JPH1077354A - 異なるヒドロゲル形成吸収性重合体の混合物から製造された、改善された流体取扱能力のための吸収性マクロ構造物 - Google Patents

異なるヒドロゲル形成吸収性重合体の混合物から製造された、改善された流体取扱能力のための吸収性マクロ構造物

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JPH1077354A
JPH1077354A JP8225879A JP22587996A JPH1077354A JP H1077354 A JPH1077354 A JP H1077354A JP 8225879 A JP8225879 A JP 8225879A JP 22587996 A JP22587996 A JP 22587996A JP H1077354 A JPH1077354 A JP H1077354A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】可撓性粒子間結合凝集体(aggregat
e)を含む多孔性吸収性マクロ構造物の提供。 【解決手段】粒子間結合凝集体を含み且つおむつ20、
成人失禁用パッド、生理用ナプキンなどの吸収性物品で
有用である改善された流体取扱能力を有する多孔性吸収
性マクロ構造物を開示する。これらのマクロ構造物の粒
子間結合凝集体は、異なる流体取扱性、異なる形状、ま
たは両方を有する粒状吸収性重合体の混合物から作る。
これらのマクロ構造物は、所望の流体取扱性を犠牲にす
ることなく且つゲル閉塞する傾向なしに各種のヒドロゲ
ル形成吸収性重合体から作ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可撓性粒子間結合凝集
体(aggregate)を含む多孔性吸収性マクロ構造物に関す
る。本発明は、詳細には、粒子間結合凝集体が改善され
た流体取扱能力をマクロ構造物に付与する異なる流体取
扱性または形状または両方を有する粒状吸収性重合体の
混合物から作られる多孔性吸収性マクロ構造物に関す
る。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】使い
捨ておむつ、成人失禁用パッドおよびブリーフ、および
生理用品、例えば、生理用ナプキンとして使用するため
の高吸収性部材の開発は、実質的な商業的興味の主題で
ある。このような製品にとって極めて望ましい特性は、
薄いことである。例えば、より薄いおむつは、着用する
のに余り嵩張らず、衣類の下でより良くフィットし、且
つ余り気にならない。それらは、パッケージにしたと
き、よりコンパクトでもあって、おむつを消費者が運び
且つ貯蔵するのをより容易にさせる。包装時のコンパク
トさは、おむつ単位当たり貯蔵時の棚空間が少なくてす
むことを含めて製造業者および流通業者の流通のコスト
を低減させることにもなる。
【0003】おむつなどのより薄い吸収性物品を提供す
る能力は、多量の排泄体液、特に尿を捕捉し且つ貯蔵で
きる比較的薄い吸収性コアまたは構造物を開発する能力
に依存的であった。この点で、特定の吸収性重合体(し
ばしば「ヒドロゲル」、「超吸収剤」または「ヒドロコ
ロイド」材料と称する)の使用は、特に重要であった。
例えば、このような吸収性重合体(以下「ヒドロゲル形
成吸収性重合体」)を吸収性物品で使用することを開示
している1972年6月13日発行の米国特許第3,6
99,103号明細書(ハーパー等)および1972年
6月20日発行の米国特許第3,770,731号明細
書(ハーモン)参照。実際、より薄いおむつの開発は、
典型的には繊維状マトリックスと併用した場合に、多量
の排泄体液を吸収するこれらのヒドロゲル形成吸収性重
合体の能力の利点を得るより薄い吸収性コアを直ちにも
たらした。例えば、薄いコンパクトな嵩ばらないおむつ
を作る際に有用な繊維状マトリックスとヒドロゲル形成
吸収性重合体とを含む二層コア構造物を開示している1
987年6月16日発行の米国特許第4,673,40
2号明細書(ワイズマン等)および1990年6月19
日発行の米国特許第4,935,022号明細書(ラッ
シュ等)参照。
【0004】これらのヒドロゲル形成吸収性重合体の使
用前には、吸収性構造物、例えば、乳幼児用おむつで使
用するのに好適なものをすべて木材パルプ毛羽から形成
することが一般的なプラクティスであった。木材パルプ
毛羽1g当たり吸収される流体のg当りの木材パルプ毛
羽によって吸収される比較的少量の流体を仮定すれば、
比較的多量の木材パルプ毛羽を使用することが必要であ
り、したがって比較的嵩ばった厚い吸収性構造物を使用
する必要があった。これらのヒドロゲル形成吸収性重合
体のこのような構造物への導入は、より少ない木材パル
プ毛羽の使用を可能にした。これらのヒドロゲル形成吸
収性重合体は、大きい容量の尿などの水性体液(即ち、
少なくとも約15g/g)を吸収し、したがってより小
さくより薄い吸収性構造物を実行可能にさせる能力にお
いて毛羽より優れている。
【0005】これらのヒドロゲル形成吸収性重合体は、
しばしば、最初に不飽和カルボン酸またはそれらの誘導
体、例えば、アクリル酸、アクリル酸のアルカリ金属塩
(例えば、ナトリウム塩および/またはカリウム塩)ま
たはアンモニウム塩、アルキルアクリレートなどを重合
させることによって製造される。これらの重合体は、カ
ルボキシル基含有重合体鎖を通常の二官能または多官能
単量体物質、例えば、N,N′−メチレンビスアクリル
アミド、トリメチロールプロパントリアクリレートまた
はトリアリルアミンでわずかに架橋することによって、
水不溶性かつ水膨潤性にされる。これらのわずかに架橋
された吸収性重合体は、依然として、重合体主鎖に結合
された多数の陰イオン(荷電)カルボキシル基を含む。
重合体が浸透力の結果として体液を吸収し、このように
してヒドロゲルを形成することを可能にするものは、こ
れらの荷電カルボキシ基である。
【0006】架橋度は、これらのヒドロゲル形成吸収性
重合体の水不溶性を決定するだけではなく、これらの重
合体の2つの他の特性:吸収能力およびゲル強度を確立
する際の重要な因子となる。吸収能力または「ゲル容
量」は、所定量のヒドロゲル形成重合体が吸収するであ
ろう水または体液の量の尺度である。ゲル強度は、これ
らの重合体から形成されるヒドロゲルが適用される応力
下で変形するか「流動する」傾向に関連する。吸収性構
造物および物品、例えば、使い捨ておむつで吸収剤とし
て有用なヒドロゲル形成重合体は、適切に高いゲル容量
並びに適切に高いゲル強度を有することが必要である。
ゲル容量は、ヒドロゲル形成重合体が吸収性物品の使用
時に遭遇する有意量の水性体液を吸収することを可能に
するのに十分な程高いことが必要である。ゲル強度は、
形成されたヒドロゲルが吸収性構造物または物品中の毛
管ボイド空間を許容できない程度にまで変形せず且つ充
填せず、それによって構造物/物品の吸収能力並びに構
造物/物品全体にわたっての流体分布を抑制しないよう
なものであることが必要である。例えば、1987年3
月31日発行の米国特許第4,654,039号明細書
(ブラント等)(1988年4月19日に米国再発行特
許第32,649号明細書として再発行)および198
9年5月30日発行の米国特許第4,834,735号
明細書(アレメニー等)参照。
【0007】従来の吸収性構造物は、一般に、比較的少
量(例えば、約50重量%以下)のこれらのヒドロゲル
形成吸収性重合体を含んでいた。例えば、1989年5
月30日発行の米国特許第4,834,735号明細書
(アレメニー等)参照(好ましくは繊維状マトリックス
中のヒドロゲル形成吸収性重合体約9〜約50%)。こ
れには幾つかの理由がある。従来の吸収性構造物で使用
するヒドロゲル形成吸収性重合体は、一般に、特に「噴
出」状況下で体液を迅速に吸収することを可能にするで
あろう吸収速度を有していない。このことは、ヒドロゲ
ル形成吸収性重合体によって吸収されるまで、排泄され
た流体を保持するために一時溜めとして役立つように繊
維、典型的には木材パルプ繊維の配合を必要とした。
【0008】より重要なことに、既知のヒドロゲル形成
吸収性重合体の多くは、特に吸収性構造物に多量に配合
する時に、ゲル閉塞を示した。「ゲル閉塞」は、ヒドロ
ゲル形成吸収性重合体の粒子をぬらし且つ粒子が膨潤す
る時に生じて吸収性構造物の他の領域への流体輸送を抑
制する。それゆえ、吸収性部材のこれらの他の領域のぬ
れは、非常に遅い拡散プロセスによって生ずる。実際の
問題として、このことは、吸収性構造物による流体の捕
捉が特に噴出状況下では流体が排泄される速度よりはる
かに遅いことを意味する。吸収性物品からの漏れは、吸
収性部材中のヒドロゲル形成吸収性重合体の粒子を完全
に飽和するかなり前、または流体が「閉塞」粒子を吸収
性部材の残部に拡散し得るか灯心作用する前に生じ得
る。
【0009】ゲル閉塞は、ヒドロゲル形成吸収性重合体
の粒子が適切なゲル強度を有しておらず且つ一旦粒子が
吸収された流体で膨潤し応力下で変形するか広がるなら
ば特に重大な問題であることがある。1989年5月3
0日発行の米国特許第4,834,735号明細書(ア
レメニー等)参照。低ゲル強度ヒドロゲル形成吸収性重
合体は、より高い流体能力を有するものとなる傾向もあ
る。ゲル強度は、これらのより高い流体能力ヒドロゲル
形成吸収性重合体の表面架橋によって増大させることが
できる。不幸なことに、表面架橋はゲル強度を増大させ
るが、これはまたヒドロゲル形成吸収性重合体の流体能
力を低下させる傾向もある。
【0010】ゲル閉塞は、ヒドロゲル形成吸収性重合体
が球状粒子などの規則的な形状の粒子の形態の場合にお
いても生ずることがある。球状粒子は、典型的には、ヒ
ドロゲル形成吸収性重合体を逆乳化重合法、逆懸濁重合
法などの多相重合加工技術によって形成する場合に生ず
る。1982年7月20日発行の米国特許第4,34
0,706号明細書(オオバヤシ等)、1985年3月
19日発行の米国特許第4,506,052号明細書
(フレッシャー等)および1988年4月5日発行の米
国特許第4,735,987号明細書(モリタ等)参
照。これらの球状粒子は、ゲル閉塞する傾向があるの
で、多相重合加工技術は、ヒドロゲル形成吸収性重合体
を合成する際には余り望ましくないとみなされている。
1992年6月23日発行の米国特許第5,124,1
88号明細書(ロエ等)参照。
【0011】毛管能力を改善し且つこのようにゲル閉塞
を最小限にするために、これらのヒドロゲル形成吸収性
重合体の粒子は、典型的にはシートまたはストリップの
形で、粒子間架橋凝集体マクロ構造物に成形されてい
る。これらの凝集体マクロ構造物は、最初に、ヒドロゲ
ル形成吸収性重合体の粒子をグリセロール、水などの非
イオン架橋剤およびイソプロパノールなどの親水性有機
溶媒の溶液と混合することによって製造されている。1
992年4月7日発行の米国特許第5,102,597
号明細書(ロエ等)、1992年6月23日発行の米国
特許第5,124,188号明細書(ロエ等)、および
1992年9月22日発行の米国特許第5,149,3
44号明細書(ラールマン等)参照。ヒドロゲル形成吸
収性重合体の粒子をキメン(KYMENE)などの陽イオンア
ミノ−エピクロロヒドリン付加物で架橋した改良多孔性
凝集体マクロ構造物を開示している1994年6月23
日発行の米国特許第5,324,561号明細書(レザ
イ等)も参照。
【0012】吸収性重合体の粒状性状は保持されるの
で、これらのマクロ構造物は、マクロ構造物が流体浸透
性である(即ち、毛管輸送チャンネルを有する)ように
相互連結されている隣接粒子間の細孔を与える。粒子間
に形成される粒子間架橋結合のため、得られるマクロ構
造物は、改善された構造一体性、増大された流体捕捉お
よび分布速度、および最小のゲル閉塞特性をも有する。
そうであるとしても、これらのマクロ構造物の流体取扱
能力は、依然として、原料であるヒドロゲル形成吸収性
重合体の粒子の流体取扱能力に多少依存する。例えば、
低ゲル強度ヒドロゲル形成吸収性重合体またはヒドロゲ
ル形成吸収性重合体の球状粒子から作られたマクロ構造
物は、依然として、潜在的にゲル閉塞を受けやすい。ま
た、表面架橋ヒドロゲル形成吸収性重合体から作られた
マクロ構造物は、依然として、最適の浸透特性より低い
浸透特性を有する。
【0013】従って、(1)各種の方法によって作られ
たヒドロゲル形成吸収性重合体を使用することができ、
(2)ゲル閉塞する傾向が少なく、(3)最適の浸透特
性を有し、および/または(4)流体取扱能力の改善さ
れた組み合わせを与える結合吸収性粒子の吸収性凝集体
マクロ構造物を作ることができることが望ましいであろ
う。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、粒子間結合凝
集体を含む改善された流体取扱能力を有する多孔性吸収
性マクロ構造物に関する。これらの凝集体は、実質上水
不溶性吸収性ヒドロゲル形成重合体物質からなる多数の
相互連結架橋粒子からなる。このヒドロゲル形成重合体
物質は、(a)サリン流伝導率(Saline Flow Conducti
vity)(SFC)値少なくとも約5×10-7cm3 秒/g
および閉込圧力0.7psi (5kPa)下での加圧下性能
(Performance under Pressure)(PUP)能力値少な
くとも約23g/gを有する第一ヒドロゲル形成重合体
約50〜約95%と吸収能力値少なくとも約25g/g
を有する第二ヒドロゲル形成重合体約5〜約50%との
混合物、(b)球状粒子の形態の第一ヒドロゲル形成重
合体約20〜約40%と非球状粒子の形態の第二ヒドロ
ゲル形成重合体約60〜約80%との混合物、および
(c)(a)と(b)との組み合わせからなる群から選
ばれる混合物からなる。この粒子間結合凝集体は、隣接
粒子間に細孔を含む。細孔は、相互連通チャンネルによ
って相互連結して液体浸透性マクロ構造物を形成する。
このマクロ構造物の外接乾燥体積は、約0.008mm3
以上である。
【0015】本発明に係る多孔性吸収性マクロ構造物
は、単独または他の吸収性物質との組み合わせで、おむ
つ、成人失禁用パッド、生理用ナプキンなどを含めて各
種の吸収性物品用吸収構造物に有用である。これらの多
孔性吸収性マクロ構造物は、比較的高い流体浸透性およ
び比較的高い流体能力を含めて流体取扱性の特に望まし
い組み合わせを与える。本発明のマクロ構造物は、これ
らの所望の流体取扱性を犠牲にせずに且つゲル閉塞する
傾向なしに広範な各種のヒドロゲル形成吸収性重合体か
ら作ることもできる。実際、より多量のヒドロゲル形成
吸収性重合体の球状粒子を使用する能力は、これらのマ
クロ構造物の製造時により均一な流量などの加工上の利
点を与える。
【0016】
【実施例】定義 「体液」は、尿、経血および腟分泌物を包含する。「含
む(からなる)」は、本発明に従って共同的に使用し得
る各種の成分、部材、工程などを意味する。従って、
「含む」なる用語は、より制限的な用語「本質上からな
る」および「のみからなる」を包含する(これらのうち
の後者のより制限的な用語は当該技術において理解され
ているような標準的な意味を有する)。
【0017】ここで使用するすべての%、比率および割
合は、特に断らない限り、重量基準である。
【0018】I. 多孔性吸収性マクロ構造物 A. 一般的な特徴 本発明に係る多孔性吸収性マクロ構造物は、多量の液
体、例えば、水および/または体滲出物(例えば、尿ま
たは経血)を吸収し且つ次いでこのような液体を通常の
圧力下で保持することができる構造物である。前駆粒子
の粒状性状のため、マクロ構造物は、隣接前駆粒子間に
細孔を有する。これらの細孔は、マクロ構造物が液体浸
透性である(即ち、毛管輸送チャンネルを有する)よう
に相互連通チャンネルによって相互連結されている。
【0019】前駆粒子間に形成される結合のため、得ら
れる凝集体マクロ構造物は、改善された構造一体性、増
大された液体捕捉および分布速度、および最小のゲル閉
塞特性を有する。マクロ構造物が液体と接触する時に、
マクロ構造物は、閉込中圧下においても一般に等方的に
膨潤し、これら液体を前駆粒子間の細孔内に吸収し、次
いで、これら液体を粒子内に吸収することが見出され
た。マクロ構造物の等方的膨潤は、前駆粒子および細孔
が膨潤時においても依然として相対幾何学的形状および
空間関係を維持することを可能にする。すなわち、マク
ロ構造物は、前駆粒子が互いに解離されないので比較的
「流体安定性」であり、それによってゲル閉塞の発生を
最小限にし且つ膨潤時における毛管チャンネルを維持し
且つ拡大し、それゆえマクロ構造物は液体(過剰の液体
であっても)の爾後負荷物を獲得し且つ輸送することが
できる。
【0020】「マクロ構造物」は、実質上乾燥時の外接
体積(即ち、外接乾燥体積)少なくとも約0.008mm
3 、好ましくは少なくとも約10.0mm3 、より好まし
くは少なくとも約100mm3 、より好ましくは約500
mm3 を有する製品を意味する。典型的には、本発明のマ
クロ構造物は、約500mm3 よりもはるかに大きい外接
乾燥体積を有するであろう。本発明の好ましい態様にお
いては、マクロ構造物は、外接乾燥体積約1000mm3
〜約100,000mm3 を有する。
【0021】本発明のマクロ構造物は多数の形状および
大きさを有することができるが、マクロ構造物は、典型
的には、シート、フィルム、シリンダー、ブロック、球
体、繊維、フィラメント、または他の造形エレメントの
形態である。マクロ構造物は、一般に、厚さまたは直径
約0.2mm〜約10.0mmを有するであろう。好ましく
は、吸収性製品での用途の場合には、マクロ構造物は、
シートの形である。「シート」なる用語は、厚さ少なく
とも約0.2mmを有するマクロ構造物を記載する。シー
トは、好ましくは、厚さ約0.5mm〜約10mm、典型的
には約1mm〜約3mmを有するであろう。
【0022】本発明の多孔性吸収性マクロ構造物は、粒
子間結合凝集体からなる。これらの粒子間結合凝集体
は、通常、約8個以上の既に独立した前駆粒子からな
る。ここで使用する個々の前駆粒子の好ましい外接乾燥
体積および大きさのためには、これらの粒子間結合凝集
体は、典型的には、約100,000個以上の個々の前
駆粒子から形成する。これらの個々の前駆粒子は、粒状
物、微粉砕物、球体、フレーク、繊維、凝集体またはア
グロメレートからなることができる。個々の前駆粒子
は、各種の形状、例えば、立方体、棒状、多面体、球
状、丸形、角形、不規則、ランダムな大きさの不規則な
形状、例えば、粉砕または微粉砕工程の微粉砕物、また
は針状、フレーク状、または繊維状などの大きい最大寸
法/最小寸法比を有する形状などを有することができ
る。
【0023】本発明のマクロ構造物を構成する粒子間結
合凝集体は、本質において、隣接粒子を一緒に接合また
は接着することによって形成する。接着剤は、本質上、
これらの粒子の表面に存在する高分子物質である。これ
らの前駆粒子が架橋剤で処理されそして物理的に会合す
る時に、これらの粒子の表面に存在する重合体物質は、
隣接粒子が典型的には粒子間の個別の結合部分として一
緒に接着されるに十分な程塑性であり且つ凝集性(例え
ば、粘着性)である。次いで、粒子間の架橋反応によっ
て、凝集体中の粒子が互いに凝集的に結合したままであ
るように、この接着構造物が固定される。
【0024】B. 前駆吸収性粒子 本発明のマクロ構造物は、多量の液体を吸収することが
できる実質上水不溶性重合体物質を含む前駆粒子から形
成する。このような重合体物質を、以下「ヒドロゲル形
成吸収性重合体」と称する。本発明のマクロ構造物は、
粒子間結合凝集体からなるので、これらのヒドロゲル形
成吸収性重合体物質は、前駆粒子を形成するものに関し
てここで議論する。
【0025】前駆粒子は広範囲にわたって変化する大き
さを有することができるが、特定の粒径分布および大き
さが好ましい。本発明の目的では、粒径は、大きい最大
寸法/最小寸法比を有していない前駆粒子、例えば、繊
維(例えば、粒状物、フレーク、または微粉砕物)の場
合には、篩サイズ分析によって測定される前駆粒子の寸
法として定義される。本発明の目的では、前駆粒子の質
量平均粒径は、得られるマクロ構造物の特性および性質
を決定する際に重要である。前駆粒子の所定の試料の質
量平均粒径は、質量基準で試料の平均粒径である粒径と
定義される。試料の質量平均粒径の測定法は、1994
年6月23日発行の米国特許第5,324,561号明
細書(レザイ等)の試験法のセクションに記載されてい
る。前駆粒子の質量平均粒径は、一般に約20μm〜約
1500μm、より好ましくは約50μm〜約1000
μmであろう。本発明の好ましい態様においては、前駆
粒子は、質量平均粒径約1000μm以下、より好まし
くは約600μm以下、最も好ましくは約500μm以
下を有する。
【0026】大きい最大寸法/最小寸法を有する材料、
例えば、繊維の粒径は、典型的には、最大寸法によって
定義される。例えば、吸収性高分子繊維(即ち、超吸収
性繊維)を本発明のマクロ構造物で使用するならば、繊
維の長さは、「粒径」を定義するために使用される(繊
維のデニールおよび/または直径も特定できる)。本発
明の例示的な態様においては、繊維は、長さ約5mm以
上、好ましくは約10mm〜約100mm、より好ましくは
約10mm〜約50mmを有する。
【0027】これらの前駆粒子を構成するヒドロゲル形
成吸収性重合体物質は、多数の陰イオン官能基、例え
ば、スルホン酸基、より典型的にはカルボキシ基を有す
る。本発明の前駆粒子として使用するのに好適な重合体
物質の例としては、重合性不飽和酸含有単量体から生成
されるものが挙げられる。すなわち、このような単量体
としては、少なくとも1個の炭素対炭素オレフィン二重
結合を含有するオレフィン性不飽和酸および無水物が挙
げられる。より詳細には、これらの単量体は、オレフィ
ン性不飽和カルボン酸および酸無水物、オレフィン性不
飽和スルホン酸およびそれらの混合物から選ぶことがで
きる。ヒドロゲル形成吸収性重合体の製造に好適な単量
体を一般に記載している1994年6月23日発行の米
国特許第5,324,561号明細書(レザイ等)参
照。
【0028】本発明で使用するのに好ましい重合体物質
は、カルボキシ基を含有する。これらの重合体として
は、加水分解デンプン−アクリロニトリルグラフト共重
合体、部分中和デンプン−アクリロニトリルグラフト共
重合体、デンプン−アクリル酸グラフト共重合体、部分
中和デンプン−アクリル酸グラフト共重合体、ケン化酢
酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、加水分解アク
リロニトリルまたはアクリルアミド共重合体、前記共重
合体のいずれかのわずかに網目架橋された重合体、部分
中和ポリアクリル酸、および部分中和ポリアクリル酸の
わずかに網目架橋された重合体が挙げられる。これらの
重合体は、独立に、または2種以上の異なる重合体の混
合物の形のいずれかで使用できる。例えば、これらの種
類のヒドロゲル形成吸収性重合体の代表例が開示されて
いる1978年6月6日発行の米国特許第4,093,
776号明細書(アオキ等)、1987年5月19日発
行の米国特許第4,666,983号明細書(ツバキモ
ト等)、および1988年3月29日発行の米国特許第
4,734,478号明細書(ツバキモト等)参照。
【0029】前駆粒子を作る際に使用するのにより好ま
しい重合体物質は、部分中和ポリアクリル酸のわずかに
網目架橋された重合体およびそれらのデンプン誘導体で
ある。好ましくは、この前駆粒子は、中和されたわずか
に網目架橋されたポリアクリル酸〔即ち、ポリ(アクリ
ル酸ナトリウム/アクリル酸)〕約50〜約95%、好
ましくは約75%を含む。重合体の網目架橋法および典
型的な網目架橋剤は、前記米国特許第4,076,66
3号明細書により詳細に記載されている。
【0030】個々の前駆粒子は、常法に従って形成でき
る。例えば、前駆粒子は、水溶液および他の溶液重合法
を包含する方法によって製造できる。例えば、1988
年4月19日再発行の米国再発行特許第32,649号
明細書(ブラント等)参照。本発明で有用な前駆粒子
は、逆乳化重合法、逆懸濁重合法などの多相重合加工技
術を使用しても製造できる。逆懸濁重合を包含する方法
については、例えば、1982年7月20日発行の米国
特許第4,340,706号明細書(オオバヤシ等)、
1985年3月19日発行の米国特許第4,506,0
52号明細書(フレッシャー等)および1988年4月
5日発行の米国特許第4,735,987号明細書(モ
リタ等)参照。以下に論ずるように、これらの前駆粒子
を作る際に使用する特定の方法は、流体浸透性および能
力特性並びに得られた粒子の形態状を決定する際に重要
であることがある。
【0031】前駆粒子のすべては好ましくは同じ性質を
有する同じ重合体物質から形成するが、常にそうである
必要はない。例えば、若干の前駆粒子は、デンプン−ア
クリル酸グラフト共重合体からなることができる一方、
他の前駆粒子は、部分中和ポリアクリル酸のわずかに網
目架橋された重合体からなることができる。更に、前駆
粒子は、大きさ、形状、吸収能力、または他の性質また
は特性を変化させることができる。本発明の好ましい態
様においては、前駆粒子は、本質的に部分中和ポリアク
リル酸のわずかに網目架橋された重合体からなる。各前
駆粒子は、同様の性質を有する。
【0032】本発明の好ましい態様においては、結合粒
子凝集体を形成するために使用する前駆粒子は、実質的
に乾燥している。「実質的乾燥」は、前駆粒子が前駆粒
子の約50重量%以下、好ましくは約20重量%以下、
より好ましくは約10重量%以下の液体含量、典型的に
は水または他の溶液含量を有することを意味する。一般
に、前駆粒子の液体含量は、前駆粒子の約0.01〜約
5重量%の範囲内である。個々の前駆粒子は、加熱など
の常法によって乾燥することができる。或いは、前駆粒
子が水性反応混合物を使用して形成される場合には、水
は、共沸蒸留によって反応混合物から除去できる。重合
体含有水性反応混合物は、メタノールなどの脱水溶媒で
処理することもできる。これらの乾燥法の組み合わせも
使用できる。次いで、重合体物質の脱水塊は、細断また
は微粉砕して、実質上水不溶性の吸収性ヒドロゲル形成
重合体物質の実質上乾燥前駆粒子を形成することができ
る。
【0033】C. 改善された流体取扱性を与える前駆
粒子の混合物 本発明の鍵となるアスペクトは、(1)異なる流体取扱
性、(2)異なる形状、または(3)両方を有する前駆
粒子の混合物を使用することである。異なる流体取扱
性、形状または両方を有する前駆粒子の混合物は、改善
された全流体取扱能力を得られるマクロ構造物に付与で
きることが見出された。このことは、典型的には、これ
らの混合物から作られた得られるマクロ混合物中の組み
合わせ高流体浸透性/性能および高流体能力として示さ
れる。事実、本発明に係る前駆粒子の混合物から作られ
るマクロ構造物は、所望の流体能力を犠牲にすることな
く「ゲル閉塞」の潜在的な問題を最小限にする。
【0034】本発明の変形(1)に係る混合物は、
(a)比較的高いサリン流伝導率(SFC)値および比
較的高い加圧下性能(PUP)能力(より高いゲル浸透
性/性能のために)を有する第一ヒドロゲル形成重合体
と(b)比較的高い吸収能力を有する第二ヒドロゲル形
成重合体とから作られる前駆粒子からなる。一般に、こ
れらの混合物は、より高いゲル浸透性/性能ヒドロゲル
形成重合体約50〜約95%およびより高い流体能力ヒ
ドロゲル形成重合体約5〜約50%からなる。好ましく
は、これらの混合物は、より高いゲル浸透性/性能ヒド
ロゲル形成重合体約60〜約95%およびより高い流体
能力ヒドロゲル形成重合体約5〜約40%、より好まし
くはより高いゲル浸透性/性能ヒドロゲル形成重合体約
60〜約80%およびより高い流体能力ヒドロゲル形成
重合体約20〜約40%からなる。
【0035】比較的高いサリン流伝導率(SFC)値お
よび比較的高い加圧下性能(PUP)能力を有する本発
明で有用な前駆粒子は、1994年3月29日出願の同
時係属米国特許出願第219,574号明細書(ゴール
ドマン等)に開示されている。これらの高ゲル層浸透性
/性能前駆粒子は、SFC値少なくとも約5×10-7cm
3 秒/g、好ましくは少なくとも約10×10-7cm3
/g、より好ましくは少なくとも約100×10-7cm3
秒/gを有する。典型的には、これらのSFC値は、約
30×10-7cm3 秒/g〜約1000×10-7cm3 秒/
g、より典型的には約50×10-7cm3 秒/g〜約50
0×10-7cm3 秒/g、より典型的には約100×10
-7cm3 秒/g〜約350×10-7cm3 秒/gの範囲内で
ある。これらの高ゲル浸透性/性能前駆粒子は、一般
に、PUP能力少なくとも約23g/g、好ましくは少
なくとも約25g/g、より好ましくは少なくとも約2
9g/gも有する。典型的には、これらのPUP能力値
は、約23〜約35g/g、より典型的には約25〜約
33g/g、より典型的には約29〜約33g/gの範
囲内である。
【0036】比較的高いSFCおよびPUP能力値を有
する前駆粒子を得るのに好ましい方法は、最初に生成し
た重合体の表面架橋を包含する。表面架橋の多数の導入
法は、技術上開示されている。これらとしては、(i )
ヒドロゲル形成吸収性重合体内の現存の官能基と反応さ
せることができる1種以上の二または多官能試薬(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、ポリ第四級アミン)をヒドロゲル形成
吸収性重合体の表面に適用する方法、(ii)他の添加試
薬および場合によってヒドロゲル形成吸収性重合体内の
現存の官能基と反応させて表面での架橋量を増大させる
ことができる二または多官能試薬を表面に適用する方法
(例えば、単量体プラス架橋剤の添加および第二重合反
応の開始)、(iii)追加の多官能試薬を加えないが、追
加の1種以上の反応は、一次重合プロセス時または一次
重合プロセス後にヒドロゲル形成吸収性重合体内の現存
の成分間に誘起して表面またはその付近で高水準の架橋
を発生させる方法(例えば、現存の重合体カルボン酸基
および/またはヒドロキシル基間で無水物および/また
はエステル架橋の生成を誘起するための加熱および架橋
剤が固有に表面近くに多量に存在する懸濁重合法)、お
よび(iv)他の物質を表面に加えて高水準の架橋を誘起
するか、他の方法で得られるヒドロゲルの表面変形性を
減少させる方法が挙げられる。同時または順次のこれら
の表面架橋法の組み合わせも、使用できる。架橋性試薬
に加えて、他の成分を表面に加えて架橋の分布(例え
ば、表面架橋性試薬の広がりおよび浸透)を助長し/制
御することができる。19994年3月29日出願の同
時係属米国特許出願第219,574号明細書(ゴール
ドマン等)参照。
【0037】本発明に係るヒドロゲル形成吸収性重合体
の表面架橋を行うのに好適な一般的な方法は、1985
年9月17日発行の米国特許第4,541,871号明
細書(オオバヤシ)、1992年10月1日公告の公告
PCT出願WO第92/16565号明細書(スタンレ
ー)、1990年8月9日公告の公告PCT出願WO第
90/08789号明細書(タイ)、1993年3月1
8日公告の公告PCT出願WO第93/05080号明
細書(スタンレー)、1989年4月25日発行の米国
特許第4,824,901号明細書(アルキサンダ
ー)、1989年1月17日発行の米国特許第4,78
9,861号明細書(ジョンソン)、1986年5月6
日発行の米国特許第4,587,308号明細書(マキ
タ)、1988年3月29日発行の米国特許第4,73
4,478号明細書(ツバキモト)、1992年11月
17日発行の米国特許第5,164,459号明細書
(キムラ等)、1991年8月29日公告の公告独国特
許出願第4,020,780号明細書(ダーメン)、お
よび1992年10月21日公告の公告欧州特許出願第
509,708号明細書(ガートナー)に開示されてい
る。1994年3月29日出願の同時係属米国特許出願
第219,574号明細書(ゴールドマン等)、特に例
1〜4も参照。比較的高いSFCおよびPUP能力値を
有する好適なヒドロゲル形成吸収性重合体としては、ニ
ッポン・ショクバイ製のL76lf、ヘミシェ・ファブ
リク・ストックハウゼン製のSXP、ダウ・ケミカル製
のXZおよびナルコ・ケミカル製のXP−30が挙げら
れる。
【0038】比較的高い吸収能力および比較的高い吸収
(AAP)値を有する本発明で有用な前駆粒子は、19
78年2月28日発行の米国特許第4,076,663
号明細書(マツダ等)、1988年4月19日再発行の
米国再発行特許第32,649号明細書(ブラント
等)、1986年11月25日発行の米国特許第4,6
25,001号明細書(ツバキモト等)、1987年3
月19日発行の米国特許第4,666,983号明細書
(ツバキモト等)、1988年3月29日発行の米国特
許第4,734,478号明細書(ツバキモト等)、1
988年4月5日発行の米国特許第4,735,987
号明細書(モリタ等)、1990年11月27日発行の
米国特許第4,973,632号明細書(ナガスナ
等)、1993年11月23日発行の米国特許第5,2
64,471号明細書(チメリール)および1993年
3月10日公告の欧州特許出願第530,438号明細
書(チャンバーズ等)(それらのすべてを編入)に開示
されている。「吸収能力」は、接触する流体を吸収する
所定の重合体物質の能力を意味し且つ吸収すべき流体の
性状および液体が重合体物質と接触する方式に応じて有
意に変化させることができる。本発明の目的では、吸収
能力は、合成尿g/重合体物質1gの単位で表わして所
定の重合体物質によって吸収される合成尿の量に関して
定義される。以下の試験法セクション参照。AAP値
は、ヒドロゲル形成重合体の要求吸収性、即ち、外圧
0.3psi に付した時の重合体の吸収能力を反映する。
以下の試験法セクション参照。これらの高流体能力前駆
粒子は、重合体1g当たり合成尿少なくとも約25g、
より好ましくは少なくとも約35g、より好ましくは少
なくとも約45gの吸収能力値を有する。典型的には、
これらの高流体能力前駆粒子は、重合体物質1g当たり
合成尿約25〜約70g、より典型的には約40〜約6
0gの吸収能力値を有する。
【0039】比較的高い吸収能力を有するこれらの前駆
粒子を得るのに好ましい方法は、水溶液または他の溶液
重合法を包含する。前記米国再発行特許第32,649
号明細書に記載のように、水溶液重合は、水性反応混合
物を使用して重合を行って前駆粒子を形成することを包
含する。次いで、水性反応混合物は、混合物中で、実質
上水不溶性のわずかに網目架橋された重合体物質を製造
するのに十分である重合条件に付す。比較的高い吸収能
力およびAAP値を有する好適なヒドロゲル形成吸収性
重合体としては、限定しないが、ヘキスト・セラニーズ
製のIM1000、ニッポン・ショクバイ製のL74お
よびニッポン・ゴーセイ製のF201が挙げられる。
【0040】本発明の変形(2)に係る混合物は、
(a)第一ヒドロゲル形成重合体の球状凝集体(典型的
には懸濁重合法によって製造)を包含できる球状粒子の
形態の第一ヒドロゲル形成重合体と(b)典型的には塊
状重合法によって製造する非球状または不規則な形状の
粒子の形態の第二ヒドロゲル形成重合体とから作られる
前駆粒子からなる。排他的にヒドロゲル形成吸収性重合
体の球状粒子から作られたマクロ構造物がゲル閉塞する
傾向がある理由は、より乏しい流体浸透性を有する最密
コンパクト化構造が形成されるためであると考えられ
る。非球状(不規則)粒子の配合が、マクロ構造物、特
にシート形のマクロ構造物の製造時に球状粒子の自己集
成性状を撹乱することが見出された。その結果、マクロ
構造物は、もはや流体を閉塞する傾向がなくなるのであ
る。
【0041】一般に、変形(2)に係るこれらの混合物
は、球状粒子約5〜約50%および非球状粒子約50〜
約95%からなる。好ましくは、これらの混合物は、球
状粒子約10〜約50%および非球状粒子約50〜約9
0%からなり、より好ましくは球状粒子約20〜約40
%および非球状粒子約60〜約80%からなる。
【0042】球状粒子および球状凝集体は、逆乳化重合
法、逆懸濁重合法などの多相重合加工技術によって得る
ことができる。逆乳化重合法または逆懸濁重合法におい
ては、水性反応混合物は、シクロヘキサンなどの水不混
和性不活性有機溶媒のマトリックス中に小さい液滴の形
で懸濁する。得られた前駆粒子は、一般に、形状が球状
である。逆懸濁重合法は、1978年6月6日発行の米
国特許第4,093,776号明細書(アオキ等)、1
982年7月20日発行の米国特許第4,340,70
6号明細書(オオバヤシ等)、米国特許第4,446,
261号明細書(ヤマサキ等)、1985年3月19日
発行の米国特許第4,506,052号明細書(フレッ
シャー等)、1985年9月17日発行の米国特許第
4,541,871号明細書(オオバヤシ等)、198
7年10月6日発行の米国特許第4,698,414号
明細書(クラム等)、1988年4月5日発行の米国特
許第4,735,987号明細書(モリタ等)1989
年5月23日発行の米国特許第4,833,179号明
細書(ヤング等)、および1993年1月13日公告の
欧州特許出願第522,570号明細書に開示されてい
る。ヒドロゲル形成吸収性重合体の好適な球状粒子とし
ては、ニッポン・ゴーセイ製のF201およびミツビシ
・ケミカル製のベース(Base)60が挙げられる。
【0043】非球状または不規則な形状の粒子は、水溶
液重合法または他の溶液重合法を含めて塊状重合法によ
って得ることができる。前記米国再発行特許第32,6
49号明細書に記載のように、水溶液重合は、水性反応
混合物を使用して重合を行って前駆粒子を形成すること
を包含する。次いで、水性反応混合物を、混合物中で、
実質上水不溶性のわずかに網目架橋された重合体物質を
製造するのに十分である重合条件に付す。次いで、それ
によって生成された重合体物質の塊を、微粉砕または細
断して個々の前駆粒子を形成する。ヒドロゲル形成吸収
性重合体の好適な非球状粒子としては、ニッポン・ショ
クバイ製のL76lf、ヘミッシェ・ファブリク・スト
ックハウゼン製のSXPまたはSXM、およびナルコ・
ケミカル製の1180またはXP30が挙げられる。
【0044】D. 架橋剤 本発明に係るマクロ構造物を製造する際に、架橋剤は、
吸収性前駆粒子の混合物の表面における架橋を与えるた
めに使用される。このことは、典型的には、架橋剤をこ
れらの粒子中の重合体物質と反応させる結果生ずる。典
型的には、吸収性前駆粒子の重合体物質は、架橋剤と共
有エステル型結合を形成する陰イオン官能基、好ましく
はカルボキシ官能基を有する。有効に架橋された吸収性
粒子のこれらの部分は、水性流体(体液)の存在下で粒
子の他の非架橋部分と比較して余り膨潤しないであろ
う。
【0045】この目的に好適な架橋剤は、非イオン化合
物であることができ且つ1分子当たりカルボキシ基と反
応させることができる少なくとも2個の官能基を有す
る。例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、グリセロール(1,2,
3−プロパントリオール)、ポリグリセロール、プロピ
レングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−
プロパンジオール、トリメチロールプロパン、ジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、ポリオキシプロピ
レン、オキシエチレン−オキシプロピレンブロック共重
合体、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン
ソルビタン脂肪酸エステル、ペンタエリトリトール、ソ
ルビトールなどの多価アルコール;エチレングリコール
ジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリ
シジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテ
ル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリ
セロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグ
リシジルエーテル、ペンタエリトリトールポリグリシジ
ルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテ
ル、プロピレングリコールジグリシジルエーテルなどの
ポリグリシジルエーテル化合物;2,2−ビスヒドロキ
シメチルブタノール−トリス〔3−(i −アジリジン)
プロピオネート〕、1,6−ヘキサンメチルトルエンジ
エチレン尿素、ジフェニルメタン−ビス−4,4′−
N,N′−ジエチレン尿素などのポリアジリジン化合
物;エピクロロヒドリン、α−メチルフルオロヒドリン
などのハロエポキシ化合物;グルタルアルデヒド、グリ
オキサゾールなどのポリアルデヒド化合物;エチレンジ
アミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミ
ン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサ
ミン、ポリエチテンイミンなどのポリアミン化合物;お
よび2,4−トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレ
ンジイソシアネートなどのポリイソシアネート化合物を
包含する各種の非イオン架橋剤を開示している1992
年4月7日発行の米国特許第5,102,597号明細
書(ロエ等)参照。特に好ましい非イオン架橋剤は、グ
リセロールである。
【0046】本発明で使用するのに好ましい架橋剤は、
エピクロロヒドリンと或る種類の単量体または重合体ア
ミンとの付加物である。好適な陽イオンアミノ−エピク
ロロヒドリン付加物架橋剤を開示している1994年6
月23日発行の米国特許第5,324,561号明細書
(レザイ等)参照。これらのアミノ−エピクロロヒドリ
ン付加物、特にこれらの付加物の高分子樹脂バージョン
は、表面前駆粒子で重合体物質とのみ反応するので、好
ましい架橋剤である。加えて、これらの付加物、特に高
分子樹脂バージョンの陽イオン官能基(アゼテジニウム
基)は、室温(例えば、約18〜約25℃)でさえ、吸
収性粒子の重合体物質の陰イオン官能基、典型的にはカ
ルボキシ官能基と非常に迅速に反応すると考えられる。
その結果、かなりささやかな量(例えば、粒子の約1重
量%と同じ位少ない量)のこれらのアミノ−エピクロロ
ヒドリン付加物が、吸収性前駆粒子に存在する重合体物
質の有効な表面架橋を与えるために必要とされる。
【0047】架橋剤として有用な好適な陽イオンアミノ
−エピクロロヒドリン付加物としては、エピクロロヒド
リンを構造中に第一級または第二級アミノ基を有する単
量体ジ−、トリ−および高級アミン、例えば、ビス−2
−アミノエチルエーテル、N,N−ジメチルエチレンジ
アミン、ピペラジン、エチレンジアミン、N−アミノエ
チルピペラジン、およびジアルキレントリアミン、例え
ば、ジエチレントリアミン、およびジプロピレントリア
ミン、高分子アミン、例えば、ポリエチレンイミンおよ
びポリアルキレンポリアミンおよび飽和C3 〜C10二塩
基性カルボン酸から誘導される或るポリアミド−ポリア
ミンと反応させるものが挙げられる。これらのエピクロ
ロヒドリン/ポリアミド−ポリアミン付加物は、技術上
紙製品用湿潤強度樹脂として公知である。より好ましい
エピクロロヒドリン/ポリアミド−ポリアミン付加物
は、2〜4個のエチレン基、2個の第一級アミン基およ
び1〜3個の第二級アミン基を含有するポリエチレンポ
リアミンおよび飽和脂肪族C3 〜C10ジカルボン酸、よ
り好ましくは炭素数3〜8のもの、例えば、マロン酸、
コハク酸、グルタル酸、アジピン酸(ジグリコール酸と
一緒に)から誘導されるものである。架橋剤としてここ
で特に好ましい陽イオンポリアミド−ポリアミン−エピ
クロロヒドリン樹脂は、ハーキュレス・インコーポレー
テッドによって商品名キメンで市販されている。ジエチ
レントリアミンとアジピン酸との反応生成物であるポリ
アミド−ポリアミンのエピクロロヒドリン付加物である
キメン557H、キメン557LXおよびキメン557
PLUSが、特に有用である。それらは、典型的には、
樹脂活性成分約10〜約33重量%を含有する陽イオン
樹脂物質の水溶液の形で市販されている。
【0048】E. 粒子間結合凝集体およびマクロ構造
物の製造 多孔性吸収性マクロ構造物を構成する粒子間結合凝集体
を製造する際に、吸収性前駆粒子の混合物は、有効な架
橋を生じさせるため、すなわち粒子の架橋表面は水性体
液の存在下で非架橋部分と比較して膨潤が少なくなるよ
うに粒子の表面で重合体物質と反応させるのに十分な量
の架橋剤で処理する。「十分量」の架橋を構成するもの
は、処理する特定の吸収性前駆粒子、使用する架橋剤、
粒子間結合凝集体を形成する際に望まれる特定の効果お
よび同様の因子を含めて多数の因子に依存する。199
2年4月7日発行の米国特許第5,102,597号明
細書(ロエ等)(グリセロールなどの非イオン架橋
剤)、および1994年6月23日発行の米国特許第
5,324,561号明細書(レザイ等)(陽イオンア
ミノ−エピクロロヒドリン付加物架橋剤)参照。
【0049】吸収性前駆粒子および架橋剤のほかに、他
の成分または薬剤が粒子間結合凝集体を製造する際に助
剤として使用できる。例えば、水は、典型的には、その
水性処理液を調製するために架橋剤と併用される。水
は、架橋剤の前駆粒子の表面上への均一な分散を促進し
且つ架橋剤のこれらの粒子の表面領域への浸透を生ず
る。水は、処理された前駆粒子間のより強い物理的会合
も促進して、得られる粒子間結合架橋凝集体のより大き
い一体性を与える。水の実際の使用量は、使用する架橋
剤の種類、前駆粒子を形成する際に使用する重合体物質
の種類、これらの前駆粒子の粒径、他の任意成分(例え
ば、グリセロール)の配合および同様の因子に応じて変
化させることができる。1992年4月7日発行の米国
特許第5,102,597号明細書(ロエ等)(グリセ
ロールなどの非イオン架橋剤)、および1994年6月
23日発行の米国特許第5,324,561号明細書
(レザイ等)(陽イオンアミノ−エピクロロヒドリン付
加物架橋剤)参照。
【0050】絶対に必要であるというわけではないが、
有機溶媒を、通常、架橋剤の前駆粒子の表面上への均一
な分散を促進するために使用することができる。これら
の有機溶媒は、典型的には、親水性であり、それらとし
てはメタノール、エタノールなどの低級アルコール;
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホル
ムアミドなどのアミド;ジメチルスルホキシドなどのス
ルホキシドが挙げることができる。親水性溶媒の実際の
使用量は、使用する付加物、前駆粒子を形成する際に使
用する重合体物質、これらの前駆粒子の粒径および同様
の因子に応じて変化させることができる。1992年4
月7日発行の米国特許第5,102,597号明細書
(ロエ等)(グリセロールなどの非イオン架橋剤)、お
よび1994年6月23日発行の米国特許第5,32
4,561号明細書(レザイ等)(陽イオンアミノ−エ
ピクロロヒドリン付加物架橋剤)参照。
【0051】他の任意成分も、架橋剤、特にその水性処
理液と併用できる。処理液は特に陽イオンアミノ−エピ
クロロヒドリン付加物を架橋剤として使用する時に可塑
剤を包含することが特に好ましい。1994年6月23
日発行の米国特許第5,324,561号明細書(レザ
イ等)参照。好適な可塑剤としては、単独または他の成
分、例えば、グリセロール、プロピレングリコール(即
ち、1,2−プロパンジオール)、1,3−プロパンジ
オール、エチレングリコール、ソルビトール、スクロー
ス、高分子溶液、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルアルコールのエステル前駆物質、またはポリエチ
レングリコールまたはそれらの混合物との組み合わせの
水が挙げられる。可塑剤中のこれらの他の成分、例え
ば、グリセロールは、保湿剤、補助可塑剤または両方と
して作用すると考えられ、水は一次可塑剤である。本発
明で使用するのに好ましい可塑剤は、特に陽イオンアミ
ノ−エピクロロヒドリン付加物の水性処理液の一部分と
して配合する時に、グリセロール対水の重量比約0.
5:1から約2:1、好ましくは約0.8:1から約
1.7:1のグリセロールと水との混合物である。
【0052】可塑剤の実際の使用量は、使用する特定の
可塑剤、前駆粒子を形成する際に使用する重合体物質の
種類、および可塑剤から望まれる特定の可撓性効果に応
じて変化できる。典型的には、可塑剤は、前駆粒子10
0重量部当たり約5〜約100重量部、好ましくは約5
〜約60重量部、より好ましくは約10〜約30重量
部、より好ましくは約15〜約20重量部の量で使用さ
れる。1994年6月23日発行の米国特許第5,32
4,561号明細書(レザイ等)参照。
【0053】本発明の方法においては、吸収性前駆粒子
は、各種の技術のいずれかによって陽イオンアミノ−エ
ピクロロヒドリン付加物、典型的にはその溶液で処理で
きる。これらとしては、吸収性前駆粒子を陽イオンアミ
ノ−エピクロロヒドリン付加物またはその溶液で被覆す
る方法、ダンピングする方法、注ぐ方法、滴下する方
法、噴霧する方法、微粒化する方法、凝縮する方法、ま
たは浸漬する方法を含めて、溶液を材料に適用するいか
なる方法も挙げられる。「適用」は、互いに結合すべき
前駆粒子の少なくとも若干の表面積の少なくとも一部分
が表面架橋を生ずるのに有効な量の付加物をその上に有
することを意味する。換言すれば、陽イオン付加物は、
前駆粒子の若干上、前駆粒子のすべて上、前駆粒子の若
干またはすべての表面の一部分上、または前駆粒子の若
干またはすべての全表面上に適用できる。好ましくは、
付加物は、前駆粒子間の粒子間結合の効率、強度および
密度並びにこれらの前駆粒子の表面中の重合体物質の所
望の表面架橋を高めるために吸収性前駆粒子の大部分、
好ましくはすべての全表面上に被覆する。
【0054】処理液を前駆粒子上に適用した後、処理さ
れた前駆粒子は、前駆粒子を処理液で十分に被覆するこ
とを保証するために多数の混合技術または加層技術のい
ずれかによって一緒に混合または加層できる。1992
年4月7日発行の米国特許第5,102,597号明細
書(ロエ等)(グリセロールなどの非イオン架橋剤)、
および1994年6月23日発行の米国特許第5,32
4,561号明細書(レザイ等)(陽イオンアミノ−エ
ピクロロヒドリン付加物架橋剤)参照。処理液適用前、
適用時または適用後に、前駆粒子は、一緒に物理的に会
合して凝集体マクロ構造物を形成する。前駆粒子は、好
ましくは、会合剤を前駆粒子上に適用し、前駆粒子を会
合剤が適用された前駆粒子の表面の少なくとも部分に物
理的に接触することによって、互いに物理的に会合す
る。本発明で有用な会合剤としては、親水性有機溶媒、
典型的にはメタノール、エタノールなどの低分子量アル
コール;水;親水性有機溶媒と水との混合物;架橋剤、
またはそれらの混合物が挙げられる。好ましい会合剤
は、水、メタノール、エタノール、陽イオン高分子アミ
ノ−エピクロロヒドリン樹脂、例えば、キメン557H
または557LXまたはPLUS、またはそれらの混合
物である。典型的には、会合剤は、架橋剤の適用工程を
会合剤の適用工程と同時に行うように架橋剤を包含する
混合物からなる。
【0055】会合剤は、会合剤を前駆粒子上に被覆する
方法、ダンピングする方法、注ぐ方法、噴霧する方法、
微粒化する方法、凝縮する方法、または浸漬する方法を
含めて溶液を物質に適用するために使用する各種の技術
および装置のいずれかによって前駆粒子に適用できる。
1992年4月7日発行の米国特許第5,102,59
7号明細書(ロエ等)(グリセロールなどの非イオン架
橋剤)、および1994年6月23日発行の米国特許第
5,324,561号明細書(レザイ等)(陽イオンア
ミノ−エピクロロヒドリン付加物架橋剤)参照。会合剤
を前駆粒子に適用した時に、前駆粒子は、多数の異なる
方式で一緒に物理的に接触できる。例えば、会合剤単独
は、粒子を接触状態に一緒に保持できる。或いは、重力
は、例えば、前駆粒子を加層することによって、前駆粒
子間の接触を保証するために使用できる。更に、粒子
は、前駆粒子間の接触を保証するために固定容積を有す
る容器に入れることができる。
【0056】前駆粒子は、或いは、前駆粒子が互いに接
触するように前駆粒子を物理的に束縛することによって
一緒に物理的に会合できる。例えば、前駆粒子は、前駆
粒子が互いに物理的に接触するように固定容積を有する
容器に密充填できる。或いは、または前記方法との組み
合わせで、重力(例えば、加層)は、前駆粒子を物理的
に会合するために使用できる。また、前駆粒子は、静電
気引力により、またはそれらを一緒に接着するための接
着剤(例えば、水溶性接着剤などの接着物質)の導入に
より、一緒に物理的に会合できる。また、前駆粒子は、
前駆粒子が基体によって互いに接触させられるように第
三部材(基体)に結合できる。
【0057】本発明のマクロ構造物を形成する別の方法
においては、前駆粒子の凝集体は、各種の幾何学的形
状、空間関係および密度に造形して、規定の形状、大き
さおよび/または密度を有する凝集体を形成する。凝集
体は、技術上既知の通常の造形技術によって造形でき
る。凝集体を造形するのに好ましい方法としては、注
型、成型、または成形操作が挙げられる。注型および成
型技術は、一般に、前駆粒子を製造された型キャビティ
ーに導入し、圧力を凝集体に適用し(圧縮し)て凝集体
を型キャビティーの形状と同じ形にさせることを包含す
る。ここで使用するための特定の成型技術の例として
は、圧縮成型、射出成型、押出または積層が挙げられ
る。例えば、多数の前駆粒子は、固定体積の型キャビテ
ィーを有する容器に加え、凝集体を得られるマクロ構造
物が同じ形状を有するように圧縮して型キャビティーの
形状と同じ形にできる。成形技術は、各種の操作を凝集
体に施して形状、および/または大きさおよび/または
密度を修正することを包含する。ここで使用するための
特定の成形技術の例としては、圧延、鍛造、押出、紡
糸、被覆または引き抜き操作が挙げられる。例えば、前
駆粒子と少なくとも1種の陽イオンアミノ−エピクロロ
ヒドリンとの凝集体混合物は、一対の圧密ロール間に通
過して凝集体シートを形成できる。或いは、凝集体混合
物は、オリフィスを通して押し出してオリフィスの形状
に対応する形状を有する凝集体を形成できる。更に、凝
集体混合物を、表面上に注型して、所望の形状または表
面形態を有する凝集体に形成できる。これの技術のいず
れかまたはすべても、組み合わせて使用して造形凝集体
を形成できる。技術上既知のいかなる好適な装置も、こ
のような操作を行うために使用でき、操作は熱い且つ/
または冷たいかのいずれかの装置の材料または部分を使
用して遂行できる。本発明の凝集体マクロ構造物をシー
トに連続的に成形するのに好ましい方法および装置は、
1994年6月23日発行の米国特許第5,324,5
61号明細書(レザイ等)(陽イオンアミノ−エピクロ
ロヒドリン付加物架橋剤)に記載されている。特に米国
特許第5,324,561号明細書からの図9および付
随説明参照。
【0058】処理液を適用し、前駆粒子を互いに物理的
に会合して凝集体を形成し且つ凝集体を造形するのと同
時またはその後に、架橋剤を前駆粒子の物理的会合を維
持しながら前駆粒子の重合体物質と反応させて、凝集体
マクロ構造物中の前駆粒子中に有効な表面架橋を与え
る。1992年4月7日発行の米国特許第5,102,
597号明細書(ロエ等)(グリセロールなどの非イオ
ン架橋剤)、および1994年6月23日発行の米国特
許第5,324,561号明細書(レザイ等)(陽イオ
ンアミノ−エピクロロヒドリン付加物架橋剤)参照。本
発明で架橋剤として使用できるアミノ−エピクロロヒド
リン付加物の比較的反応性の陽イオン官能基のため、こ
の架橋反応は、周囲室温を含めて比較的低温で行うこと
ができる。このような室温硬化は、処理液が可塑剤、例
えば、水とグリセロールとの混合物を追加的に含有する
時に特に望ましい。室温より有意に高い温度での硬化
は、揮発性のため可塑剤を追い出し、このように得られ
た粒子間結合凝集体を可塑化するために追加の工程を必
要とすることがある。このような室温硬化は、典型的に
は、約18〜約35℃の温度で約12〜約48時間行
う。好ましくは、このような室温硬化は、約18〜約2
5℃の温度で約24〜約48時間行う。
【0059】架橋反応は、室温で行わせることができる
が、このような硬化は、高温で行って反応を加速するこ
ともできる。高温硬化は、典型的には、処理され且つ会
合された前駆粒子を加熱して架橋反応を短時間、典型的
には分の単位で生じさせることを包含する。この加熱工
程は、技術上周知の各種のオーブンまたは乾燥機を含め
て多数の通常の加熱装置を使用して行うことができる。
【0060】一般に、加熱硬化は、約50℃以上の温度
で架橋反応を完了するのに十分な時間行うことができ
る。加熱硬化で使用する特定の温度および時間は、使用
する特定の架橋剤および前駆粒子に存在する重合体物質
に依存するであろう。1992年4月7日発行の米国特
許第5,102,597号明細書(ロエ等)(グリセロ
ールなどの非イオン架橋剤)、および1994年6月2
3日発行の米国特許第5,324,561号明細書(レ
ザイ等)(陽イオンアミノ−エピクロロヒドリン付加物
架橋剤)参照。好ましい陽イオンアミノ−エピクロロヒ
ドリン付加物の場合には、加熱硬化は、一般に、約50
〜約205℃の温度で約1〜約20分間行う。好ましく
は、加熱硬化は、約180〜約200℃の温度で約5〜
約15分間行う。
【0061】処理された前駆粒子の物理的会合は、架橋
が生ずる時に、隣接前駆粒子が一緒に凝集的に結合する
ように硬化工程で維持することが必要である。力または
応力が架橋反応時に存在する前駆粒子を解離するのに十
分であるならば、前駆粒子の不十分な結合が生ずること
がある。これにより、不良な構造一体性を有する凝集体
が生ずることがある。前駆粒子の物理的会合は、典型的
には、最小解離力または応力が硬化工程時に導入される
ことを保証することによって維持される。
【0062】マクロ構造物を製造するための工程は、特
定の順序で行うことは必要ではなく且つ同時に行うこと
ができる。例えば、処理液は、前駆粒子の物理的会合と
同時に適用し、好ましい形状および典型的には所望の密
度に造形し、次いで、架橋剤は、前記工程を完了した直
後または凝集体を所定時間放置させた後のいずれかに、
前駆粒子の重合体物質と反応させて、同時に前駆粒子を
表面架橋し且つ凝集体マクロ構造物を形成できる。典型
的には、前駆粒子は、架橋剤と水と保湿剤および/また
は補助可塑剤(例えば、グリセロール)と親水性有機溶
媒(例えば、メタノール)との溶液と混合するか噴霧し
て、互いに接着された凝集体を形成する。その後、接着
された凝集体(即ち、会合前駆粒子および水性混合物)
を前記のような押出技術と圧延技術との組み合わせによ
って緻密化シートに造形する。その後、架橋剤を室温硬
化または加熱硬化によって重合体物質と反応させて、前
駆粒子の表面で架橋を生ずるのと同時に凝集粒子間結合
凝集体マクロ構造物を形成する。
【0063】マクロ構造物は、表面架橋を効果的にする
ために硬化後に可塑剤で処理することもできる。好適な
可塑剤としては、単独、または前記保湿剤/補助可塑
剤、好ましくはグリセロールとの組み合わせの水が挙げ
られる。可塑剤は、可塑剤をマクロ構造物上に噴霧する
方法、被覆する方法、微粒化する方法、浸漬する方法、
またはダンピングする方法を含めて多数の異なる方法で
マクロ構造物に適用できる。或いは、水単独の場合に
は、マクロ構造物は、高湿度環境(例えば、70%より
も高い相対湿度)に入れることができる。マクロ構造物
に適用する可塑剤の量は、使用する特定の可塑剤および
望まれる効果に応じて選ぶことができる。典型的には、
可塑剤の適用量は、マクロ構造物100重量部当たり約
5〜約100重量部、好ましくは約5〜約60重量部で
ある。特に好ましい可塑剤は、約0.5:1から約2:
1、好ましくは約0.8:1から約1.7:1の重量比
のグリセロールと水との混合物からなる。
【0064】各種の繊維材料は、本発明のマクロ構造物
で補強部材として使用できる。通常の吸収性製品で使用
するのに好適であるいかなる種類の繊維材料も、本発明
のマクロ構造物で使用するのにも好適である。このよう
な繊維材料の特定例としては、セルロース繊維、変性セ
ルロース繊維、レーヨン、ポリプロピレン、およびポリ
エステル繊維、例えば、ポリエチレンテレフタレート
〔ダクロン(DACRON)〕、親水性ナイロン〔ヒドロフィ
ル(HYDROFIL)〕などが挙げられる。既述の若干のもの
に加えて本発明で使用するための他の繊維材料の例とし
ては、親水化疎水性繊維、例えば、ポリエチレン、ポリ
プロピレンなどのポリオレフィン、ポリアクリル、ポリ
アミド、ポリスチレン、ポリウレタンなどに由来する界
面活性剤処理またはシリカ処理熱可塑性繊維である。事
実、それら自体およびそれらだけでは余り吸収性ではな
く且つそれゆえ通常の吸収性構造物で有用であるのに十
分な吸収能力のウェブを与えない親水化疎水性繊維は、
良好な灯心作用性によって本発明のマクロ構造物で使用
するのに好適である。このことは、本発明のマクロ構造
物において、繊維の灯心作用傾向が本発明のマクロ構造
物の高い流体取込速度およびゲル閉塞性の欠如のため繊
維材料自体の吸収能力よりも重要ではないとしても同じ
位重要であるからである。合成繊維は、一般に、マクロ
構造物の繊維成分としてここで使用するのに好ましい。
ポリオレフィン繊維、好ましくはポリエチレン繊維がよ
り好ましい。
【0065】本発明の或るマクロ構造物で有用であるこ
とがある他のセルロース系繊維材料は、化学剛化セルロ
ース系繊維である。好ましい化学剛化セルロース系繊維
は、セルロース繊維を架橋剤で内部架橋することによっ
て製造できる剛化加撚カール化セルロース系繊維であ
る。本発明の親水性繊維材料として有用な好適な剛化加
撚カール化セルロース繊維は、1989年12月19日
発行の米国特許第4,888,093号明細書(ディー
ン等)、1989年12月26日発行の米国特許第4,
889,595号明細書(ヘロン等)、1989年12
月26日発行の米国特許第4,889,596号明細書
(ショッゲン等)、1989年12月26日発行の米国
特許第4,889,597号明細書(ボーボン等)、お
よび1990年2月6日発行の米国特許第4,898,
647号明細書(ムーア等)に非常に詳細に記載されて
いる。
【0066】「親水性」は、繊維上にデポジットされた
液体によってぬれる繊維または繊維の表面を記載する
(即ち、繊維が実際に流体を吸収するかゲルを形成する
かどうかに関係なしに水または水性体液が繊維の表面上
またはそれを超えて容易に広がるならば)。材料のぬれ
に関する技術の状態は、包含される液体および固体の接
触角および表面張力による疎水性(およびぬれ)の定義
を可能にする。このことは、アメリカン・ケミカル・ソ
サエティーの刊行物「Contact Angle,Wettability, and
Adhesion 」(ロバート・エフ・ゴウルド編、1964
年著作権)に詳細に論じられている。繊維または繊維の
表面は、液体と繊維または表面との間の接触角が90°
未満である時または液体が繊維の表面を横切って自発的
に広がる傾向があるであろう時に液体によってぬれると
言われる。両方の条件は通常共存する。
【0067】繊維材料は、繊維を架橋剤と共に処理液に
導入することにより、処理液適用前に前駆粒子と混合す
ることにより、または繊維材料を処理液/前駆粒子混合
物に加えることにより、マクロ構造物に添加できる。例
えば、繊維材料は、処理液/前駆粒子混合物に混練でき
る。繊維材料は、好ましくは、繊維材料がマクロ構造物
全体にわたって均一に分散されるように溶液と十分に混
合する。また、繊維は、好ましくは、付加物と前駆粒子
の重合体物質との反応前に加える。
【0068】F. 任意の基体層 所望に応じて、多孔性吸収性マクロ構造物を任意の基体
に結合できる。1993年10月22日発行の同時係属
米国特許出願第142,253号明細書(シュエ等)参
照。基体は、(1)マクロ構造物によって吸収すべき流
体の分布を改善すること、および(2)特に吸収性粒子
が流体吸収後に膨潤し始める状況下で追加の一体性を与
えることによってマクロ構造物を支持することを含めて
各種の機能を与えることができる。基体は、技術上既知
の各種の材料、例えば、セルロース繊維、不織ウェブ、
ティッシュウェブ、フォーム、ポリアクリレート繊維、
開口化高分子ウェブ、合成繊維、金属箔、エラストマー
などから作ることができる。大抵のこのような基体材料
は、流体をマクロ構造物に分布し並びにマクロ構造物を
支持できる。好ましくは、基体は、セルロース系物質ま
たはセルロース官能性を有する物質からなる。流体を分
布するのに好ましい基体は、セルロース系材料、繊維状
ウェブ、セルロース系繊維状ウェブ、中実フォーム、セ
ルロース系フォーム、およびポリビニルアルコールフォ
ームである。マクロ構造物を支持するのに好ましい基体
は、セルロース系材料、繊維状ウェブ、不織ウェブ、フ
ァブリック、セルロース系繊維状ウェブ、中実フォー
ム、セルロース系フォーム、およびポリビニルアルコー
ルフォームである。
【0069】基体は、好ましくは、可撓性であり且つ柔
軟であって、このような性質をマクロ構造物を有する得
られる吸収性複合体で助長する。基体は、実質上弾性で
あり且つ非伸長性であることができ、または基体の表面
の平面に垂直に且つ基体の表面の平面内で加えられた力
に応答して各種の程度伸長可能または変形可能であるこ
とができる。基体材料の厚さおよび坪量(基体単位面積
当たりの重量)は、基体の種類および望まれる性質に応
じて変化できる。基体は、特定の基体材料の複数の個々
のシートまたはプライ、またはラミネート中の1個以上
の基体層の組み合わせからなることができる。1つのこ
のような好適な基体は、厚さ約0.02mm〜約1.2m
m、より好ましくは約0.3mm〜約0.8mm、および坪
量約5g/m2 〜約100g/ m2 、より好ましくは約
10g/ m2 〜約60g/ m2 、より好ましくは約15
g/ m2 〜約40g/ m2 を有するバウンティー(BOUN
TYR)シートである。別の好適な基体は、乾燥圧縮厚さ
約0.5mm〜約3.0mm、より好ましくは約0.8mm〜
約2.0mm、湿潤膨脹厚さ約0.8mm〜約6.0mm、よ
り好ましくは約1.0mm〜約5.0mm、および坪量約5
0g/ m2 〜約2,000g/ m2 、より好ましくは約
100g/ m2 〜約1,000g/ m2 を有するセルロ
ースフォームである。
【0070】マクロ構造物を支持するのに好適な基体
は、典型的には、乾燥引張強さ約500g/インチ〜約
8,000g/インチ、より好ましくは約1,000g
/インチ〜約3,000g/インチ、湿潤引張強さ約2
00g/インチ〜約5,000g/インチ、より好まし
くは約400g/インチ〜約1,000g/インチ、お
よび湿潤破裂強さ約100g〜約2,000g、より好
ましくは約200g〜約1,000gを有する。この種
の好ましい基体としては、セルロース系繊維状ウェブ、
例えば、ペーパータオルおよびティッシュ、例えば、1
976年4月27日発行の米国特許第3,953,63
8号明細書、1984年9月4日発行の米国特許第4,
469,735号明細書、1984年8月28日発行の
米国特許第4,468,428号明細書および1991
年1月22日発行の米国特許第4,986,882号明
細書に開示のものが挙げられる。この種の別の好ましい
基体層は、セルロース系フォームである。その理由は、
長い灯心作用距離にわたってセルロース系繊維状ウェブ
より高い流体灯心作用速度を与えるからである。好まし
くは、セルロース系フォームは、流体灯心作用および分
布性を更に改善するために圧縮状態にある。好適なセル
ロースフォームは、周知の方法、例えば、1988年1
1月30日公告の欧州特許出願第293,208号明細
書(ウチダ等)に開示のものによって再生レーヨン繊維
から作ることができる。
【0071】多孔性吸収性マクロ構造物は、各種の化学
的なもの、物理的なもの、および接着剤によって基体に
結合できる。基体をマクロ構造物に結合するための接着
剤としては、グルーおよびホットメルト接着剤が挙げら
れる。好ましくは、基体とマクロ構造物との間の結合
は、前駆粒子を基体上に付着し、付着された粒子を架橋
剤を含む溶液で処理し、次いで、処理された粒子/基体
を前記のように硬化することによって達成される。本発
明の好ましい態様においては、セルロース系基体(例え
ば、ペーパータオル)は、使用される。次いで、前駆吸
収性粒子は、このセルロース系基体上に付着する。アミ
ノ−エピクロロヒドリン付加物、好ましくはキメンなど
の高分子エピクロロヒドリン−ポリアミド/ポリアミン
湿潤強度樹脂を含む処理液は、セルロース系基体および
吸収剤上に適用する(例えば、噴霧)。次いで、処理さ
れた基体/粒子は、セルロース系基体に結合された多孔
性マクロ構造物を形成するように室温で硬化する。
【0072】G. 可撓性を改善するためのラテックス
でのマクロ構造物の処理 場合によって、前記吸収性マクロ構造物(任意の基体有
無)は、特定のラテックスで処理できる。「ラテック
ス」は、水相中の重合体粒子の水性分散液または乳濁液
を意味し且つ乳濁液重合体と称することもできる。「焼
結する(sinter)」は、ラテックスなどの懸濁液体乳濁
液または分散液の乾燥時に生ずる融解機構を意味する。
「焼結する」の使用は、「フィルム形成」なる句と同意
語である。これらのラテックスでのこれらのマクロ構造
物の処理は、特にシートの形である時且つペーパータオ
ルなどの基体に結合する時にさえマクロ構造物の可撓性
を劇的に増大させることが見出された。改善された可撓
性に加えて、本発明に係るラテックス処理は、これらの
マクロ構造物を構成する凝集体の粒子間の結合を改善す
る。このことは、マクロ構造物の乾燥一体性および湿潤
一体性の改善をもたらす。ラテックスの存在は、これら
のマクロ構造物を吸収性物品(例えば、おむつ)のバッ
クシートなどの不織物に熱的に結合させることも可能に
する。
【0073】本発明で使用するのに好適なラテックス
は、或る性質を有することが必要であることが見出され
た。これらのラテックスの1つの鍵の性質は、焼結した
後に室温以下で「ゴム状」であることである。換言すれ
ば、本発明で有用なラテックスは、ガラス転移温度(T
g )約25℃以下を有する。好ましくは、これらのラテ
ックスは、Tg 約10℃以下、より好ましくは約−10
℃以下を有する。これらのラテックスの別の重要な性質
は、焼結することができる温度である。本発明で有用な
ラテックスは、室温以下で焼結可能であることが必要で
ある。換言すれば、これらのラテックスは、約25℃以
下の温度で焼結可能であることが好ましい。ラテックス
が室温で焼結可能である能力は、マクロ構造物を完全に
乾燥させることを回避する際に重要である。これらのラ
テックスの別の重要な性質は、親水性である。本発明で
有用であるためには、ラテックスは、焼結時に、少なく
とも若干親水性であることが必要である。「親水性」
は、物質上に付着された水性流体(例えば、水性体液)
によってぬれることができる物質または物質の表面を意
味する。親水性および湿潤性は、典型的には、包含され
る流体と固体との接触角および表面張力によって定義さ
れる。このことは、アメリカン・ケミカル・ソサエティ
ーの刊行物Contact Angle, Wettability and Adhesion
、ロバート・エフ・ゴールド編(1964年著作権)
に詳細に論じられている。
【0074】本発明で有用なラテックスは、典型的に
は、特定のオレフィン(エチレン性不飽和)単量体の乳
化重合によって製造する。この乳化重合は、アルキルサ
ルフェート、アルキルアリールアルコキシサルフェー
ト、アルキルアリールスルホネートおよびアルキルポリ
グリコールエーテルサルフェートおよびアルキルアリー
ルポリグリコールエーテルサルフェートのアルカリ金属
塩および/またはアンモニウム塩;オキシエチル化脂肪
アルコールまたはオキシエチル化アルキルフェノール、
並びにエチレンオキシドとプロピレンオキシドとのブロ
ック共重合体;第一級、第二級または第三級脂肪アミン
または脂肪アミンオキシエチレートと有機または無機酸
との陽イオン付加物、および第四級アルキルアンモニウ
ム界面活性剤;およびアルキルアミドプロピルベタイン
を含めて各種の陰イオン乳化剤、非イオン乳化剤、陽イ
オン乳化剤、双性乳化剤および/または両性乳化剤のい
ずれかを使用して常法によって行って得られるラッテク
スを安定化することができる。オレフィン単量体は、単
一種類の単量体であることができ、または異なるオレフ
ィン単量体の混合物であることができ、即ち、水相に分
散または乳化された共重合体粒子を形成できる。ここで
使用するのに好適なラテックスは、好ましくは、中性で
あるか、イオン電荷を有しておらず、これに対して、ラ
テックスは、性状が陽イオンまたは陰イオンではない。
【0075】好適なラテックスは、C2 〜C4 アルキル
アクリレートおよびヒドロキシアルキルアクリレート、
例えば、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、
アクリル酸イソブチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチ
ル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸エ
チルおよびそれらの混合物の群から選ばれるものを包含
するオレフィン単量体から乳化重合によって調製でき
る。メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、
メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸2−ヒドロキシ
エチル、メタクリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタク
リル酸エチル、メタクリル酸メチル、酢酸ビニルおよび
それらの混合物の群から選ばれるC1 〜C4 アルキルメ
タクリレートまたはヒドロキシアルキルメタクリレート
も、好適である。前記C2 〜C4 アルキルアクリレート
またはヒドロキシアルキルアクリレートとC1 〜C4
ルキルメタクリレートまたはヒドロキシアルキルメタク
リレートとの混合物も、好適である。ポリメタクリル酸
メチルの乳濁液が、本発明で使用するのに特に好適であ
る。特に好ましいラテックスとしては、ヘキスト・セラ
ニーズによって商品名モンウィニル(MONWINYL) 963
で販売されているものおよびローム・エンド・ハースに
よって商品名ロープレックス(RHOPLEX)E1845で販
売されているものが挙げられる。
【0076】改善された可撓性を有する本発明の多孔性
吸収性マクロ構造物を製造する際に、マクロ構造物は、
有効量のこれらのラテックスで処理して吸収性粒子の少
なくとも若干を被覆する。「有効量」を構成するもの
は、包含される特定の多孔性吸収性マクロ構造物、使用
する特定のラテックス、望まれる可撓性上の利益、およ
び同様の因子を含めて各種の因子に依存するであろう。
より好ましくは、マクロ構造物を約2重量%ラテックス
で処理することは、マクロ構造物の可撓性のなかりの改
善を付与するのに十分であろう。しかしながら、マクロ
構造物は、ラテックス約1〜約10重量%、より好まし
くは約2〜約5重量%で有効に処理できる。
【0077】多孔性吸収性マクロ構造物は、接着剤を通
常の基体に適用するのに好適な各種の方法のいずれかに
よってラテックスで処理できる。好適な方法としては、
噴霧法、印刷法(例えば、フレキソ印刷法)、被覆法、
例えば、グラビア被覆法、浸漬法、ブラシ掛け法、発泡
法またはこのような適用技術の組み合わせが挙げられ
る。典型的には、ラテックスは、既に形成された多孔性
吸収性マクロ構造物上に噴霧し、次いで、室温、例え
ば、約25℃以下で焼結する。追加的に、ラテックス処
理は、改善された粒子固定化を与えることによって、よ
り安定なマクロ構造物の形成を助長することができる。
【0078】ラテックスを既に形成されたマクロ構造物
上にスプレーオンするほかに、他の方法も、多孔性吸収
性マクロ構造物をラテックスで処理するために使用でき
る。1つのこのような方法は、ラテックスを未処理前駆
吸収性粒子とブレンドし、次いで、このラテックス/粒
子ブレンドを架橋剤とグリセリールなどの他の任意成分
とを含有する溶液で処理することを包含する。次いで、
この処理されたラテックス/粒子ブレンドを、室温、例
えば、約25℃以下で硬化して、改善された可撓性を有
する多孔性吸収性マクロ構造物を与えることができる。
【0079】別の方法は、ラテックスを薄膜として注型
することを包含する。次いで、前駆吸収性粒子を、この
注型フィルム上に付着させることができる。次いで、付
着した粒子を有する注型フィルムを、架橋剤と他の任意
成分とを含有する溶液で処理する(例えば、噴霧によ
り)。次いで、この処理された粒子/ラテックスフィル
ムは、室温、例えば、約25℃以下で硬化して、改善さ
れた可撓性を有する多孔性吸収性マクロ構造物を与える
ことができる。加えて、焼結ラテックスフィルムは、乾
燥一体性および特に湿潤一体性を与えるためにマクロ構
造物用支持基体として機能させることができる。
【0080】なお別の方法は、ラテックスをフォームの
形で前駆粒子に吹き込むか噴霧できるようにラテックス
を容器内で加圧した後、圧縮ロールなどを使用してラテ
ックスを一様に広げることを包含する。吹込または噴霧
フォームラテックスは、若干程度、極めて多孔性であり
且つマクロ構造物の吸収性を更に高める多孔性繊維の形
である。この種のラテックス処理マクロ構造物(ここで
は前駆粒子が多孔性ラテックス繊維内に膨潤する)は、
改善された構造一体性を有する。
【0081】III. マクロ構造物の用途 本発明の多孔性吸収性マクロ構造物は、多くの使用分野
において多くの目的で使用できる。例えば、マクロ構造
物は、包装容器;薬物送達装置;傷クリーニング装置;
やけど治療デバイス;イオン交換カラム材料;建設材
料;農業材料または園芸材料、例えば、種シートまたは
保水材料;および工業用途、例えば、スラッジまたは油
脱水剤、露形成の防止用材料、乾燥剤、および湿度制御
材料に使用できる。
【0082】本発明の多孔性吸収性マクロ構造物の独特
の吸収性のため、マクロ構造物は、吸収性物品、特に使
い捨て吸収性物品で吸収性コアとして使用するのに特に
好適である。「吸収性物品」は、体滲出物を吸収し且つ
封じ込める物品を意味し、より詳細には、着用者の体に
対して、またはその付近に置いて体から排泄される各種
の滲出物を吸収し且つ封じ込める物品を意味する。追加
的に、「使い捨て吸収性物品」は、1回の使用後捨てる
ことが意図されるもの(即ち、吸収性物品の或る材料ま
たはすべてをリサイクルし、再使用し、または堆肥にし
てもよいが、元の吸収性物品は、全体として洗濯した
り、他の方法で元通りにしたり、または吸収性物品とし
て再使用したりすることが意図されない)である。使い
捨て吸収性物品の好ましい態様、おむつ20を図3に示
す。「おむつ」は、着用者の下部胴の回りに着用される
ガーメント(garment)(一般に、乳幼児および失禁者に
よって着用)を意味する。しかしながら、本発明は、他
の吸収性物品、例えば、失禁ブリーフ、失禁パッド、ト
レーニングパンツ、おむつ挿入物、生理用ナプキン、化
粧紙、ペーパータオルなどにも応用できることを理解す
べきである。
【0083】図3は、非収縮状態(即ち、すべての弾性
惹起収縮を除去)の本発明のおむつ20の透視図であ
る。そして、構造物の部分は、おむつ20の構造を明示
するために切取られており、且つ着用者と接触するおむ
つ20の部分は、観察者に面している。おむつ20は、
好ましくは、液体浸透性トップシート38;トップシー
ト38と接合された液体不透性バックシート40;トッ
プシート38とバックシート40との間に配置された吸
収性コア42;弾性部材44;およびテープタブファス
ナー46を具備することが図3に示される。トップシー
ト38、バックシート40、吸収性コア42、および弾
性部材44は、各種の周知配置で組み立ててもよいが、
好ましいおむつ配置は、1975年1月14日発行の米
国特許第3,860,003号明細書(ブエル)に一般
に記載されている。或いは、本発明の使い捨ておむつに
好ましい配置は、1989年2月28日発行の米国特許
第4,808,178号明細書(アジツ等);1987
年9月22日発行の米国特許第4,695,278号明
細書(ローソン);および1989年3月28日発行の
米国特許第4,816,025号明細書(フォアマン)
にも開示されている。
【0084】図3は、トップシート38およびバックシ
ート40が同一の広がりを有し、且つ吸収性コア42の
長さおよび幅寸法よりも一般に大きい長さおよび幅寸法
を有するおむつ20の好ましい態様を示す。トップシー
ト38は、バックシート40と接合され且つバックシー
ト40上に重ねられ、それによっておむつ20の周辺を
形成している。周辺は、おむつ20の外周または縁を規
定する。周辺は、端縁32および縦方向縁30を含む。
【0085】トップシート38は、迎合的であり(comp
liant)、軟質感があり、着用者の皮膚を刺激しない。更
に、トップシート38は、液体浸透性であって液体をそ
の厚さを通して容易に浸透させる。好適なトップシート
38は、広範囲の材料、例えば、多孔性フォーム、網状
フォーム、開口化プラスチックフィルム、天然繊維(例
えば、木材または綿繊維)、合成繊維(例えば、ポリエ
ステルまたはポリプロピレン繊維)または天然繊維と合
成繊維との組み合わせから製造できる。好ましくは、ト
ップシート38は、着用者の皮膚を吸収性コア42中の
液体から隔てるために疎水性材料から作る。
【0086】特に好ましいトップシート38は、デニー
ル約1.5を有するステープル長のポリプリピレン繊
維、例えば、デラウェア州ウィルミントンのハーキュレ
ス・インコーポレーテッドによって市販されているハー
キュレス・タイプ(Herculestype)151ポリプロピレ
ンからなる。「ステープル長の繊維」は、長さ少なくと
も約15.9mm(0.62インチ)を有する繊維を意味
する。
【0087】トップシート38を製造するのに使用でき
る多数の製造技術がある。例えば、トップシート38
は、織成、不織、スパンボンド、カード化でき、または
同様の処理を施すことができる。好ましいトップシート
は、当業者に周知の手段によってカード化し、熱結合す
る。好ましくは、トップシート38は、重量約18〜約
25g/ m2 、機械方向における最小乾燥引張強さ少な
くとも約400g/cmおよび機械交差方向における湿潤
引張強さ少なくとも約55g/cmを有する。
【0088】バックシート40は、液体不透性であり、
他の可撓性液体不透性物質も使用してもよいが、好まし
くはプラスチック薄膜から作る。バックシート40は、
吸収性コア42に吸収され且つ封じ込められた滲出物が
おむつ20と接触する物品、例えば、ベッドシーツおよ
び下着をぬらすのを防止する。他の可撓性液体不透性物
質が使用できるが、好ましくは、バックシート40は、
厚さ約0.012mm(0.5ミル)〜約0.051cm
(2.0ミル)を有するポリエチレンフィルムである。
「可撓性」は、迎合性であり、且つ着用者の体の一般的
形状および輪郭と容易に同じものになるであろう材料を
意味する。
【0089】好適なポリエチレンフィルムは、モンサン
ト・ケミカル・コーポレーションによって製造されてお
り、フィルムNo. 8020として市販されている。バッ
クシート40は、好ましくは、より布様の外観を与える
ためにエンボス加工および/または艶消仕上を施す。更
に、バックシート40は、依然として滲出物がバックシ
ート40を通過するのを防止しながら、蒸気を吸収性コ
ア42から逃がしてもよい。
【0090】バックシート40の大きさは、吸収性コア
42の大きさおよび選択される正確なおむつのデザイン
によって決められる。好ましい態様においては、バック
シート40は、全部のおむつ周辺の回りで最小距離少な
くとも約1.3cm〜約2.5cm(約0.5〜約1.0イ
ンチ)吸収性コア42を超えて延出する修正砂時計形状
を有する。
【0091】トップシート38およびバックシート40
は、いかなる好適な方式でも一緒に接合する。「接合」
は、トップシート38がトップシート38をバックシー
ト40に直接貼着することによってバックシート40に
直接接合されている配置、およびトップシート38がト
ップシート38をバックシート40に貼着されている中
間部材に貼着することによってバックシート40に間接
的に接合されている配置を包含する。好ましい態様にお
いては、トップシート38およびバックシート40は、
結合手段(図示せず)、例えば接着剤または技術上既知
の他の結合手段によって、おむつ周辺において互いに直
接貼着されている。例えば、接着剤の均一な連続層、接
着剤のパターン化層、または接着剤の一連の別個の線ま
たは点が、トップシート38をバックシート40に貼着
するのに使用できる。
【0092】テープタブファスナー46は、典型的に
は、おむつを着用者上に保持する締結手段を与えるため
に、おむつ20の後方腰バンド領域に適用されている。
テープタブファスナー46は、技術上周知のもののいず
れか、例えば、1974年11月19日発行の米国特許
第3,848,594号明細書(ブエル)に開示の締結
テープであることができる。これらのテープタブファス
ナー46または他のおむつ締結手段は、典型的には、お
むつ20も隅の近くに適用される。
【0093】弾性部材44は、弾性部材44がおむつ2
0を着用者の脚に対して引き、且つ保持するように、お
むつ20の周辺に隣接して、好ましくは各縦方向縁30
に沿って配置されている。或いは、弾性部材44は、腰
バンド並びにまたはむしろ脚カフスを与えるためにおむ
つ20の端縁32の一方または両方に隣接して配置でき
る。例えば、好適な腰バンドは、1985年5月7日発
行の米国特許第4,515,595号明細書(キエビッ
ト等)に開示されている。加えて、弾性的に収縮自在の
弾性部材を有する使い捨ておむつを製造するのに好適な
方法および装置は、1978年3月28日発行の米国特
許第4,081,301号明細書(ブエル)に記載され
ている。
【0094】弾性部材44は、通常の非拘束配置におい
て弾性部材44がおむつ20を有効に収縮するかギャザ
ーをつけるように、弾性的に収縮自在の状態でおむつ2
0に固着されている。弾性部材44は、少なくとも2つ
の方法で弾性的に収縮自在の状態において固着できる。
例えば、弾性部材44は、おむつ20が非収縮状態にあ
る際に伸長し固着できる。或いは、おむつ20は、例え
ばプリーツをつけることによって収縮し、弾性部材44
は、弾性部材44が非緩和または非伸長状態にある際に
おむつ20に固着連結できる。
【0095】図3に図示の態様においては、弾性部材4
4は、おむつ20の長さの一部分に延出する。或いは、
弾性部材44は、おむつ20の全長、または弾性的に収
縮自在の線を与えるのに好適な他の長さに延出できる。
弾性部材44の長さは、おむつのデザインによって決め
られる。
【0096】弾性部材44は、多数の配置を取ることが
できる。例えば、弾性部材44の幅は、約0.25mm
(0.01インチ)〜約25mm(1.0インチ)または
それ以上で変化できる。弾性部材44は、弾性材料の単
ストランドからなることができ、または弾性材料の数本
の平行または非平行ストランドからなることができ;ま
たは弾性部材44は長方形または曲線であることができ
る。なお更に、弾性部材44は、技術上既知の数種の方
法のいずれかで、おむつに貼着できる。例えば、弾性部
材44は、各種の結合パターンを使用して、おむつ20
に超音波結合し、ヒートシールし、加圧シールでき、ま
たは弾性部材44は、おむつ20に単純に接着できる。
【0097】おむつ20の吸収性コア42は、トップシ
ート38とバックシート40との間に配置されている。
吸収性コア42は、各種の大きさおよび形状(例えば、
長方形、砂時計状、非対称など)で各種の材料から作る
ことができる。しかしながら、吸収性コア42の全吸収
能力は、吸収性物品またはおむつの所期用途用のデザイ
ン液体ロードと適合すべきである。更に、吸収性コア4
2の大きさおよび吸収能力は、乳幼児から成人までの着
用者に適応するように変化できる。吸収性コア42は、
本発明の多孔性吸収性マクロ構造物からなる。
【0098】おむつ20の好ましい態様は、長方形の吸
収性コア42を有する。図4に示すように、吸収性コア
42は、好ましくは、エンベロープウェブ50およびエ
ンベロープウェブ50に配置された多孔性吸収性マクロ
構造物52を含む吸収性部材48からなる。マクロ構造
物52は、前駆粒子がトップシートを通して移行する可
能性を最小限にするために、そして追加の液体輸送層を
トップシート38とマクロ構造物52との間に与えて液
体捕捉を高め且つ再湿潤を最小限にするためにエンベロ
ープウェブ50に入れる。図4に示すように、単一エン
ベロープウェブ50は、折って第一層54および第二層
56を形成することによってマクロ構造物52の回りに
包む。エンベロープウェブ50の縁部58は、通常の手
段、例えば、接着剤59(図示のような)、超音波結
合、または熱圧結合によって周辺の回りにシールしてパ
ウチを形成する。エンベロープウェブ50は、不織ウェ
ブ、紙ウェブ、またはティッシュペーパーなどの吸収性
物質のウェブを含めて多数の材料からなることができ
る。エンベロープウェブ50は、好ましくは、トップシ
ート38を形成するのに使用するウェブと同様の不織ウ
ェブからなる。不織ウェブは、好ましくは、親水性であ
って液体をエンベロープウェブ50に迅速に通過させ
る。同様の層状吸収性部材(ラミネート)は、1986
年3月25日発行の米国特許第4,578,068号明
細書(クレーマー等)により十分に記載されている。
【0099】或いは、本発明の吸収性コア42は、単独
に本発明の1またはそれ以上の(複数の)多孔性吸収性
マクロ構造物からなることができ;本発明のマクロ構造
物を含めて層の組み合わせ;または本発明のマクロ構造
物の1以上を含めて他の吸収性コア配置からなることが
できる。
【0100】図5は、修正砂時計状吸収性部材60およ
び吸収性部材60の下に(即ち、吸収性部材60とバッ
クシート40との間に)配置された多孔性吸収性マクロ
構造物のシート62を具備する二層吸収性コア142を
具備するおむつ120の別の態様を示す。
【0101】吸収性部材60は、排泄液体を迅速に捕集
し一時的に保持し且つこのような液体を灯心作用によっ
て初期接点から吸収性部材60の他の部分まで、そして
マクロ構造物シート62に輸送するのに役立つ。吸収性
部材60は、好ましくは、繊維材料のウェブまたはバッ
トからなる。各種の繊維材料、例えば、ここに既述の繊
維材料は、吸収性部材60で使用できる。セルロース系
繊維が、一般にここで使用するのに好ましく、木材パル
プ繊維が特に好ましい。吸収性部材60は、特定量の粒
状吸収性高分子組成物も含有できる。吸収性部材60
は、例えば、その重量の約50%までの高分子組成物を
含有できる。より好ましい態様においては、吸収性部材
60は、その重量の0%〜約8%の粒状吸収性高分子組
成物を含有する。別の好ましい態様においては、吸収性
部材60は、ここに前記のような化学剛化セルロース系
繊維からなる。本発明で有用な吸収性部材60の例示的
な態様は、1987年6月16日発行の米国特許第4,
673,402号明細書(ワイズマン等)および198
9年5月30日発行の米国特許第4,834,735号
明細書(アレメニー等)に記載されている。貯蔵帯と、
捕捉帯が排泄液体を有効に効率的に迅速に捕捉できるよ
うに貯蔵帯よりも低い平均密度と低い平均坪量/単位面
積とを有する捕捉帯とを有する吸収性部材が、ここで使
用するのに特に好ましい。
【0102】吸収性部材60は、所望の形状、例えば、
長方形、卵形、長円形、非対称または砂時計状を有する
ことができる。吸収性部材60の形状は、得られたおむ
つ120の一般形状を規定することがある。図5に示す
ような好ましい態様においては、吸収性部材60は、砂
時計状である。
【0103】本発明のマクロ構造物シート62は、吸収
性部材60と同じ大きさである必要はなく、事実、吸収
性部材60の上部表面積よりも実質上小さいか大きい上
部表面を有することができる。図5に示すように、マク
ロ構造物シート62は、吸収性部材60よりも小さく、
吸収性部材60の上部表面積の約0.10〜約1.0倍
の上部表面積を有する。より好ましくは、マクロ構造物
シート62の上部表面積は、吸収性部材60のものの約
0.10〜約0.75倍のみ、より好ましくは約0.1
0〜約0.5倍であろう。別の態様においては、吸収性
部材60は、マクロ構造物シート62よりも小さく且つ
マクロ構造物シート62の上部表面積の約0.25〜約
1.0倍、より好ましくは約0.3〜約0.95倍の上
部表面積を有する。この別の態様においては、吸収性部
材60は、好ましくは、前記のような化学剛化セルロー
ス系繊維からなる。
【0104】マクロ構造物シート62は、好ましくは、
おむつにおいてバックシート40および/または吸収性
部材60に関して特定の位置関係で置かれる。より詳細
には、マクロ構造物シート62は、マクロ構造物シート
62が排泄液体を獲得し且つ保持するのにより有効に配
置されるように、おむつの前方に一般に向けて配置され
る。
【0105】別の好ましい態様においては、複数のマク
ロ構造物、好ましくは2〜6個のマクロ構造物ストリッ
プまたはシートは、図5に示す単一のマクロ構造物シー
ト62の代わりに使用できる。更に、追加の吸収性層、
部材、または構造物は、吸収性コア142に配置でき
る。例えば、追加の吸収性部材は、マクロ構造物シート
62とバックシート40のと間に配置して、吸収性コア
142および/または層に保存能力を与えて、マクロ構
造物シート62を通過する液体を吸収性コア142の他
の部分またはマクロ構造物シート62に分布できる。或
いは、マクロ構造物シート62は、吸収性部材60上に
配置してトップシート38と吸収性部材60との間に配
置することもできる。
【0106】図6は、長方形の吸収性部材260および
吸収性部材260とバックシート40との間に配置され
た3個の細長い平行な離間マクロ構造物ストリップ26
2を含む別の二層吸収性コア242を含むおむつ220
の別の態様を示す。
【0107】吸収性部材260は、排泄液体を迅速に捕
集し且つ一時的に保持し且つこのような液体を灯心作用
によって初期の接点から吸収性部材260の他の部分ま
で且つマクロ構造物ストリップ262まで輸送するのに
役立つ。この吸収性部材260は、好ましくは、繊維材
料、より好ましくはここで前記のような化学剛化セルロ
ース系繊維のウェブまたはバットからなる。マクロ構造
物ストリップ262は、一緒に排泄液体を獲得し且つ保
持するように作用する。マクロ構造物ストリップ262
を互いに離間することによって、より有効な表面積は、
排泄液体を獲得し且つ保持するために提示される。これ
は、離間マクロ構造物ストリップ262が排泄液体を獲
得する隣接ストリップの能力を妨害せずに幅方向に膨潤
し且つ膨脹できるので特に真実である。
【0108】使用中、おむつ20は、後部腰バンド領域
を着用者の背中の下に配置し、前部腰バンド領域が着用
者の前部を横切って配置されるようにおむつ20の残り
を着用者の脚間に引くことによって着用者に適用する。
次いで、テープタブファスナー46は、好ましくは、お
むつ20の外方に面する面積に固着する。使用中、本発
明の多孔性吸収性マクロ構造物を組み込んだ使い捨てお
むつまたは他の吸収性物品は、マクロ構造物の高い吸収
能力のため、液体をより迅速且つ効率的に分布し貯蔵す
る傾向があり且つ乾燥したままである傾向がある。本発
明のマクロ構造物を組み込んだ使い捨ておむつは、より
薄く且つより可撓性であることもできる。
【0109】本発明の吸収性マクロ構造物は、吸収性物
品、例えば、1996年3月22日出願の米国特許出願
第08/621,030号明細書に記載のものでも使用
してもよい。詳細には、流体浸透性トップシート、バッ
クシートおよびトップシートとバックシートとの間に配
置された吸収性コアを含む吸収性物品。吸収性コアは、
水性体液と接触した時にz方向に膨脹して流体獲得帯を
形成できる少なくとも1個の上部流体貯蔵部品を含み、
上部流体貯蔵部品はトップシートと直接流体連通であ
り、上部流体貯蔵部品は本発明の吸収性マクロ構造物を
更に含む。吸収性コアは、水性体液を受容できる流体獲
得帯を更に含み、流体獲得帯は上部流体貯蔵部品によっ
て少なくとも部分的に囲まれ且つ少なくとも部分的に吸
収性コアの流体排泄領域の下に配置される。吸収性コア
は、水性体液を獲得し且つ輸送することができる流体獲
得/分布部品を更に含み、この流体獲得/分布部品の少
なくとも一部分は上部流体貯蔵部品の真下に配置され且
つ流体連通であり、且つ流体獲得/分布部品の少なくと
も一部分は流体獲得帯の真下に配置される。
【0110】IV. 吸収性物品の性能 本発明の吸収性マクロ構造物を含む吸収性物品に関して
は、出願人は、流体ロード量(流体gまたはml)と吸収
性物品にノルマとして一般に受け取られている流体吸収
速度(ml/秒)との間の逆関係を克服する能力を発見し
た。このように、1アスペクトにおいては、本発明は、
比較的薄いことに加えて、2つの逐次流体ロードの各々
に対して流体吸収速度を維持する能力を示す吸収性物品
に関する。別のアスペクトにおいては、本発明は、2つ
の逐次流体ロードの各々に対して流体吸収速度を増大す
る能力を示す吸収性物品に関する。好ましくは、物品
は、3つの逐次流体ロードの各々、よりこのましくは4
つの逐次流体ロードの各々に対して維持または増大され
た流体吸収速度を示すであろう。
【0111】この基準を満たす吸収性物品の能力は、吸
収試験を使用して、以下の試験法セクションで詳細に記
載するように測定する。簡潔には、所定の吸収性物品の
流体吸収速度は、50ml/ロードの4つの逐次ロードの
各々に対して測定する(各ロードを合成尿約10ml/秒
の一定の速度で送達し、各ロード間の5分の平衡時
間)。本発明の物品は、ロードの数が増大する時に維持
または増大された流体吸収速度を示す。
【0112】少なくとも2つの逐次ロードに対して維持
された流体吸収速度を示す物品に関しては、これらの物
品(トップシート、バックシートおよび吸収性コアを含
めるが、テープ、脚カフス、または他の任意の部品を除
外)は、乾燥状態の厚さ約0.5インチ(約12.7m
m)以下、好ましくは約0.25インチ(約6.35m
m)以下、より好ましくは約0.2インチ(約5.08m
m)以下を有する。物品の厚さは、圧力を適用せずに測
定する。要件ではないが、少なくとも2、3または4つ
の逐次ロードに対して増大された流体吸収速度を示す本
発明の物品に関しては、これらの吸収性物品は、前記厚
さ要件も満たすことが好ましい。
【0113】逐次流体ロードに対して維持/増大された
吸収速度を示すことに加えて、好ましい吸収性物品は、
流体を第一の50mlのロードの場合に少なくとも約2ml
/秒、より好ましくは少なくとも約5ml/秒の速度で吸
収する。このことはこれらの物品によって満たされなけ
ればならない基準ではないが、この基準を満たすこと
は、所期の目的で有用である物品を生ずるらしい。
【0114】V. 試験法 A. 吸収能力 吸収性物品の吸収能力は、1992年6月23日発行の
米国特許第5,124,188号明細書(ロエ等)の第
27欄〜第28欄に記載の吸収能力試験に従って測定す
る。この試験においては、吸収性粒子を「ティーバッ
グ」に入れ、過剰の合成尿に所定の時間浸漬し、次い
で、特定の時間遠心分離する。遠心分離後の吸収性粒子
最終重量マイナス初期重量(正味の流体増加)対初期重
量の比率は、吸収能力を決定する。
【0115】B. サリン流伝導率(SFC) 前駆吸収性粒子のサリン流伝導率(SFC)は、199
4年3月29日出願の同時係属米国特許出願第219,
574号明細書(ゴールドマン等)に記載の試験法に従
って試験する。この試験においては、ゲル層を閉込圧力
下でジェイコ合成尿中で膨潤された吸収性粒子から形成
する。この試験は、粒子が高濃度で存在し且つ使用機械
的圧力にさらす時に体液を吸収し且つ分布する、これら
の吸収性粒子から作られたヒドロゲル層の能力を評価す
る。ダルシーの法則および定常状態流法は、サリン流伝
導率を測定するのに使用される(例えば、P.K.チャ
テルジー編の「吸収性」、エルスビール、1985年、
第42頁〜第43頁および「化学工学」、第II巻、第3
版、J.M.コールソンおよびJ.F.リチャードソ
ン、パーガモン・プレス、1978年、第125頁〜第
127頁参照)。SFC試験用試験流体は、ジェイコ合
成尿である。
【0116】C. 加圧下吸収力(PUP) 前駆吸収性粒子の加圧下性能(PUP)能力は、199
4年3月29日出願の同時係属米国特許出願第219,
574号明細書(ゴールドマン等)に記載の試験法に従
って試験する。この試験は、0.7psi (約0.5kPa
)の閉込圧力下でピストン/シリンダー組立体に横方
向に閉込められる吸収性粒子の場合の合成尿の60分の
吸収量g/gを測定する。この試験は、粒子が高い坪量
および高濃度に存在し且つ使用圧力にさらす時に実際の
時間にわたって体液を吸収する吸収性粒子層の能力を評
価する。これらの使用圧力は、着用者の体重および/ま
たは運動から生ずる機械的圧力、弾性体および締結シス
テムから生ずる機械的圧力、および流体を抜く時に隣接
毛管(例えば、繊維状)層および/または構造物から生
ずる静圧吸引を包含する。PUP能力試験用試験流体
は、ジェイコ合成尿である。この流体は、0に近い静圧
での需要吸収条件下で吸収性粒子によって吸収する。
【0117】D. 需要吸収能力 吸収性マクロ構造物の需要吸収能力は、試験の開始時
(乾燥状態)の1.4psi (約10kPa)の圧力および試
験の終り(湿潤膨潤状態)の0.7psi (約5kPa)の圧
力下にある吸収性構造物の場合の合成尿の60分の吸収
量g/gを測定するように設計する。この試験は、吸収
性粒子が高い坪量および高濃度に存在し且つ使用圧力に
さらす時に実際の時間にわたって体液を吸収する吸収性
構造物の能力を評価する。これらの使用圧力は、着用者
の体重および/または運動から生ずる機械的圧力、弾性
体および締結システムから生ずる機械的圧力、および流
体を抜く時に隣接毛管(例えば、繊維状)層および/ま
たは構造物から生ずる静圧吸引を包含する。需要吸収能
力試験用試験流体は、ジェイコ合成尿である。この流体
は、需要吸収条件下で吸収性構造物によって吸収する。
【0118】下記のものは、需要吸収能力測定を記載す
る。試料セルは、正方形のピストン/シリンダー組立体
であり且つ寸法が10cm×10cmのメッシュ底を有す
る。吸収性構造物(繊維有無)は、寸法3.7cm×3.
7cmの試料にし、1.4psi のピストンに入れる。試料
をジェイコ合成尿と接触させると、ジェイコ合成尿を吸
収し始める。重量の変化を次の60分間連続的に監視
し、記録する。その結果、試料の寸法は、一定の1.4
psi の外圧下に置くと、約100%だけ増大される。
【0119】E. 吸収試験 この試験は、下記の条件下での尿のおむつへの導入を模
擬する。 1) 0.4psi (約28g/cm2 )の圧力をおむつ試
料に適用する。 2) 10ml/秒の速度での合成尿の合計2回以上の装
入をおむつ試料に適用する〔各装入間の5分の時間(平
衡時間)がある〕。
【0120】下記の装置を使用する。 コンディショニング化室: 温度および湿度を下記の限度内で制御: 温度:73±2°F 相対湿度:50±2% 吸収試験機: 米国オハイ州シンシナティー6315ワリック・ストリート (45227)のコンコード−レン・カンパニーから取得 部品 試験床(プレキシガラス) フォームベース−ポリエチレンバックシート材料で覆われた 6″×20″×1″(約15.2cm×約50.8cm×2.5cm )フォーム−フォーム型:密度1.0ポンド/立方フィート IDL24psi ノズル カバープレート メスシリンダー:VWRサイエンティフィック、(100ml)カタログ番号: (100ml)(1,000ml)24711−310 (1,000ml)カタログ番号: 247711−364または均等物 三角フラスコ: VWRサイエンティフィックカタログ番号:29135−30 (6,000ml) 7または均等物 デジタルポンプ:コール−パーマー・インストルーメント・カンパニー;Tel. No. (800)323−4340、米国、カタログ番号: G−075323−20 ポンプヘッド: コール−パーマー・インストルーメント・カンパニー カタロ グ番号:G−07518−02 蒸留水: 好都合な水源 乾燥合成尿: ジェイコ合成尿
【0121】V. 本発明に係るマクロ構造物の製造の
特定の例示 下記の例は、本発明の範囲内の好ましい態様を更に記載
し且つ実証する。これらの例は、単に例示の目的で与え
られるものであり且つ本発明の精神および範囲から逸脱
することなく多くの変更が可能であるので本発明の限定
と解釈されるべきではない。
【0122】例1 本例は、本発明の吸収性マクロ構造物の製造の仕方を示
す。吸収性マクロ構造物は、先ず、超吸収性重合体粒状
物をセルロースウェブ上に抄造した後、カイミンを含有
する水溶液を噴霧することによって、シャットルテーブ
ル上で作る。シャットルテーブルは、超吸収性重合体粒
状物の連続抄造のために前後に動くように設計し且つ3
m/分〜30m/分の速度範囲を有する。シャットルテ
ーブルは、流量100〜1000g/分の範囲を有する
超吸収性重合体粒状物用固定自動粉末フィーダーシステ
ム、および40〜200g/分の噴霧速度の固定自動溶
液噴霧システムを備えている。典型的な操作条件は、1
0m/分のシャットル速度、212g/分の超吸収性重
合体粒状物の供給速度、および76g/分の溶液噴霧速
度を包含する。
【0123】2種の異なる超吸収性重合体粒状物を本例
で使用する。両方とも、架橋ポリアクリル酸ナトリウム
である。第一の超吸収性重合体は、日本触媒によって商
品名アクアリック(AQUALIC)CA−L76で供給されて
おり且つ高いPUPおよび中位のゲル容量を有する。第
二の架橋ポリアクリル酸ナトリウムは、三洋化成工業に
よって供給されているIM−1000であり且つ低いP
UPおよび高いゲル容量を有する。セルロースウェブ
は、坪量20g/平方メートルを有するバウンティーの
商品名で入手できるティッシュタオルである。カイミン
は、ハーキュレス・カンパニーによってカイミンPLU
Sの商品名で供給されており、重合体樹脂30%を含有
する。少なくとも2種類の超吸収性重合体粒状物のブレ
ンド化をフード・ミキサー中で行う。噴霧溶液は、カイ
ミン重合体樹脂10重量%、グリセロール45%、およ
び水45%を含有する。ヘキスト合成株式会社によって
モウィニル−963の商品名で供給されている追加のポ
リアクリル酸エチルをベースとするラテックス重合体を
10%の量で前記溶液に配合する。ポリアクリル酸エチ
ルをベースとするラテックス重合体の存在は、マクロ構
造物の柔軟性および可撓性を増大するために加える。
【0124】得られたマクロ構造物は、超吸収性重合体
77%、溶液19%およびセルロース系ティッシュタオ
ル4%を含有する。マクロ構造物の合計坪量は、超吸収
性重合体370g、噴霧溶液90gおよびバウンティー
タオル20gを含めて480g/平方メートルである。
2種類の超吸収性重合体の重量比は、0%〜100%で
ある。
【0125】例2 本例は、本発明の吸収性マクロ構造物の製造の仕方を示
す。構造物がアクアリックCA−L76超吸収性重合体
をティッシュウェブの一面に結合し、IM−1000超
吸収性重合体をウェブの他面に結合することによって作
る以外は、吸収性マクロ構造物を例1に記載の方法に従
うことによって製造する。
【0126】得られたマクロ構造物は、超吸収性重合体
77%、溶液19%およびセルロース系ティッシュタオ
ル4%を含有する。マクロ構造物の合計坪量は、超吸収
性重合体370g、噴霧溶液90gおよびバウンティー
タオル20gを含めて480g/平方メートルである。
2種類の超吸収性重合体の重量比は、0%〜100%で
ある。
【0127】例3 本例は、本発明の吸収性マクロ構造物を含有する乳児用
おむつの製造の仕方を示す。例1の吸収性マクロ構造物
をおむつコア寸法にし、流体不透性バックシートフィル
ム、木材繊維獲得層および不宿トップシートを適用し、
それによって乳児用おむつを形成する。
【0128】得られたおむつは、超吸収性重合体約40
%を含有する典型的な乳児用おむつコアと比較して超吸
収性重合体の高濃度:70重量%のため非常に薄い厚み
を呈する。
【0129】例4 本例は、本発明の超吸収性マクロ構造物を含むおむつの
製造方を示す。超吸収性重合体の濃度が超吸収性重合体
の坪量を1550g/平方メートル以上に増大すること
によって90%に増大する以外は、超吸収性マクロ構造
物を例1の方法に従って製造する。次いで、マクロ構造
物をスリットし、伸長して網目状コアを形成する。次い
で、コアに流体不透性バックシートフィルム、木材繊維
獲得層および不織トップシートを適用して乳児用おむつ
を作る。おむつは、通常の乳児用おむつと比較して、コ
ア中の超吸収性重合体の高濃度のため非常に薄い厚みを
呈する。
【0130】例5 本例は、カイミンなどの陽イオンアミノ−エピクロロヒ
ドリン付加物を本発明の吸収性マクロ構造物で使用する
ことが驚異的なことにマクロ構造物の需要吸収能力を高
めることを示す。
【0131】図7は、3種の異なる試料と比較して本発
明の吸収性マクロ構造物の需要吸収能力の比較を図示す
る。詳細には、曲線「−○−」は2種の異なる超吸収性
重合体の混合比の全範囲で加圧下需要吸収能力を激増す
るカイミンの驚異的な効果を図示する。これは、カイミ
ンを使用せずに製造した同様の構造物(曲線「−◇−」
と比較する〔0.7psi 需要吸収能力は高PUP超吸収
性粒状物(L−76)の重量%の増大において段階的に
だけ増大する〕。曲線「−◇−」は、カイミンまたはグ
ルー接着剤なしの混合超吸収性粒状物の層の試験結果で
ある曲線「−△−」とも同一である。カイミンを使用し
ない吸収性構造物を形成する別の例は、先ず、超吸収性
重合体粒状物の層をティッシュの2プライ間にサンドイ
ッチし、ティッシュを接着してラミネート複合体を形成
するものである。このラミネート構造物(曲線「−□
−」)は、加圧下需要吸収能力と超吸収性重合体の混合
比との間の法外な関係(曲線「−○−」で見られるよう
な)を示さない。
【0132】前記のすべての刊行物、特許出願、および
発行特許は、ここにすべて参考文献として編入する。
【0133】ここに記載の例および態様は、例示の目的
のみのためであり且つそれに徴しての各種の修正または
変更は当業者に示唆されるであろうし且つ本願の精神お
よび範囲および特許請求の範囲に包含されるべきである
ことが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の典型的なマクロ構造物の走査型電子顕
微鏡写真である。図示のマクロ構造物は、不規則な形状
の超吸収性重合体および球状超吸収性重合体を使用して
作られる。
【図2】本発明のマクロ構造物の走査型電子顕微鏡写真
である。この構造物は、1つの不規則な形状の超吸収性
重合体を繊維ウェブの一面上に結合し、球状重合体を他
面上に結合することによって作られる。
【図3】トップシートの部分がおむつの下層吸収性コア
(本発明に係る吸収性部材の態様)(吸収性部材が本発
明に係る多孔性吸収性マクロ構造物を含む)を明示する
ために切取られた本発明に係る使い捨ておむつ態様の透
視図である。
【図4】第3図の断面線6−6に沿って取られた図3に
示すおむつの吸収性コアの断面図である。
【図5】トップシートの部分が別の二層吸収性コア態様
を明示するために切取られた本発明に係る使い捨ておむ
つ態様の透視図である。
【図6】おむつ構造物の部品の開いた図(部品の1つは
別の二層吸収性コアであり、吸収性マクロ構造物は複数
のストリップの形である)である。
【図7】各種のマクロ構造物の需要吸収能力vs異なるマ
クロ構造物中の高PUPL−76超吸収性重合体の重量
%のプロフィールである。
【符号の説明】
20 おむつ 38 トップシート 40 バックシート 42 吸収性コア 52 多孔性吸収性マクロ構造物 60 吸収性部材 62 マクロ構造物シート 120 おむつ 142 二層吸収性コア 242 二層吸収性コア 260 吸収性部材 262 マクロ構造物ストリップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 592043805 ONE PROCTER & GANBL E PLAZA,CINCINNATI, OHIO,UNITED STATES OF AMERICA (72)発明者 佐々木 礼 子 兵庫県神戸市東灘区本庄町1−10−20− 503

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】実質上水不溶性吸収性ヒドロゲル形成重合
    体物質を含む多数の相互連結架橋粒子を含む粒子間結合
    凝集体からなる改善された流体取扱能力を有する多孔性
    吸収性マクロ構造物であって、前記ヒドロゲル形成重合
    体物質が、 (a)サリン流伝導率(SFC)値少なくとも約5×1
    -7cm3 秒/gおよび閉込圧力0.7psi (5kPa)下で
    の加圧下性能(PUP)能力値少なくとも約23g/g
    を有する第一ヒドロゲル形成重合体約50〜約95%
    と、吸収能力値少なくとも約25g/gを有する第二ヒ
    ドロゲル形成重合体約5〜約50%との混合物、 (b)球状粒子の形態の第一ヒドロゲル形成重合体約2
    0〜約40%と非球状粒子の形態の第二ヒドロゲル形成
    重合体約60〜約80%との混合物、および (c)(a)と(b)との組み合わせからなる群から選
    ばれる混合物からなり、 前記粒子間結合凝集体が隣接粒子間に細孔を有し、この
    細孔が相互連通チャンネルによって相互連結して液体浸
    透性マクロ構造物を形成し、このマクロ構造物の外接乾
    燥体積が約0.008mm3 以上であることを特徴とす
    る、多孔性吸収性マクロ構造物。
  2. 【請求項2】前記ヒドロゲル形成重合体物質が球状粒子
    の形態の第一ヒドロゲル形成重合体約20〜約40%と
    非球状粒子の形態の第二ヒドロゲル形成重合体約60〜
    約80%との混合物からなる、請求項1に記載の多孔性
    吸収性マクロ構造物。
  3. 【請求項3】前記ヒドロゲル形成重合体物質がサリン流
    伝導率(SFC)値少なくとも約5×10-7cm3 秒/g
    および閉込圧力0.7psi (5kPa)下での加圧下性能
    (PUP)能力値少なくとも約23g/gを有する第一
    ヒドロゲル形成重合体約50〜約95%と、吸収能力値
    少なくとも約25g/gを有する第二ヒドロゲル形成重
    合体約5〜約50%との混合物からなる、請求項1に記
    載の多孔性吸収性マクロ構造物。
  4. 【請求項4】前記粒子が、その表面において陽イオンア
    ミノ−エピクロロヒドリン付加物で架橋されてなる、請
    求項1に記載の吸収性マクロ構造物。
  5. 【請求項5】可塑剤を更に含む、請求項1に記載の吸収
    性マクロ構造物。
  6. 【請求項6】ラテックス物質を更に含む、請求項1に記
    載の吸収性マクロ構造物。
  7. 【請求項7】液体浸透性トップシート、該トップシート
    と接合された液体不浸透性バックシート、および前記ト
    ップシートと前記バックシートとの間に配置された吸収
    性コアを含む吸収性物品であって、前記吸収性コアが請
    求項1に記載のマクロ構造物を1以上を含むことを特徴
    とする吸収性物品。
  8. 【請求項8】前記吸収性コアが前記トップシートと前記
    マクロ構造物との間に配置された吸収性部材を更に含
    み、吸収性コアが化学剛化セルロース系繊維からなる、
    請求項7に記載の吸収性物品。
  9. 【請求項9】前記物品がおむつである、請求項7に記載
    の吸収性物品。
  10. 【請求項10】実質上水不溶性吸収性ヒドロゲル形成重
    合体物質を含む多数の相互連結架橋粒子を含む粒子間結
    合凝集体を含んでなる可撓性多孔性吸収性シートであっ
    て、前記ヒドロゲル形成重合体物質が、 (a)サリン流伝導率(SFC)値少なくとも約5×1
    -7cm3 秒/gおよび閉込圧力0.7psi (5kPa)下で
    の加圧下性能(PUP)能力値少なくとも約23g/g
    を有する第一ヒドロゲル形成重合体約50〜約95%
    と、吸収能力値少なくとも約25g/gを有する第二ヒ
    ドロゲル形成重合体約5〜約50%との混合物、 (b)球状粒子の形態の第一ヒドロゲル形成重合体約2
    0〜約40%と非球状粒子の形態の第二ヒドロゲル形成
    重合体約60〜約80%との混合物、および (c)(a)と(b)との組み合わせ、からなる群から
    選ばれる混合物からなり、 前記粒子間結合凝集体が隣接粒子間に細孔を有し、この
    細孔が相互連通チャンネルによって相互連結して液体浸
    透性マクロ構造物を形成し、このマクロ構造物の外接乾
    燥体積が約0.008mm3 以上であることを特徴とす
    る、可撓性多孔性吸収性シート。
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