(57)【要約】  約３８〜約３００μｍの粒径及び約１８０μｍ又はそれ未満のメディアン粒径を有している超吸収性ポリマー粒子が開示されている。超吸収性ポリマー粒子は、少なくとも１つの中和されていない酸性で吸水性の樹脂及び少なくとも１つの中和されていない塩基性で吸水性の樹脂を含んでいる。一実施態様は、各粒子が、塩基性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインと接触しているか又はそれに極めて近接している酸性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインを含有する多成分の超吸収性粒子である。第二の中和されていない吸水性の樹脂の粒子を有する多成分超吸収性ゲル粒子の混合床及び中和されていない酸性で吸水性の樹脂及び中和されていない塩基性で吸水性の樹脂の粒子の混合床もまた開示されている。小さな粒径の超吸収性ポリマー粒子を含有している改善されたおむつコアもまた開示されている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）少なくとも１つの中和されていない酸性で吸水性の樹脂、及び
（ｂ）少なくとも１つの中和されていない塩基性で吸水性の樹脂
を含んでいる粒状の超吸収性ポリマー組成物において、
粒子が、約３８〜約３００μｍの粒径及び約１８０μｍ未満のメディアン粒径を有していることを特徴とする、粒状の超吸収性ポリマー組成物。
【請求項２】
酸性の樹脂の離散粒子及び塩基性の樹脂の離散粒子を含んでいる、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
各粒子が、塩基性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインと接触しているか又はそれに極めて近接している酸性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインを有している、請求項１又は２記載の組成物。
【請求項４】
さらにマトリックス樹脂を含んでいる、請求項３記載の組成物。
【請求項５】
酸性の樹脂を約１０質量％〜約９０質量％及び塩基性の樹脂を約１０質量％〜約９０質量％含んでいる、請求項１から４までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項６】
酸性の樹脂及び塩基性の樹脂が独立して、０％〜５０％中和されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項７】
粒子が約７５〜約２７５μｍの粒径を有している、請求項１から６までのいずれか1項記載の組成物。
【請求項８】
粒子が約１００〜約２５０μｍの粒径を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項９】
粒子が約１５０μｍ未満のメディアン粒子を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項１０】
粒子が約１２５μｍ未満のメディアン粒子を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項１１】
酸性で吸水性の樹脂が、ポリアクリル酸、加水分解されたデンプン−アクリロニトリルグラフトコポリマー、デンプン−アクリル酸グラフトコポリマー、けん化された酢酸ビニル−アクリル酸エステルコポリマー、加水分解されたアクリロニトリルポリマー、加水分解されたアクリルアミドコポリマー、エチレン−無水マレイン酸コポリマー、イソブチレン−無水マレイン酸コポリマー、ポリ（ビニルホスホン酸）、ポリ（ビニルスルホン酸）、ポリ（ビニルリン酸）、ポリ（ビニル硫酸）、スルホン化されたポリスチレン、ポリ（アスパラギン酸）、ポリ（乳酸）及びその混合物からなる群から選択されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項１２】
塩基性で吸水性の樹脂が、ポリ（ビニルアミン）、ポリ（ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド）、Ｎ−（ジアルキルアミノ（メタ）アクリルアミド）のエステル類似体から製造されるポリマー、ポリエチレンイミン、ポリ（ビニルグアニジン）、ポリ（アリルグアニジン）、ポリ（アリルアミン）、ポリ（ジメチルジアルキルアンモニウムヒドロキシド）、グアニジン変性ポリスチレン、四級化ポリスチレン、四級化ポリ（メタ）アクリルアミド又はそのエステル類似体、ポリ（ビニルアルコール−コ−ビニルアミン）及びその混合物からなる群から選択されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項１３】
塩基性の樹脂プラス酸性の樹脂を約５０質量％〜１００質量％含有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項１４】
酸性の樹脂及び／又は塩基性の樹脂が、約６５℃〜約１５０℃の温度で約２０分間〜約１６時間アニールされている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項１５】
酸性の樹脂及び／又は塩基性の樹脂が、表面架橋剤の粒子で約１質量％まで表面架橋されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項１６】
酸性の樹脂が、多数のカルボン酸、スルホン酸、硫酸、ホスホン酸もしくはリン酸の基又はその混合物を含有している、請求項１から１５までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項１７】
水性媒体を吸収する方法において、前記媒体を、請求項１から１６までのいずれか１項記載の組成物と接触させることを特徴とする、水性媒体の吸収方法。
【請求項１８】
水性媒体が電解質を含有する、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
電解質を含有している水性媒体を、尿、塩水、月経分泌物及び血液からなる群から選択する、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
請求項１から１６までのいずれか１項記載の組成物を含んでいる、吸収性物品。
【請求項２１】
物品がおむつ又は生理用品である、請求項２０記載の物品。
【請求項２２】
コアを有しているおむつにおいて、前記コアが、請求項１から１６までのいずれか１項記載の組成物を少なくとも１５質量％含んでいることを特徴とする、おむつ。
【請求項２３】
コアが、請求項１から１６までのいずれか１項記載の組成物を少なくとも５０質量％含んでいる、請求項２２記載のおむつ。
【請求項２４】
コアが、請求項１から１６までのいずれか１項記載の組成物を少なくとも７５質量％含んでいる、請求項２２記載のおむつ。
【請求項２５】
コアが、請求項１から１６までのいずれか１項記載の組成物１００質量％からなっている、請求項２２記載のおむつ。
【請求項２６】
さらに、コアの第一の表面と接触しているトップシート及びコアの第二の表面と接触しているバックシートを含んでおり、前記の第二のコア表面が前記の第一のコア表面の反対側にある、請求項２２から２５までのいずれか１項記載のおむつ。
【請求項２７】
さらに、トップシートとコアとの間に配置される捕捉層を含んでいる、請求項２６記載のおむつ。
【請求項２８】
おむつが捕捉層を有していない、請求項２６記載のおむつ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの中和されていない酸性で吸水性の樹脂及び少なくとも１つの中和されていない塩基性で吸水性の樹脂を含有しており、かつ（ａ）約３８〜約３００μｍの粒径及び（ｂ）約１８０μｍ未満のメディアン粒径を有している超吸収性ポリマー粒子に関する。粒子は、塩基性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインと接触しているか又はそれに極めて近接している酸性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインを有している多成分の超吸収性ポリマー粒子であってよい。本発明はまた、小さな粒径を有しており、かつ（Ａ）（ｉ）多成分の超吸収性粒子及び（ｉｉ）中和されていない酸性で吸水性の樹脂、中和されていない塩基性で吸水性の樹脂又はその混合物の粒子を含有しているか、又は（Ｂ）（ｉ）中和されていない酸性で吸水性の樹脂の粒子及び（ｉｉ）中和されていない塩基性で吸水性の樹脂の粒子を含有している超吸収性ポリマー粒子の混合物にも関する。
【背景技術】
【０００２】
吸水性の樹脂は、サニタリー用品、衛生用品、ワイピングクロス、保水剤、脱水剤、スラッジ凝集剤、使い捨てタオル及びバスマット、使い捨てドアマット、増粘剤、ペット用の使い捨て敷きわらマット、凝結防止剤及び多様な化学薬品用の制御放出剤において幅広く使用されている。吸水性の樹脂は、多様な化学的な形で、置換及び非置換で天然及び合成のポリマー、例えばデンプンアクリロニトリルグラフトポリマーの加水分解生成物、カルボキシメチルセルロース、架橋したポリアクリレート、スルホン化されたポリスチレン、加水分解されたポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン及びポリアクリロニトリルを含め、入手可能である。
【０００３】
そのような吸水性の樹脂は、“超吸収性ポリマー”又はＳＡＰと呼ばれ、かつ典型的には軽度に架橋した親水性ポリマーである。一般にＳＡＰは、Goldman他、米国特許第5,669,894号及び同第5,559,335号明細書に論じられており、それぞれ参考のために本明細書に取り入れられる。ＳＡＰは、それらの化学的同一性の点で異なっていてよいが、しかし全てのＳＡＰは、中圧下でさえも、それらの自重の何倍に等しい量の水性流体を吸収しかつ保持することができる。例えば、ＳＡＰは、それらの自重の１００倍又はそれ以上の蒸留水を吸収することができる。封圧下で水性流体を吸収する能力は、衛生物品、例えばおむつにおいて使用されるＳＡＰの重要な一要件である。
【０００４】
ここで及び以下で使用されるように、“ＳＡＰ粒子”という用語は、乾燥状態の超吸収性ポリマー粒子、即ち、水をゼロから粒子の質量未満の量まで含有している粒子を指す。“ＳＡＰゲル”又は“ＳＡＰヒドロゲル”という用語は、水和状態の超吸収性ポリマー、即ち、少なくともそれらの質量の水、典型的にはそれらの質量の数倍の水を吸収した粒子を指す。
【０００５】
使い捨ておむつ、大人用失禁パッド及びパンツ並びに生理用品(catamenial products)、例えばサニタリーナプキンとして使用するための高度に吸収性でＳＡＰを含有している物品の開発は、実質的で商業的な関心の主題である。そのような吸収性物品の大いに所望の特性は薄さである。例えば、より薄いおむつは、着用してあまりかさばらず、衣類の下でより良好にフィットし、かつあまり目立たない。物品包装もよりコンパクトであり、このことは、消費者におむつを運搬しかつ保管するのを容易にする。また、包装のコンパクトさは製造業者及び卸売り業者に、単位おむつ当たりにあまり必要とされない棚空間を含め、減少した流通経費をもたらす。
【０００６】
多様なパラメーターは、ＳＡＰ粒子が多量の流体を迅速に吸収し、ついで様々な応力下で吸収された流体を保持する能力を生じさせる。これらのパラメーターの最適化は、おむつコア中に存在しているセルロース繊維の量の減少を可能にし、このことは、そしてまたおむつの全体のかさを減少させる。ＳＡＰ粒子は、それゆえ、吸収能、吸収速度、捕捉時間、ゲル強度及び透過性を最適化しようとして設計される。
【０００７】
本発明は、より小さなＳＡＰ粒径分布が、吸収性及び保持性を改善し、かつおむつコア中のセルロース繊維又は毛羽の量を減少させるか又は無くすという、意外でかつ予測されない研究成果に向けられている。ＳＡＰによる流体の迅速な拡散吸収は、小さな粒子半径を必要とするが、しかし迅速な対流的な流れは、大きな粒子と一緒にパッキングすることに起因する大きな気孔を必要とする。性質のこの対立は、ＳＡＰ粒子及びＳＡＰ粒径分布の適切な選択により克服されることができる。
【０００８】
吸収性物品は、幾つかの理由のために相対的に少ない量（例えば、約５０質量％未満）のＳＡＰ粒子を含有する。第一に、当該の吸収性物品中で使用されるＳＡＰは、ＳＡＰ粒子が、殊に“噴出(gush)”状態において、体液を急速に吸収するのを可能にする吸収速度が欠けている。このことは、ヒドロゲル形成性吸収性ポリマーにより吸収されるまで、排出される流体を保持するための一時的な溜めとして物品の吸収性コア中に繊維、典型的には木材パルプ繊維の混入を必要とする。
【０００９】
実質的にか又は完全にセルロース繊維不含のおむつコアを製造するために、ＳＡＰ粒子の連続的な帯域が必要とされる。しかしながら、ＳＡＰ粒子の性質のために、１つのＳＡＰ製品内部で高い吸収能及び高いゲル強度のような特徴を組み合わせることは不可能である、それというのも、一方の特徴を改善することは、他方に不利な影響を及ぼすからである。例えば、高い吸収能を提供するために、ＳＡＰの架橋度は、長い柔軟なポリマー鎖が多量の流体を吸収できるようにするために、十分に低くなければならない。しかし、架橋度もまた、超吸収性ポリマーのゲル強度を決定する。パーソナルケア製品において、相対的に高いゲル強度のＳＡＰヒドロゲルは、個人が身につけているパーソナルケア製品により加えられる機械的な力のために必要とされる。高いゲル強度は、より高い架橋度により得られ、その理由のために、はっきり定義された架橋の下限は、有用な超吸収剤を製造するために存在する。
【００１０】
より重要なことには、多くのＳＡＰはゲルブロッキングを示す。“ゲルブロッキング”は、ＳＡＰ粒子が湿潤する際に起こり、ＳＡＰ粒子は膨潤して吸収剤構造の他の領域への流体透過を抑制する。吸収剤要素のこれらの他の領域の湿潤は、ゆっくりとした拡散プロセスを経て行われる。ゲルブロッキングは、ＳＡＰ粒子が、粒子が吸収される流体で膨潤すると、適合したゲル強度を有さず、かつ応力下に変形するか又は広がる場合に、特に深刻な問題でありうる。実地上の条件において、吸収性物品による流体の捕捉は、殊に噴出状態において、流体が排出される速度よりもずっとゆっくりである。吸収性物品中のＳＡＰ粒子が完全に飽和される前にか又は流体が“ブロッキング”粒子を通り過ぎて吸収性コアの残りへ拡散しうるか又は吸い上げうる前に、吸収性物品からの漏出が十分起こりうる。
【００１１】
ゲルブロッキング現象は、ＳＡＰ粒子が分散される繊維状マトリックスの使用を必要とする。繊維状マトリックスはＳＡＰ粒子を互いに分離する。繊維状マトリックスもまた、流体が、初期流体排出点から遠く離れたコアの領域中に位置しているＳＡＰに到達するのを可能にする毛管構造を提供する。しかしながら、ゲルブロッキングを最小限にするか又は回避するために繊維状マトリックス中に相対的に少ない量のＳＡＰを分散させることは、吸収性コアの全体の流体貯蔵能を減少させる。全体的に、より少ない量のＳＡＰを用いることは、ＳＡＰの利点、即ち、与えられた体積当たりに多量の体液を吸収しかつ保持する能力を制限する。
【００１２】
増加しているゲル強度に加えて、ＳＡＰの他の物理的及び化学的な性質は、ゲルブロッキングを減少させるために操作されてきた。１つの性質は、繊維状マトリックス中で使用されるＳＡＰの粒径、殊に粒径分布である。一般に、初期排出の領域から離れた流体の輸送は、ＳＡＰ粒子のメディアン粒径が増加するにつれて改善される。しかしながら、粒径分布が増加するにつれて、流体捕捉時間の減衰が、ＳＡＰ粒子の表面積の減少のために観察される。
【００１３】
例えば、ＳＡＰ粒子が約４００ミクロンに等しいか又はそれ以上の質量メディアン粒径を有するような粒径分布を有しているＳＡＰは、親水性の繊維状材料と混合されてきた。この混合物は、ゲルブロッキングを最小限にし、かつ初期排出の領域から離れて吸収性コアの残りへの流体の平面輸送を高めるために、吸収剤構造内部での開放毛管構造を維持するのを助ける(WO 98/37149参照)。そのうえ、ＳＡＰの粒径分布は、吸収剤構造において使用される粒子の吸収性能及び効率を改善するために制御されることことができる（米国特許第5,047,023号及び同第5,061,259号明細書参照）。しかしながら、米国特許第5,047,023号明細書には、粒径分布を調節することは、単独では、相対的に多量のＳＡＰ粒子を含有している吸収性物品を提供しないことが開示されている。
【００１４】
相対的に多量のＳＡＰ粒子を含有している吸収性コアのためには、他のＳＡＰの性質も重要である。ＳＡＰが体液の存在で膨潤する場合に形成されるヒドロゲル層の開放性(openness)又は気孔率が、殊にＳＡＰが吸収性コア中に多量に存在している場合に、流体を捕捉しかつ輸送するＳＡＰの能力を決定するのを助けることが見出された。気孔率は、固体材料により占有されない粒子の体積分率に関連している。専らＳＡＰから形成されるヒドロゲル層については、気孔率は、ヒドロゲルにより占有されない層の体積分率である。ヒドロゲルを含有している吸収剤構造並びに他の成分については、気孔率は、ヒドロゲル又は他の固体成分（例えば、セルロース繊維）により占有されない体積分率（ボイド体積とも呼ばれる）である。
【００１５】
電解質を含有している液体、例えば尿を吸収するために最も一般的に使用されるＳＡＰは、中和されたポリアクリル酸であり、即ち、その際、中和されたカルボキシル基を少なくとも５０％及び１００％まで含有している。しかしながら、中和されたポリアクリル酸は、塩被毒(salt poisoning)に感受性である。それゆえ、塩被毒にあまり感受性ではないＳＡＰを提供するために、中和されたポリアクリル酸とは異なるＳＡＰが使用されなければならない。
【００１６】
塩被毒作用は次のように説明されている。ＳＡＰの吸水性及び保水性は、ポリマー構造中のイオン化可能な官能基の存在に帰するものである。イオン化可能な基は典型的には、カルボキシル基であり、その高い割合が、ポリマーが乾燥している場合に塩の形であり、かつこれらは、水と接触する際に解離及び溶媒和を受ける。解離された状態で、ポリマー鎖は、同じ電荷を有している多数の官能基を有し、ひいては互いに反発する。この電子反発力は、ポリマー構造の膨張をまねき、これはそしてまた、水分子のさらなる吸収を可能にする。しかしながら、ポリマー膨張は、ポリマーの可溶化を回避するために十分な数で存在しているポリマー構造中の架橋により制限される。
【００１７】
著しい濃度の電解質の存在が、イオン化可能な官能基の解離と干渉し、かつ“塩被毒”作用をまねくことが理論付けられている。溶解したイオン、例えばナトリウム及び塩化物イオンは、それゆえ、ＳＡＰゲルに２つの影響を及ぼす。イオンは、ポリマー電荷を遮へいし、かつイオンは、対イオンの存在のためにゲルの内部及び外部での浸透圧の不均衡を取り除く。溶解したイオンは、それゆえ、イオン性ゲルを非イオン性ゲルへ効果的に変換し、膨潤性は失われる。
【００１８】
研究者は、塩被毒作用をうち消し、それにより電解質を含有している液体、例えば月経分泌物及び尿を吸収することに関連してＳＡＰの性能を改善することを試みてきた。例えば、Tanaka他、米国特許第5,274,018号明細書には、膨潤性の親水性ポリマー、例えばポリアクリル酸及びポリマー上に界面活性剤の少なくとも単分子層を形成させるのに十分な量のイオン化可能な界面活性剤を含んでいるＳＡＰ組成物が開示されている。他の実施態様において、カチオン性ゲル、例えば四級化アンモニウム基を含有しており、かつ水酸化物（即ち、ＯＨ）の形のゲルは、アニオン性ゲル（即ち、ポリアクリル酸）と混合されて、イオン交換により溶液から電解質を除去する。水酸化物の形の四級化アンモニウム基は、極めて難しく、かつ製造するのに時間がかかり、それにより、そのようなカチオン性ゲルの実地上の使用を制限している。
【００１９】
Wong、米国特許第4,818,598号明細書には、繊維状アニオン交換材料、例えばＤＥＡＥ（ジエチルアミノエチル）セルロースを、ヒドロゲル、例えばポリアクリレートに添加に添加して、吸収性を改善することが開示されている。イオン交換樹脂は、塩類溶液（例えば、尿）を“前処理する”、それというのも、溶液は吸収剤構造（例えば、おむつ）を流れるからである。この前処理は、塩水から塩の一部分を除去する。吸収剤構造中に存在している通常のＳＡＰはついで、処理された塩水を、未処理の塩水よりも効率的に吸収する。イオン交換樹脂自体は、塩類溶液を吸収せず、単に“塩被毒”作用を克服するのを助けるに過ぎない。
【００２０】
WO 96/17681には、離散したアニオン性のＳＡＰ粒子、例えばポリアクリル酸を、離散した多糖類ベースのカチオン性のＳＡＰ粒子と混合して、塩被毒作用を克服することが開示されている。類似して、WO 96/15163には、塩基性の（即ち、ＯＨ）形の官能基を少なくとも２０％有しているカチオン性のＳＡＰを、カチオン交換樹脂、即ち、酸の形の官能基を少なくとも５０％有している膨潤しないイオン交換樹脂と組み合わせることが開示されている。WO 96/15180には、アニオン性のＳＡＰ、例えば、ポリアクリル酸及びアニオン交換樹脂、即ち、膨潤しないイオン交換樹脂を含んでいる吸収性材料が開示されている。樹脂のそのような混合物は、“混合床”系と呼ばれている。WO 96/15162及びWO 98/37149も参照。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
殊に電解質を含有している液体に関連して、格段の吸水性及び保水性を示し、かつそれにより塩被毒作用を克服するＳＡＰ粒子を提供することが望ましい。そのうえ、液体を急速に吸収する能力を有し、ＳＡＰ粒子及びＳＡＰ粒子を含有している吸収性コア中へ及びそれらを通過する良好な流体透過性及び伝導性を証明し、かつＳＡＰ粒子から形成されたヒドロゲルが加えられた応力又は圧力下で、変形しないか又は流れないような高いゲル強度を有するＳＡＰ粒子を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、少なくとも１つの中和されていない酸性で吸水性の樹脂、例えばポリアクリル酸及び少なくとも１つの中和されていない塩基性で吸水性の樹脂、例えばポリ（ビニルアミン）又はポリエチレンイミンを含んでおり、かつ（ａ）約３８〜約３００μｍの粒径及び（ｂ）約１８０μｍ未満のメディアン粒径を有しているＳＡＰ粒子に向けられている。ＳＡＰ粒子は、（ａ）米国特許第6,072,101号；同第6,159,591号；同第6,222,091号；及び同第6,235,965号明細書に開示されている多成分の超吸収性粒子、これらの明細書はそれぞれ参考のために本明細書に取り入れられる、（ｂ）（ｉ）多成分の超吸収性粒子及び（ｉｉ）中和されていない酸性で吸水性の樹脂、中和されていない塩基性で吸水性の樹脂又はその混合物の粒子の混合物、及び（ｃ）（ｉ）中和されていない酸性で吸水性の樹脂の粒子及び（ｉｉ）中和されていない塩基性で吸水性の樹脂の粒子の混合物であってよい。
【００２３】
殊に、一実施態様において、本発明は、少なくとも１つの塩基性で吸水性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインと接触しているか又はそれに極めて近接している少なくとも１つの酸性で吸水性の樹脂の少なくとも１つの離散したミクロドメインを含有しており、かつ（ａ）約３８〜約３００μｍの粒径及び（ｂ）約１８０μｍ未満のメディアン粒径を有している多成分のＳＡＰ粒子に向けられている。多成分のＳＡＰ粒子は、粒子の全域に亘り分散された酸性で吸水性の樹脂及び／又は塩基性で吸水性の樹脂の多数のミクロドメインを含有していてよい。酸性の樹脂は、強酸性又は弱酸性の樹脂であってよい。類似して、塩基性の樹脂は、強塩基性又は弱塩基性の樹脂であってよい。好ましいＳＡＰは、少なくとも１つの弱酸性の樹脂の１つ又はそれ以上のミクロドメイン及び少なくとも１つの弱塩基性の樹脂の１つ又はそれ以上のミクロドメインを含有する。
【００２４】
従って、本発明の一態様は、定義された小さい粒径を有しており、かつ高い吸収速度を有し、良好な透過性及びゲル強度を有し、塩被毒作用を克服し、かつ電解質を含有している液体、例えば塩水、血液、尿及び月経分泌物を吸収しかつ保持するために改善された能力を証明するＳＡＰ粒子を提供することである。多成分のＳＡＰ粒子は、酸性及び塩基性の樹脂の離散したミクロドメインを含有し、かつ水和の間に、粒子は、合体に抵抗し、かつ流体が透過性のままである。
【００２５】
さらに本発明の他の態様は、（ｉ）多成分のＳＡＰ粒子と、（ｉｉ）中和されていない酸性で吸水性の樹脂、中和されていない塩基性で吸水性の樹脂及びその混合物からなる群から選択される第二の吸水性の樹脂の粒子とを含有している混合物を含んでおり、かつ（ａ）約３８〜約３００μｍの粒径及び（ｂ）約１８０μｍ未満のメディアン粒径を有しているＳＡＰ材料Ａを提供することである。混合物は、多成分のＳＡＰ粒子を約１０質量％〜約９０質量％及び第二の吸水性の樹脂の粒子を約１０質量％〜約９０質量％含有する。
【００２６】
本発明の他の態様は、（ｉ）中和されていない酸性で吸水性の樹脂の粒子と、（ｉｉ）中和されていない塩基性で吸水性の樹脂の粒子とを含有している混合物を含んでおり、かつ（ａ）約３８〜約３００μｍの粒径及び（ｂ）約１８０μｍ未満のメディアン粒径を有しているＳＡＰ材料Ｂを提供することである。混合物は、酸性の樹脂粒子を約１０質量％〜約９０質量％及び塩基性の樹脂粒子を約１０％〜約９０質量％含有する。
【００２７】
本発明のなお他の態様は、本発明の多成分のＳＡＰ粒子又は本発明のＳＡＰ材料Ａ又はＢを含有しており、かつ列挙された粒径範囲及びメディアンを有している吸収性コアを有している吸収性物品、例えばおむつ及び生理用品(catamenial devices)を提供することである。吸収性物品はコアを含んでおり、その際、コアが、多成分のＳＡＰ粒子又はＳＡＰ材料Ａ又はＢを５０％を上回り、かつ１００質量％まで含有する。
【００２８】
本発明のこれら及び他の態様及び利点は、次の好ましい実施態様の詳細な説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明は、中和されていない酸性で吸水性の樹脂及び中和されていない塩基性で吸水性の樹脂を含有しているＳＡＰ粒子に向けられている。本明細書中で使用されるような、“中和されていない”という用語は、０％〜５０％中和された吸水性の樹脂として定義されている。ＳＡＰ粒子は、約３０〜約３００μｍの小さな粒径及び約１８０μｍ未満のメディアン粒径を有する。
【００３０】
一実施態様において、本発明は、塩基性で吸水性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインに極めて近接しているか又は好ましくはそれと接触している酸性で吸水性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインを含有している多成分のＳＡＰ粒子に向けられている。それぞれの粒子は、酸性の樹脂の１つ又はそれ以上のミクロドメイン及び塩基性の樹脂の１つ又はそれ以上のミクロドメインを含有する。ミクロドメインは、それぞれの粒子の全域に亘り不均質にか又は均質に分布されることができる。本発明の多成分のＳＡＰ粒子は、約３８〜約３００μｍの粒径を有し、かつ約１８０μｍ未満のメディアン粒径を有する。
【００３１】
それぞれの多成分のＳＡＰ粒子は、少なくとも１つの酸性で吸水性の樹脂及び少なくとも１つの塩基性で吸水性の樹脂を含有する。一実施態様において、ＳＡＰ粒子は、本質的に酸性の樹脂及び塩基性の樹脂からなり、かつ酸性及び／又は塩基性の樹脂のミクロドメインを含有する。他の実施態様において、酸性及び塩基性の樹脂のミクロドメインは、吸収性マトリックス樹脂中に分散されている。
【００３２】
本発明の多成分のＳＡＰ粒子は、特定の構造又は形状に制限されない。しかしながら、実質的にそれぞれの多成分のＳＡＰ粒子が、酸性で吸水性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメイン及び塩基性で吸水性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインを互いに極めて近接して含有することが重要である。改善された吸水及び保持並びに多成分のＳＡＰ粒子を通過する及びそれらの間での改善された流体透過性は、酸性の樹脂のミクロドメイン及び塩基性の樹脂のミクロドメインが粒子内で極めて近接している限り、観察される。好ましい実施態様において、酸性及び塩基性の樹脂のミクロドメインは接触している。
【００３３】
一実施態様において、本発明の多成分のＳＡＰ粒子は、塩基性の樹脂の連続相中に分散された酸性の樹脂の１つ又はそれ以上のミクロドメインとしてか、又は連続した酸性の樹脂中に分散された塩基性の樹脂の１つ又はそれ以上のミクロドメインとして考えることができる。これらの理想化された多成分のＳＡＰ粒子は図１に説明されており、その中で、第二の樹脂１２の連続相中に分散された樹脂の離散したミクロドメイン１４を有しているＳＡＰ粒子１０が示されている。ミクロドメイン１４が酸性の樹脂を含んでいる場合には、連続相１２が塩基性の樹脂を含んでいる。逆にいえば、ミクロドメイン１４が塩基性の樹脂を含んでいる場合には、連続相１２は酸性の樹脂である。
【００３４】
他の実施態様において、ＳＡＰ粒子は、それぞれの粒子の全域に亘り分散され、連続相を有しない酸性の樹脂のミクロドメイン及び塩基性の樹脂のミクロドメインとして考えられる。この実施態様は図２に説明されており、その中で、粒子２０の全域に亘り分散された酸性の樹脂の多数のミクロドメイン２２及び塩基性の樹脂の多数のミクロドメイン２４を有している理想化された多成分のＳＡＰ粒子２０が示されている。
【００３５】
さらに他の実施態様において、酸性及び塩基性の樹脂のミクロドメインは、マトリックス樹脂を含んでいる連続相の全域に亘り分散される。この実施態様もまた、図１にも説明されており、その際、多成分のＳＡＰ粒子１０が、マトリックス樹脂の連続相１２中に分散されたそれぞれ酸性の樹脂又は塩基性の樹脂の１つ又はそれ以上のミクロドメイン１４を含有する。多成分のＳＡＰ粒子の付加的な実施態様は、米国特許第6,072,101号；同第6,159,591号；同第6,235,965号；及び同第6,222,091号明細書に開示されており、それぞれ参考のために本明細書に取り入れられる。
【００３６】
本発明の多成分のＳＡＰ粒子は、酸性の樹脂及び塩基性の樹脂を、約９０：１０〜約１０：９０、好ましくは約２０：８０〜約８０：２０の質量比で含んでいる。本発明の最大限の利点を達成するために、多成分のＳＡＰ粒子中の酸性の樹脂と塩基性の樹脂との質量比は、約３０：７０〜約７０：３０である。酸性及び塩基性の樹脂は、ＳＡＰ粒子の全域に亘り均質にか又は不均質に分布されることができる。
【００３７】
当該の多成分のＳＡＰ粒子は、酸性の樹脂プラス塩基性の樹脂を少なくとも約５０質量％、好ましくは少なくとも約７０質量％含有する。本発明の最大限の利点を達成するために、多成分のＳＡＰ粒子は、酸性の樹脂プラス塩基性の樹脂を約８０質量％〜１００質量％含有する。当該のＳＡＰ粒子の成分は、酸性及び塩基性の樹脂以外に、典型的には、マトリックス樹脂又は他の微量で任意の成分である。
【００３８】
多成分のＳＡＰ粒子及びＳＡＰ材料Ａ及びＢの粒子は、規則的又は不規則な、任意の形、例えばグラニュール、繊維、ビーズ、粉末もしくはフレーク又は他の任意で所望の形状であってよい。多成分のＳＡＰが押出工程を用いて製造される実施態様において、ＳＡＰの形状は、押出ダイの形状により決定される。ＳＡＰ粒子の形状はまた、他の物理的操作、例えば粉砕によるか又は粒子を製造する方法、例えばアグロメレーションにより決定されることができる。
【００３９】
本発明の重要な特徴に従って、本発明において利用されるＳＡＰ粒子は、約３８〜約３００ミクロン（μｍ）、好ましくは約７５〜約２７５μｍの粒径を有する。本発明の最大限の利点を達成するために、ＳＡＰ粒子は、約１００〜約２５０μｍの粒径を有する。ＳＡＰ粒子はまた、約１８０μｍ未満、好ましくは約１５０μｍ未満のメディアン粒径を有する。本発明の最大限の利点を達成するために、ＳＡＰ粒子は、約１２５μｍ未満のメディアン粒径を有する。好ましい実施態様において、ＳＡＰ粒子は、グラニュール又はビーズの形である。
【００４０】
上記のＳＡＰ粒子のためには、粒径は、ふるいサイズ分析により決定される寸法として定義されている。それゆえ、例えば、２５０ミクロンの目開きを有する米国標準試験ふるい（例えば、No. 60 U.S. Series Alternate Sieve Designation）上に残る粒子は、２５０ミクロンを上回るサイズを有するものとみなされ；２５０ミクロンの目開きを有するふるいを通過し、かつ１２５ミクロンの目開きを有するふるい（例えば、No. 120 U.S. Series Alternate Sieve Designation）上に残る粒子は、１２５〜２５０ミクロンの粒径を有するものとみなされ；かつ１２５ミクロンの目開きを有するふるいを通過する粒子は、１２５ミクロン未満のサイズを有するものとみなされる。
【００４１】
与えられたＳＡＰの試料のメディアン粒径は、試料を質量基準で半分に分ける粒径として定義されており、即ち、試料の２分の１は、質量メディアンサイズよりも大きい粒径を有する。標準の粒径をプロットする方法（その際、与えられたふるいの目開き上に残るか又はそれを通過する粒子試料の積算質量％が、確率紙上にふるいの目開きに対してプロットされる）は典型的には、５０％の質量値が米国標準試験ふるいの目開きに相当しない場合にメディアン粒径を決定するのに使用される。ＳＡＰ粒子の粒径を測定する方法は、さらに米国特許第5,061,259号明細書に記載されており、参考のために取り入れられる。
【００４２】
ミクロドメインは、多成分のＳＡＰ粒子中に存在している酸性の樹脂又は塩基性の樹脂の体積として定義される。それぞれの多成分のＳＡＰ粒子は、酸性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメイン及び塩基性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインを含有するので、ミクロドメインは、多成分のＳＡＰ粒子の体積より少ない体積を有する。それゆえ、ミクロドメインは、多成分のＳＡＰ粒子の体積の約９０％と同じ大きさであってよい。
【００４３】
典型的には、ミクロドメインは、約１００μｍ又はそれ未満の直径を有する。本発明の最大限の利点を達成するために、ミクロドメインは、約２０μｍ又はそれ未満の直径を有する。多成分のＳＡＰ粒子もまた、サブミクロン直径、例えば、１μｍ未満、好ましくは０．１μｍ未満、約０．０１μｍまでのミクロドメイン直径を有するミクロドメインを含有する。
【００４４】
他の実施態様において、多成分のＳＡＰ粒子は、繊維の形状、即ち、細長い針状のＳＡＰ粒子である。繊維は、例えば、小寸法（即ち、直径）及び大寸法（即ち、長さ）を有している、円柱の形状である。円柱形の多成分のＳＡＰ繊維は、約２５０μｍ未満及び約３８μｍまで下がった小寸法（即ち、繊維の直径）を有する。円柱形のＳＡＰ繊維は、相対的に短い大寸法、例えば、約１００〜約３００μｍを有する。
【００４５】
多成分のＳＡＰ粒子は、酸性で吸水性の樹脂のミクロドメインが塩基性で吸水性の樹脂のミクロドメインと接触している形であってよい。他の実施態様において、ＳＡＰの多成分の粒子は、酸性で吸水性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインが塩基性で吸水性の樹脂の連続相中に分散している形であってよい。選択的に、多成分のＳＡＰは、塩基性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインが酸性の樹脂の連続相中に分散されている形であってよい。他の実施態様において、１つ又はそれ以上の酸性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメイン及び１つ又はそれ以上の塩基性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインは、全ＳＡＰ粒子を含んでおり、かついずれのタイプの樹脂も、分散相又は連続相とみなされない。さらに他の実施態様において、酸性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメイン及び塩基性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインは、マトリックス樹脂中に分散される。
【００４６】
多成分のＳＡＰ粒子中に存在している酸性で吸水性の樹脂は、強酸性又は弱酸性で吸水性の樹脂のいずれであってもよい。酸性で吸水性の樹脂は、単一の樹脂又は樹脂の混合物であってよい。酸性の樹脂は、ホモポリマー又はコポリマーであってよい。酸性で吸水性の樹脂の同一性は、中和された形の場合に、樹脂が膨潤することができ、かつその質量の少なくとも１０倍の水を吸収することができる限り制限されない。酸性の樹脂は、その酸性の形又は中和されていない形で存在し、即ち、酸性成分の約５０％〜１００％は、遊離酸の形で存在する。以下に説明されているように、酸性で吸水性の樹脂の遊離酸の形は、一般に不良な吸水剤であるけれども、多成分のＳＡＰ粒子又は混合床系のいずれかの中での酸性の樹脂及び塩基性の樹脂の組合せは、卓越した吸水性及び保水性を提供する。
【００４７】
酸性で吸水性の樹脂は典型的には、軽度に架橋したアクリル−タイプの樹脂、例えば軽度に架橋したポリアクリル酸である。軽度に架橋した酸性の樹脂は通常、アシル成分、例えばアクリル酸を含有している酸性モノマー又は酸基を提供することができる成分、即ちアクリロニトリルを、架橋剤、即ち多官能性有機化合物の存在で重合させることにより製造される。酸性の樹脂は、当工業界に十分公知の、他の共重合性単位、即ち、他のモノエチレン系不飽和コモノマーを、ポリマーが実質的に、即ち、酸性モノマー単位少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％である限り、含有していてよい。本発明の最大限の利点を達成するために、酸性の樹脂は、酸性モノマー単位を少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも７５％及び１００％まで含有する。他の共重合性単位は、例えば、ポリマーの親水性を改善するのを助けることができる。
【００４８】
酸性で吸水性の樹脂において有用なエチレン系不飽和カルボン酸及びカルボン酸無水物モノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、α−クロロアクリル酸、α−シアノアクリル酸、β−メチルアクリル酸（クロトン酸）、α−フェニルアクリル酸、β−アクリルオキシプロピオン酸、ソルビン酸、α−クロロソルビン酸、アンゲリカ酸、ケイ皮酸、ｐ−クロロケイ皮酸、β−ステアリルアクリル酸、イタコン酸、シトラコン酸、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無水マレイン酸を含む。
【００４９】
エチレン系不飽和スルホン酸モノマーは、脂肪族又は芳香族のビニルスルホン酸類、例えばビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸、スチレンスルホン酸、アクリル性及びメタクリル性のスルホン酸類、例えば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を含む。
【００５０】
上記で述べたように、酸性モノマー及び、存在する場合には、共重合性モノマーの重合は最も一般的には、多官能性有機化合物の存在でのフリーラジカルプロセスにより実施される。酸性の樹脂は、ポリマーが水に不溶性であるのに十分な程度まで架橋される。架橋は、酸性の樹脂を実質的に水に不溶性にし、かつ、一部は、樹脂の吸収能を決定するために利用される。吸収用途における使用のためには、酸性の樹脂は、軽度に架橋しており、即ち、約２０％未満、好ましくは約１０％未満、最も好ましくは約０．０１％〜約７％の架橋密度を有する。
【００５１】
架橋剤は最も好ましくは、モノマーの全質量に対して、約７質量％未満、典型的には約０．１質量％〜約５質量％の量で使用される。架橋性ポリビニルモノマーの例は、以下に制限されるものではないが、次の式（ＩＩＩ）により代表されるポリアクリル（又はポリメタクリル）酸エステル；及び次の式（ＩＶ）により代表されるビスアクリルアミドを含む。
【００５２】
【化１】
2005509696.tif 000002
［式中、ｘは、エチレン、プロピレン、トリメチレン、シクロヘキシル、ヘキサメチレン、２−ヒドロキシプロピレン、−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＣＨ２ＣＨ２−、又は
【００５３】
【化２】
2005509696.tif 000003
であり、
ｎ及びｍは、それぞれ５〜４０の整数であり、かつｋは１又は２である］；
【００５４】
【化３】
2005509696.tif 000004
［式中、ｌは２又は３である］。
【００５５】
式（ＩＩＩ）の化合物は、ポリオール、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、ペンタエリトリトール、ポリエチレングリコール又はポリプロピレングリコールを、アクリル酸又はメタクリル酸と反応させることにより製造される。式（ＩＶ）の化合物は、ポリアルキレンポリアミン、例えばジエチレントリアミン及びトリエチレンテトラミンを、アクリル酸と反応させることにより得られる。
【００５６】
特定の架橋性モノマーは、以下に制限されるものではないが、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、エトキシル化ビスフェノールＡジアクリレート、エトキシル化ビスフェノールＡジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ジペンタエリトリトールペンタアクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリメタクリレート、ポリカルボン酸のジビニルエステル、ポリカルボン酸のジアリルエステル、トリアリルテレフタレート、ジアリルマレエート、ジアリルフマレート、ヘキサメチレンビスマレイミド、トリビニルトリメリテート、ジビニルアジペート、ジアリルスクシネート、エチレングリコールのジビニルエーテル、シクロペンタジエンジアクリレート、ハロゲン化テトラアリルアンモニウム又はその混合物を含む。ジビニルベンゼン及びジビニルエーテルのような化合物もまた、ポリ（ジアルキルアミノアルキルアクリルアミド）を架橋させるのに使用されることができる。殊に好ましい架橋剤は、Ｎ，Ｎ′−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ′−メチレンビスメタクリルアミド、エチレングリコールジメタクリレート及びトリメチロールプロパントリアクリレートである。
【００５７】
強酸性又は弱酸性のいずれかの酸性の樹脂は、その中和された形のＳＡＰとして作用する任意の樹脂であってよい。酸性の樹脂は典型的には、多数のカルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、リン酸及び／又は硫酸成分を含有する。酸性の樹脂の例は、以下に制限されるものではないが、ポリアクリル酸、加水分解されたデンプン−アクリロニトリルグラフトコポリマー、デンプン−アクリル酸グラフトコポリマー、けん化された酢酸ビニル−アクリル酸エステルコポリマー、加水分解されたアクリロニトリルコポリマー、加水分解されたアクリルアミドコポリマー、エチレン−無水マレイン酸コポリマー、イソブチレン−無水マレイン酸コポリマー、ポリ（ビニルスルホン酸）、ポリ（ビニルホスホン酸）、ポリ（ビニルリン酸）、ポリ（ビニル硫酸）、スルホン化されたポリスチレン、ポリ（アスパラギン酸）、ポリ（乳酸）及びその混合物を含む。好ましい酸性の樹脂はポリアクリル酸である。
【００５８】
多成分のＳＡＰは、（ａ）単一の酸性の樹脂を含有するか又は（ｂ）酸性の樹脂の１つ以上、即ち、混合物を含有する、個々のミクロドメインを含有していてよい。多成分のＳＡＰはまた、酸性成分については、酸性のミクロドメインの一部分が第一の酸性の樹脂又は酸性の樹脂混合物を含んでおり、かつ残りの部分が第二の酸性の樹脂又は酸性の樹脂混合物を含んでいるミクロドメインを含有していてよい。
【００５９】
酸性の樹脂に類似して、当該のＳＡＰ粒子中の塩基性で吸水性の樹脂は、強塩基性又は弱塩基性で吸水性の樹脂であってよい。塩基性で吸水性の樹脂は、単一の樹脂又は樹脂の混合物であってよい。塩基性の樹脂は、ホモポリマー又はコポリマーであってよい。塩基性の樹脂の同一性は、塩基性の樹脂が、荷電された形の場合に、膨潤することができ、かつその質量の少なくとも１０倍の水を吸収することができる限り制限されない。弱塩基性の樹脂は典型的には、その遊離塩基の形又は中和されていない形で存在し、即ち、塩基性成分、例えばアミノ基の約５０％〜約１００％は、中性で荷電されていない形で存在する。強塩基性の樹脂は典型的には、水酸化物（ＯＨ）又は重炭酸塩（ＨＣＯ３）の形で存在する。
【００６０】
塩基性で吸水性の樹脂は典型的には、軽度に架橋したアクリルタイプの樹脂、例えばポリ（ビニルアミン）又はポリ（ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド）である。塩基性の樹脂はまた、ポリマー、例えば軽度に架橋したポリエチレンイミン、ポリ（アリルアミン）、ポリ（アリルグアニジン）、ポリ（ジメチルジアリルアンモニウムヒドロキシド）、四級化ポリスチレン誘導体、例えば
【００６１】
【化４】
2005509696.tif 000005
グアニジン−変性ポリスチレン、例えば
【００６２】
【化５】
2005509696.tif 000006
四級化ポリ（（メタ）アクリルアミド）又はエステル類似体、例えば
【００６３】
【化６】
2005509696.tif 000007
［式中、Ｍｅはメチルであり、Ｒ２は水素又はメチルであり、ｎは１〜８の数であり、かつｑは１０〜約１００，０００の数である］、又はポリ（ビニルグアニジン)、即ち、ポリ（ＶＧ）、一般構造式（Ｖ）
【００６４】
【化７】
2005509696.tif 000008
［式中、ｑは１０〜約１００，０００の数であり、かつＲ５及びＲ６は、独立して、水素、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ３〜Ｃ６シクロアルキル、ベンジル、フェニル、アルキル置換フェニル、ナフチル及び類似の脂肪族基及び芳香族基からなる群から選択される］を有している強塩基性で吸水性の樹脂であってよい。軽度に架橋した塩基性で吸水性の樹脂は、酸性で吸水性の樹脂に関連して上記で述べたように、他の共重合性単位を含有していてよく、かつ多官能性有機化合物を用いて架橋される。
【００６５】
当該のＳＡＰ粒子において使用される塩基性で吸水性の樹脂は典型的には、アミノ基又はグアニジノ基を有する。従って、水溶性の塩基性の樹脂はまた、架橋していない塩基性の樹脂を水性又はアルコール性の媒体中に懸濁させるか又は溶解させて、ついで塩基性の樹脂のアミノ基との反応により塩基性の樹脂を架橋することができる二官能性又は多官能性の化合物を添加することにより、溶液中で架橋されることもできる。そのような架橋剤は、例えば、多官能性のアルデヒド（例えば、グルタルアルデヒド）、多官能性アクリレート（例えば、ブタンジオールジアクリレート、ＴＭＰＴＡ）、ハロヒドリン（例えば、エピクロロヒドリン）、二ハロゲン化物（例えば、ジブロモプロパン）、ジスルホネートエステル（例えば、ＺＡ（Ｏ２）Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−ＯＳ（Ｏ）２Ｚ、ここでｎは１〜１０であり、かつＺはメチル又はトシルである）、多官能性エポキシ化合物（例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル）、多官能性エステル（例えば、ジメチルアジペート）、多官能性酸ハロゲン化物（例えば、塩化オキサリル）、多官能性カルボン酸（例えば、コハク酸）、カルボン酸無水物（例えば、無水コハク酸）、有機チタネート（例えば、DuPontからのTYZOR AA）、メラミン樹脂（例えば、Cytec Industries、Wayne、NJからのCYMEL 301、CYMEL 303、CYMEL 370及びCYMEL 373）、ヒドロキシメチル尿素（例えば、Ｎ，Ｎ′−ジヒドロキシメチル−４，５−ジヒドロキシエチレン尿素）及び多官能性イソシアネート（例えば、トルエンジイソシアネート又はメチレンジイソシアネート）を含む。架橋剤はまた、Pinschmidt, Jr.他、米国特許第5,085,787号明細書、参考のために本明細書に取り入れられる、及びEP 450 923に開示されている。
【００６６】
通常、架橋剤は、水又はアルコールに可溶であり、かつ架橋が制御された様式で、好ましくは約２５℃〜約１５０℃の温度で起こるように、塩基性の樹脂との十分な反応性を有する。好ましい架橋剤は、エチレングリコールジグリシジルエーテル（ＥＧＤＧＥ）、水溶性のジグリシジルエーテル及びジブロモアルカン、アルコール−可溶性化合物である。
【００６７】
強塩基性又は弱塩基性のいずれかの塩基性の樹脂は、それゆえ、その荷電された形でＳＡＰとして作用する任意の樹脂であってよい。塩基性の樹脂は典型的には、アミノ成分又はグアニジノ成分を含有する。塩基性の樹脂の例は、ポリ（ビニルアミン）、ポリエチレンイミン、ポリ（ビニルグアニジン）、ポリ（アリルアミン）、ポリ（アリルグアニジン）又は構造
【００６８】
【化８】
2005509696.tif 000009
を有しているモノマー又はそのエステル類似体
【００６９】
【化９】
2005509696.tif 000010
［式中、Ｒ１及びＲ２は、独立して、水素及びメチルからなる群から選択され、Ｙは、炭素原子１〜８個を有する２価の直鎖又は分枝鎖状の有機基であり、かつＲ３及びＲ４は、独立して、炭素原子１〜４個を有するアルキル基である］を重合し、かつ軽度に架橋することにより製造されるポリ（ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド）を含む。好ましい塩基性の樹脂は、ポリ（ビニルアミン）、ポリエチレンイミン、ポリ（ビニルグアニジン）、ポリ（ジメチルアミノエチルアクリルアミド）（ポリ（ＤＡＥＡ））及びポリ（ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド）（ポリ（ＤＭＡＰＭＡ））を含む。
【００７０】
酸性の樹脂のミクロドメインに類似して、当該の多成分のＳＡＰは、単一の塩基性の樹脂のミクロドメイン、塩基性の樹脂の混合物を含有しているミクロドメイン又は異なる塩基性の樹脂のミクロドメインを含有していてよい。
【００７１】
当該の多成分のＳＡＰは、多様な方法により製造されることができる。多成分のＳＡＰを製造する厳密な方法が次の実施態様により制限されないことが理解されるべきである。塩基性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインと接触しているか又はそれに極めて近接している酸性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインを有している粒子を提供する任意の方法が適している。
【００７２】
一方法において、場合により表面架橋される及び／又はアニールされる、塩基性の樹脂の乾燥した粒子は、酸性の樹脂のゴム状ゲル中へ混合される。生じる混合物は、押し出され、ついで乾燥され、場合により表面架橋される及び／又はアニールされて、酸性の樹脂の連続相中に分散された塩基性の樹脂のミクロドメインを有している多成分のＳＡＰ粒子が提供される。選択的に、場合により表面架橋される及び／又はアニールされる、酸性の樹脂の粒子は、塩基性の樹脂のゴム状ゲル中へ混合されてよく、生じる混合物は、押し出され、乾燥され、場合により表面架橋される及び／又はアニールされて、塩基性の樹脂の連続相中に分散された酸性の樹脂のミクロドメインを有している多成分のＳＡＰ粒子が提供される。
【００７３】
他の方法において、酸性の樹脂の乾燥した粒子は、塩基性の樹脂の乾燥した粒子と混合されてよく、生じる混合物は、ヒドロゲル中へ形成され、ついで押し出されて、多成分のＳＡＰ粒子が形成される。
【００７４】
さらに他の方法において、それぞれ場合により表面架橋される及び／又はアニールされる、酸性の樹脂のゴム状ゲル及び塩基性の樹脂のゴム状ゲルは、同時押し出され、同時押し出された生成物は、乾燥され、場合により表面架橋される及び／又はアニールされて、粒子の全域に亘り分散された酸性の樹脂及び塩基性の樹脂のミクロドメインを含有している多成分のＳＡＰ粒子が形成される。
【００７５】
当該の多成分のＳＡＰ粒子を製造する方法は、それゆえ、制限されておらず、かつ押出工程を必要としない。当業者は、多成分のＳＡＰが互いに接触しているか又は極めて近接している酸性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメイン及び塩基性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインを含有する他の製造方法を知っている。一例は、互いに少なくとも１つの酸性の樹脂及び少なくとも１つの塩基性の樹脂及び場合によりマトリックス樹脂の微細な粒子のアグロメレーションであり、酸性及び／又は塩基性の樹脂のミクロドメインを含有している多成分のＳＡＰ粒子が提供される。多成分のＳＡＰ粒子は、所望の粒径に粉砕されることができるか、又は所望の粒径を生じさせる技術により製造されることができる。本発明のＳＡＰ粒子を製造する制限されない他の方法は、例において述べられる。
【００７６】
酸性の樹脂及び塩基性の樹脂が、ミクロドメインとしてマトリックス樹脂のマトリックス内部に存在している実施態様において、酸性の樹脂及び塩基性の樹脂の粒子は、マトリックス樹脂のゴム状ゲルと混合され、生じる混合物は、押し出され、ついで乾燥されて、マトリックス樹脂の連続相中に分散された酸性の樹脂及び塩基性の樹脂のミクロドメインを有している多成分のＳＡＰ粒子が形成される。選択的に、酸性の樹脂、塩基性の樹脂及びマトリックス樹脂のゴム状ゲルは、同時押し出されて、粒子の全域に亘り分散された酸性の樹脂、塩基性の樹脂及びマトリックス樹脂のミクロドメインを含有している多成分のＳＡＰが提供されることができる。この実施態様において、酸性の樹脂、塩基性の樹脂及び生じる多成分のＳＡＰは、それぞれ、場合により表面架橋される及び／又はアニールされることができる。
【００７７】
マトリックス樹脂は、液体媒体が酸性及び塩基性の樹脂と接触することができるような流体輸送を可能にする任意の樹脂である。マトリックス樹脂は典型的には、水を吸収することができる親水性の樹脂である。マトリックス樹脂の制限されない例は、ポリ（ビニルアルコール)、ポリ（Ｎ−ビニルホルムアミド）、ポリエチレンオキシド、ポリ（メタ）アクリルアミド、ポリ（ヒドロキシエチルアクリレート)、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース及びその混合物を含む。マトリックス樹脂はまた、通常の吸水性の樹脂、例えば、５０mol％を上回り、典型的には６０mol％を上回り中和されたポリアクリル酸であってもよい。
【００７８】
好ましい実施態様において、酸性の樹脂、塩基性の樹脂及び／又は多成分のＳＡＰ粒子は、表面処理される及び／又はアニールされる。表面処理及び／又はアニールは、粒子の表面架橋をもたらす。殊に好ましい実施態様において、多成分のＳＡＰ粒子を含んでいる酸性及び／又は塩基性の樹脂は、表面処理される及び／又はアニールされ、かつ全体の多成分のＳＡＰ粒子は、表面処理される及び／又はアニールされる。本発明の酸性の樹脂、塩基性の樹脂及び／又は多成分のＳＡＰ粒子の表面処理及び／又はアニールが、負荷下で水性媒体を吸収しかつ保持する樹脂又は多成分のＳＡＰ粒子の能力を高めることが見出された。
【００７９】
表面架橋は、酸性の樹脂、塩基性の樹脂及び／又は多成分のＳＡＰ粒子を表面架橋剤の溶液と接触させて、主として樹脂又はＳＡＰ粒子の外部表面のみを湿潤させることにより達成される。樹脂又は多成分のＳＡＰ粒子の表面架橋及び乾燥はついで、好ましくは樹脂又は多成分のＳＡＰ粒子の少なくとも湿った表面を加熱することにより実施される。
【００８０】
典型的には、樹脂及び／又はＳＡＰ粒子は、表面架橋剤の溶液で表面処理される。溶液は、適している溶剤、例えば、水又はアルコール中に、表面架橋剤を約０．０１質量％〜約４質量％、好ましくは表面架橋剤を約０．４質量％〜約２質量％含有する。溶液は、微細なスプレーとして、自由にタンブルする樹脂粒子又は多成分のＳＡＰ粒子の表面上へ、約１：０．０１〜約１：０．５質量部の樹脂又はＳＡＰ粒子対表面架橋剤の溶液の比で塗布されることができる。表面架橋剤は、樹脂又はＳＡＰ粒子の０質量％〜約５質量％、好ましくは０質量％〜約０．５質量％の量で存在している。本発明の最大限の利点を達成するために、表面架橋剤は、約０．００１質量％〜約０．１質量％の量で存在している。
【００８１】
表面処理された樹脂又は多成分のＳＡＰ粒子の架橋反応及び乾燥は、表面処理されたポリマーを適している温度、例えば、約２５℃〜約１５０℃、好ましくは約１０５℃〜約１２０℃で加熱することにより達成される。しかしながら、樹脂又は多成分のＳＡＰ粒子の表面架橋を達成するための架橋剤を反応させる任意の他の方法及び樹脂又は多成分のＳＡＰ粒子を乾燥させる任意の他の方法、例えばマイクロ波エネルギー又はそのようなもの全てが、使用されることができる。
【００８２】
塩基性の樹脂又は粒子の外部表面上に存在している塩基性の樹脂を有している多成分のＳＡＰ粒子に関連して、適している表面架橋剤は、アミノ基と反応することができ、かつ塩基性の樹脂を架橋することができる二官能性又は多官能性の分子を含む。好ましくは、表面架橋剤は、アルコール又は水に可溶であり、かつ架橋が制御された様式で約２５℃〜約１５０℃の温度で生じるように塩基性の樹脂との十分な反応性を有する。
【００８３】
塩基性の樹脂に適している表面架橋剤の制限されない例は次のものを含む：
（ａ）二ハロゲン化物及びジスルホネートエステル、例えば、式
Ｙ−（ＣＨ２）ｐ−Ｙ
［式中、ｐは２〜１２の数であり、かつＹは、独立して、ハロ（好ましくはブロモ）、トシレート、メシレート又は他のアルキルもしくはアリールスルホネートエステルである］で示される化合物；
（ｂ）多官能性アジリジン；
（ｃ）多官能性アルデヒド、例えば、グルタルアルデヒド、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、テレフタルアルデヒド、マロンアルデヒド及びグルオキサール並びにそのアセタール及び重亜硫酸塩；
（ｄ）ハロヒドリン、例えばエピクロロヒドリン；
（ｅ）多官能性エポキシ化合物、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル及びビスフェノールＦジグリシジルエーテル、
（ｆ）多官能性カルボン酸及びそれから誘導されたエステル、酸塩化物及び無水物、例えば、炭素原子２〜１２個を有しているジカルボン酸及びポリカルボン酸及びそれから誘導されたメチル及びエチルエステル、酸塩化物及び無水物、例えばシュウ酸、アジピン酸、コハク酸、ドデカン酸、マロン酸及びグルタル酸及びそれから誘導されたエステル、無水物及び酸塩化物；
（ｇ）有機チタネート、例えばE.I. DuPont de Nemours、Wilmington、DEから入手可能である、TYZOR AA；
（ｈ）メラミン樹脂、例えばCytec Industries、Wayne、NJから入手可能である、CYMEL樹脂；
（ｉ）ヒドロキシメチル尿素、例えばＮ，Ｎ′−ジヒドロキシメチル−４，５−ジヒドロキシエチレン尿素；
（ｊ）多官能性イソシアネート、例えばトルエンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート及びヘキサメチレンジイソシアネート；及び
（ｋ）当業者に公知である塩基性で吸水性の樹脂のための他の架橋剤。
【００８４】
好ましい表面架橋剤は、約２５℃〜約１５０℃の温度で塩基性の樹脂を架橋させる、ジハロアルカン、エチレングリコールジグリシジルエーテル（ＥＧＤＧＥ）又はその混合物である。殊に好ましい表面架橋剤は、炭素原子３〜１０個を有するジブロモアルカン及びＥＧＤＧＥである。
【００８５】
酸性で吸水性の樹脂又は粒子の外部表面上に酸性の樹脂を有している多成分のＳＡＰ粒子に関連して、適している表面架橋剤は、酸成分と反応することができ、かつ酸性の樹脂を架橋することができる。好ましくは、表面架橋剤は、アルコールに可溶であるか又は水溶性であり、かつ架橋が制御された様式で、好ましくは約２５℃〜約１５０℃の温度で生じるように酸性の樹脂との十分な反応性を有する。
【００８６】
酸性の樹脂に適している表面架橋剤の制限されない例は次のものを含む：
（ａ）ポリヒドロキシ化合物、例えばグリコール及びグリセリン；
（ｂ）金属塩；
（ｃ）第四アンモニウム化合物；
（ｄ）多官能性エポキシ化合物；
（ｅ）アルキレンカーボネート、例えばエチレンカーボネート又はプロピレンカーボネート;
（ｆ）ポリアジリジン、例えば２，２−ビスヒドロキシメチルブタノールトリス［３−（１−アジリジンプロピオネート］）；
（ｇ）ハロエポキシ化合物、例えばエピクロロヒドリン；
（ｈ）ポリアミン、例えばエチレンジアミン；
（ｉ）ポリイソシアネート、例えば２，４−トルエンジイソシアネート；及び
（ｊ）当業者に公知である酸性で吸水性の樹脂のための他の架橋剤。
【００８７】
表面処理に加えてか又はその代わりに、酸性の樹脂、塩基性の樹脂、マトリックス樹脂もしくは全体のＳＡＰ粒子又はその任意の組合せは、アニールされて、負荷下での吸水性及び保水性が改善されることができる。樹脂又はミクロドメインのＴｇ（ガラス転移温度）を上回る十分な温度で十分な時間に亘り樹脂を加熱することが、樹脂の吸収性を改善することが見出された。
【００８８】
本発明の重要な特徴に従って、強酸性の樹脂は、強塩基性の樹脂もしくは弱塩基性の樹脂又はその混合物のいずれかと共に使用されることができる。弱酸性の樹脂は、強塩基性の樹脂もしくは弱塩基性の樹脂又はその混合物と共に使用されることができる。好ましくは、酸性の樹脂は弱酸性の樹脂であり、かつ塩基性の樹脂は弱塩基性の樹脂である。この結果は、イオン交換種を考慮すれば、予測されるものではなく、その際、弱酸性の樹脂及び弱塩基性の樹脂の組合せ並びに他の組合せ、例えば、強酸性の樹脂及び強塩基性の樹脂は実施しない。より好ましい実施態様において、弱酸性の樹脂、弱塩基性の樹脂及び／又は多成分のＳＡＰ粒子は、表面架橋される及び／又はアニールされる。
【００８９】
次の制限されない例は、本発明の多成分のＳＡＰ粒子の製造を説明する。多成分のＳＡＰ粒子の製造を説明している付加的な例は、米国特許第6,222,091号明細書に見出されうるものであり、参考のために本明細書に取り入れられる。
【実施例】
【００９０】
例１
０％中和されたポリ（アクリル酸）（ポリ（ＡＡ） ＤＮ＝０）の製造
アクリル酸（２７０ｇ）、脱イオン水（８１０ｇ）、メチレンビスアクリルアミド（０．４ｇ）、過硫酸ナトリウム（０．５４７ｇ）及び２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（０．１５７ｇ）を含有しているモノマー混合物を製造し、ついで、窒素で１５分間スパージした(sparged)。モノマー混合物を、浅いガラス皿中へ置き、ついで、モノマー混合物を、紫外光の１５ｍＷ／ｃｍ２下で２５分間重合させた。生じるポリ（ＡＡ）はゴム状ゲルであった。
【００９１】
ゴム状のポリ（ＡＡ）ゲルを、小片にカットし、ついで、肉挽き器アタッチメントを備えたKitchenAid Model K5SSミキサーを通して押し出した。押し出したゲルを、強制空気循環炉中で１２０℃で乾燥させ、最終的には粉砕し、ふるいに通して分粒して、所望の粒径を得た。
【００９２】
この手順は、ゼロの中和度（ＤＮ＝０）を有する軽度に架橋したポリアクリル酸ヒドロゲルを提供した。
例２
ポリ（Ｎ−ビニルホルムアミド）及びポリ（ビニルアミン）の製造
Ｎ−ビニルホルムアミド（２５０ｇ）、脱イオン水（２５０ｇ）、メチレンビスアクリルアミド（１．０９）ｇ）及びV-50開始剤（０．４２ｇ）を含有しているモノマー混合物を、浅い皿中に置き、ついで混合物がゴム状ゲルに重合するまで例１に述べたように紫外線ランプ下に重合させた。軽度に架橋したポリ（Ｎ−ビニルホルムアミド）をついで、水酸化ナトリウム溶液で加水分解して、軽度に架橋したポリ（ビニルアミン）を生じさせた。
例３
架橋したポリ（ビニルアミン）樹脂の製造
３質量％のポリ（ビニルアミン）水溶液２ ｌに、エチレングリコールジグリシジルエーテル（ＥＧＤＧＥ） ０．１８ｇを添加した。生じる混合物を撹拌してＥＧＤＧＥを溶解させ、ついで混合物を約６０℃に加熱し、１時間保持してゲルにした。ゲルを、約８０℃に加熱し、水の約９０％が除去されるまで保持した。生じるゲルをついで、押し出し、８０℃で一定質量まで乾燥させた。乾燥させ、軽度に架橋したポリ（ビニルアミン)をついで、低温粉砕して、粒状材料を形成させた。
例４
ＰＥＩシェルにより包囲されたポリ（ＡＡ）コアを有している多成分のＳＡＰの製造
ソルビタンモノオレエート（０．８１ｇ）をヘプタン２００ｍｌ中に溶解させた。架橋しており、中和されていないポリアクリル酸１０ｇを、この溶液に添加して、コア／シェル複合粒子のためのシードとして作用させた。生じる混合物を、パドル撹拌機を用いて７００rpmで撹拌した。ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）（２７．６ｇ、水中３０％、Ｍｗ＝７５０，０００）をポリアクリル酸／ヘプタンスラリーに添加し、ついで直ちにＥＧＤＧＥ ３．６ｇを添加した。ＥＧＤＧＥ及びＰＥＩを、室温で４．５時間硬化させた。生じるＳＡＰ粒子を沈降させ、上澄みのヘプタンをデカントした。ＳＡＰ粒子をアセトン１００ｍｌで３回すすいだ。ＳＡＰ粒子を、室温で一晩乾燥させ、ついでさらに８０℃で２時間乾燥させて、多成分のＳＡＰ粒子２３．４３ｇが生じた。
例５
ポリ（ビニルアミン）シェルにより包囲されたポリ（ＡＡ）コアを有している多成分のＳＡＰの製造
ソルビタンモノオレエート（１．８８ｇ）を、ヘプタン５００ｍｌ中に分散させた。架橋しており、中和されていないポリアクリル酸１０ｇをこの溶液に添加して、コア／シェル複合粒子のためのシードとして作用させた。生じる混合物を、パドル撹拌機を用いて７００rpmで撹拌した。ポリ（ビニルアミン）（８４ｇ、水中１０．６７％、Ｍｗ＞１００，０００）をポリアクリル酸／ヘプタンスラリーに添加し、ついで直ちにＥＧＤＧＥ １．５ｇを添加した。ＥＧＤＧＥ及びポリ（ビニルアミン）を、室温で６時間硬化させた。生じるＳＡＰ粒子を沈降させ、上澄みのヘプタンをデカントした。ＳＡＰ粒子をアセトン２００ｍｌで３回すすいだ。ＳＡＰ粒子を、８０℃で３時間乾燥させて、多成分のＳＡＰ粒子１７．８９ｇが生じた。
【００９３】
他の実施態様において、多成分のＳＡＰ粒子は、第二の吸水性の樹脂の粒子と混合されて、改善された吸収性を有しているＳＡＰ材料Ａを提供することができる。第二の吸水性の樹脂は、中和されていない酸性で吸水性の樹脂、中和されていない塩基性で吸水性の樹脂又はその混合物であってよい。多成分のＳＡＰ粒子のように、第二の吸水性の樹脂粒子は、約３８〜約３００μｍの粒径及び約１８０μｍ未満のメディアン粒径を有する。第二の吸水性の樹脂は、０％〜５０％中和されている。
【００９４】
この実施態様のＳＡＰ材料Ａは、多成分のＳＡＰ粒子を約１０質量％〜約９０質量％、好ましくは約２５質量％〜約８５質量％及び第二の吸水性の樹脂の粒子を約１０質量％〜約９０質量％、好ましくは、約２５質量％〜約８５質量％含んでいる。より好ましくは、ＳＡＰ材料Ａは、多成分のＳＡＰ粒子を約３０質量％〜約７５質量％含有する。本発明の最大限の利点を達成するために、ＳＡＰ材料Ａは、多成分のＳＡＰ粒子を約３５質量％〜約７５質量％含有する。多成分のＳＡＰ粒子は、前もって記載された任意の方法、例えば、押出し、アグロメレーション又はポリマーネットワークを相互侵入させることにより製造されることができる。多成分のＳＡＰ粒子及び第二の吸水性の樹脂の粒子は、任意の形状、例えば、顆粒状、繊維、粉末又は小板であってよい。
【００９５】
第二の吸水性の樹脂は、多成分のＳＡＰの製造において使用される、前もって論じられた任意の酸性の樹脂であってよい。第二の樹脂として使用される好ましい酸性で吸水性の樹脂は、中和されていないポリアクリル酸（ＰＡＡ）、例えば、約５０％までのＤＮである。第二の吸水性の樹脂はまた、多成分のＳＡＰの製造において使用される、前もって論じられた任意の塩基性の樹脂であってよい。第二の樹脂として使用される好ましい塩基性で吸水性の樹脂は、中和されていないポリ（ビニルアミン）又は中和されていないポリエチレンイミンである。酸性の樹脂のブレンド又は塩基性の樹脂のブレンドは、第二の吸水性の樹脂として使用されることができる。酸性の樹脂及び塩基性の樹脂のブレンドもまた、第二の吸水性の樹脂として使用されることができる。第二の吸水性の樹脂は、場合により表面架橋されるか又はアニールされる。
【００９６】
多成分のＳＡＰ粒子及び第二の吸水性の樹脂の粒子を含んでいるＳＡＰ材料Ａの例は、多成分のＳＡＰ粒子及び中和されていない（ＤＮ＝０）ポリアクリル酸（ＰＡＡ）粒子の混合物である。ここで及び本明細書全体に亘り使用されるように、（ＰＡＡ）（ＤＮ＝０）は、１００％ 中和されていない（ＰＡＡ）を指す。多成分のＳＡＰ粒子は、（ＰＡＡ）（ＤＮ＝０）中に分散されたポリ（ビニルアミン）のミクロドメインを含有する。多成分のＳＡＰ粒子のポリ（ビニルアミン）／（ＰＡＡ）質量比は５５／４５である。
【００９７】
さらに他の実施態様において、超吸収性材料Ｂは、ポリビニルアミンのような中和されていない塩基性で吸水性の樹脂の粒子及びポリアクリル酸のような中和されていない酸性で吸水性の樹脂の粒子の混合物を含んでおり、その際、酸性及び塩基性で吸水性の樹脂の双方は、約３８〜約３００μｍの粒径及び約１８０μｍ未満のメディアン粒径を有する。酸性及び塩基性で吸水性の樹脂の双方は、０％〜約５０％中和されている。酸性及び塩基性で吸水性の樹脂は、多成分のＳＡＰの製造に使用される、前もって論じられた任意の酸性及び塩基性の樹脂であってよく、かついずれか又は双方とも、場合により表面架橋されるか又はアニールされる。
【００９８】
この実施態様のＳＡＰ材料Ｂは、酸性で吸水性の樹脂粒子を約１０質量％〜約９０質量％、好ましくは約２５質量％〜約８５質量％及び塩基性で吸水性の樹脂粒子を約１０質量％〜約９０質量％、好ましくは約２５質量％〜約８５質量％含んでいる。より好ましくは、ＳＡＰ材料Ｂは、酸性の樹脂粒子を約３０質量％〜約７５質量％含有する。本発明の最大限の利点を達成するために、ＳＡＰ材料Ｂは、酸性の樹脂粒子を約３５質量％〜約７５質量％含有する。
【００９９】
好ましい酸性で吸水性の樹脂はＰＡＡ（ＤＮ＝０）である。使用される好ましい塩基性で吸水性の樹脂は、中和されていないポリ（ビニルアミン）又は中和されていないポリエチレンイミンである。酸性の樹脂のブレンド及び／又は塩基性の樹脂のブレンドは、ＳＡＰ材料Ｂ中で使用されることができる。
【０１００】
酸性及び塩基性で吸水性の樹脂の粒子を含んでいるＳＡＰ材料Ｂの例は、中和されていない（ＤＮ＝０）ＰＡＡ粒子及び中和されていないポリ（ビニルアミン）（ＰＶＡｍ）の混合物である。ＳＡＰ材料ＢのＰＶＡｍ／ＰＡＡ質量比は３０／７０である。
【０１０１】
小さなサイズの酸性の樹脂及び塩基性の樹脂の粒子を含有している超吸収性材料Ａ及びＢは、予期されない吸水性及び保水性を証明する。そのようなＳＡＰ材料は、荷電されておらず、僅かに架橋した２つのポリマーを含んでいる。水又は電解質−含有水性媒体と接触される場合には、２つの荷電されていない樹脂は、互いに中和して超吸収性材料を形成する。これはまた、ポリマーにより吸収される媒体の電解質含量を減少させ、その際、さらに高分子電解質効果を高める。その荷電されていない形でのポリマーのどちらも、流体と接触される場合に、単独でＳＡＰとして振る舞わない。しかしながら、２つの樹脂、つまり１つの酸性の樹脂及び１つの塩基性の樹脂の単純な混合物を含有する超吸収性材料Ｂは、吸収剤材料として作用することができる、それというのも、２つの樹脂は高分子電解質の形へ変換されるからである。以前の超吸収剤混合床系は、良好な吸水性及び保水性を証明している。しかしながら、小さな粒径の樹脂を含有している当該のＳＡＰ材料Ｂは、より大きな粒径を有している酸性の樹脂粒子及び塩基性の樹脂粒子の混合物に比較して、改善された吸水及び保水及び改善された透過性を示す。
【０１０２】
以下に述べられる試験結果において、本発明の多成分のＳＡＰ粒子は、負荷なしでの吸収（ＡＵＮＬ）及び０．２８psi及び０．７psiでの負荷下での吸収（ＡＵＬ（０．２８psi）及びＡＵＬ（０．７psi））について試験した。負荷下の吸収（ＡＵＬ）は、加えられた圧力下で流体を吸収するＳＡＰの能力の測定である。ＡＵＬを、参考のために本明細書に取り入れられる米国特許第5,149,335号明細書に開示されているような次の方法により、決定した。
【０１０３】
ＳＡＰ（０．１６０ｇ±０．００１ｇ）を、２５ｍｍの内径を有する中空プレキシガラス円柱の底に取り付けられた１４０ミクロンの透水性のメッシュ上に注意深くまき散らす。試料を、１００ｇのカバープレートでカバーし、円柱アセンブリを秤量する。これにより、２０ｇ／ｃｍ２（０．２８psi）の加えられた圧力が得られる。選択的に、試料を、２５０ｇのカバープレートでカバーして、５１ｇ／ｃｍ２（０．７psi）の加えられた圧力を得ることができる。円柱のふるいのついた底を、試験溶液（通常０．９％塩水）２５ｍｌを有している１００ｍｍのペトリ皿中に置き、ポリマーを１時間（又は３時間）に亘り吸収させる。円柱アセンブリを再秤量することにより、ＡＵＬ（与えられた圧力での）は、液体が接触する前にポリマーの乾燥質量で吸収された液体の質量を割ることにより計算する。
【０１０４】
相対的に多量の液体を吸収しかつ保持する能力に加えて、良好な透過性を示す、ゆえに液体を迅速に吸収することも、ＳＡＰにとって重要である。それゆえ、吸収剤能又はゲル体積に加えて、有用なＳＡＰ粒子はまた高いゲル強度も有し、即ち、粒子は、液体を吸収した後に変形しない。そのうえ、液体の存在での、ＳＡＰ粒子が膨潤する場合又は既に膨潤している場合に形成されるヒドロゲルの透過性又は流れ伝導性(flow conductivity)は、ＳＡＰ粒子の実地上の使用のために極度に重要な性質である。吸収性ポリマーの透過性又は流れ伝導性の差は、体液を捕捉しかつ分配する吸収性物品の能力に直接強い影響を与えうる。
【０１０５】
多くのタイプのＳＡＰ粒子は、ゲルブロッキングを示す。“ゲルブロッキング”は、ＳＡＰ粒子が湿潤され、かつ膨潤する場合に起こり、これはＳＡＰ粒子の内部へ及び吸収性ＳＡＰ粒子間の流体透過を抑制する。ゲルブロッキングは、ＳＡＰ粒子が適合したゲル強度に不足しており、かつＳＡＰ粒子が吸収される流体で膨潤した後に応力下に変形するか又は広がる場合に、特に深刻な問題でありうる。
【０１０６】
従って、ＳＡＰ粒子は、満足なＡＵＬ値を有しうるが、しかし不適合な透過性又は流れ伝導性を有していて、吸収剤構造中で高い濃度で有用であろう。高いＡＵＬ値を有するために、ＳＡＰ粒子から形成されたヒドロゲルが、０．３psiの封圧下でゲルブロッキングが任意の著しい程度まで起こらないような最小限の透過性を有することのみが必要である。ゲルブロッキングを単純に回避するのに必要とされる透過性の程度は、良好な流体輸送性を提供するのに必要とされる透過性よりもずっと少ない。従って、ゲルブロッキングを回避し、かつ満足なＡＵＬ値を有するＳＡＰは、依然としてこれらの他の流体取扱適性において大いに欠如しうる。
【０１０７】
本発明の小さなサイズのＳＡＰ粒子の重要な特性は、ＳＡＰ粒子の塩水流れ伝導性（ＳＦＣ）値により定義されるような、液体で膨潤してヒドロゲル帯域又は層を形成する場合の透過性である。ＳＦＣは、塩水流体を輸送するＳＡＰの能力、例えば体液を輸送する、膨潤されたＳＡＰから形成されたヒドロゲル層の能力を測定する。相対的に高いＳＦＣ値を有している材料は、木材パルプ繊維のエア−レイドウェブである。典型的には、パルプ繊維のエア−レイドウェブ（例えば、０．１５ｇ／ｃｃの密度を有する）は、約２００×１０−７ｃｍ３sec／ｇのＳＦＣ値を示す。対照的に、典型的なヒドロゲル形成性ＳＡＰは、１×１０−７ｃｍ３sec／ｇ又はそれ未満のＳＦＣ値を示す。ＳＡＰが、高い濃度で吸収剤構造中に存在し、ついで使用圧力下で膨潤してヒドロゲルを形成する場合には、ヒドロゲルの境界が接触するようになり、かつこの高いＳＡＰ濃度領域中の間隙のボイドが、一般にヒドロゲルの境界となる。これが起こる場合に、この領域中の透過性又は塩水流れ伝導性は、一般に、ＳＡＰ単独から形成されたヒドロゲル帯域の透過性又は塩水流れ伝導性を示している。これらの膨潤された高い濃度領域の透過性を、通常の捕捉／分配材料、例えば木材パルプ毛羽に近づくか又は上回る水準に増大することは、吸収剤構造のために優れた流体取扱適性を提供することができ、ゆえに殊に高い流体負荷での、漏出の事象を減少させる。
【０１０８】
従って、木材パルプ繊維のエア−レイドウェブのＳＦＣ値に近づくか又は上回るＳＦＣ値を有しているＳＡＰ粒子を提供することが大いに望ましい。これは、ＳＡＰ粒子の高い局所的濃度が、吸収性物品に効果的に使用されるべき場合に特に当てはまる。高いＳＦＣ値はまた、通常の使用条件下で体液を吸収しかつ保持する、生じるヒドロゲルの能力も示す。ＳＡＰ粒子のＳＦＣ値を測定する方法は、Goldman他、米国特許第5,599,335号明細書に述べられており、参考のために本明細書に取り入れられる。
【０１０９】
本発明の小さなサイズのＳＡＰ粒子は、０．７psiでのＡＵＬ及びＳＦＣの実質的な改善を示す。従って、当該の小さな粒径の多成分のＳＡＰ粒子は、少なくとも約２０×１０−７ｃｍ３sec／ｇ、好ましくは少なくとも約５０×１０−７ｃｍ３sec／ｇのＳＦＣ値を有する。本発明の最大限の利点を達成するために、ＳＦＣ値は、少なくとも約１００×１０−７ｃｍ３sec／ｇであり、かつ約２０００×１０−７ｃｍ３sec／ｇまでの範囲に亘っていてよい。
【０１１０】
次の考察において及び図４−１０において、“ＳＡＦ”という用語は、軽度に架橋したＰＡＡ（ＤＮ＝０） ５５質量％及び軽度に架橋した中和されていないポリ（ビニルアミン）（ＰＶＡｍ、ＤＮ＝０） ４５質量％を含有している多成分のＳＡＰとして定義されている。“ＬＡＦ”という用語は、ＰＡＡ（ＤＮ＝０） ７０質量％及びＰＶＡｍ（ＤＮ＝０） ３０質量％を含有している多成分のＳＡＰとして定義されている。“A2300”という用語は、市販のＳＡＰ、即ち、ＰＡＡ（ＤＮ＝５０〜７０）として定義されている。超吸収性粒子の粒径は、ミクロン（μｍ）で与えられている。
【０１１１】
次の表は、ＳＦＣ値（×１０−７ｃｍ３sec／ｇ）、即ち、ＳＡＦ及びＬＡＦについてのＳＦＣ単位を説明する：
【０１１２】
【表１】
2005509696.tif 000011
【０１１３】
上記の表中の結果を次のように決定した。結果は、吸収度（ＡＵＬ及びＡＵＮＬ）及び流体流れ（ＳＦＣ）について、合成尿及びプラスミオン(plasmion)（合成血漿）中の小さな粒径の多成分の超吸収性粒子の性能を評価する。
手順
小さな粒径の多成分の超吸収性粒子を、次の範囲＜１８０μｍ、１０５−１８０μｍ、７５−１０５μｍ及び＜７５μｍへ粒径により分けた。ＡＵＬ、ＡＵＮＬ及びＳＦＣ値をついで、上記の粒径範囲のそれぞれに関して決定した。多成分の超吸収性粒子の２つの標準の処方物（ＳＡＦ）及び１つの低アミン処方物(ＬＡＦ）を評価した。そのうえ、標準の市販のA2300 ＳＡＰの試料を対照として評価した。
結果−−ＳＡＦ
合成尿：ＳＡＦの２つの異なる試料を、全てのＡＵＬ試験において全く同じに実施した。粒径が減少すると、ＡＵＬ（０．７psi）は、単に約８％（約４７ｇ／ｇから約４３ｇ／ｇへ）減少した。これらの結果は、同じ粒径のA2300対照（即ち、１５ｇ／ｇ）よりも約３倍、市販の分粒されたA2300（２８ｇ／ｇ）よりも約１．５〜２倍、良好であった。ＡＵＮＬ値は、より定まらず、かつはっきりした傾向を示さなかった（即ち、約５７〜６２ｇ／ｇ）。
【０１１４】
合成血漿：類似して、２つのＳＡＦバッチは性能において極めて類似していた。ＡＵＬ（０．７psi）負荷性能についての粒径に伴う下向きの傾向は、無視できる約４〜５％の減少（約３２ｇ／ｇから３０ｇ／ｇへ）であった。多成分の超吸収性粒子の結果は、小さく分粒された材料について約１３ｇ／ｇ及び市販の分粒されたA2300について約１４ｇ／ｇであった対照のA2300の結果よりも約２．５倍良好であった。ＡＵＮＬ値は、はっきりした傾向を示さず、その際、結果は、４７〜５６ｇ／ｇの範囲に亘っていた。
【０１１５】
ＳＦＣ：ＳＦＣ値は、試料を繰り返す中でさえも変化した。はっきりした傾向が明白でなかった一方で、結果は一貫して、１５０ ＳＦＣ 単位よりも大きく、かつ１２５０ ＳＦＣ単位と同じくらい高かった。平均値は、約５００ ＳＦＣ単位であった。対照のA2300は、全ての微細な粒径について流れを示さなかった、即ち、ＳＦＣ＝０。
結果−−ＬＡＦ
合成尿：ＡＵＬ（０．７psi）性能は、標準の分粒された（１８０−７１０μｍ）多成分の超吸収性粒子に比較して実質的な低下を示した。ＡＵＬ値は、粒径＜１８０μｍで３４ｇ／ｇから粒径＜７５μｍで２２ｇ／ｇまでに約３５％減少した。小さな粒子の分粒したＬＡＦが、小さな粒径のA2300粒子よりも１．５−２．３倍良好であったのに対して、１０５μｍ未満の粒径画分は、市販の分粒されたA2300ほど良好ではなかった。ＡＵＮＬ値ははっきりした傾向を示さず、その際、平均して約６４ｇ／ｇであった。
【０１１６】
合成血漿：約１４％のＡＵＬ（０．７psi）値の減少は、粒径が減少するに伴い観察された（即ち、２８ｇ／ｇから２３ｇ／ｇまで）。これらの値は、小さな粒径のA2300及び市販のサイズのA2300よりも約２倍良好であった。ＡＵＮＬ値は、はっきりした傾向を示さず、その際、約５５ｇ／ｇの平均値を有していた。
【０１１７】
ＳＦＣ：ＬＡＦについてのＳＦＣデータは、ＳＡＦについてのＳＦＣデータより劣っていた。変わりうる一方で、平均ＬＡＦ ＳＦＣ値は、約３０ ＳＦＣ単位であった。このデータは、A2300対照ＳＡＰについてのＳＦＣ値よりも実質的に良好であったが、しかしＳＡＦについてのデータ（５００ ＳＦＣ単位）ほど高くはなかった。
【０１１８】
ＳＡＰ材料Ａ又はＢは、１５×１０−７ｃｍ３sec／ｇを上回り、典型的には２０×１０−７ｃｍ３sec／ｇを上回るＳＦＣを有する。好ましい実施態様は、約３０×１０−７ｃｍ３sec／ｇ又はそれ以上、例えば、約８００×１０−７ｃｍ３sec／ｇまでのＳＦＣを有する。
【０１１９】
他の試験において、当該の多成分のＳＡＰ粒子又はＳＡＰ材料Ａ又はＢの自由膨潤速度（ＦＳＲ）を決定した。ロックアップ(lockup)試験としても公知であるＦＳＲ試験は、当業者に十分に公知である。当該の多成分のＳＡＰ粒子又はＳＡＰ材料Ａ又はＢは、０．３５を上回り、好ましくは０．４０を上回り、最も好ましくは０．４５を上回るＦＳＲ（ｇ／ｇ／sec）を有する。これらのＦＳＲ値はさらに、より多量で電解質を含有している液体を急速に吸収しかつ保持する、当該の小さなサイズのＳＡＰ粒子の改善された能力を示す。
【０１２０】
本発明の小さな粒径の超吸収性ポリマー粒子は、衛生製品、例えばおむつ、大人用失禁物品、女性用ナプキン、一般目的のワイプ及びクロスにおいて及び水性廃棄物の凝固において有用である。本発明の重要な特徴に従って、衛生製品又は他の吸収性物品は、小さな粒径の多成分のＳＡＰ又はＳＡＰ混合物Ａ又はＢを約５０％〜１００％、好ましくは約６０〜１００％、より好ましくは約７５〜１００％、最も好ましくは約７５％〜９５％含有しているコアを有する。
【０１２１】
多成分のＳＡＰ粒子及び樹脂の混合床は、高い量のおむつコアにおいて使用されており、かつ卓越した捕捉速度を示すが、しかし再湿潤値(rewet value)は、極めて高くありうる。この観察は、コア中の毛管作用の損失を引き起こす最初の水和又は損傷(insult)後のコアの開放性に帰する。最初の水和後のコアの開放性は、コア中の粒子／粒子及び粒子／毛羽(fluff)付着のためである。粒子が膨潤すると、これらの付着力は、毛管流体輸送が不可能である大きなボイドの形成を引き起こす。
【０１２２】
本発明は、毛羽の少ない及び毛羽なしコア中の毛管吸い上げ作用を維持するために、小さな粒径の多成分の超吸収性粒子又は小さな粒径の樹脂（超吸収性材料Ａ及びＢ）の混合床を使用する。小さな粒径のＳＡＰ粒子は、固有の吸い上げ（即ち、毛管）作用を有する。通常、通常のＳＡＰは、より大きな粒径（例えば、＞４００μｍ）で使用される、それというのも、水和しているＳＡＰは、ゲルブロッキングを受けるからである。しかしながら、イオン交換ＳＡＰは、きわめて小さな粒径でさえ卓越したゲル床透過性（即ち、高いＳＦＣ）を有しうるので、より小さな粒径範囲が毛羽の少ないコアにおいて使用されることができる。十分に小さなＳＡＰ粒径を有すると、吸い上げ作用はセルロース繊維の完全な排除を可能にするのに十分である。小さな粒径の多成分のＳＡＰ又は混合床の超吸収性材料Ａ及びＢは、コアの吸い上げ及び貯蔵機能の双方を実施することができる。
【０１２３】
本発明の吸収性コアは、多量に負荷されたコア（例えば、超吸収性ポリマー６０−９５質量％／毛羽５−４０質量％）から毛羽なしコア（即ち、ＳＡＰ １００％）までの範囲に亘っていてよい。毛羽なしコアは典型的には、（ａ）ティッシュ及び（ｂ）１８０μｍ未満のメディアン粒径を有している多成分の超吸収性粒子又はＳＡＰ材料Ａ又はＢの選択的な層から構成されている。付加的に、標準の粒径の超吸収性ポリマー（即ち、約１７０μｍ〜約８００μｍの粒径範囲）のトップ層又は捕捉層は場合により、より速い捕捉速度を提供するのに使用されることができる。本発明はまた、コアの水平膨張の問題も排除する。
【０１２４】
今日、おむつは一般に、不織の材料から製造されており着用者の皮膚と接触しているトップシート、トップシートの下の（即ち、着用者の皮膚の反対側の）捕捉層、捕捉層の下にあるコア及びコアの下のバックシートからなる。この構成は、当工業界に十分公知である。好ましい実施態様において、当該のおむつは、本質的にトップシート、コア及びバックシートからなり、即ち、捕捉層は存在していない。以下に説明されているように、当該の小さな粒径の多成分のＳＡＰ粒子又は超吸収性材料Ａ又はＢにより提供される改善は、捕捉層を使い捨ておむつから省くことを可能にする。そのような結果は、当工業界において重要である、それというのも、高価な捕捉層を省くことができ、おむつはより軽くかつより薄くなり、かつ吸収性は不利な影響を受けないからである。
【０１２５】
本発明の毛羽なしコアは、図３に説明されている。図３は、トップシート３２、バックシート３６及びトップシート３２とバックシート３６との間に位置している４０により示されている吸収性コアを有している吸収性物品３０の断面図を示す。図３に示されているように、コア４０は、多数の層４２を含んでいる。層４２は、小さな粒径のＳＡＰ粒子を含んでおり、かつティッシュ層４４により互いに分離されている。
【０１２６】
図３中の毛羽なしコアは、トップシート３２と層４２との間に配置される付加的な層及びティッシュ層（示されていない）を含んでいてよい。この場合による付加的な層は、捕捉／分配層として役立ち、かつ通常のＳＡＰ、例えば、約１７０μｍ〜８００μｍの粒径範囲を有しているＰＡＡ（ＤＮ＝７０）を含有する。図３に説明されている毛羽なしコアは、１つから５つの、好ましくは２つから４つの層４２、即ち、小さな粒径のＳＡＰ粒子の１つから５つの層を含有していてよい。
【０１２７】
さらに、当該の小さな粒径の多成分のＳＡＰ粒子及び超吸収性材料Ａ及びＢが、（ａ）液体をより速く吸収する改善された能力を有し、（ｂ）より良好な液体拡散速度を有し、かつ（ｃ）液体を吸収しかつ保持する改善された能力を有することを説明するために、当該の多成分のＳＡＰ粒子を含有している実験室的おむつコアを製造し、かつ通常のＳＡＰを含有している実験室的おむつコアと比較した。
【０１２８】
“毛羽なし”コアとも呼ばれるコアは、ＳＡＰ １００％を含有し、かつセルロース繊維又は他の“毛羽”材料を有しない。典型的には、高負荷の市販のおむつは、液体の迅速な吸収を達成するために、セルロース繊維を４５％〜６０質量％含有する。
【０１２９】
“毛羽”成分を含有しているコアを有している吸収性物品のためには、“毛羽”成分は、繊維状材料をウェブ又はマトリックスの形で含んでいる。本発明において有用な繊維は、天然の繊維（変性されたか又は変性されていない）並びに合成繊維を含む。適している変性されていない／変性された天然の繊維の例は、木綿、エスパルトグラス、バガス、ケンプ、亜麻、絹、羊毛、木材パルプ、化学的に変性された木材パルプ、ジュート、レーヨン、エチルセルロース及び酢酸セルロースを含む。適している合成繊維は、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル酸、例えばORLON(R)、ポリ酢酸ビニル、ポリエチルビニルアセテート、不溶性又は可溶性のポリビニルアルコール、ポリオレフィン、例えばポリエチレン(例えば、PULPEX(R))及びポリプロピレン、ポリアミド（例えば、ナイロン)、ポリエステル(例えば、DACRON(R)又はKODEL(R))、ポリウレタン、ポリスチレン、等から製造されることができる。繊維は、専ら天然の繊維、専ら合成繊維又は天然及び合成の繊維の任意の適合した組合せを含んでいてよい。
【０１３０】
親水性繊維が好ましく、かつセルロース繊維、変性されたセルロース繊維、レーヨン、ポリエステル繊維、例えばポリエチレンテレフタレート(例えば、DACRON(R))、親水性のナイロン(HYDROFIL)等を含む。適している親水性の繊維は、疎水性の繊維を親水性化することによっても得られることができ、例えば界面活性剤−処理された又はシリカ−処理された、例えば、ポリオレフィン、例えばポリエチレン又はポリプロピレン、ポリアクリル酸、ポリアミド、ポリスチレン、ポリウレタン等から誘導された熱可塑性の繊維である。入手可能性及び費用の理由のために、セルロース繊維、特に木材パルプ繊維は、本発明における使用のために好ましい。吸収性物品における使用のための“毛羽”成分の完全な考察のためには、参考のために本明細書に取り入れられるWO 98/37149参照。
【０１３１】
一般に、本明細書において言及されるコアは、次のような通常の実験室的手順を用いて製造した：
二室−真空系を含んでいる実験室用コア形成装置は、エアレイド毛羽パルプ−吸収剤複合マトリックスを形成させて、１２ｃｍ×２１ｃｍのおむつコアを製造する。コア形成装置は、変速の実験室用モーター上のローラーブラシ、ブラシに極めて近接している繊維分配スクリーン、調節可能なダンパー上の形成スクリーン及び水８〜１５インチの一致しておりかつ連続的な陰圧を供給することができる真空系を含んでいる。
【０１３２】
コア形成装置は、真空が、繊維及び粒状材料を、調節可能な導入スライドから、回転ブラシ及び分配スクリーンを経て、形成スクリーン上に直接引くように含まれている。真空排気は、形成スライドの入口を通して再循環され、それにより操作の温度及び湿度を制御している。
【０１３３】
コアを形成させる際に、所望の量の解した(defiberized)毛羽パルプを、上部のチャンバ中のブラシローラー上へ小片で均一に分配する。下部のチャンバ中で、長方形のティッシュ又はトップシート（２１ｃｍ×１２ｃｍ）を形成スクリーン上へ置く。大部分のコアのためには、スライドする上部のチャンバのふたを、約２分の１インチのギャップを残して部分的に閉じる。均質なパルプ／ＳＡＰコアの場合に、ＳＡＰを、ブラシが回転し始めた直後に、ギャップを通して上部のチャンバ中へまき散らす。均質な分布を達成するために、少量のＳＡＰを、モーターを始動させる前に、毛羽に添加する。ＳＡＰの残りを導入するのに使用される時間の量は、利用される毛羽パルプの量で変わる。繊維及び吸収性ポリマー材料が堆積した後に、モーターのスイッチを切り、かつ実験室的コアを含有しているダンパー装置を、下部のチャンバから除去する。ついで圧縮されていないコアを、ポリマーフィルムから製造されたバックシート上に置き、圧縮装置中へ置く。この時、他の長方形のティッシュ及び不織のカバーストック(coverstock)をコアの上に置く。吸収性コアを、与えられた量の時間、典型的には５分間に亘り、約５，０００ポンド〜約１０，０００ポンド、典型的には約７，０００ポンドの圧力での水圧プレスを用いて圧縮して、所望の密度が達成される。５分後、実験室的に製造される吸収性コアを、プレスから除去し、秤量し、厚さについて測定する。
【０１３４】
特に、おむつコアを次のように製造した：
（ａ）毛羽の少ないコア：毛羽及び小さな粒径の多成分のＳＡＰ粒子を、混合し、所望の相対量でパッドコア形成機中へ導入する。トップ及びボトムのティッシュを、コアの反対の表面上に置き、ついでコアを、圧力１０，０００ポンド（２６０psi)で５分間圧縮する。
（ｂ）毛羽なしコア：小さな粒径の多成分のＳＡＰ粒子３ｇを、第一のティッシュ上にまき散らす。第二のティッシュをついで、ＳＡＰ粒子の上へ置き、第二の小さな粒径の多成分のＳＡＰ粒子３ｇを、第二のティッシュ上に広げる。第三のティッシュを、第二のＳＡＰ粒子３ｇの上に置き、ついで通常の多成分のＳＡＰ（１８０−７１０μｍの粒径）３ｇを、第三のティッシュ上に広げる。最終的には、第四のティッシュを、通常の多成分のＳＡＰの上に置く。ついで生じるコアを、上記の（ａ）と同じように圧縮する。
【０１３５】
コアは、０．７psi負荷下での再湿潤、液体捕捉時間及び液体捕捉速度について試験した。以下に、おむつのような衛生物品の負荷下での捕捉及び再湿潤を決定するための手順を記載する。これらの試験は、０．７psiの負荷下の間の３〜５回の別個の流体損傷についての衛生物品による０．９質量％塩類溶液の吸収の速度及び流体保留を示す。
装置：
７ｍｌ／secの流量を送り出すように構成された、１００ｍｌの分液漏斗又は同等物；
おもりの中心を通るＩＤ ２．３８ｃｍのパースペックス配量チューブを備えた、３．６４２ｋｇの円形のおもり（０．７psi）  直径１０ｃｍ；
VWR Scientific、９ｃｍのろ紙又は同等物；
２．５ｋｇの円形のおもり（０．７psi）−−直径８ｃｍ；
デジタルタイマー；
電子天秤（０．０１ｇの正確さ）；
ストップウォッチ。
手順：
１．準備
（ａ）試験すべき衛生物品、例えば、おむつの質量（ｇ）を記録する；
（ｂ）衛生物品をベンチトップの上に平らに置く、例えば、任意の弾性体を除去する及び／又は物品の端をベンチトップにテープで貼ることによる；
（ｃ）損傷点（即ち、中心から前の方へ５ｃｍ）で位置決めされたパースペックス配量チューブの開口部を有する衛生物品の上に、３．６４ｋｇの円形のおもりを置く。
２．一次損傷及び再湿潤試験
（ａ）０．９％ＮａＣｌ溶液１００ｍｌ（即ち、脱イオン水又は蒸留水中の０．９質量％塩化ナトリウム）を分液漏斗中へ量り取る。ＮａＣｌ溶液を７ｍｌ／secの流量でおもりのパースペックスチューブ中へ投与し、直ちにタイマーをスタートさせる。全てのＮａＣｌ溶液が、パースペックスチューブの底で衛生物品の表面から完全に消えた際にタイマーをストップする。この時間を一次捕捉時間(sec)として記録する。
（ｂ）１０分が経過した後、おもりを取り除き、再湿潤試験手順を行う：
（ｉ）積み重ねた１０枚のろ紙を秤量し、この値を記録する（乾燥質量）。
（ｉｉ）ろ紙を衛生物品上の損傷点の上に置く。タイマーを２分にセットする。２．５ｋｇのおもりをろ紙の上に置き、直ちにタイマーをスタートさせる。
（ｉｉｉ）２分が経過した後、おもりを取り除き、ろ紙を再秤量する（湿潤質量）。ろ紙の乾燥質量を湿潤質量から引き、これが再湿潤値である。この値を一次再湿潤値（ｇ）として記録する。
３．二次損傷及び再湿潤試験
（ａ）３．６４ｋｇのおもりを前と同じ位置で衛生物品の上に置き直す。段階２ａを、ＮａＣｌ溶液５０ｍｌを用いて（吸収時間を二次捕捉時間として記録する）及び段階２ｂ（ｉ）−（ｉｉｉ）を、２０枚のろ紙を用いて（再湿潤値を二次再湿潤として記録する）繰り返す。
４．三次及び付加的な損傷及び再湿潤試験
（ａ）負荷を前と同じ位置でおむつの上に置き直す。段階２ａを、ＮａＣｌ溶液５０ｍｌを用いて（吸収時間を三次捕捉時間として記録する）及び段階２ｂ（ｉ）−（ｉｉｉ）を、３０枚のろ紙を用いて（再湿潤値を三次又はその後の再湿潤として記録する）繰り返す。
【０１３６】
次の図４−１０は、本発明の小さな粒径の多成分のＳＡＰ粒子を含有する改善されたコア及びおむつを説明する。
【０１３７】
図４は、ＬＡＦ ６０質量％及び毛羽４０質量％を含有しているおむつコアについての再湿潤（ｇ）対メディアン粒径（μｍ）のプロットである。図４は、より小さな粒径のＳＡＰ粒子を用いて観察された改善された吸い上げを説明する。特に、四次損傷試験は、メディアン粒径３００μｍ及びそれ未満で実質的な改善を示す（即ち、再湿潤の低下）。
【０１３８】
上記の同じＬＡＦ ６０％／毛羽コア４０％を用いて、二次ないし四次の損傷試験についての捕捉時間を測定した。結果は図５に説明されており、その際、四次損傷の捕捉時間が、二次及び三次の損傷捕捉時間に比較して、あまり影響を受けていないことを示している。四次損傷捕捉時間は、二次及び三次の損傷捕捉時間に対して１００〜１５０μｍのメディアン粒径範囲に関して改善される。
【０１３９】
ＬＡＦ ６０％／毛羽コア４０％も、負荷なし（ＡＵＮＬ）及び負荷（ＡＵＬ）（０．７psi）下での流体を吸収する能力について試験した。次の表は、示された試験流体及び多成分のＳＡＰ粒子の示されたメディアン粒径についての４時間後のＡＵＮＬ及びＡＵＬのデータを要約する。
【０１４０】
【表２】
2005509696.tif 000012
【０１４１】
図６は、透過性（ＳＦＣ）及び自由膨潤速度（ＦＳＲ）への粒径の効果を説明する。図６中の試験データは、ＰＡＡ（ＤＮ＝０） ５０質量％及びＰＶＡｍ（ＤＮ＝０） ５０質量％を含有している多成分のＳＡＰ粒子を用いて得られた。図６中のプロットは、４５〜３００ミクロンの粒径を有している多成分のＳＡＰ粒子が、典型的には４２５−７１０μｍの分粒されたＳＡＰ粒子に比較して、改善された自由膨潤速度を有することを示している。例えば、通常のＰＡＡ（ＤＮ＝７０）は、４５〜１０６μｍの粒径範囲を有している多成分のＳＡＰ粒子についての約０．７５のＦＳＲを実質的に下回る、０．３２のＦＳＲを有する。多成分のＳＡＰ粒子のＳＦＣは、粒径が減少するに伴い減少するが、しかし約２５０〜約４００ｃｍ３sec／ｇの観察されたＳＦＣ範囲は、約１×１０−７ｃｍ３sec／ｇ又はそれ未満のＳＦＣを有している通常のＳＡＰ粒子と比較して、卓越しているとみなされる。
【０１４２】
図７は、毛羽を有しないおむつコアについての再湿潤対一次ないし三次の損傷試験の棒グラフを含んでいる。毛羽なしコアの３つは、メディアン粒径１７０μｍのＬＡＦの多成分のＳＡＰ粒子を含有する。これらのコアの２つは、ＬＡＦ（粒径３００〜７１０μｍ）の２ｇ(コアＡ）又は１ｇ（コアＢ）のいずれかを含有している捕捉層を有する。第四のコア（コアＤ）は、A2300（ＤＮ＝５０）を含有している比較のコアである。
【０１４３】
図７は、一次及び二次の損傷に対する４つ全ての試料についての類似の結果を示している。しかしながら、三次損傷試験は、コアＡ及びＢと及び比較のコアＤと比較して、捕捉層が欠けているコア（コアＣ）についての再湿潤の明確な改善を示している。三次損傷試験におけるコアＡ及びＢについての高い再湿潤は、捕捉層中のＳＡＰのあまり効率的でない利用に帰するものである。
【０１４４】
図８は、コアＡ−Ｄについての捕捉速度対一次ないし三次の損傷試験についての棒グラフを含んでいる。図８は、捕捉層を有しているコアＡ及びＢに比較して、捕捉層が欠けているコアＣについてのよりゆっくりとした捕捉速度を示している。しかしながら、コアＡ−Ｃ全てが、比較のコアＤに比較して、改善された捕捉速度を有する。組合せると、図７及び８は、捕捉層を有するか又は有しない小さな粒径の多成分のＳＡＰ粒子を含有している毛羽なしコアのいずれも、ＰＡＡ（ＤＮ＝５０）を含有している毛羽なしおむつコアの性能を凌いでいることを示している。
【０１４５】
図９は、１層当たり３ｇでＳＡＦの２つの層及び粒径１８０−７１０μｍのＳＡＦ ３ｇを含有している捕捉層を含有しているコアについての再湿潤対メディアン粒径のグラフを含んでいる。同一の構造ではあるが、A2300 ５０％及び毛羽５０％を有している、比較のコアも試験した。図９は、A2300（ＤＮ＝７０）及び約１８０〜約７１０μｍの粒径と比較して、５０〜約２２０μｍのメディアン粒径についての０．９％塩化ナトリウム水を用いる二次及び三次の損傷試験についての改善された再湿潤を示している。
【０１４６】
図１０は、図９において試験した同一のコアについての捕捉速度対メディアン粒径のグラフを含んでいる。図１０は、５０〜約３００μｍのメディアン粒径に関して、増大しているが、しかし許容される捕捉速度を示している。全ての試験において、捕捉速度は、A2300に対して改善された。
【０１４７】
全体として、図４−１０に表されるデータは、多成分のＳＡＰ又はＳＡＰ材料Ａ又はＢの小さな粒径の粒子を含有しているおむつコアが、再湿潤値に卓越することを証明し、かつ卓越した捕捉速度に許容されることを証明する。これらの改善された性質の実地上の結果は、噴出状態及び再湿潤状態における漏出を捕捉層の不在下でさえも回避する大いに改善された能力を有しているコアである。
【０１４８】
本発明のコアにより証明された改善された結果は、コアの厚さを減少することを可能にする。典型的にはコアは、迅速な液体吸収を達成するために毛羽又はパルプを５０％又はそれ以上含有し、それと同時にゲルブロッキングのような問題を回避している。小さな粒径の多成分のＳＡＰ粒子又は超吸収性材料Ａ又はＢを含有する当該のコアは、液体を十分に速く捕捉して、ゲルブロッキングのような問題を回避し、それゆえ、コア中の毛羽又はパルプの量は、減少されるか又は無くされることができる。低密度の毛羽の量の減少は、より薄いコア、従って、より薄いおむつをもたらす。それゆえ、本発明のコアは、ＳＡＰを少なくとも５０％、好ましくはＳＡＰを少なくとも７５％及びＳＡＰを１００％まで含有していてよい。多様な実施態様において、毛羽又はパルプの存在は、もはや必要ないか又は望まれない。
【０１４９】
より薄いおむつに加えて、当該のコアはまた、捕捉層をおむつから省くことを可能にする。おむつ中の捕捉層は典型的には、不織又は繊維状の材料、典型的には液体の初期吸収を助ける“嵩高性(loft)”の高い度合いのボイド空間を有するものである。当該のコアは、捕捉層を有しないおむつが実用的であるのに十分な速度で液体を捕捉する。
【０１５０】
意外なことに、試験は、毛羽なし及び毛羽の少ないコアについて、異なる溶液を吸収するための最適な性能が、小さな粒径範囲に関連していることを示している。特に、ＪＡＹＣＯ合成尿を吸収するための最適な粒径は、約３８〜約３５５μｍの粒径範囲及び約２００μｍのミディアム粒径である。これらの小さな粒径のＳＡＰ粒子は、新生児及び小さな乳児、例えば、新生児から約１歳まで用に設計されたおむつコアにおける使用に好ましいであろう。
【０１５１】
類似して、参考のために本明細書に取り入れられるWO 00/55258のＣＵＰ溶液法により決定される、最適な小さな粒径のＳＡＰは、約７５〜約４００μｍ及び約２４０μｍのメディアン粒径の範囲である。そのような小さな粒径のＳＡＰは、年長の乳児及び幼児、例えば、約１歳又はそれ以上の乳児に好ましいであろう。
【０１５２】
次の表は、毛羽なしコア及び毛羽を含有しているコアについての異なる試験溶液に関しての上記で論じられた粒径試験についての結果を要約する。
【０１５３】
ＬＡＦ （３８−３００μｍ） ９ｇを含有しており、１０，０００ポンドで５分間圧縮された毛羽なしコア。
【０１５４】
【表３】
2005509696.tif 000013
【０１５５】
ＡＳＡＰ 2300 ９ｇ及び毛羽９ｇを含有している毛羽含有コアを、１０，０００ポンドで５分間、圧縮した。
【０１５６】
【表４】
2005509696.tif 000014
【０１５７】
上に述べたような本発明の幾多の変形と変更とを、その精神及び範囲から逸脱することなく行うことができ、それゆえ、別紙の特許請求の範囲により示されるそのような限定のみが加えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】第二の樹脂の連続相中に分散された第一の樹脂のミクロドメインを含有している吸水性粒子を示す略示図。
【図２】粒子の全域に亘り分散された第一の樹脂のミクロドメイン及び第二の樹脂のミクロドメインを含有している吸水性粒子を示す略示図。
【図３】ＳＡＰ粒子１００質量％を含有しているコアを有している吸収性物品の断面図。
【図４】ＬＡＦ ６０％（質量で）及びセルロース毛羽４０％を含有しているコアに関する三次及び四次の損傷(insult)試験についての再湿潤（グラム）対メディアン粒径（μｍ）を示すグラフ。
【図５】ＬＡＦ ６０％（質量で）及びセルロース毛羽４０％を含有しているコアに関する二次、三次及び四次の損傷試験についての捕捉時間（秒）対メディアン粒径（μｍ）を示すグラフ。
【図６】ＰＡＡ（ＤＮ＝０） ５５質量％及びＰＶＡｍ（ＤＮ＝０） ４質量％を含有している多成分のＳＡＰ粒子についての透過性（ＳＦＣ）及び自由膨潤速度（ＦＳＲ）対粒径（μｍ）を示すグラフ。
【図７】捕捉層を有する及び捕捉層を有しないＬＡＦを含有している毛羽なしおむつコア及び比較のおむつコアに関する再湿潤（グラム）対一次ないし三次の損傷試験を示す棒グラフ。
【図８】捕捉層を有する及び捕捉層を有しないＬＡＦを含有している毛羽なしおむつコア及び比較のおむつコアに関する捕捉速度（ｍｌ／sec）対一次ないし三次の損傷試験を示す棒グラフ。
【図９】ＳＡＦ及び捕捉層を含有しているおむつコア及び比較のおむつコアについての再湿潤（グラム）対メディアン粒径を示すグラフ。
【図１０】ＳＡＦ及び捕捉層を含有しているおむつコア及び比較のおむつコアについての捕捉速度（ｍｌ／sec）対メディアン粒径を示すグラフ。
【符号の説明】
【０１５９】
１０  ＳＡＰ粒子、  １２  第二の樹脂／連続相、  １４  ミクロドメイン、  ２０  多成分のＳＡＰ粒子、  ２２  酸性の樹脂、  ２４  塩基性の樹脂、  ３０  吸収性物品、  ３２  トップシート、  ３６  バックシート、  ４０  吸収性コア、  ４２  層、  ４４  ティッシュ層
【図１】
2005509696.tif 000015
【図２】
2005509696.tif 000016
【図３】
2005509696.tif 000017
【図４】
2005509696.tif 000018
【図５】
2005509696.tif 000019
【図６】
2005509696.tif 000020
【図７】
2005509696.tif 000021
【図８】
2005509696.tif 000022
【図９】
2005509696.tif 000023
【図１０】
2005509696.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月7日(2003.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）少なくとも１つの０％〜５０％中和された酸性で吸水性の樹脂、及び
（ｂ）少なくとも１つの０％〜５０％中和された塩基性で吸水性の樹脂、
を含んでいる粒状の超吸収性ポリマー組成物において、
粒状の超吸収性ポリマーの粒子が、約３８〜約３００μｍの粒径及び約１８０μｍ未満のメディアン粒径を有していることを特徴とする、粒状の超吸収性ポリマー組成物。
【請求項２】
酸性の樹脂の離散粒子及び塩基性の樹脂の離散粒子を含んでいる、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
各粒子が、塩基性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインと接触しているか又はそれに極めて近接している酸性の樹脂の少なくとも１つのミクロドメインを有している、請求項１又は２記載の組成物。
【請求項４】
さらにマトリックス樹脂を含んでいる、請求項３記載の組成物。
【請求項５】
酸性の樹脂を約１０質量％〜約９０質量％及び塩基性の樹脂を約１０質量％〜約９０質量％含んでいる、請求項１から４までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項６】
酸性の樹脂及び塩基性の樹脂が独立して、０％中和されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項７】
粒子が約７５〜約２７５μｍの粒径を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項８】
粒子が約１００〜約２５０μｍの粒径を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項９】
粒子が約１５０μｍ未満のメディアン粒子を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項１０】
粒子が約１２５μｍ未満のメディアン粒子を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項１１】
酸性で吸水性の樹脂が、ポリアクリル酸、加水分解されたデンプン−アクリロニトリルグラフトコポリマー、デンプン−アクリル酸グラフトコポリマー、けん化された酢酸ビニル−アクリル酸エステルコポリマー、加水分解されたアクリロニトリルポリマー、加水分解されたアクリルアミドコポリマー、エチレン−無水マレイン酸コポリマー、イソブチレン−無水マレイン酸コポリマー、ポリ（ビニルホスホン酸）、ポリ（ビニルスルホン酸）、ポリ（ビニルリン酸）、ポリ（ビニル硫酸）、スルホン化されたポリスチレン、ポリ（アスパラギン酸）、ポリ（乳酸）及びその混合物からなる群から選択されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項１２】
塩基性で吸水性の樹脂が、ポリ（ビニルアミン）、ポリ（ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド）、Ｎ−（ジアルキルアミノ（メタ）アクリルアミド）のエステル類似体から製造されるポリマー、ポリエチレンイミン、ポリ（ビニルグアニジン）、ポリ（アリルグアニジン）、ポリ（アリルアミン）、ポリ（ジメチルジアルキルアンモニウムヒドロキシド）、グアニジン−変性ポリスチレン、四級化ポリスチレン、四級化ポリ（メタ）アクリルアミド又はそのエステル類似体、ポリ（ビニルアルコール−コ−ビニルアミン）及びその混合物からなる群から選択されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項１３】
塩基性の樹脂プラス酸性の樹脂を約５０質量％〜１００質量％含有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項１４】
酸性の樹脂及び／又は塩基性の樹脂が、約６５℃〜約１５０℃の温度で約２０分間〜約１６時間アニールされている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項１５】
酸性の樹脂及び／又は塩基性の樹脂が、表面架橋剤の粒子で約１質量％まで表面架橋されている、請求項１から１４までのいずれか１項の組成物。
【請求項１６】
酸性の樹脂が、多数のカルボン酸、スルホン酸、硫酸、ホスホン酸もしくはリン酸の基又はその混合物を含有する、請求項１から１５までのいずれか１項記載の組成物。
【請求項１７】
水性媒体を吸収する方法において、前記媒体を、請求項１から１６までのいずれか１項記載の組成物と接触させることを特徴とする、水性媒体の吸収方法。
【請求項１８】
水性媒体が電解質を含有する、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
電解質を含有している水性媒体を、尿、塩水、月経分泌物及び血液からなる群から選択する、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
請求項１から１６までのいずれか１項記載の組成物を含んでいる、吸収性物品。
【請求項２１】
物品がおむつ又は生理用品である、請求項２０記載の物品。
【請求項２２】
コアを有しているおむつにおいて、前記コアが、請求項１から１６までのいずれか１項記載の組成物を少なくとも１５質量％含んでいることを特徴とする、おむつ。
【請求項２３】
コアが、請求項１から１６までのいずれか１項記載の組成物を少なくとも５０質量％含んでいる、請求項２２記載のおむつ。
【請求項２４】
コアが、請求項１から１６までのいずれか１項記載の組成物を少なくとも７５質量％含んでいる、請求項２２記載のおむつ。
【請求項２５】
コアが、請求項１から１６までのいずれか１項記載の組成物１００質量％からなっている、請求項２２記載のおむつ。
【請求項２６】
さらに、コアの第一の表面と接触しているトップシート及びコアの第二の表面と接触しているバックシートを含んでおり、前記の第二のコア表面が前記の第一のコア表面の反対側にある、請求項２２から２５までのいずれか１項記載のおむつ。
【請求項２７】
さらに、トップシートとコアとの間に配置される捕捉層を含んでいる、請求項２６記載のおむつ。
【請求項２８】
おむつが捕捉層を有していない、請求項２６記載のおむつ。
【国際調査報告】
2005509696.tif 000025
2005509696.tif 000026