹脂を含有し、かつ、外殻４４は塩基性吸水性樹脂を含有する。他の実施態様は：芯４２および塩基性樹脂を含有する鞘４６ならびに酸性樹脂を含有する鞘４４であるか、あるいはマトリックス樹脂を含有する芯４２および交互の外殻で酸性樹脂および塩基性樹脂を含有する鞘４４および４６を含有する。他の構造は、従来技術から明かであり、これは、例えば芯の周囲の殻数の増加である。
【００６５】
第４Ａ図は、本発明のＳＡＰ繊維の他の実施態様を断面図で例証しており、その際、酸性吸水性樹脂の一つのマイクロドメイン５２は、塩基性吸水性樹脂の一つのマイクロドメイン５４と接して、多成分系ＳＡＰ繊維５０を提供する。この実施態様において、酸性樹脂の表面は、塩基性樹脂のマイクロドメインの表面と接している。第４Ａ図に例証された実施態様は、第４Ｂ図に例証されているように、それぞれ酸性樹脂および塩基性樹脂の一つ以上のマイクロドメインを含有するＳＡＰ繊維に延伸し、その際、断面図において、多成分系ＳＡＰ繊維７０は、酸性吸水性樹脂７２および塩基性吸水性樹脂７４の交互の領域を含有する。また、繊維７０は、マトリックス樹脂を含有する一つまたはそれ以上の層７２または層７４を含んでいてもよい。
【００６６】
他の実施態様において、多成分系ＳＡＰ繊維は、ロープの形状で一緒に撚られた酸性樹脂および塩基性樹脂の独立したフィラメントを含有する。この実施態様は、第５Ａ図および第５Ｂ図に例証されており、この場合、これは、“撚りロープ”である本発明のＳＡＰ繊維の実施態様を、それぞれ縦方向および断面図で例証している。第５Ａ図および第５Ｂ図において、多成分系ＳＡＰ粒子８０は、酸性吸水性樹脂のフィラメント８２および塩基性吸水性樹脂のフィラメント８４を含有する。フィラメント８２および８４は、接触領域８６中で接しており、これによって接する酸性および塩基性樹脂を配置する。
【００６７】
第５Ａ図および第５Ｂ図の“撚りロープ”のＳＡＰ繊維は、酸性樹脂フィラメント８２が、塩基性吸水性樹脂のマイクロドメインを含有する実施態様であってもよく、特に、これは、それ自体多成分系ＳＡＰ繊維であり、および／または塩基性樹脂フィラメント８４は、酸性吸水性樹脂のマイクロドメインを含有する実施態様であってもよく、特に、これもまた、多成分系ＳＡＰ繊維それ自体である。その後に、フィラメント８２および８４をねじりあわせて、多成分系ＳＡＰ繊維８０を形成する。
【００６８】
また、第５Ａ図および第５Ｂ図の実施態様は、酸性樹脂および／または塩基性樹脂のマイクロドメインを有するマトリックス樹脂を含有するフィラメント８２および／またはフィラメント８４であってもよい。この実施態様において、フィラメント８２は、酸性樹脂のマイクロドメイン、あるいは酸性樹脂および塩基性樹脂のマイクロドメインを含有し、かつフィラメント８４は、塩基性樹脂のマイクロドメインか、あるいは酸性樹脂および塩基性樹脂のマイクロドメインを含有する。
【００６９】
本発明の多成分系ＳＡＰ繊維は、酸性樹脂および塩基性樹脂を、約９５：５〜約５：９５の重量比で、かつ好ましくは約１５：１８〜約８５：１５の重量比で含有する。本発明の利点を十分に達成するために、多成分系ＳＡＰ繊維中の、酸性樹脂と塩基性樹脂の重量比は、約３０：７０〜約７０：３０である。酸性樹脂および塩基性樹脂は、ＳＡＰ繊維中に均一にかまたは不均一に分散されていてもよい。
【００７０】
本発明の多分散系ＳＡＰ繊維は、酸性樹脂と塩基性樹脂を合わせて、少なくとも約５０重量％、かつ好ましくは少なくとも約７０重量％含有する。本発明の利点を十分に達成するために、多成分系ＳＡＰ繊維は、酸性樹脂と塩基性樹脂を合わせて約８０重量％〜約１００重量％含有する。本発明のＳＡＰ繊維の成分は、酸性樹脂および塩基性樹脂の他に、典型的には、マトリックス樹脂または他の少量の場合による成分である。
【００７１】
本発明の多成分形ＳＡＰ繊維は、任意の横断的ジオメトリー（cross-sectional geometry）であってもよい。多成分系ＳＡＰ繊維は、押出工程を用いて製造されてもよい。このような場合において、ＳＡＰ繊維の形状は、押出ダイの形状によって定められる。また、多成分系ＳＡＰ繊維の形状は、粒子の他の製造方法、例えば、湿式紡糸または乾式紡糸によって定められてもよく、この場合、これは、好ましい製造方法である。
【００７２】
本発明によれば、マイクロドメインは、多成分系ＳＡＰ繊維中に存在する多量の酸性樹脂または塩基性樹脂として定められる。それというのもそれぞれの多成分系ＳＡＰ粒子は、酸性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメイン、および塩基性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインを含有するためであり、マイクロドメインは、多成分系ＳＡＰ繊維量を下廻る量を有する。したがって、マイクロドメインは、多成分系ＳＡＰ繊維量の約９０％の量であってもよい。
【００７３】
本発明の多成分系ＳＡＰ繊維は、針状のＳＡＰ粒子に延伸される。繊維は、筒状の形状、例えば、小さい寸法（すなわち、直径）および大きい寸法（すなわち、長さ）を有するものであってもよい。また、繊維は、織ることのできる長いフィラメントの形状であってもよい。このようなフィラメント状の繊維は、フィラメント当たり約８０デシテックス未満の重量、かつ好ましくは約７０デシテックス未満であり、例えば、フィラメント当たり約２〜６０デシテックスである。デシテックスは繊維１ｋｍに対する重量ｇである。１テックスは１０デシテックスに相当する。比較のために、ポリ（アクリル酸）は約０．７８デシテックス（０．０７８テックス）であり、かつポリ（ビニルアミン）は約６．１デシテックス（０．６１テックス）である。
【００７４】
筒状の多成分系ＳＡＰ繊維は、約１ｍｍ未満、通常は約５００μｍ未満、かつ好ましくは２５０μｍ未満、下限は約１０μｍまでの小さい寸法（すなわち、繊維の直径）を有する。筒状ＳＡＰ繊維は、相対的に短く大きい寸法を有していてもよく、例えば、微細繊維状、板晶状、または薄片状の製品中で、約１ｍｍを有していてもよいが、しかしながら、一般的に繊維は、約３〜約１００ｍｍの長さを有する。フィラメント状の繊維は、大きい寸法と小さい寸法との比は、少なくとも５００：１、かつ好ましくは少なくとも１０００：１、例えば、１００００：１までを有する。
【００７５】
典型的には、繊維または繊維のフィラメントの範囲内のマイクロドメインは、約７５０μｍまたはそれ未満、および好ましくは約１００μｍかまたはそれ未満の直径を有する。本発明の利点を十分に達成するために、マイクロドメインは、約２０μｍまたはそれ未満の直径を有する。また、多成分系ＳＡＰ繊維は、サブミクロン直径、例えば０．０１μｍ〜１μｍのマイクロドメイン直径を有するマイクロドメインを含有する。他の実施態様において、マイクロドメインは、撚られたロープ状のＳＡＰ繊維の完全なフィラメントであってもよい。さらに、マイクロドメインは、第３Ａ図および第３Ｂ図中で例証された実施態様中の芯および鞘であってもよい。
【００７６】
それぞれの多成分系ＳＡＰ繊維は、酸性吸水性樹脂の一つまたはそれ以上のマイクロドメインおよび塩基性吸水性樹脂の一つまたはそれ以上のマイクロドメインを、双方が違いに接するかまたは近接して含有する。以下に例証するように、本発明のＳＡＰ繊維のマイクロドメイン構造は、ばらばらの酸性ＳＡＰ樹脂繊維およびばらばらの塩基性ＳＡＰ樹脂繊維の簡単な混合物を含有するＳＡＰと比較して、改善された流体吸収性（吸収された流体および保持された流体の双方の量、ならびに吸収速度）を有する。本発明の他の重要な特徴によれば、また、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維は、別個の繊維中および繊維間の双方において、改善された浸透性を証明する。したがって、本発明のＳＡＰ繊維は、例えば尿を吸収するおむつ中で使用される場合の“流体噴出（gush）”状態であっても、迅速に流体を吸収する改善された能力を有する。
【００７７】
本発明の多成分系ＳＡＰ繊維によって示された、特に、電解質含有液体の良好な浸透特性、吸収特性および保持特性の特徴は、ＳＡＰの実用性に関して重要である。これらの改善された性質は、独立した酸性粒子と塩基性粒子との接触を有する液体（この場合、これは、結果として、順に、２段階の脱イオン化がおこる）とは対照的に、単一の粒子（この場合、これは、結果として、本質的に液体の同時脱イオン化をおこる）と接触することによって、液体からの電解質の除去を促進するという事実に部分的に帰因する。
【００７８】
酸性樹脂繊維および塩基性樹脂繊維の混合物が使用される場合には、繊維は、典型的には小さい粒径を有する。小さい粒径は、好ましい脱塩動態を得るために必要であるが、しかしながら、電解質は段階的方法で除去され、この場合、酸性樹脂はカチオンを除去し、かつ塩基性樹脂はアニオンを除去する。したがって、電解質含有流体は、脱塩のために２つの粒子と接触しなければならず、かつ、この方法は、小さい粒径のＳＡＰｓによって促進される。しかしながら、小さい粒子は、ＳＡＰ粒子中および粒子間の流体の流れを減少させる作用を有し、すなわち、浸透性が減少し、流体の吸収に長い時間が必要とされる。
【００７９】
さらに、実用、例えばおむつで、ＳＡＰｓはセルロースパルプと一緒に使用される。ＳＡＰとして酸性樹脂粒子と塩基性樹脂粒子の混合物が使用される場合には、セルロースパルプは、酸性樹脂粒子と塩基性樹脂粒子を分離し、この場合、これは、脱塩に悪影響を及ぼす。本発明の多領域ＳＡＰ繊維はこの問題を克服し、それというのも、酸性樹脂および塩基性樹脂が単一粒子中に存在するからである。したがって、セルロースパルプの導入によって、酸性樹脂と塩基性樹脂が分離されることなく、かつＳＡＰによって脱塩に悪影響を及ぼすことがない。
【００８０】
単一の多成分系ＳＡＰ粒子、例えば、本発明の繊維は、電解質含有液体を同時に脱塩する。脱塩は本質的には粒径に依存する。したがって、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維は、大きい寸法であってもよい。これらの特徴は、ＳＡＰ粒子中およびＳＡＰ粒子間の改善された液体浸透性を可能にし、かつ結果として、電解質含有液体のより迅速な吸収を生じる。
【００８１】
以下の概念的反応は、脱イオン化、特に水性塩溶液の脱塩を生じる反応を例証し、かつこの反応は、本質的には単一の微小形複合ＳＡＰ粒子中では同時に生じるが、しかしながら、酸性樹脂と塩基性樹脂との単一の混合物中では段階的に生じる：
Ｒ−ＣＯ_２Ｈ＋ＮａＣｌ→Ｒ−ＣＯ_２ ⁻Ｎａ^＋＋ＨＣｌ（酸性樹脂）
Ｒ−ＮＨ_２＋ＨＣｌ→Ｒ−ＮＨ_３＋Ｃｌ⁻（塩基性樹脂）
本発明の多成分系ＳＡＰ繊維は、酸性吸水性樹脂のマイクロドメインが塩基性吸水性樹脂のマイクロドメインと接触する形状であっってもよい。他の実施態様において、ＳＡＰ繊維は、酸性吸水性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインが、塩基性吸水性樹脂の連続相中に分散される形状であってもよい。また、多成分系ＳＡＰ繊維は、塩基性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインが酸性樹脂の連続相中に分散される形状であってもよい。他の実施態様において、一つまたはそれ以上の酸性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインおよび一つまたはそれ以上の塩基性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインが、完全なＳＡＰ繊維を含有し、かつ、樹脂の形は、分散相または連続相のどちらでもない。さらに、他の実施態様において、酸性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインおよび塩基性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインが、マトリックス樹脂中に分散される。
【００８２】
多成分系ＳＡＰ繊維中に存在する酸性吸水性樹脂は、強酸性吸収性樹脂または弱酸性吸水性樹脂であってもよい。酸性吸水性樹脂は、単一の樹脂、または樹脂の混合物であってもよい。酸性樹脂は、ホモポリマーかまたはコポリマーであってもよい。酸性塩基性樹脂の同一性は、中和された形の場合に、樹脂が水中で自体の重量の少なくとも１０倍の膨潤能力および吸水能力を有する限りは制限されない。酸性樹脂は、その酸の形の存在し、特に、約７５％〜１００％の酸性部分が、遊離酸の形で存在する。以下に例証するように、酸性吸水性樹脂の遊離酸の形は、一般には乏しい吸水性を示すが、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維中の酸性樹脂および塩基性樹脂の組み合わせ物は、優れた吸水特性および保水特性を有する。
【００８３】
酸性吸水性樹脂は、典型的には軽度に架橋されたアクリル酸型樹脂、例えば軽度に架橋されたポリアクリル酸である。軽度に架橋された酸性樹脂は、典型的には、アシル部分を含有する酸性モノマー、例えばアクリル酸であるか、あるいは酸基を提供する能力を有する部分を含有する酸性モノマー、例えばアクリロニトリルを、架橋剤、特に多官能性有機化合物の存在下で、重合することによって製造される。酸性樹脂は、ポリマーが本質的に、特に少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％の酸性モノマー単位を含有する限りは、他の共重合性単位、特に、公知の他のモノエチレン性不飽和コモノマーを含有することができる。本発明の利点を十分に達成するために、酸性樹脂は、少なくとも５０％で、より好ましくは少なくとも７５％〜１００％まで、酸性モノマー単位を含有する。他の重合可能な単位は、例えば、ポリマーの親水性および架橋を改善するのに役立つ。
【００８４】
酸性吸水性樹脂中で有用なエチレン性不飽和カルボン酸およびカルボン酸無水物モノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、α−クロロアクリル酸、α−シアノアクリル酸、β−メチルアクリル酸（クロトン酸）、α−フェニルアクリル酸、β−アクリロキシプロピオン酸、ソルビン酸、α−クロロソルビン酸、アンゲリカ酸、ケイ皮酸、ｐ−クロロケイ皮酸、β−ステアリルアクリル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、アコニット酸、マレイン酸、フマル酸、トリカルボキシエチレンおよびマレイン酸無水物を含む。
【００８５】
エチレン性不飽和スルホン酸モノマーは、脂肪族また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、アクリルスルホン酸およびメタクリルスルホン酸、例えばスルホエチルアクリレート、スルホエチルメタクリレート、スルホプロピルアクリレート、スルホプロピルメタクリレート、２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピルスルホン酸、および２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸を含む。
【００８６】
前記のように、酸性モノマー、かつ存在する場合には共重合可能なモノマーの重合は、最も一般的には、多官能性化合物の存在下で、フリーラジカル工程によって実施される。酸性樹脂は、ポリマーが水不溶性である程度の十分な範囲に架橋される。架橋剤は、本質的に水不溶性の酸性樹脂を与え、かつ、部分的に、樹脂の吸収能力を決定するのに役立つ。吸収用途での使用に関して、酸性樹脂は軽度に架橋され、特に、約２０％未満、好ましくは約１０％未満、および最も好ましくは約０．０１％〜約７％の架橋密度を有する。
【００８７】
架橋剤は、最も好ましくは、モノマーの総重量に対して、約７重量％未満の量で、かつ典型的には約０．１重量％〜約５重量％の量で使用される。架橋性ポリビニルモノマーの例は、式（ＩＩＩ）
【００８８】
【化３】

【００８９】
｛式中、ｘはエチレン、プロピレン、トリメチレン、シクロヘキシル、ヘキサメチレン、２−ヒドロキシプロピレン、−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＣＨ_２CH_２−または
【００９０】
【化４】

【００９１】
［式中、ｎおよびｍはそれぞれ５〜４０の整数であり、かつｋは１または２である］｝によって表されるポリアクリル酸エステル（またはポリメタクリル酸エステル）；および式（ＩＶ）
【００９２】
【化５】

【００９３】
［式中、ｌは２または３である］
によって表されるビスアクリルアミドを含むが、この場合、これらに制限されることはない。
【００９４】
式（ＩＩＩ）の化合物は、ポリオール、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、ペンタエリトリオール、ポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールとアクリル酸またはメタクリル酸との反応によって製造される。式（ＩＶ）の化合物は、ポリアルキレンポリアミン、例えばジエチレントリアミンおよびトリエチレンテトラアミンとアクリル酸との反応によって得られる。
【００９５】
特定の架橋性モノマーは、制限されることなく、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、ジエチレン グリコール ジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ジペンタエリトリトールペンタアクリレート、ペンタエリトリトール テトラアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）−イソシアヌレートトリアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリメタクリレート、ポリカルボン酸ジビニルエステル、ポリカルボン酸ジアリルエステル、トリアリルテレフタレート、ジアリルマレアート、ジアリルフマレート、ヘキサメチレンビスマレイミド、トリビニルトリメリテート、ジビニルアジペート、ジアリルスクシネート、エチレングリコールのジビニルエーテル、シクロペンタジエンジアクリレート、テトラアリルアンモニウムハロゲン化物、またはこれらの混合物を含む。さらに、ジビニルベンゼンおよびジビニルエーテルのような化合物は、ポリ（ジアルキルアミノアルキルアクリルアミド）を架橋するために使用されてもよい。特に、好ましい架橋剤は、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスメタクリルアミド、エチレングリコールジメタクリレート、およびトリメチロールプロパントリアクリレートである。
【００９６】
強酸性または弱酸性の酸性樹脂は、その中和された形でＳＡＰとして作用する任意の樹脂であってもよい。酸性樹脂は典型的には複数個のカルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、リン酸および／または硫酸部分を含有する。酸性樹脂の例は、制限されることなく、ポリアクリル酸、加水分解デンプン−アクリロニトリルグラフトコポリマー、デンプン−アクリル酸グラフトコポリマー、鹸化ビニルアセテート−アクリル酸エステルコポリマー、加水分解アクリロニトリルコポリマー、加水分解アクリルアミドコポリマー、エチレン−マレイン酸無水物コポリマー、イソブチレン−マレイン酸無水物コポリマー、ポリ（ビニルスルホン酸）、ポリ（ビニルホスホン酸）、ポリ（ビニルリン酸）、ポリ（ビニル硫酸）、鹸化ポリスチレン、ポリ（アスパラギン酸）、ポリ（乳酸）およびこれらの混合物であってもよい。好ましい酸性樹脂は、ポリアクリル酸である。
【００９７】
多成分系ＳＡＰ繊維は、（ａ）単一の酸性樹脂を含有するか、あるいは（ｂ）特に一つまたはそれ以上の酸性樹脂、特に混合物を含有する別個のマイクロドメインを含有していてもよい。また、多成分系ＳＡＰ繊維は、マイクロドメインを含有していてもよく、その際、酸性成分に関しては、酸性ドメインの一部分が、第１酸性樹脂または酸性樹脂混合物を含み、かつ残りの部分は、第２酸性樹脂または酸性樹脂混合物を含む。
【００９８】
酸性樹脂と同様に、本発明のＳＡＰ繊維中の塩基性吸水性樹脂は、強塩基性吸水性樹脂または弱塩基性吸水性樹脂であってもよい。塩基性吸水性樹脂は、単一樹脂かまたは樹脂混合物であってもよい。塩基性樹脂は、ホモポリマーまたはコポリマーであってもよい。塩基性樹脂の同一性は、塩基性樹脂が、水中でその重量の少なくとも１０倍量で膨潤し、吸水する能力を有する場合には、制限されることはなく、この場合、これは荷電された形（charged form）である。弱塩基性樹脂は、典型的にはその遊離塩基中に存在するか、あるいは中性の形で、特に、約７５％〜約１００％の塩基性部分、特にアミノ基が、中性で荷電されていない形（uncharged form）で存在する。強塩基性樹脂は、典型的には、水酸化物（ＯＨ）または重炭酸塩（ＨＣＯ_３）の形で存在する。
【００９９】
塩基性吸水性樹脂は、典型的には軽度に架橋されたアクリル酸型の樹脂であり、たとえばポリ（ビニルアミン）またはポリ（ジアルキルアミノアルキル（メト）アクリルアミド）である。また、塩基性樹脂はポリマーであってよく、例えば軽度に架橋されたポリエチレンイミン、ポリ（アリルアミン）、ポリ（アリルグアニジン）、ポリ（ジメチルジアリルアンモニウム水酸化物）、第４級ポリスチレン誘導体、例えば、
【０１００】
【化６】

【０１０１】
グアニジン改質ポリスチレン、例えば、
【０１０２】
【化７】

【０１０３】
第４級ポリ（（メト）アクリルアミド）またはエステル類似体、例えば、
【０１０４】
【化８】

【０１０５】
［式中、Ｍｅはメチル、Ｒ_２は水素またはメチル、ｎは１〜８の数字であり、かつｑは１０〜約１０００００の数字である］または、ポリ（ビニルグアニジン）、特に、ポリ（ＶＧ）であり、この場合、強塩基性吸水性樹脂は一般構造式（Ｖ）
【０１０６】
【化９】

【０１０７】
［式中、ｑは１０〜約１０００００の数字であり、かつＲ_５およびＲ_６は別個に、水素、Ｃ_１〜Ｃ_４アルキル、Ｃ_３〜Ｃ_６シクロアルキル、ベンジル、フェニル、アルキル−置換されたフェニル、ナフチルおよび同様の脂肪族基および芳香族基である］を有する。軽度に架橋された塩基性吸水性樹脂は、他の共重合可能な単位を含有していてもよく、かつ、酸性吸水性樹脂に関する前記のような多官能性有機化合物を用いて架橋される。
【０１０８】
本発明のＳＡＰ繊維で使用される塩基性吸水性樹脂は、典型的にはアミノ基またはグアニジノ基を含有する。したがって、さらに、水溶性塩基性樹脂は、未架橋の塩基性樹脂を水性媒体またはアルコール性媒体中に懸濁または溶解することによって、その後に、塩基性樹脂のアミノ基と反応することによって塩基性樹脂を架橋する能力を有する二官能性化合物または多官能性化合物を添加することによって、溶液中で架橋されてもよい。このような架橋剤は、例えば多官能性アルデヒド（例えば、グルタルアルデヒド）、多官能性アクリレート（例えば、ブタンジオールジアクリレート、ＴＭＰＴＡ）、ハロヒドリン（例えば、エピクロロヒドリン）、二ハロゲン化物（例えば、ジブロモプロパン）、ジスルホネートエステル（例えば、ＺＡ（Ｏ_２）Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ−ＯＳ（Ｏ）_２Ｚであり、その際、ｎは１〜１０であり、かつＺはメチルまたはトシルである）、多官能性エポキシド（例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル）、多官能性エステル（例えば、ジメチルアジパート）、多官能性酸ハロゲン化物（例えば、オキサリルクロリド）、多官能性カルボン酸（例えば、コハク酸）、カルボン酸無水物（例えば、コハク酸無水物）、有機チタネート（例えば、Dupont社からのTYZOR AA）、メラミン樹脂（例えば、Cytec industries社、Wayne、NJ．からのＣＹＭＥＬ３０１、ＣＹＭＥＬ３０３、ＣＹＭＥＬ３７０、およびＣＹＭＥＬ３７３）、ヒドロキシメチルユリア（例えば、Ｎ，Ｎ’−ジヒドロメチル−４，５−ジヒドロキシエチレンユリア）、および多官能性イソシアネート（例えば、トルエンジイソシアネートまたはメチレンジイソシアネート）である。また、架橋剤は、ピンシュミッド、Ｊｒら（Pinschmidt, Jr. et al.）によって開示されている。米国特許第５０８５７８７号明細書は、本明細書中およびヨーロッパ特許第４５０９２３号明細書中に参考のために記載されている。
【０１０９】
有利には、架橋剤は水またはアルコール溶解性であり、かつ、架橋が調整された形、好ましくは約２５℃〜約１５０℃で生じる程度に、塩基性樹脂での十分な反応性を有する。好ましい架橋剤はエチレングリコールジグリシジルエーテル（EGDGE）、水溶性ジグリシジルエーテル、およびジブロモアルカン、アルコール溶解性化合物である。
【０１１０】
したがって、強塩基性または弱塩基性の塩基性樹脂は、その荷電された形でのＳＡＰとして作用する、任意の樹脂であってもよい。塩基性樹脂は、典型的には、アミノまたはグアニジノ部分を含有する。塩基性樹脂の例は、次の構造
【０１１１】
【化１０】

【０１１２】
を有するモノマーまたはそのエステル類似体
【０１１３】
【化１１】

【０１１４】
［式中、Ｒ_１およびＲ_２は、独立して水素およびメチルから成る群から選択され、Ｙは、炭素原子１個〜８個を有する二価の直鎖または分枝の有機基、かつＲ_３およびＲ_４は独立して、炭素原子１個〜４個を含有するアルキル基である］
を重合および軽度に架橋することによって製造された、ポリ（ビニルアミン）、ポリエチレンイミン、ポリ（ビニルグアニジン）、ポリ（アリルアミン）、ポリ（アリルグアニジン）またはポリ（ジアルキルアミノアルキル（メト）アクリルアミド）を含む。好ましい塩基性樹脂は、ポリ（ビニルアミン）、ポリエチレンイミン、ポリ（ビニルグアナジン）、ポリ（ジメチルアミノエチル アクリルアミド）（ポリ（ＤＡＥＡ））およびポリ（ジメチルアミノプロピル メタクリルアミド）（ポリ（ＤＭＡＰＭＡ））を含む。酸性樹脂のマイクロドメインと同様に、本発明の多成分系ＳＡＰｓは、単一の塩基性樹脂のマイクロドメインを含んでいてもよく、この場合、マイクロドメインは、塩基性樹脂の混合物であるか、または異なる塩基性樹脂のマイクロドメインを含有している。
【０１１５】
本発明の多成分系ＳＡＰ繊維は、種々の方法によって製造することができ、かつ多成分系ＳＡＰ繊維を製造するための方法は、以下の実施態様によって制限されることはない。塩基性樹脂のマイクロドメインの少なくとも一つと接触するかまたは近接する酸性樹脂のマイクロドメインの少なくとも一つを有する繊維を提供する任意の方法が適している。
【０１１６】
一つの方法において、場合によっては表面架橋されたか、および／またはアニールされた塩基性樹脂の乾燥粒子は、酸性樹脂のゴム性ゲルに混合される。結果として生じる混合物は押し出され、その後に乾燥され、かつ、場合によっては表面架橋されるか、および／またはアニールされ、酸性樹脂の連続相中に分散された塩基性樹脂のマイクロドメインを含有する多成分系ＳＡＰ樹脂を提供する。または、場合によっては表面架橋されたか、および／または変性された酸性樹脂の粒子は、塩基性樹脂のゴム状ゲル中の混合されてもよく、かつ、生じる混合物は押し出され、乾燥され、かつ、場合によっては表面架橋されたか、および／またはアニールされ、塩基性樹脂の連続相中に分散された酸性樹脂のマイクロドメインを有する多成分系ＳＡＰ繊維を提供する。
【０１１７】
他の方法において、酸性樹脂の乾燥粒子は、塩基性樹脂の乾燥粒子と一緒に混合されてもよく、かつ生じる混合物はヒドロゲル中に形成され、その後に押し出され、多成分系ＳＡＰ繊維を形成する。
【０１１８】
さらに、他の方法において、それぞれ場合によっては表面架橋されたか、および／またはアニールされた酸性樹脂のゴム状ゲルおよび塩基性樹脂のゴム状ゲルは、同時に押し出され、かつ、同時に押し出された生成物は乾燥され、かつ、場合によっては表面架橋され、および／またはアニールされ、第３図および第４図に例証されたような酸性樹脂および塩基性樹脂のマイクロドメインを含有する多成分系ＳＡＰ繊維を形成する。
【０１１９】
他の方法は、紡糸技術を使用し、その際、第１ポリマー、例えばポリ（ビニルアミン）は、フィラメントの形で紡糸され、その後に新たに紡糸されたフィラメントは、第２ポリマー、例えばポリ（アクリル酸）で被覆され、芯−鞘多成分系ＳＡＰ繊維を形成する（乾燥後）。
【０１２０】
さらに、他の方法において、酸性樹脂のフィラメントは、標準的な紡糸技術によって製造され、かつ塩基性樹脂のフィラメントは標準的な紡糸技術によって製造される。その後に、２つのフィラメントは、場合による表面架橋および変性の前および／または後に同時に撚られ、その後に乾燥され、第５図に例証されたような多成分系ＳＡＰ繊維を形成する。
【０１２１】
したがって、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維の製造方法は、典型的には使用するが、しかしながら、紡糸工程または押出工程は提供されない。また、酸性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインおよび塩基性樹脂の少なくとも一つのマイクロドメインを、互いに接するかまたは近接して含有する多成分系ＳＡＰ繊維の他の製造方法は、使用されてもよい。
【０１２２】
酸性樹脂および塩基性樹脂が、マトリックス樹脂のマトリックス内でマイクロドメインとして存在する実施態様において、酸性樹脂および塩基性樹脂の粒子は、マトリックス樹脂のゴム状ゲルと一緒に混合され、かつ生じる混合物は押し出され、その後に乾燥され、マトリックス樹脂の連続相中に分散された酸性樹脂および塩基性樹脂のマイクロドメインを含有する多成分系ＳＡＰ繊維を形成する。または、酸性樹脂、塩基性樹脂およびマトリックス樹脂のゴム状ゲルは、同時に押し出され、酸性樹脂、塩基性樹脂およびマトリックス樹脂のマイクロドメインを含有する多成分系ＳＡＰ樹脂を提供する。この実施態様において、酸性樹脂、塩基性樹脂、および生じる多成分系ＳＡＰ繊維は、それぞれ、場合によっては表面架橋されるか、および／またはアニールされていてもよい。同様に、マトリックス樹脂、酸性樹脂および塩基性樹脂は、紡糸することができ、多成分系ＳＡＰ繊維の芯−鞘または撚られたＳＡＰ繊維の実施態様を形成する。
【０１２３】
マトリックス樹脂は、液体媒体が酸性樹脂および塩基性樹脂と接触することができる程度の流体移動を可能にする任意の樹脂である。マトリックス樹脂は、典型的には吸水性能力を有する親水性樹脂である。マトリックス樹脂の制限されない例は、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（Ｎ−ビニルホルムアミド）、ポリエチレンオキシド、ポリ（メト）アクリルアミド、ポリ（ヒドロキシエチルアクリレート）、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースおよびこれらの混合物を含む。また、マトリックス樹脂は通常の吸水性樹脂であってもよく、例えば、２５モル％を上廻って、かつ典型的には５０モル％を上廻って中和されたポリアクリル酸であってもよい。
【０１２４】
好ましい実施態様において、酸性樹脂、塩基性樹脂、および／または多成分系ＳＡＰ粒子は表面処理されるか、および／またはアニールされる。表面処理および／またはアニールは、結果として粒子の表面架橋を生じる。特に好ましい実施態様において、多成分系ＳＡＰ繊維を含有する酸性樹脂および／または塩基性樹脂は表面処理されるか、および／またはアニールされ、かつ、完全な多成分系ＳＡＰ繊維は表面処理されるか、および／またはアニールされる。本発明の酸性樹脂、塩基性樹脂および／または多成分系ＳＡＰ繊維の表面処理および／またはアニールが、樹脂または多成分系ＳＡＰ繊維の荷重下における水性媒体の吸収性および保水性の能力を増強させることが見出された。
【０１２５】
表面架橋は、酸性樹脂、塩基性樹脂および／または多成分系ＳＡＰ樹脂を表面架橋剤溶液と接触させることによって、主に樹脂またはＳＡＰ粒子の外表面のみを湿らせることで達成する。その後に、樹脂または多成分系ＳＡＰ粒子の表面架橋および乾燥が行われ、好ましくは、樹脂または多成分系ＳＡＰ繊維の少なくとも湿った表面を加熱によって行われる。
【０１２６】
典型的には、樹脂および／またはＳＡＰ繊維は、表面架橋剤の溶液で表面処理される。溶液は、適した溶剤、例えば水またはアルコール中で、約０．０１重量％〜約４重量％、および好ましくは約０．４重量％〜約２重量％の表面架橋剤を含有する。溶液は、自由にタンブリングされている樹脂粒子または多成分系ＳＡＰ粒子の表面に、微細な噴霧液として適用されてもよく、この場合、樹脂またはＳＡＰ粒子と表面架橋剤溶液との比が、約１：０．０１〜約１：０．５重量部で適用されてもよい。表面架橋剤は、樹脂またはＳＡＰ繊維の約０重量％〜約５重量％、好ましくは約０重量％〜約０．５重量％で存在する。本発明の利点を十分に達成するために、表面架橋剤は約０．００１重量％〜約０．１重量％の量で存在する。
【０１２７】
表面処理された樹脂または多成分系ＳＡＰ繊維の架橋反応および乾燥は、適した温度、例えば約２５℃〜約１５０℃で、かつ好ましくは約１０５℃〜約１２０℃で、表面処理されたポリマーを加熱することによって達成される。しかしながら、樹脂または多成分系ＳＡＰ繊維の表面架橋を達成するために架橋剤を反応させる任意の他の方法、および樹脂または多成分系ＳＡＰ繊維を乾燥される他の任意の方法、例えばマイクロ波エネルギー等が使用されてよい。
【０１２８】
塩基性樹脂、又は繊維の外面上に存在する塩基性樹脂を含有する多成分系ＳＡＰ繊維に関して、適した表面架橋剤は、アミノ基と反応し、かつ塩基性樹脂を架橋する能力を有する二官能性分子または多官能性分子を含む。好ましくは、表面架橋剤は、アルコール溶解性または水溶性であり、かつ、調整された形で、約２５℃〜約１５０℃の温度で架橋が生じる程度に、塩基性樹脂との十分な反応性を有する。
【０１２９】
塩基性樹脂のための適した表面架橋剤の制限のない例は：
（ａ）二ハロゲン化物およびジスルホネートエステル、例えば、式
Ｙ−（ＣＨ_２）_ｐ−Ｙ
［式中、ｐは２〜１２の数であり、かつＹは別個にハロ（好ましくはブロモ）、トシレート、メシレート、または他のアルキルスルホネートエステルまたはアリールスルホネートエステルである］の化合物；
（ｂ）多官能性アジリジン；
（ｃ）多官能性アルデヒド、例えば、グルタルアルデヒド、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、テレフタルアルデヒド、マロンアルデヒドおよびグリオキサール、およびこれらのアセタールおよび亜硫酸水素塩；
（ｄ）ハロヒドリン、たとえばエピクロロヒドリン；
（ｅ）多官能性エポキシ化合物、たとえばエチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、およびビスフェノールＦジグリシジルエーテル、
（ｆ）多官能性カルボン酸およびこれらのものから誘導されたエステル、酸塩化物および無水物、たとえば、炭素原子２〜１２個を含有するジカルボン酸およびポリカルボン酸、およびこれらのものから誘導されたメチルエステルおよびエチルエステル、酸塩化物、および無水物、たとえば、シュウ酸、アジピン酸、コハク酸、ドデカン酸、マロン酸、およびグルタル酸、およびこれらのものから誘導されたエステル、無水物および酸塩化物；
（ｇ）有機チタネート、たとえば、Ｅ．Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥから入手可能なＴＹＺＯＲ ＡＡ；
（ｈ）メラミン樹脂、たとえば、サイテック インダストリー社（Cytec Industries, Wayne, NJ.）から入手可能なＣＹＭＥＬ樹脂；
（ｉ）ヒドロキシメチルユリア、たとえばＮ，Ｎ’−ジヒドロキシメチル−４，５−ジヒドロキシエチレンユリア；
（ｊ）多官能性イソシアネート、たとえばトルエンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネートおよびヘキサメチレンジイソシアネート；および
（ｋ）当業者に公知の塩基性吸水性樹脂のための他の架橋剤を含む。
【０１３０】
好ましい表面架橋剤は、ジハロアルカン、エチレングリコールジグリシジルエーテル（ＥＧＤＧＥ）、またはこれらの混合物であり、この場合、これは、約２５℃〜約１５０℃の温度で塩基性樹脂を架橋する。特に好ましい表面架橋剤は、炭素原子３〜１０個を含有するジブロモアルカンおよびＥＧＤＧＥである。
【０１３１】
酸性吸水性樹脂、または繊維の外面上に酸性樹脂を有する多成分系ＳＡＰ粒子に関して、適した表面架橋剤は、酸部分と反応し、酸性樹脂を架橋する能力を有する。好ましくは、表面架橋剤はアルコール溶解性または水溶性であり、かつ架橋が、調整された形で、好ましくは約２５℃〜約１５０℃の温度で生じる程度に、酸性樹脂との十分な反応性を有する。
【０１３２】
酸性樹脂のための適した表面架橋剤の制限のない例は：
（ａ）ポリヒドロキシ化合物、たとえばグリコールおよびグリセロール；
（ｂ）金属塩；
（ｃ）第４級アンモニウム化合物；
（ｄ）多官能性エポキシ化合物；
（ｅ）アルキレンカルボネート、たとえばエチレンカルボネートまたはプロピレンカルボネート；
（ｆ）ポリアジリジン、たとえば２，２−ビスヒドロキシメチルブタノールトリス［３−（１−アジリジンプロピオネート）］；
（ｇ）ハロエポキシ、たとえばエピクロロヒドリン；
（ｈ）ポリアミン、たとえばエチレンジアミン；
（ｉ）ポリイソシアネート、たとえば２，４−トルエンジイソシアネート；および
（ｊ）当業者に公知の酸性吸水性樹脂のための他の架橋剤を含む。
【０１３３】
表面処理以外かまたは表面処理の代わりに、酸性樹脂、塩基性樹脂、マトリックス樹脂、完全なＳＡＰ繊維または任意のこれらの組み合わせ物は、荷重下での吸水性および保水特性を改善するためにアニールされてもよい。樹脂またはマイクロドメインのＴｇ（ガラス転移温度）を上廻る十分な温度で、十分な時間に亘って樹脂を加熱することで、樹脂の吸収特性が改善されることが見出された。第６図および第７図は、ポリ（ビニルアミン） ５５重量％およびポリ（アクリル酸） ４５重量％を含有する多成分系ＳＡＰ粒子の吸収特性上での、アニール時間およびアニール温度の影響を示すグラフ図を有する。典型的には、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維は、繊維の外部および内部を加熱およびアニールするのに十分な温度で、十分な時間に亘って処理される。
【０１３４】
第６図および第７図中のグラフ図には、約６０℃〜約１５０℃の温度で、約２０分〜約１２０分に亘って多成分系ＳＡＰ繊維を加熱し、吸収特性を改善することが示されている。第６図および第７図でグラフ化されている吸収特性、すなわち、ＡＵＬおよびＡＵＮＬは、以下に詳細に説明する。好ましくは、アニールは約８０〜約１４０℃で、約３０分〜約１００分に亘って実施される。アニールの利点を十分に達成するために、ＳＡＰ繊維は、約１００℃〜約１４０℃で、約４０〜約９０分に亘って変性される。
【０１３５】
本発明の改善された特徴によれば、強酸性樹脂は強塩基性樹脂または弱塩基性樹脂、またはこれらの混合物と一緒に使用されてもよい。弱酸性樹脂は、強塩基性樹脂または弱塩基性樹脂、またはこれらの混合物と一緒に使用されてもよい。好ましくは、酸性樹脂は弱酸性樹脂であり、かつ塩基性樹脂は弱塩基性樹脂である。この結果は、弱酸性樹脂および弱塩基性樹脂の組み合わせ物が、他の組み合わせ物、たとえば強酸性樹脂と強塩基性樹脂の組み合わせ物と同様におこなわれないといったイオン交換技術の点において予期されないものである。より好ましい実施態様において、弱酸性樹脂、弱塩基性樹脂、および／または多成分系ＳＡＰ樹脂は表面架橋されるか、および／またはアニールされる。
【０１３６】
前記のように、ナトリウム ポリ（アクリレート）は、通常は最もよいＳＡＰとされ、かつしたがって、商業的適用において最も広範囲に使用されているＳＡＰである。ナトリウム ポリ（アクリレート）は、吸水適用においてのその優れた性能の要因となる高分子電解質特性を有する。これらの性質は、高い電荷密度を含み、かつ相対的にほとんどポリマー骨格で荷電する。
【０１３７】
しかしながら、遊離酸の形での酸性樹脂、あるいは遊離塩基の形での塩基性樹脂は、商業的に有用なＳＡＰとして機能せず、それというのも双方の型のポリマー上ではイオン電荷がないからである。ポリ（アクリル酸）樹脂またはポリ（ビニルアミン）樹脂は、中性のポリマーであり、したがって、おむつ、生理用品、および同様の吸収性製品中において商業的に有用なＳＡＰを提供するのに必要な高分子電解特性を有さない。したがって、吸水性および保水性に関する運転力（driving force）が欠けている。これは、合成尿の吸収における中性のポリ（ＤＡＥＡ）に関するかなり乏しい吸収性および保持性を示す第３図および第４図で例証される。しかしながら、塩、酸性樹脂、たとえばポリアクリル酸、または塩基性樹脂、たとえばポリ（ジアルキルアミノアルキル（メト）アクリルアミド）に変換する場合には、その後に、たとえば、商業的に有用なＳＡＰを機能する。
【０１３８】
遊離酸の形での塩基性樹脂は、他に酸性吸水性樹脂を含有する高吸収性材料中で有用な成分であることが見出された。たとえば、ポリ（ジアルキルアミノアルキル（メト）アクリルアミド）および酸性吸水性樹脂、たとえばポリアクリル酸の混合物を含有する高吸収性材料は、良好な吸水性および保水性を示す。このようなＳＡＰ材料は２種の電荷されていない、わずかに架橋されたポリマーを含有しており、この場合、この双方は、水性媒体を膨潤し、かつ吸収する能力を有する。水または電解質含有水性媒体と接触する場合には、２種の荷電されていないポリマーは、互いに中和され、高吸収性材料を形成する。また。これは、ポリマーによって吸収された媒体の電解質含量を減少させ、この場合、これは、さらに、高分子電解性作用を増強する。それ自体の荷電されていない形でのポリマーは、水と接触する場合においてそれ自体がＳＡＰとして機能することはない。しかしながら、一つが酸性であり、かつもう一つが塩基性である２種の樹脂の簡単な混合物を含有する高吸収性材料は、吸収性材料として作用するが、それというのも、２種の樹脂がその高分子電解性の形に変換されるからである。これらの高吸収性材料は、良好な吸水性および保水性を示す。
【０１３９】
本発明の多成分系ＳＡＰ繊維において、弱塩基性樹脂は、その遊離塩基の形、たとえばアミンの形で存在し、かつ酸性樹脂はその遊離酸の形で存在する。低い割合、特に、約２５％またはそれ未満のアミンおよび／または酸官能基が、その荷電された形で存在していてもよいことが示される。荷電された官能性の低い割合は、ＳＡＰ繊維の性能に悪影響を及ぼすことなく、かつ、液体の初期の吸収を助けることができる。強塩基性樹脂は、水酸化物または重炭酸塩、特に、荷電された形で存在する。
【０１４０】
本発明の多成分系ＳＡＰ繊維は、多量の液体、特に電解質含有液体を吸収するように設計された製品、たとえば、おむつおよび生理用品中で有用である。
【０１４１】
以下の制限されない例は、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維の製造を例証する。本明細書中に示された試験の結果において、本発明の多成分系ＳＡＰ粒子は、非荷重下の吸収量（ＡＵＮＬ）および０．２８ｐｓｉおよび０．７ｐｓｉでの吸収量（ＡＵＬ（０．２８ｐｓｉ）およびＡＵＬ（０．７ｐｓｉ））に関して試験される。荷重下の吸収度（ＡＵＬ）は、印加された圧力下でのＳＡＰの流体吸収能力の尺度である。ＡＵＬは、本明細書中において参考のために記載された、米国特許第５１４９３３５号明細書中で開示された方法によって定められた。
【０１４２】
ＳＡＰ（０．１６０ｇ＋／−０．００１ｇ）は、内径２５ｍｍを有する空洞プレキシガラスシリンダーの底面に取り付けられた１４０ミクロンの水浸透性メッシュ上に、注意深く分散される。試料を、１００ｇのカバープレートで覆い、かつシリンダーをまとめて計量した。これに、２０ｇ／ｃｍ^２（０．２８ｐｓｉ）の圧力を印加する。二者択一的に、試料を２５０ｇのカバープレートで覆い、５１ｇ／ｃｍ^２の圧力を印加する（０．７ｐｓｉ）。分散されたシリンダー底面は、試験溶液（通常は０．９％食塩水）２５ミリリットルを含有する１００ｍｍペトリ皿上に置かれ、かつポリマーは１時間に亘って（または３時間に亘って）吸収される。シリンダー集合体を再計量することによって、ＡＵＬ（圧力下の）は、吸収された液体重量を、液体との接触前のポリマーの乾燥重量で割ることによって計算される。
【０１４３】
例１
ポリ（アクリル酸） ０％中和粒子（ポリ（ＡＡ）ＤＮ＝０）の製造方法
アクリル酸（２７０ｇ）、脱イオン水（８１０ｇ）、メチレンビスアクリルアミド（０．４ｇ）、過硫酸ナトリウム（０．５４７ｇ）および２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（０．１５７ｇ）を含有するモノマー混合物を製造し、その後に窒素で１５分に亘って散布した。モノマー混合物を浅いガラス皿中に置き、その後にモノマー混合物を２０ｍＷ／ｃｍ^２のＵＶ光下で、最初の温度１０℃で、約１２〜約１５分に亘って重合した。生じるポリ（ＡＡ）はゴム状のゲルであった。
【０１４４】
ゴム状ポリ（ＡＡ）ゲルを小片に切断し、その後に、ミートグラインダ装置を有するキッチン用品モデルＫ５ＳＳミキサーによって３回に亘って押し出した。押出中、メタ亜硫酸水素ナトリウムをゲルに添加し、未反応のモノマーと反応させる。押し出されたゲルを１４５℃で９０分に亘って、強制空気オーブン（forced-air oven）中で乾燥させ、かつ最終的には粉砕し、かつ篩いによって寸法に分類し、約１８０〜約７１０μｍ（ミクロン）の好ましい粒径を得た。
この方法は、中和度０を有する軽度に架橋されたポリアクリル酸を提供する。ポリアクリル酸（ＤＮ＝０）は、ポリマーのｇに対して０．１Ｍ水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）１１９．５ｇを吸収し、かつ０．７ｐｓｉの荷重下で、ポリマーのｇに対して合成尿 ９．０３ｇを吸収する。
【０１４５】
例２
架橋されたポリ（ビニルアミン）樹脂の粒子の製造方法
８重量％のポリ（ビニルアミン）水溶液 １００ｇに約２モル％のエチレングリコールジグリシジルエーテル（ＥＧＤＧＥ）（０．６６ｇ）を添加した。生じる混合物を約５分間に亘って撹拌し、ＥＧＤＧＥを溶解し、その後に均質な混合物をオーブン中に入れ、約６０℃に加熱し、かつ２時間に亘ってゲルを保持した。その後に生じるゲルを３回に亘って押出し、かつ６０℃で恒量に乾燥させた。乾燥した、軽度に架橋されたポリ（ビニルアミン）（ポリ（ＶＡｍ））をその後に極低温的に粉砕し、粒状材料を形成した（約１８０〜約７１０μｍ）。架橋されたポリ（ＶＡｍ）は、非荷重下で、０．１Ｍ塩酸 ５９．１２ｇ．ｇを吸収し、かつ、０．７ｐｓｉの荷重下で、合成尿 １７．３ｇ／ｇを吸収した。
【０１４６】
例３
ポリ（アクリル酸）繊維の乾式紡糸による製造方法
紡糸溶液を非架橋のポリ（アクリル酸）３５％（ｗ／ｗ）溶液、分子量約２５００００を、５５％（ｗ／ｗ）に濃縮することによって製造した。この溶液に、ＥＧＤＧＥ（０．５％〜５％モル／モル ポリ（ＡＡ））およびトリエチルアミン（５％モル／モル ポリ（ＡＡ））を添加し、かつ生じる混合物を混合し、均質な紡糸溶液を製造した。５５％（ｗ／ｗ）での紡糸溶液の粘度は、１３０００ｃｐｓであった（逆流型粘度計、サイズ８、２５℃）。紡糸溶液をペトリ皿中に入れ、かつ繊維を回転ドラム（直径１５．５ｃｍ）に向かって上方に垂直に引いた。乾式紡糸装置は、第８図に例証される。引き抜き速度は、フイラメント引き出し長さ５００ｍｍで約５４ｒｐｍであった。引き出された繊維を、７２０ワット（Ｗ）電力（５％ＥＧＤＧＥに関して２分間）を用いてのマイクロ波によってか、あるいは６０℃での従来的な送風機支援型オーブン（fan-assisted oven）によって硬化させた。繊維を硬化させるのに必要な時間は、ＥＧＤＧＥの濃度に依存する。乾式紡糸によるポリ（ＡＡ）の製造において、紡糸溶液中のＥＧＤＧＥの濃度は典型的には約０．５〜約５％であった（モル／モル ポリ（ＡＡ））。硬化触媒としてのトリエチルアミンの添加は、結果として迅速な硬化を生じ、この場合、これは低い温度で生じた。
【０１４７】
生じるポリ（ＡＡ）繊維は、約２５μｍの直径で、かつ０．７１デニール（０．０７８テックス）であった。繊維は、非荷重下で１時間後に０．１Ｍ ＮａＯＨ 約６９．９ｇ／ｇを吸収し、かつ、０．２８ｐｓｉで１時間後に、合成尿 約１７．６ｇ／ｇを吸収した。
【０１４８】
例４
湿式紡糸によるポリ（ビニルアミン）繊維の製造方法
紡糸溶液を、６％ｗ／ｗのポリ（ＶＡｍ）水性溶液を１０％ｗ／ｗポリ（ＶＡｍ）に濃縮することによって製造した（分子量約１９００００）。ＥＧＤＧＥ（０．０２５モル％）をポリ（ＶＡｍ）溶液に添加し、かつ混合し、均質な溶液を提供した。その後に溶液を約４０℃で約３０分に亘って加熱し、紡糸を可能にした。生じる紡糸溶液を直接的に、凝固媒体中で沈められた紡糸口金によって、凝固浴槽中に導入した。凝固浴槽中の凝固媒体は、典型的には０．５％（ｗ／ｗ）のＥＧＤＧＥとアセトンとの混合物を含有していた。ＥＧＤＧＥ濃度は、典型的には約０．５〜約５％（ｗ／ｗ）であった。紡糸溶液を、２３ゲージ針が備えられたシリンジ中に入れた。ポリ（ＶＡｍ）を０．０２ｍｌ／ｍｌの流速で、凝固媒体中に導入し、かつ生じるポリ（ＶＡｍ）を６４ｒｐｍの巻き取り速度で引き抜いた。ドラムの直径は１２ｃｍであった。湿式紡糸装置は第９図に例証される。ポリ（ＶＡｍ）繊維は、直径２８μｍを有し、かつ５．５デニールであった（０．６１テックス）。硬化をオーブン中で８０℃で３０分に亘って実施した。ポリ（ＶＡｍ）繊維は、非荷重下で、０．１Ｍ塩酸を６８．３ｇ／ｇ（１時間後）および７３．５ｇ／ｇ（３時間後）吸収し、かつ０．２８ｐｓｉの荷重下で、１９．６ｇ／ｇ（１時間後）吸収した。
【０１４９】
また、ポリ（ＶＡｍ）繊維は、ドライ−ジェット ウエット紡糸技術を用いて、同一の紡糸溶液から製造された。この技術において、紡糸口金は、凝固浴槽の上方に配置され、かつ繊維は、本質的には空気中で紡糸され、その後に紡糸浴槽を通して引き出される。
【０１５０】
前記に例証したように、ポリ（ＡＡ）の物理的特性は、ポリマーの乾式紡糸が可能であることである。ポリ（ＡＡ）はポリマー溶液を糸ひきし、かつフィラメントまたは繊維を、ポリ（ＡＡ）紡糸溶液から引き抜くことが可能な高い伸び粘度を有する。ポリ（ＶＡｍ）は乾式紡糸のために必要な物理的特性を有しておらず、したがって、湿式紡糸をおこなう。酸性吸収性ポリマーまたは塩基性吸収性ポリマーの紡糸において、当業者は、樹脂の性質に基づいて乾式紡糸または湿式紡糸のどちらを使用すべきか決定することができる。
【０１５１】
例５
撚りロープ状多成分系ＳＡＰ繊維の製造方法
本発明の多成分系ＳＡＰ繊維は、例３のポリ（ＡＡ）繊維と例４のポリ（ＶＡｍ）繊維を一緒に撚って製造し、酸性吸水性樹脂と塩基性吸水性樹脂の密な接触を提供する。酸性吸水性樹脂と塩基性吸水性樹脂を一緒に撚った後に、生じる撚りロープ状繊維は１２５℃のオーブン中で、約１０分〜約２０分に亘って加熱された。５０：５０のモル比の例３のポリ（ＡＡ）と例４のポリ（ＶＡｍ）を含有する撚りロープ状繊維は、以下の水性媒体を吸収する：
【０１５２】
【表１】

【０１５３】
^１）０．７ｐｓｉの荷重下での吸収量
^２）Ｒｈｏｎｅ−Ｐｏｕｋｅｃ Ｒｏｒｅｒ Ｂｅｌｌｏｎ社、Ｎｅｉｌｌｙ ｓｕｒ Ｓｅｉｎｅ、ベルギーから入手可能なＰＬＡＳＭＩＯＮ^{（Ｒ）３）}カッコ内の値は、市販のＳＡＰ繊維、すなわち、Ａｌｌｉｅｄ Ｃｏｌｌｏｉｄｓ社、英国から入手可能なＯＡＳＩＳ^ＴＭによって吸収された水性媒体の量であり、かつ比較の目的を含む。
^４）吸収性試験は、二重反復試験であった。
【０１５４】
他の例において、ポリ（ＶＡｍ）繊維とポリ（ＡＡ）繊維２：１のモル比を含有する撚られた繊維を製造した。また、この撚り繊維は、優れた流体吸収特性を示した。さらに、撚り繊維の水和中において、繊維の著しいからみあいが観察された。
【０１５５】
例５において、撚りロープを、繊維を一緒に撚った後にアニールした。しかしながら、製紐前の別個の繊維のアニールは行われてもよく、同様に別個の繊維のアニールに引き続いて、撚りロープ状繊維のアニールがおこなわれてもよい。
【０１５６】
しかしながら、例５はポリ（ＡＡ）の単一繊維およびポリ（ＶＡｍ）の単一繊維が、ひもの形で一緒に撚られることに関し、本発明の撚りロープ状繊維は、１個またはそれ以上のポリ（ＡＡ）繊維および１個またはそれ以上のポリ（ＶＡｍ）繊維が、組み紐の形で一緒に撚られるといった実施態様を包含する。したがって、１個または複数個（たとえば、１〜５００）のポリ（ＡＡ）繊維が、１個または複数個（たとえば、１〜５００）のポリ（ＶＡｍ）繊維と一緒に撚られる実施態様は、本発明の目的の範囲内である。
【０１５７】
撚り繊維の実施態様において、塩基性樹脂と酸性樹脂とのモル比は約５：１〜約１：５、かつ好ましくは約３：１〜約１：３である。本発明の利点を十分に達成するために、モル比は約２：１〜約１：２である。
【０１５８】
また、例５の５０：５０のモル比の撚り繊維の吸収性における硬化時間および硬化温度の影響が試験された。この試験の結果は、第１表に示された。
【０１５９】
【表２】

【０１６０】
^１）０．７ｐｓｉの荷重下で吸収された合成尿の量
１２５℃で、２０分間に亘って、例５の５０：５０のモル比で撚られた繊維に関する吸収速度は、ＯＡＳＩＳ^ＴＭ繊維、例４のポリ（ＶＡｍ）繊維、および例３のポリ（ＡＡ）繊維と比較された。結果は第１０図に示した。第１０図は撚りＳＡＰ繊維が、ポリ（ＶＡｍ）およびポリ（ＡＡ）繊維よりも迅速に吸収し、かつＯＡＳＩＳ^ＴＭ繊維よりも明かに優れていることを示す。
【０１６１】
さらに、試験は、繊維の長さが吸水性に影響するかどうかを定めるために行われた。５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍおよび４０ｍｍの長さを有する例５の撚り繊維の多成分系ＳＡＰは、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍおよび４０ｍｍの長さを有するポリ（ＡＡ）粒子、ＯＡＳＩＳ^ＴＭ繊維、およびポリ（ＡＡ）繊維とポリ（ＶＡｍ）繊維との物理的混合物と、０．２８ｐｓｉの圧力下での合成尿の吸収速度に関して比較した。吸収性は、繊維の長さが２０ｍｍまで増加するにしたがって改善し、その後に４０ｍｍで減少した。撚り繊維の多成分系ＳＡＰは、ポリ（ＡＡ）およびポリ（ＶＡｍ）繊維の混合物よりも優れていた。
【０１６２】
また、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維は、第１樹脂の芯および第２樹脂の鞘または殻の形であってもよい。この実施態様は、第６図および第７図に例証されている。
【０１６３】
例６
ポリ（ＡＡ）芯およびポリ（ＶＡｍ）鞘を有する多成分系ＳＡＰ繊維の製造方法
ポリ（ＡＡ）繊維を、例３に記載のように製造した。その後にポリ（ＡＡ）繊維をポリ（ＶＡｍ）の溶液（例４と同様に１０〜２０％の固体）に通過させた。その後に、生じる被覆された繊維を、ＥＧＤＧＥ（０．５ｗ／ｗ）およびアセトンを含有する凝固浴槽に通した。生じる芯／鞘多成分系ＳＡＰ繊維を乾燥させ、かつ、送風機支援型オーブン中で、６０℃で、１時間に亘って硬化させた。典型的な芯／鞘多成分系ＳＡＰ繊維は、約０．００８ｇのポリ（ＡＡ）および０．０１１ｇのポリ（ＶＡｍ）を含有するか、あるいはアクリル酸とビニルアミンのモル比１：２．３を有していた。例６の多成分系ＳＡＰ繊維は、０．７ｐｓｉの荷重下で６０分後に合成尿を１８．２ｇ／ｇ吸収した。比較として、例３のポリ（ＡＡ）繊維は、同一条件下で８．４ｇ／ｇを吸収した。
【０１６４】
例７
ポリ（ＶＡｍ）芯およびポリ（ＡＡ）鞘を含有する多成分系ＳＡＰ繊維の製造方法
ポリビニルアミン水性溶液（１０％固体）を、ＥＧＤＧＥ架橋剤 ０．０２５モル％と混合した。生じる溶液を均質になるまで混合し、その後に、４０℃で約２０分に亘って軽度に架橋し、紡糸ドープ液を形成した。ドープ液を、典型的には約０．２５％〜約１ｗ／ｗ％濃度の量で、ＥＧＤＧＥを含有する凝固浴槽中に直接的に導入した。浴槽中の凝固剤はポリ（ＶＡｍ）に対する非溶剤であり、特にアセトンである。ポリ（ＶＡｍ）は、２．５４ｃｍ^３／ｈｒの速度で浴槽中に直接紡糸した。繊維を、速い速度で製造し、この場合、凝固は最初に外側から生じる。方法は、被膜の製造から開始される。この型の凝固は、第１１図〜第１３図中で例証された芯の内部に気孔を有する繊維形態を生じた。繊維を、浴槽を通して、浴槽から上方へ引き抜いた。凝固浴槽からの繊維の引き抜き時においては、アセトンが浸されたローラー上に通し、かつその後にポリ（ＡＡ）およびＥＧＤＧＥを含有する被覆浴槽中に通す。ポリ（ＡＡ）（５０〜７０ｗ／ｗ％）の濃縮された水溶液を含有するこの浴槽は、極性溶剤、典型的にはアセトンで、約１５％ｗ／ｗのポリアクリル酸に希釈した。ＥＧＤＧＥは約０．５モル％で存在した。繊維はこの浴槽を通すことで、ポリ（ＶＡｍ）の芯をポリ（ＡＡ）の鞘で被覆された。この浴槽を通過させた後に、繊維を、第２アセトン−被覆ローラー上を通過させ、かつアセトン中５重量％のトリエチルアミンを含有するドーピング浴槽中を通過させた。繊維をこの溶液中に通過させた後に、繊維は約５０〜６０ｒｐｍの速度でからみついた。したがって、製造された繊維はローラーから除去され、１２５℃で３０分に亘って硬化させた。多成分系ＳＡＰ繊維は２５デニールであった（２．８テックス）。繊維の硬化時間は、１２５℃で６０分までかまたはそれ以上に亘って増加し、結果として水和された繊維の形態の変化が生じる。水和された繊維ゲルは、単に２０〜３０分間に亘って硬化された水和された繊維よりも硬い。ＡＵＬ試験セルからの繊維の除去時に、構造は、ばらばらに崩壊しもはやマット状ではない。
【０１６５】
例７の多成分系ＳＡＰ繊維は、人工的な尿、人工的な血液、および０．９％食塩水を吸収する能力に関して試験した。試験結果は以下に示した。
【０１６６】
【表３】

【０１６７】
水和時において、例７の繊維はマット型構造を形成した。ＡＵＬ試験の完了時において、マットはその結合性を保持し、かつそれは、一つの小片としてマットを除去することを可能にした。対照的に、例５の撚りロープ状繊維は、水和後に、その別個の繊維成分に粉砕した。例７の芯−鞘繊維で製造されたマットの試験は、極めて繊維状の形状を有する開構造（open structure）を示す。遊離流体は繊維表面上に存在しなかった。したがって、流体のすべては、繊維構造内部に含まれていた。また、増加したポリ（ＡＡ）の被覆として、ＡＵＬ値５０ｇ／ｇが得られることが観察された。
【０１６８】
例７の繊維は、０．７ｐｓｉの荷重下での繊維の吸収上での硬化時間の影響を定める試験をした。４個の試料は同様に製造され、その後にそれぞれ１２５℃で、１、３、５または２０分の硬化時間で実施した。試験結果は、第２表に示され、この場合、この表は、合成尿の吸収性を改善する硬化時間の増加を示す。
【０１６９】
【表４】

【０１７０】
また、例７の繊維を、例４で製造されたポリ（ＶＡｍ）繊維がポリ（ＡＡ）、ＥＧＤＧＥ（約０．５〜約５モル％）およびトリエチルアミン（５モル）を含有する溶液を通す別法を用いて製造した。異なる試験において、繊維を乾燥し、かつマイクロ波（７２０ｗ）で４分に亘ってか、または通風支援型オーブンで６０℃で６０分に亘って硬化させた。典型的な芯−鞘ＳＡＰ繊維は、ポリ（ＶＡｍ）０．１６ｇおよびポリ（ＡＡ）０．１６ｇ、特に、モル比２：１のポリ（ＶＡｍ）とポリ（ＡＡ）を含有した。このＳＡＰ繊維は、合成尿２６．８ｇ／ｇを、６０分の後に、０．７ｐｓｉの荷重下で吸収した。同様の条件下において、ポリ（ＶＡｍ）繊維は、合成尿１４．２ｇ／ｇを吸収した。
【０１７１】
以下の例８〜１１は、本発明の他の実施態様、特に、繊維が、塩基性樹脂の連続相中に酸性樹脂のマイクロドメインを含有するか、またはその反対に、酸性樹脂の連続相中に塩基性樹脂のマイクロドメインを含有する実施態様を例証する。
【０１７２】
例８
ポリ（ＡＡ）のマイクロドメインを含有するポリ（ＶＡｍ）繊維の製造方法
例４に記載のように製造されたポリ（ＶＡｍ）紡糸溶液に、微細に粉砕されたポリ（ＡＡ）粒子（＜２０μｍ直径）を添加した。混合物を、均質な溶液が観察されるまで撹拌した（約５分間）。紡糸溶液を、例４に記載のＥＧＤＧＥ（約０．５〜約５％ｗ／ｗ）−アセトン凝固浴槽中で紡糸した。生じる繊維をオーブン中で、６０℃で６０分に亘って硬化させた。
【０１７３】
例８の典型的な多成分系ＳＡＰ繊維は、ポリ（ＶＡｍ）５．５４ｇおよびポリ（ＡＡ）０．１１ｇを含有し、この場合、これは、モル比 ６：１のポリ（ＶＡｍ）とポリ（ＡＡ）であり、かつ２％ｗ／ｗのＥＧＤＧＥ架橋剤である。これらの繊維は、０．７ｐｓｉ荷重下で、１時間に亘って合成尿 ２４．２ｇ／ｇを吸収した。ポリ（ＡＡ）粒子を含有しない同様のポリ（ＶＡｍ）繊維は、同一条件下で、１２．１ｇ／ｇを吸収した。
【０１７４】
例９
ポリ（ＶＡｍ）のマイクロドメインを含有するポリ（ＡＡ）繊維の製造方法
例３に記載のように製造されたポリ（ＡＡ）水溶液に、微細に粉砕されたポリ（ＶＡｍ）粒子（＜２０μｍ直径）を添加した。混合物を、均質な溶液が観察されるまで撹拌した（約５分間）。紡糸溶液を例３に記載のように乾燥紡糸した。生じる繊維を６０℃のオーブン中で６０分間に亘って硬化させた。
【０１７５】
例９の典型的な多成分系ＳＡＰ繊維は、ポリ（ＶＡｍ）０．１３ｇおよびポリ（ＡＡ）４．９４ｇを含有し、この場合、これは、ポリ（ＶＡｍ）とポリ（ＡＡ）とのモル比が１：１２であり、かつ０．５％ｗ／ｗのＥＧＤＧＥ架橋剤である。例９の繊維は、０．７ｐｓｉの荷重下で、１時間後に、合成尿 １８．４ｇ／ｇを吸収した。ポリ（ＶＡｍ）粒子を含有しない同様のポリ（ＡＡ）繊維は、同一条件下で８．４ｇ／ｇを吸収した。
【０１７６】
例１０
例９と同一の方法において、ＶＩＳＣＯＭＥＲ^ＴＭをポリ（ＶＡｍ）溶液に添加した。ＶＩＳＣＯＭＥＲ^ＴＭは、Ｃｈｅｍｄａｌ Ｃｏｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｐａｌａｔｉｎｅ、ＩＬから市販されている。ＶＩＳＣＯＭＥＲ^ＴＭは約４ミリオンの分子量、および直径１０μ未満の粒径を有する。生じる紡糸溶液は、前記のように、ＥＧＤＧＥ（約０．５〜約５％ｗ／ｗ）−アセトン凝固浴槽中に紡糸された。生じる繊維を、６０℃のオーブン中で一晩に亘って硬化させた。
【０１７７】
例１０の典型的な多成分系ＳＡＰ繊維は、ポリ（ＶＡｍ）とポリ（ＡＡ）とのモル比１：１および０．５％ｗ／ｗのＥＧＤＧＥ架橋剤を含有した。例１０の繊維は、０．７ｐｓｉの荷重下で、６０分後に、合成尿を１４．４７ｇ／ｇ吸収した。
【０１７８】
例１１
例９と同様の方法で、ＣＡＲＢＯＰＯＬ^ＴＭをポリ（ＶＡｍ）溶液に添加した。ＣＡＲＢＯＰＯＬ^ＴＭは、ＢＦ グッドリッチ社（BF Goodrich CO., Cleveland, Ohio）から市販されているポリ（ＡＡ）である。ＣＡＲＢＯＰＯＬ^ＴＭは、約４０００００〜約４００００００の分子量および直径約２〜７μｍの粒径を有する。生じる紡糸溶液は、前記のようにＥＧＤＧＥ（約０．５〜約５％ｗ／ｗ）−アセトン凝固浴槽中で紡糸した。生じる繊維は、６０℃のオーブン中で一晩に亘って硬化された。
【０１７９】
例１０の典型的な多成分系ＳＡＰ粒子はモル比１：１のポリ（ＶＡｍ）とポリ（ＡＡ）および０．５％ｗ／ｗのＥＧＤＧＥ架橋剤を含有した。例１１の繊維は、０．７ｐｓｉの荷重下で、６０分後に、合成尿を１７．５ｇ／ｇ吸収した。
以下の例１２は、ポリ（ＶＡｍ）およびポリ（ＡＡ）繊維が同時に押し出される実施態様を例証する。
【０１８０】
例１２
同時押出による多成分系ＳＡＰ繊維の製造方法
ポリ（ＶＡｍ）繊維を、例４に記載の湿式紡糸法によって製造した。同時にポリ（ＡＡ）繊維を、例３に記載の乾式紡糸法によって製造した。ポリ（ＡＡ）繊維を６０℃で加熱したチャンバーを通過させ、引き続いてポリ（ＶＡｍ）ポリマーと一緒に同時押出をおこなった。同時押出されたＳＡＰ繊維を、６０℃で１時間に亘って硬化した。
【０１８１】
本発明の典型的な同時押出された多成分系ＳＡＰ繊維は、モル比 １：１のポリ（ＶＡｍ）とポリ（ＡＡ）を含有する。同時押出された繊維は、０．７ｐｓｉの荷重下で、６０分後に、合成尿を２８．１ｇ／ｇ吸収した。比較として、同一条件下で、例３のポリ（ＡＡ）繊維は８．４ｇ／ｇを吸収し、かつ、例４のポリ（ＶＡｍ）繊維は１２．９ｇ／ｇを吸収した。
【０１８２】
以下の例１３は、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維の表面処理を例証する。
【０１８３】
例１３
多成分系ＳＡＰ繊維の表面処理
例５の撚りロープ状ＳＡＰ繊維は、プロピレングリコールと水（８０：２０ｗ／ｗ）の溶液を通して、撚り繊維を被覆する。その後に被覆された撚り繊維は、１２５℃のオーブン中で１時間に亘って乾燥させた。生じる表面処理されたＳＡＰ繊維は、ポリ（ＡＡ）とポリ（ＶＡｍ）とのモル比 １：１を有し、かつ撚り繊維と表面被膜との重量比 ４．７：１を有していた。表面架橋された多成分系ＳＡＰ繊維は、０．７ｐｓｉの荷重下で、６０分後に、合成尿 １０．５ｇ／ｇを吸収した。
【０１８４】
以下の表は、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維、多成分系ＳＡＰ繊維中に存在する独立したポリマー、および多成分系ＳＡＰ繊維中に存在する乾燥樹脂の簡単な混合物に関する吸収性および保持性データを含む。データは、酸性および／または塩基性ポリマーのマイクロドメインを含有する本発明の多成分系ＳＡＰ繊維に関して、それぞれの粒子を独立した樹脂および独立した樹脂の簡単な混合物と比較して、吸水性および保水性の改善を示した。第３表〜第８表中でデータは、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維の、０．９％食塩水を吸収および保持する改善された能力を示す。
【０１８５】
【表５】

【０１８６】
^１）粒径 １８０〜７１０μｍ；
^２）０％中和された、粒径 １８０〜７１０μｍ、６００ｐｐｍＥＧＤＧＥで表面架橋されたもの；
^３）粒径 １８０ｎｍ未満の６０％ポリ（ＤＡＥＡ）および、０％中和された４０％ポリアクリル酸の混合物；
^４）粒径 １８０ｎｍ未満の６０％ポリ（ＤＡＥＡ）と、０％中和され、６００ｐｐｍＥＧＤＧＥでの表面架橋された４０％ポリアクリル酸との混合物、；
^５）粒径 １８０〜７１０μｍの６０％ポリ（ＤＡＥＡ）と、０％中和された４０％ポリアクリル酸との混合物；
^６）粒径 １８０〜７１０μｍの６０％ポリ（ＤＡＥＡ）と、０％中和され、６００ｐｐｍＥＧＤＧＥでの表面架橋された４０％ポリアクリル酸との混合物、；
^７）粒径 １８０μｍ未満の６０％ポリ（ＤＡＥＡ）と、２０％中和され、粒径１８０〜７１０μｍの４０％ポリアクリル酸との混合物、；
^８）ポリ（ＡＡ）（ＤＮ＝０）連続相中の分散相として、ポリ（ＤＡＥＡ）（＜１８０μｍ）のマイクロドメインを含有する多成分系ＳＡＰ、ポリ（ＤＡＥＡ）／ポリ（ＡＡ）重量比 ６０／４０；
^９）ＥＧＤＧＥでの表面架橋ｐｐｍ；および
^１０）ポリ（ＡＡ）（ＤＮ＝２０）連続相中の分散相として、ポリ（ＤＡＥＡ）（＜１８０μｍ）のマイクロドメインを含有する多成分系ＳＡＰ、ポリ（ＤＡＥＡ）／ポリ（ＡＡ）重量比 ６０／４０；
【０１８７】
【表６】

【０１８８】
^１１）ポリ（ＤＭＡＰＭＡ）、粒径１０６μｍ未満；
^１２）ポリ（ＤＭＡＰＭＡ）、粒径１０６〜１８０μｍ；
^１３）ポリアクリル酸、粒径１８０〜７１０μｍ、０％中和、６００ｐｐｍＥＧＤＧＥでの表面架橋；
^１４）粒径１０６〜１８０μｍの６０％ポリ（ＤＭＡＰＭＡ）と０％中和された４０％ポリアクリル酸との混合物；
^１５）粒径＜１０６μｍの６０％ポリ（ＤＭＡＰＭＡ）と０％中和された４０％ポリアクリル酸との混合物；
^１６）５０％ポリ（ＤＭＡＰＭＡ）と０％中和された５０％ポリアクリル酸との混合物；
^１７）ポリ（ＡＡ）（ＤＮ＝０）連続相中の分散相としてポリ（ＤＭＡＰＭＡ）（＜１０６μｍ）のマイクロドメインを含有する多成分系ＳＡＰ、ポリ（ＤＭＡＰＭＡ）／ポリ（ＡＡ）重量比６０／４０；
^１８）ポリ（ＡＡ）（ＤＮ＝０）連続相中の分散相としてポリ（ＤＭＡＰＭＡ）（１０６〜１８０μｍ）のマイクロドメインを含有する多成分系ＳＡＰ、ポリ（ＤＭＡＰＭＡ）／ポリ（ＡＡ）重量比６０／４０；
^１９）ポリ（ＤＭＡＰＭＡ）連続相中の分散相としてポリ（ＡＡ）（ＤＮ＝０％）（＜１０６μｍ）のマイクロドメインを含有する多成分系ＳＡＰ、ポリ（ＡＡ）／ポリ（ＤＭＡＰＭＡ）重量比５０／５０；および
^２０）ジブロモオクタンを含有する表面架橋ｐｐｍ
【０１８９】
【表７】

【０１９０】
^２１）３７％ポリ（ビニルアミン）および６３％ポリ（ＡＡ）の混合物；および^２２）ポリ（ＡＡ）（ＤＮ＝０）連続相中の分散相としてポリ（ビニルアミン）（＜１８０μｍ）のマイクロドメインを含有する多成分系ＳＡＰ、ポリ（ビニルアミン）／ポリ（ＡＡ）重量比 ３７／６３
【０１９１】
【表８】

【０１９２】
^２３）ポリ（ＶＧ）およびポリ（ＡＡ）のマイクロドメインを含有する多成分系ＳＡＰ、ポリ（ＶＧ）／ポリ（ＡＡ）重量比 ５０／５０
【０１９３】
【表９】

【０１９４】
^２４）ＥＧＤＧＥのモル％
本発明の多成分系ＳＡＰ繊維が、部分的に中和された酸性樹脂および／または塩基性樹脂を含有していてもよいことを示すために、一連の試験はポリ（ＡＡ）４５重量％およびポリ（ビニルアミン）５５重量％を含有する多成分系ＳＡＰ粒子を含有するように実施された。多成分系ＳＡＰ粒子は、同一の方法で製造されるが、しかしながら、ポリ（ＡＡ）およびポリ（ビニルアミン）の中和割合は変更された。種々の多成分系ＳＡＰ粒子を、合成尿の吸収および保持能力に関して試験し、かつ、結果を第９表に示す。
【０１９５】
【表１０】

【０１９６】
^１）１２５℃で、２．５時間に亘って乾燥されたプロピレングリコール／水（８０／２０比）での表面処理
他の一連の試験において、多成分系ＳＡＰ粒子中の酸性吸水性樹脂と塩基性吸水性樹脂との比は変更された。特に、第１０表は、ポリ（ビニルアミン）とポリ（ＡＡ）を２５重量％：７５重量％で含有する一連の多成分系ＳＡＰ粒子に関する、異なる圧力でＡＵＮＬデータおよびＡＵＬデータを示した。この一連の試験で使用された多成分系ＳＡＰ粒子は、５５重量％のポリ（ビニルアミン）および４５重量％のポリ（アクリル酸）を含有する多成分系ＳＡＰ粒子であった。試験において使用されたすべての多成分系ＳＡＰ粒子は５０ｐｐｍＥＧＤＧＥで表面架橋された。多成分系ＳＡＰ粒子を合成尿の吸収能力および保持能力に関して試験した。
【０１９７】
【表１１】

【０１９８】
比較的多量の液体の吸収および保持能力以外に、さらに、ＳＡＰは良好な浸透性、よって液体の迅速な吸収性を示すことが重要である。したがって、吸収能力、またはゲル量以外に、有用なＳＡＰ繊維は高いゲル強度を有し、特に、繊維は液体の吸収の後に変形することはない。さらに、液体の存在下で、形成されたヒドロゲルの浸透性または流れ電気伝導性（flow conductivity）は、ＳＡＰ繊維が膨潤するか、またはすでに膨潤されている場合には、ＳＡＰ繊維の実用性に関する極めて重要な性質である。吸収性ポリマーの浸透性および流れ伝導性での相違は、体液を獲得し、かつ分散する吸収製品の能力に直接的に衝撃を与えうる。
【０１９９】
多くの型のＳＡＰ粒子は、ゲルブロッキングを表す。“ゲルブロッキング”はＳＡＰ粒子が湿り、かつ膨潤する場合に生じ、この場合、これは、ＳＡＰ粒子内部または吸収性ＳＡＰ粒子間の流体透過を阻害する。したがって、全体として、ＳＡＰ粒子または吸収性構造内部の湿潤は、極めて遅い拡散方法によって生じ、この場合、完全な流体吸収のためにおそらくは１６時間までを必要とする。実施において、これはＳＡＰ粒子による流体の獲得を意味し、したがって、吸収性構造、たとえばおむつの吸収速度は、特に噴出状態で流体が放出される速度よりもかなり遅くてもよい。したがって、吸収性構造からの漏出は、吸収性構造中のＳＡＰ粒子が十分に飽和される前か、あるいは流体が“ゲルブロッキングされた”粒子を通りぬけて吸収性構造の残りの部分に拡散するかまたは逃れる前によく生じうる。ゲルブロッキングは、ＳＡＰ粒子が適性なゲル強度を欠いている場合には特に緊急の問題であり、かつＳＡＰ粒子が、吸収した流体で膨潤した後に、圧力下で変形するかまたは広がる。
【０２００】
したがって、ＳＡＰ粒子は十分なＡＵＬ値を有することができるが、しかしながら、吸収性構造中での高い濃度で有用であるために、不適正な浸透性または流れ電気伝導性を有する。高いＡＵＬ値を有するために、ＳＡＰ粒子から形成されたヒドロゲルは、０．３ｐｓｉの制限された圧力下で、ゲルブロッキングが任意の著しい度合いで生じない程度の最小限の浸透性を有する。簡単にゲルブロッキングを回避するために必要な浸透性の度合いは、良好な流体運搬特性を提供するのに必要な浸透性よりも少ない。したがって、ゲルブロッキングを回避し、十分なＡＵＬ値を有するＳＡＰは、他の流体取扱特性中で依然としてかなりの欠点を有しうる。
【０２０１】
したがって、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維の重要な特徴は浸透性であり、この場合、粒子の塩類液流れ電気伝導性（ＳＦＣ）値によって定められたように、液体での膨潤され、ヒドロゲル領域または相を形成する。ＳＦＣは、ＳＡＰの塩類流体運搬能力、たとえば、膨潤したＳＡＰから形成されるヒドロゲル相が体液を運搬する能力を測定する。かなり高いＳＦＣ値を有する材料は、木材パルプ繊維のエア−レイドウエブ（air-laid web）である。
【０２０２】
典型的には、パルプ繊維（たとえば、０．１５ｇ／ｃｃの密度を有するもの）のエア−レイドウエブは、約２００×１０^−７秒／ｇのＳＦＣ値を表す。それとは対照的に、典型的なヒドロゲル形成ＳＡＰｓは、１×１０^−７ｃｍ^３秒／ｇまたはそれ未満のＳＦＣ値を表す。吸収性構造中でＳＡＰが高い濃度で存在し、かつその後に使用圧力下で膨潤し、ヒドロゲルを形成する場合には、ヒドロゲルの境界は接近し、かつこの高ＳＡＰ濃度領域中の間隙性気孔は、一般にヒドロゲルによって包囲されるようになる。これが生じる場合に、この領域中の浸透特性または塩類液流れ電気伝導特性は、一般には、ＳＡＰのみから形成されるヒドロゲル領域の浸透特性または塩類液流れ電気伝導特性を示す。通常の獲得／分散材料、たとえば木材パルプ毛羽と等しいかまたはそれを上廻る程度の、これらの膨潤した高濃度の領域の浸透性の増加は、吸収性構造に関する優れた流体取扱特性を提供することができ、したがって、特に高い流体投入下で漏出を生じるのを減少させる。
【０２０３】
したがって、木材パルプ繊維のエア−レイドウエブのＳＡＦ値とほぼ等しいかまたはそれを上廻るＳＦＣ値を有するＳＡＰ粒子を提供することは望ましい。これは、高く制限された濃度のＳＡＰ粒子が、吸収性構造中で効果的に使用されるべき場合に、特に重要である。また、高いＳＦＣ値は、通常使用された条件下で、生じるヒドロゲルが体液を吸収し、かつ保持する能力を示す。
【０２０４】
本発明のＳＡＰ粒子のＳＦＣ値は、第１１図に示したデータ中で例証されるように、標準的なポリ（ＡＡ）ＳＡＰの関するＳＦＣ値の本質的な改善を示す。ＳＡＰ粒子のＳＦＣ値を測定するための方法は、米国特許第５５９９３３５号明細書、ゴールドマンら（Goldman et al.）に記載されており、この場合、この文献は、本明細書中に参考のために記載されている。
【０２０５】
【表１２】

【０２０６】
^１）標準的な市販のＳＡＰ、特に中和されたポリ（ＡＡ）、７５％ＤＮ、ケムダル社（Chemdal, Corp. Palatine, IL）より入手可能；
^２）比較試料 非中和のポリ（ビニルアミン）粒子５５重量％および非中和のポリ（ＡＡ）粒子４５重量％の乾燥混合物を含有；
^３）キッチン用ミキサー中で製造された多成分系ＳＡＰ粒子、非中和ポリ（ビニルアミン）５５％およびポリ（ＡＡ）５５％を含有；
^４）多成分系ＳＡＰ粒子 非中和のポリ（ビニルアミン）５５％およびポリ（ＡＡ）４５％を含有；
^５）多成分系ＳＡＰ粒子 芯−鞘粒子として非中和のポリ（ビニルアミン）５５％およびポリ（ＡＡ）４５％を含有；
^６）多成分系ＳＡＰ粒子 相互浸透性ポリマー網として非中和のポリ（ビニルアミン）５５％およびポリ（ＡＡ）４５％を含有；
^７）多成分系ＳＡＰ粒子 相として非中和のポリ（ビニルアミン）５５％およびポリ（ＡＡ）４５％を含有；および
^８）×１０^−７ｃｍ３秒／ｇ
第１１表で例証されたデータは、コントロール群ＳＡＰおよびＳＡＰ粒子比較乾燥混合物と比較して、多成分系ＳＡＰ粒子に関する０．７ｐｓｉでのＡＵＬおよびＳＦＣにおいて本質的な改善を示す。したがって、本発明のＳＡＰ繊維は、少なくとも約１５０×１０^−７ｃｍ^３秒／ｇおよび好ましくは少なくとも約２５０×１０^−７秒／ｇのＳＦＣ値を有する。本発明の十分な利点を達成するために、ＳＦＣ値は少なくとも約３５０×１０^−７ｃｍ^３秒／ｇであり、かつ１０００×１０^−７秒／ｇよりも大きい範囲であってもよい。
【０２０７】
また、本発明のＳＡＰ粒子は、粒子中および粒子間の液体の優れた拡散を示す。拡散はＰＵＰ容量試験で測定され、この場合、これは、ＡＵＬ試験に類似するが、しかしながら、ＳＡＰ粒子は、必要である場合には流体の吸収が可能である。ＰＵＰ試験は、ＳＡＰ粒子の吸収運動性を例証するために示される。本発明の多成分系ＳＡＰ粒子が、少なくとも５０ｇ／ｇ／時間^１／２、好ましくは少なくとも７０ｇ／ｇ／時間^１／２の初期ＰＵＰ容量速度を有することが期待される。本発明の利点を十分に達成するためには、多成分系ＳＡＰ繊維は、９０ｇ／ｇ／時間^１／２、好ましくは１００ｇ／ｇ／時間^１／２を上廻る初期ＰＵＰ容量速度を有する。
【０２０８】
他の試験において、本発明の多成分系ＳＡＰ粒子の自由膨張速度（ＦＳＲ）が、標準的なポリ（ＡＡ）ＳＡＰのＦＳＲおよび５５／４５重量比のポリ（ビニルアミン）／ポリ（アクリル酸）乾燥粒子混合物のＦＳＲと比較された。さらに閉鎖系試験（lockup test）として知られるのＦＳＲ試験は、当業者に公知である。
【０２０９】
本発明の多成分系ＳＡＰ粒子は、キッチン用ミキサー中およびブラベンダー押出機（Brabender extruder）中でそれぞれ製造された、５５／４５重量比の多成分系ＳＡＰ粒子に関して、０．４９および０．４８のＦＳＲ（ｇ／ｇ／秒）を有していた。比較として、乾燥混合物は、ＦＳＲ ０．１０を有し、かつ、標準的中和ポリ（ＡＡ）はＦＳＲ ０．３２を有する。したがって、本発明の多成分系ＳＡＰ粒子は０．３５を上廻り、好ましくは０．４０上廻り、かつ最も好ましくは０．４５を上廻るＦＳＲを有する。さらに、このようなデータは、迅速に、多量の電解質含有液体を吸収および保持する本発明のＳＡＰ粒子の能力を改善させることを示す。
【０２１０】
さらに、多成分系ＳＡＰ粒子は、第２吸水性樹脂の粒子と混合されてもよく、改善された吸収特性を有するＳＡＰ材料を提供する。第２吸水性樹脂は、酸性吸水性樹脂、塩基性吸水性樹脂またはこれらの混合物であってもよい。ＳＡＰ材料は、約１０重量％〜約９０重量％、かつ好ましくは約２５重量％〜約８５重量％の多成分系ＳＡＰ繊維を含有し、かつ、約１０重量％〜約９０重量％、かつ好ましくは約２５重量％〜約８５重量％の第２吸水性樹脂の粒子を含有する。より好ましくは、ＳＡＰ材料は、約３０重量％〜約７５重量％の多成分系ＳＡＰ繊維を含有する。本発明の十分な利点を達成するために、ＳＡＰ材料は約３５重量％〜約７５重量％の多成分系ＳＡＰ繊維を含有する。
【０２１１】
第２吸水性樹脂は、前記に記載された任意の酸性樹脂を、多成分系ＳＡＰの製造中で使用してもよい。酸性または塩基性の第２吸水性樹脂は、中和されていないか（ＤＮ＝０）、部分的に中和されているか（０＜ＤＮ＜１００）、または完全に中和されていてもよい（ＤＮ＝１００）。第２樹脂として使用される好ましい酸性吸水性樹脂は、ポリアクリル酸、好ましくは部分的に中和されたポリアクリル酸、たとえばＤＮ 約５０％、好ましくは約７０％〜約１００％までである。また、第２吸水性樹脂は、多成分系ＳＡＰの製造中で使用された前記に示された任意の塩基性樹脂であってもよい。第２樹脂として使用された好ましい塩基性吸水性樹脂は、ポリ（ビニルアミン）またはポリ（ジアルキルアミノアルキル（メト）アクリルアミドである。酸性樹脂の混合物、または塩基性樹脂の混合物は、第２吸水性樹脂として使用されてもよい。さらに、酸性樹脂および塩基性樹脂の混合物は、第２吸水性樹脂として使用されてもよい。
【０２１２】
多成分系ＳＡＰ粒子および第２吸水性樹脂の粒子を含有するＳＡＰ材料によって示される改善された吸収特性を例証するために、多成分系ＳＡＰ粒子および部分的に中和された（ＤＮ＝７０）ポリアクリル酸（ポリ（ＡＡ））の粒子の混合物が製造される。この試験および本明細書中を通して使用されたポリ（ＡＡ）（ＤＮ＝７０）は、約７０％〜約８０％中和された標準的な市販のポリ（ＡＡ）に関し、かつポリ（ＡＡ）（ＤＮ＝０）は非中和のポリ（ＡＡ）に関する。多成分系ＳＡＰ粒子は、ポリ（ＡＡ）中に分散されたポリ（ビニルアミン）のマイクロドメインを含有する。多成分系ＳＡＰ粒子のポリ（ビニルアミン）／ポリ（ＡＡ）の重量比は５５／４５であった。生じるＳＡＰ粒子は、０．７ｐｓｉの荷重下で、従来的に記載された方法にしたがって、合成尿を吸収する能力に関して試験された。結果は以下に示される：
【０２１３】
【表１３】

【０２１４】
^１）部分的に中和されたポリ（ＡＡ）粒子と多成分系ＳＡＰ粒子との重量比
前記に示されたデータは、多成分系ＳＡＰ粒子および従来的な、部分的に中和されたポリ（ＡＡ）上である第２吸水性樹脂粒子の混合物を含有するＳＡＰ粒子によって達成される、本質的に改善された吸収特性を示す。
以下の例１４〜１７は、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維および第２吸水性樹脂を含有するＳＡＰ材料を示す。
【０２１５】
例１４
例６および例７の芯−鞘多成分系ＳＡＰ繊維は、独立して、市販のＳＡＰ、特にＡＳＡＰ２３００^ＴＭ粒子、ケムダル社（Chemdan, Corp., Palatine, IL）から入手可能な７５％〜８０％中和されたポリ（ＡＡ）と、均質な混合物が生じるまで混合させた。生じる混合物は、例６または７の約５０：５０（ｗ／ｗ）の繊維およびＡＳＡＰ２３００^ＴＭであった。
【０２１６】
典型的な混合物は、例６の繊維 ０．０５２ｇおよびＡＳＡＰ２３００^ＴＭ ０．０５０ｇを含有していた。例１４のＳＡＰ材料は、０．７ｐｓｉの荷重下で、１時間の後に合成尿２９．７ｇ／ｇを吸収していた。比較として、例６の繊維は１８．２ｇ／ｇおよびＡＳＡＰ２３００^ＴＭは３４．０ｇ／ｇを、同一条件下で吸収していた。
【０２１７】
例１５
例１４と類似して、例６および７の繊維は、独立して、ＯＡＳＩＳ^ＴＭ繊維と混合させた。典型的な配合物は、例７の繊維 ０．０５１ｇおよびＯＡＳＩＳ^ＴＭ ０．０５０ｇを、特に５０：５０（ｗ／ｗ）の比で含有していた。例１５のＳＡＰ材料は、０．７ｐｓｉの荷重下で、１時間後に、合成尿２０．１ｇ／ｇを吸収した。比較として、ＯＡＳＩＳ^ＴＭ繊維は、１８．９ｇ／ｇを吸収し、かつ例７の繊維は２６．８ｇ／ｇを吸収した。
【０２１８】
例１６
例１４および１５と同様に、例１２の同時押出された繊維を、ＡＳＡＰ２３００^ＴＭと、特に５０：５０（ｗ／ｗ）の比で混合させた。例１６のＳＡＰ材料は、０．７ｐｓｉの荷重下で１時間の後に合成尿２４．９ｇ／ｇを吸収した。比較して、例１２の繊維は、２８．１ｇ／ｇを吸収し、かつＡＳＡＰ２３００^ＴＭ粒子は同一条件下で、３４．０ｇ／ｇを吸収した。
【０２１９】
例１７
例１４〜１６と同様に、例１２の同時押出された繊維を、ＯＡＳＩＳ^ＴＭ繊維と混合させた。典型的な配合物は、例１２の繊維 ０．０５ｇおよびＯＳＡＩＳ^ＴＭ繊維 ０．０５１ｇを、特に５０：５０（ｗ／ｗ）の比で含有していた。例１７のＳＡＰ材料は、０．７ｐｓｉの荷重下で１時間後に合成尿 １６．０ｇ／ｇを吸収した。比較として、例１２の繊維は２８．１ｇ／ｇを吸収し、かつＯＡＳＩＳ^ＴＭ繊維は、同一条件下で、１８．９ｇ／ｇを吸収した。
【０２２０】
例１８
例１４〜１７と同様に、例５の撚りロープ状ＳＡＰ繊維は、ＡＳＡＰ１２００^ＴＭ粒子と混合させた。典型的な製剤は、撚りロープ状繊維 ０．０７ｇおよびＡＳＡＰ２３００^ＴＭ ０．１１ｇを、特に４０：６０（ｗ／ｗ）の比で含有した。例１８のＳＡＰ材料は、０．７ｐｓｉ下で１時間後に合成尿 ２１．８ｇ／ｇを吸収した。比較として、例５の撚りロープ状繊維は、１６．９ｇ／ｇを吸収し、かつ、ＡＳＡＰ２３００^ＴＭは、同一条件下で３４．０ｇ／ｇを吸収した。
【０２２１】
例１９
例１４〜１８と同様に、例５の撚りロープ状のＳＡＰ繊維はＯＡＳＩＳ^ＴＭ繊維と混合させた。典型的な製剤は、撚りロープ状繊維 ０．０７０ｇおよびＯＡＳＩＳ^ＴＭ繊維 ０．０６７ｇを、特に５０：５０（ｗ／ｗ）の比で含有した。０．７ｐｓｉの荷重下で１時間後に、例１９のＳＡＰ材料は、合成尿 １４．４ｇ／ｇを吸収した。比較として、例５の撚りロープ状繊維は、１６．９ｇ／ｇを吸収し、かつＯＡＳＩＳ^ＴＭ繊維は、同一条件下で１８．９ｇ／ｇを吸収した。
【０２２２】
例２０
混合床繊維
ポリ（アクリル酸）繊維およびポリ（ビニルアミン）繊維の５０：５０重量比の混合物を、繊維の混合によって製造した。ポリ（ＡＡ）およびポリ（ＶＡｍ）の繊維を、それぞれ例３および例４で記載されたように製造し、かつ、硬化状態であった。その後に繊維混合物を、環状芯形成体中を通過させ、この場合、これは、真空下で、篩いによって繊維混合物を導き、かつ紙上に繊維混合物を集め、マットを形成する。その後に、このようにして形成されたマットは、１２５℃で６０分に亘って硬化させるか、またはアニールされる。硬化されたマットは０．７ｐｓｉの荷重下で吸収性に関して試験され、かつ１時間後に合成尿を３７．６ｇ／ｇおよび４時間後に４２ｇ／ｇ吸収した。
【０２２３】
別法において、ポリ（ＡＡ）およびポリ（ＶＡｍ）繊維は、混合前かまたは混合後に最初に硬化され、引き続いて硬化された繊維を、前記のように芯形成体を通過させる。１２５℃で６０分の最終的な硬化の後に、繊維マットは、ＡＵＬ試験において（０．７ｐｓｉ下で）１時間後に３２．９ｇ／ｇ（合成尿）を吸収し、かつ４時間後に３５．３ｇ／ｇを吸収した。
【０２２４】
例２０の水和されたマットは、極めて良好な構造的成分を有し、かつＡＵＬ試料ポットから除去された後に、その形状を保持する。マットの表面は極めて乾燥していた。水和されたマットは崩壊することなく、かつ相当な度合いで曲がることはない。
【０２２５】
さらに、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維または本発明のＳＡＰ繊維を含有するＳＡＰ材料の改善された吸収特性をさらに示すために、多成分系ＳＡＰ繊維およびＳＡＰ材料は、繊維の物理的混合物および繊維および粒子の物理的混合物と比較する。比較の物理的混合物は、本発明の多成分系ＳＡＰ繊維を含有しない。以下第１２表は、２０個の試料の比較試験の結果を示し、この場合、これは、本発明の繊維およびＳＡＰ材料ならびに比較試料を含む。試験された試料は以下の組成物を有する：
【０２２６】
【表１４】

【０２２７】
^１）すべての混合物は固体、乾燥成分を均質になるまで混合させることによって製造され；および ^２）ＯＡＳＩＳ^ＴＭ繊維は、濃リン酸で繊維を湿らすことによって再プロトン化した。再プロトン化した繊維は、酸と分離され、その後にメタノール濾液が一貫したｐＨを示すまでメタノールで洗浄した。その後に、再プロトン化した繊維を６０℃で乾燥させた。
【０２２８】
【表１５】

【０２２９】
^１）組成物に関して、ポリ（ＶＡｍ）ポリマーは１４．２ｇ／ｇを吸収し、かつポリ（ＡＡ）繊維は７．７ｇ／ｇを吸収する。
【０２３０】
本発明のＳＡＰ材料は、１５×１０^−７ｃｍ^３秒／ｇ以上、かつ典型的には２０×１０^−７ｃｍ^３秒／ｇ以上のＳＦＣを有する。好ましい実施態様は、約３０×１０^−７ｃｍ^３秒／ｇまたはそれ以上のＳＦＣ、たとえば８００／ｇ×１０^−７ｃｍ^３秒／ｇまでのＳＦＣを有する。特に、多成分系ＳＡＰ粒子 ２５％およびポリ（ＡＡ）（ＤＮ＝７０）粒子 ７５％を含有するＳＡＰ粒子は３４．４ｃｍ^３秒／ｇのＳＦＣを有する。また、本発明のＳＡＰ材料は、吸収性材料に関して、４５．５ｇ／ｇ １時間^１／２の改善された初期ＰＵＰ容量速度を示す。標準のポリ（ＡＡ）（ＤＮ＝７０）は、４０．７ｇ／ｇ １時間^１／２の初期ＰＵＰ容量速度を有する。
【０２３１】
特に、例７の多成分系ＳＡＰ繊維は、ＳＦＣ試験を用いて浸透性に関して試験された。分析は、０．３ｐｓｉの適用された荷重下で、試験試料 ０．１ｇ上で実施された。合成尿に関しては、例７の繊維は６０３×１０^−７ｃｍ^３秒／ｇのＳＦＣを示した。同様に、０．９％食塩水および人工的な血液に関して、例７の繊維は、それぞれ３２ｃｍ^３秒／ｇおよび４．８ｃｍ^３秒／ｇのＳＦＣを示した。
【０２３２】
本発明の多成分系ＳＡＰ繊維および多成分系ＳＡＰ繊維を含有する吸収性材料は、（ａ）速く液体を吸収するための改善された能力を有し、（ｂ）良好な液体拡散速度を有し、かつ（ｃ）液体吸収および液体保持のための改善された能力を有する。したがって、本発明のＳＡＰ繊維およびＳＡＰ材料は、たとえば、使い捨てオムツ、成人用失禁防止用製品、および生理用品中で有用である。
【０２３３】
特に、今日のオムツは、一般に着用者の皮膚と接触する不織布材料から成るとトップシート、その下の捕集相（特に、着用者の皮膚の反対側）、捕集相の下の芯および芯の下のバックシートから成る。この構造は工業的によく知られている。本発明の多成分系ＳＡＰ繊維または高吸収性材料によって提供される改善点は、捕集相を使い捨てオムツから排除することを可能にすることである。
【０２３４】
さらに、例２０と同様の付加的な試験試料が製造され、かつ合成尿の吸収に関する能力を試験した。混合床繊維マットはポリ（ビニルアミン）とポリ（アクリル酸）の重量比 ６０／４０、５０／５０または３０／７０を含有しており、かつ例２０と同様に製造した。混合床繊維マットは１２５℃で１０〜６０分の範囲でアニールされた。混合床繊維の合成尿を吸収する能力は、第１３表に示す。
【０２３５】
【表１６】

【０２３６】
例２０の混合床および第１３表で試験された混合床繊維は、合成尿による水和後に優れた構造的結合性を示し、特に、混合床繊維のマットが崩壊することなく保持することができることを示した。
【０２３７】
さらに、運動性および保水性の双方に関する液体吸収の著しい改善は、オムツ芯中で今日使用されている標準的ポリ（ＡＡ）（ＤＮ＝７０）が、多成分系ＳＡＰ繊維と完全に置き換えられるか、あるいは本発明の高吸収性材料、特に多成分系ＳＡＰ繊維および第２吸水性樹脂、たとえばポリ（ＡＡ）（ＤＮ＝７０）を含有する組成物に置き換えられる場合に期待される。
【０２３８】
また、本発明によって示された改善された結果は、減少されるべきオムツ芯の厚さの減少である。典型的には、芯はゲルブロッキングのような問題を回避しながら、迅速な液体吸収を達成するために５０％またはそれ以上の毛羽またはパルプを含有する。多成分系ＳＡＰ繊維を含有する芯は、ゲルブロッキングのような問題を回避するために、極めて速く液体を捕集するため、芯中の毛羽またはパルプの量を減少させることができるか、または排除することができる。低い密度の毛羽の量の減少は、結果として薄い芯となり、したがって、薄いオムツとなる。
【０２３９】
したがって、オムツ芯は少なくとも５０％のＳＡＰ、好ましくは少なくとも７５％のＳＡＰおよび１００％までのＳＡＰを含有してもよい。種々の実施態様において、毛羽またはパルプの存在はもはや必要ではないかまたは望ましくない。それぞれの場合において、芯中のＳＡＰは多成分系ＳＡＰ繊維を、約１５％〜１００％ＳＡＰの量で含有する。残存するＳＡＰは第２吸水性樹脂であってもよく、この場合、これは酸性または塩基性である。第２吸水性樹脂は、好ましくは中和されないが、しかしながら、１００％までの中和度合いを有していてもよい。多成分系ＳＡＰ繊維は、おむつ芯への導入のために、第２吸収性樹脂の粒子と混合されてもよい。二者択一的に、おむつ芯は、多成分系ＳＡＰ繊維の領域および第２吸水性樹脂の領域を含有していてもよい。
【０２４０】
また、本発明は、薄いおむつ以外に、おむつから捕集相を排除することを可能にする。おむつ中の捕集相は、典型的には不織布または繊維材料であり、典型的には、高い度合いの気孔空間を有するか、あるいは液体の初期吸収性を支援する“ロフト（ｌｏｆｔ）”を有する。多成分系ＳＡＰ繊維を含有する芯は、捕集相を含有しないおむつが実施されうる程度の十分な速度で液体を捕集することができる。
【０２４１】
前記のような本発明の多くの改変および変法は、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく行われてもよく、したがって、係属する請求の範囲の記載と同様にこのような限定はなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第２樹脂の連続相中に分散された第１樹脂のマイクロドメインを含有する吸水性繊維の断面図。
【図２】 粒子中に分散された第１樹脂のマイクロドメインおよび第２樹脂のマイクロドメインを含有する吸水性粒子の断面図。
【図３】 第２樹脂の鞘マイクロドメインによって包囲された第１樹脂の芯マイクロドメインを有する吸水性繊維の断面図。
【図４】 第２樹脂のマイクロドメインと接する第１樹脂のマイクロドメインを含有する吸水性繊維の断面図。
【図５】 一緒に撚ることでロープを形成する第１吸水性樹脂および第２吸水性樹脂の独立した繊維を含有する吸水性繊維の概略図。
【図６】 １時間に亘るアニーリング工程のアニーリング温度に対する、吸水量のプロット図。
【図７】 １２５℃で実施されたアニーリング工程の時間に対する、吸水量のプロット図。
【図８】 乾式紡糸装置の概略図。
【図９】 湿式紡糸装置の概略図。
【図１０】 １２５℃で２０分に亘って硬化された、撚りＳＡＰ繊維の吸水速度の時間に対するＡＵＬ（０．２８ｐｓｉ）（ｇ／ｇ）のプロット図。
【図１１】 例７の多成分系ＳＡＰ繊維の走査電子顕微鏡写真図。
【図１２】 例７の多成分系ＳＡＰ繊維の走査電子顕微鏡写真図。

Claims (14)

1. （ａ）少なくとも一つの塩基性吸水性樹脂を含有する芯および（ｂ）芯を包囲し、かつ接触する層を形成する、少なくとも一つの酸性吸水性樹脂を含有する鞘を有し、かつ、１００００ｐｐｍまでの表面架橋剤で表面架橋されている、多成分系高吸収性繊維。
2. 塩基性樹脂が、強塩基性樹脂、弱塩基性樹脂またはこれらの混合物を含有し、かつ酸性樹脂が、強酸性樹脂、弱酸性樹脂またはこれらの混合物を含有する、請求項１に記載の繊維。
3. 酸性樹脂と塩基性樹脂との重量比が、９５：５〜５：９５である、請求項１に記載の繊維。
4. 表面架橋剤が、ポリヒドロキシ化合物、金属塩、第４級アンモニウム化合物、多官能性エポキシ化合物、アルキレンカーボネート、ポリアジリジン、ハロエポキシ、ポリアミン、ポリイソシアネートおよびこれらの混合物から成る群から選択されている、請求項１に記載の繊維。
5. 塩基性樹脂が、遊離塩基の形で存在する７５％〜１００％の塩基性成分を有する、請求項１に記載の繊維。
6. 塩基性樹脂が、モノマーの総重量に対して７重量％未満の量の架橋剤の使用下で架橋されている、請求項１に記載の繊維。
7. 酸性樹脂が、遊離酸の形で存在する７５％〜１００％の酸成分を有する、請求項１に記載の繊維。
8. 酸性樹脂が、モノマーの総重量に対して７重量％未満の量の架橋剤の使用下で架橋されている、請求項１に記載の繊維。
9. 高吸収性ポリマーを含有する芯を有する製品において、芯が請求項１記載の多成分系高吸収性繊維を１〜１００重量％含有する、高吸収性ポリマーを含有する芯を有する製品。
10. （ａ）請求項１に記載の多成分系高吸収性繊維、および
    （ｂ）酸性吸水性樹脂、塩基性吸水性樹脂およびこれらの混合物から成る群から選択された第２吸水性樹脂の粒子を含有する、高吸収性材料。
11. （ａ）酸性吸水性樹脂少なくとも一つを含有する芯および
    （ｂ）芯を包囲し、かつ接触する層を形成する、少なくとも一つの塩基性吸水性樹脂を含有する鞘を有し、かつ、１００００ｐｐｍまでの表面架橋剤で表面架橋されている、多成分系高吸水性繊維。
12. 表面架橋剤が、
    （ａ）式
    Ｙ−（ＣＨ_２）_ｐ−Ｙ
    ［式中、ｐが２〜１２の整数であり、かつＹは独立してハロゲン、トシレート、メシレート、アルキルスルホネートエステル、またはアリールスルホネートエステルである］を有する二ハロゲン化物またはジスルホネートエステル；
    （ｂ）多官能性アジリジン；
    （ｃ）多官能性アルデヒド、およびこれらのアセタールおよび亜硫酸水素塩
    （ｄ）ハロヒドリン；
    （ｅ）多官能性エポキシ化合物；
    （ｆ）炭素原子２〜１２個を有する多官能性カルボン酸ならびにこれから誘導されたメチルエステルおよびエチルエステル、酸塩化物および無水物；
    （ｇ）有機チタネート；
    （ｈ）メラミン樹脂；
    （ｉ）ヒドロキシメチルユリア；
    （ｊ）多官能性イソシアネート；および
    （ｋ）これらの混合物
    から成る群から選択されている、請求項１１に記載の繊維。
13. 請求項１１に記載の多成分系高吸収性繊維を含有する製品。
14. （ａ）請求項１１に記載の多成分系高吸収性繊維、および
    （ｂ）酸性吸水性樹脂、塩基性吸水性樹脂およびこれらの混合物から成る群から選択される第２吸水性樹脂の粒子を含有する、高吸収性材料。

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