JP6971360B2 - 高吸収性材料ｓａｔ（高吸収性薄紙） - Google Patents

Description

本発明は、湿式製造の高吸収性材料の製造方法に関する。
具体的には、本発明の方法は、完全中和されていない少なくとも１種類の酸性樹脂を含み、又は完全中和されていない少なくとも１種類の塩基性樹脂を含む、ポリマーから選択される高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を含有する単層又は複数層からなるウエブ、又は、完全中和されていない塩基性ＳＡＰ層と酸性ＳＡＰ層とが交互に形成された複数層からなるウエブの製造に関する。

「薄紙」は、例えば吸収力のあるキッチンタオルロール、使い捨ての化粧紙、梱包用吸水性マット、トイレットペーパー、テーブルナプキン、女性の生理用ナプキン、乳児用おむつ、又は尿失禁の成人用おむつ等の製品の形で、液体を吸収するために一般的に用いられる。
これらの材料の基本的特性は、吸収、比重量、厚み、比体積、明るさ、引張強さ、外観、及び快適さ（例えば表面の粗さ及び／又は柔らかさ）である。

薄紙は主に製紙プラントで湿式方法を用いて製造され、また、いくつかの種類の湿式不織布又はＮＷ（ｎｏｎｗｏｖｅｎ：不織布）が製紙プラントと同様のプラントで得られるが、化学的結合剤の有無にかかわらず、セルロースに加えて他の繊維を使用することによっても製造される。

クリープ加工とエンボス加工による機械処理と、主に乾燥処理Ｔｒｏｕｇｈ ａ Ａｉｒ Ｄｒｉｅｄ（ＴＡＤ）のための熱処理とにより、薄紙及び湿式ＮＷは若干の質的改善が得られる。それにより、柔らかさ、嵩高さ、及び吸収能力などの特性が改善される。
上記特徴は、この種の材料を使用するのに重要である。自由吸収（外部応力のない吸収）としての薄紙の吸収限界は、すなわち、浸漬及び滴下によるものであり、圧力を付与することない吸収限界では、材料１グラムあたり、水は約１０〜１６グラムとなる。

従って、液体吸収の能力を高めるために、また、消費量及びエネルギーコストを最適化するために、薄紙及び湿式ＮＷの製造で多量のエネルギーが使用されるので、使用する材料及び生産技術に関する新しい工夫が必要とされる。

さらにまた、これらの材料が用いられる製品は、単一の用途又は限定された用途であり、考慮される更なる態様は、エコで地球に優しい廃棄性の新しい形を備えた製品の製造である。

従ってこれらの材料については、例えば、使用されている材料と同一又は類似する材料であって、しかもセルロース繊維よりも１、２桁大きい吸収能力を備えた、例えば高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）のような材料を、他の材料と組み合わせて用いる可能性は非常に興味深い。例えば、乳児又は尿失禁の成人用おむつに使用される材料では、１グラムあたり１４０〜１５０ｇ以上の自由吸収を示すことができる。

ＳＡＰを他の材料と組み合わせて用いる際に起こる主要な問題の１つは、ＳＡＰは、超低濃度であっても、多量の水を吸収してゲル化することにより、大きなゲル状の塊が内部に形成され、実質的にプラントが機能できなくなるということである。これは、湿式不織布プラントで混合する場合でも製紙用プラントで混合する場合でも同様である。
従って、ゲル化したＳＡＰに吸収される多量の水は、機械の稼働時間乃至稼働率に関して技術的な課題を与える。主に、その乾燥コストが経済的に大きな課題となっている。

この目的のために、いくつかの試みがなされたが、実際的結果は不十分である。オフライン製造ではあるが著しい結果を有する数少ない試みの１つは、国際公開第２００５０９８１３４号に記載されている。上記文献では、粒経が異なる粉末形状のＳＡＰ粒子が２枚の層の薄紙の間に配置され、積層体の形状を取る。セルロース繊維中にＳＡＰ粒子は封入されない。
従って、特に水を吸収した後、一定限度量のＳＡＰが結合された材料は、結果として剥離され易くなる傾向がある。そして、特に、微粉末を使用すると環境（大気中）に分散することにより、労働環境の安全性に関する問題が生じる。

欧州特許出願公開第０３５９６１５号には、乾燥ステップの前に、水分を含んだ薄紙のウエブ上にＳＡＰの固形乾燥粒子を付着させる方法が記載されている。それらは乾燥したウエブ（例えば薄紙又は不織布等）で被覆され、その後、押圧及び乾燥される。

欧州特許出願公開第０４３７８１６号には、ＳＡＰ吸水性能を低減するために、水又は低いアルコール（例えばメタノール又はエチルアルコール）含有量の水溶液を使用して、繊維分散体にＳＡＰ粒子を加えることにより、湿式不織布を製造する方法について記載されている。乾燥によって、水及び／又はアルコールは蒸発し、ＳＡＰの吸収能力は回復する

米国特許第５５１６５８５号には、セルロースウエブについて記載されている。セルロース繊維は、ウエブ形成及び圧縮工程の前に、ＳＡＰの固形粒子が接着され、ホットメルト型結合剤によって少なくとも部分的に被覆される。

米国特許第５６０７５５０号には、ＳＡＰ繊維とＳＡＰ繊維より吸収性の低い繊維とを混合してなる湿式不織布について記載される。そして、低吸収性繊維の水性分散液に乾燥ＳＡＰ繊維ウエブを加えることによりウエブを製造する。
変形例によると、水溶性の有機液体中に、乾燥ＳＡＰ繊維を分散させておく。有機液体中では、乾燥ＳＡＰ繊維は膨張せず、そして、ウエブ形成の直前に再び、他の吸収性の低い繊維の水性分散液と混ぜられる。

特許米国５７９５４３９号には、適切な低温状態（ＳＡＰの膨張能力を抑制する０℃〜２５℃の範囲内）で繊維とＳＡＰとを水溶媒質に加えることによって、湿式不織布を製造するための方法が記載される。
水溶媒質は、膨張するＳＡＰを抑制する化合物を含むこともでき、それは例えば濃度が１〜６重量％のＮａＣｌ、ＮａＢｒ、ＫＣｌ、及びＫＢｒの群からの塩類である。

米国特許第５９９７６９０号には、この種のＳＡＰの繊維及び粒子（使用前のサイズは２５０ミクロン未満）を含む分散液を準備することにより、イオンの影響を受けるＳＡＰが注入される湿式不織布を製造する方法が記載される。
分散液は、食塩水溶液と混合され、そして引き続いて真空吸引下のフィルタリングメッシュスクリーンベルト上へ堆積し、過剰な塩を取り除くために水で洗い流されたのち、最終的に乾燥する。

米国特許第６０５６８５４号には、繊維構造にＳＡＰ粒子を含浸させて湿式ＮＷを製造する方法が記載されている。この製造方法は、ＳＡＰを水又は水溶液に接触させた際の膨潤速度論に基づく。
実際、この特許は、繊維を含んだ水溶液にＳＡＰ粒子を加え、ＳＡＰが水溶液に接触してから５秒以内に、その混合物を、湿式ＮＷ処理機の真空吸引堆積部分下のメッシュスクリーンベルトに移し、更にＳＡＰが水に接触してから４５秒以内に前記ウエブを乾燥エリアに到達させることによって製造できると主張する。

米国特許第６９７９３８６号には、製紙プラントのヘッドボックスで、繊維状セルロース物質と予めゲル化させたＳＡＰ粒子（吸収能力の少なくとも３０％）とを混合し、０．１〜約５．０重量％のＳＡＰを含むセルロースウエブを得、最後に押圧し、少なくとも部分的に乾燥する方法による、薄紙製造方法が記載されている。

米国特許出願公開第２００３／０１２７２０２号には、少なくとも２枚のウエブの薄紙間にＳＡＰ繊維のウエブが挿入された複合ウエブ材料をオフラインで製造する方法が記載されている。ＳＡＰ繊維は、接着剤によって薄紙ウエブの内側に接着される。

米国特許出願公開第２００８／０１１５８９８号には、単一層又は多層ウエブの薄紙又は湿式ＮＷをオフラインで製造する方法が記載されている。接着剤が塗布されかつエンボス加工されたウエブ上にＳＡＰ粉末を分散させる。そして、必要に応じてその上を別のウエブで被覆する。

国際公開第２００５／０９８１３４号及び米国特許出願公開第２００５／０２２４２００号には、複数層のウエブ材料をオフラインで製造する方法について記載される。少なくとも２枚の予めエンボス加工されているウエブについては、そのうち少なくとも１枚のウエブは水性接着剤で処理されており、そして、単一層のＳＡＰ粒子が、積層する前に接着面上に広げられる。

国際公開第０２／１０００３２号は、中和されてない、酸性樹脂と塩基性樹脂の両方の吸水性樹脂粒子を組み合わせることによって連続してシートを製造することを目的とする。当該製造は、湿式、乾燥、又は乾燥と湿式の混合方式、好ましくは乾燥エアレイド方式、又は、湿式混合処理のために熱圧力下の押出によって、紙を製造する装置を用いて実行される。
粒状ＳＡＰが砕けやすいため乾燥エアレイド法で、６０％より多いＳＡＰ含有量の低い比重（＜２００ｇ／ｍ^２）のシートを製造するのは困難である。この欠点を克服するために、結合剤、接着剤、又は糊剤が用いられる。
この特許を用いて製造される材料は、塩の形態を吸水性に変質させるために、接触する液体を脱塩することを目的とする。ただし、純水又は薄い食塩水溶液では、高い吸収能を示さない。

国際公開第０３／０９２７５７号は、ＳＡＰ、可塑化成分、及び他の任意成分の適切な混合物から吸収材料シートを製造することに関連し、上記は、ＳＡＰと可塑剤間で反応が起きないような時間と温度と圧力とで、加熱と圧力を受ける。

高価なオフラインプロセスや高温押出の使用を回避し、高い吸収能と適切な機械強度とを備えた材料の製造プロセスを開発することが必要であるのは明らかである。しかしまた、薄紙又は湿式不織布の準備で用いられる公知で安価な技術を有する湿式法を使用することが可能である。

国際公開第２００５０９８１３４号 欧州特許出願公開第０３５９６１５号 欧州特許出願公開第０４３７８１６号 米国特許第５５１６５８５号 米国特許第５６０７５５０号 米国特許第５７９５４３９号 米国特許第５９９７６９０号 米国特許第６０５６８５４号 米国特許第６９７９３８６号 米国特許出願公開第２００３／０１２７２０２号 米国特許出願公開第２００８／０１１５８９８号 国際公開第２００５０９８１３４号 米国特許出願公開第２００５／０２２４２００号 国際公開第０２／１０００３２号 国際公開第０３／０９２７５７号

本発明は、紙製製品又は湿式不織布製品の吸水性能を実質的に高めるために、高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）製品の使用について提案する。

高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）製品は長い間、乳児用おむつ及び成人の失禁用おむつ、そして女性の衛生品から、体液の吸収が重要な要因である、使い捨て製品の他の応用に亘って、さまざまな適用において公知である。

本発明によると、例えば顆粒、粉末、繊維、薄片、又はビーズ等（規則的又は不規則）のいずれの形状のＳＡＰを内容物に組み込ませ、薄紙又は湿式ＮＷ（不織布）の繊維構造内に最高で１００％まで取り込ませることができる。上記に関して、従来の技術では、安全性に関する起こりうる二次的な問題がなく、そして、製紙又は湿式不織布の作業（プロセス）における通常の生産と比較して、同等又はわずかに高い乾燥コストで実現させることは不可能である。

さらにまた、従来は製造するのが困難若しくは不可能であるか、又は、２層以上の薄紙を合わせることにより紙のオフライン製造で作られる複合材料の使用を必要とするような製品を、吸水性能を顕著に増加させたことによって、単層又は複数層のＳＡＰのみで製造し、市場に出すことができ、そして、製造／加工コストについても恩恵を受けることができる。

有利には、ＳＡＰ繊維は、セルロース繊維及び／又は他の天然の、人工、及び合成繊維と完全に置き換えられることができる。

本発明は一態様において、請求項１による高吸収性材料の湿式製造のための方法に関する。
本発明による方法は、以下のステップを含む。
食塩水溶液に強酸又は強塩基を加えることにより、イオン濃度が０．０１〜４．５Ｎ、ｐＨが０〜６．０又は８．０〜１４．０である食塩水溶液を調製するステップ。
酸性の食塩水溶液の場合は、完全中和でない（完全には中和されていない）少なくとも１種類の酸性樹脂を含み、又は、塩基性の食塩水溶液の場合は、完全中和でない少なくとも１種類の塩基性樹脂を含む、ポリマーから選択される高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を食塩水溶液に分散させるステップ。

ここで、ｐＨと塩分濃度とは、ＳＡＰの水の吸収が約３０．００ｇ_Ｈ２Ｏ／ｇ_ＳＡＰ以下となるような関係にある。（１グラムのＳＡＰあたり、水の吸収量は約３０．００グラム以下）

従って、真空吸引下でメッシュスクリーンベルト上へ、このＳＡＰが分散した溶液を堆積及び層化（層状に形成）することによって、ウエブ（第１のウエブ）を製造する。その後、ＳＡＰの中和レベルとその吸水性能を再び高めるために、酸性の食塩水溶液にＳＡＰが分散する場合は塩基性溶液でウエブを洗い流し、又は、塩基性の食塩水溶液にＳＡＰが分散する場合は酸性溶液でウエブを洗い流す（洗浄する）。

最後に、残余食塩を取り除くために、ウエブを水（放水）及び真空吸引で洗い流すこともできる。それからウエブは乾燥される。

本発明による方法の変形例では、食塩水溶液の中に入れられると、それが所望のｐＨを作り出すように、適切な、より少ない食塩で処理されたＳＡＰの使用を提示する。

好ましい実施例によると、高吸水性ポリマー（ＳＡＰ）の食塩水溶液の分散液はまた、天然又は人工のセルロース繊維及び／又は人工又は合成繊維（適宜に（繊維に応じ）界面活性剤で表面又はバルクの処理がなされ水和性とされた）の分散物を含み、用いるＳＡＰの種類により、ｐＨ０〜６．０、又は８〜１４．０で食塩水溶液中に繊維及びＳＡＰの分散をする。

好ましい実施例によると、本発明による方法は、同一のＳＡＰ及び／又は、好ましくはアニオン性ＳＡＰの層化（層の形成）により得られる第１のウエブとカチオン性ＳＡＰの層化（層の形成）とによる第２のウエブとの、ウエブ形成のステップを繰り返し、最後に最終乾燥によって連続した多層形成も提示される。

食塩水溶液に分散するＳＡＰは好ましくは、顆粒、粉末、繊維、薄片、又は真珠（形状）の単独又はそれらの混合として形成される。

更に、キッチンペーパー及びキッチンタオル、トイレットペーパー及び化粧紙、吸水性衛生用品（例えば乳児及び尿失禁の成人用のおむつ）、医療／衛生ウェットティッシュ、尿失禁者のためのベッド及び手術室のベッドのためのマットレスカバー、脇下ライナーなどの製造に、本発明の方法により得られる吸収材料を使用することについても提示する。

現在市販されるＳＡＰ、好ましくは７０〜８０％で塩化処理されたＳＡＰは、官能基の食塩処理の程度に依存して、それらがアニオン性（例えばポリアクリレート）又はカチオン性（例えばポリビニルアミン）であるかに関わらず、その水分吸収量が減少し、最小値である２〜４ｇ_Ｈ２Ｏ／ｇ_ＳＡＰ未満まで低下することが実験で明らかとなった。本発明はこれらの実験結果に基づく。なお、比較として、純粋なセルロースの場合の水分吸収量はおおよそ４〜６ｇ_Ｈ２Ｏ／ｇ_{ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ}である。

完全に酸性又は完全に塩基性、又は異なる低いレベルの塩化処理であってもこの種のＳＡＰは、所望のレベルに塩化処理されたＳＡＰから直接始めるか、又は、市販されている材料（現状７０−８０％に塩化されている）を直接パルパー又は混合タンク内で分散し、その中でセルロース繊維が、水又は、製紙プラントへの移送に適した２〜４％未満の濃度の食塩水溶液に分散され、そして、用いるＳＡＰの種類に応じて、所望のｐＨの値まで酸性化又は塩基性化することによっても得ることができる。
この方法によりＳＡＰは、所望の低いゲル化状態にあり、食塩水溶液及び／又は使用するＳＡＰに応じ、ｐＨ＜６又はｐＨ＞８によってゲル化する塊の形成は阻止され、存在しておらず、そして、ＳＡＰは、抄紙機の真空メッシュスクリーンベルトの堆積部分上へ均一に堆積される。
ＳＡＰの繊維又は粒子が分散した混合物は、セルロース繊維を用いた好ましい実施例により、そして、適切な最低限度の食塩での処理で、紙又は湿式不織布の通常の製造のように、メッシュスクリーンベルト真空堆積部分に移送され得る。

好ましい実施例によると、完全に酸性化又は塩基性化すると不都合なことになるが、最低限の食塩での処理を達成すれば十分であり、そして、最低限の食塩での処理とは、前記ＳＡＰの水の吸収が３０ｇ_Ｈ２Ｏ／ｇ_ＳＡＰ未満であり、実質的なゲル化された塊が形成されず、従って、ＳＡＰを組み合わせる（結合する）薄紙又は湿式ＮＷの生産性、機械加工性、品質、及び乾燥コストを損なうことがない。

最大の吸水性能を有するＳＡＰ粒子を含む適切なＳＡＴ（高吸収性薄紙）材料を得るために必要とされる次のステップは、メッシュスクリーン堆積ベルト上で、湿式の薄紙ウエブ（酸性又は塩基性のＳＡＰ粒子を含む）の処理（吸引下）が含まれる。
このステップは、ウエブの形成部と乾燥シリンダ上での移送部との間の領域のメッシュスクリーンベルト堆積部分上で行われ、（所望程度の食塩のレベルまで）ＳＡＰを再塩化（再度の食塩処理）して、その吸収能力を再度高めるために、ＮａＯＨ又はＨＣｌをそれぞれ供給するものである。

ＳＡＰのゲル化反応速度は、再塩化反応速度及び、抄紙機又は湿式不織布製造機の処理速度より適度に遅いので、その時点でＳＡＰは、著しい量の水をゲル化することはなく、基本的に乾燥コストは不変に保たれる。

未使用、再利用、もしくは回収された繊維かどうかに関わらず、セルロース繊維の異なる組成物と異なる層化で、薄紙又は湿式ＮＷを得るため、そして機械の高速化のためにも、ある種のプラント（例えばＴＡＤ）は、より多くのパルパー（特定の繊維の混合物に対して一台ずつ）を用い、ヘッドボックスを介して、真空下のメッシュスクリーンベルト上へ、同時かつ共層状の形成を行う。
この種のプラントでは、セルロース繊維の有無にかかわらず、例えばパルパーで、ＳＡＰを食塩水溶液に投入することができ、ＳＡＰの性質に応じて、適切に酸性化又は塩基性化することができる。しかし、他のパルパーについては、メッシュスクリーンベルト堆積部上で混合する際に、前者のパルパーの内容物の酸又は塩基がそれぞれ中和されるような濃度で、ＮａＯＨ又はＨＣｌを有するセルロース繊維を投入することができる。
これにより、上記の再塩化処理に続く塩基性又は酸性処理の必要又は統合を排除又は低減させる。

発明者は、ＳＡＰのＵＶＡＴ（Ｕｎｄｅｒ Ｖａｃｕｕｍ Ａｂｓｏｒｂｅｎｃｙ Ｔｅｓｔ）方法に従って、ｐＨ及び塩分濃度の関数として、ＳＡＰのゲル化反応速度を定量化した。

ＵＶＡＴの目的は、ＳＡＰ（高吸収性高分子）により吸収される液体の保持（能力）を測定することにあり、そして当該測定は、ｐＨ及び塩分濃度、及び他の条件（例えば液体試料の温度）の異なる値において、また、他のタイプの溶媒（例えばメタノール又はエチルアルコール等）が存在する場合に、紙又は湿式不織布の製造装置の技術において通常用いられる状態を再現する、真空下の吸引による濾過により行われる。

用いられている器材は、ガラスビーカー、真空漏斗タイプブフナー（Ｂｕｃｈｎｅｒ）、濾紙Ｅｄｅｒｏｌタイプ３／Ｎ、エルレンマイヤー（Ｅｒｌｅｎｍｅｙｅｒ）真空フラスコ、真空ポンプを含む。

測定は、０．０１ｇの精度の分析天秤と、０．０１ｐＨの精度のｐＨメーターと、０．０１ｍｇ／Ｌ〜６００ｇ／ＬのＫＣｌ、又は４７０ｇ／ＬのＮａＣｌの見かけの塩分濃度に対応する、０．０１μＳ／ｃｍ〜１０００ｍＳ／ｃｍの測定範囲の導電率計とによって実行された。

図１は、表１（ＳＡＰ）を図示したものであり、１グラムのＳＡＰが吸収するＨ_２Ｏの重さ（ｇ）を示している。図中の線は、同じ塩分濃度で測定したｐＨと吸収量を結んだものである。 図２は、表２（ＳＡＦ）を図示したものであり、１グラムのＳＡＦが吸収するＨ_２Ｏの重さ（ｇ）を示している。図中の線は、同じ塩分濃度で測定したｐＨと吸収量を結んだものである。

（例えば酸性ＳＡＰに対して）
以下の特徴を有する水溶液を準備した。
１．２５０ｍｌの目盛り付きフラスコ内に、検査する溶液のｐＨを低下させるため、濃度が０．５−１．０−１．５−２．０−２．５−３．０−３．５−４．０−４．５、及び５．０ＮのＨＣｌ水溶液
２．１００ｍｌの目盛り付きフラスコ内に、検査する非酸性溶液のｐＨを上昇させるため、濃度２ＮのＮａＯＨ水溶液
３．１０リットルの目盛り付きビーカーに、検査する各塩分濃度のレベルについて、濃度０．００−０．０２５−０．０５−０．１０−０．１５−０．３０−０．７５−１．５０−３．０、又は４．５ＮのＮａＣｌの食塩水溶液

用いられる方法は、以下の通りである。
−各塩分濃度レベルに対して、検査するｐＨレベルごとに２５０ｍｌのガラスビーカーの対によって試験セットが準備される。
−各対のビーカーに、分析天秤の較正に続いて、以下の量の１つが、加えられる。
０．０−０．５０−１．０−１．５０−２．０−２．５０−３．０−３．５０−４．０−４．５０−５．０−５．５０−６．０−６．５−７．０−７．５−９．０−１１．０−１５．０−２０．０、又は２５．０ｍＥｑ ＨＣｌ、又は、
０．５−１．０−１．５−２．０−２．５、又は３．０ｍＥｑ ＮａＯＨ
その後、最終的に溶液の重量が２００．０ｇになるまで、試験食塩水溶液を加えていく。
−各対の内１つのビーカーだけに、ＳＡＰ１．００ｇが加えられる。もう一方のビーカーはすすぎ洗い用に使用され、このステップ間のＳＡＰの状態の変化を防止する。
−ＳＡＰを含んでいるビーカーは、吸収量を均一にするために、少なくとも２時間攪拌される。その後、ｐＨ及び伝導率、又は見かけの塩分濃度（ＮａＣｌの見かけの等量として）（伝導度測定において、溶液に存在するすべてのイオンの寄与による）が測定され、そして、真空濾過される。
−溶液に加えられる有効なＮａＣｌに加えて、他のイオンの寄与は、使用するＮａＣｌの規定度１．０／１．５まで重要で、この塩分濃度を越える（塩分濃度１．５Ｎを越える）と不適切になる。そして後者は、用いられるＮａＣｌの規定度に等しいとみなされることができる。
このようにして得られた吸水したＳＡＰの正味重量から使用した乾燥ＳＡＰの１．００ｇを差し引いた値により、測定されたｐＨ及び塩分濃度での吸収量が求められる。

表１は、異なるＮａＣｌ濃度ごとの、Ｈ_２Ｏの吸収量を、１ｇのＳＡＰあたりのｇ（重さ）として示す。ここで、ＳＡＰは、Ｄａｎｓｏｎ手順、製品タイプＤＳｏｒｂ Ａ１００―２２８（ＳＡＰ）に従って得られた顆粒の高吸収性ポリマーである。

表１．１

表１．２

表１．３

同様に、表２は、異なるＮａＣｌ濃度ごとにＨ_２Ｏの吸収量を、１ｇのＳＡＦあたりのｇ（重さ）として示す。ここで、ＳＡＦは、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ａｂｓｏｒｂｅｎｔｓ社の高吸収性繊維（型番：ＳＡＦ１１１／６／１０）である。

表２．１

表２．２

表２．３

図１及び図２はそれぞれ、表１（ＳＡＰ）及び表２（ＳＡＦ）を図示したものであり、１グラムのＳＡＰ又はＳＡＦが吸収するＨ_２Ｏの重さ（ｇ）を示している。図中の線は、凡例に従って、同じ塩分濃度での値を結んだものである。但し、冗長を避けるため表中のデータの一部は省略した。これらのグラフが示すように、ｐＨ５．００〜４．５０未満で、ＳＡＰ又はＳＡＦの吸水量は、１０ｇ_Ｈ２Ｏ／ｇ_ＳＡＰ又は１０ｇ_Ｈ２Ｏ／ｇ_ＳＡＦ未満である。

本発明による方法は、湿式製造のための製紙プラントを使用する。特に、高吸収性材料の湿式製造のための方法であり、以下を備える。
ａ）食塩水溶液に強酸又は強塩基を加えることにより、イオン濃度が０．０１〜４．５Ｎ、ｐＨが０〜６．０又は８．０〜１４．０である食塩水溶液を調製するステップ
ｂ）酸性の食塩水溶液の場合は完全中和されていない少なくとも１種類の酸性樹脂を含み、及び／又は、塩基性の食塩水溶液の場合は完全中和されていない少なくとも１種類の塩基性樹脂を含む、ポリマーから選択される高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を食塩水溶液に分散させるステップ
ｃ）堆積用メッシュスクリーン上へ、ＳＡＰの分散液を層化（層状形成）及び吸引することにより第１のウエブを製造するステップ
ｄ）酸性の食塩水溶液に分散するＳＡＰに対して、塩基性溶液を用いて酸が所望の中和レベルとなるまでウエブを洗い流す、又は、塩基性の食塩水溶液に分散するＳＡＰに対して、酸性溶液を用いて塩基が所望の中和レベルとなるまでウエブを洗い流すステップ
ｅ）水（放水）及び吸引により、ウエブを洗い流すステップ
ｆ）ウエブを乾燥させるステップ
ここで、ｐＨと塩分濃度とは、ＳＡＰの水の吸収が約３０．００ｇ_Ｈ２Ｏ／ｇ_ＳＡＰ以下となる関係にある。

図１及び２に示すように、クレームに記載された作業条件の下では、比較的多量の食塩水溶液をＳＡＰに触れさせた場合でも水の吸収量が制限され、すなわちＳＡＰによる吸水とゲル化の現象は抑制される。
その結果、乾燥のためのコストが抑えられる。そして、例えば、プラントの中で大きなゼリー状の塊が形成されることやプラントの中断といったすべての問題点が回避される。
塊が形成されると、紙綿の不十分な均質化及び均一性に加えて、乾燥時間が長時間となったり、稼動率が不経済であったり、また、経費が生じ、紙材の製造プラント独自の技術による実施や製造を阻む。

好ましい実施例によると、本発明による方法は、食塩水溶液中の高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を天然又は人工のセルロース繊維及び／又は人工又は合成繊維（界面活性剤による表面またはバルクの処理で適宜に（繊維に応じ）水和性となった）と共に分散し、そして、用いるＳＡＰの種類に依存して、ｐＨ０〜６．０、又は８〜１４．０の食塩水溶液に繊維及びＳＡＰを分散することを提示する。

ＳＡＰは、ポリアクリル酸、加水分解アクリロニトリル重合体、加水分解アクリルアミド重合体、デンプン−アクリル酸グラフト共重合体、加水分解デンプン―アクリロニトリル・グラフト共重合体、ポリ（乳酸）、ポリ（アスパラギン酸）、エチレン―無水マレイン酸共重合体、無水マレイン酸―イソブチレン・コポリマー、けん化酢酸ビニル―アクリル酸エステル共重合体、スルホン化ポリスチレン、ポリ（ビニルリン酸）、ポリ（ビニルホスホン酸）、ポリ（ビニル硫酸）、ポリ（ビニルスルホン酸）、及びそれらの混合物の群から選択される。好適には、酸性樹脂は、ポリアクリル酸である。

本発明の他の実施例によれば、塩基性水溶液中の以下の群から選択される、軽度に架橋されたカチオン性吸水性樹脂（ＳＡＰ）の分散液である。
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）、ポリ（ジアルキルアミノ（メタ）アクリルアミド）、Ｎ―（ジアルキルアミノ（メタ）アクリルアミド）のエステル類似体から準備されるポリマー、ポリ（ジメチルジアルキルアンモニウムヒドロキシド）、グアニジン変性ポリスチレン、四級化ポリスチレン、四級化ポリ（メタ）アクリルアミド又はそのエステル類似体、ポリ（ビニルアルコール―コ―ビニルアミン）（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ−ｃｏ−ｖｉｎｙｌａｍｉｎｅ））、及びそれらの混合物。好適には、樹脂は、ポリ（ビニルアミン）、ポリ（エチレンイミン）、ポリ（ビニルグアニジン）、ポリ（ジメチルアミノエチル・アクリルアミド）ポリ（ＤＭＡＰＭＡ）である。

ステップｃ）〜ｅ）を繰り返すことによってステップｅ）から得られるウエブ上にさらに積層してウエブを得ることができる。
アニオン性ＳＡＰの層化によって得られた第１のウエブの更なる実施例では、カチオン性ＳＡＰの層が直接積層され、その後に、ウエブの乾燥ステップが行われる。もしくは、その後に、アニオン性ＳＡＰの層の形成の後にカチオン性ＳＡＰの層の形成が数回繰り返される。

食塩水溶液に分散するＳＡＰは、顆粒、粉末、繊維、薄片、又は真珠（形状）、もしくはそれらの混合から成ることができる。

好ましい実施例によれば、ｐＨと塩分濃度との関係は、ＳＡＰの水の吸収が約２０．００ｇ_Ｈ２Ｏ／ｇ_ＳＡＰ以下、好ましくは１５．００ｇ_Ｈ２Ｏ／ｇ_ＳＡＰ未満となるような関係とする。

本発明による方法によると、適宜、湿潤強力樹脂（例えばポリアミド―アミン―エピクロロヒドリン（ＰＡＥ）樹脂、又は類似の樹脂）が加えられるウエブを提示する。

本発明により得られる吸収材料は、キッチンペーパー及びキッチンタオル、トイレットペーパー及び化粧紙、乳児、尿失禁の成人、月経中／間の女性のための吸水性衛生用品、尿失禁者のためのベッド及び手術室のベッドのためのマットレスカバー、脇下ライナー、食品産業のための層を成す紙又は吸水性マット（下に敷き、肉、魚、又は野菜からの排液（ドリップ）を吸収する食品容器）、ペット用、又は腐敗中に分泌される体液を吸収するために棺で使用する吸水性の紙又は吸水性マット、そして、例えば損傷部から滲出液を吸収する医薬関連品の生産を可能にする。

当業者であれば、本発明の他の変形及び修正が可能であり、この種の変形例及び修正例も含むことは明らかである。そして、添付の特許請求の範囲を目的とする。

上記の特定の値及び特定の設定は変更可能であり、本発明の特定の実施例は単なる具体例として挙げられており、本発明の技術分野を制限することを目的としない。

本発明の技術分野は、添付の請求項によって定められるものとする。

Claims (7)

1. 吸収性材料の湿式製造方法であって、前記方法は、
   ａ）イオン濃度が０．０１以上４．５Ｎ以下である食塩水溶液を調整するステップ
   ｂ）完全中和されていない少なくとも１種類の酸性ポリマー、又は完全中和されていない少なくとも１種類の塩基性ポリマーから選択される吸水ポリマー（ＳＡＰ）を、前記食塩水溶液に分散させ、
   完全中和されていない少なくとも１種類の前記酸性ポリマーを含む前記吸水ポリマー（ＳＡＰ）の場合、０以上６．０以下のｐＨを有する前記吸水ポリマー（ＳＡＰ）の分散液を形成する、又は
   完全中和されていない少なくとも１種類の前記塩基性ポリマーを含む吸水ポリマーの場合、８．０から１４．０のｐＨを有する前記吸水ポリマー（ＳＡＰ）の分散液を形成するステップ
   ｃ）メッシュスクリーンベルトの堆積領域へ、前記吸水ポリマー（ＳＡＰ）の分散液を層化及び吸引することによりウエブを製造するステップと、
   ｄ）前記食塩水溶液中に分散された前記酸性ポリマーを含む前記吸水ポリマー（ＳＡＰ）の分散液に対して、塩基性溶液を用いて酸が所望の中和レベルとなるまで前記ウエブを洗い流す、又は、前記食塩水溶液中に分散された前記塩基性ポリマーを含む前記吸水ポリマー（ＳＡＰ）の分散液に対して、酸性溶液を用いて塩基が所望の中和レベルとなるまで前記ウエブを洗い流すステップ
   ｅ）水を加え及び吸引することにより、前記ウエブを洗浄するステップ
   ｆ）前記ウエブを乾燥させるステップ
   を備え、
   ここで、ｐＨと塩分濃度との関係は、前記吸水ポリマー（ＳＡＰ）の水の吸収が３０．００ｇＨ _２ Ｏ／ｇＳＡＰ以下となる関係であることを特徴とする方法。
2. 前記吸水ポリマー（ＳＡＰ）の前記食塩水溶液に分散させるステップは、
   天然又は人工のセルロース繊維及び／又は人工及び／又は合成繊維を分散し、適宜に界面活性剤により表面又はバルクの処理で水和性とすることを含み、
   前記食塩水を調整するステップは、用いる前記吸水ポリマー（ＳＡＰ）の種類に応じてｐＨ０以上６．０以下又は８以上１４．０以下で、繊維と前記吸水ポリマー（ＳＡＰ）との食塩水溶液における分散を調製することを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 前記ステップｂ）における前記吸水ポリマー（ＳＡＰ）は、前記吸水ポリマー（ＳＡＰ）が食塩水に分散されると、ステップｂのｐＨが達成されるように、その官能基に応じた塩化されることを含む
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. 前記ステップｂ）における前記吸水ポリマー（ＳＡＰ）の官能基の塩化は７０％未満であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項記載の方法であって、
   前記吸水ポリマー（ＳＡＰ）は、
   ポリアクリル酸、加水分解アクリロニトリル重合体、加水分解アクリルアミド共重合体、デンプン−アクリル酸グラフト共重合体、加水分解デンプン―アクリロニトリルグラフト共重合体、ポリ（乳酸）、ポリ（アスパラギン酸）、エチレン―無水マレイン酸共重合体、イソブチレン―無水マレイン酸共重合体、けん化酢酸ビニル―アクリル酸エステル共重合体、スルホン化ポリスチレン、ポリ（ビニルリン酸）、ポリ（ビニルホスホン酸）、ポリ（ビニル硫酸）、ポリ（ビニルスルホン酸）、及びそれらの混合物の群から選択されることを特徴とする方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項記載の方法であって、
   ステップｅ）で得られる前記ウエブ上に、ステップｃ）〜ｅ）を繰り返すことにより層形成して更なるウエブを得られ、
   又は、ステップａ）〜ｅ）によってアニオン性吸水ポリマー（ＳＡＰ）を層形成して得られた前記ウエブに、ステップａ）〜ｅ）によるカチオン性吸水ポリマー（ＳＡＰ）のウエブを直接積層し、その後ステップｆ）を施し、
   又は、前記アニオン性吸水ポリマー（ＳＡＰ）の層形成に続いて前記カチオン性吸水ポリマー（ＳＡＰ）の層形成を１回以上繰り返し、
   又は、前記層形成される前記ウエブは、請求項２に記載の繊維の有無にかかわらず異なる組成物を有することを特徴とする方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項記載の方法であって、
   食塩水溶液に分散したＳＡＰは、顆粒、粉末、繊維、薄片、又は真珠（形状）、又はそれらの混合物から成ることと、
   ｐＨと塩分濃度との関係は、ＳＡＰの水の吸収が２０．００ｇＨ _２ Ｏ／ｇＳＡＰ以下、Ｈ _２ Ｏ／ｇＳＡＰ未満、又は、１０．００ｇＨ _２ Ｏ／ｇＳＡＰ以下０．０５ｇＨ _２ Ｏ／ｇＳＡＰ以上となる関係であることと、
   少なくとも一枚のウエブは、例えばポリアミド―アミン―エピクロロヒドリン（ＰＡＥ）樹脂又は類似の樹脂といった、湿潤強力樹脂を含むこと
   のうち少なくとも１つを特徴とする方法。

Images