JPH03205052A - 浸透性物質を含む吸収構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸収構造体に関するものであり、特に、高浸透
性の吸収特性を備えた吸収構造体に関するものである。

〔従来の技術〕

吸収体として、水膨張性および水不溶性のポリマー材料
を使用することが知られている。例えば、水膨張性およ
び水不溶性のポリマー材料の粒子を木質パルプ毛羽に混
入させることにより、この毛羽のバットの吸収性能を高
めるようにしている。

このようなバットは、おむつ、生理用ナプキン、成人用
失禁製品などの製品内に詰め込まれている。

このような水膨張性および水不溶性のポリマー材料は水
の中でそれらの自重の何倍にも膨潤可能な場合がある。

例えば、１グラムの水膨張性および水不溶性のポリマー
材料が１０グラム以上の液体を吸収可能であることは珍
しいことではない。このため、このような水膨張性およ
び水不溶性のポリマー材料は一般的に超吸収材と呼ばれ
ており、以下においてもそのように呼ぶものとする。こ
のような超吸収材を吸収体バット内に混入することによ
り、そのバットの吸収性能が非常に増加する。

このような超吸収材を、おむつなどの吸収用製品の吸収
体バット内に混入した場合、この超吸収体材に通常の圧
力を加えた状態では吸収した液体を保持できるようにす
ることが好ましい。また、超吸収体は速やかに液体を吸
って膨潤できることが望ましい。しかしながら、幾何学
的な影響のない場合には、超吸収体による流体の吸収膨
潤速度は、超吸収材料の膨張力とはほぼ逆の関係にある
。

すなわち、超吸収材の平衡膨張が高い程、その吸い上げ
速度が低下する。

超吸収材が混入される場合のある吸収性バットと比較す
ると、この超吸収材は相対的に高価である。よって、超
吸収材を吸収性製品の中に使ってその吸収性製品の最終
価格を最低限に押さえたい場合には、製品の性能を一定
に保持して、製品内に存在する超吸収材の量を最小限に
することが望ましい。従って、公知の水膨張性ポリマの
各種の液体吸収特性を最適にするための幾つかの試みが
なされている。

例えば、１９８７年９月１８日に公開された特開昭６２
−２１２４０４号公報は、水膨張性の高いポリマの調製
に関するものである。ここにおいては、ポリマ材料の調
製が、超吸収材料を形成するものとして知られている乳
化重合を単糖類および／または少糖類および架橋剤の存
在下で行うことによって行われる。このような重合化は
、単糖類および／または少＊ａにグラフトされたポリマ
ー材料を製造するものとして述べられている。ポリマー
類は吸収速度が高められたと記載されている。さらには
、この特許公開公報のテーブル１には、吸収性能も同様
に高められることが示されている。

１９８５年９月１７日付けでオオバヤシ等に付与された
米国特許筒４，５４１，８７１号には、架橋カルボキシ
ル酸塩含有ポリマー類を調製するための二段処理方法が
開示されている。この処理方法によれば、僅かに架橋し
たポリマーありは架橋していないポリマーは僅かに膨張
し、しかる後に更に、カルボキシレートｉと反応性のあ
る二官能価材料と架橋する。この処理方法は、その内部
よりも外側表面に対してより架橋したポリマー粒子を製
造するものであると記載されている。これらの粒子は、
クランピングあるいはゲル・ブロッキングを伴うことな
く速やかに湿潤可能であると記載されている。

１９８８年１１月５日付けでサオトメに付与された米国
特許筒４，７８３，５１０号は、吸水性のポリ（アクリ
ル酸）の改良方法およびこの方法によって改良されたポ
リマーに関するものである。

ここに記載の処理方法は、吸水性のポリ（アクリル酸）
を、水溶性の過酸化ラジカル開始剤を含む水溶液に接触
させる工程を含んでいる。この接触工程の次に加熱工程
があり、この加熱工程によって、実質的にポリマーの表
面部分のみがラジカル開始剤と架橋され、残りの中心部
分は実質的にそのままの状態に保持される。このように
して調製されたポリマーは、吸水性および吸水速度の両
面で優れていると記載されている。

１９８７年９月１５日付けでＣｈｍｅ　Ｉ　ｉ　ｒ等に
付与された米国特許筒４，６９３，７１３号は、血液お
よび体液用吸収体に関するものである。ここに開示の吸
収体は、超吸収材料と、メチルウレア、単ＩＩ、無機酸
、モノあるいはポリカルボン酸などの水溶性化合物との
混合物から構成されている。この二番目の組成物が存在
することによって、粒状の吸収体内における血液の毛細
管流が促進され、この結果、混合物の吸収速度が改善さ
れる、と記載されている。

同様にして、目的は異なるが、１９８４年９月２５日付
けでＫｅｓｓｉｄｉｓに付与された米国特許筒４，４７
３．６７０号は、塩充填吸収性ポリマーに関するもので
ある。ここに開示の吸収性ポリマーは、生体が代謝可能
なものである。すなわち、ここに開示のポリマー類は、
生体内に配置可能であり、そうすることによって、組織
によって分解されその中に吸収される。ここには、この
ような吸収性ポリマー類において、微細に分割された塩
化ナトリウムあるいは塩化カリウムの充填剤を使用して
、このようなポリマー類の吸収速度を高めることが記載
されている。使用に際しては、充填材料が迅速に分解さ
れて、生体系において、ポリマー類の酵素によるアタッ
ク用の表面積が増加し、ポリマー類の迅速な分解が行わ
れる。

同様に、１９６４年２月１８日にＭａｓｔｅｒに付与さ
れた米国特許筒３，１２１，４２７号には生理用品につ
いて記載されている。生理用品に関し、ここには、ゼラ
チンおよび／または寒天および砂糖などのゲル化剤の混
合物が記載されている。このゲル化材料と砂糖との混合
物はティシュ材料によって包まれる。ゲル化物質が血液
内のヘモグロビンと反応して月経液がゲル化することが
浸透圧によって進行するき記載されている。砂糖、塩化
ナトリウムなどの水溶性の不活性充填剤は、連続的に迅
速に分解して、ゲル形成用マトリックスの新たな表面を
露出させると記載されている。

１９８８年５月３日付けでマサミズ等に付与された米国
特許筒４，７４２，０８６号は、多孔質ポリマーの製造
工程に関するものでりる。ここに開示のポリマー粒子は
それらの内部に多数の空隙を含んでいると記載されてい
る。これらの粒子は、見かけ比重が小さく、吸水特性、
透過性および伸縮性の点で優れていると記載されている
。

１９９８７年８月１７日付けでマツバラに付与された米
国特許筒４，６８８，７７６号は脱水機構に関するもの
である。この機構は、高浸透圧物質、ポリマー吸水剤お
よび親水性アルコールから構成されている。これら三種
類の物質は一体となって半透過膜によって覆われている
。水は膜を透過して、ポリマー吸水剤によって吸収可能
である。

高浸透物質が存在することによって、半透過膜を介して
の水の移動速度が大きくなると記載されている。

１９６８年１２月３１日付けでＰａｒｒｉｓｈに付与さ
れた米国特許筒３，４１９，３４５号は、セルロース誘
導体の親水性ゲルファイバーの中和に関するものである
。この公報には、セルロース誘導体の膨張性ファイバが
、約５ないし９の範囲内のｐＨ値を有する水溶性の濃縮
障壁塩溶液を用いて中性化される方法が記載されている
。この場合、障壁塩溶液は、酸官能価を中性化するため
のベースとして利用され、塩をセルロースファイバーに
混入するために使用するものではない。

同様な構成ではあるが、酸化セルロースに関するものと
して、１９７０年１２月２９日付けでＭａｃＤｏｎａ　
ｌｄ等に付与された米国特許第３゜５５１．４１０号が
ある。この特許には、セルロースファイバーの水保持性
の改善方法およびそのようにして製造された製品につい
て記載されている。ここには、カルボキシルセルロース
の水保持性能は、障壁塩溶液内にカルボキシルセルロー
スを浸漬することによって改善される点が記載されてい
る。

このように、化学的方法によって超吸収体の吸収速度お
よび吸収量を高める幾つかの技術が記載されている。し
かし、上記のいずれの公報も、超吸収体それ自体の吸収
量以上に、この超吸収体の吸収性能をポリマー１グラム
当たりの吸収液体のグラム数として見た場合に改善する
改善する簡単な方法については記載しておらず、またそ
のような示唆もない。

幾何学的な構造を利用して、吸収率および／または吸収
量を増加しようとする概念は、これらの公報には記載さ
れていない。

〔課題を解決するための手段〕

超吸収体としては、超吸収材ｌグラフ当たりの吸収液の
グラフ数としての吸収量（以下、グラフ／グラフ重量と
いう。）が多いとと共に、迅速に液体を吸収する能力を
備えたものを実現することが望ましい。

また、超吸収材それ自体の吸収性能を越えて超吸収材の
グラム／グラム重量当たりの吸収性能を高めることの可
能な方法を提案することが望ましい。超吸収材のグラム
／グラム重量当たりの吸収性能を高めることによって、
より少ない量の超吸収材を吸収製品に用いて、目標とす
る吸収性能を得ることができる。さらには、超吸収材の
吸収速度を同様に高めることの可能な方法を提案するこ
とが望ましい。

このような目標およびその他の目標は、一定量の透過性
材料を含んだチャンバーを形成している超吸収材料から
なる吸収体構造において実現できる。

また、本発明は、超吸収材料の吸収量および吸収速度を
高めるための方法に関するものであり、この方法は、上
記の超吸収材料によって透過性材料を包み込む工程を含
んでいる。

本発明の吸収体構造は、おむつ、生理用ナプキン、包帯
、成人用失禁用品などの広範囲の吸収性製品に対して使
用するのに適している。

本発明は吸収体構造に関するものである。

特に、本発明は透過性材料を含んでいるチャンバーを形
成している超吸収材に関するものである。

超吸収材料により形成されているチャンバーは、その中
の透過性材料と共に、超吸収材それ自体の吸収性能を越
えてそのグラム／グラム重量当たりの吸収性能を増加さ
せるために機能する。さらには、超吸収材が区画形成し
ているチャンバー内の透過性材料は、この超吸収材の液
体吸収速度を増加させるものであることが見出された。

本発明での使用に適した超吸収材は当業者には公知であ
る。天然あるいは合成の超吸収材のうち、その自重の約
２倍の水、好ましくは約５倍の水、最も好ましくは約２
０倍の水を吸収可能なものであれば、いずれの種類であ
っても本発明に適している。本発明において使用するの
に適した超吸収材は次のようなものがある。ゼラチン；
アルギン酸塩類；メチルセルロース、ヒドロキシメチル
セルロース、カルポジキメチルセルロース、セルロース
アセテートフタレートなどのセルロース・ベース・ポリ
マー類：カルボキシルセルロースなどのスターチ・ベー
ス・ポリマー類；アラビアゴム、ローカストビーンゴム
、カラゲーンゴム、キサンゴムなどの天然ゴム：　（ポ
リ（アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸）などを含む）
ポリ（アクリレート）、ポリ（エーテル）、ポリ（アク
リルアミド）、ポリ（ビニルアルコール）、無水マレイ
ン酸コーポリマー類、ポリ（ビニルスルホネート）、加
水分解したアクリロニトリルグラフトスターチ、アクリ
ル酸グラフトスターチ、ポリ　（Ｎ−ビニルピロリジン
）、ポリ　（２−ヒドロキシエチルアクリレート）、ポ
リ　（２−ヒドロキシエチル−メタクリレート）、ポリ
　（ナトリウムアクリレート・マー・アクリル酸）、ポ
リ　（ビニルスルホン酸）、ポリ（エチレンオキサイド
）、エチレンオキサイドとポリアミド類、ポリエステル
類およびポリウレタン類とのブロック・コーポリマー類
、塩フォーミング混合物、および上記のコーポリマー類
などのモノマーを含む酸類からなるポリマー類。

超吸収材は、浸透材を含むチャンバーを形成している。

本明細書においては、この用語［チャンバーＪ　　（ｃ
ｈａｍｂｅｒ）とは、超吸収材における実質的な空隙部
分を指しており、この空隙部分によってチャンバーが区
画形成されている。よって、「チャンバー」とは、浸透
材によって充填された状態にある超吸収材が規定するチ
ャンバーを意味すると共に、部分的に浸透材が充填され
、部分的に空気などの非浸透材が充填されたチャンバー
も意味している。

本明細書において、「浸透度Ｊ　　（ｏｓｍｏｓｉｔｙ
）という用語は、ある与えられた溶液と同一の浸透圧あ
るいは凝固点降下を示すのに必要な塩化ナトリウムのモ
ル濃度を意味している。この浸透性は１１あたりのグラ
ムモル数で表示する。本件出願においては、浸透性の測
定は、与えられた物質を１重量パーセント含む水溶液を
用いて行った。よって、糖の浸透度の測定は、１重量パ
ーセントの糖水溶液と同一の浸透圧あるいは凝固点降下
を示すのに必要な塩化ナトリウムのモル濃度（ｇ−ｍｏ
ｌ／Ｉ）を計測することによって行う。この値は文献に
よれば、０．　（１１５　ｇ−ｍｏ　ｌ／　ｉであると
報告されている。塩化ナトリウムの浸透度は、０．１７
２ｇ−ｍｏｌ／ｌであり、塩化リチュウムの場合には０
．　２４４　ｇ−ｍｏ　１／　１であると報告されてい
る。本明細書において、ある物質の「相対漫透度」とは
次の式によって算出した値である。

ｆ１（１２ ここに、（１１は対象となる物質の浸透度であり、（１
２は塩化ナトリウム（０，１７２ｇ−ｍｏ　ｌ／１）の
浸透度である。よって、塩化ナトリウムの相対漫透度は
Ｎ」　（０，１７２１０，１７２）であり、糖の相対漫
透度はｒｏ、８７　（０，（１１５１０，１７２）であ
り、塩化リチュウムの相対漫透度はｒｌ、４２Ｊ　　（
０，２４４１０，１７２）である。

本明細書において、「浸透性物質」とは、相対漫透度の
値が最低でも約０．０５、好ましくは最低でも０．０９
以上、最も好ましくは最低でも約１．０を越える物質を
意味している。この相対漫透度が比較的低い物資を使用
する場合には、相対漫透度が比較的高い物質を使用して
得られる浸透圧あるいは凝固点降下を得るためには、濃
度をより高くする必要がある。例えば、約１１，５重量
パーセントの糖を含む水溶液の浸透圧あるいは凝固点降
下は、約１重量パーセントの塩化ナトリウムを含む水溶
液のそれと同一となる（０．１７２１０．（１１５ζ１
１．５）。

本発明において使用に適した浸透性物質は、本発明によ
る吸収体構造内に形成かぬな水溶性あるいは水分散性物
質であり、本発明の超吸収材に対して許容出来ない程の
悪影響を及ぼすことのない物質である。適切な例として
以下のものがあるが、これらに限定されるものではない
。有機酸あるいは無機酸の水溶性あるいは水分散性の塩
類、有機あるいは無機酸類、長鎖アルコール類、ポリヒ
ドリックアルコール類、尿素および尿素誘導体、単糖類
あるいは少糖類、水溶性ポリマー類、界面活性剤などで
ある。価格および入手可能性の点から、浸透性物質とし
ては、有機酸あるいは無機酸の水溶性塩類、有機あるい
は無機酸類、尿素および尿素誘導体、並びに単糖類ある
いは少糖類などからなる群から選択することが好ましい
。

チャンバー内に存在する浸透性物質の形態は、粒状固体
、低融点ワックス、水溶液、非水溶液あるいは懸濁液、
ゲル、多孔質固体などとすることができる。超吸収材に
より規定されるチャンバーは、この超吸収材によりほぼ
全体的に囲まれていることが好ましい。このようにする
ことにより、吸収体構造から浸透性物質が自由に流出し
てしまうことが防止される。以下により詳細に説明する
ように、本発明の一つの形態においては、吸収体構造は
ファイバーの形状をしている。この場合には、ファイバ
ーの長さ対直径の比が非常に大きい（少なくとも約５０
：１）の場合には、フィイパーの両端は開いたままでも
よいが、封止することが好ましい。

超吸収材の吸収量は、一般的には、超吸収材１グラム当
たりが吸収可能な１重量パーセントの塩化ナトリウム水
溶液のグラフ数として表すことができる（グラム／グラ
フ重量）。しかし、月経液、人工尿、ウシ属の血液など
の他の溶液も使用することができる。本発明者は、超吸
収材を本発明の吸収体構造にすることによって、その超
吸収体のグラム／グラム当たりの吸収量を格段に増加で
きることを見出した。

理論によって限定することは意図していないが、吸収量
が増加する理由は、超吸収材によって規定されるチャン
バーとこのチャンバー内の浸透性物質との組合せによる
ものと考えられる。超吸収材が液体に晒されると、この
超吸収材の体積は、ここの吸収された水の量に比例して
増加する。超吸収材によってチャンバーが形成されてい
る場合には、このチャンバーも、液体を吸収することに
よって膨れる超吸収材の膨張と共に膨れるものと考えら
れる。このチャンバー内には浸透性物質が存在している
ので、水膨れした超吸収材に吸い上げられた液体は、部
分的にこのチャンバーを満たすことにある。液体がこの
チャンバーを満たすと、この浸透性物質は、固体形状で
液体に可溶性の場合には、溶液に変化する。このチャン
バーが拡張すると、飽和状態に到るまで、多量の液体を
超吸収材を介してチャンバー内に吸い上げることができ
る。このようにして、超吸収材１グラム当たりの吸収量
が増加する。かかる成果は次のような事実から得られる
。すなわち、吸収された液体の少なくとも一部分はチャ
ンバー内において物理的に液体のままで存在していると
いうことである。超吸収材が浸透性物質が従来のように
内蔵されたチャンバーを有しないものとして形成された
場合には、超吸収材の分子構造内に保持されている液体
のみが超吸収材によって保持可能である。本発明の構造
におけるチャンバー内に保持されている液体の量が、本
発明の構造によって得られる吸収量の増加量であると考
えられる。

本発明の別の形態においては、超吸収材によって規定さ
れるチャンバー内に浸透性物質が存在することによって
、超吸収材による液体吸収速度がより早くなる。このよ
うな迅速な吸収も、本発明の超吸収材に作用する浸透圧
に起因するものあると考えられる。

超吸収材がおむつなどのパーソナルケアー製品に使用さ
れる場合には、高吸収性および高ゲル強度あるいは剛度
を有する超吸収材を使用することが好ましい。高吸収性
が好ましい理由は、超吸収材の使用量を少なくすること
が可能だからである。

高ゲル強度あるいは剛度が好ましいのは、製品から漏れ
出るおそれのある超吸収材の流動性ゲル状物が出来るこ
とを回避できると共に、超吸収材が配置される母材を通
過する液体の移動を遮るバリヤができることを回避でき
るためである。

一般的に言って、超吸収材の（グラム／グラム当たり）
吸収量は、超吸収材のゲル強度あるいは剛度とは逆の関
係にある。すなわち、２０グラム／グラムの吸収量を有
する超吸収材のゲル強度あるいは剛度は、一般的には、
１０グラク／グラムの吸収量を有する超吸収材のそれよ
りも低い。高吸収量および高ゲル強度あるいは剛度を有
する超吸収材を使用することが好ましいことは当然であ
る。以前においては、上述した問題を回避するために、
これらの二つの要素のバランスを取り、吸収量を犠牲に
して充分なゲル強度を得るようにしていた。

本発明によれば、超吸収材の吸収量を（グラム／グラム
当たりで）大幅に増加させることができる。よって、以
前においてはパーソナルケアー製品としては吸収量が少
なすぎると考えられていた超吸収材を、本発明の構造を
備えたものに形成して、その吸収量をパーソナルケアー
製品として使用するために充分なレベルにまで高めるこ
とができる。かかる本発明による超吸収材は、パーソナ
ルケアー製品に使用するのに極めて適したゲル強度を有
しているという別の利点もある。

超吸収材によって規定されるチャンバーの寸法を変更し
てもよいことは明らかである。非膨張状態におけるこの
チャンバーの体積と、このチャンバ一体積を含む超吸収
材の体積との比は、広範囲に変更することができる。こ
の比を、約１＝１０から９９９　：　１０００までの範
囲にすることが適しており、さらに、１：２から９＝１
０までの範囲とすることが好ましい。一般的に言って、
この体積比は、本発明の超吸収材の形成過程における処
理および処理変数によって制御することができる。

同様に、チャンバー内にある浸透性物質の量も、使用す
る浸透性物質の種類と共に浸透圧に応じて変更しうるち
のである。一般的に言って、チャンバー内に存在する浸
透性物質の体積と、チャンバーの体積との比は、約１　
：　１００から約１：１までの範囲内であり、この範囲
を約１＝２０から約１＝１までの範囲内とすることが好
ましい。本発明の一つの実施例においては、チャンバー
内を浸透性物質によって完全には充填せずに、チャンバ
ー内に存在する浸透性物質の体積とチャンバーの体積と
の比を、約１　：　１００から約９９　：　１００まで
の範囲内としている。この範囲を、約１：２０から約１
９＝２０までの範囲内にすることが好ましい。チャンバ
ー内に存在する浸透性物質の量の調整は、本発明の吸収
体構造を形成する処理および処理変数を用いて行うこと
ができる。

本発明による吸収体構造の利点は、各種の要因によって
影響される。このような要因としては、超吸収体の種類
、浸透性物質の種類、吸収体構造の体積に対するチャン
バーの体積比、チャンバー体積に対する浸透性物質の体
積比、吸収構造体の形成方法などがある。一般的に言え
ば、吸収体構造を、目標とする吸収性能、寸法および構
造的−体性を持たせるように製造することが好ましい。

例えば、多量の浸透性物質がチャンバー内に存在してい
る場合には、チャンバーを形成している吸収体構造がも
はやその構造的一体性を保持できなくなる程にチャンバ
ー内の液体量が増加するまで、本発明の吸収構造体は液
体の吸収を継続する。超吸収材がその構造的一体性を喪
失した場合には、チャンバー内に保持されている液体が
放出され、グラム／グラム当たりの吸収性能が減少して
しまうことは明らかである。

上述した変動要因の相互作用は、風船の膨張に譬えるこ
とができる。風船内に過剰の空気を送り込むと、風船が
破裂して、元々その中に保持されていた空気が放出され
てしまう。従って、吸収構造体が、その構造的一体性を
喪失する程までに過剰な水をチャンバー内に吸収するこ
とのないように、上記の各変動要素を設定することが望
ましい。

しかし、かかる特性が必要とされる場合にはこの限りで
はない。この吸収構造体が支え得る正確な内部圧力は、
チャンバーを形成している超吸収材の強度に応じて異な
ることは明らかである。当業者ならば、経験的に、上記
の各変動要素の特定の組合せを決定して、最終用途に適
した吸収構造体を製造することが容易である。

本発明の吸収構造体における浸透性物質が水溶性である
場合には、これらの浸透性物質はチャンバーの外に分散
し、超吸収材を通って吸収構造体の外部に出てしまう傾
向がある。吸収構造体から過剰の浸透性物質が拡散して
しまうと、その改善された吸収特性が低下してしまう。

よって、水溶性の浸透性物質を使用する場合には、不必
要に早い速度で粒子拡散することのない浸透性物質を使
用することが好ましい。

かかる拡散問題は、吸収構造体が組み込まれる製品によ
って多少は低減される。最も急速な拡散は、液体噴流を
吸収しなければならないような使用条件下で起こり得る
。このような条件下で使用されない場合には、拡散速度
は低下する。よって、本発明の吸収構造体がおむつに使
用される場合には、排尿直後にその尿が吸収体内に吸収
される以前の時点で、このような拡散が急激に起こる。

従って、このような使用条件下では、かかる問題は、液
体噴流期間を短くすることによって一般的に低減される
。

本発明の吸収構造体は、各種の幾何学的形状とすること
ができる。例えば、この構造体を、球、ロッド、不定形
状の粒子、繊維形状、フィルム形状などにすることがで
きる。作成可能な一連の実施形態を図面に示しである。

図面を参照すると、第１ａ図ないし第１ｆ図には、本発
明の好適な実施例の各種の実施形態の横断面図を示して
あり、これらの図においては、本発明の吸収構造体の形
状は粒子形状となっている。

第ｉｆ図において、超吸収材１０によって空隙１２が区
画形成されており、この空隙にはほぼ完全に（〉９９％
）浸透性物質１４が充填されている。

第１ｂ図にはこの第１ａ図と同様な例を示しであるが、
ここでは、超吸収材１０によって多数の空隙１２が形成
されており、これらの空隙はほぼ全体的に浸透性物ｒｔ
１４によって充填されている。

第１ｃ図には、超吸収材１６によって形成された空隙１
８内が、部分的にのみ浸透性物質２０によって充填され
た状態を示しである。この浸透性物質２０は空隙１８の
内周表面のコーチ−イブの形態をとっている。浸透性物
質２０によって空隙Ｉ８が部分的に充填されているので
、浸透性物質が存在しない領域２２が形成されている。

第１ｄ図にも第１ｃ図と同様な例を示してあり、ここで
は、超吸収材１６に形成された空隙１８内が部分的に浸
透性物質２０によって充填されている。この例において
も、浸透性物質２０は空隙１８の内周表面にコーティン
グされており、この浸透性物質２０の存在しない領域２
２が形成されている。

このような浸透性物質２０が存在しない領域には、ガス
、液体あるいは固体を充填することができる。

第１ｅ図には、超吸収材２４に形成された空隙２６が部
分的に浸透性物質２８で充填された状態を示しである。

浸透性物質２８は１個以上の粒子として存在している。

この例においても、浸透性物質２８は空隙２６を部分的
に充填しており、浸透性物質が存在しない領域３０が形
成されている。

第１ｆ図には第１ｅ図と同様な例を示してあり、超吸収
体２４内の多数の空隙２６が部分的に浸透性物質２８に
よって占められている。この浸透性物質２８は１個以上
の粒子形状で存在しており、空隙２６内の一部分を占め
ているのみなので、空隙内には浸透性物質が存在しない
領域３０が形成されている。

第２ａ図には、本発明の超吸収材を中実な繊維形状３２
にした例を示しである。（第２ａ図の横断面を示す）第
２ｂ図から明らかなように、超吸収材３４に形成される
空隙３６は繊維の長さ方向に延びている。この空隙３６
にはほぼ全体的に、浸透性物質３８が充填されている。

第２ａ図および第２ｂ図においては、空隙３６が浸透性
物質によって充填され、両端が開口状態となっているが
、空隙３６内を完全に充填する必要はないし、また両端
を封止するようにしてもよいことは勿論である。

第３ａ図には、本発明の吸収構造体をフィルム積層によ
り形成した袋４０の形状にしたものを示しである。（第
３ａ図の横断面図を示す）第３ｂ図から明らかなように
、超吸収材４２における空隙４４はほぼ完全に浸透性物
質４６で充填されている。この場合においても、空隙を
完全に浸透性物質で充填する必要はない。

吸収構造体が球あるいは不定形状の粒子の形状をとる場
合には、この構造体の平均直径が、非膨張状態において
、約１ミクロンから約４０００ミクロンの範囲内である
ことが適しており、約５０ミクロンから約１０００ミク
ロンの範囲内とすることが好ましい。吸収構造体が繊維
形状である場合には、繊維の長さと直径との比が、約５
＝１から無限：ｌ（連続繊維の場合）までの範囲とする
ことが適しており、その長さを、例えば、約１ミリメー
トルから約２５ミリメートルとすることができる。

上述したように、本発明の一実施形態においては、超吸
収材が形成しているチャンバーは全体的に浸透性物質に
よって充填されている（チャンバ一体積と浸透性物質と
の比は約１：ｌである）。

このような構造体は、浸透性物質の固体粒子を用意し、
これを超吸収材にコーティングした後に、浸透性物質を
完全に包み込むようにすればよい。

このような構造体の形成方法としては、超吸収材を各浸
透性物質の粒子に吹きつける方法がある。

この他には、超吸収材を溶剤中に溶解して、これを、そ
の溶剤には溶けない浸透性物質に付着させる方法がある
。あるいは、このような吸収構造体を、実施例において
詳細に説明するように、逆懸架ポリマー化処理によって
形成することもできる。

」二連したように、本発明の別の形態においては、吸収
構造体において、超吸収材から形成されるチャンバー内
を浸透性物質で完全に充填しないでおくこともできる（
浸透性物質の体積とチャンバーの体積の比が１＝１未満
）。すなわち、チャンバーには一定量の浸透性物質と一
定量の非浸透性物質、例えば空気を含ませてもよい。こ
のような吸収構造体は、例えば、多孔質あるいは中空の
浸透性物質粒子に超吸収材をコーティングすることで形
成できる。このような方法で形成する場合には、吸収構
造体におけるチャンバーは、部分的に浸透性物質で充填
され、部分的に空気が満たされた状態になる。このよう
な吸収構造体から幾つかの利点が得られる。

まず第１に、上述したように、チャンバーが完全に浸透
性物質で詰まっている場合には、吸収構造体は過剰の液
体をチャンバー内に取り込んだときには膨張して破裂す
るおそれがある。しかし、チャンバーの一部に非浸透性
物質がある場合には、かかる問題が幾分低減される。こ
のような破裂の原因は幾つかある。一つは、超吸収材が
非浸透性物質よりも透過性が良い場合には１、非浸透性
物質がチャンバー内から拡散して、チャンバー内の圧力
の増加を伴うことなく、より多量の液体をチャンバー内
に入れることが可能となる。次に、浸透性物質が充填さ
れた一定の寸法のチャンバーがあると、それによって吸
収構造体が破裂する原因となると認められる場合には、
部分的にしか浸透性物質が充填されていない等しい寸法
のチャンバーに換えることによって、吸収構造体は破裂
することなくその平衡状態まで膨張することが可能とな
る。この理由は、チャンバー内の浸透圧が低下するので
、平衡状態においてチャンバー内に入る水の量が少なく
なるからである。

上述したように、多孔質あるいは中空の浸透性物質の粒
子に超吸収材をコーティングする他に、このような吸収
構造体を、浸透性物質内にガス発生種（発泡剤）を混入
させて、それを核とすることで形成することができる。

この場合、ガス発生種は、構造体の温度を上げることに
よって活性化させることができる。

本発明の別の形態においては、吸収構造体が繊維形状を
している。この繊維内のチャンバーには浸透性物質が含
まれている。繊維形状としては、長さと直径との比が少
なくとも約５：１であることが適している。このような
構造体は、中空繊維内に、浸透性物質を充填し、繊維両
端を封止することによって形成することができる。この
ようにする代わりに、押出成形し、あるいは浸透性物質
の繊維に超吸収剤をコーティングするようにしてもよい
。例えば、使用する浸透性物質が熱可塑性の水溶性ポリ
マーである場合には、このポリマーを繊維の状態に押出
成形し、それに超吸収材をコーティングすればよい。

本発明の第２の特徴は、超吸収材の吸収性能を増加させ
るための方法に関するものである。この方法においては
、一定量の浸透性物質を超吸収材で包み込む工程を含ん
でいる。上述したように、包みこまれた浸透性物質が存
在することによって、超吸収材の吸収性能が格段に改善
される。超吸収材内に浸透性物質を包み込むための方法
は、既に述べてあり、後述する実施例において更に述べ
る。

浸透性物質を超吸収材で包み込むために適したいかなる
方法も、本発明において使用することができる。

本発明の吸収構造体は、おむつ、生理用ナプキン、成人
用失禁衣料などのパーソナルケアー製品に使用するのに
通している。おむつは、−射的には、水不透過性材料か
らなる外側部材と、これに隣接配置した吸収性ウェブと
、この吸収性ウェブに隣接配置した身体側部材とから構
成される装置身体側部材は着用者の皮膚に接触させるよ
うになっている。使用時には、尿などの体液が身体側部
材に排出され、この部材を通過して吸収ウェブに吸収さ
れる。外側部材によって、吸収された液体がおむつの外
側に通過してしまうことが回避される。本発明の吸収構
造体を吸収ウェブ内に混入することが好ましく、その使
用量は、吸収ウェブの全重量に対して約５から約１重量
パーセントの範囲内であり、約５から５０重量パーセン
トの範囲内が好適である。おむつおよびこれらの類似製
品は、１９８９年１月２７日付けでＭｅｙｅｒに付与さ
れた米国特許第４，７９８，６０３号、１９８年１２月
１日付けでＢｏｌａｎｄ等に付与された米国特許第４．
７１０，１８７号、１９８８年８月９日付けでＲｏｅｓ
ｓｌｅｒ等に付与された米国特許第４，７６２，５２１
号、１９８８年９月１３日付けでＰｒｏｘｍｉｒｅ等に
付与された米国特許第４，７７０，６５６号に記載され
ており、これらの内容は参照して本明細書の一部とされ
る。

本発明は（比較例を含む）以下の例を参照することによ
って明確に理解するこができる。しかし、これらの例は
特許請求の範囲に規定されている本発明の範囲を制限す
ることを意図したものではない。

〔実施例〕

裏施貫上 本発明の吸収構造体は、アクリル酸とナトリウムアクリ
レートとの逆懸架コーポリマー化を行うことによって製
造することができる。

塩化ナトリウムの飽和水溶液を用意し、これに約２９重
量パーセントの塩化ナトリウムが含有されていることを
確認する。この飽和塩化ナトリウム水溶液６０．８グラ
ムに、０．１０グラムの過酸化水素を加えて混ぜ合わせ
る。得られた水溶液をスリーネック型円形底面の１００
０ミリリツトルのフラスコにそそぐ。このフラスコには
、６（１２．５１グラムのトルエンと、１２．２５グラ
ムのエチルセルロースをこの順序で窒素ガスを排除した
状態で加える。この円形底面のフラスコの内容物を、ポ
リマー化処理の間、窒素ガスの無い状態に保持する。

水槽内に漬けたビーカー内において、８４．１２グラム
の蒸留水と１５．０４グラムの水酸化ナトリウムを混合
して、水酸化ナトリウム液を調製する。この水酸化ナト
リウム溶液に、３６グラムのアクリル酸を一度に滴下し
て、モノマー液を形成する。このモノマー液に、０．７
７グラムのメチレンビスアクリルアミドと０．０５グラ
ムのしく＋）アスコルビン酸を加える。次に、七ツマー
溶液をビユレットに移して、４８分間に渡って充分に振
動させた円形底面型のフラスコに加える。

このフラスコを４０’Ｃに保持してさらに６５分間かき
混ぜる。フラスコの内容物の温度を８７゜Ｃに上げ、そ
こから、水を共沸蒸留させる。フラスコ内に残った粒子
を取り出して、９０°Ｃで一日間乾燥する。

このように製造した粒子は、塩化ナトリウムの核を有し
ており、この核はほぼ全体的にコーポリマー化した物質
によって包まれているものと判断される。第４ａないし
第４ｃ図には、それぞれ２５倍、１００倍および５００
０倍で撮影した粒子の走査電子顕微鏡写真を示しである
。これらの図から、粒子の形状は回転楕円形状であるこ
とが分かる。

得られた粒子およびその凝集体を、米国標準サイズのス
クリーンを用いてスクリーニングして、これらの粒子の
うちの、３０番のメツシュを通過し、５０番のメツシュ
（３００〜６００ミクロン）は通過しないものにおける
各種の物理特性を測定する。

かかる粒子の吸収性能の測定は、０．９重量パーセント
の塩化ナトリウムを含む過剰水溶液内に０．５グラムの
粒子を６０分間漬けることによって行った。粒子のスラ
リーと塩化ナトリウム溶液とを４５番メツシュの篩を介
してビーカーに濯いだ。篩上に残っている膨張した粒子
（ゲル）をかき混ぜて排水を促進させ、最後のこれらを
振って過剰水を振り落とした。吸収性能を、次式に基づ
いて、濾液重量（Ｗ　ｆ　）　、ゲル重量（ＷｇＬ乾燥
ポリマー重量（Ｗｐ）および初期溶液重量（ＷＳ）を用
いて算出した。

Ｗｓ−Ｗｆ　　＋　　Ｗ　　−０５ ２（Ｗｐ） 粒子の核を形成するものと思われる塩（本例では塩化ナ
トリウム）が膨張過程において粒子から多量に拡散する
か否か、あるいは膨張によって破裂してしまう粒子が多
数あるか否かを測定することが好ましい。よって、吸収
率の測定に基づき、溶液および濾液の導電率を測定した
。この測定は、５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｄｉｖｔｓｉｏ
ｎ　Ｙｅｌｌｏｗ　Ｓｐｒｔｎｇｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅ
ｎｔ　ａｎｄ　Ｃｏ、、　Ｉｎｃ、から購入できるＹＳ
Ｉモデル３２導電率計を使用した。溶液中の塩の濃度が
高くなるにつれて、溶液の導電率が増加する。従って、
濾液の導電率が初期溶液のものよりも非常に高い場合に
は、余分な塩が、粒子内の核から拡散により、あるいは
粒子の破裂によって外部に出たということが推測できる
。

拘束力の存在下での粒子の液体吸収力（荷重下での吸収
性能であり、以下においてＡＬＵという。

）は、次のように測定する。第５図に示すように、Ｄｅ
ｍａｎｄ　Ａｂｓｏｒｂｅｎｃｙ　Ｔｅ５ｔｅｒ　（Ｄ
ＡＴ）４８を用いる。このテスターは、ＧＡＴＳ（Ｇｒ
ａｖｉｎ＋ｅｔｒｆｃ　Ａｂｓｒｏｂｅｎｃｙ　Ｔｅ５
ｔＳｙｓ　ｔｅａ）と同様なものであり、ＭＡ、　Ｄａ
ｎｎｅｒｓ　　のＭ／Ｋ　Ｓｙｓｔｅｍｓから入手でき
る。また、この装置は、１９７４年３月のＩＮＤＡ　Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　Ｐｒ
。

ｃｅｅｄｉｎｇｓ　　の第１２９頁から第１４２頁に、
Ｌｉｃｈｅｓｔｅｉｎ　　によって説明されている。多
孔質プレート５０を用いる。このプレートは２．５セン
チメートル直径の頭域内に配置されて、装置５４によっ
て覆われたポートを有している。ニレクロトバランス５
６を用いて、通常０．９　（ｗ／ｗ）％の塩化ナトリウ
ムの流体が吸収性粒子５８内に流入する速度を測定する
。

超吸収性粒子を有する装置５４はシリンダ６０を有して
おり、これは、内部直径が１インチ（２゜５４センチメ
ートル）の熱可塑性チューブから形成されており、同心
性を確保するために僅かに機械加工されている。ステン
レススチール製の１００メツシユのワイヤ布６２がシリ
ンダ６０の底に溶接されている。この溶接は、ワイヤ布
を赤色になるまで炎で加熱し、その後この布が冷却する
まで、その上にシリンダを保持することによって行う。

この溶接が上手くいかない場合あるいは破れた場合には
、半田付は用の鉄を用いてシールすることができる。こ
こに、底面が平坦となるように注意する必要があり、シ
リンダ内に歪みが発生しないように注意する必要がある
。４．４グラムのピストン６４は直径が１インチのソリ
ッド材料（例えば、Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ：商標名）から
形成されておおり、シリンダ６０内に拘束することなく
丁度嵌入できるように機械加工されている。標準の１０
０グラム錘６６を用いて、１インチ平方当たり約０．３
ボンドの拘束荷重を加える。この荷重は、小児用おむつ
において一般的に加わる大きさである。特定しない場合
には、超吸収性粒子のサンプルとしては重量が０．１６
グラムのものをＡＬＵの試験用に使用する。このサンプ
ルは、米国標準の３０番メツシュを通過し、同５０番メ
ツシュに残る粒子（３００〜６００ミクロン）を用いて
いる。

このテストは、まず、３センチメートル径のＧＦ／Ａガ
ラス製濾過ペーパー６８をプレート５０上に設置する。

（ベーパーの寸法は、シリンダ６０の内径よりも大きく
、その外径よりも小さくして、良好な接触状態を形成す
ると共に、ＤＡＴ４８のボート５２からの蒸発を回避し
て、飽和状態を形成できるようになっている。）目標と
する重量（約０．１６グラム）の粒子５８を重量測定ペ
ーパー上で測定して、ＡＬＵ装置５４の底にあるワイヤ
布上に設置する。この装置５４を振って、ワイヤ布上６
２上の粒子５８を水平にする。粒子がシリンダ６０の壁
面からぶら下がる状態とならないように注意する必要が
ある。シリンダ６０内において、粒子５日上に、ピスト
ン６４および錘６６を注意深く置いた後に、ＡＬＵ装置
５４をガラス製濾過ペーパー６日上に乗せる。液体の吸
い上げ量を、ストリップチャートレコーダを用いて人手
により直接に、あるいは、データ取得用のパーソナルコ
ンピュータによって直接に、時間の関するとして監視す
る。

１時間後の流体吸い上げ測定値がＡＬＵ値である。流体
の吸い上げ速度も測定することができる。

最終値の瞬時の読み取りを正確に行うために、二つの検
査要素を利用できる。その一つは、ピストン６４の上昇
高さにシリンダ６０の横断面積を掛けた値が流体吸い上
げ量にほぼ等しくなるということである。二つ目のもの
は、ＡＬＵ装置５４の重量測定を測定の前後に行い、そ
の重量差が流体吸い上げ量にほぼ等しくなるというもの
である。

粒子が流体を吸い上げ可能な速度は、上述したＡＬＵ値
の測定と同様にして測定できる。例えば、流体の吸い上
げを１０分後および６０分後に測定し、これから吸い上
げ速度を算出することができる。

前述した方法によって対象サンプルを用意する。

しかし、このサンプルにおいては、塩化ナトリウムの代
わり、過酸化水素を溶液に加える。このようにして調製
した粒子に対して上述したのと同一の物理特性試験を行
う。

上述した各種の物理特性試験の結果をテーブルＩに示し
である。

実施例１ 本発明による吸収構造体を、実施例１の方法と同様にし
て、アクリル酸およびナトリウムアクリレートの逆懸架
コーポリマー化によって製造する。

しかし、本例では、塩化カルシウムを塩化ナトリウムの
飽和溶液に加える。カルシウムイオンが存在すると、コ
ーポリマー内に錯体の形成を促し、カルシウムイオンが
存在しない場合に比べて、コーポリマーの水膨張性が低
下する。

塩化ナトリウムおよび塩化カルシウムの飽和水溶液を調
製して、その中に、約２５．２重量パーセントの塩化ナ
トリウムおよび約３．０重量パーセントの塩化カルシウ
ムが含有されていることを確認する。この飽和塩化ナト
リウム／カルシウム水溶液６０．８グラムに、０．１５
６４グラムの過酸化水素を加えて混ぜ合わせる。得られ
た水溶液をスリーネック型円形底面の１０００ミリリツ
トルのフラスコにそそぐ。このフラスコには、６００．
６２グラムのトルエンと、１２．（１１グラムのエチル
セルロースをこの順序で窒素ガスを排除した状態で加え
る。この円形底面型のフラスコの内容物を、ポリマー化
処理の間、窒素ガスの無い状態に保持する。

水槽内に漬けたビーカー内において、８４．０３グラム
の蒸留水と１５．（１２グラムの水酸化ナトリウムを混
合して、水酸化ナトリウム液を調製する。この水酸化ナ
トリウム溶液に、３６．（１１グラムのアクリル酸を一
度に滴下して、モノマー液ヲ形成する。このモノマー液
に、０．７７３８グラムのメチレンビスアクリルアミド
と０．０５０６グラムのしく＋）アスコルビン酸を加え
る。

次に、１００．３７グラムのモノマー溶液をビユレット
に移して、４８分間に渡って円形底面型のフラスコに加
える。このフラスコを４０’Ｃに保持してさらに６５分
間かき混ぜる。フラスコの内容物の温度を８７°Ｃに上
げ、そこから、水を共沸蒸留させる。フラスコ内に残っ
た粒子を取り出して、９０°Ｃで一日間乾燥する。

得られた粒子およびその凝集体を、第１の実施例におけ
るようにスクリーニングして、直径が３００〜６００ミ
クロンの粒子を分離する。このように分離した粒子およ
びその凝集体の物理特性を測定する。第１の実施例の場
合と同じ方法で、導電率を測定することによって、吸収
性能、ＡＬＵ、吸収速度、および浸透性物質の拡散度を
測る。このテスト結果を表１に示しである。

第１の実施例で述べたようにして製造した粒子の対象サ
ンプルは、本例においても適している。

表１ 実施例１ （溶液）　　４４．２ （濾液） 実施例２ （溶液）　　２５．９ （濾液） 対象 （溶液）３．５ （濾液） ２０．０ ５．５ １．９ ３０．０ ６．２ １．３ １３、Ｏｍｖ １２、Ｏｍｖ １４．５ｍν １７．４ｍｖ １４．７ｍｖ １４．４ｍｖ （注）吸収量はポリマー１グラム当たりの吸収溶液のグ
ラム数である。

表１を参照すると、本発明の粒子は、吸収量、吸収速度
、およびＡＵＬが、対象サンプルと比較して優れている
ことが分かる。さらに、導電率の測定値からは、本発明
の粒子内の塩化ナトリウムは溶液には到らず、粒子が膨
張することがないということが分かる。

実施±主 以下の試験用サンプルは、１９８８年８月３０日付けで
Ｐｏｚｏｓに付与された米国特許箱４゜７６７．８２５
号に従って製造した超吸収材から作ったものである。こ
の米国特許の内容は、参考として本明細の一部とされる
。使用した超吸収材は、８０００分子量の鎖長のポリ（
酸化エチレン）、１．４−ブタジオール、メチレンイソ
シアネート（９６重量パーセントポリ（酸化エチレン）
）から形成したりニアポリマーである。このポリマーは
１，１．１−トリクロロエチレンに溶解して、濃度が１
０重量パーセントの粘性ドープを形成する。

本発明によれば、各種の浸透性物質が分離した粒子の形
状で製造される。粒子は約０．１ｍｇまで重量測定が行
われ、上述した超吸収材のドープがコーティングされる
。コーティングされた粒子は乾燥される。使用した浸透
性物質は次のものである。

約２０００ミクロン径の１−トリアコンタノール（ｔｒ
ｉａｃｏｎｔａｎｏｌ）のビード約２０００ミクロン径
の球状尿素ビル 約１０００ミクロン径の硫酸アルミニウムの不規則形状
の粒状物 小径の蔗糖を凝集して乾燥させることにより形成した約
２０００ミクロン径の蔗糖粒状物超吸収材の第１の対照
用サンプルである、対照Ａは、ｌ、ｌ、１−トリクロロ
エチレン内の１０重量パーセントの超吸収材溶液をガラ
ス上に超吸収材のフィルムとして注型することによって
形成する。超吸収材のフィルムを、溶剤で粘着性を有し
ている間に球形状の成形する。この球体の直径は約１０
００ミクロンである。第２の対照用サンプルである対照
Ｂは、１，１．１−１−リクロロエチレン内の１０重量
パーセントの超吸収材をパラフィンで増量したポリエチ
レン製ビードにコーティングすることによって形成する
。このビードの直径は約２０００ミクロンである。

コーティングした浸透性物質の粒子および対照をほぼＯ
，１ｍｇまで重量測定する。コーティングした粒子およ
び対照を、次に重量で１パーセントの塩化ナトリウムを
含む塩化ナトリウムの水溶液内に入れる。試験用サンプ
ルを、この塩化ナトリウム溶液内に、これ以上の重量増
加が観察されなくなるまで（約３０ないし６０分間）放
置する。

すなわち、サンプルがほぼそれらの最大吸収状態になる
まで放置する。膨張したサンプルを次に、ペーパータオ
ルで拭き取り、付着水を取り除き、重量を測定する。膨
張した試験用サンプルの重量から粒子の乾燥重量を引い
て得た値を粒子内のポリマー重量で割ることによって、
吸収量を算出する。粒子内のポリマーの重量は、（膨張
前の）コーティング済の粒子重量から、コーティング前
の浸透性物質重量を減算するすることによって求める。

この試験の結果を表２に示す。

表２ 浸透剤　コア１ シェル１ １−）リアコンタノール ９．７　　　３．６ １−トリアコンタノール ６．８　　　１５ １−トリアコンタノール ６．５　　　１．９ １−トリアコンタノール １０．５　　　３．２ 尿素 ６．９　　　０．８ 硫酸アルミニウム ４．２　　　１．１ 蔗糖 ８．７　　　２．４ 対照へ ０．０　　　５．３ 対照Ｂ ５．８　　　５．４ 対照Ｂ ７．４　　　４．９ 対照Ｂ ８．４　　　４．５ 対照Ｂ ５．９　　　７．０ （注） ゲル１ １（１１．２ ４６．０ ６７．７ １２０．９ ２３．９ ２４．７ ７６．７ ７０．９ ８２．４ ７４．８ ８３．４ １（１２、５ 吸収量２増加３ ２４．４ ２５、Ｉ ３１．２ ３３．５ ２０．２ １６．１ ２７．１ １２．４ １３、工 １２．７ １５．７ １２．８ Ｎ／Ａ　：不適用 表２から分かるように、超吸収材によって形成されるチ
ャンバー内に浸透性物質が存在するために、グラム／グ
ラム当たりの超吸収材の吸収量が改善されている。本発
明による浸透性物質を有することによって得られる程の
改善は、対照サンプルにおいては得られていない。

実施■土 本例において使用する超吸収材は、エチルアクリレート
、ナトリウムアクリレートおよびナトリウムメタアクリ
レートのターポリマーから作成した。このターポリマー
は、ミシガン州ミツドランドのダウケミカル社から購入
できる。その商品番号はＸＤ−８５８７，（１１である
。超吸収材に変換するために、このターポリマーをクロ
スリンクさせる必要がある。使用するクロスリンキング
剤は、ポリアミドアミン・エビクロロヒト’Ｊ７樹脂で
あり、これは、プラウエアー州、ウイルミントンのＨｅ
ｒｃｕｌｅｓ社から購入することができる。その商品番
号は、Ｋｙｍｅ　ｎ　ｅ　５５７である。

クロスリンキングは、１９７５年１２月１６日にＧｒｏ
ｓｓ等に付与された米国特許第３，９２６゜８９１号に
記載された方法に従って行った。この米国特許の内容は
本発明の一部とされる。このクロスリンキング処理は、
本質的に、ターポリマーを５重量パーセントのクロスリ
ンキング剤と混合して、硬化性ポリマー溶液を形成する
工程を含んでいる。この硬化性ポリマー溶液を昇温中で
乾燥して水を取り除き、クロスリンキングを開始させる
。

実施例３と同様に各種の浸透性物質を使用し、これらを
分離した粒子形状にする。粒子の重量を約０．１ｍｇま
で測定して、（乾燥およびクロスリンキングに先立って
）硬化性ポリマー溶液をコーティングする。コーティン
グした粒子をアセトン内に落としてその表面を硬化させ
る。次に粒子を４０°Ｃのオーブン内で３時間の間乾燥
させる。

この乾燥工程の間に、ターポリマーのクロスリンキング
が起こる。使用した浸透性物質は次のものである。

約２０００ミクロン径の球状尿素ビル 約１０００ミクロン径の硫酸アルミニウムの不規則形状
の粒状物 小径の蔗糖を凝集して乾燥させることにより形成した約
２０００ミクロン径の蔗糖粒状物対照用サンプルとして
、浸透性物質のコーティングに使用した硬化性溶液をア
セトン内に滴下して、その表面を硬化させた後に上記の
ようにして乾燥させたものを使用する。

コーティングした浸透性物質の粒子および対照をほぼＯ
，１ｍｇまで重量測定する。コーティングした粒子およ
び対照を、次に重量で１パーセントの塩化ナトリウムを
含む塩化ナトリウムの水溶液内に入れる。試験用サンプ
ルを、この塩化ナトリウム溶液内に、これ以上の重量増
加が観察されなくなるまで（約６０ないし１２０分間）
放置する。すなわち、サンプルがほぼそれらの最大吸収
状態になるまで放置する。膨張したサンプルを次に、ベ
ーパータオルで拭き取り、付着水を取り除き、重量を測
定する。膨張した試験用サンプルの重量から粒子の乾燥
重量を引いて得た値を粒子内のポリマー重量で割ること
によって、吸収量を算出する。粒子内のポリマーの重量
は、（膨張前の）コーティング済の粒子重量から、コー
ティング前の浸透性＠！Ｊ質重量を減算するすることに
よって求める。この試験の結果を表３に示す。

表３ 浸透剤　コア１ 尿素 蔗糖 蔗糖 蔗糖 対照 対照 １４．５ １４．３ ８．９ １０．０ Ｏｌｏ ０．０ シェル１　ゲル１吸収量２増加３ ２．０ ４．８ １．１ １．０ １０．８ ４．４ １２３．９ １６８．４ ７５．６ ７７．４ １９６．０ ７９．１ ５３．７ ３１．１ ５９．６ ６６．４ １７．１ １７．０ 表３から分かるように、超吸収材によって形成されるチ
ャンバー内に浸透性物質が存在するために、グラム／グ
ラム当たりの超吸収材の吸収量が改善されている。実際
、最大２８９パーセントもの改善が得られる。

実施±工 本発明による吸収構造体として、次のようにして、繊維
形状のものを用意する。本例において使用する超吸収材
は、実施例３において使用した熱可塑性超吸収材である
。この超吸収材を長さ３センチメートル、直径が０．７
５センチメートルのシリンダ形状にする。このシリンダ
ーを部分的にくり抜いて中空シリンダーとする。この中
空シリンナーの内径を約０．３２センチメートルとする
。

この中空シリンダーの内周面に０．１８４グラムの塩化
ナトリウムを満たす。塩化ナトリウムを満たしたシリン
ダーの開口端を周囲のポリマーを解かすことのよってシ
ールする。

対照を上述のようにして用意する。しかし、この場合、
中空シリンダーに塩化ナトリウムを満たすことなく、そ
の開口端をシールする。

塩化ナトリウムが充填されたシリンダーと対照シリンダ
ーとを、１重量パーセントの塩化ナトリウムを含む過剰
塩化ナトリウム溶液中に入れる。

これらのシリンダーをその溶液中に放置して、重量の増
加が認められなくなるまで待つ。（シリンダーが最大吸
収状態になるまで待つ。）この後にシリンダーを溶液か
ら取り出して、重量を測定する。塩化ナトリウムを充填
したシリンダーの吸収量を測定すると、ポリマー１グラ
ム当たりの吸収液体量が約２１．０グラムであることが
分かる。

対照シリンダーの吸収量を測定すると、それが約６．０
グラムであることが分かる。よって、シリンダ内に浸透
性物質が存在すると、約２５０パーセントの吸収性能の
増加が認められる。

夫施■旦 本発明の吸収構造体として、実施例５と同様にして、繊
維形状のものを用意する。塩化ナトリウムを含有しない
対照サンプルも用意する。塩を充填した繊維と、対照繊
維とを、その吸収性を測定するために、上記の方法で試
験する。しかし、吸収速度への影響を測るために、繊維
を異なった時点で塩化ナトリウム溶液から取り出して液
体吸収量を記録する。液体の吸い上げ量を、表４におい
て時間の関数として示す。

時間１ 表４ ＮａＣ１充填繊維 吸収量２　速度３ （ＸＩＯ−”） 対照繊維 吸収量２　速度３ （ＸＩＯ−２） ０ ３０　　　　１．８５　　６．１７ ６０　　　　　２．８　　３．１７ １２０　　　　　７．５　　　７．８３１８０　　　　
１０．１　　　４．３３２４０　　　　　Ｎ／Ｄ ３００　　　　１６．４　　５．２４ ３６０　　　　　Ｎ／Ｄ ４８０　　　　２０．３　　２．１７ １４４０　　　　２３．１　　　０．２９１．６３ ２．３６ ３．３９ ４．５４ ５．５２ ６．２３ ６．９８ Ｎ／Ｄ １２．９１ ５．４３ ２．４３ １．７２ １．９２ １．６３ １．１８ １．２５ ０．５５ Ｎ／Ｄ　＝測定せず ■＝待時間分） ２−ポリマー１グラム当たりの液体吸収ダラム数３−１
分当たりのポリマーｌグラムの液体吸収グラム数 表４から分かるように、塩化ナトリウム充填繊維の吸収
量および吸収速度は共に、対照サンプルに対して格段に
改善されている。対照の最後の速度値は充填繊維よりも
高い値となっているが、この原因は、対照サンプルが４
８０分から１４４０分までの間において、（吸収速度が
低いので）その１４４０分における吸収量の約４６バー
セントを吸収したためであり、充填繊維の方は（その吸
収速度が高いので）同じ期間においてその１４４０分に
おける吸収量の約１２パーセントのみを吸収したからで
ある。

皇旌■工 本例においては、多孔質の尿素−ホルムアルデヒド濃縮
ポリマーを浸透性物質として用いる。この尿素−ホルム
アルデヒドポリマーは高親水性であるが水溶性である。

この尿素−ホルムアルデヒドポリマーを次のように作る
。商品番号ＵＦ−７２としてボーデンケミカルから購入
可能な尿素−ホルムアルデヒドのブリポリマー３０グラ
ムを、（商品番号Ｔｗｅｅｎ２１（商標）としてＩＣＩ
アメリカズ社から購入可能な）５モルの酸化エチレンと
反応させた５重量パーセントのソルビタン・モノラウレ
ートを含むヘキサン溶液に加える。

この尿素−ホルムアルデヒドプレポリマーは尿素とホル
ムアルデヒドとの比が１．５ないし１．０であり、５０
パーセントの固体分散状態となっている。

ヘキサン／プレポリマーのエマルジョンを室温でかき混
ぜて、分離した滴を形成し、フェノロスルホン酸の６０
パーセント水溶液を０．５グラム徐々の添加して部分的
にポリマー化する。部分的にポリマー化したものを２０
パーセントの硫酸ナトリウム溶液で希釈化して、エマル
ジョンを分裂させる。これによって、尿素ホルムアルデ
ヒドの分離した微細孔質の微細粒子を形成する。この微
細粒子は、濾過および真空中で乾燥させることによって
回収する。

乾燥させた微細粒子をカルシウムカラーゲンおよびロー
カストビーンガムの２パーセント溶液内で拡散して、粒
子表面に膨張可能なコーティングを施す。コーティング
した粒子を濾過して乾燥させる。得られたコーティング
粒子の物理特性を測定する。この粒子をｉｏｏ’ｃで３
０分の間合成尿液内に放置して、その吸収性能を測定す
る。使用する合成尿液は次のように調製する。９００ミ
リリツトルの蒸留水に対して、次の順序で各物質を添加
する。０．３１グラムのモノベーシック・カルシウム・
ホスフェート・モノハイドレイト（ＣａＬ　（ＰＯ４）
　ＪｚＯ）、０．６８グラムのモノベーシック・ボタシ
ウム・ホスフェート（ＫＨ４ＰＯ４）　、０　。

４８グラムのマグネシウム・スルフェート・ヘプタヒト
レート（ＭＧＳＯａ　　・７Ｈ２０）　、１．　３３グ
ラムのポタシウム・スルフェート（Ｋ２ＳＯ３）、１．
２４グラムのトリベーシック・ソデュウム・ホスフェー
ト・ドデカハイドレート（ＮａｓＰＯ４’　１２８２０
）、４゜４グラムの塩化ナトリウム（ＮａＣ１）　、３
．　１６グラムのボタシウム・クロライド（ＫＣＬ）、
０．４グラムのアジ化ナトリウム（Ｎａ）Ｌ＋）　、８
．　３６グラムの尿素（Ｃｏ（ＮＨｚ）　Ｚ）　、０　
、　１グラムのプルロニック１０Ｒ８（非イオン性界面
活性剤、ＢＡＳＦ−Ｗｙｎｄｏｔｔｅ社から購入可能）
。これらの各成分を添加するに際しては、次の成分を添
加するまえに添加した成分を解かず。得られた溶液を１
リツトルに希釈する。

微細粒子は、膨張すると凝集して、乾燥微細粒子１グラ
ム当たり１８グラムの合成尿液吸収性能を有しているこ
とが分かる。この微細粒子の直径は約３０ミクロンであ
る。このように製造した微細粒子は、吸収された液体か
ら抽出不可能な浸透性物質を使用しているという理由で
好ましい。すなわち、尿素−ホルムアルデヒドポリマー
は合成尿液に溶けない。

１隻ｍ 尿素とホルムアルデヒドとの比が１＝１の尿素ホルムア
ルデヒドプレポリマーをドデシルベンゼンスルホン酸で
活性化して、テトラハイドロフランあるいはアセトニト
リループオキサンなどの非溶媒と混合して、分離した粒
子を形成し、これを分離して乾燥させる。得られた粒子
をキサンチンガムの２パーセント溶液によって拡散して
、粒子上に膨張可能なコーティングを施す。コーティン
グした粒子を回収して乾燥させる。この粒子の吸収性能
を実施例７と同様にして測定する。この粒子は、乾燥状
態のポリマー１グラム当たり１３グラムの合成尿液の吸
収性能を有していることが認められる。

【図面の簡単な説明】

第１３図ないし第１ｆ図は、本発明の好適な実施例の各
種実施例を示す図であり、これらの例においては、本発
明の構造が粒形状となっている。 第２ａ図はファイバー形状をした本発明の構造を示し図
である。 第２ｂ図は第２ａ図の２　ｂ−２ｂ線で切断した部分の
横断面図である。 第３ａ図はフィルムがラミネートされた袋の形状をした
本発明による構造を示す図である。 第３ｂ図は第３ａ図の３　ｂ−３ｂ線で切断した部分の
横断面図である。 第４ａ〜４０図は、本発明の一実施例におけるそれぞれ
２５倍、１００倍および５０００倍の異なる倍率の顕微
鏡写真である。 第５図は本発明の構造の荷重下での吸収性を測定するた
めに使用した試験装置の図である。 〔符号の説明〕 １０．１６．２４．４２・・・超吸収材１２．１８．２
６．３６・・・空隙 １４．２０．２８．３８．４６・・・浸透性物質２２．
３０・・・領域 ４０・・・袋 Ｅ４詳デ）、゛龜、万Ｃ内ぞｆげ変更なし）ＦＩＧ、４
Δ ＦＩＧ、４Ｂ ＦＩＧ、４Ｇ 手続補正書（方式） ％式％ り事件の表示 平）ｊ２２年特許願第２５８７５７号 ２、発明の名称 浸透性物質を含む吸収構造体 （３補正をする者 事件との関係 出 願人 名 称 キンバリ クラ タ コーポレーション ４代 理 人 ５補正命令の日付 平成３年１月２２日 ＦＩＧ、　５

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. （１）超吸収材を備え、この超吸収材によって超吸収材
   の存在しない空隙であるチャンバーが区画形成されてお
   り、このチャンバー内には浸透性物質が配置されている
   ことを特徴とする吸収構造体。
2. （２）請求項第１項において、前記超吸収材は、ゼラチ
   ン；アルギン酸塩類；メチルセルロース、ヒドロキシメ
   チルセルロース、カルボキシメチルセルロース、セルロ
   ースアセテートフタレートなどのセルロース・ベース、
   ポリマー類；カルブキシメチルスターチなどのスターチ
   ・ベース・ポリマー類；アラビアゴム、ローカストビー
   ンゴム、カラーゲンゴム、キサンゴムなどの天然ゴム；
   （ポリ（アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸）などを含
   む）ポリ（アクリレート）、ポリ（エーテル）、ポリ（
   アクリルアミド）、ポリ（ビニルアルコール）、無水マ
   レイン酸コーポリマー類、ポリ（ビニルスルホネート）
   、加水分解したアクリトニトリルグラフトスターチ、ア
   クリル酸グラフトスターチ、ポリ（Ｎ−ビニルピロリジ
   ン）、ポリ（２−ヒドロキシエチルアクリレート）、ポ
   リ（２−ヒドロキシエチル−メタクリレート）、ポリ（
   ナトリウムアクリレート・コー・アクリル酸）、ポリ（
   ビニルスルホン酸）、ポリ（エチレンオキサイド）、エ
   チレンオキサイドとポリアミド類、ポリエステル類およ
   びポリウレタン類とのブロック・コーポリマー類、塩フ
   ォーミング混合物、および上記のコーポリマー類から構
   成される群から選択されたものであることを特徴とする
   吸収構造体。
3. （３）請求項第２項において、前記超吸収材はポリ（ア
   クリレート類）から成る群から選択されたものであるこ
   とを特徴とする吸収構造体。
4. （４）請求項第２項において、前記超吸収材は酸化エチ
   レンとポリウレタンとのブロックコーポリマーであるこ
   とを特徴とする吸収構造体。
5. （５）請求項第１項において、前記浸透性物質の相対浸
   透度は少なくとも約０．０５であることを特徴とする吸
   収構造体。
6. （６）請求項第５項において、前記浸透性物質の相対漫
   透度は少なくとも約０．０９であることを特徴とする吸
   収構造体。
7. （７）請求項第５項において、前記浸透性物質は、有機
   酸あるいは無機酸の水溶性あるいは水分散性の塩類、有
   機酸あるいは無機酸類、長鎖アルコール類、ポリヒドリ
   ックアルコール類、尿素および尿素誘導体、単糖類ある
   いは少糖類、水溶性ポリマー類、界面活性剤から構成さ
   れる群から選択された物質であることを特徴とする吸収
   構造体。
8. （８）請求項第６項において、前記浸透性物質は、有機
   酸あるいは無機酸類、有機あるいは無機塩類からなる水
   溶性塩類、尿素および尿素誘導体、モノあるいはオリゴ
   サッカロイド類からなる群から選択された物質であるこ
   とを特徴とする吸収構造体。
9. （９）請求項第１項において、チャンバーの体積と、こ
   のチャンバーの体積を含む吸収構造体の体積との比が、
   約１：１０から約９９９：１０００までの範囲内である
   ことを特徴とする吸収構造体。
10. （１０）請求項第９項において、チャンバーの体積と、
    このチャンバーの体積を含む吸収構造体の体積との比が
    、約１：２から約９：１０までの範囲内であることを特
    徴とする吸収構造体。
11. （１１）請求項第１項において、チャンバー内の浸透性
    物質の体積と、チャンバーの体積との比が、約１：１０
    ０から約１：１までの範囲内であることを特徴とする吸
    収構造体。
12. （１２）請求項第１１項において、チャンバー内の浸透
    性物質の体積と、チャンバーの体積との比が、約１：２
    ０から約１：１までの範囲内であることを特徴とする吸
    収構造体。
13. （１３）請求項第１１項において、前記チャンバーは浸
    透性物質が完全には充填されておらず、チャンバー内の
    浸透性物質の体積と、チャンバーの体積との比が、約１
    ：１００から約９９：１００までの範囲内であることを
    特徴とする吸収構造体。
14. （１４）請求項第１項において、前記吸収構造体は、球
    形あるいは不規則形状をしており、その平均直径が約１
    から約４０００ミクロンの範囲内であることを特徴とす
    る吸収構造体。
15. （１５）請求項第１４項において、前記球形体あるいは
    不規則形状体の平均直径が約５０から約１０００ミクロ
    ンまでの範囲内であることを特徴とする吸収構造体。
16. （１６）請求項第１項において、吸収構造体が繊維形状
    をしており、その長さと直径の比が少なくとも約５：１
    であることを特徴とする吸収構造体。
17. （１７）請求項第７項において、前記浸透性物質は水不
    溶性であることを特徴とする吸収構造体。
18. （１８）請求項第１項において、吸収構造体が逆懸架ポ
    リマー化処理によって形成されたものであることを特徴
    とする吸収構造体。
19. （１９）一定量の浸透性物質を一定量の超吸収材で包み
    込む工程を含むことを特徴とする超吸収材の吸収性能を
    改善するための方法。
20. （２０）請求項第１９項において、超吸収材が浸透性物
    質の粒子の表面に付着されることを特徴とする方法。
21. （２１）繊維状母材と、この繊維状母材内に分散配置し
    た吸収構造体とを有し、この吸収構造体は超吸収材を含
    んでおり、この超吸収材は超吸収材が実質的に存在しな
    い空隙であるチャンバーを区画形成しており、このチャ
    ンバー内には一定量の浸透性物質が配置されていること
    を特徴とする吸収性製品。
22. （２２）請求項第２１項において、前記吸収性製品はお
    むつであり、このおむるは、さらに、着用者の肌に接触
    する透水性の身体側ライナーと、不透水性の外側バッキ
    ングとを有しており、前記繊維状母材はこれら身体側ラ
    イナーと外側バッキングとによって挟まれていることを
    特徴とする吸収性製品。
23. （２３）請求項第２１項において、前記母材内に存在す
    る吸収構造体の量は、繊維状母材および吸収構造体を加
    えた全重量に対して、約５から約５０重量パーセントの
    範囲内であることを特徴とする吸収性製品。