(57)【要約】  吸収性繊維、超吸収性ポリマー、及び任意に、熱可塑性繊維その他の成分を含む吸収性複合材を作る方法が提供される。超吸収体の合成（すなわち、重合化）は、完全に、吸収性複合材を形成する工程に統合される。特に、超吸収体の重合化は、次にはウェブに形成されることになる複数の吸収性及び／又は熱可塑性繊維内で開始する。統合された工程は、繊維形成及びウェブ形成工程の前に、超吸収性ポリマーの製造を分離する必要性をなくす。さらに、このように形成された超吸収性ポリマーは、より良好に分散して、吸収性及び／又は熱可塑性繊維に堆積したままでいる傾向をもつようになり、種々の最終用途の適用例について、安定した一様な吸収性複合材がもたらされるようになる。
2005511918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収性複合材不織ウェブを作る方法であって、
第１の超吸収性ポリマー先駆体組成物を準備し、
複数の親水性繊維を運ぶ少なくとも１つの流れを与え、
前記超吸収性ポリマー先駆体組成物を、前記親水性繊維を運ぶ前記流れと組み合わせて混合物を形成し、
前記混合物内で前記超吸収性ポリマー先駆体組成物を化学反応させて、超吸収性ポリマーを形成し、
前記混合物を形成表面上に堆積して、
吸収性複合材不織ウェブを前記混合物から形成する、
ステップからなる方法。
【請求項２】
前記第１の超吸収性ポリマー先駆体組成物を運ぶ一次ガス流を与え、
前記複数の親水性繊維を運ぶ二次ガス流を与えて、
前記一次ガス流及び二次ガス流を組み合わせて、前記混合物を運ぶ統合された流れを形成する、
ステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
複数の熱可塑性繊維を運ぶ少なくとも１つの一次ガス流を与え、
前記複数の親水性繊維を運ぶ二次ガス流を与え、
前記第１の超吸収性ポリマー先駆体組成物を、前記一次ガス流及び二次ガス流の少なくとも１つに与えて、
前記一次ガス流及び二次ガス流を組み合わせて、前記混合物を含む統合された流れを形成する、
ステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第２の超吸収性ポリマー先駆体組成物を準備し、
前記第１の超吸収性ポリマー先駆体組成物を運ぶ一次ガス流を与え、
前記複数の親水性繊維及び前記第２の超吸収性ポリマー組成物を運ぶ二次ガス流与え、
前記一次ガス流及び二次ガス流を組み合わせて、前記混合物を運ぶ統合された流れを形成して、
前記混合物内で前記第１の超吸収性ポリマー先駆体組成物を、前記第２の超吸収性ポリマー先駆体組成物と化学反応させる、
ステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
超吸収性複合材不織ウェブを作る方法であって、
第１の押出し成形装置を用いて第１の複数の熱可塑性繊維を形成し、
前記第１の複数の熱可塑性繊維を前記押出し成形装置から離れる方向に運ぶ第１の一次ガス流を与え、
第１の複数の吸収性繊維を運ぶ第１の二次ガス流を与え、
前記第１の一次ガス流を前記第２の二次ガス流と組み合わせて、前記熱可塑性繊維及び前記吸収性繊維の混合物を含む統合された流れを形成し、
第１の超吸収性ポリマー先駆体組成物を準備し、
前記混合物内で前記超吸収性ポリマー先駆体組成物を化学反応させて、超吸収性ポリマーを形成し、
前記混合物を形成表面上に堆積して、
吸収性複合材不織ウェブを前記混合物から形成する、
ステップからなる方法。
【請求項６】
第２の押出し成形装置を用いて第２の複数の熱可塑性繊維を形成し、
前記第２の複数の熱可塑性繊維を前記押出し成形装置から離れる方向に運ぶ第２の一次ガス流を与え、
前記第２の一次ガス流を前記第１の一次ガス流及び前記第１の二次ガス流と組み合わせて、前記混合物を含む前記統合された流れを形成する、
ステップをさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第２の複数の吸収性繊維を運ぶ第２の二次ガス流を与え、
前記第２の二次ガス流を前記第１の一次ガス流及び前記第１の二次ガス流と組み合わせて、前記混合物を含む前記統合された流れを形成する、
ステップをさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項８】
第２の超吸収性ポリマー先駆体組成物を準備し、
前記混合物内で前記第２の超吸収性ポリマー先駆体組成物を前記第１の超吸収性ポリマー先駆体組成物と化学反応させて前記超吸収性ポリマーを形成する、
ステップをさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の超吸収性ポリマー先駆体組成物を前記第１の一次ガス流に加えるステップをさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の超吸収性ポリマー先駆体組成物を前記第１の二次ガス流に加えるステップをさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の超吸収性ポリマー先駆体組成物を前記統合された流れに加える段階をさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記熱可塑性繊維がメルトブローン繊維からなる請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記熱可塑性繊維がスパンボンド繊維からなる請求項５に記載の方法。
【請求項１４】
前記吸収性繊維がセルロース繊維からなる請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
前記吸収性繊維が親水性繊維からなる請求項５に記載の方法。
【請求項１６】
前記吸収性繊維がステープル繊維からなる請求項５に記載の方法。
【請求項１７】
前記超吸収性ポリマーが、ポリ（アクリル酸）及びポリ（メタアクリル酸）のアルカリ金属及びアンモニウム塩、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（ビニルエーテル）、ビニルエーテルとアルファオレフィンとの無水マレイン酸、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（ビニルモルフォリノン）、ポリ（ビニルアルコール）、及びこれらの組み合わせから選択されたポリマーからなる請求項５に記載の方法。
【請求項１８】
吸収性複合材不織ウェブを作る方法であって、
モノマーを含む第１の超吸収性先駆体組成物を準備し、
重合開始剤を含む第２の超吸収ポリマー先駆体組成物を準備し、
複数のセルロース繊維を運ぶ少なくとも１つの流れを与え、
前記第１及び第２の超吸収性ポリマー先駆体組成物を前記セルロース繊維と組み合わせて、混合物を形成し、
前記第１及び第２の超吸収性ポリマー先駆体組成物を化学反応させて超吸収性ポリマーを形成し、
前記混合物を前記形成表面上に堆積して、
吸収性複合材不織ウェブを前記混合物から形成する、
ステップからなる方法。
【請求項１９】
複数の熱可塑性繊維を運ぶ少なくとも１つの流れを準備し、
前記熱可塑性繊維を前記第１及び第２の超吸収性ポリマー先駆体組成物及び前記セルロース繊維と組み合わせて前記混合物を形成する、
ステップをさらに含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記熱可塑性繊維がメルトブローン繊維からなる請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記熱可塑性繊維がスパンボンド繊維からなる請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記重合開始剤がレドックス系の一部からなる請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記モノマーが、脂肪族不飽和モノカルボン酸及びその塩、メタクリル酸及びその塩、不飽和ジカルボン酸及びその塩、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された化合物を含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記モノマーがアクリル酸及びその塩、メタクリル酸及びその塩、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された化合物を含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
吸収性複合材不織ウェブを作る方法であって、
第１の超吸収性ポリマー先駆体組成物を準備し、
複数のセルロース繊維を運ぶ少なくとも１つの流れを与え、
前記超吸収性ポリマー先駆体組成物を前記セルロース繊維を運ぶ前記流れと組み合わせて混合物を形成しながら、前記超吸収性ポリマー先駆体組成物を化学反応させて超吸収性ポリマーを形成し、
前記混合物を形成表面上に堆積して、
吸収性複合材不織ウェブを前記混合物から形成する、
ステップからなる方法。
【請求項２６】
前記化学反応は、囲いの中で、前記超吸収性ポリマ先駆体組成物が前記セルロース繊維を運ぶ流れと組み合わされる前に始まり、その後も継続する請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、吸収性材料の超吸収性ポリマー成分が、該吸収性材料の製造中に合成される、パーソナルケア吸収性物品、医療用吸収性物品などに有益な吸収性材料を作る方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
セルロース繊維などから吸収性複合材料を形成する方法は周知である。Ｇｅｏｒｇｅｒ他に付与された米国特許第５，３５０，６２４号、Ｅｓｃｈｗｅｙ他に付与された米国特許第４，９０２，５５９号、Ｌａｕに付与された米国特許第４，８１８，４６４号、及びＡｎｄｅｒｓｏｎ他の付与された米国特許第４，１００，３２４号は、吸収性セルロース繊維を熱可塑性繊維と組み合わせて、吸収性複合材を作るようにする方法を開示する。メルトブローン繊維を作るための少なくとも１つのメルトブローンダイヘッドがシュートの近くに配置されるか、又はＥｓｃｈｗｅｙの場合におけるように、連続的な繊維が紡糸されて繊維化パルプが収められたダクトに導かれる。セルロース繊維及び場合によっては他の材料が、繊維の形成中に、シュートから生成中の繊維流の中に注入される。超吸収性材料のあらかじめ形成された粒子又は繊維をさらに、シュートを通して加えることができる。これらの方法は、一般には、「コフォーム」法と呼ばれる。
吸収性複合材料に有益な超吸収性ポリマーを作る種々の方法も周知である。ツチヤ他に付与された米国特許第５，９６２，０６８号は、吸水性複合材を生成する方法を開示する。第１に、吸水性ポリマーを生成することができる重合可能なモノマーを含む水性モノマー溶液が準備される。次に、レドックス重合開始剤を用いて、重合が開始される。その結果もたらされる部分的に重合された反応性混合物は、繊維性基体の上に液状で適用される。重合は、基体上で完了する。
周知の方法が共通して有する１つの特徴は、超吸収性材料を吸収性複合材を形成する工程に加えることができるようになる前に、該超吸収性材料を重合するか又は部分的に重合する少なくとも幾つかの別々の段階を必要とすることである。換言すると、どちらの方法も、超吸収性材料の形成を、吸収性複合材を形成する最終的な工程と完全に統合するものではない。
【０００３】
定義
「セルロース繊維」という用語は、木質植物及び非木質植物のような天然資源、再生セルロース、及び化学的処理、機械的処理、又は熱処理によるこれらの繊維からの誘導体、又はこれらの組み合わせのいずれかのことをいう。木質植物は、例えば、落葉樹及び針葉樹を含む。非木質植物は、例えば綿、亜麻、アフリカハネガヤ、トウワタ、藁、ジュート麻、及びバガスを含む。再生セルロースは、例えば、ビスコース及びレーヨンを含む。セルロース誘導体は、例えば、微結晶性セルロース、化学的架橋繊維、及び化学的非架橋ねじれ繊維を含む。
「平均パルプ繊維長」という用語は、フィンランド、カジャーニ・オイ・エレクトロニクスから入手可能な、カジャーニ繊維分析器、型番ＦＳ−１００を用いて求められた、パルプの加重平均長のことをいう。試験手順の下で、繊維のサンプルを、組織解離液で処理し、確実に如何なる繊維束も結束繊維もないようにする。各々のサンプルを、熱湯の中で解砕し、約０．００１％の濃度にまで希釈する。個々の試験サンプルは、標準的なカジャーニ繊維分析試験手順を用いて試験するとき、希釈液からおおよそ５０から１００ｍｌだけ抜き取られる。加重平均の繊維長は、下記の方程式により表すことができ、
2005511918.tif 000003
2005511918.tif 000004
ここで、ｋ＝最大繊維長であり、
Ｘi＝個々の繊維長
ｎi＝長さＸiを有する繊維の数
ｎ＝測定繊維の総計
である。
【０００４】
「メルトブローン繊維」という用語は、溶融した熱可塑性材料を、複数の微細な、通常は円形のダイ毛細管を通じて、収束する高速高温ガス（例えば空気）流の中へ溶融糸又はフィラメントとして押し出し、熱可塑性材料のフィラメントがガス流によって細められ、直径が、マイクロファイバーの直径にまで縮小されることにより形成される小直径の繊維を意味する。その後、メルトブローン繊維は、高速ガス流により運ばれ、集積面に堆積されて、不規則に分散されたメルトブローン繊維のウェブを形成する。このような工程は、例えば、ビューティン他に付与された米国特許第３，８４９，２４１号に開示されている。メルトブローン繊維は、連続的又は非連続的なマイクロファイバーであり、一般的には約１０ミクロン以下であり、集積面に堆積されるときには、通常は自己結合する。
「スパンボンド繊維」という用語は、溶融した熱可塑性材料を、円形又はその他の形状を有する紡糸口金の複数の微細な毛細管からフィラメントとして押し出し、次いで、押し出されたフィラメントの直径を、例えば、それぞれの全部を引用によりここに組み入れる、アッペル他に付与された米国特許第４，３４０，５６３号、ドーシュナー他に付与された米国特許第３，６９２，６１８号、マツキ他に付与された米国特許第３，８０２，８１７号、キニーに付与された米国特許第３，３３８，９９２号及び３，３４１，３９４号、ハートマンに付与された米国特許第３，５０２，７６３号、ピーターセンに付与された米国特許第３，５０２，５３８号、及びドーボー他に付与された米国特許第３，５４２，６１５号におけるように、急速に縮小させることにより形成される小直径の繊維を指す。スパンボンド繊維は、集積面に堆積される際に急冷され、通常は粘着性がない。スパンボンド繊維は、ほぼ連続しており、しばしば約０．３ミクロン以上、より具体的には、約０．６から１０ミクロンの間の平均デニールを有する。
【０００５】
「ステープルフィラメント又は繊維」という用語は、天然のものであるか、又はウェブに形成される前に製造されたフィラメントから切断された、約０．１ないし１５ｃｍまでの範囲、より一般的には約０．２ないし７ｃｍまでの範囲に及ぶ長さを有するフィラメント又は繊維のことをいう。
「マイクロファイバー」という用語は、約７５ミクロンより大きくない平均直径、例えば、約０．０５ミクロンから約５０ミクロンまでであるか、又はより特定的には約０．１ミクロンから約１０ミクロンまでの平均直径を有するか、又はさらにより典型的には、０．５ミクロンから約５ミクロンまでの平均直径を有する小さい直径の繊維のことをいう。
「ほぼ連続的なフィラメント又は繊維」という用語は、紡糸口金からの押し出しにより形成された、制限的ではないが、不織ウェブ又は布に形成される前に、元の長さから切断されてないスパンボンド繊維及びメルトブローン繊維を含むフィラメント又は繊維のことをいう。ほぼ連続的なフィラメント又は繊維は、約１５ｃｍより大きい値から１メートルより大きい値までの長さまで、及び形成されている不織ウェブ又は布の長さまでの範囲に及ぶ長さを有することができる。「ほぼ連続的なフィラメント又は繊維」の定義は、不織ウェブ又は布に形成される前に切断されていないが、該不織ウェブ又は布が切断された後に切断されるものを含む。
【０００６】
「不織布又はウェブ」という用語は、個々の繊維又は糸が、相互に組み合わされているが、編まれた布のように識別できる形態ではない構造を持つウェブである。「繊維」及び「フィラメント」という用語は、互換的に用いられる。不織布又はウェブは、例えば、メルトブロー工程、スパンボンド工程、及びボンデッド・カーデッド・ウェブ工程などの多くの工程により形成されている。この用語はさらに、空気が通過するように穿孔されるか或いは別の方法により処理されたフィルムを含む。不織布の坪量は、通常は、材料の平方ヤード当たりのオンス数（ｏｓｙ）、又は平方メートル当たりのグラム数（ｇｓｍ）で表され、有用な繊維直径は、通常はミクロンで表される（ｏｓｙをｇｓｍに換算するには、ｏｓｙに３３．９１を掛ける。）。
「ポリマー」という用語は、単独重合体と、例えば、ブロック共重合体、グラフト共重合体、ランダム共重合体、及び交互共重合体、三元共重合体等のような共重合体と、それらの配合物及び変成物を含むが、これらに限られるものではない。さらに、特に限定されていない限り、「ポリマー」という用語は、材料の可能性のある全ての幾何学的形状を含む。これらの形状は、これらに限られるものではないが、アイソタクチック対称、シンジオタクチック対称、及びアタクチック対称を含む。
「湿潤性」及び／又は「親水性」という用語は、空気中で、水のような液体、合成尿、又は０．９重量パーセントの水性食塩水が９０°より小さい接触角を示す繊維のことをいう。接触角は、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ７２４−８９により求めることができる。
「熱可塑性物質」という用語は、高温に曝されたときに軟化して流動性になり、室温まで冷却されたときには実質的に元の状態に戻る材料のことをいう。
「超吸収性ポリマー先駆体組成物」という用語は、混合されたとき、化学反応して、超吸収性ポリマーを形成するようになる如何なる及びすべての溶液のことをいう。各々の溶液は、オリゴマー、モノマー、架橋試剤、中和剤、又は開始剤のいずれかの組み合わせで構成することができる。単一の溶液だけが利用される場合には、すべての所望の成分が前述の溶液内になければならず、開始剤がその後の活性化段階（例えば、加熱又は照射）で必要となる。２つ又はそれ以上の溶液が利用される場合には、開始剤は、多くの場合、化学的レドックス対であるがこれに限られるものではない。酸化基生成剤及び還元剤で構成されるレドックス対の溶液は、さらに、オリゴマー、モノマー、架橋試剤、又は中和剤のいずれかの組み合わせを含むことができる。
【０００７】
「弾性の」及び「エラストマ性の」という用語は、変形を生じさせる力を除いた後に、元の形状に戻ることができる材料を意味するものとして互換的に用いられる。特に、ここで用いられる弾性の又はエラストマ性のとは、伸長力をかけることにより、材料を、弛緩状態のときの長さの少なくとも約２５パーセントである延伸長さにまで延伸でき、しかも、延伸伸長力を解除することにより、その材料の伸びの少なくとも４０パーセントを回復する材料の特性を意味する。エラストマ材料のこの定義を満たす仮定的な例は、少なくとも１．２５インチまで伸長することができ、１．２５インチまで伸長されて解放されると、多くて１．１５インチの長さまで回復する１インチの材料のサンプルである。多くの弾性材料は、その弛緩状態のときの２５パーセントよりかなり多く延伸することができ、これらの多くは、延伸伸長力の解除によりほぼ元の弛緩状態のときの長さまで回復する。
「回復する」又は「収縮する」という用語は、伸長力をかけたことにより材料が延伸した後に、伸長力を終了したことにより延伸した材料が収縮することに関する。
「超吸収性材料」という用語は、最適条件下において、０．９重量％の塩化ナトリウムを含む水溶液中で、少なくともそれ自体の重量の約１５倍を、より好ましくは、少なくともそれ自体の重量の約２０倍を吸収することが可能な、水膨潤性、水不溶性の有機又は無機材料のことをいう。「吸収性材料」という用語は、同じ溶液の中でそれ自体の重量の約５から約１５倍より少ない値までの重量を吸収することが可能な材料のことをいう。
「パーソナルケア吸収性物品」という用語は、おむつ、トレーニングパンツ、水着、吸収性アンダーパンツ、成人失禁用製品、婦人用衛生製品などを含む。
「医療用吸収性物品」という用語は、医療用吸収性衣料、ドレープ、ガウン、絆創膏、包帯、アンダーパッド、拭き布などを含む。
「ティッシュ及びタオル物品」という用語は、顔用ティッシュ及びトイレットペーパー、ペーパータオル、濡れ拭き布などを含む。
【０００８】
（発明の開示）
本発明は、超吸収体の重合化が、完全に、繊維性の不織ウェブ基体を形成する工程に統合された、吸収性複合材不織ウェブを作る方法に向けられる。この方法は、複数の粒子、繊維、又は小繊維を、反応性超吸収性ポリマーの先駆体材料混合物から形成するステップを含むことができる。この方法は、次に、重合超吸収性材料を含み、これを押出し装置又は組み合わせ装置から離れる方向に運ぶようにする少なくとも１つの一次ガス流を与えるステップをさらに含む。熱可塑性繊維（準備された場合には）を含み、これらを押出し装置から離れる方向に運ぶようにする付加的なガス流を与えることができる。この付加的なガス流はさらに、少なくとも１つの超吸収性ポリマー先駆体組成物を含んで運ぶことができ、同様のガス流は該超吸収性ポリマー先駆体組成物が重合し始めるようにする成分を運ぶことができる。この方法はさらに、複数の親水性（例えば、セルロース）を運ぶ少なくとも１つの二次ガス流を与え、一次ガス流及び二次ガス流を互いに合流させて、該一次ガス流及び二次ガス流からの成分の混合物を含む統合された流れを形成するようにして、該統合された流れを形成表面上に向けて、複合材料を形成するステップをさらに含む。
１つ又はそれ以上の超吸収性ポリマー先駆体組成物の流れが、望ましくは繊維が形成表面に接触する前に、セルロース繊維、ステープル繊維、及び／又は熱可塑性繊維に加えられる。このことは、ａ）１つ又はそれ以上の超吸収性ポリマー先駆体の流れを、一次流（熱可塑性繊維の有無にかかわらず）が二次流と組み合わされる前に該一次流に加えるか、ｂ）１つ又はそれ以上の超吸収性ポリマー先駆体の流れを、該二次流におけるセルロース繊維が該一次流と組み合わされる前に該セルロース繊維に加えるか、ｃ）２つの流れが組み合わされる前に超吸収性ポリマー先駆体の第１の流れを該一次流（熱可塑性繊維の有無にかかわらず）に加えて、超吸収性ポリマー先駆体の第２の流れを該二次流における該セルロース繊維に加える、及び／又は、ｄ）１つ又はそれ以上の超吸収性ポリマー先駆体の流れを、セルロース繊維（熱可塑性繊維の有無にかかわらず）が形成表面に接触する前に１つ又はそれ以上の第３のガス流に加えて統合された流れに組み合せることにより達成することができる。この場合において、熱可塑性繊維は省くことができ、一次流は、超吸収性ポリマー先駆体の第１の流れを加えるためだけに用いることができる。
【０００９】
この１つ又はそれ以上の超吸収性ポリマー先駆体の流れは、吸収性複合材不織ウェブが形成表面上に形成されているときに、化学反応して、ステープル繊維、熱可塑性繊維及び／又はセルロース繊維上に直接超吸収性ポリマーを形成することができる。或いは、この１つ又はそれ以上の超吸収性ポリマー先駆体の流れは、形成表面に接触する前に部分的に又は完全に反応して、超吸収性ポリマーを形成することができる。さらに別の代替技術は、他の繊維（セルロース、ステープル、及び／又は熱可塑性物質）と接触する前に超吸収性ポリマー先駆体を部分的に反応させて、粒子、繊維、又は小繊維が形成されるようにし、これらの繊維との接触後に、かつ、不織ウェブが形成表面上に形成された後において、重合化を終了するものである。
一次流、二次流、第３の流れ、及び／又は付加的な流れにより、他の成分をさらに吸収性複合材不織ウェブに加えることができる。これらの他の成分は、例えば、エラストマ性繊維、親水性の少ない合成繊維（例えば、ナイロン及びポリエステル）、既に形成された超吸収性粒子又は繊維、臭気除去粒子又は繊維、結合剤、湿潤剤などを含むことができる。
さらに、その場で重合された超吸収体をもつ吸収性材料が形成表面上にある状態で、付加的な表面架橋を該表面上で遂行することができる。前述の表面架橋は、材料の吸収特性を高めることになる。
【００１０】
（発明を実施するための最良の形態）
図１は、引用によりここに組み入れられるＧｅｏｒｇｅｒ他に付与された米国特許第５，３５０，６２４号に述べられるコフォーム装置を示す。この装置は、本発明の工程を実施するのに、適切な修正を加えて又は加えずに用いることができる。
図１を参照すると、装置１０は、各々がホッパー１２と、ダイ先端部２４を有する供給用メルトブローダイ１６及び１８と関連する一対の押出機１４を含む。メルトブローダイ１６及び１８を用いて、図示のように、熱可塑性ポリマー材料を第１及び第２の一次流の中に供給することができる。各々のメルトブローダイは、ダイ毎の細径化ガスの２つの流れを合流させて、単一のガス流を形成し、この一次流２０内に溶融糸を浮遊させ、細径化させて繊維又はマイクロファイバーを形成するように構成される。すなわち、各々のメルトブローダイ１６及び１８は、浮遊して細径化されたポリマー繊維を含む対応する単一のガス流２６及び２８を有する。ポリマー繊維を含むガス流２６及び２８は、衝突ゾーン３０で合流するように位置合わせされる。
吸収性（例えば、セルロース）又は他の親水性繊維（粒子その他の成分の有無にかかわらず）を含む二次流３２が、衝突ゾーン３０において生成中の繊維を含む一次流２０と組み合わせられる。二次流３２と熱可塑性ポリマー繊維２４の一次流２０との組み合わせは、熱可塑性繊維の組み合わされた流れ２０の中で吸収性繊維の段階的な分布を生成するように設計される。このことは、熱可塑性繊維を含む一次ガス流２６及び２８の間に、繊維の二次流３２を含む二次ガス流３４を合流させて、３つのガス流すべてが制御された方法により統合された流れ５６に合流するようにすることにより達成できる。組み合わされた繊維の統合された流れ５６は、形成表面５８の上に堆積して、吸収性複合材料５４が形成されるようになる。複合材料５４は、１つ又はそれ以上のロール６０上に保管される。
【００１１】
繊維の二次流のための繊維形成装置は通常のピッカロール３６構成を含み、このピッカーロールは、セルロースその他の繊維のマット又はバット４０を個々の繊維に分離して該繊維の二次流３２にする複数の歯３８を有する。二次繊維のマット又はバットは、セルロール繊維、親水性の少ないステープル繊維、又はこの両方を含むことができる。二次繊維３２は吸収性繊維であることが望ましい。ハウジング４６は、ピッカロール３６を囲み、該ハウジング４６と該ピッカロール３６の歯３８の表面との間に通路又は間隙４８を設ける。空気のようなガスが、ガスダクト５０により間隙４６に供給される。ガスダクト５０は、ノズル４４と間隙４８との接合部５２で間隙４６に入る。ガスは、二次繊維３２をノズルを通して運ぶのに十分なだけの量、並びに、該二次繊維３２をピッカロール３６の歯から除去するのを助けるのに十分なだけの量で供給される。添加剤及び／又は他の材料をガス流に加えるか又は浮遊させて、二次繊維を処理するようにすることができる。繊維の二次流３２は、該二次繊維３２がピッカロールの歯３８を出て行くのとほぼ同じ速度でノズル４４を出て行く。
【００１２】
本発明においては、組み合わされた流れ５６が形成表面５８に接触する前に、１つ又はそれ以上の超吸収性ポリマー先駆体組成物が一次流２０、二次流３２、及び／又は該組み合わされた流れ５６に加えられる。例えば、第１のポリマー先駆体組成物を一方の又は両方の一次流２０に加えることができ、第２のポリマー先駆体組成物を二次流３２に加えることができる。或いは、反応性成分のすべてを含む単一の超吸収性ポリマー先駆体組成物を、一次流２０及び／又は二次流の１つ又はそれ以上に加えることができる。或いは、メルトブローン繊維を一方の又は両方の流れ２０から完全に除き、該一方の又は両方の一次流２０を用いて、上述の第１ポリマー先駆体組成物及び第２ポリマー先駆体組成物だけを、又は単一の組み合わされたポリマー先駆体組成物を運ぶように用いることができる。或いは、１つ又はそれ以上の付加的な、すなわち第３の流れ（図示せず）を用いて、超吸収性ポリマー先駆体組成物を統合された流れ５６に加えることができる。図１の装置は、１つ又はそれ以上の超吸収性ポリマー先駆体組成物を追加を可能にする如何なる適切な様式によっても修正することができる。
【００１３】
広範にわたる超吸収性ポリマー先駆体組成物を、本発明の工程に用いることができる。少なくとも１つのポリマー組成物は、モノマーを含むことができる。好適な超吸収体形成モノマーは、以下のモノマー及びこれらの組み合わせを含む。
１．カルボキシル基含有モノマー：（メタ）アクリル酸（アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。同様の表記が以下に用いられる）、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、ソルビン酸、イタコン酸、及び桂皮酸のようなモノエチレン性不飽和モノ又はポリ−カルボン酸。
２．無水カルボン酸基含有モノマー：モノエチレン性不飽和無水ポリ−カルボン酸（無水マレインのような）。
３．カルボン酸塩含有モノマー：モノエチレン性不飽和モノ又はポリ−カルボン酸（（メタ）アクリル酸ナトリウム、トリメチルアミン（メタ）アクリル酸、トリエタノールアミン（メタ）アクリル酸、マレイン酸ナトリウム、メチルアミンマレアートのような）の水溶性塩（アルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩など）。
４．スルホン酸基含有モノマー：脂肪族又は芳香族スルホン酸ビニル（スルホン酸ビニル、スルホン酸アリール、スルホン酸ビニルトルエン、スチレン化スルホン酸のような）、（メタ）アクリルスルホン酸［スルホプロピル（メタ）アクリル酸、２−ヒドロキシ−３−（メタ）アクリルオキシプロピルスルホン酸のような］。
５．スルホン酸塩基含有モノマー：アルカリ金属塩、アンモニウム塩、上述のようなモノマーを含有するスルホン酸基のアミン塩。
６．ヒドロキシル基含有モノマー：モノエチレン性不飽和アルコール［（メタ）アリールアルコールのような］、ヒドロキシエチル（メタ）アクリル酸、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリル酸、トリエチレングリコールメタ）アクリル酸、ポリ（オキシエチレン・オキシプロピレン）グリコールモノ（メタ）アリールエーテル（ヒドロキシ基がエーテル化されたか又はエステル化された）のようなポリオールのモノエチレン性不飽和エーテル又はエステル（アルキレングリコール、グリセロール、ポリオキシアルキレン  ポリオール）。
７．アミド基含有モノマー：ビニルホルムアミド、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−アルキル（メタ）アクリルアミド（Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−ヘキシルアクリルアミドのような）、Ｎ，Ｎ−ジアルキル（メタ）アクリルアミド（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−プロピルアクリルアミドのような）、Ｎ−ヒドロキシアルキル（メタ）アクリルアミド［Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシアルキル（メタ）アクリルアミドのような［Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシチル（メタ）アクリルアミドのような、ビニルラクタム（Ｎ−ビニルピロリドンのような）。
８．アミノ基含有モノマー：モノエチレン性不飽和モノ又はジカルボン酸［ジメチルアミノエチル（メタ）アクリル酸、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリル酸、モルフォリノエチル（メタ）アクリル酸、ジメチルアミノエチルフマル酸のような、ビニルピリジン（例えば２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピリジン）のような複素環式ビニル化合物、Ｎ−ビニルイミダゾールのアミノ基含有エステル（例えば、ジアルキルアミノアルキルエステル、ジヒドロキシアルキルアミノアルキルエステル、モルフォリノアルキルエステルなど）
９．第四アンモニウム塩基含有モノマー：Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキル−Ｎ−（メタ）アクリロイルオキシアルキルアンモニウム塩［Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−（メタ）アクリロイルオキシエチルアンモニウム塩化物、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリエチル−Ｎ−（メタ）アクリロイルオキシエチルアンモニウム塩化物、２−ヒドロキシ−３−（メタ）−アクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウム塩化物のような。
１０．エーテル基含有モノマー：メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリル酸、ポリエチレングリコールジメタシラート。
【００１４】
本発明の工程に好適な超吸収体形成モノマーは、制限的ではないが、単独で又は組み合わせて用いることができる脂肪族不飽和モノカルボン酸又はその塩、特に、アクリル酸又はその塩のような不飽和モノカルボン酸、メタアクリル酸又はその塩、又はマレイン酸又はその塩のような不飽和ジカルボン酸又はその塩、イタコン酸又はその塩を含むことが好ましい。
この中では、アクリル酸又はその塩、及びメタアクリル酸又はその塩が好ましく、特に、アクリル酸又はその塩が好ましい。
本発明においては、水吸収性ポリマーを与える重合可能モノマーは、上述のような脂肪族不飽和カルボン酸又はその塩であることが好ましく、しがたって、これらの重合可能モノマーの水溶液は、本質的に脂肪族不飽和カルボン酸又はその塩を含む水溶液であることが好ましい。ここで用いられる「本質的に脂肪族不飽和カルボン酸又はその塩を含む」という表現は、脂肪族不飽和カルボン酸又はその塩を、重合可能モノマーの合計量の５０モル％又はそれ以上、好ましくは８０モル％又はそれ以上含むことを意味する。
【００１５】
好適な脂肪族不飽和カルボン酸は、通常は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩などのような水溶性塩を含む。中和度は、目的によって適切に選択されるが、アクリル酸の場合においては、２０ないし９０モル％のカルボキシル基は、アルカリ金属塩又はアンモニウム塩で中和することが好ましい。アクリルモノマーの部分的な中和度が２０モル％より少ない場合には、結果としてもたらされる吸水性ポリマーは、低い吸水度を有する傾向になる。
アクリルモノマーは、水酸化アルカリ金属又はバイカーボネート又は水酸化アンモニウムなどで中和することができ、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムのような水酸化アルカリ金属で中和することが好ましい。
超吸収体形成モノマーはさらに、上に挙げられたモノマーのいずれかと併せて重合可能なコモノマーを含むことができる。コモノマーは、主モノマーと同じ超吸収性ポリマー先駆体組成物の一部を形成することができ、又は、異なる超吸収性ポリマー先駆体組成物の一部であることができ、同じ又は異なる流れを用いて、繊維性混合物に加えることができる。主モノマーが脂肪族不飽和カルボン酸である場合には、好適なコモノマーは、制限的ではないが、（メタ）アクリルアミド、（ポリ）エチレングリコール（メタ）アクリル酸、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリル酸、又はさらに、アクリルでキャップされたウレタンを含むわずかに水溶性のモノマーのような二次モノマーを含み、メチルアクリル酸又はエチルアクリル酸のようなアクリルアルキルエステルは、さらに、本発明において、結果としてもたらされる吸水ポリマーの性能に影響を与えない範囲内の量で共重合化することができる。ここで用いられる「（メタ）アクリル」という用語は、「アクリル」及び「メタアクリル」の両方を意味する。
【００１６】
脂肪族不飽和カルボン酸又はその塩、特にアクリル酸又はその塩は、時には、それ自体で自己架橋ポリマーを形成するが、架橋剤を用いて架橋構造を形成するように積極的に誘起される。架橋剤の使用は、通常は、結果としてもたらされる吸水性ポリマーの吸水性能を改善する。好適な架橋剤は、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メタ）アクリルアミド、（ポリ）エチレングリコール（メタ）アクリル酸、及び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のようなポリグリシジルエーテルを含むカルボン酸と反応することができる２つ又はそれ以上の官能基を有する水溶性化合物のような前述の重合可能モノマーと共重合化できるジビニル化合物を含む。この中では、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メタ）アクリルアミドが特に好ましい。架橋剤は、モノマーの量の０．００１−１重量パーセントの量、好ましくは０．０１−０．５重量パーセントの量で用いられ、モノマーと同じ超吸収性ポリマー先駆体組成物に加えられるか又は異なる先駆体組成物の一部とすることができる。
【００１７】
本質的に、上述のような脂肪族不飽和カルボン酸又はその塩を含む水性重合可能モノマー溶液における重合可能モノマーの濃度は、２０％より多く、２５％より多いことが好ましい。２０重量％より少ない濃度では、適切な粘度を有する液滴を生成することが困難であり、したがって、結果としてもたらされる吸水性ポリマーが不十分な吸水度を有することになるために、好ましくない。上限は、重合化反応溶液の取り扱いの点においては、約８０重量パーセントであることが好ましい。
１つ又はそれ以上の重合開始剤を、モノマーと同じであるか又は異なる超吸収性ポリマー先駆体組成物に加えることができる。後続する活性化が必要である場合、又は開始剤がレドックス対の単一成分である場合には、重合開始剤をモノマーと同じ先駆体組成物の一部として加えることができる。或いは、重合開始剤は、接触すると迅速にモノマー単位を重合するように作用することができるという事実に起因して、モノマーとは異なる先駆体組成物の一部として加えることができる。
【００１８】
図１を参照すると、例えば、一方の一次流２０を用いて、酸化基生成剤を含む１つの先駆体組成物を加えることができ、他方の一次流２０を用いて、還元剤を含む第２の先駆体組成物を加えることができる。したがって、各々の先駆体組成物は、対応するレドックス対の成分のみから構成することができるか、又はいずれかの／両方の組成物は付加的に、オリゴマー、モノマー、架橋試剤、中和剤で構成することができる。この点においては、これらの超吸収性ポリマー先駆体組成物は、一方の又は両方の一次流２０の唯一の成分とされるか、又はメルトブローン繊維及び／又は他の繊維の種類と併せていずれかの流れに加えることができる。オリゴマー、モノマー、架橋試剤、中和剤、セルロース繊維及び／又は他の任意の成分のいずれかを含むことができる二次流と併せて、２つの一次流が衝突ゾーン３０において合流すると、重合化反応は、重合開始剤が互いに接触するようになった後に進行する。同様の方法により、上述の例は、さらに、両方の一次流２０が同じレドックス対成分（酸化基生成剤であるか又は還元剤のいずれか）を含み、二次流３２が対応するレドックス対成分を含む場合を含むことができる。
【００１９】
或いは、さらに図１を参照すると、一方の又は両方の一次流２０を用いて、モノマーを含む第１の先駆体組成物を加えることができる。この点においては、第１の超吸収性ポリマー先駆体組成物は、一方の又は両方の一次流２０の唯一の成分であるようにすることができるか、又はメルトブローン繊維その他の繊維形態と併せていずれかの流れに加えることができる。重合開始剤を含む第２の先駆体組成物は、単独であるか又はセルロース繊維その他の任意の成分と併せて、二次流３２に加えることができる。一次流及び二次流が衝突ゾーン３０において合流すると、重合化反応は、重合開始剤がモノマーと接触するようになった後で進行する。
本発明に好適な重合開始剤は、制限的ではないが、酸化基生成剤と還元剤とを組み合わせる幾分水溶性のレドックス系を含む。このような酸化剤は、過酸化水素、臭素酸カリウム、Ｎ−ブロモスクシンイミド、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、又は過硫酸カリウムのような過硫酸塩、１−ブチルヒドロペルオキシド又はクメンヒドロペルオキシドのようなヒドロペルオキシドを含む過酸化物、二次セリウム塩、過マンガン酸塩、亜塩素酸塩、次亜塩素酸塩などを含み、この中では特に過酸化物が好ましい。これらの酸化剤は、重合化可能モノマーの０．００１ないし１０重量％の量で、望ましくは０．０１ないし２重量パーセントの量で用いることができる。
【００２０】
還元剤をさらにレドックス系と併せて用いて、重合開始剤の一部として加えることができる。好適な還元剤は、前述の酸化剤、特に、亜硫酸ナトリウム又は亜硫酸水素ナトリウムのような亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、酢酸コバルト、硫酸銅、硫酸第一鉄、硫酸鉄アンモニウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、第３アミン又はジアミン、Ｌ−アスコルビン酸、又はＬ−アスコルビン酸アルカリ金属塩などである。中でもＬ−アスコルビン酸又はＬ−アスコルビン酸アルカリ金属塩が特に好ましい。これらの還元剤は、重合化可能モノマーの０．００１ないし１０重量％の量で、望ましくは０．０１ないし２重量パーセントの量で用いることができる。還元剤について用いられたものとは異なる付加的な流れを用いて、酸化基生成剤を含む先駆体組成物を加えることが望ましい。
処理条件は、所望の種類の構造を生成するように調整される。例示的な処理条件は、例えば、引用により組み入れられる上述の米国特許第５，３５０，６２４号の表１に開示される。この処理条件は、以下の組成を有する吸収性不織ウェブの複合材を生成するように調整することができる。
2005511918.tif 000005
【００２１】
上述の重合開始剤のレドックス系が用いられる場合には、化学反応は自然に進行する。しかしながら、用いられる化学反応の機構によっては、流れ２０及び３２の温度、速度、流れが用いられる形成表面の上の距離、及び化学反応を可能にするか又は最適化するのに必要な他の処理条件を調整することが望ましいことがある。溶融熱可塑性ポリマーが一次流２０の中に押し出される場合には、幾つかの温度は高い必要があり、該ポリマーの適切な押し出しを可能にする範囲内でだけ制御可能となる。
通常のメルトブローン繊維が一次流２０に加えられる場合には、これらは制限的ではないが、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリカプロラクトンなどを含む熱可塑性ポリマーから形成することができる。好適なポリオレフィンは、制限的ではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、他のアルファオレフィンをもったエチレンのコポリマー、他のアルファオレフィンをもったプロピレンのコポリマー、他のアルファオレフィンをもったブチレンのコポリマー、及びこれらの組み合わせを含む。
【００２２】
吸収性繊維は、二次流３２に加えることが望ましい。吸収性繊維は、セルロース繊維を含む。セルロース繊維の例は、制限的ではないが、再生セルロース（レーヨン）、コットン、木材パルプ繊維、木材パルプフラフ、渦巻状パルプ繊維、微結晶性セルロースなどを含む。他の親水性、並びに、合成熱可塑性ステープル繊維及び合成エラストマステープル繊維をさらに用いることができる。さらに、いずれの所望の形態においてもセルロース及び非セルロース繊維のブレンドを用いて、吸収性又は弾性のような他の所望の属性について所望のレベルに到達するようにすることができる。あらかじめ形成された超吸収性粒子又は繊維をさらに加えることができる。しかしながら、その場で形成された超吸収性ポリマーを用いることによる１つの利点は、これがセルロース及び二次流３２における他の繊維に対して、より強力に接着する傾向があり、吸収性複合材料５４において超吸収体の一様で安定した分布がもたらされるようになる点である。したがって、本発明の目的のために、吸収性複合材５４は、あらかじめ形成された超吸収性粒子又は繊維が加えられたかどうかに関わらず、少なくとも或る程度のその場で形成された超吸収性ポリマーを含む。
その場で形成することができる超吸収性材料ポリマーの例は、制限的ではないが、ポリ（アクリル酸）及びポリ（メタアクリル酸）のアルカリ金属及びアンモニウム塩、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（ビニルエーテル）、ビニルエーテルとアルファオレフィンとの無水マレイン酸、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（ビニルモルフォリノン）、及びこれらの混合物及びコポリマーを含む。さらに、超吸収性材料は、加水分解されたアクリロニトリルグラフトでんぷん、アクリル酸グラフトでんぷん、メチルセルロース、キトサン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースのような天然ポリマー及び改質された天然ポリマー、及びアルギン酸、キサンタンガム、イナゴマメガムなどのような天然ガムを含む。天然の吸収性ポリマーと完全に又は部分的に合成された吸収性ポリマーとの混合物も本発明において有用となり得る。その他の好適な吸収性ゲル化材料は、１９７５年８月２６日付けのＡｓｓａｒｓｓｏｎ他の米国特許第３，９０１，２３６号に開示されている。ゲル化ポリマーを調製する周知の工程は、１９７８年２月２８日付けのマスダ他の米国特許第４，０７６，６６３号と、１９８１年８月２５日付けのツバキモト他の米国特許第４，２８６，０８２号に開示されている。
【００２３】
超吸収性材料は、湿潤したときにヒドロゲルを形成するキセロゲルである。しかしながら、「ヒドロゲル」という用語は、通常は超吸収性ポリマー材料の湿潤した形態と湿潤していない形態との両方を指すためにも用いられる。超吸収性材料は、フレーク、粉末、粒子、繊維、連続的な繊維、ネットワーク、溶液スパンフィラメント及びウェブのような多くの形態であってよい。この粒子は、例えば、渦巻き、半渦巻き、立方体、棒状、多面体などの所望の形状のいずれとすることもできる。針、フレーク、繊維、及びこれらの組み合わせも用いることができる。
あらかじめ形成された粒子の超吸収体は、一般に、約２０から約１００ミクロンまでの範囲に及ぶ粒子の大きさで入手可能である。好適な市販の粒子の超吸収体は、バージニア州ポーツマス所在のＢＡＳＦ社から入手可能なＨｙｄｒａｓｏｒｂ（登録商標）Ｐ７０５０、ミシガン州ミッドランド所在のダウケミカル社から入手可能なＤＲＹＴＥＣＨ（登録商標）２０３５、及びノースキャロライナ州グリーンズボロー所持のＳｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ社から入手可能なＦＡＶＯＲ（登録商標）ＳＸＭ８８０を含む。繊維性超吸収体の例は、英国グリムズビー所在のＴｅｃｈｎｉｃａｌ  Ａｂｓｏｒｂｅｎｔから入手可能なＯＡＳＩＳ（登録商標）１０１である。
【００２４】
図２は、本発明の工程を実施するのに用いることができるか又は実施のために修正することができるコフォーム装置の別の例を示す。図２のコフォーム装置は、高いガス流速度で引かれる（すなわち、メルトブローン）繊維の代わりに、連続的な低いガス流速度で引かれる（すなわち、スパンボンド）フィラメントを含む複合材ウェブを形成するように設計される。図２の装置は、さらに、Ｅｓｃｈｗｅｙ他に付与された米国特許第４，９０２，５５９に述べられ、引用により組み入れられる。
図２を参照すると、１つ又はそれ以上の連続的なフィラメント７２の列が、同じ数のオリフィスの列を有する長い紡糸口金を通して紡糸される。一次流８１を示すフィラメント７２は、案内及び延伸通路７３を通過し、ここでこれらが落ちる方向と平行して、エアブラストにより所望の程度にまで延伸される。空気流の速度は、音速にまでなることができる。案内通路を通過した後、連続的なフィラメント７２は、次に、下の３分の１が混合領域Ｍを形成する軸７４の中を通る。混合領域Ｍにおいては、摩砕機構７５から供給されたセルロースその他の吸収性繊維７６が、１つ又はそれ以上の二次流８３の中に供給され、一次流８１から供給されたフィラメント７２と混合されて、組み合わされた流れ８５を形成する。如何なるあらかじめ形成された超吸収性粒子又は加えられることがある他の材料も、さらに、混合領域Ｍに導入される。さらに、空気流は、フィラメントの両側に入る繊維及び粒子の追加を助けることができる。
【００２５】
フィラメント及び繊維、並びに如何なる付加的な材料も、一様に移動する無端スクリーン７８上に堆積されて、吸引機構７９により誘起されるドラフトによって該スクリーン上に保持される。フィラメントの堆積速度及び方法は、空気中のフィラメントの量及びスクリーンの下での吸引条件により制御される。吸引機構７９は、現在含まれている繊維及び空気がはね返されないように又は該スクリーンから水平方向に偏向されないように、一定の吸引速度を維持するものとする。吸引された空気は、清掃装置（図示せず）を通過した後、延伸領域７３に戻すことができる。
形成されるシート材料７７は、次に、圧縮及び硬化のために、１つの滑らかなローラ及び１つのエンボスローラを有する加熱エンボス加工機構８０に進む。
本発明においては、１つ又はそれ以上の超吸収性ポリマー先駆体組成物が、組み合わされた流れ８５が形成表面８７に接する前に、一次流８１、二次流８３、及び／又は該組み合わされた流れ８５に加えられる。例えば、第１のポリマー先駆体組成物を一次流８１に加えることができ、第２のポリマー先駆体組成物を一方の又は両方の二次流８３に加えることができる。或いは、単一の超吸収性ポリマー先駆体組成物だけを１つ又はそれ以上の一次流８１及び／又は二次流８３に加えることができ、この場合には、先駆体組成物が反応性成分のすべてを含む。或いは、熱可塑性繊維を一次流８１から除き、又はセルロース繊維を二次流８３の１つから完全に除いて、その流れを、超吸収性ポリマー先駆体組成物を供給するためにだけ用いるようにすることができる。或いは、超吸収性ポリマー先駆体組成物を、１つ又はそれ以上の付加的な、すなわち第３の流れ（図示せず）を用いて統合された流れ８５に加えることができる。
【００２６】
図２の装置を用いる場合には、熱可塑性の連続的なフィラメント７２は、図１のメルトブローン繊維に関して上述された熱可塑性ポリマーのいずれかにより形成することができる。セルロース繊維及び二次流８３の中に注入される他の材料は、図１に関して述べられたセルロースその他の材料のいずれかを含むことができる。超吸収性ポリマー先駆体組成物は、さらに、モノマーその他の上述の混合された成分のいずれかを含むことができる。
超吸収性ポリマー組成物は、一次流８１において（ここに加えられる場合には）、二次流８３において（ここに加えられる場合には）、及び／又は組み合わされた流れ８５において超吸収性ポリマーを成形するように化学反応し、組み合わされた成分が形成表面８７上に堆積された後に、反応を続けることができる。処理条件は、所望の種類の構成を形成するように調整される。例示的な処理条件は、例えば、上述の米国特許第４，９０２，５５９号に開示されており、この特許は、引用により組み入れられる。処理条件は、以下の組成を有する吸収性不織ウェブ複合材を生成するように調整することができる。
2005511918.tif 000006
【００２７】
図３及び図４は、２つの超吸収性ポリマー先駆体組成物が、形成ベルトに接触する前に、互いに及び他の繊維と組み合わされる２つの工程９０を示す。図３及び図４を参照すると、ノズル９１及び９１’は、第１及び第２の超吸収性ポリマー先駆体組成物を接合部９２の方向に供給し、ここで、これらが組み合わされて先駆体の流れ９３となる（そして反応を始めることができる）。装置９４及び９４’は、ベール（例えば、セルロース）から親水性繊維を形成する繊維分解機、及び／又はメルトブローン繊維を形成して該繊維を繊維の流れ１０１及び１０１’に供給するメルトブローン押出機とすることができる。組み合わされた先駆体の流れ９３は、複合材の流れ９５を形成するように繊維の流れ１０１及び１０１’と組み合わされ、これは次に、あらかじめ押し固められた吸収性複合材９７として形成コンベヤ９６の上に堆積される。このあらかじめ押し固められた吸収性複合材料９７は、次に、押し固められ、結合され、或いは通常の技術を用いて別の方法により処理されて、本発明の吸収性複合材料を形成することができる。
図３及び図４の間の差は、図３の実施形態においては、ノズル９１及び９１’が、第１及び第２の超吸収性ポリマー先駆体組成物を、次には組み合わされることになる別々の流れの中に放出する２つの別々の供給装置９８及び９８’の一部であることである。図４の実施形態においては、ノズル９１及び９１’は単一の供給装置９９の一部であり、第１及び第２の超吸収性ポリマー先駆体組成物を互いに組み合わせた後で、単一の組み合わされた先駆体の流れを放出する。いずれの場合においても、第１及び第２の超吸収性ポリマー先駆体組成物は、接触により互いに反応を始め、混合及びウェブ形成段階中に反応を続けて、超吸収性ポリマーを形成することができる。
【００２８】
結果としてもたらされる吸収性複合不織材料は、繊維表面に付着し、自由に移動することができないその場で形成された超吸収性粒子を有する複数の親水性繊維を含むものとなる。超吸収性粒子は、約５０ないし４０００ミクロンまで、望ましくは約２００ないし３０００ミクロンまでの平均距離だけ互いに間隔をもつことを可能にする量で、その場で形成されて、該超吸収性粒子が互いに接触することなく液体の存在下で膨潤することができるようにすることが好適である。その場で形成された超吸収性粒子は、乾燥した膨潤していない状態では、通常のあらかじめ形成された超吸収製粒子と同じ平均直径を有することが好ましい。乾燥した粒子の平均直径は、約１０ないし１０００ミクロンまで、望ましくは約２０ないし５００ミクロンまでの範囲とすることができる。本発明の吸収性複合材料の主な利点は、超吸収性粒子が繊維性基体に付着して、該超吸収性粒子間の距離が維持されることである。
本発明の吸収性複合不織材料は、広範にわたる吸収性物品において、特にパーソナルケア吸収性物品及び医療用吸収性物品における吸収性コア材料として有益である。パーソナルケア吸収性物品は、おむつ、トレーニングパンツ、水着、吸収性アンダーパンツ、幼児用拭き取り製品、成人失禁用製品、婦人用衛生製品などを含む。医療用吸収性物品は、医療用吸収性衣料、ドレープ、ガウン、絆創膏、包帯、アンダーパッド、拭き布などを含む。
ここに述べられた本発明の実施形態は現在好ましいものであるが、本発明の精神及び範囲から離れることなく、種々の修正及び改良を行うことができる。本発明の範囲は、特許請求の範囲に示され、均等技術の意味及び範囲内にあるすべての変更は、ここに含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の工程を実行するのに有益なコフォーム装置の一実施形態の概略図である。
【図２】本発明の工程を実行するのに有益なコフォーム装置の別の実施形態の概略図である。
【図３】本発明の工程を実行するのに有益なコフォーム装置の第３の実施形態の概略図である。
【図４】本発明の工程を実行するのに有益なコフォーム装置の第４の実施形態の概略図である。
【図１】
2005511918.tif 000007
【図２】
2005511918.tif 000008
【図３】
2005511918.tif 000009
【図４】
2005511918.tif 000010
【国際調査報告】
2005511918.tif 000011
2005511918.tif 000012
2005511918.tif 000013
2005511918.tif 000014