(57)【要約】本発明は、高吸収性特性を有するセルロース系材料、リグノセルロース系材料、または多糖材料に由来するポリマーを提供する。本ポリマーの製造方法及び本ポリマーを取り入れたパーソナルケア吸収性製品も提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
約４０％未満の自由液体値及び少なくとも約２０g/gの吸収性容量を有する、セルロース系材料、リグノセルロース系材料、または多糖材料に由来する高吸収性ポリマー。
【請求項２】
約３０％未満の自由液体値を有する、請求項１に記載のポリマー。
【請求項３】
前記ポリマーは硫酸化ポリマーである、請求項１に記載のポリマー。
【請求項４】
前記ポリマーは架橋済みポリマーである、請求項１に記載のポリマー。
【請求項５】
前記ポリマーは再生ポリマーである、請求項１に記載のポリマー。
【請求項６】
約３０％未満の自由液体値及び少なくとも約２０g/gの吸収性容量を有する、セルロース系材料、リグノセルロース系材料、または多糖材料に由来する高吸収性ポリマー。
【請求項７】
前記ポリマーは硫酸化ポリマーである、請求項６に記載のポリマー。
【請求項８】
前記ポリマーは架橋済みポリマーである、請求項６に記載のポリマー。
【請求項９】
前記ポリマーは再生ポリマーである、請求項６に記載のポリマー。
【請求項１０】
約４０％未満の自由液体値を有する、セルロース系材料、リグノセルロース系材料、または多糖材料に由来する再生高吸収性ポリマー。
【請求項１１】
約３０％未満の自由液体値を有する、請求項１０に記載のポリマー。
【請求項１２】
少なくとも約２０g/gの吸収性容量を有する、請求項１０に記載のポリマー。
【請求項１３】
前記ポリマーは硫酸化ポリマーである、請求項１０に記載のポリマー。
【請求項１４】
前記ポリマーは架橋済みポリマーである、請求項１０に記載のポリマー。
【請求項１５】
約４０％未満の自由液体値及び少なくとも約２０g/gの吸収性容量を有する、セルロース硫酸エステル高吸収性ポリマー。
【請求項１６】
約３０％未満の自由液体値を有する、請求項１５に記載のポリマー。
【請求項１７】
前記ポリマーは架橋済みポリマーである、請求項１５に記載のポリマー。
【請求項１８】
前記ポリマーは再生ポリマーである、請求項１５に記載のポリマー。
【請求項１９】
約４０％未満の自由液体値を有する、再生セルロース硫酸エステル高吸収性ポリマー。
【請求項２０】
約３０％未満の自由液体値を有する、請求項１９に記載のポリマー。
【請求項２１】
前記ポリマーは架橋済みポリマーである、請求項１９に記載のポリマー。
【請求項２２】
セルロース系材料、リグノセルロース系材料、または多糖材料を高吸収性にするのに有効な量の硫酸を用いて処理された前記セルロース系材料、リグノセルロース系材料、または多糖材料に由来する高吸収性ポリマーにおいて、該ポリマーは少なくとも約２０g/gの吸収性容量を有する、高吸収性ポリマー。
【請求項２３】
約４０％未満の自由液体値を有する、請求項２２に記載のポリマー。
【請求項２４】
約３０％未満の自由液体値を有する、請求項２２に記載のポリマー。
【請求項２５】
前記ポリマーは架橋済みポリマーである、請求項２２に記載のポリマー。
【請求項２６】
前記ポリマーは再生ポリマーである、請求項２２に記載のポリマー。
【請求項２７】
セルロース系材料、リグノセルロース系材料、または多糖材料を高吸収性にするのに有効な量の硫酸を用いて処理された前記セルロース系材料、リグノセルロース系材料、または多糖材料に由来する再生高吸収性ポリマー。
【請求項２８】
約４０％未満の自由液体値を有する、請求項２７に記載のポリマー。
【請求項２９】
約３０％未満の自由液体値を有する、請求項２７に記載のポリマー。
【請求項３０】
少なくとも約２０g/gの吸収性容量を有する、請求項２７に記載のポリマー。
【請求項３１】
前記ポリマーは架橋済みポリマーである、請求項２７に記載のポリマー。
【請求項３２】
硫酸化セルロース系材料、硫酸化リグノセルロース系材料、または硫酸化多糖材料に由来する高吸収性ポリマーにおいて、該ポリマーは架橋剤を用いて架橋されていない、高吸収性ポリマー。
【請求項３３】
約４０％未満の自由液体値を有する、請求項３２に記載のポリマー。
【請求項３４】
約３０％未満の自由液体値を有する、請求項３２に記載のポリマー。
【請求項３５】
少なくとも約２０g/gの吸収性容量を有する、請求項３２に記載のポリマー。
【請求項３６】
前記ポリマーは再生ポリマーである、請求項３２に記載のポリマー。
【請求項３７】
高吸収性ポリマー粒子の製造方法であって：
セルロース系材料、リグノセルロース系材料、または多糖材料を、硫酸化剤を用いて硫酸化して、硫酸化セルロース系材料、硫酸化リグノセルロース系材料、または硫酸化多糖材料を提供することと；
該硫酸化セルロース系材料、硫酸化リグノセルロース系材料、または硫酸化多糖材料を水性媒質中に溶解させることと；
前記硫酸化セルロース系材料、硫酸化リグノセルロース系材料、または硫酸化多糖材料を前記水性媒質から沈殿させて、ポリマー粒子を提供することと；
を含む方法。
【請求項３８】
前記硫酸化剤は硫酸を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記水性媒質から沈殿させることは、非水性材料を前記水性媒質に加えることを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記硫酸化セルロース系材料、硫酸化リグノセルロース系材料、または硫酸化多糖材料を水性媒質中に溶解させる前に、前記材料を中和することをさらに含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
高吸収性ポリマー粒子の製造方法であって：
セルロース系材料、リグノセルロース系材料、または多糖材料を、硫酸化剤を用いて硫酸化して、硫酸化セルロース系材料、硫酸化リグノセルロース系材料、または硫酸化多糖材料を提供することと；
該硫酸化セルロース系材料、硫酸化リグノセルロース系材料、または硫酸化多糖材料を水性媒質中に溶解させることと；
前記硫酸化セルロース系材料、硫酸化リグノセルロース系材料、または硫酸化多糖材料を前記水性媒質から乾燥によって再生して、ポリマー粒子を提供することと；
を含む方法。
【請求項４２】
前記硫酸化剤は硫酸を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記硫酸化セルロース系材料、硫酸化リグノセルロース系材料、または硫酸化多糖材料を水性媒質中に溶解させる前に、前記材料を中和することをさらに含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
請求項１に記載のポリマーを含む吸収性複合体。
【請求項４５】
１つ以上の繊維質材料をさらに含む、請求項４４に記載の吸収性複合体。
【請求項４６】
前記繊維質材料はセルロース系繊維及び合成繊維のうちの少なくとも１つである、請求項４５に記載の吸収性複合体。
【請求項４７】
請求項４４に記載の複合体を備える吸収性物品。
【請求項４８】
液体捕捉層をさらに備える、請求項４７に記載の吸収性物品。
【請求項４９】
液体分配層をさらに備える、請求項４８に記載の吸収性物品。
【請求項５０】
液体透過性表面シート及び液体非透過性背面シートをさらに備える、請求項４７に記載の吸収性物品。
【請求項５１】
前記吸収性物品は、乳幼児用おむつ、成人用失禁用製品、及び女性用ケア製品のうちの少なくとも１つである、請求項４７に記載の吸収性物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高吸収性特性を有する変性セルロース性物質、リグノセルロースまたは多糖に関し、より詳細には、硫酸化セルロース性物質、リグノセルロースまたは多糖に関する。
【背景技術】
【０００２】
乳幼児用おむつ、成人用失禁用パッド、及び女性用ケア製品等のパーソナルケア吸収性製品は一般的に、繊維質マトリックス内部に分布した高吸収性ポリマー粒子を含む吸収性コアを含む。高吸収体は水膨潤可能で一般に非水溶性の吸収性材料であり、体液のための高い吸収容量を有する。一般に使用されている高吸収性ポリマー類（ＳＡＰ類）は主にアクリル酸に由来し、アクリル酸自体は、非再生可能な原料である石油に由来する。アクリル酸ポリマー類及びＳＡＰ類は一般に生分解性ではないと認識されている。これらは広く使われているが、吸収性製品市場の幾つかの部門は、非再生可能な石油由来材料を使用すること及びその非生分解性の性質について懸念を抱いている。アクリル酸に基づくポリマーはまた、おむつ及び失禁用パッドのコスト構造のかなりの部分を占める。ＳＡＰの使用者は、より低コストのＳＡＰ類に関心を有している。高コストは、部分的にはアクリル酸の製造のためのコスト構造に由来し、またその結果として石油方の価格変動に左右される。また、使用後におむつを破棄する場合に、これは通常、体液の最大または理論的含量よりもかなり少ない体液を含む。すなわち、その流体保持容量の点から見ると、それは“過剰設計されている”。この“過剰設計”は、ＳＡＰを使用する際の非効率をもたらす。非効率は部分的には、ＳＡＰが高いゲル強度（gel strength）を有するように設計されている（荷重下での高い吸収度またはＡＵＬによって証明されるように）という事実に起因する。現在使用されているＳＡＰ粒子の高いゲル強度（膨潤時の）は、ＳＡＰ粒子が粒子同士の間に多量の空隙空間を保持するのを助け、迅速な流体取込みを助ける。しかしながら、この高い“空隙容量”は同時に、飽和状態にある製品中に多量の間隙（粒子同士の間に）液体が存在するという結果をもたらす。多量の間隙液体が存在する場合、吸収性製品の“再湿潤”値または“湿潤感触”は損なわれる。
【０００３】
パーソナルケア吸収性製品においては、米国産サザンパインフラッフパルプ（U.S. southern pine fluff pulp）がＳＡＰと共に一般に使用されている。このフラッフは、吸収性製品のための好ましい繊維として世界的に認められている。こうした選択は、フラッフパルプの好都合な大きな繊維長（約２．８mm）とウェットレイドパルプシートからエアレイドウェブまでの加工の相対的な容易さとに基づいている。フラッフパルプはまた、再生可能で生分解性のセルロースパルプ繊維から製造される。ＳＡＰと比較して、こうした繊維は質量当りでは廉価であるが、保持される液体単位ではより高価である。こうしたフラッフパルプ繊維は主に、繊維同士の間の間隙内部で吸収する。こうした理由で、繊維質マトリックスは、圧力を加えられると、捕捉した液体を容易に放出する。捕捉した液体を放出する傾向は、セルロース系繊維のみから形成されたコアを含む吸収性製品の使用の最中に、かなりの皮膚の湿潤を引き起こし得る。液体はこのような繊維質吸収性コア中に有効に保持されないので、このような製品はまた、捕捉した液体を漏出させる傾向がある。
【０００４】
従って、セルロースまたは他のリグノセルロース性物質または多糖のような生分解性で再生可能な資源から同時に製造され、廉価であり、飽和した時に低い空隙容量を有する高吸収性材料が要望されている。上述のようにして、湿潤していると着用者に感じさせることなくその理論的容量により近い状態で使用できるように効果的な吸収性製品の設計において高吸収体を使用することができる。上述した目的及び他の目的は、下記に述べる本発明によって成し遂げられる。
【発明の開示】
【０００５】
１態様においては、本発明は、高吸収性ポリマーを提供する。本発明のポリマーは、高吸収性特性を有する変性セルロース、変性リグノセルロース、または変性多糖である。本変性ポリマーは硫酸化ポリマーである。１具体例においては、本ポリマーは硫酸化セルロースであり；別の具体例においては硫酸化リグノセルロースであり；別の具体例においては硫酸化多糖である。本発明のポリマーは、高い液体吸収容量及び低い自由液体値（free liquid value）を有する水膨潤可能で非水溶性のポリマーである。１具体例においては、本ポリマーは、約２０g/gを超える液体吸収容量を有する。別の具体例においては、本ポリマーは、吸収した液体の全量を基準として約４０重量％未満の自由液体値を有する。さらなる具体例においては、本ポリマーは、吸収した液体の全量を基準として約３０重量％未満の自由液体値を有する。１具体例においては、本変性ポリマーは架橋済みポリマーである。
【０００６】
本発明の他の態様においては、高吸収性ポリマーの製造方法及び高吸収性ポリマーを取り入れた吸収性製品を提供する。
本発明の前述の態様と附随する利益の多くとは、添付図面と合わせて以下の詳細な説明を参照することによってより良く理解されるにつれて、より容易に了解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
１態様においては、本発明は、高吸収性ポリマーを提供する。本発明のポリマーは、高吸収性特性を有する変性セルロース、変性リグノセルロース、または変性多糖である。本変性ポリマーは硫酸化ポリマーである。１具体例においては、本ポリマーは硫酸化セルロースであり；別の具体例においては硫酸化リグノセルロースであり；別の具体例においては硫酸化多糖である。
【０００８】
本発明のポリマーは、高い液体吸収容量を有する水膨潤可能で非水溶性のポリマーである。硫酸化によって、水膨潤可能性をポリマーに与える。本ポリマーは、好都合な水膨潤可能性を提供するのに有効な硫酸基置換度（degree of sulfate group substitution）を有する。本ポリマーは、未変性フラッフパルプ繊維と比較して増大した液体吸収容量を有する。１具体例においては、本ポリマーは、約２０g/gを超える液体吸収容量を有する。
【０００９】
本発明の変性セルロースポリマーの形成において使用するのに適したセルロース系繊維は、実質的に非水溶性であり、高度に水膨潤可能ではない。本発明に従った硫酸化の後、得られた変性ポリマーは所望の吸収度特性を有し、水膨潤可能で非水溶性である。
【００１０】
本発明のポリマーは、水中で実質的に不溶性である。本明細書において使用する材料は、過剰の水中に実質的に溶解して溶液を形成し、その形態を失い、水溶液全体にわたって事実上一様に分散するようになる場合に、水溶性であるとみなされよう。
【００１１】
本発明のポリマーは水膨潤可能で非水溶性のポリマーである。本明細書において使用する“水膨潤可能で非水溶性のポリマー”という用語は、過剰の水性媒質（例として、体液の例えば尿若しくは血液、水、合成尿、または１重量％塩化ナトリウム水溶液）にさらした場合、平衡体積にまで膨潤するが、溶解して溶液にはならないポリマーを指す。
【００１２】
高い液体吸収容量を有することに加えて、本発明のポリマーは低い自由液体値を有する。本明細書において使用する“自由液体値”という用語は、材料中に存在し、自由であり、材料から容易に追い出されることができる液体の量を指す。自由液体値は、材料の構造に関する。高い空隙容量（例えば、大きな間隙空間）を有する材料は、比較的に高い自由液体値を有しようし、より小さな空隙容量及びより小さな間隙空間を有する材料は、比較的に低い自由液体値を有しよう。従来の高吸収性ポリマー類を含む材料は、形状が実質的に球形であり、高いゲル強度を有するように設計されてきており、比較的に大きな空隙容量を有し、従って比較的により多量の自由液体を保持する。このような材料は、小さな空隙容量を有すると特徴付けられかつ比較的により少量の自由液体を保持する本発明のポリマーを含む材料とは異なる。自由液体の差は、２つの吸収性材料の構造を反映する。従来の実質的に球形のポリマー類の充填は、比較的により多量の自由液体を保持することができる間隙空間をもたらす。本発明のポリマーは同程度に大きな間隙空間を形成することなく充填され、従って、比較的により少ない自由液体が保持される。
【００１３】
本明細書において使用する“自由液体値”という用語は、材料によって吸収され、それに続いて遠心分離時に材料から追い出される液体のパーセントと定義される。自由液体値は、材料を液体中で膨潤させてその最大量の液体を吸収し、続いて液体で膨潤した材料を遠心分離して自由液体を追い出すことで決定される。初期膨潤後の材料の重量と自由液体を除去するための遠心分離後の材料の重量との差を初期膨潤後の材料の重量で割ったものが、材料によって吸収された自由液体のパーセントであり、自由液体値である。自由液体値を、実施例３に説明するように決定する。１具体例においては、本発明のポリマーは、吸収した液体の全量を基準として約４０重量％未満の自由液体値を有する。別の具体例においては、吸収した液体の全量を基準として約３０重量％未満の自由液体値を有する。本発明の代表的なポリマー類の自由液体値を、実施例４の表４に説明する。
【００１４】
１具体例においては、セルロース系繊維は、本発明のポリマーを製造するための出発物質である。他の源からも入手可能だが、適切なセルロース系繊維は主として木材パルプに由来する。本発明と共に使用するのに適した木材パルプ繊維は、例えばクラフト法及び亜硫酸法等の周知の化学的方法から得ることができ、それに続く漂白はあってもなくてもよい。パルプ繊維はまた、サーモメカニカル法、ケミサーモメカニカル法、またはこれらの組合せによって加工できる。ウェヤーハウザー・カンパニー（Weyerhaeuser Company）から市販されているトゥルーセル（TRUCELL）等のカセイ抽出パルプ（caustic extractive pulp）も適切な木材パルプ繊維である。好ましいパルプ繊維は、化学的方法によって製造される。砕木繊維、リサイクルまたは二次木材パルプ繊維、並びに漂白済み及び未漂白の木材パルプ繊維を使用できる。針葉樹材及び広葉樹材を使用できる。木材パルプ繊維の選択に関する詳細は、当業者には周知である。こうした繊維は、本発明の譲受人であるウェヤーハウザー・カンパニーを含む多数の会社から市販されている。例えば、サザンパインから製造され、本発明と共に使用可能な適切なセルロース系繊維は、ＣＦ４１６、ＮＦ４０５、ＰＬ４１６、ＦＲ４１６、及びＮＢ４１６という名称でウェヤーハウザー・カンパニーから入手可能である。１具体例においては、本発明のポリマーの製造において有用なセルロース系繊維は、ＮＢ４１６という名称でウェヤーハウザー・カンパニーから市販されているサザンパイン繊維である。他の具体例においては、本セルロース系繊維を、北部針葉樹材繊維、ユーカリ類繊維、ライグラス繊維、及び綿繊維の中から選択できる。
【００１５】
広範囲の重合度を有するセルロース系繊維は、本発明のポリマーを形成するのに適している。１具体例においては、本セルロース系繊維は、約１０００を超える比較的に高い重合度を有し、別の具体例においては約１５００を有する。
【００１６】
１具体例においては、本発明のポリマーは硫酸化セルロースポリマーである。本明細書において使用する“硫酸化セルロース”は、硫酸化剤と反応させることで硫酸化させたセルロースを指す。“硫酸化セルロース”という用語は、硫酸化セルロースの遊離酸及び塩形態を含むことは了解されよう。適切な金属塩としては、ナトリウム、カリウム、及びリチウム塩がとりわけ挙げられる。硫酸化セルロースポリマーを、硫酸化剤をセルロースのヒドロキシル基と反応させて、セルロース硫酸エステル（すなわち、炭素−酸素−硫酸エステル）を与えることで製造できる。本発明に従って形成された硫酸化セルロースポリマーは、例えばスルホン化セルロースの場合のような硫黄原子がセルロース鎖表面の炭素原子に直接に結合している他の硫黄含有セルロース系化合物とは異なり、または例えばセルロースアルキルスルホネートの場合のような硫酸の硫黄原子（sulfate sulfur atom）がセルロース鎖表面の炭素原子に間接的に結合しているセルロース系化合物とは異なる。
【００１７】
本発明の硫酸化セルロースポリマーは、平均硫酸基置換度約０．１〜約２．０を有すると特徴付けることができる。１具体例においては、本硫酸化セルロースは、平均硫酸基置換度約０．２〜約１．０を有する。別の具体例においては、本硫酸化セルロースは、平均硫酸基置換度約０．３〜約０．５を有する。本明細書において使用する“平均硫酸基置換度”は、本ポリマー中の１モルのグルコース単位当りの硫酸基の平均モル数を指す。本発明に従って形成されたポリマー類は、上記に言及したような平均硫酸置換度を有する硫酸変性ポリマー類の分布を含むことは了解されよう。
【００１８】
本発明のポリマーは硫酸化ポリマーである。１具体例においては、本ポリマーはセルロース系繊維に由来する。硫酸化セルロース系繊維は、セルロース系繊維（例えば、架橋済みまたは非架橋のセルロース系繊維）を硫酸化剤と反応させることで製造できる。適切な硫酸化剤としては、濃硫酸（９５〜９８％）、発煙硫酸、三酸化硫黄及び関連錯体の例えば三酸化硫黄／ジメチルホルムアミド及び三酸化硫黄／ピリジン錯体、並びにクロロスルホン酸がとりわけ挙げられる。１具体例においては、硫酸化剤は濃硫酸である。
【００１９】
硫酸化剤を好ましくは、有機溶媒中の溶液として繊維に施す。適切な有機溶媒としては、アルコール、ピリジン、ジメチルホルムアミド、氷酢酸を含む酢酸、及びジオキサンが挙げられる。１具体例においては、有機溶媒は、約６個までの炭素原子を有するアルコールである。適切なアルコールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｓ−ブタノール、ペンタノール、及びヘキサノールが挙げられる。１具体例においては、アルコールは、イソプロパノール及びイソブタノールの中から選択される。
【００２０】
溶液中の硫酸対アルコールのモル比は、約１：１〜約４：１で変化し得る。１具体例においては、硫酸対アルコールのモル比は約２．４：１であり、例えば、硫酸はイソプロパノール中で８０：２０（重量／重量）の溶液である。硫酸化反応における硫酸対セルロース系繊維の重量比は、約５：１〜約３０：１で変化し得る。低い硫酸比では反応は遅く、不完全であり、高い硫酸比ではかなりのセルロースポリマーの分解が起こり得る。１具体例においては、硫酸対パルプ繊維の重量比は約１０：１〜約２５：１である。別の具体例においては、硫酸対パルプ繊維の重量比は約２４：１である。
【００２１】
高度に酸性の水性環境は、セルロース繊維を容易に分解する。セルロースを硫酸を用いて処理すると、硫酸によるセルロース主鎖の酸加水分解から形成される可溶の生成物を生じるので、濃硫酸を使用して硫酸化セルロースを製造することはできないと報告されている。WO 96/15137を参照されたい。しかしながら、水性硫酸または揮発性有機溶媒の例えばトルエン、四塩化炭素、若しくは低級アルカノール中に溶解させた硫酸の直接作用によって、活性化されたセルロース（２０〜３０％の水）から水溶性セルロース硫酸エステルが製造されたと報告されている。"Cellulose Chemistry and Its Applications", Ed. T.P. Nevell and S.H. Zeronian, Halstead Press, John Wiley and Sons, 1985, page 350。
【００２２】
水性酸性溶液中でのセルロースの周知の分解にもかかわらず、本発明は、著しいセルロースの加水分解無しに硫酸化セルロースポリマー類を製造する方法を提供する。本発明の方法においては、セルロース繊維を、非水性環境中で及び／または低温で（例えば、約４℃でまたは約４℃未満で）硫酸化剤を用いて処理することで、セルロースの分解（すなわち、重合度の低下）が実質的に避けられる。セルロースの分解（例えば、加水分解）からさらに保護するために、硫酸化反応の最中に形成される水を含めて水を吸収するための安定化剤または脱水剤を、硫酸化反応混合物に加えることができる。適切な安定化剤または脱水剤としては、例えば三酸化硫黄、硫酸マグネシウム、無水酢酸、及びモレキュラーシーブが挙げられる。１具体例においては、セルロース系繊維を約４℃の温度で硫酸化剤と反応させ、セルロース系繊維及び硫酸化剤の両方は反応の前に約４℃に冷却する。別の具体例においては、冷却した繊維を含むセルロース系繊維を、脱水剤の存在下で硫酸化剤と反応させる。
【００２３】
所望の硫酸化の程度に依存して、繊維及び硫酸化剤を約１０〜約３００分間反応させる。この反応期間の後でかつ得られた硫酸化繊維を中和する前に、硫酸化繊維を過剰の硫酸化剤から分離する。１具体例においては、硫酸化繊維を、中和の前にアルコールを用いて洗浄する。
【００２４】
硫酸化セルロース系繊維をさらに加工（例えば、架橋）して本発明のポリマーを提供する前に、繊維を、中和剤を用いて少なくとも部分的に中和できる。中和剤は適切に、硫酸化溶媒中に可溶である。１具体例においては、中和剤は、塩基の例えばアルカリ性塩基（例えば、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムまたは水酸化カルシウム；酢酸リチウム、酢酸カリウム、または酢酸ナトリウム）である。他に、中和剤は多価金属塩を含むことができる。適切な金属塩としては、セリウム、マグネシウム、カルシウム、ジルコニウム、及びアルミニウム塩の例えば硝酸アンモニウムセリウム（ammonium cerium nitrate）、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ジルコニウム、塩化アルミニウム、及び硫酸アルミニウムがとりわけ挙げられる。多価金属塩を中和剤として使用することはまた、繊維内架橋という利益を提供する。従って、多価金属塩の使用によって、硫酸化セルロース系繊維を部分的に中和でき、部分的に架橋できる。このように処理した繊維を、上記に説明したものを含む他の架橋剤を用いてさらに架橋できる。
【００２５】
繊維の硫酸化の程度は、反応時間を含む多数の反応条件に依存する。例えば、一連の代表的な硫酸化反応において、２５分の反応時間は約３．８重量％の硫黄を含む繊維を与え；３５分の反応時間は約４．９重量％の硫黄を含む繊維を与え；４５分の反応時間は約６．４重量％の硫黄を含む繊維を与えた。しかしながら、こうした実験においては、長い硫酸化反応時間は繊維長に悪影響を及ぼした（すなわち、長時間の反応条件下でセルロースの加水分解が起きた）。粘度実験においては、２５分及び３５分の反応条件で製造された硫酸化繊維は、ガードナー−ホルト気泡管（Gardner-Holt bubble tube）のＨ粘度（すなわち、約２００センチストーク）を有すると分類されるセルロース溶液を与え、一方、４５分の反応で製造された硫酸化繊維は、Ｃ粘度（すなわち、約８５センチストーク）を有すると分類されるセルロース溶液を与えた。こうした結果は、長い反応時間では、かなりの繊維の分解が起こり得ることを示す。硫酸化繊維から製造された変性繊維の吸収容量を実施例３に説明する。
【００２６】
硫酸化セルロースポリマーの代表的な製造方法を実施例１及び４に説明する。
１具体例においては、本変性ポリマーは架橋済みポリマーである。架橋済みセルロース系繊維及びその製造方法は、Graef et al.に発行された米国特許第5,437,418号及び同第5,225,047号に開示されており、これらを特に本明細書において、参考のために引用する。
【００２７】
架橋済みセルロース繊維は、繊維を架橋剤を用いて処理することで製造できる。本ポリマーの製造において有用な適切な架橋剤は一般に、水及び／またはアルコールに可溶である。適切なセルロース系繊維架橋剤としては、アルデヒド、ジアルデヒド、及び関連誘導体（例えば、ホルムアルデヒド、グリオキサール、グルタルアルデヒド、グリセルアルデヒド）並びに尿素に基づくホルムアルデヒド付加生成物（例えば、Ｎ−メチロール化合物）が挙げられる。例えば、米国特許第3,224,926号、同第3,241,533号、同第3,932,209号、同第4,035,147号、同第3,756,913号、同第4,689,118号、同第4,822,453号、Chungに発行された米国特許第3,440,135号、Lash et al.に発行された米国特許第4,935,022号、Herron et al.に発行された米国特許第4,889,595号、Shaw et al.に発行された米国特許第3,819,470号、Steiger et al.に発行された米国特許第3,658,613号、及びGraef et al.に発行された米国特許第4,853,086号を参照されたい。これらを全て、特に本明細書において、参考のためにその全体を引用する。セルロース系繊維はまた、ポリカルボン酸類を含むカルボン酸架橋剤によって架橋できる。米国特許第5,137,537号、同第5,183,707号、及び同第5,190,563号は、少なくとも３つのカルボキシル基を含むＣ２〜Ｃ９ポリカルボン酸類（例えば、クエン酸及びオキシジコハク酸）を架橋剤として使用することを説明している。
【００２８】
尿素に基づく適切な架橋剤としては、メチロール化尿素類、メチロール化環状尿素類、メチロール化低級アルキル置換環状尿素類、メチロール化ジヒドロキシ環状尿素類、ジヒドロキシ環状尿素類、及び低級アルキル置換環状尿素類が挙げられる。尿素に基づく具体的な好ましい架橋剤としては、ジメチロール尿素（ＤＭＵ、ビス［Ｎ−ヒドロキシメチル］尿素）、ジメチロールエチレン尿素（ＤＭＥＵ、１，３−ジヒドロキシメチル−２−イミダゾリジノン）、ジメチロールジヒドロキシエチレン尿素（ＤＭＤＨＥＵ、１，３−ジヒドロキシメチル−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン）、ジメチロールプロピレン尿素（ＤＭＰＵ）、ジメチロールヒダントイン（ＤＭＨ）、ジメチルジヒドロキシ尿素（ＤＭＤＨＵ）、ジヒドロキシエチレン尿素（ＤＨＥＵ、４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン）、及びジメチルジヒドロキシエチレン尿素（ＤＭｅＤＨＥＵ、４，５−ジヒドロキシ−１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン）が挙げられる。
【００２９】
適切なポリカルボン酸架橋剤としては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、コハク酸、グルタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、タートレートモノコハク酸、マレイン酸、１，２，３−プロパントリカルボン酸、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸、全−シス−シクロペンタンテトラカルボン酸、テトラヒドロフランテトラカルボン酸、１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸、及びベンゼンヘキサカルボン酸が挙げられる。他のポリカルボン酸架橋剤としては、高分子ポリカルボン酸類、例えばポリ（アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸）、ポリ（マレイン酸）、ポリ（メチルビニルエーテル−ｃｏ−マレエート）コポリマー、ポリ（メチルビニルエーテル−ｃｏ−イタコネート）コポリマー、アクリル酸のコポリマー類、及びマレイン酸のコポリマー類が挙げられる。例えばポリアクリル酸ポリマー類、ポリマレイン酸ポリマー類、アクリル酸のコポリマー類、及びマレイン酸のコポリマー類等の高分子ポリカルボン酸架橋剤の使用は、ウェヤーハウザー・カンパニーに譲渡済みであり、特に本明細書において、参考のためにその全体を引用する米国特許第5,998,511号に説明されている。
【００３０】
他の適切な架橋剤としては、ジエポキシドの例えばビニルシクロヘキセンジオキシド、ブタジエンジオキシド、及びジグリシジルエーテル；スルホン類の例えばジビニルスルホン、ビス（２−ヒドロキシエチル）スルホン、ビス（２−クロロエチル）スルホン、及びジナトリウムトリス（β−スルファトエチル）スルホニウム内部塩；並びにジイソシアナートが挙げられる。
【００３１】
架橋剤の混合物及び／またはブレンドも使用できる。
架橋剤を用いて架橋するポリマーの具体例の場合、触媒を使用して、架橋反応を加速することができる。適切な触媒としては、酸性塩類の例えば塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アルミニウム、塩化マグネシウム、及びリン含有酸類（phosphorous-containing acids）のアルカリ金属塩類が挙げられる。
【００３２】
本ポリマーに施す架橋剤の量は適切に、本ポリマーを水中で実質的に不溶性にするのに必要な量である。本ポリマーに施す架橋剤の量は個々の架橋剤に依存しようし、適切に、ポリマーの総重量を基準として約０．０１〜約８．０重量％の範囲内である。１具体例においては、本ポリマーに施す架橋剤の量は、ポリマーの総重量を基準として約０．２０〜約５．０重量％の範囲内である。
【００３３】
本発明のポリマーは、実施例３に説明する遠心容量試験で測定して、少なくとも約２０g/gの液体吸収容量を有する。１具体例においては、本変性ポリマーは少なくとも約１０g/gの容量を有する。別の具体例においては、本ポリマーは少なくとも約１５g/gの容量を有し、さらなる具体例においては、本ポリマーは少なくとも約２０g/gの容量を有する。本発明に従って形成された代表的なポリマーの吸収容量を実施例３に説明する。
【００３４】
本発明の別の態様においては、高吸収性ポリマーの製造方法を提供する。本方法の１具体例においては、セルロース系繊維は、繊維を硫酸化剤と反応させることで硫酸化される。
【００３５】
有効な硫酸化のために、乾燥した繊維を含むセルロース系繊維を、硫酸化の前に膨潤剤を使用して膨潤させることができる。適切な膨潤剤としては、例えば、水、氷酢酸、無水酢酸、塩化亜鉛、硫酸、三酸化硫黄、及びアンモニアが挙げられる。繊維は、繊維を膨潤剤と混合することで膨潤でき、続いて過剰の膨潤剤を除去し、その後繊維を硫酸化剤と反応させる。
【００３６】
従って、別の具体例においては、本発明は、高吸収性ポリマーの製造方法であって、乾燥繊維を含むセルロース系繊維を、膨潤剤を用いて膨潤させる工程と；過剰の膨潤剤を膨潤済み繊維から分離する工程と；膨潤済み繊維を硫酸化剤と反応させる工程と；過剰の硫酸化剤を繊維から分離する工程と；硫酸化繊維を少なくとも部分的に中和して、硫酸化セルロース系繊維を与える工程とを含む方法を提供する。
【００３７】
硫酸化工程において形成された硫酸化ポリマーを水性媒質中に溶解させ、続いてポリマーを媒質から沈殿させることで、本発明のポリマーを粒子形態で提供できる。水性媒質からのポリマーの沈殿は、ポリマーが低い溶解度を有する混和性溶媒を用いてポリマーを含む水性媒質を希釈することで実現することができる。ポリマー粒子をポリマー溶液から沈殿させて製造するので、この方法で製造したポリマー粒子を“再生”ポリマー粒子と呼ぶ。ポリマーの沈殿を、アルコール（例えばイソプロパノール）または塩のような非水性材料を使用して実現することができる。再生ポリマー粒子の製造方法を実施例４に説明する。他に、単に水を水溶液から乾燥除去させることで、ポリマーを溶液から回収（または“再生”）してもよい。
【００３８】
上記に言及したように、１具体例においては、本発明のポリマーは硫酸化された架橋済みポリマーである。従って、上記に説明したように製造した硫酸化ポリマーを、架橋剤を用いてさらに架橋して、高吸収性ポリマーを提供できる。硫酸化された架橋済み高吸収性ポリマーの代表的な製造方法を実施例２に説明する。
【００３９】
本発明のポリマーをパーソナルケア吸収性製品中に取り入れることができる。本ポリマーを、パーソナルケア吸収性製品中に取り入れるための複合体へと形成できる。複合体は、本ポリマー単独で形成でき、または、繊維質材料、バインダー材料、他の吸収性材料、及びパーソナルケア吸収性製品中に一般に用いられる他の材料を含む他の材料と本ポリマーを組合わせることで形成できる。適切な繊維質材料としては、合成繊維の例えばポリエステル、ポリプロピレン、及び二成分結合繊維；並びにセルロース系繊維の例えばフラッフパルプ繊維、架橋済みセルロース系繊維、綿繊維、及びＣＴＭＰ繊維が挙げられる。適切な吸収性材料としては、天然吸収体の例えばミズゴケ及び合成高吸収体の例えばポリアクリレート（例えば、ＳＡＰ類）が挙げられる。
【００４０】
本発明のポリマーに由来するかまたはこれを含む吸収性複合体は、様々な吸収性物品中に好都合に取り入れることができ、この物品は例えば使い捨ておむつ及び幼児トイレ訓練用パンツを含むおむつ；生理用ナプキン、及びパンツライナを含む女性用ケア製品；成人用失禁用製品；紙タオル；外科用及び歯科用スポンジ；包帯；食品トレイパッド；並びにその他同様なものである。従って、別の態様においては、本発明は、本ポリマーを含む吸収性複合体、構成体、及び吸収性物品を提供する。
【００４１】
本発明の高吸収性ポリマーを吸収性コアまたは貯留層としておむつ等のパーソナルケア吸収性製品中に取り入れることができる。本複合体を単独でまたは１つ以上の他の層の例えば捕捉及び／または分配層と組み合わせて使用して、有用な吸収性構成体を提供できる。
【００４２】
本発明のポリマーを含む吸収性複合体を取り入れた代表的な吸収性構成体を、図１及び２に示す。図１を参照すると、構成体１００は、上部捕捉層２０と組み合わせて貯留層として用いられる複合体１０（すなわち、本発明のポリマーを含む複合体）を含む。
【００４３】
吸収性複合体と捕捉層との組合せを含む上記に言及した構成体に加えて、さらなる構成体は、捕捉層と複合体との間に位置する分配層を含むことができる。図２は、捕捉層２０と複合体１０との間に挿入された中間層３０（例えば、分配層）を有する構成体１１０を示す。
【００４４】
複合体１０並びに構成体１００及び１１０を吸収性物品中に取り入れることができる。一般に、図３Ａ〜Ｃに示す吸収性物品２００、２１０、及び２２０は、それぞれ液体透過性上張りシート２２、液体非透過性裏当てシート２４、及び複合体１０、構成体１００、構成体１１０を含む。このような吸収性物品においては、上張りシートを裏当てシートに接合できる。
【００４５】
他の吸収性製品を、本発明のポリマー及び本ポリマーを含む複合体を取り入れて設計することができることは了解されよう。
以下の実施例は、本発明を説明するために提供するものであって、限定するためではない。
【実施例】
【００４６】
実施例１
硫酸化セルロース系繊維の製造
この実施例では、硫酸化セルロース系繊維の代表的な形成方法を説明する。
【００４７】
硫酸化の前に、パルプを、酢酸を用いて活性化した。１０５℃でオーブン乾燥した１０グラムの繊維化済み漂白クラフトサザンイエローパインフラッフパルプ（ＮＢ４１６、ウェヤーハウザー・カンパニー、フェデラル・ウェイ、ＷＡ（Weyerhaeuser Company, Federal Way, WA））を、６００mLの氷酢酸中に分散させた。パルプ／酸スラリーを次に真空チャンバに入れ、空気を排出した。スラリーを真空下で３０分間放置し、その後チャンバを再与圧して大気圧にした。スラリーを次に雰囲気条件で４５分間放置し、その後さらに３０分間真空に再度さらした。２度目に真空にさらした後、スラリーを大気圧で４５分間再度放置した。スラリーを次にブフナー漏斗中に注ぎ、漏斗中でパルプを集め、残留酢酸の重量がオーブン乾燥したパルプの重量の２倍に等しくなるまで圧縮した（すなわち、集めたパルプの総重量は３０gだった）。集めたパルプをビニール袋に入れ、冷凍庫中で−１０℃に冷却した。
【００４８】
硫酸化液を作製するために、２４０gの濃硫酸を６０gのイソプロパノール及び０．２２６gの硫酸マグネシウムと混合した。液を作製するために、イソプロパノールをビーカー中に注ぎ、氷浴中、４℃で維持した。硫酸マグネシウムを次にイソプロパノールに加え、混合物を４℃に冷却した。硫酸を秤量してビーカー中に入れ、別個に９℃に冷却し、その後、イソプロパノールと硫酸マグネシウムとの混合物中に徐々に加えて混合した。得られた硫酸化液を次に４℃に冷却した。
【００４９】
冷却した、酢酸で活性化されたパルプ（−１０℃）を、冷却した硫酸化液（４℃）中に撹拌しながら加えた。パルプと硫酸化液との得られたスラリーを、絶えず撹拌しながら３５分間反応させた。３５分後、パルプ／硫酸化液スラリーをブフナー漏斗中に注ぎ、硫酸化パルプを集め、冷却したイソプロパノール（−１０℃）を用いて真空上で洗浄した。集めたパルプを次に、冷却したイソプロパノール（−１０℃）と共にワーリングブレンダー中でスラリーにし、ブフナー漏斗中に注ぎ戻し、漏斗中で、パルプを、冷却したイソプロパノール（−１０℃）を用いて再度洗浄した。
【００５０】
本発明に従って形成された変性繊維の性質及び品質は、洗浄工程によって決まる。第１に、酸を好ましくはできる限り迅速にパルプから洗浄除去して、セルロースの分解の継続及び／または加速を防ぐ。第２に、パルプの冷却温度を好ましくは維持して、セルロースの分解を防ぐ。第３に、中和前に酸を好ましくはできる限り完全にパルプから洗浄除去して、除去するのが困難な無機塩が中和工程の最中で形成されるのを防ぐ。こうした塩は、変性繊維の吸収度に悪影響を及ぼし得る。
【００５１】
洗浄した硫酸化パルプを次に、冷却したイソプロパノール（−１０℃）中でスラリーにし、エタノール性水酸化ナトリウム溶液（飽和溶液）をスラリーが中和するまで滴下した。スラリーを次にブフナー漏斗中に注ぎ、漏斗中で、中和済み硫酸化パルプを、室温のイソプロパノールを用いて洗浄した。中和済み硫酸化パルプを次に撹拌して、繊維表面を外皮状に覆っていたかもしれないいかなる無機塩も除去し、その後ブフナー漏斗中で、中和済み硫酸化パルプを、イソプロパノールを用いて再度洗浄した。最後に、集めた硫酸化パルプを空気乾燥した。
実施例２
代表的な架橋済み硫酸化セルロース系繊維の製造
この実施例では、架橋済み硫酸化セルロース系繊維の代表的な形成方法を説明する。実施例１に説明するように製造した硫酸化セルロース系繊維を、代表的な架橋剤を用いて架橋した。
【００５２】
触媒作用を利用した尿素−ホルムアルデヒド系を使用して、硫酸化セルロース系繊維を架橋した。触媒は、８８％エタノール／水中に溶解させた塩化マグネシウム及びドデシルベンゼンスルホン酸のナトリウム塩を含んだ。主要な機能に加えて、触媒溶液は、架橋剤のための希釈剤として役立つ。架橋剤を得るために、尿素を３７％（w/w）水性ホルムアルデヒド中に溶解させた。架橋剤を触媒溶液と合わせ、硫酸化繊維に施した。処理済み繊維を次に硬化するために、１０５℃のオーブンに６０分間入れた。
【００５３】
この実験においては、様々な量の架橋剤を繊維に施した。使用した架橋剤の量は、硫酸化繊維の重量の１〜１１％の範囲にわたり、使用した触媒希釈剤の量は、硫酸化繊維の重量の２５０％だった。触媒希釈剤及び架橋剤溶液の作製において使用した材料及び量を、下記の表１に示す。
【００５４】
【表１】
2005504135.tif 000002
実施例３
総吸収性容量の測定方法及びティーバッグ体積試験
この実施例では、総吸収性容量の測定方法及びティーバッグゲル体積試験を説明する。様々なレベルの架橋剤を繊維に施して上記の実施例１及び２に説明するように製造した代表的な変性繊維を、下記に説明する総吸収性容量／ティーバッグゲル体積試験によって、吸収容量に関して評価した。繊維に施した架橋剤の関数としての変性繊維の吸収容量を、下記の表２に要約する。
【００５５】
吸収容量を決定するための材料の作製、試験手順、及び計算は次の通り。
材料の作製：
１）ティーバッグの作製：ティーバッグ材料（Ｄｅｘｔｅｒ  ＃１２３４Ｔ：ヒートシール可能なティーバッグ材料）を広げ、横方向に切断して６cmの部片にする。縦方向に外側から外側まで（outside-to-outside）折る。縁部１／８インチをこて（高温設定）でヒートシールし、上端は開口したままにする。過剰の部分を上端から切り取って、６cm×６cmのバッグを形成する。３個のティーバッグを作製する。
２）縁部に試料識別のラベルを付ける。
３）風袋消去済みグラシン紙上で０．２００gの試料（最も近くて０．００１g）を秤量し、重量を記録する。（重量Ａ、下記を参照されたい。）
４）ティーバッグに変性繊維試料を充填する。
５）ティーバッグの上端１／８インチをこてで密封する。
６）変性繊維試料を充填したティーバッグの総重量を秤量し、記録する。試験の準備ができるまで、密閉したビニール袋中に保管する。（重量Ｂ、下記を参照されたい。）
試験手順：
１）容器に少なくとも２インチの深さまで１重量％の塩類溶液（saline solution）を充填する。
２）ティーバッグを水平に保持し、変性繊維試料をティーバッグ全体にわたって一様に分布させる。
３）ティーバッグを塩類溶液の液体表面に横たえ（計時を開始する）、ティーバッグを浸し（wet-out）、その後ティーバッグを液体表面下に沈める（約１０秒）。
４）ティーバッグを３０分間浸漬する。（注：実施例４の試料の場合には２時間行う。）
５）ティーバッグを塩類溶液からピンセットで取り出し、ドリップラックに留める。
６）ティーバッグを３分間掛けておく。
７）ティーバッグをクリップから注意深く除去し、吸い取り紙上で、ティーバッグの飽和した隅に軽く触れて、過剰の流体を除去する。ティーバッグを秤量し、重量（すなわち、ドリップ重量（drip weight））を記録する。（重量Ｃ、下記を参照されたい。）
遠心前の容量（Ｚ＝g/g容量）の計算：
Ｚ＝（Ｃ−Ｂ）／Ａ
この計算では、ティーバッグ材料によって保持される液体は無視でき、かなり一定のファクターであると仮定している。
８）ティーバッグの上端を遠心分離機の壁に押し付けて、ティーバッグを壁に配置する。遠心分離機のバランスを保つために、ティーバッグを遠心分離機の円周上に置く。
９）２８００rpmで７５秒間遠心分離する。
１０）ティーバッグを遠心分離機から取り出し、秤量し、ティーバッグの遠心分離済み重量を記録する。（重量Ｄ、下記を参照されたい。）
遠心後の容量（Ｙ＝g/g容量）の計算：
Ｙ＝（Ｄ−Ｂ）／Ａ
この計算では、ティーバッグ材料によって保持される液体は無視でき、かなり一定のファクターであると仮定している。
パーセントでの自由液体値の計算：
パーセント自由液体＝（（Ｚ−Ｙ）／Ｚ）×１００
代表的な変性繊維に関して、硫酸化反応時間及び繊維に施した架橋剤の関数として、上記に説明したように決定した遠心後の吸収容量（遠心容量、g/g）を、下記の表２に要約する。
【００５６】
【表２】
2005504135.tif 000003
表２に示すように、全ての硫酸化繊維は、未処理の繊維に対して予想されると思われるもの（わずか〜１g/g程度）よりも高い容量を有するので、ある程度までは、吸収容量は、硫酸化の増大と共に増大する。しかしながら、硫酸化が繊維の分解をもたらした時点で、吸収容量は減少する。結果はまた、吸収容量はまた架橋の増大と共にある程度までは増大することを証明する。より高いレベルの架橋では、吸収容量は減少する。
実施例４
代表的な高吸収性ポリマー粒子の製造方法
この実施例では、代表的な高吸収性セルロース系ポリマー粒子の製造方法を説明する。この方法においては、ポリマーを製造するために、まずセルロース系パルプを硫酸化し、続いて水中に溶解させ、次に硫酸化セルロース系パルプを沈殿させて、高吸収性セルロース系ポリマー粒子を提供する。
セルロース系パルプの硫酸化
溶媒交換及び未乾燥（never-dried）パルプの前処理．ガラスビーカー中でガラス撹拌棒を使用して５０g（ＯＤベース）の未乾燥ＦＲ−４１６パルプ（約２５％の固形物）を２．７Lの氷酢酸と共にスラリーにする。酸／パルプスラリーを３０分間放置する。ブフナー漏斗中、真空上でスラリーから液体を排出させ、圧縮する。ガラスビーカー中でガラス撹拌棒を使用してフィルターパッドを２．７Lの氷酢酸と共に再度スラリーにする。酸／パルプスラリーを３０分間放置する。ブフナー漏斗中、真空上でスラリーから液体を排出させ、圧縮する。ガラスビーカー中でガラス撹拌棒を使用してフィルターパッドを２．７Lの氷酢酸と共に再度スラリーにする。酸／パルプスラリーを３０分間放置する。ブフナー漏斗中、真空上でスラリーから液体を排出させ、残存している酢酸の重量がパルプの絶乾重量の約３倍に等しくなるまで、フィルターパッドを圧縮する。フィルターパッドの総重量は約２００gであろうし、その５０gはパルプの質量によって占められようし、残りの１５０gは残存している酢酸から生じよう。フィルターパッドを粉砕してジップロックバッグに入れ、冷凍庫中で−１０℃に冷却する。
硫酸化液の作製．ホバートミキサー（Hobart mixer）及び熱交換器を、絶縁冷却密閉容器中に置く。ミキサーボールの最上部２インチ以外が液体表面下に沈むまで、プロピレングリコールを絶縁冷却密閉容器中に注ぐ。熱交換器をジュラボ  ＦＰＷ５５−ＳＰ水冷超低冷蔵循環機（Julabo FPW55-SP water-cooled ultra-low refrigerated circulator）に接続する。循環機のタンクに、ベイシロン・フルイド  Ｍ３（Baysilone Fluid M3）（ＧＥバイエル・シリコーンズ（GE Bayer Silicones）製のポリジメチルシロキサンであり、ジュラボがサーマル  ＨＹ（Thermal HY）として販売している）を充填する。所望の温度を循環機にプログラムし、ユニットを始動する。この実施例では、−１０℃の温度を使用した。絶縁冷却密閉容器中のプロピレングリコールがプログラムされた温度に達するのを待つ。３００gの−１０℃のイソプロパノールをミキサーのボール中に注ぐ。１．１３gの硫酸マグネシウムをイソプロパノールに加える。１，２００gの９℃の濃硫酸を、イソプロパノール中に撹拌しながら徐々に加える。硫酸化液を所望の反応温度に冷却する。硫酸化液中の成分の比は、４部の濃硫酸、１部のイソプロパノール、及び０．００４部の硫酸マグネシウムとなろう。
硫酸化反応．ミキサーの電源にレオスタット（rheostat）を経由させる。レオスタットをゼロに設定して、ミキサーをその最低の設定でスイッチをオンにする。ミキサーブレードがゆっくりと回転するまでレオスタットのダイヤルを回す。粉砕した−１０℃の酢酸で活性化されたＦＲ−４１６パルプを、ミキサーが過負荷にならず、しかもなお最初のパルプが入っている硫酸化時間が最後のパルプが入っている硫酸化時間と著しく異なる程には遅くない速度で、動作中のミキサーに供給する。適切な反応温度を維持し、パルプを表３に示す時間の間反応させ、その間絶えず撹拌する。硫酸化液の重量は、硫酸化される溶媒交換した未乾燥ＦＲ−４１６パルプの重量の３０倍となろう（残存している酢酸の重量を含まない。）
硫酸化パルプのろ過及び洗浄．硫酸化反応の完了時に、パルプ／硫酸化液スラリーをブフナー漏斗中に注ぎ、できる限り多量の硫酸化液をパルプから除去する。３Lの−１０℃のイソプロパノールをフィルターパッドを通して注いで、パルプから物理的に除去できない可能性のある酸を洗い流す。ワーリングブレンダー中のフィルターパッドを離解し、生成したスラリーをブフナー漏斗中に注ぐ。３Lの−１０℃のイソプロパノールをフィルターパッドを通して注ぐ。
【００５７】
洗浄段階には４つの重要なファクターが存在する。第１に、洗浄用イソプロパノールを過剰の硫酸と混合することによる熱の過度の発生を避けるために、できる限り多量の硫酸化液を洗浄の前にパルプから絞り出すべきである。第２に、酸をできる限り迅速にパルプから洗浄除去して、セルロースへの分解の継続及び加速を防がなければならない。第３に、セルロースが甚だしく損傷するかもしれないので、パルプの温度を上昇させるべきではない。第４に、中和前に酸をできる限り完全に洗い流して、生成するポリマーの吸収度に最終的にマイナスの影響を及ぼすと思われかつ除去するのが困難な無機塩が形成されるのを防がなければならない。
セルロース硫酸エステルの中和．４Lのプラスチックビーカー中で空気圧駆動式ミキサーを使用して、洗浄したセルロース硫酸エステルを−１０℃のイソプロパノールと共にスラリーにする。撹拌を維持し、その間pH７を達成するまでビュレットを用いて飽和エタノール性酢酸ナトリウム溶液をスラリーに滴下する。ブフナー漏斗中、真空上でスラリーから液体を排出させ、圧縮する。室温のイソプロパノール中のナトリウムセルロース硫酸エステルをワーリングブレンダーを用いて撹拌して、繊維表面を外皮状に覆っていたかもしれないいかなる無機塩も除去する。ブフナー漏斗中、真空上でスラリーから液体を排出させ、圧縮する。フィルターパッドを、室温のイソプロパノールを用いて洗浄する。フィルターパッドを粉砕し、ナトリウムセルロース硫酸エステルを換気フード中で空気乾燥する。
【００５８】
【表３】
2005504135.tif 000004
ナトリウムセルロース硫酸エステルポリマーの沈殿
１３gの水に、上記に説明したように作製した１gmの中和済みのセルロース硫酸エステル試料を加える。繊維を撹拌して、溶解させる。完全な溶解が得られるまで、定期的に撹拌する（一般的に１〜２４時間）。約１２５mLのイソプロパノールをセルロース硫酸エステル溶液に加えて、ポリマーを沈殿させる。小さなプラスチックのスパチュラを用いて十分に混合し、次に沈殿した材料を引裂いて、沈殿物の小さな（最大寸法約５mm〜約１０mm）細長い部片を形成する。過剰の溶媒をブフナー漏斗中でろ別する。追加の１２５mLのイソプロパノールを追加の洗浄液として沈殿物に加える。再度ろ過する。沈殿物を、１０５℃で６０分間、実験室用ファンオーブン中で乾燥する。自由膨潤及び遠心容量を、上記の実施例３に説明したように決定する。上記に説明したように製造した代表的なポリマーに関する遠心前の容量（上記のＺを参照されたい）、遠心後の容量（上記のＹを参照されたい）、及び自由液体値（パーセント自由液体）を下記の表４に要約する。
【００５９】
この実施例４では、実施例２とは異なり、高吸収性ポリマー粒子の製造において架橋剤を使用しなかった点に注意されたい。
【００６０】
【表４】
2005504135.tif 000005
本発明の好適な具体例を示し、説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明に様々な変更を行い得ることは了解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の代表的なポリマーを取り入れかつ捕捉層を有する吸収性構成体の断面図である。
【図２】本発明の代表的なポリマーを取り入れかつ捕捉層及び分配層を有する吸収性構成体の断面図である。
【図３】図３Ａは、それぞれ図１及び２に示す、本発明の代表的なポリマーを含む複合体及び吸収性構成体を取り入れた吸収性物品の断面図である。
図３Ｂは、それぞれ図１及び２に示す、本発明の代表的なポリマーを含む複合体及び吸収性構成体を取り入れた吸収性物品の断面図である。
図３Ｃは、それぞれ図１及び２に示す、本発明の代表的なポリマーを含む複合体及び吸収性構成体を取り入れた吸収性物品の断面図である。
【国際公開パンフレット】
2005504135.tif 000006
2005504135.tif 000007
2005504135.tif 000008
2005504135.tif 000009
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
2005504135.tif 000041