JPH10502954A - 少なくとも二種類のヒドロゲル形成粒子の乾燥混合物からなる吸収性ゲル化剤及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 対圧力吸収力値が異なる二種類のヒドロゲル形成粒子を混合することによって、相乗効果を得ることができる。ここで、混合物のＡＡＰ値は、混合物の成分の重量区分に基づいて期待されるよりも高い。ティーバッグ遠心容量値が異なり、対圧力吸収力値が同じ二種類のヒドロゲル形成粒子を混合することによって、混合物のＡＡＰ値が予期せぬ程増大することが観察される。本発明による吸収性ゲル化剤の製造方法は、第１の種類のヒドロゲル形成材料及び第２の種類のヒドロゲル形成材料を提供する工程と、両種類のヒドロゲル形成材料を混合手段に入れる工程と、両種類のヒドロゲル形成粒子を混合して混合物を形成する工程とを有する。両種類のヒドロゲル形成材料は、別々のバッチで重合プロセスを別々に行ない、これに続いて二種類のヒドロゲル形成粒子の混合を行なうことによって形成することができる。変形例では、単一種類のヒドロゲル形成粒子の一重量区分を材料のバルクから分離し、これに続いてそのＡＡＰ値を高めるような処理を施し、バルク材料に戻すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】 少なくとも二種類のヒドロゲル形成粒子の乾燥混合物からなる 吸収性ゲル化剤及びその製造方法 発明の分野 本発明は、少なくとも第１の種類のヒドロゲル形成粒子と第２の種類のヒドロ ゲル形成粒子との乾燥混合物からなる吸収性ゲル化剤に関する。本発明は、更に 、このような材料を形成するための製造方法に関する。 発明の背景 このような吸収性ゲル化剤は、従来技術の多くの文献に記載されている。 欧州特許第０４０７８３８号には、食品で使用するためのゲル形成材料が開示 されている。このゲル形成材料は、固まりのない水溶液をつくるための架橋した ポリマーと架橋していないポリマーの混合物からなる。 欧州特許第０２７８６０１号には、アクリル酸又はアクリル酸の塩を主成分と して含む水溶性のエチレン系不飽和モノマー又はその架橋製品のような吸収性ゲ ル化剤ポリマー、及びアルミナやシリカのような無機材料からなる混合物が開示 されている。混合物中のポリマーは、二つ又はそれ以上の化学的に相違した種類 の任意の組み合わせからなるのでもよい。開示された吸収性混合物は、低粘度の 液体及び高粘度の液体の両方の吸収に適している。 第ＷＯ９１／１２０２９号には、凝集させた吸収性ゲル化剤粒子及びゼオライ ト材料からなる臭気制御組成物が開示されている。吸収性ゲル化剤は、加水分解 したアクリロニトリルでグラフトしたスターチ、アクリル酸でグラフトしたスタ ーチ、ポリアクリレート、無水マレイン酸を基材としたコポリマー、及びこれら の組み合わせからつくられる。 米国特許第４，３３３，４６４号には、スターチ、β−ヒドロキシエチルアク リレート、アクリロニトリル、アクリル酸、アクリルアミド、カルボキシメチル セルロース、アクリレートの親水性コポリマー、ビニルエステルとエチレン系不 飽和カルボン酸のコポリマー、及びこれらを鹸化させた製品、ポリビニルアルコ ール、及びその誘導体からなる群からの二種類の吸収性ゲル化剤の混合物からな る水吸収性ポリマーを有する衛生ナプキンが開示されている 米国特許第４，９０２，５４４号には、架橋したヒドロコロイド、及び鋸屑、 粉砕したトウモロコシの芯、綿リンター、木材パルプ等の天然産のセルロース、 イオン交換樹脂又はクレーミネラルからなる可撓性管状ケーシングが開示されて いる。 ＧＢ−Ｂ−１５４４００２号には、吸収されるべき液体中の電解質の存在に関 わらず吸収性が良好な吸収性材料を提供するための、アクリル酸ポリマーの塩と 、グアーガム、アルギン酸塩、又はキサンタンガムのいずれかとの混合物が開示 されている。多価イオンを吸収性配合物に組み込んでもよい。 米国特許第４，４１１，６６０号には、上層が第１層よりもゆっくりとゲルを 形成するように、異なる種類の吸収性材料でできた二つの層でできた吸収性製品 が開示されている。 欧州特許明細書第 EP-B-０４０１１８９号には、二つの吸収性ゲル化剤の混合 物を単一の層で使用するのでなく、二つの異なる種類の吸収性ゲル化剤を別々の 層で使用することによって吸収性製品の望ましい特性を得ることができると開示 されている。 吸収性ゲル化剤は、液体に対する吸収力が高いため、おむつや衛生ナプキンの ような吸収性衛生物品で広く使用されている。吸収性ゲル化剤の吸収力は、代表 的には、１５g/g 乃至約５０g/g である。ゲル化剤は、多くの場合、２０μｍ乃 至２００μｍの粒径の粒子の形態で適用される。吸収性衛生物品で使用された 粒子は、親水性繊維と混合でき、又は、ヒドロゲル形成粒子だけでできた層で使 用できる。 使用時条件下での、即ち乳児用おむつや衛生ナプキンのような吸収性物品で適 用した場合の、吸収性ゲル化剤の液体を吸収する性能を示す重要なパラメータは 、材料の対圧力吸収力値（Absorption Against Pressure value）である。この 値を、以下、ＡＡＰ値と呼ぶ。吸収性製品で最も有用な吸収性ゲル化剤のＡＡＰ 値は、４９．２g/cm2（０．７psi.）の閉じ込め圧力（confining pressure）で １５g/g 又はそれ以上である。ＡＡＰ値が比較的高い吸収性ゲル化剤は、ゲルブ ロッキング（gel blocking）を比較的引き起こし難く、液体が通過して吸収性材 料に進入する開放構造を維持する傾向がある。ヒドロゲル形成材料の濃度が比較 的高い吸収性構造の捕捉特性及び体液を迅速に吸収する性能は、主に、ＡＡＰ値 で決まる。吸収性ゲル化剤の特性を示す別の重要なパラメータは、ティーバッグ 遠心容量値（Teabag Centrifuge Capacity value）である。この値を、以下、Ｔ ＣＣ値と呼ぶ。ＴＣＣ値は、吸収性ゲル化剤によってひとたび吸収された後、ど れ程の量の液体が材料中に保持されるのかの計測値である。吸収性ゲル化剤を組 み込んだ吸収性製品のコアからトップシートに向かう液体の逆流量（いわゆる再 湿潤量）は、主に、ＴＣＣ値で決まる。一般的には、ＡＡＰ値が高い吸収性ゲル 化剤は、限られた量の液体しか保持できない。現存の吸収性ゲル化剤では、十分 に高いＡＡＰ値と所望な程高いＴＣＣ値を組み合わせることができなかった。 ＡＡＰ値が比較的低いヒドロゲル形成粒子のバルクマス（bulk mass）を所定 の閉じ込め圧力下で湿潤したとき、膨潤した粒子が変形し、粒子間の隙間を実質 的に減少する又は無くす傾向がある。これが起こると、ヒドロゲル形成粒子によ って吸収できる液体の量がかなり低下する。この現象は、多くの場合、ゲルブロ ッキングと呼ばれる。この状況は、代表的には、平均粒径が１５０μｍ以下の（ いわゆる「微粉」状の）ヒドロゲル形成粒子が大量に存在する場合に悪化する。 これらの微粉は、大きな粒子間の隙間に流れ込み、及び従って液体吸収速度を更 に減少する。微粉の悪影響を回避するため、多くの場合には、吸収性ゲル化剤の バルク内に存在する微粉区分を例えば篩分けによって減少する。これは、例えば 、ゴールドマンに賦与された欧州特許第 EP-A-０３０４３１９号に開示されてい る。この特許には、ヒドロゲル形成粒子を含む吸収性構造の粒子取扱い特性が、 平均マス粒径を約４００μｍ以上にし、約２００μｍ以下の粒径の粒子の量を最 小にすることによって改善されるということが開示されている。 以上に鑑み、本発明の目的は、ティーバッグ遠心容量値が比較的高く、対圧力 吸収力が比較的高い吸収性ゲル化剤を提供することである。 本発明の別の目的は、少なくとも二種類のヒドロゲル形成粒子からなり、組み 合わせヒドロゲル形成材料のＡＡＰ値が改善された、吸収性ゲル化剤を提供する ことである。 本発明の更に別の目的は、製造が比較的容易であり、対費用効果に優れた吸収 性ゲル化剤を提供することである。 本発明の他の目的は、ＡＡＰ値が比較的高く、比較的大量の微粉を含む吸収性 ゲル化剤を提供することである。 本発明の更に他の目的は、ヒドロゲル形成材料の特性を比較的容易に変更でき る少なくとも二種類のヒドロゲル形成粒子からなる吸収性ゲル化剤の製造方法を 提供することである。 発明の概要 本発明による吸収性ゲル化剤は、第１の種類のヒドロゲル形成粒子の対圧力吸 収力が、第２の種類のヒドロゲル形成粒子の対圧力吸収力よりも大きく、第２の 種類のヒドロゲル形成粒子の重量が第１及び第２の種類のヒドロゲル形成粒子の 総重量の少なくとも１０％である、ことを特徴とする。 ２種類のヒドロゲル形成材料を好ましくは乾燥状態で混合したとき、驚くべき ことに、ＡＡＰ値が高い種類のヒドロゲル形成粒子が混合物のＡＡＰ値に及ぼす 作用が比較的高いということがわかった。ＡＡＰ値が異なる二種類のヒドロゲル 形成粒子の混合物のＡＡＰ値は、二種類のヒドロゲル形成粒子の混合物の重量区 分に基づいて期待されるよりも高い。変形例では、「非線形混合効果」が見られ ると言うことができる。ヒドロゲル形成粒子の特定の混合物又は組み合わせにつ いて、驚くべきことに、混合物中の組み合わせた粒子のＡＡＰ値が、混合物の個 々の成分のいずれのＡＡＰ値よりも高い。これを「相乗効果」と呼ぶ。 ＡＡＰ値が高い比較的少量のヒドロゲル形成粒子をＡＡＰ値が低く且つＴＣＣ 値が高いヒドロゲル形成材料に加えることによって、ＴＣＣを望ましからぬ程低 い値に下げることなく、混合物のＡＡＰ値を増大できるということがわかった。 ＡＡＰ値が高く、中間マス粒径が小さい種類の異なるヒドロゲル形成材料の区 分を加えることによって所定の種類のヒドロゲル形成材料のＡＡＰ値を改善する ことが特に有利であるということがわかった。任意の理論によって括られること を望むものではないが、ＡＡＰ値が高い粒子は、液体の吸収時の変形に対する抵 抗が、ＡＡＰ値が低い「軟質」の粒子よりも大きいと考えられる。混合物では、 小さな「硬質」の粒子は開放構造を維持し、「軟質」の大きな粒子が膨潤時に不 透過性の障壁を形成することを阻止する。このようにして、混合物のＡＡＰ値に 相乗効果が及ぼされることが期待される。 高ＡＡＰ値の粒子の特定の区分を加えると混合物のＡＡＰ値が非線形に増大す るが、このように加えることによる混合物のＴＣＣ値の減少は線形である。混合 物のＡＡＰ値は、混合物中の高ＡＡＰ値のヒドロゲル形成粒子の重量区分に基づ いて期待されるよりも高く、混合物のＴＣＣ値は、高ＡＡＰ値のヒドロゲル形成 粒子の重量区分と比例する。混合物のＡＡＰ値を所定の値まで増大し、これと対 応して混合物のＴＣＣ値の減少を最小にするため、比較的少量の高ＡＡＰ値のヒ ドロゲル形成粒子を混合物に加える必要がある。 ヒドロゲル形成粒子の「種類」という用語は、所定のＡＡＰ値を持つヒドロゲ ル形成粒子からなる群を意味する。一つの種類では、粒子の大きさは同じであっ てもよいし異なっていてもよい。例えば、本発明による一つの混合物では、第１ 及び第２の種類の粒子の粒径は、所定の粒径分布を各々有する。 第１及び第２の種類の材料の中間マス粒径、及び粒径分布の形状は、同じであ るのでもよい。このような場合には、例えば化学組成の相違又は表面架橋の程度 の違いによって、二つの種類のヒドロゲル形成粒子間にＡＡＰ値及び／又はＴＣ Ｃ値の相違が生じる。混合物は、その成分の各々と同じ粒径分布を有する。変形 例では、混合物がバイモーダル（bi-modal）（又は、混合物がこれ以上の構成要 素からなる場合には高モーダル（high modal））粒径分布を持つように、混合物 の成分の各々の粒径分布が異なっているのでもよい。 また、変形例では、混合物は、混合前に例えば表面架橋によって化学的に改質 した区分を含む単一のバルク材料でできていてもよい。 混合物中の各種類を構成する粒子の形状は、両方の種類で同じであってもよい し、各種類で異なっていてもよく、球形、繊維状、薄片状、棒状、不規則形状の 粒子、凝集塊、及び他の粒子形状からなるのでもよい。 種類が異なるヒドロゲル形成粒子は、ＡＡＰ値が異なる。本発明による吸収性 ゲル化剤の一実施例では、第１及び第２の種類のヒドロゲル形成粒子のＡＡＰ値 間の差が少なくとも２g/g である。 「乾燥混合物」という用語は、ヒドロゲル形成粒子の少なくとも二つの個々の量 の組み合わせを意味し、これらの量は、ＡＡＰ値又はＴＣＣ値が互いに異なって おり、粒子は、その物理的同一性を維持する。化学組成が同じであり且つ表面架 橋の程度が同じ粒子だけからなる均質なバルク材料は、本発明による吸収性材料 の意味で、混合物を形成するものとは考えられない。 混合物では、第１の種類の材料の粒子は、第２の種類の材料の粒子と凝集でき 、 又は他の態様で相互に連結できる。混合物は、自由流動粉体の形態であってもよ いし、互いに連結してマクロ構造を形成する粒子からなってもよい。このような 凝集したマクロ構造は、ルーに賦与された米国特許第５，１０２，５９７号及び 米国特許第５，１２４，１８８号に記載されている。「乾燥」という用語は、混 合物中に水分が全くないということを意味するものではない。ヒドロゲル形成粒 子は、製造中及び貯蔵中、周囲から水分を吸収する。「乾燥」という用語は、混 合物が粒状を保ち実質的にゲル化しないということを意味する。本発明による吸 収性材料では、約２０重量％以下、好ましくは約５重量％以下の含水量であるよ うになっている。 本発明による吸収性ゲル化剤の一実施例では、低ＡＡＰ値の第２の種類のヒド ロゲル形成粒子の中間マス粒径が高ＡＡＰ値の第１の種類のヒドロゲル形成粒子 の中間マス粒径よりも小さいがその差は大きくない。 小径の粒子のＡＡＰ値が低い場合には、上述の相乗効果が小さくなることが観 察された。これについての可能な説明は、小径粒子のＡＡＰ値が大径粒子のＡＡ Ｐ値よりも小さい場合には、小径粒子の膨潤時に小径粒子が大径粒子を側方に押 し退ける力が小さくなり、大径粒子の液体透過性構造が維持されるということで ある。更に、低ＡＡＰ値の小径粒子は更に容易に変形し、大径粒子の隙間に流入 でき（及びこれらの隙間の中で変形でき）、その結果、ゲルブロッキングを大き くする傾向があろう。 本発明による吸収性材料の別の実施例は、第１の種類のヒドロゲル形成粒子の ティーバッグ遠心容量（ＴＣＣ）値は、第２の種類のヒドロゲル形成粒子のティ ーバッグ遠心容量値よりも大きく、第２の種類のヒドロゲル形成粒子は、第１及 び第２の種類のヒドロゲル形成材料の総重量の少なくとも１０％を占め、混合物 の対圧力吸収力値は、第１の種類のヒドロゲル形成粒子及び第２の種類のヒドロ ゲル形成粒子のいずれか一つの対圧力吸収力値よりも大きく、対圧力吸収力値は 、 ２１．１g/cm2（０．３psi.）乃至７０．３g/cm2（１psi.）、好ましくは、３５ ．２g/cm2（０．５psi.）乃至５６．２g/cm2（０．８psi.）の圧力で計測される 、ことを特徴とする。 本発明による吸収性ゲル化剤の製造方法は、ＡＡＰ値及び／又はＴＣＣ値が異 なる二種類の粒状ヒドロゲル形成材料を混合することからなる。 本発明による吸収性ゲル化剤の好ましい製造方法は、ヒドロゲル形成粒子の所 定の重量区分を均質なバルク材料から分離する工程と、分離した区分を物理的に 又は化学的に処理し、処理した区分を混合し、主区分に戻して本発明による混合 物を形成する工程とを含む。均質なバルク材料は、任意の周知の方法で製造でき 、表面架橋又は均質な架橋を施すことができる。 分離した区分は、例えば、比較的小径の粒子からなる粒径分布の尾部を含むこ とができ、その区分のＡＡＰ値を高めるために表面架橋工程が加えられる。均質 な混合物の所定の区分を選択的に処理することによって、分離した区分のＡＡＰ 値を改善できる。区分のＡＡＰ値の改善が、組み合わせ粒子の混合物のＡＡＰ値 におよぼす効果は大きい。バルク材料全体に処理を加えるのでなく、バルク材料 の特定の区分だけを処理することによって、ＴＣＣ値に悪影響を及ぼすことなく 、全体として驚く程高いＡＡＰが得られる。 表面架橋を施したヒドロゲル形成吸収性ポリマーは、表面近くでの架橋レベル が内部よりも高い。本明細書中で使用されているように、「表面」という用語は 、粒子、繊維等の外方に向いた境界を説明する。多孔質ヒドロゲル形成吸収性ポ リマー（例えば多孔質粒子等）について、露出された内部境界もまた含まれる。 表面を高レベルに架橋することによって、表面近くのヒドロゲル形成吸収性ポリ マーの官能的架橋レベルが、内部のポリマーについての官能的架橋のレベルより も一般に高くなる。 架橋のレベルは、表面から内部に向かって、深さ及びプロフィールの両方で変 化することができる。かくして、例えば、表面架橋の深さが浅い場合には、低架 橋レベルまで比較的急速に変化する。変形例では、例えば、表面架橋深さがヒド ロゲル形成吸収性ポリマーの寸法の大部分を占めてもよく、この場合には変化が ゆっくりとしている。 大きさ、形状、多孔度、並びに機能上の配慮に基づき、表面架橋の程度及び勾 配を所与のヒドロゲル形成吸収性ポリマー内で変化させることができる。粒状ヒ ドロゲル形成吸収性ポリマーについて、表面架橋は、粒径、多孔度、等で変化さ せることができる。ヒドロゲル形成吸収性ポリマー（例えば、小径粒子から大径 粒子まで）での表面積の体積に対する比の変化に従って、全体としての架橋レベ ルを材料内で変化させる（例えば、小径粒子については大きい）ことは珍しいこ とではない。 表面架橋は、一般的には、ヒドロゲル形成吸収性ポリマーの最終境界付けが（ 例えば、粉砕、押出し、発泡等によって）本質的に行われた後に行われる。しか しながら、表面架橋を最終境界の形成と同時に行うこともできる。更に、表面架 橋を行った後でも、境界の幾つかの追加の変更を導入できる。 表面架橋を導入するための多くのプロセスが当該技術分野で開示されている。 これらのプロセスには、（ｉ）ヒドロゲル形成吸収性ポリマー内に存在する官能 基と反応できる二官能性又は多官能性の試薬（例えば、グリセロール、1,3-ジオ キソラン-2-オン、多価金属イオン、ポリ第４アミン）をヒドロゲル形成吸収性 ポリマーの表面に加え、（ii）表面での架橋レベルを高めるように、他の添加さ れた試薬及びヒドロゲル形成吸収性ポリマー内におそらくは存在する官能基と反 応できる二官能性又は多官能性の試薬を表面に加え（例えば、モノマー及び架橋 剤を加え、第２重合反応を開始する）、（iii）追加の多官能性の試薬を追加し ないが、一次重合プロセス中又は一次重合プロセス後、ヒドロゲル形成吸収性ポ リマー内に存在する成分の間で追加の反応を生ぜしめ、表面又はその近くでの架 橋レベルを高くし（例えば、加熱して、存在するポリマーカルボン酸及び／又は ヒドロキシ基間を架橋して無水物及び／又はエステルを形成しまた、架橋剤が本 来表面近くに高レベルで存在する状態で懸濁重合プロセスを行う）、（iv）高レ ベルの架橋を行うため、又は結果的に得られたヒドロゲルの表面変形性を低下さ せるため、他の材料を表面に加える、ことが含まれる。これらの表面架橋プロセ スの組み合わせは同時に行われ、又は順次行われる。架橋の分布を補助し／制御 する（例えば、表面架橋剤を、展開、浸透させる）ため、架橋剤に加えて他の成 分を表面に加えることができる。 本明細書中で使用されているようにによるヒドロゲル形成吸収性ポリマーの表 面架橋を行うための適当な一般的な方法は、１９８５年９月１７日にオーバヤシ に賦与された米国特許第４，５４１，８７１号、１９９２年１０月１日に公開さ れたスタンレーのＰＣＴ出願第ＷＯ９２／１６５６５号、１９９０年８月９日に 公開されたタイのＰＣＴ出願第ＷＯ９０／０８７８９号、１９９３年３月１８日 に公開されたスタンレーのＰＣＴ出願第ＷＯ９３／０５０８０号、１９８９年４ 月２５日にアレクサンダーに賦与された米国特許第４，８２４，９０１号、１９ ８９年１月１７日にジョンソンに賦与された米国特許第４，７８９，８６１号、 １９８６年５月６日にマキタに賦与された米国特許第４，５８７，３０８号、１ ９８８年３月２９日にツバキモトに賦与された米国特許第４，７３４，４７８号 、１９９２年１１月１７日にキムラ等に賦与された米国特許第５，１６４，４５ ９号、１９９１年８月２９日に公開されたダーメンのドイツ国特許出願第４，０ ２０，７８０号、１９９２年１０月２１日に公開されたガートナーの欧州特許出 願第５０９，７０８号に開示されている。これらの文献について触れたことによ り、これらの文献に開示されている内容は本明細書中に組み入れたものとする。 変形例では、本発明による方法は、第１の種類のヒドロゲル形成粒子を形成す る第１モノマーを重合する工程、第２の種類のヒドロゲル形成粒子を形成する第 ２モノマーを重合する工程、及び第１の種類のヒドロゲル形成粒子と第２の種類 のヒドロゲル形成粒子とを混合する工程を有する。 この方法の利点は、現存の製造器機を使用して容易に実施できるということで ある。単一型のヒドロゲル形成粒子の周知の製造プロセスでは、多くの場合、反 応混合物の均質化及び制御のため、前駆物質材料を多くの別々の反応容器内で反 応させる。前駆物質から吸収性ポリマー材料を形成した後、各反応容器からのポ リマー材料を乾燥し、所望の粒径に粉砕する。次いで、異なる容器で形成された 粒子を混合し、更に、例えば表面架橋によって処理を加え、バルク材料を得る。 以上説明したプロセスにおいて反応容器の各々で異なる前駆物質が使用されてい る場合には、本発明による吸収性材料を容易に得ることができる。 図面の簡単な説明 本発明を添付図面を参照して以下に詳細に説明する。 第１図は、本発明による吸収性物品の平らに拡げた状態での平面図であり、 第２図乃至第４図は、ヒドロゲル形成材料の重量％が異なる混合物についての ＡＡＰ値及びＴＣＣ値を示すグラフであり、 第５図は、ＡＡＰ値がほぼ同じ二種類のヒドロゲル形成粒子の混合物のＡＡＰ 値を示すグラフであり、 第６図は、圧力に対するＡＡＰ値の変化を概略に示すグラフであり、 第７図及び第８図は、本発明による吸収性ゲル化剤の製造方法を示す概略図で ある。 発明の詳細な説明 本発明で有用なヒドロゲル形成吸収性ポリマーには、大量の液体を吸収できる 実質的に水不溶性であるが水膨潤性の種々のポリマーが含まれる。このようなポ リマー材料は、一般的には、「ヒドロコロイド」又は「超吸収性」材料とも呼ば れる。これらのヒドロゲル形成吸収性ポリマーは、好ましくは、スルホン酸のよ うな陰イオン官能基、更に代表的には、カルボキシル基を多数含む。本発明で使 用するのに適したポリマーの例には、重合可能な不飽和の酸含有モノマーから製 造したポリマーが含まれる。かくして、このようなモノマーには、少なくとも一 つのオレフィン系炭素−炭素二重結合を含むオレフィン系不飽和酸及び無水物が 含まれる。より詳細には、これらのモノマーはオレフィン系不飽和カルボン酸と 酸無水物、オレフィン系不飽和スルホン酸とそれらの混合物から選択することが できる。 本発明のヒドロゲル形成吸収性ポリマーを製造する上で、通常は、微量の幾つ かの非酸モノマーが含まれていてもよい。このような非酸モノマーには、例えば 、酸含有モノマーの水溶性又は水分散性のエステル並びにカルボキシル基やスル ホン酸基を全く含まないモノマーが含まれる。かくして、随意の非酸モノマーに は、以下の種類の官能基、即ちカルボン酸又はスルホン酸のエステル、ヒドロキ シル基、アミド基、アミノ基、ニトリル基、及び第４アンモニウム塩基を含むモ ノマーが含まれる。これらの非酸モノマーは周知の材料であり、例えば、１９７ ８年２月２８日にマスダ等に賦与された米国特許第４，０７６，６６３号、及び １９７７年１２月１３日にウェスターマンに賦与された米国特許第４，０６２， ８１７号に詳細に記載されている。両特許について触れたことにより、両特許に 開示されている内容は本明細書中に組み入れたものとする。 オレフィン系不飽和カルボン酸及びカルボン酸無水物のモノマーには、アクリ ル酸自体によって特徴付けられるアクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、ク ロロアクリル酸、シアノアクリル酸、メチルアクリル酸（クロトン酸）、フェニ ルアクリル酸、アクリルオキシプロピオン酸、ソルビン酸、クロロソルビン酸、 アンゼリカ酸、桂皮酸、p-クロロ桂皮酸、ステリルアクリル酸、イタコン酸、シ トロコン酸、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、及びマレイン酸無水物が含まれる。 オレフィン系不飽和スルホン酸モノマーには、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、及びスチレンスルホン酸等の脂肪族又は芳 香族のビニルスルホン酸、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、及び2-アクリルアミド-2- メチ ルプロパンスルホン酸等のアクリルスルホン酸及びメタクリルスルホン酸が含ま れる。 本発明で使用するための好ましいヒドロゲル形成吸収性ポリマーには、カルボ キシル基が含まれる。これらのポリマーには、加水分解スターチ−アクリロニト リルグラフトコポリマー、部分的に中和したスターチ−アクリロニトリルグラフ トコポリマー、スターチ−アクリル酸グラフトコポリマー、部分的に中和したス ターチ−アクリル酸グラフトコポリマー、鹸化した酢酸ビニル−アクリルエステ ルコポリマー、加水分解したアクリロニトリル又はアクリルアミドコポリマー、 上掲のコポリマーのうちの任意のコポリマーからなる僅かに網目架橋したポリマ ー、部分的に中和したポリアクリル酸、及び部分的に中和したポリアクリル酸か らなる僅かに網目架橋したポリマーが含まれる。これらのポリマーは、単独で又 は二つ又はそれ以上の異なるポリマーの混合物の形態のいずれかで使用できる。 これらのポリマー材料の例が、米国特許第３，６６１，８７５号、米国特許第４ ，０７６，６６３号、米国特許第４，０９３，７７６号、米国特許第４，６６６ ，９８３号、及び米国特許第４，７３４，４７８号に開示されている。 ヒドロゲル形成粒子の製造で使用するための最も好ましいポリマー材料は、部 分的に中和したポリアクリル酸及びそのスターチ誘導体からなる僅かに網目架橋 したポリマーである。最も好ましくは、ヒドロゲル形成粒子は、約５０％乃至約 ９５％、好ましくは約７５％が中和した僅かに網目架橋したポリアクリル酸（即 ち、ポリ（アクリル酸ナトリウム／アクリル酸））からなる。 上文中に説明したように、ヒドロゲル形成吸収性ポリマーは、好ましくは、僅 かに網目架橋されている。網目架橋は、ポリマーを実質的に水不溶性にするのに 役立ち、部分的には、吸収力、前駆物質粒子の抽出性ポリマー分の性質、及び結 果的に得られたマクロ構造を決定する。ポリマーを網目架橋するためのプロセス 及び代表的な網目架橋剤は、上掲の米国特許第４，０７６，６６３号及びドイツ 国特許第 DE-A-４０２０７８０号（ダーメン）に詳細に記載されている。 ヒドロゲル形成吸収性ポリマーの粒径は、大きな範囲に亘って変化するが、特 定の粒径分布及び粒径が好ましい。本発明の目的について、粒子は、繊維（顆粒 、薄片状、微粉状）のような最大粒径／最小粒径の比が大きいもの以外のヒドロ ゲル形成吸収性ポリマーに対し、篩目分析によって決定された前駆物質粒子の寸 法として決定される。かくして、例えば、６００μｍの開口部を持つ標準＃３０ 篩に捉えられたヒドロゲル形成吸収性ポリマー粒子の粒径は、６００μｍ以上で あると考えられ、６００μｍの開口部を持つ標準＃３０篩を通過し、５００μｍ の開口部を持つ標準＃３５篩に捉えられたヒドロゲル形成吸収性ポリマー粒子の 粒径は、５００μｍ乃至６００μｍであると考えられ、５００μｍの開口部を持 つ標準＃３５篩を通過したヒドロゲル形成吸収性ポリマー粒子の粒径は５００μ ｍ以下であると考えられる。本発明で有用な好ましいヒドロゲル形成吸収性ポリ マーについて、粒径範囲は、一般的には、約１μｍ乃至約２０００μｍであり、 好ましくは、約２０μｍ乃至約１０００μｍである。 更に、本発明の目的に対し、結果的に得られた粒子の性質を決定する上で、ヒ ドロゲル形成吸収性ポリマーの中間マス粒径が重要である。ヒドロゲル形成吸収 性ポリマー粒子の所与の試料の中間マス粒径は、試料をマスに基づいて二分する 粒径であると定義される。中間マス粒径の代わりに、平均マス粒径を粒子の寸法 についての計測手段にすることができる。平均マス粒径は、マスに基づいた試料 の平均粒径である。試料の中間マス粒径を決定するための方法を、下文において 、 試験方法の章で説明する。ヒドロゲル形成吸収性ポリマー粒子の中間マス粒径は 、一般的には、約２０μｍ乃至約１５００μｍであり、更に好ましくは約５０μ ｍ乃至約１０００μｍである。本発明で有用な好ましいヒドロゲル形成吸収性ポ リマーについて、粒子の中間マス粒径は、約１０００μｍ以下であり、更に好ま しくは約６００μｍ以下であり、最も好ましくは約５００μｍ以下である。 繊維のような、最大寸法/ 最小寸法の比が大きい材料の粒径は、代表的には、 その最も大きい寸法によって定義される。例えば、本発明でヒドロゲル形成吸収 性ポリマーを使用した場合には、繊維の長さを使用して「粒径」を決定する。（ 更に、繊維のデニール数及び／又は直径を特定できる。）本発明で有用なヒドロ ゲル形成吸収性ポリマーの例示の実施例について、繊維の長さは約５mm以上であ り、好ましくは約１０mm乃至約１００mmであり、更に好ましくは約１０mm乃至約 ５０mmである。 本発明の好ましいヒドロゲル形成吸収性ポリマー粒子は、吸収力即ちティーバ ッグ遠心容量値が大きい。吸収力即ちティーバッグ遠心容量値は、自由膨潤条件 で所与のポリマーが接触した液体を吸収する容量に関する。ＴＣＣは、吸収され る液体の性質及び液体がポリマー材料と接触する方法に従って大きく変化する。 本発明の目的に対し、ティーバッグ遠心容量は、任意の所与のポリマーによって 吸収された０．９％生理食塩水の量に関し、以下の試験方法の章で定義したティ ーバッグ遠心容量試験でポリマー材料１ｇ当たりの生理食塩水のｇ数に関して定 義される。本発明の好ましいヒドロゲル形成吸収性ポリマー粒子のティーバッグ 遠心容量値は、１ｇのポリマー材料当たりの生理食塩水の量が、少なくとも約２ ０ｇであり、更に好ましくは少なくとも約２５ｇである。代表的には、本発明で 有用なヒドロゲル形成吸収性ポリマー粒子のティーバッグ遠心容量値は、１ｇの ポリマー材料当たりの生理食塩水の量が、約２０ｇ乃至約７０ｇ（※従来は、４ ０／５０の一致しない値が使用されていた）。本発明では、このような吸収力 が比較的高いヒドロゲル形成吸収性粒子の混合物が特に有用である。これは、こ のような粒子から形成された、結果的に得られた吸収性部材が、大量に排泄され た尿のような身体の分泌物を所望とされるだけ保持できるためである。 混合物の成分の全ての粒子は、対圧力吸収力及び／又はティーバッグ遠心容量 特性が異なる同じヒドロゲル形成吸収性ポリマーから形成できるが、必ずしもそ うでなくてよい。例えば、幾つかの粒子がスターチ−アクリル酸グラフトコポリ マーで、他の粒子が部分的に中和したポリアクリル酸の僅かに網目架橋したポリ マーであってもよい。更に、種々の粒径や形状を含んでもよい。本発明で有用な 好ましいヒドロゲル形成吸収性ポリマーについて、粒子は、本質的には、部分的 に中和したポリアクリル酸の僅かに網目架橋したポリマーからなる。 吸収性粒子 本明細書中で使用されているように、「吸収性物品」という用語は、身体の分 泌物を吸収し包含する装置に関し、更に詳細には、身体から排出される種々の分 泌物を吸収し包含するために着用者の身体に当てて又は着用者の身体の近くに置 かれる装置に関する。「使い捨て」という用語は、本明細書中では、洗濯又は他 の方法で再生されたり吸収性物品として再使用されるようになっていない（即ち 、一回使用した後に廃棄されるようになっており、好ましくは、リサイクル、堆 肥化、又は他の環境に適合した方法で処分されるようになった）吸収性物品を説 明するために使用される。「一体の」吸収性物品は、互いに合一されて調和した 全体を形成する別体の部品で形成され、別々のホルダ及びライナのように別々に 取り扱う必要がない吸収性物品に関する。本発明の吸収性物品の好ましい実施例 は、一体の使い捨て吸収性物品、即ち第１図に示すおむつ２０である。本明細書 中で使用されているように、「おむつ」という用語は、一般に幼児又は失禁者が その下肢の周りに着用する吸収性物品に関する。しかしながら、本発明は、失禁 者用ブリーフ、失禁者用下着、おむつホルダ及びライナ、女性用衛生衣料等の他 の吸 収性物品にも適用できるということは理解されるべきである。 第１図は、平らに拡げた拘束されていない状態（即ち弾性による収縮を拡げた 状態）の本発明のおむつ２０の平面図であり、おむつ２０の構造を更に明瞭に示 すため、構造の部分が切り欠いてあり、着用者に面する又は着用者と接触するお むつ２０の部分即ち内面が図面を見る人の方に向かって配向されている。第１図 に示すように、おむつ２０は、好ましくは、液体透過性のトップシート２４、こ のトップシート２４に接合された液体不透過性のバックシート２６、トップシー ト２４とバックシート２６との間に位置決めされた吸収性コア２８、及び弾性サ イドパネル３０からなる。 第１図は、トップシート２４及びバックシート２６の長さ寸法及び幅寸法が全 体に吸収性コア２８の長さ寸法及び幅寸法よりも大きい、おむつ２０の好ましい 実施例を示す。トップシート２４及びバックシート２６は、吸収性コア２８の縁 部を越えて延び、これによっておむつ２０の周囲２２を形成する。トップシート ２４、バックシート２６、及び吸収性コア２８は、種々の周知の形態に組み立て ることができるが、好ましいおむつ形態は、１９７５年１月１４日にケネスＢ． ブエルに賦与された「使い捨ておむつ用収縮性側部分」という標題の米国特許第 ３，８６０，００３号、１９９１年６月１３日にケネスＢ．ブエル等が出願した 「予め配置した弾性撓みヒンジを持つ動的弾性胴部装置を備えた吸収性物品」と いう標題の米国特許出願第０７／７１５，１５２号に開示されている。 吸収性コア２８は、全体に圧縮性で、形態に馴染み、着用者の皮膚に対して刺 激がなく、尿及び他の特定の身体の分泌物のような液体を吸収して保持できる任 意の吸収性手段であるのがよい。第１図に示すように、吸収性コア２８は、衣料 面、身体面、側縁部、及び胴縁部を有する。吸収性コア２８は、種々の大きさ及 び形状（例えば、矩形、砂時計形状、「Ｔ」字形状、非対称形状、等）で製造で き、使い捨ておむつ及び他の吸収性物品で一般的に使用される一般にエアーフェ ルトと呼ばれる微粉砕した木材パルプのような種々の液体吸収性材料から製造で きる。他の適当な吸収性材料の例には、紙綿、コフォームを含む溶融吹付けポリ マー、化学的に強化した改質した即ち架橋したセルロース繊維、薄葉紙の包紙及 び薄葉紙積層体を含む薄葉紙、吸収性フォーム、吸収性スポンジ、超吸収性ポリ マー、吸収性ゲル化剤、又は任意の等価の材料又はこれらの材料の組み合わせが 含まれる。吸収性コアの形体及び構造もまた変化させることができる（例えば、 吸収性コアは、キャリパが変化するゾーン、親水性勾配、超吸収性勾配、又は平 均密度が低く且つ平均坪量が低い捕捉層を持つことができ、或いは、一つ又はそ れ以上の層又は構造からなることができる）。しかしながら、吸収性コア２８の 全吸収性は、おむつ２０の設計負荷及び所期の使用に適合するものでなければな らない。更に、吸収性コア２８の大きさ及び吸収能力は、幼児から成人までの範 囲の着用者に合わせて変化させることができる。吸収性コア２８として使用する ための例示の吸収性構造は、１９８６年９月９日にワイズマン等に賦与された米 国特許第４，６１０，６７８号、１９８７年６月１６日にワイズマン等に賦与さ れた米国特許第４，６７３，４０２号、１９８９年１２月１９日にアンスタット に賦与された米国特許第４，８８８，２３１号、及び１９８９年５月３０日にア ルマニー等に賦与された米国特許第４，８３４，７３５号に記載されている。こ れらの特許について触れたことにより、これらの特許に開示されている内容は本 明細書中に組み入れたものとする。吸収性コア２８の好ましい実施例は、本発明 による吸収性ゲル化剤を含む。比較的低キャリパ（例えば４mm以下）でヒドロゲ ル形成粒子の濃度が３０重量％以上、特定的には５０重量％乃至１００重量％の コアについて、４９．２g/cm2（０．７psi.）の圧力で計測したＡＡＰ値は、少 なくとも２０g/g である。これらのコアは厚さ方向での空間が比較的小さいため 、液体を利用可能なヒドロゲル形成材料内にできるだけ迅速に吸収できる必要が ある。これは、液体がトップシート上に溜まったり、トップシートから流れ出さ な いようにするためである。 このようなコアについて、本発明による吸収性ゲル化剤は、ＡＡＰ値が高いヒ ドロゲル形成材料の割合が高い（５０％以上）ように調節することができる。 ＡＡＰ値やＴＣＣ値が互いに異なる二種類のヒドロゲル形成粒子を混合するこ とによって、吸収性ゲル化剤の設計を非常に自由に行うことができ、吸収性ゲル 化剤の性質を、それらが組み込まれた吸収性コアの種類の必要に合わせて調節で きる。例えば、本発明による吸収性ゲル化剤は、４９．２g/cm2（０．７psi.） でのＡＡＰ値が少なくとも１５g/g である吸収性ゲル化剤からなる下層を持つコ アで使用できる。このようなコアは、欧州特許出願第９３３０５１５０．０号及 び欧州特許出願第９３３０９６１４．１号に記載されている。 バックシート２６は、吸収性コア２８の衣料面と隣接して位置しており、好ま しくは、当該技術分野で周知の取り付け手段（図示せず）で吸収性コアに接合さ れている。例えば、バックシート２６は、均一な連続した接着剤層、パターンを なした接着剤層、又は接着剤の別々の線、螺旋、又は点からなるアレイによって 吸収性コア２８に固定されているのがよい。満足のいく結果が得られることが見 出された接着剤は、ミネソタ州セントポールのＨ．Ｂ．フューラー社によって製 造され、ＨＬ−１２５８として販売されている。取り付け手段は、好ましくは、 １９８６年５月４日にミネトラ等に賦与された米国特許第４，５７３，９８６号 に開示されているような接着剤のフィラメントからなる開放パターン網目からな り、更に好ましくは、１９７５年１０月７日にスプラーグ・ジュニアに賦与され た米国特許第３，９１１，１７３号、１９７８年１１月２２日にジッカー等に賦 与された米国特許第４，７８５，９９６号、及び１９８９年６月２７日にウェレ ニックに賦与された米国特許第４，８４２，６６６号に示された装置及び方法に 示されているような螺旋状のパターンをなすように渦を巻いた接着剤のフィラメ ントからなる幾つかの線からなる。これらの特許について触れたことにより、こ れらの特許の各々に開示されている内容は本明細書中に組み入れたものとする。 変形例では、取り付け手段は、熱結合、圧力結合、超音波結合、動的機械的結合 、又は任意の他の適当な取り付け手段、又は当該技術分野で周知のこれらの取り 付け手段の組み合わせからなるのでもよい。 バックシート２６は、液体（例えば尿）に対して不透過性であり、好ましくは 、薄いプラスチックフィルムから製造されるが、他の液体不透過性の可撓性材料 を使用することもできる。本明細書中で使用されているように、「可撓性」とい う用語は、柔軟であり且つ人体の全体形状即ち輪郭に容易に馴染む材料に関する 。バックシート２６は、吸収性コア２８に吸収され且つ包含された分泌物が、お むつ２０と接触するベッドのシーツや下着といった物品を濡らすことがないよう にする。かくして、バックシート２６は、織布材料又は不織布材料、ポリエチレ ンやポリプロピレンでできた熱可塑性フィルムのようなポリマーフィルム、又は フィルムでコーティングした不織布材料のような複合材料からなるのがよい。好 ましくは、バックシートは、厚さが約０．０１２mm乃至約０．０５１mm（約０． ５ミル乃至約２．０ミル）の熱可塑性フィルムである。バックシートについての 特に好ましい材料には、インディアナ州テルホイテのトレッデガー産業社が製造 しているＲＲ８２２０吹込フィルム及びＲＲ５４７５流延フィルムが含まれる。 バックシート２６には、好ましくは、より布に近い外観を与えるため、エンボス 加工及び／又は艶消し仕上げが施してある。更に、バックシート２６は、吸収性 コア２８から水蒸気を逃がすことができる（即ち、通気性がある）が、分泌物を 通さない。 トップシート２４は、吸収性コア２８の身体面と隣接して位置しており、好ま しくは、当該技術分野で周知の取り付け手段（図示せず）で吸収性コア２８及び バックシート２６に接合されている。適当な取り付け手段は、バックシート２６ の吸収性コア２８への取り付けに関して説明してある。本明細書中で使用されて いるように、「接合された」という用語は、要素を他の要素に直接的に取り付け ることによって要素を他の要素に直接固定した形体、要素を中間部材に取り付け 、この中間部材を他の要素に取り付けることによって要素を他の要素に間接的に 固定した形体を含む。本発明の好ましい実施例では、トップシート２４及びバッ クシート２６は、おむつの周囲６０で互いに直接的に接合されており、取り付け 手段（図示せず）によって吸収性コア２８に直接接合することによって互いに間 接的に接合されている。 トップシート２４は、順応性に富み、柔らかな触感を持ち、着用者の皮膚に対 して刺激的でない。更に、トップシート２４は液体透過性であり、その厚さを通 って液体（例えば尿）が容易に通過できる。適当なトップシートは、多孔質フォ ーム、網状フォーム、有孔プラスチックフィルム、又は天然繊維（例えば木材繊 維や綿繊維）、合成繊維（例えばポリエステル繊維やポリプロピレン繊維）、又 は天然繊維と合成繊維の混紡でできた織布ウェブ又は不織ウェブのような広範な 材料から製造できる。好ましくは、トップシート２４は、吸収性コア２８内に包 含された液体から着用者の皮膚を離しておくため、疎水性材料でできている。ト ップシート２４の製造には、多くの製造技術を使用できる。例えば、トップシー ト２４は、スパンボンデッド繊維、カーデッド繊維、ウェットレイド繊維、溶融 吹付け繊維、ヒドロエンタングルド繊維又はこれらの方法の組み合わせで形成し た繊維等でできた不織ウェブであることができる。好ましいトップシートは、カ ーディング処理が施され、織物の技術分野の当業者に周知の手段によって熱で結 合したものである。好ましいトップシートは、マサチューセッツ州ウォルポール のインターナショナル・ペーパー社の一部門であるヴェラテック社がＰ−８の表 示で製造しているもののような、ステープル長のポリプロピレン繊維でできたウ ェブからなる。 試験方法 対圧力吸収力試験 この試験方法は、２１．１g/cm2（０．３psi.）乃至７０．３g/cm2（１psi.） の外部圧力に対する超吸収性材料の吸収力を、上記圧力に対する吸収性材料の一 軸膨潤に関して計測する。二つ又はそれ以上の種類のヒドロゲル形成粒子からな る吸収性ゲル化剤混合物について、混合物の成分の割合を様々に変化させた対圧 力吸収力曲線は、圧力条件に大きく左右されることが観察された。使用時の条件 を正確に反映するため、ＡＡＰ値の計測時の圧力は、２１．１g/cm2（０．３psi .）乃至７０．３g/cm2（１psi.）である。ＡＡＰ値は、吸収性材料のゲル剛性を 反映する。湿潤時に粒子状構造を維持する（即ち、隙間間空所を維持する）吸収 性粒子は、液体を良好に吸収し、潰れて液体不透過性のゲルマスになることがな い。低ＡＡＰ値のヒドロゲル形成材料は、比較的液体不透過性であり且つ圧力が 加わると潰れる弱いゲルを形成する傾向がある。 直径が１２０mmで多孔度が「ゼロ」のセラミックフィルタプレート（ショット 社から入手できるデュランセラミックフィルタ）を直径が１５０mmで高さが３０ mmのペトリ皿に置く。このペトリ皿に０．９重量％の塩化ナトリウムの蒸留水溶 液をフィルタプレートが被るように入れる。直径が１２５mmの円形の濾紙（シュ ライヒャー社及びシュル社から入手できるシュバルツバンド５８９）をフィルタ プレート上に置き、塩化ナトリウム溶液で完全に湿潤する。 内径が６０mm±０．１mmで高さが５０mmのプレキシグラス製シリンダの底を直 径が３６μｍ（４００メッシュ）の孔を持つスクリーンフィルタ布で塞ぐ。０． ９０００ｇ±０．０００５ｇの超吸収性材料を、清浄で乾燥した上述のプレキシ グラス製シリンダのフィルタスクリーン上に撒く。超吸収性材料をメッシュ上に 均等に撒くことが必要である。 直径が５０mmで高さが３４mmの重りが取り付けられた外径が５９mm±０．１mm で内径が５１mmで高さが２５mmのカバープレートは、２１．１g/cm2（０．３psi .）乃至７０．３g/cm2（１psi.）の範囲の所定の圧力と対応する重量を有する。 カバープレート及び重りをシリンダ内に置き、完成したシリンダ装置を天秤で０ ．０１ｇ単位で計量する。次いで、完成したシリンダ装置をペトリ皿内の湿潤さ せた濾紙の上に置き、一時間に亘って吸収させる。次いで、シリンダ装置をフィ ルタプレートから取り出し、再計量する。 シリンダ装置及びフィルタプレートは、計測間に完全にきれいにしなければな らず、塩化ナトリウム溶液及び濾紙は、各計測後に新しくしなければならない。 対圧力吸収力（ＡＡＰ）は、以下の通りに計算される。 [(吸収後のシリンダ装置の重量)−(乾燥時のシリンダ装置の重量)]： ＡＡＰ＝ (超吸収性材料の最初の重量) ティーバッグ遠心容量試験 ティーバッグ遠心容量試験は、ティーバッグ遠心容量値を試験する。これらの 値は、ゲル化剤が静水圧でどれ程の液体を保持するかの計測値である。 超吸収性材料を「ティーバッグ」に入れ、０．９重量％の塩化ナトリウムの蒸 留水溶液に２０分間に亘って浸漬し、次いで３分間に亘って遠心力を加える。保 持された液体の重量の、乾燥超吸収性材料の初期重量に対する比が超吸収性材料 の吸収力である。 ２リットルの０．９重量％の塩化ナトリウムの蒸留水溶液を２４cm×３０cm× ５cmのトレーに注ぎ込む。トレーを満たした液体の高さは約３cmでなければなら ない。 ティーバッグの袋の寸法は、６．５cm×６．５cmであり、ドイツ国デュッセル ドルフのティーカニーと呼ばれる会社から入手できる。袋は、プラスチックバッ グをシールするための標準的な家庭用シール装置（例えば、ドイツ国のクルツプ ス社から入手できるバキュパック２プラス）でヒートシールできる。 ティーバッグの一部を注意深く切ることによって開放し、次いで計量を行う。 ティーバッグに超吸収性材料の試料を０．２００ｇ±０．００５ｇ入れる。次い で、ティーバッグをヒートシーラーで閉鎖する。これを試料ティーバッグと呼ぶ 。 空のティーバッグをシールし、ブランクとして使用する。 次いで、各ティーバッグを水平に保持し、試料ティーバッグを震盪して超吸収 性材料をティーバッグ全体に均等に分配する。次に、試料ティーバッグ及びブラ ンクティーバッグを塩水の表面に置き、スパチュラを使用して約５秒間に亘って 浸漬し、完全に湿潤させる（ティーバッグは塩水の表面上に浮いているが、完全 に湿潤されている）。タイマーを直ちにスタートさせる。 ２０分の浸漬時間の後、試料ティーバッグ及びブランクティーバッグを塩水か ら取り出し、ボイクネヒトＷＳ１３０、ボッシュ７７２ＮＺＫ０９６、又はこれ と等価の遠心装置（直径が２３０mm）に、各バッグが遠心バスケットの外壁に貼 付くように置く。遠心装置の蓋を閉じ、遠心作業を開始する。速度は直ちに１４ ００rpm まで上昇する。遠心作業がひとたび１４００rpm で安定した後、タイマ ーをスタートさせる。３分後、遠心作業を停止する。 試料ティーバッグ及びブランクティーバッグを取り出し、別々に計量する。 超吸収性ヒドロゲル形成材料の試料についてのティーバッグ遠心容量（ＴＣＣ ）は、以下のように計算される。 ＴＣＣ＝〔（遠心作業後の試料ティーバッグの重量）−（遠心作業後のブランク ティーバッグの重量）−（乾燥状態の超吸収性ヒドロゲル形成材料の重 量）〕÷（乾燥状態の超吸収性材料の重量） 中間マス粒子の粒径の決定 超吸収性材料の粒径分布は、既知の重量の試料をレッシュ(Retsch)の機械式篩 分け装置に置き、所定の期間に亘って所定の条件で震盪することによって測定す る。各篩上及びボトムパン上に捕捉された試料の区分を計量し、元の試料の重量 のパーセンテージとして報告する。 １００ｇ±０．５ｇの乾燥した超吸収性ポリマー材料を計量して試料サップに 入れ、これを蓋で閉じる。 以下に列記するように、四つの篩を下から上まで入れ子にする。ステンレス鋼 製のボトムパン、３２５番、１００番、５０番、及び２０番の順に下から上まで 入れ子にする。これらは、米国篩系列（ＡＳＴＭ−Ｅ−１１−６１）の番号であ る。試料を一連の篩のうちの最も上の篩に入れ、パウダーをスクリーンの周りに 均等に分配する。ステンレス鋼製のカバーを２０番の篩の上に置く。 入れ子になった篩を、タイマーを備えたレッシュの試験篩分け震盪機ビボトロ ニック(Vibotronic)型ＶＥ１に置く。レッシュ蓋が震盪機の上にできるだけぴっ たりと嵌められる。タイマーを１０分に設定し、これをスタートさせて試験を開 始する。震盪機が停止したとき、篩の入れ子を震盪機から取り出す。 次いで、篩に捉えられた各区分を計量する。この計量は、例えば種々の計量方 法で０．０ｇの単位で行われる。 この試験は、超吸収性が湿気を吸わないように手早く行うことが重要である。 ヒドロゲル形成吸収性ポリマーの所与の試料の中間マス粒径は、試料をマスに 基づいて二分する粒径である、即ち、試料の重量の半分の粒径が中間マス粒径よ りも小さく、試料の重量の半分の粒径が中間マス粒子の粒径よりも大きい粒子で あると定義される。米国標準試験篩の目の大きさに５０％マス値と対応するもの がない場合には、代表的には、標準的な粒径プロット法（所与の大きさの篩に捉 えられた又はこの篩の目を通過した試料粒子の累積重量パーセンテージを、確率 紙上の篩の大きさの開口部に対してプロットする）を使用して中間マス粒径を決 定する。ヒドロゲル形成吸収性ポリマー粒子の粒径を決定するためのこれらの方 法は、１９９１年１０月２９日にゴールドマン等に賦与された米国特許第５，０ ６１，２５９号に更に詳細に記載されている。同特許について触れたことにより 、その特許に開示されている内容は本明細書中に組み入れたものとする。 例 以下の例では、二種類のヒドロゲル形成粒子を様々な割合で混合した混合物を 準備する。これは、各種類の材料の例示の試料を試験管に入れて全部で１０ｇに することによって行われる。試験管を１分間に亘って震盪し、ヒドロゲル形成粒 子を混合する。混合物のＡＡＰ値及びＴＣＣ値を上文中に説明した方法で、４９ ．２g/cm2（０．７psi.）の閉じ込め圧力で計測する。吸収性物品の使用状態で 作用する閉じ込め圧力は、使用者の大きさ、使用の種類、及び使用時条件に応じ て変化し、代表的には、２１．１g/cm2 乃至７０．３g/cm2 である。４９．２g/ cm2（０．７psi.）の圧力は、９kg乃至２５kgの乳児用のおむつの代表的な使用 時条件をシミュレートする上で適当な圧力である。 試験では、以下の粒状ヒドロゲル形成材料を使用した。 ＳＸＭ５０、これは、ドイツ国４７７０５クレーフェルト、郵便私書箱５７０ のケミシェファブリークストックハウゼンGmbHが「ＦＡＶＯＲ ＳＸ」の商標で 製造している表面架橋したポリアクリレートである。ＳＸＭ５０の中間マス粒径 は、４５０μｍである。 Ｗ５２５２１、これは、ストックハウゼン社が製造している中間マス粒径が４ ６０μｍのポリアクリレート吸収性ゲル化剤である。 Ｗ５２８５９、これは、ストックハウゼン社が製造している中間マス粒径が４ ８０μｍのポリアクリレート吸収性ゲル化剤である。 例Ｉ この例では、中間マス粒径及び粒径分布が同様の二つのヒドロゲル形成材料を 混合した効果を計測する。 バルクＳＭＸ５０材料をバルクＷ５２５２１材料と、篩分け工程を予め行わず に混合する。ＡＡＰ値及びＴＣＣ値を表Ｉに示す。その結果を第２図にグラフで 示す。 第２図から、Ｗ５２５２１材料が少なくとも５０重量％である場合には、ＡＡ Ｐ値は約２０g/g に保持され、混合物のＴＣＣ値は約２２g/g 乃至２８g/g であ る。従って、最大５０重量％のＳＸＭ５０材料を加えることによって、Ｗ５２５ ２１材料のＴＣＣ値を、ＡＡＰ値に悪影響を及ぼすことなく改善できる。逆に、 少なくとも５０重量％のＷ５２５２１材料を加えることによって、ＳＸＭ５０材 料のＡＡＰ値が改善される。 例II この例では、ＡＡＰ値が大きい比較的小径の粒子をＡＡＰ値が小さい比較的大 径の粒子と混合することによって得られる効果を計測する。 小径粒子は、標準＃５０メッシュ篩を通してＷ５２５２１バルク材料を篩分け し、篩を通過した粒子を集めることによって得られる。小径粒子の中間マス粒径 は１９０μｍであった。大径粒子は、同じ標準篩を使用し、ＳＭＸ５０バルク材 料を使用し、篩に残った粒子を集める篩分け工程によって得られる。大径粒子の 中間マス粒径は５７０μｍであった。 ＡＡＰ値及びＴＣＣ値を表IIに示す。その結果を第３図にグラフで示す。 第３図から、小径のＷ５２５２１粒子が約７０重量％のときに約２０．４g/g の最大ＡＡＰ値に到り、ＴＣＣ値が約２６g/g になることが明らかである。 例III この例では、低ＡＡＰ値の比較的小径の粒子を高ＡＡＰ値の比較的大径の粒子 と混合することによって得られる効果を計測する。 小径粒子は、ＳＭＸバルク材料を標準＃５０メッシュ篩を通して篩分けし、篩 を通過した粒子を集めることによって得られる。小径粒子の中間マス粒径は１９ ０μｍであった。大径粒子は、同じ標準篩を使用し、Ｗ５２５２１バルク材料を 使用し、篩に残った粒子を集める篩分け工程によって得られる。大径粒子の中間 マス粒径は５７０μｍであった。 ＡＡＰ値及びＴＣＣ値を表III に示す。その結果を第４図にグラフで示す。 第４図から、低ＡＡＰ値の小径粒子を高ＡＡＰ値の大径の粒子を混合すること による相乗効果が例IIよりも小さいということが明らかである。小径粒子が 約２５％である場合には、ＡＡＰ値は約１９．９g/g であり、ＴＣＣ値は約２４ g/g である。 例IV この例では、ＡＡＰ値が事実上同様であるが、ＴＣＣ値が異なる二種類のヒド ロゲル形成粒子を混合することによって得られる効果を計測する。この例では、 中間マス粒径が４８０μｍのバルクＷ５２８５９材料を中間マス粒径が４６０μ ｍのバルクＷ５２５２１材料と混合する。 ＡＡＰ値及びＴＣＣ値を表IVに示す。その結果を第５図にグラフで示す。 ＡＡＰ値が同様であるがＴＣＣ値が異なるほぼ等量のヒドロゲル形成材料を選 択的に混合することによって、構成成分のいずれのＡＡＰ値よりも高い、驚く程 高いＡＡＰ値が得られる。 本発明による吸収性ゲル化剤混合物の別の例は、以下の粒状ヒドロゲル形成材 料を混合することによって得ることができる。 中間マス粒径が５７０μｍのＳＡＢ９９０と中間マス粒径が１９０μｍのＳＸ Ｍ１００とからなる２１．１g/cm2 の閉じ込め圧力での混合物。ＳＡＢ９９０材 料及びＳＸＭ１００材料は、ストックハウゼン社から入手できる。 ２１．１g/cm2 の閉じ込め圧力でのＩＭ１０００とＷ５２５２１バルク材料。 ＩＭ１０００材料は、ドイツ国フランクフルトアムマインのヘキスト社が製造し ているスターチでグラフトしたポリアクリレートである。 任意の特定の理論で拘束されることを望むものではないが、発見された混合の 効果は、圧力に対するＡＡＰ値の関係、及びＡＡＰ試験での流体の吸収を制御す る機構を参照することによって理解できる。 第６図は、所与のヒドロゲル形成材料のＡＡＰ値の閉じ込め圧力についての主 な従属性を示す。曲線は、流体吸収機構を決定する二つの特性圧力Pcrit 及びPg b を示す。 限界圧力Pcrit 以下の閉じ込め圧力については、ヒドロゲル形成層は、透過性 が非常に大きく、流体の吸収がゲルブロッキングによって妨げられない。第６図 に示すように、この圧力範囲でのＡＡＰ値は「吸収力が制御された」状態にある 。従って、ヒドロゲル形成層は、ほぼその圧力についてのその最大吸収力まで膨 潤できる。この範囲のＡＡＰ値は、なおヒドロゲルの吸収力及び多孔度の変化の 結果として生じる圧力によって影響が及ぼされるが、圧力に伴う変化は比較的小 さい。 大きな圧力については、ヒドロゲル形成粒子が変形し、かくして透過性が低い 層が形成され、この層を通した流体の吸収が妨げられるため、流体の吸収が低下 する。ヒドロゲル形成材料は、こうした条件では、その最大吸収力を発揮するこ とができない。第６図に示すように、ＡＡＰ値は、この圧力範囲では、「透過性 が制御された」状態にある。 ゲルブロッキング圧力Pgb よりも大きい更に高い圧力については、層の透過性 がゼロに近付き、流体は非常に低いＡＡＰ値による拡散によってしか移送できな い。これらの非常に低い値は、圧力が更に増大してもこれ以上低下しない。 全てのヒドロゲル形成材料のＡＡＰ値は、圧力に従って第６図に示すように変 化する。例えば、限界圧力は、ゲル化剤特性（「ゲル剛性」）及び材料の形態に 従って変化する。剛性が大きい材料は、圧力下で変形し難い。従って、このよう な材料はPcrit を高くし、透過性を高くする。 Pcrit よりも小さい圧力についてのＡＡＰ値は、材料のＴＣＣに追加の空所空 間（多孔度を介して決定された）を加えた値に近付く。 上掲の材料のPcrit 及びPgb を以下の表に例示する。 圧力ＡＡＰ値におけるＡＡＰ値が圧力に従って変化するという上文中に説明し た機構を考えて、二つの材料Ａ及びＢを混合した効果を以下の表に要約して記載 する。混合の効果は、各種類のヒドロゲル形成材料のPcrit 及びPgb の値に従っ て変化する。混合物のＡＡＰ値は、圧力Ｐ0 で決定される。 非線形混合効果、又は相乗効果の理由は、剛性の高い材料成分が透過性の増大 を助け、及び従って弱い材料の制限を部分的になくすことができることである。 しかしながら、両成分がゲルブロッキングの制限がない場合には、ＡＡＰ値が 線形規則（計量平均）に従って混合する。 材料についての最適の混合比は詳細なゲル特性及び粒径分布に従って変化する 。 全ての考察は、二つ以上の成分からなる混合物にも適用でき、本発明は、二成 分混合物に限定されると考えられるべきではないということは、容易に理解され よう。 本発明に従って混合物を形成するプロセスは、ＡＡＰ値及び／又はＴＣＣ値が 異なる二つの粒状吸収性ゲル化剤を混合することからなる。 第７図は、二種類のヒドロゲル形成粒子の混合物からなる吸収性材料の製造プ ロセスの一実施例を概略に示す。 第１工程では、前駆物質モノマー材料を重合することによってバルク材料を形 成する。変形例では、バルク材料を供給し、これを均質に架橋する。 第２工程は、吸収性粒子の含水量を吸収性粒子の５重量％乃至２０重量％、好 ましくは５重量％以下にする乾燥工程、及び所定の粒径を得るための粉砕作業を 含むことができる。第２工程は随意であり、必要な粒径の十分に乾燥した粒子が 得られるならば、省略できる。 第３工程は、分離工程からなる。分離工程は、この例では、所定の粒径の粒子 区分をバルク材料から分離する篩分け工程である。変形例では、第３工程は、静 電分離工程、又は軽量の粒子を空気流でバルク材料の主流れの外に飛ばす空気分 離工程、遠心工程、又は重力分離工程からなるのでもよい。 第４工程では、分離した区分を表面架橋（例えば、表面架橋剤と接触させて加 熱する）し、これを第５工程で、乾燥状態で、即ち実質的に膨潤しておらず且つ ゲルを形成していない状態で、主バルク区分と、例えばシュギ(shugi)ミキサー 、パドル(Paddle)ミキサー、空気流混合、又は任意の等価の方法を使用して混合 する。 重合工程及び乾燥工程の最初の二つの工程を同じプロセスフロー中で行う必要 は全くない。勿論、商業的に入手可能なバルクヒドロゲル形成粒子を第３工程で 使用できる。 第８図は、本発明による吸収性材料の変形例の製造方法を示す。形成工程では 、二つの異なる反応容器Ａ及びＢを使用し、種々のヒドロゲル形成粒子を形成す る。 これらの粒子は、第２工程で混合でき、混合後、第３工程で表面架橋剤を加える ことによって表面架橋を行う。 本発明による吸収性材料は、吸収性製品に直接導入でき、第７図及び第８図の プロセスはオンラインで実施できる。変形例では、混合物を貯蔵し、及び／又は 輸送し、後で吸収性物品の製造に使用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ， ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，Ｔ Ｄ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，Ａ Ｍ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＩ ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ゴールドマン，スティーブン アレン アメリカ合衆国オハイオ州、ワイオミン グ、フォレスト、コート、1260

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 少なくとも第１の種類のヒドロゲル形成粒子及び第２の種類のヒドロゲ ル形成粒子の乾燥混合物からなる吸収性ゲル化剤において、 前記第１の種類のヒドロゲル形成粒子の対圧力吸収力が、前記第２の種類のヒ ドロゲル形成粒子の対圧力吸収力よりも大きく、前記第２の種類のヒドロゲル形 成粒子の重量が第１及び第２の種類のヒドロゲル形成粒子の総重量の少なくとも １０％である、ことを特徴とする吸収性ゲル化剤。 ２． 前記第２の種類のヒドロゲル形成粒子の中間マス粒径が、実質的に、前 記第１の種類のヒドロゲル形成粒子の中間マス粒径よりも小さくない、請求項１ に記載の吸収性ゲル化剤。 ３． 第１及び第２の種類の材料のＡＡＰ値の差が少なくとも２g/g である、 請求項１又は２に記載の吸収性ゲル化剤。 ４． 前記第１の種類のヒドロゲル形成粒子は、対圧力吸収力値ＡＡＰ1 を有 し、第１及び第２の種類のヒドロゲル形成粒子の総重量の一区分ｗが前記第１の 種類のヒドロゲル形成粒子からなり、第１及び第２の種類のヒドロゲル形成粒子 の総重量の一区分ｐが前記第２の種類のヒドロゲル形成粒子からなり、前記第２ の種類のヒドロゲル形成粒子は、対圧力吸収力値ＡＡＰ2 を有し、ここで、 ｐ＋ｗ＝１であり、 混合物の対圧力吸収力値ＡＡＰ1,2 は、 ＡＡＰ1,2 ＞ｗ．ＡＡＰ1 ＋ｐ．ＡＡＰ2 であり、 対圧力吸収力値は、２１．１g/cm2（０．３psi.）乃至７０．３g/cm2（１psi. ）、好ましくは、３５．２g/cm2（０．５psi.）乃至５６．２g/cm2（０．８psi. ）の圧力で計測された、請求項１、２、又は３に記載の吸収性ゲル化剤。 ５． ４９．２g/cm2（０．７psi.）の圧力では、前記第１の種類のヒドロゲ ル形成粒子のＡＡＰ値は、少なくとも１５g/g である、請求項１乃至４のうちの いずれか一項に記載の吸収性ゲル化剤。 ６． ４９．２g/cm2（０．７psi.）の圧力では、前記第２の種類のヒドロゲ ル形成粒子のＡＡＰ値は、２５g/g 以下である、請求項１乃至５のうちのいずれ か一項に記載の吸収性ゲル化剤。 ７． 前記第１の種類のヒドロゲル形成粒子のＡＡＰ値は、前記第２の種類の ヒドロゲル形成粒子のＡＡＰ値の少なくとも１．２５倍である、請求項１乃至６ のうちのいずれか一項に記載の吸収性ゲル化剤。 ８． 少なくとも第１の種類のヒドロゲル形成粒子及び第２の種類のヒドロゲ ル形成粒子の乾燥混合物からなる吸収性ゲル化剤において、 前記第１の種類のヒドロゲル形成粒子のティーバッグ遠心容量（ＴＣＣ）値は 、前記第２の種類のヒドロゲル形成粒子のティーバッグ遠心容量値よりも大きく 、前記第２の種類のヒドロゲル形成粒子は、第１及び第２の種類のヒドロゲル形 成材料の総重量の少なくとも１０％を占め、前記混合物の対圧力吸収力値は、前 記第１の種類のヒドロゲル形成粒子及び前記第２の種類のヒドロゲル形成粒子の いずれか一つの対圧力吸収力値よりも大きく、対圧力吸収力値の計測は、２１． １g/cm2（０．３psi.）乃至７０．３g/cm2（１psi.）、好ましくは、３５．２g/ cm2（０．５psi.）乃至５６．２g/cm2（０．８psi.）の圧力で行われる、ことを 特徴とする吸収性ゲル化剤。 ９． 前記第１の種類のヒドロゲル形成材料のティーバッグ遠心容量値は、少 なくとも１９g/g である、請求項８に記載の吸収性ゲル化剤。 １０． 前記第２の種類のヒドロゲル形成材料のティーバッグ遠心容量値は、 ４０g/g 以下である、請求項８又は９に記載の吸収性ゲル化剤。 １１． 前記第２の種類のヒドロゲル形成粒子の量は、第１及び第２の種類の ヒドロゲル形成材料の総重量の１０％乃至７５％を占め、好ましくは、第１及び 第２の種類のヒドロゲル形成粒子の総重量の２０％乃至６０％を占める、請求項 １乃至１０のうちのいずれか一項に記載の吸収性ゲル化剤。 １２． 前記第１の種類のヒドロゲル形成粒子の中間マス粒径は、５０μｍ乃 至４００μｍであり、前記第２の種類のヒドロゲル形成粒子の中間マス粒径は、 ２５０μｍ乃至８００μｍである、請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記 載の吸収性ゲル化剤。 １３． 請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載の吸収性ゲル化剤から なる吸収性物品。 １４． 少なくとも、第１の種類のヒドロゲル形成粒子及び第２の種類のヒド ロゲル形成粒子の乾燥混合物からなり、前記第１の種類のヒドロゲル形成粒子の 対圧力吸収力値又はティーバッグ遠心容量値が、前記第２の種類のヒドロゲル形 成粒子の対圧力吸収力値又はティーバッグ遠心容量値よりも大きい、吸収性ゲル 化剤の製造方法において、 前記第１の種類のヒドロゲル形成材料及び前記第２の種類のヒドロゲル形成材 料を提供する工程と、 両種類のヒドロゲル形成材料を混合手段に入れる工程と、 両種類のヒドロゲル形成粒子を混合して混合物を形成する工程とを有する、方 法。 １５． ヒドロゲル形成粒子の一区分をヒドロゲル形成粒子のバルクマスから 分離する工程と、 分離したヒドロゲル形成粒子の一区分を物理的に又は化学的に改質して分離し た区分の対圧力吸収力値又はティーバッグ遠心容量値又はこの両方を向上させ、 前記第１の種類のヒドロゲル形成粒子を形成する工程と、 改質した分離した区分をバルクマスに戻して混合する工程とを有する、ことを 特徴とする請求項１４に記載の方法。 １６． 分離した区分は、篩分け又は空気分離によって得られ、分離した区分 は、表面架橋によって改質される、請求項１５に記載の方法。 １７． 前記第１の種類のヒドロゲル形成粒子を形成する第１モノマーを重合 する工程と、 前記第２の種類のヒドロゲル形成粒子を形成する第２モノマーを重合する工程 と、 前記第１の種類のヒドロゲル形成粒子と前記第２の種類のヒドロゲル形成粒子 とを混合する工程を有する、ことを特徴とする請求項１４に記載の吸収性ゲル化 剤の製造方法。 １８． 第１及び第２の種類のヒドロゲル形成粒子は、混合後に表面架橋され る、請求項１７に記載の方法。