(57)【要約】  本発明は、ａ）約５５〜約９９．９重量％の、モノマーを含む重合可能な不飽和酸基と、ｂ）約０．００１〜約５．０重量％の内部架橋剤と、ｃ）約０．００１〜約５．０重量％の、粒子表面に塗布される表面架橋剤とを含み、ｄ）組成は約２０％より高い中和度を有し、約７５℃以下の温度で、約２０モル％〜約７５モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第１の中和剤で中和され、約５モル％〜約４０モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第２の中和剤で中和される、親水性の高吸収ポリマーに関するものである。このような親水性の高吸収ポリマーは、約５＋１０ａ２分以上の吸収時間を有し、ａは高吸収物質の平均粒子サイズをミリメートル単位で表したものであり、約１５ｇ／ｇ以上の容量と、約２秒以下の液滴浸透値と、５０％以下の１／２浮遊飽和率とを有する。
2007505193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）約５５〜約９９．９重量％の、モノマーを含む重合可能な不飽和酸基と、
ｂ）約０．００１〜約５．０重量％の内部架橋剤と、
ｃ）約０．００１〜約５．０重量％の、粒子表面に塗布される表面架橋剤とを含み、
ｄ）組成は約２０％より高い中和度を有し、約７５℃以下の温度で、約２０〜約７５モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第１の中和剤で中和され、約５〜約４０モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第２の中和剤で中和され、
高吸収ポリマーは、約５＋１０ａ２分以上の吸収時間を有し、ａは高吸収物質の平均粒子サイズをミリメートル単位で表したものであり、約１５ｇ／ｇ以上の液体容量と、約２秒以下の液滴浸透値と、約５０％以下の１／２浮遊飽和率とを有する、親水性の高吸収ポリマー。
【請求項２】
約２０ｇ／ｇ以上の液体容量を有する、請求項１に記載の高吸収ポリマー。
【請求項３】
約２５ｇ／ｇ以上の液体容量を有する、請求項１に記載の高吸収ポリマー。
【請求項４】
約７＋１０ａ２分以上の吸収時間を有する、請求項１に記載の高吸収ポリマー。
【請求項５】
約１０＋１０ａ２分以上の吸収時間を有する、請求項１に記載の高吸収ポリマー。
【請求項６】
約２０×１０-９ｃｍ２以上のゲルベッド浸透性を有する、請求項１に記載の高吸収ポリマー。
【請求項７】
約５０×１０-９ｃｍ２以上のゲルベッド浸透性を有する、請求項１に記載の高吸収ポリマー。
【請求項８】
約８０×１０-９ｃｍ２以上のゲルベッド浸透性を有する、請求項１に記載の高吸収ポリマー。
【請求項９】
第１の中和剤は一価の水酸化物、炭酸塩もしくは重炭酸塩、アンモニア、またはそれらの混合物のグループの中から選択される、請求項１に記載の高吸収ポリマー。
【請求項１０】
中和の少なくとも４０％が第１の中和剤によってなされる、請求項１に記載の高吸収剤。
【請求項１１】
第１の中和剤は一価の金属水酸化物を含む、請求項１に記載の高吸収ポリマー。
【請求項１２】
第２の中和剤は多価の金属水酸化物を含む、請求項１に記載の高吸収ポリマー。
【請求項１３】
不水溶性で、わずかに架橋し、部分的に中和し、高吸収ポリマーは、約５＋１０ａ２分以上の吸収時間を有し、ａは高吸収物質の平均粒子サイズをミリメートル単位で表したものであり、約１５ｇ／ｇ以上の液体容量と、約２秒以下の液滴浸透値と、約５０％以下の１／２浮遊飽和率とを有する、親水性の高吸収ポリマー。
【請求項１４】
約２０ｇ／ｇ以上の液体容量を有する、請求項１３に記載の高吸収ポリマー。
【請求項１５】
約２５ｇ／ｇ以上の液体容量を有する、請求項１３に記載の高吸収ポリマー。
【請求項１６】
約７＋１０ａ２分以上の吸収時間を有する、請求項１３に記載の高吸収ポリマー。
【請求項１７】
約１０＋１０ａ２分以上の吸収時間を有する、請求項１３に記載の高吸収ポリマー。
【請求項１８】
約２０×１０−９ｃｍ２以上のゲルベッド浸透性を有する、請求項１３に記載の高吸収ポリマー。
【請求項１９】
約５０×１０−９ｃｍ２以上のゲルベッド浸透性を有する、請求項１３に記載の高吸収ポリマー。
【請求項２０】
約８０×１０−９ｃｍ２以上のゲルベッド浸透性を有する、請求項１３に記載の高吸収ポリマー。
【請求項２１】
ａ）約５５〜約９９．９重量％の、モノマーを含む重合可能な不飽和酸基と、
ｂ）約０．００１〜約５．０重量％の内部架橋剤と、
ｃ）約０．００１〜約５．０重量％の、粒子表面に塗布される表面架橋剤とを含み、
ｄ）組成は約２０％より高い中和度を有し、約７５℃以下で、約２０〜約７５モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第１の中和剤で中和され、約５〜約４０モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第２の中和剤で中和される、
親水性の高吸収ポリマー。
【請求項２２】
第１の中和剤は一価の水酸化物、炭酸塩もしくは重炭酸塩、アンモニア、あるいはそれらの混合物のグループの中から選択される、請求項２１に記載の高吸収ポリマー。
【請求項２３】
中和の少なくとも４０％が第１の中和剤によってなされる、請求項２１に記載の高吸収剤。
【請求項２４】
第１の中和剤は一価の金属水酸化物を含む、請求項２１に記載の高吸収ポリマー。
【請求項２５】
第２の中和剤は多価の金属水酸化物を含む、請求項２１に記載の高吸収ポリマー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水、水性液体、および血液を吸収する高吸収ポリマーに関し、本発明の高吸収ポリマーは改良された特性、とりわけ容認できる流体保持特性を保ちながらよりゆっくりである吸収時間を有する。本発明はまた、これらの高吸収ポリマーの生成および、衛生用品や産業分野における吸収剤としてのそれらの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
高吸収剤とは、水膨潤性かつ不水溶性で、０．９重量％塩化ナトリウム水溶液を含む水溶液において少なくともそれ自身の重さの約１０倍から約３０倍の重量を吸収することができる有機もしくは無機の物質のことである。高吸収ポリマーは、膨張およびヒドロゲルの形成により、大量の水性液体および尿や血液などの体液を吸収でき、またそれらを高吸収剤の一般的定義にしたがい、ある一定の圧力下に保つことのできる、架橋ポリマーである。
【０００３】
現在市販されている高吸収ポリマーは、架橋したポリアクリル酸または架橋したデンプンアクリル酸グラフト重合体であり、カルボキシル基のいくつかが水酸化ナトリウム溶液または水酸化カリウム溶液によって中和される。これら固有性の結果として、これらのポリマーは主に、赤ちゃんのおむつ、失禁用品、または生理用ナプキンなどの、衛生用品への取り込みのために用いられる。
【０００４】
フィット感、快適さ、美観などの理由、および環境上の側面から、衛生用品を小さく薄くしようという傾向が強くなっている。このことは、これらの用品の大容量の綿状繊維質の含有量を減少させることで達成されている。衛生用品内において体液の一定の全体的な保持容量を確保するために、高吸収ポリマーがより多くの含有量で、これら衛生用品に用いられている。その結果高吸収ポリマーは、充分な吸収および保持などの他の特性を保ちつつ、増加した浸透特性を持たなければならない。
【０００５】
特に、ゲルブロッキングは、おむつなどの吸収用品における高吸収ポリマーの使用に関係しうる、周知の問題である。ゲルブロッキングは、体液が吸収用品に入る場所の周りの高吸収ポリマー粒子の急速な膨張によって、ＳＡＰ-フラッフマトリックスの間質腔と孔隙が閉鎖されるときに起こる。膨張したヒドロゲル内の拡散による液体の運搬は、間質腔間の運搬よりも大幅に遅いので、体液の入る場所部分でシーリング効果が起きる。この効果はゲルブロッキングと呼ばれる。
【０００６】
膨張した高吸収ポリマー粒子を通っての液体の運搬は、拡散の法則に従い、衛生用品の使用状態において液体の分布に関して役割を果たさない、大変遅い作用である。ゲルの安定性が欠如することによってキャピラリー運搬をもたらすオープンな層構造を保持することができない高吸収ポリマーでは、繊維マトリックスの中に高吸収ポリマーを組み込むことにより、粒子同士の分離が確保されてきた。
【０００７】
いわゆる次世代型と呼ばれるおむつの構造には、吸収層に、液体の運搬もしくは開放型の流体浸透構造の維持をアシストする繊維物質が少なく、場合によっては全くない。これら次世代型おむつ構造の高吸収ポリマーは、一般的にゲル強度と呼ばれる、膨張した状態での充分に高い安定性を有するはずなので、膨張したゲルは、そこを通って液体が運搬されるところの充分なキャピラリー空間を有する。
【０００８】
高いゲル強度を有する高吸収ポリマーを得るために、ポリマーの架橋度が高められ、必
然的に膨張性と保持容量が低下する。繊維の含有量が少ない、極めて薄い次世代型用品に必要とされる、より一層の浸透性を実現するために、現在の技術は共有架橋の量を非常に高いレベルにまで増加させたので、高吸収ポリマーの吸収値および保持値が望ましくない低レベルにまで減少する。
【０００９】
膨張速度のより遅い高吸収剤を作ることで、ＳＡＰ-フラッフマトリックスの間質腔と孔隙の閉鎖、つまりゲルブロッキングを引き起こす、体液が吸収用品に入る場所の周りでの高吸収ポリマー粒子の急速な膨張を防ぐことにより、薄くて繊維の少ない次世代型の用品における流体の運搬および浸透性が保たれることがわかっている。したがって、浸透性を実現するために高吸収ポリマーの過度な架橋に頼ることなく、ゲルブロッキングを防ぐことが出来る。この技術分野において既知の吸収速度の遅い高吸収ポリマーは、吸収を遅らせる疎水処理またはコーティングのどちらかにより、低下した膨張率を実現する。疎水性は、バルクのポリマーの吸い上げ能力を減少させ、ＳＡＰが濡れることを防ぐ可能性があるので望ましくない。ゼラチンなどを用いたゆっくりと溶解するコーティングは、それが溶解して流体の運搬を妨げるにつれ、吸収用品内の流体の粘度を高める。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、疎水性や性能を妨げるコーティングなどを導入することなくポリマーの吸収速度を制限することで、吸収構造に基づき高吸収ポリマーの重さが割合で増加しても、高い液体の浸透性、親水性、および液体の保持力を保つ能力などの優れた特性を示す吸収ポリマーの組成を提供することである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明はａ）約５５〜約９９．９重量％の、モノマーを含む重合可能な不飽和酸基と、ｂ）約０．００１〜約５．０重量％の内部架橋剤と、ｃ）約０．００１〜約５．０重量％の、粒子表面に塗布される表面架橋剤とを含み、ｄ）組成は約２０％より高い中和度を有し、約７５℃以下の温度で、約２０〜約７５モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第１の中和剤で中和され、約５〜約４０モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第２の中和剤で中和される、親水性の高吸収ポリマーを対象とするものである。
【００１２】
本発明はまた、約５＋１０ａ２分以上の吸収時間を有し、ａは高吸収物質の平均粒子サイズをミリメートル単位で表したものであり、約１５ｇ／ｇ以上のＦＡＵＺＬ試験により測定された容量と、約２秒以下の液滴浸透値と、約５０％以下の１／２浮遊飽和率とを有する、高吸収ポリマーを対象とするものである。
【００１３】
本発明はまた、ａ）約５５〜約９９．９重量％の、モノマーを含む重合可能な不飽和酸基と、ｂ）約０．００１〜約５．０重量％の内部架橋剤と、ｃ）約０．００１〜約５．０重量％の、粒子表面に塗布される表面架橋剤とを含み、ｄ）モノマーを含む不飽和酸基は約２５％より高い中和度を有し、約２０〜約７５モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第１の中和剤で中和され、約５〜約４０モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第２の中和剤で中和される、高吸収ポリマーを対象とするもので、高吸収ポリマーは、約５＋１０ａ２分以上の吸収時間を有し、ａは高吸収物質の平均粒子サイズをミリメートル単位で表したものであり、約１５ｇ／ｇ以上のＦＡＵＺＬ試験により測定された容量と、約２秒以下の液滴浸透値と、約５０％以下の１／２浮遊飽和率とを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
適切な高吸収ポリマーが、天然、生体分解性、合成、改質天然のポリマーおよび物質から選択されてよい。高吸収ポリマーに関して用いられる“架橋”の語は、通常は水溶性である物質を、効果的に、ほぼ不水溶性であるが膨潤性であるようにする任意の手段を示す。このような架橋手段は、例えば、物理的なからみあい、結晶性領域、共有結合、イオン
結合型錯体やイオン会合、水素結合などの親水結合、疎水結合、ファン・デル・ワールス力などを含んでよい。高吸収ポリマーは、内部架橋と表面架橋とを含む。
【００１５】
本発明の一実施形態は、ａ）約５５〜約９９．９重量％の、モノマーを含む重合可能な不飽和酸基と、ｂ）約０．００１〜約５．０重量％の内部架橋剤と、ｃ）約０．００１〜約５．０重量％の、粒子表面に塗布される表面架橋剤とから構成され、ｄ）組成は約２０％より高い中和度を有し、約７５℃以下の温度で、約２０〜約７５モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第１の中和剤によって中和され、約５〜約４０モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第２の中和剤によって中和される、親水性の高吸収ポリマーを対象とする。
【００１６】
本発明の他の実施形態で、高吸収ポリマーは架橋ポリマーであり、高吸収ポリマーは約５＋１０ａ２分以上の吸収時間を有し、ａは高吸収物質の平均粒子サイズをミリメートル単位で表したものであり、約１５ｇ／ｇ以上の液体容量と、約２秒以下の液滴浸透値と、約５０％以下の１／２浮遊飽和率とを有する。好適には、このような高吸収ポリマーは、約２０ｇ／ｇ以上のＦＡＵＺＬ液体容量と、２０×１０−９ｃｍ２以上のゲルベッド浸透性を示す。好適な一実施形態は、約２５〜約３６ｇ／ｇの液体容量と、約５〜９２×１０−９ｃｍ２のゲルベッド浸透性とを有する、このような高吸収ポリマーである。
【００１７】
本発明の他の実施形態で、高吸収ポリマーは、ａ）約５５〜約９９．９重量％の、モノマーを含む重合可能な不飽和酸基と、ｂ）約０．００１〜約５．０重量％の内部架橋剤と、ｃ）約０．００１〜約５．０重量％の、粒子表面に塗布される表面架橋剤とを含み、ｄ）組成は約２５％より高い中和度を有し、約２０〜約７５モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第１の中和剤によって中和され、約５〜約４０モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第２の中和剤によって中和される架橋ポリマーで、約５＋１０ａ２分以上の吸収時間を有し、ａは高吸収ポリマーの平均粒子サイズをミリメートル単位で表したものであり、約１５ｇ／ｇ以上のＦＡＵＺＬ試験によって測定された容量と、約２秒以下の液滴浸透値と、約５０％以下の１／２浮遊飽和率とを有する架橋ポリマーである。
【００１８】
本発明の高吸収ポリマーは、約５５〜約９９．９重量％の、モノマーを含む重合可能な不飽和酸基の、初期重合によって得られる。アクリル酸、メタクリル酸、もしくは２-アクリルアミド-２-メチルプロパンスルホン酸、またはこれらのモノマーの混合物など、カルボキシル基を含むものを含む適切なモノマーが、ここでは好適である。少なくとも約５０重量％、より好適には少なくとも約７５重量％の酸性基がカルボキシル基であることが好ましい。酸性基は少なくとも約２５モル％程度まで、好ましくは２５〜８０モル％程度まで中和され、すなわち酸性基は塩の形状で存在する。アクリル酸もしくはメタクリル酸の重合によって得られたポリマーを得ることが好ましく、そのカルボキシル基は、内部架橋剤の存在下で、５０〜８０モル％程度まで中和される。
【００１９】
本発明は、全体の中和度が少なくとも約２５モル％で、好適には５０〜８０モル％程度であるように、約２０〜約７５モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第１の中和剤で中和され、約５〜約４０モル％のモノマーを含む不飽和酸基が第２の中和剤で中和される、２ステップ処理で中和された、高吸収ポリマーを対象とする。本発明において、中和は約７５℃以下の温度で、好適には約５０℃以下の温度で行われる。
【００２０】
第１の中和剤は、一価の水酸化物、アンモニア、炭酸塩、重炭酸塩、またはその他の当技術分野で知られる標準的な中和剤であり、多価の金属水酸化物は除く。第１の中和剤はまた、上記の中和剤の混合物であってもよい。水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの一価の金属水酸化物、または炭酸ナトリウムや炭酸マグネシウムなどの炭酸塩などが好ましい。第２の中和剤は、水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムなどの多価の金属水酸化物である。第１および第２の中和剤は、モノマー溶液に、連続的にまたは同時に加えられ
てよい。最も好適には、第１の中和剤は水酸化ナトリウムで、第２の中和剤は水酸化カルシウムもしくは水酸化マグネシウムである。また、少なくとも２５％、より好適には少なくとも４０％の中和が、第１の中和剤によってなされるのが好ましい。
【００２１】
本発明による吸収ポリマーの生成に用いられることのできるさらなるモノマーは、ａ）、例えばアクリルアミド、メタクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート、ジメチルアミノアルキル（メタ）-アクリレート、エトキシ化（メタ）-アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドまたはアクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩化物など、と重合できる、０〜４０重量％のエチレン系不飽和モノマーである。４０重量％より多いモノマーは、ポリマーの膨潤性を損なう可能性がある。
【００２２】
内部架橋剤は少なくとも、内部架橋成分として用いられることができ、モノマーを含む重合可能な不飽和酸基の重合の間存在する、２つのエチレン系不飽和二重結合、または１つのエチレン系不飽和二重結合およびモノマーを含む重合可能な不飽和酸基の酸性基に反応する１つの官能基、または酸性基に反応するいくつかの官能基、を有する。
【００２３】
内部架橋剤の例は、メチレンビスアクリル-か-メタクリルアミドまたはエチレンビスアクリルアミドなどの不飽和脂肪族アミド、さらにブタンジオールまたはエチレングリコール、ポリグリコールまたはトリメチロルプロパンのジ（メタ）アクリレートまたはトリ（メタ）アクリレートなどのエチレン系不飽和酸を有するポリオルまたはアルコキシ化ポリオルの脂肪族エステル、１〜３０モルのアルキレンオキシドと好適にはオキシアルキル化され好適にはエトキシ化されるトリメチロルプロパンのジ-およびトリアクリレートエステル、グリセロールおよびペンタエリスリトールの、および好適には１〜３０モルのエチレンオキシドとオキシエチレン化するグリセロールおよびペンタエリスリトールの、アクリレートエステルおよびメタクリレートエステル、さらに好適には１〜３０モルのエチレンオキシドと反応するアリル（メタ）アクリレート、アルコキシ化アリル（メタ）アクリレートなどのアリル化合物、シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリル、マレイン酸ジアリルエステル、ポリアリルエステル、テトラアリロキシエタン、トリアリルアミン、テトラアリルエチレンジアミン、ジオール、ポリオル、ヒドロキシアリルまたはアクリレート化合物およびリン酸もしくは亜リン酸のアリルエステル、さらにメタクリルアミドまたはアクリルアミドなどの不飽和アミドのＮ-メチロール化合物などの架橋可能なモノマー、そしてそれから派生するエーテル、を含む。多価の金属塩などのイオン化架橋もまた用いることができる。記載された架橋剤の混合物もまた用いることができる。内部架橋剤の含有量は、モノマーを含む重合可能な不飽和酸基の総量に基づき、約０．０１〜約５重量％で、好適には約０．１〜約３．０％である。
【００２４】
例えばアゾ化合物またはペルオキソ化合物、酸化還元系またはＵＶ開始剤、（増感剤）、および／または放射線などの通常の開始剤が、フリーラジカル重合を開始させるために用いられる。
【００２５】
吸収ポリマーには、重合の後、表面架橋が施される。表面架橋とは、高吸収粒子表面の近傍でポリマーマトリックスの架橋密度を、粒子内部の架橋密度に対して増加させる任意の処理である。吸収ポリマーは一般的に、表面架橋剤を添加することにより表面架橋を施される。好適な表面架橋剤は、一般的に酸性基であるポリマー鎖のペンダント基に反応する、１以上の官能基を有する化学物質を含む。表面架橋剤の含有量は、ドライポリマーの重量に基づき、約０．０１〜約５重量％で、好適には約０．１〜約３．０重量％である。加熱ステップは表面架橋剤の添加の後であることが好ましい。
【００２６】
一般的に、本発明は粒子状の高吸収ポリマーをアルキレンカーボネートでコーティングし、その後、表面架橋密度およびゲル強度特性を改良するための表面架橋をもたらすべく
加熱することを含む。より具体的には、表面架橋剤は、ポリマーをアルキレンカーボネート表面架橋剤のアルコール水溶液と混合することで、粒子上にコーティングされる。アルコールの量はアルキレンカーボネートの溶解度によって決定され、例えば爆発の予防などの技術的理由により、できるだけ低く保たれる。適切なアルコールは、メタノール、エタノール、ブタノール、またはブチルグリコールや、これらのアルコールの混合物である。好適な溶媒は水であり、一般的には粒子状の高吸収ポリマーに対して重量で０．３〜５．０％の量で用いられる。場合によっては、アルキレンカーボネート表面架橋剤はアルコールなしで水に溶解される。アルキレンカーボネート表面架橋剤を、例えばＳｉＯ２などの無機キャリアとの粉末混合物から、もしくはアルキレンカーボネートの昇華による気体の状態で塗布することもまた可能である。
【００２７】
所望の表面架橋特性を得るために、アルキレンカーボネートは、粒子状の高吸収ポリマー上に均一に分布されなければならない。このために、混合は流動層混合器、パドル混合器、圧延ロール、ツインワーム混合器などの適切な混合器によってもたらされる。特定の高吸収ポリマーのコーティングを、粒子状の高吸収ポリマー作成の処理ステップのうちの１つで行うこともまた可能である。このための、とりわけ適切な処理は逆懸濁重合処理である。
【００２８】
コーティング処理に続く熱処理は、次のように行われる。通常、熱処理は１００〜３００℃の温度において行われる。しかし、もし好適なアルキレンカーボネートが用いられる場合、熱処理は１５０〜２５０℃の温度において行われる。処理温度はアルキレンカーボネートの滞留時間と種類による。１５０℃の温度で、熱処理は１時間以上行われる。一方、２５０℃の温度では、所望の表面架橋特性を得るには、例えば０．５〜５分の短い時間で充分である。熱処理は従来のドライヤー、オーブン、流動層ドライヤー、ツインスクリュー反応炉などで行われる。
【００２９】
そのとき高吸収ポリマーの物理的形状の一例として粒子が用いられるが、本発明はこの形状に制限されず、繊維、発泡剤、フィルム、ビーズ、棒やその他の形状に適用できる。
【００３０】
本発明による吸収ポリマーは、混合物の重量に基づき０〜約５重量％の多価金属塩をポリマー表面に含んで構成される。多価金属塩は水溶性であることが望ましい。好適な金属カチオンの例は、アルミニウム、鉄、ジルコニウム、マグネシウム、亜鉛のカチオンを含む。好適には、金属カチオンは少なくとも＋３の価数を有し、アルミニウムが最も好ましい。多価金属塩の好適なアニオンの例は、ハロゲン化合物、クロロハイドレート、硫酸塩、硝酸塩および酢酸塩を含み、塩化物、硫酸塩、クロロハイドレートおよび酢酸塩が好ましく、クロロハイドレートおよび硫酸塩がより好ましく、硫酸塩が最も好ましい。アルミニウム硫酸塩は最も好ましい多価金属塩であり、市販のものが容易に入手できる。アルミニウム硫酸塩の好ましい形状は、水酸化アルミニウム硫酸塩で、好ましくは１２〜１４の水和水を含むアルミニウム硫酸塩である。多価金属塩の混合物が用いられてもよい。
【００３１】
ポリマーと多価金属塩は乾式混合で、または好ましくは溶液中で、当業者にとって既知の手段を用いて適切に混合される。水溶液が好ましい。乾式混合では、塩と高吸収ポリマーのほぼ均一な混合の維持を確保するのに充分な量の結合剤が用いられてよい。結合剤は、水もしくは少なくとも１５０℃の沸点を有する不揮発性有機化合物であってよい。結合剤の例は、水や、プロピレングリコール、グリセリン、ポリ（エチレングリコール）などのポリオルを含む。
【００３２】
本発明による吸収ポリマーは、約０．０１〜約５重量％までの不水溶性の無機粉末を含んで構成されてよい。不溶性の無機粉末の例は、二酸化ケイ素、ケイ酸、ケイ酸塩、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、タルク、リン酸カルシウム
、粘土、ケイ藻土、ゼオライト、ベントナイト、カオリン、ハイドロタルサイト、活性粘土などを含む。不溶性の無機粉末添加物は、単一化合物または、上記のリストから選択される化合物の混合物であってよい。これら全ての例のうち、微細な非晶質二酸化ケイ素または酸化アルミニウムが好ましい。さらに、無機粉末の好適な粒子直径は１，０００μｍ以下であり、より好適には１００μｍ以下である。
【００３３】
本発明による高吸収ポリマーはまた、０〜約５重量％の界面活性剤の、ポリマー粒子表面への添加を含んでもよい。これは表面架橋ステップの直前、途中、直後に加えられるのが好ましい。
【００３４】
このような界面活性剤の例は、脂肪酸塩、ココアミンとココアミドおよびそれらの塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸塩、およびポリオキシエチレンアルキル硫酸塩などの、陰イオン、非イオン、陽イオン、および両性の界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、脂肪酸エステル、およびオキシエチレン−オキシプロピレンブロックポリマー、アルキルアミン塩、第四アンモニウム塩、およびラウリルジメチルアミン酸化物を含む。しかし、界面活性剤を上記のものに制限する必要はない。このような界面活性剤は単独で用いられても、組み合わせて用いられてもよい。
【００３５】
高吸収ポリマーはまた、部分的もしくは完全に加水分解されたポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、デンプンもしくはデンプン誘導体、ポリグリコールもしくはポリアクリル酸などの、０〜約３０重量％の水溶性ポリマーを、好適には内重合形状で含んでもよい。これらポリマーは水溶性であれば、その分子量は重要ではない。好適な水溶性ポリマーはデンプンおよびポリビニルアルコールである。本発明による吸収ポリマー中のこのような水溶性ポリマーの好適な含有量は、ａ）からｄ）の成分の総量に基づき０〜３０重量％であり、好適には０〜５重量％である。水溶性ポリマー、好適にはポリビニルアルコールなどの合成ポリマーもまた、モノマーが重合されるためのグラフトベースとして機能する。
【００３６】
表面改質の間、いくつかの役割を果たす表面添加剤を用いるのが望ましい場合もある。例えば、単一の添加物が界面活性剤であり、粘度調整剤であり、架橋ポリマー鎖に反応してもよい。
【００３７】
高吸収ポリマーはまた、０〜約２．０重量％の除塵剤を含んでもよく、米国特許６，０９０，８７５号および５，９９４，４４０号などに記載されている親水性および疎水性の除塵剤などが、本発明のプロセスに用いられてもよい。
【００３８】
シクロデキストリン、ゼオライト、無機塩または有機塩および同様の物質などの臭気結合物質、固化防止添加物、流量改質剤などの、本発明による高吸収ポリマーのさらなる添加剤が、任意に用いられてもよい。
【００３９】
本発明によるポリマーは好適には２つの方法で生成される。ポリマーは大規模の工業的方法で、前述の既知のプロセスである、適宜実行される本発明による後架橋によって、連続的もしくは不連続的に生成されてよい。
【００４０】
第１の方法によると、好適にはアクリル酸である、部分的に中和されたモノマーは、水溶液内で、架橋剤および任意にはさらなる成分の存在下で、フリーラジカル重合によりゲルにされ、ゲルは粉砕され、乾燥され、挽かれ、所望の粒子サイズになるまでふるいにか
けられる。この溶液重合は連続的もしくは不連続的に行われてよい。
【００４１】
逆懸濁重合およびエマルジョン重合もまた、本発明による製品の生成に用いられてもよい。これらの方法によると、好適にはアクリル酸である、部分的に中和されたモノマー水溶液は、保護コロイドおよび／または乳化剤を用いて疎水性の有機溶媒中に放散され、フリーラジカル開始剤により重合が開始される。内部架橋剤はモノマー溶液内で溶解されて共に測定されるか、別々におよび任意に重合中に添加されるかする。グラフトベースとしての水溶性ポリマーｄ）の添加は、モノマー溶液を介して、もしくは油相へ直接導入することによって、任意に行われる。そのとき水は混合物から共沸により除去され、ポリマーは濾過され、任意で乾燥される。内部架橋は、モノマー溶液中に溶解された多官能性の架橋剤を内重合することにより、および／または、重合ステップ中に適切な架橋剤とポリマーの官能基が反応することによって行われてもよい。
【００４２】
一実施形態において、高吸収ポリマーは分離した粒子の形状で用いられる。高吸収ポリマー粒子は、例えば、らせん形、半らせん形、立方体、棒状、多面体などの、適切ないかなる形状でもよい。針、薄片、繊維など、最大外形／最小外形の比率が大きい粒子の形状も、ここで用いられることが検討される。高吸収ポリマー粒子の重合体も、用いられてよい。
【実施例】
【００４３】
本発明は、その範囲を何ら制限することない以下の実施例によってさらに説明される。一方手段は、この記載を読むことで本発明および／または添付の請求の範囲の精神から外れることなく当業者に示唆される、多様なその他の実施形態、改良、およびそれらと同等のものであってよいことが、明確に理解されるべきである。
（実施例１）
アクリル酸２８重量％水溶液は水酸化ナトリウムによって６０モル％まで、水酸化カルシウムによってさらに１０モル％が、４０℃未満の温度に保つよう絶え間なく冷却を続けながら中和される。０．２４重量％ポリエチレングリコール（３００）ジアクリレートおよび０．３重量％アリルオキシポリエチレングリコール−アクリレートは部分的に中和したアクリル酸溶液に添加される。５℃まで冷却し、ニトロゲンによってオキシゲンを揮発させた後で、混合物は通常のラジカル連鎖重合技術により、１０ｐｐｍのアスコルビン酸、１００ｐｐｍの２，２’−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、７０ｐｐｍの過酸化水素、および３００ｐｐｍの過硫酸ナトリウムを添加して重合される。
【００４４】
重合の終了後（約３０分）、得られたゲル様ブロックは小さな断片に切り分けられ、１０ｍｍ穴の金型から押し出される。そこでゲル粒子は、３０分後にポリマーに対する気流の方向を１８０°反転させる強制換気式のオーブンで、１５０℃で１２０分の間乾燥される。乾燥したポリマーはレッチェピングラインダで粉砕され、１５０〜８５０ミクロンの粒子サイズにふるいがけされる。
【００４５】
そこでベースポリマーは、７．７重量％のエチレンカーボネート、３０．８重量％の水、および６１．５重量％のアセトンを含む６．５重量％の溶液で均一にコーティングされる。コーティングされたポリマーは２５分間１８０℃に加熱された。
（実施例２）
アクリル酸２８重量％水溶液は水酸化ナトリウムによって５０モル％まで、水酸化カルシウムによってさらに２０モル％が、４０℃未満の温度に保つよう絶え間なく冷却を続けながら中和される。０．２４重量％ポリエチレングリコール（３００）ジアクリレートおよび０．３重量％アリルオキシポリエチレングリコール−アクリレートは部分的に中和したアクリル酸溶液に添加される。５℃まで冷却し、ニトロゲンによってオキシゲンを揮発させた後で、混合物は通常のラジカル連鎖重合技術により、１０ｐｐｍのアスコルビン酸
、１００ｐｐｍの２，２’−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、７０ｐｐｍの過酸化水素、および３００ｐｐｍの過硫酸ナトリウムを添加して重合される。
【００４６】
重合の終了後（約３０分）、得られたゲル様ブロックは小さな断片に切り分けられ、１０ｍｍ穴の金型から押し出される。そこでゲル粒子は、３０分後にポリマーに対する気流の方向を１８０°反転させる強制換気式のオーブンで、１５０℃で１２０分の間乾燥される。乾燥したポリマーはレッチェピングラインダで粉砕され、１５０〜８５０ミクロンの粒子サイズにふるいがけされる。
【００４７】
そこでベースポリマーは、７．７重量％のエチレンカーボネート、３０．８重量％の水、および６１．５重量％のアセトンを含む６．５重量％の溶液で均一にコーティングされる。コーティングされたポリマーは２５分間１８０℃に加熱された。
（実施例３）
アクリル酸２８重量％水溶液は水酸化ナトリウムによって３０モル％まで、水酸化カルシウムによってさらに４０モル％が、４０℃未満の温度に保つよう絶え間なく冷却を続けながら中和される。０．２４重量％ポリエチレングリコール（３００）ジアクリレートおよび０．３重量％アリルオキシポリエチレングリコール−アクリレートは部分的に中和したアクリル酸溶液に添加される。５℃まで冷却し、ニトロゲンによってオキシゲンを揮発させた後で、混合物は通常のラジカル連鎖重合技術により、１０ｐｐｍのアスコルビン酸、１００ｐｐｍの２，２’−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、７０ｐｐｍの過酸化水素、および３００ｐｐｍの過硫酸ナトリウムを添加して重合される。
【００４８】
重合の終了後（約３０分）、得られたゲル様ブロックは小さな断片に切り分けられ、１０ｍｍ穴の金型から押し出される。そこでゲル粒子は、３０分後にポリマーに対する気流の方向を１８０°反転させる強制換気式のオーブンで、１５０℃で１２０分の間乾燥される。乾燥したポリマーはレッチェピングラインダで粉砕され、１５０〜８５０ミクロンの粒子サイズにふるいがけされる。
【００４９】
そこでベースポリマーは、７．７重量％のエチレンカーボネート、３０．８重量％の水、および６１．５重量％のアセトンを含む６．５重量％の溶液で均一にコーティングされる。コーティングされたポリマーは２５分間１８０℃に加熱された。
（実施例４）
アクリル酸２８重量％水溶液は水酸化ナトリウムによって４０モル％まで、水酸化マグネシウムによってさらに３０モル％が、４０℃未満の温度に保つよう絶え間なく冷却を続けながら中和される。０．２４重量％ポリエチレングリコール（３００）ジアクリレートおよび０．３重量％アリルオキシポリエチレングリコール−アクリレートは部分的に中和したアクリル酸溶液に添加される。５℃まで冷却し、ニトロゲンによってオキシゲンを揮発させた後で、混合物は通常のラジカル連鎖重合技術により、１０ｐｐｍのアスコルビン酸、１００ｐｐｍの２，２’−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、７０ｐｐｍの過酸化水素、および３００ｐｐｍの過硫酸ナトリウムを添加して重合される。
【００５０】
重合の終了後（約３０分）、得られたゲル様ブロックは小さな断片に切り分けられ、１０ｍｍ穴の金型から押し出される。そこでゲル粒子は、３０分後にポリマーに対する気流の方向を１８０°反転させる強制換気式のオーブンで、１５０℃で１２０分の間乾燥される。乾燥したポリマーはレッチェピングラインダで粉砕され、１５０〜８５０ミクロンの粒子サイズにふるいがけされる。
【００５１】
そこでベースポリマーは、７．７重量％のエチレンカーボネート、３０．８重量％の水、および６１．５重量％のアセトンを含む６．５重量％の溶液で均一にコーティングされる。コーティングされたポリマーは２５分間１８０℃に加熱された。
（実施例５）
アクリル酸２８重量％水溶液は水酸化ナトリウムによって３０モル％まで、水酸化カルシウムによってさらに４０モル％が、４０℃未満の温度に保つよう絶え間なく冷却を続けながら中和される。０．２４重量％ポリエチレングリコール（３００）ジアクリレートおよび０．３重量％アリルオキシポリエチレングリコール−アクリレートは部分的に中和したアクリル酸溶液に添加される。５℃まで冷却し、ニトロゲンによってオキシゲンを揮発させた後で、混合物は通常のラジカル連鎖重合技術により、１０ｐｐｍのアスコルビン酸、１００ｐｐｍの２，２’−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、７０ｐｐｍの過酸化水素、および３００ｐｐｍの過硫酸ナトリウムを添加して重合される。
【００５２】
重合の終了後（約３０分）、得られたゲル様ブロックは小さな断片に切り分けられ、１０ｍｍ穴の金型から押し出される。そこでゲル粒子は、３０分後にポリマーに対する気流の方向を１８０°反転させる強制換気式のオーブンで、１５０℃で１２０分の間乾燥される。乾燥したポリマーはレッチェピングラインダで粉砕され、１５０〜８５０ミクロンの粒子サイズにふるいがけされる。
【００５３】
そこでベースポリマーは、７．７重量％のエチレンカーボネート、３０．８重量％の水、および６１．５重量％のアセトンを含む６．５重量％の溶液で均一にコーティングされる。コーティングされたポリマーは２５分間１８０℃に加熱された。
【００５４】
粒子はさらに、１５０〜３００ミクロンの粒子サイズにふるいがけされた。
（実施例６）
アクリル酸２８重量％水溶液は水酸化ナトリウムによって５５モル％まで、水酸化カルシウムによってさらに１５モル％が、４０℃未満の温度に保つよう絶え間なく冷却を続けながら中和される。０．２４重量％ポリエチレングリコール（３００）ジアクリレートおよび０．３重量％アリルオキシポリエチレングリコール−アクリレートは部分的に中和したアクリル酸溶液に添加される。５℃まで冷却し、ニトロゲンによってオキシゲンを揮発させた後で、混合物は通常のラジカル連鎖重合技術により、１０ｐｐｍのアスコルビン酸、１００ｐｐｍの２，２’−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、７０ｐｐｍの過酸化水素、および３００ｐｐｍの過硫酸ナトリウムを添加して重合される。
【００５５】
重合の終了後（約３０分）、得られたゲル様ブロックは小さな断片に切り分けられ、１０ｍｍ穴の金型から押し出される。そこでゲル粒子は、３０分後にポリマーに対する気流の方向を１８０°反転させる強制換気式のオーブンで、１５０℃で１２０分の間乾燥される。乾燥したポリマーはレッチェピングラインダで粉砕され、１５０〜８５０ミクロンの粒子サイズにふるいがけされる。
【００５６】
そこでベースポリマーは、７．７重量％のエチレンカーボネート、３０．８重量％の水、および６１．５重量％のアセトンを含む６．５重量％の溶液で均一にコーティングされる。コーティングされたポリマーは２５分間１８０℃に加熱された。
（実施例７）
アクリル酸２８重量％水溶液は水酸化ナトリウムによって５０モル％まで、水酸化マグネシウムによってさらに２０モル％が、４０℃未満の温度に保つよう絶え間なく冷却を続けながら中和される。０．２４重量％ポリエチレングリコール（３００）ジアクリレートおよび０．３重量％アリルオキシポリエチレングリコール−アクリレートは部分的に中和したアクリル酸溶液に添加される。５℃まで冷却し、ニトロゲンによってオキシゲンを揮発させた後で、混合物は通常のラジカル連鎖重合技術により、１０ｐｐｍのアスコルビン酸、１００ｐｐｍの２，２’−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、７０ｐｐｍの過酸化水素、および３００ｐｐｍの過硫酸ナトリウムを添加して重合される。
【００５７】
重合の終了後（約３０分）、得られたゲル様ブロックは小さな断片に切り分けられ、１０ｍｍ穴の金型から押し出される。そこでゲル粒子は、３０分後にポリマーに対する気流の方向を１８０°反転させる強制換気式のオーブンで、１５０℃で１２０分の間乾燥される。乾燥したポリマーはレッチェピングラインダで粉砕され、１５０〜８５０ミクロンの粒子サイズにふるいがけされる。
【００５８】
そこでベースポリマーは、７．７重量％のエチレンカーボネート、３０．８重量％の水、および６１．５重量％のアセトンを含む６．５重量％の溶液で均一にコーティングされる。コーティングされたポリマーは２５分間１８０℃に加熱された。
（実施例８）
アクリル酸の２８重量％水溶液は水酸化ナトリウムによって６５モル％まで、水酸化カルシウムによってさらに５モル％が、４０℃未満の温度に保つよう絶え間なく冷却を続けながら中和される。０．２４重量％ポリエチレングリコール（３００）ジアクリレートおよび０．３重量％アリルオキシポリエチレングリコール−アクリレートは部分的に中和したアクリル酸溶液に添加される。５℃まで冷却し、ニトロゲンによってオキシゲンを揮発させた後で、混合物は通常のラジカル連鎖重合技術により、１０ｐｐｍのアスコルビン酸、１００ｐｐｍの２，２’−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、７０ｐｐｍの過酸化水素、および３００ｐｐｍの過硫酸ナトリウムを添加して重合される。
【００５９】
重合の終了後（約３０分）、得られたゲル様ブロックは小さな断片に切り分けられ、１０ｍｍ穴の金型から押し出される。そこでゲル粒子は、３０分後にポリマーに対する気流の方向を１８０°反転させる強制換気式のオーブンで、１５０℃で１２０分の間乾燥される。乾燥したポリマーはレッチェピングラインダで粉砕され、１５０〜８５０ミクロンの粒子サイズにふるいがけされる。
【００６０】
そこでベースポリマーは、７．７重量％のエチレンカーボネート、３０．８重量％の水、および６１．５重量％のアセトンを含む６．５重量％の溶液で均一にコーティングされる。コーティングされたポリマーは２５分間１８０℃に加熱された。
【００６１】
表１は、これらおよびその他の高吸収物質の物質特性をまとめたものである。
【００６２】
【表１】
2007505193.tif 000003
【００６３】
試験方法
生理食塩水滴浸透試験、ゲルベッド浸透性（ＧＢＰ）試験、浮遊度試験、平均粒子サイズ試験、およびゼロ荷重の水浸吸収度（ＦＡＵＺＬ）試験を行う方法である。特に明記しない限り、下記の全ての試験方法で用いられる試験液は、Ｒｉｃｃａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｃｏｍｐａｎｙ（テキサス州アーリントン）で入手可能なものなどの０．９重量％塩化ナトリウム水溶液である。特に明記しない限り、全ての試験は約７０°Ｆ、かつ１０〜６０％の相対湿度で行われた。
生理食塩水滴浸透試験
この試験は、生理食塩水滴を用いて、ＳＡＰ／フラッフ吸収合成物の疎水性を評価することを目的とするものであった。ＳＡＰ／フラッフの比は５０／５０であり、秤量５００ｇで密度０．２ｇ／ｃｃである。サンプルを密封コンテナで、１５０℃で１２０分焼くことで、疎水性の成長が促進される。それぞれ約０．０５グラムである１０滴の生理食塩水を、サンプルの異なる部分に置くのにピペットが用いられ、それぞれの水滴のサンプルへの浸透時間が計測される。それぞれの水滴の浸透時間は個々に計測される。それぞれの水滴の時間は、水滴が合成物に接触したときから計測が始められる。１０滴の個々の浸透時間の中で最も長いものが、液滴浸透値として記録される。
【００６４】
１５０℃で１２０分焼くことは、少なくとも数ヶ月間の試験室における環境条件下でのエージングに相当する。
ゼロ荷重での水浸吸収度（ＦＡＵＺＬ）
この試験は、粒子状の高吸収ポリマー（ＳＡＰ）の、生理食塩水吸収速度を計測するこ
とを目的とする。試験は時間の関数として、０．０１ｐｓｉ（０．０６９ｋＰａ）の決定された呼び圧力において、５．０７ｃｍ２の面積に限定された場合の、０．１６０グラムの乾燥高吸収ポリマーに吸収される生理食塩水の量を計測する。得られた時間に対する吸収のデータから、平衡吸収容量の６０％に達するまでの吸収時間が決定される。
【００６５】
試験には、誤差０．００１グラム（最小容量２００グラム）の電子天秤および、シリンダー底に１００ｍｅｓｈのステンレススチール網が貼られた内径１インチ（２５．４ｍｍ）のプラスチックシリンダー１２０および直径０．９９５インチ（２５．２７ｍｍ）で４．４グラムのプラスチックピストンディスク１２２を含むシリンダー群が用いられる。ピストンディスクの直径は、シリンダーの内径よりも０．００５インチ（０．１３ｍｍ）だけ小さい。図２を参照のこと。また、０．９重量％塩化ナトリウム水溶液、生理食塩水たらい１２６、１秒間隔で１２０分まで示すことができるタイマー１４０、および薬包紙が用いられる（図１参照）。
【００６６】
タッピング装置がサンプル上に配置され、図２および図３に示すように、支持ピストンディスク上に一貫したタッピングをもたらす。このタッピングは、高吸収剤を取り巻く閉じ込められた空気を取り除き、液体が高吸収物質の表面を濡らすことを確実にする。この配置で、モーター１２８がロッド１３０を上下のストロークに沿って駆動するシャフトを回転させる。図２に示すように、ロッドの下端には、直径１３ｍｍのゴム足１３２がある。シャフトのストロークは３ｃｍで、完全な上下のストロークサイクルを０．７秒毎に行う。衝突時にピストンディスクがＳＡＰにかける最大圧力は、０．１６ｐｓｉ（１．１ＫＰａ）である。
【００６７】
図１を参照して、固定具１３４はサンプルからの間隙液の排出を可能にする真空ポート１３６を有する。ポートはシリンダー群の底面に適合する。サンプルを含むシリンダー群が固定具の上に配置されるとき、自由液体が高吸収粒子の間から除去される。適切なポンプ１３８がサンプルに−１３．５ｐｓｉｇ（９３．１ｋＰａ）以下の減圧を加える。
【００６８】
図１は試験の配置の全体を示す。電子タイマー１４０は適切に用いられタッピングの持続時間と真空装置とを制御することが留意されるべきである。この配置において、タッピング装置はまた、複数のサンプル間での動きを可能にするスライド１４２上に置かれる。手順
１．  ０．１６０グラム（±０．００１グラム）の高吸収剤を、予めタールを塗った薬包紙の上に量り分ける。粒子サイズ分布は、高吸収物質の“受け取ったままの”粒子サイズ分布である。
２．  高吸収物質を、１００ｍｅｓｈの底面を有するシリンダー内に、ゆっくりと注ぐ。ＳＡＰの粒子は付着するので、シリンダーの側面に接触することを防ぐ。ＳＡＰの粒子が網上に均一に分布するまでシリンダーを静かにたたく。
３．  プラスチックのピストンをシリンダー内に配置する。このシリンダー群の重さを量り、その重さを“シリンダー群高吸収物質総計”として記録する。
４．  生理食塩水たらいに、血液バンクの生理食塩水を１ｃｍまで入れる。
５．  シリンダー群を生理食塩水たらい内の、タッピング装置のシャフトの真下に配置し、タイマーをスタートさせる。タッピング装置をスタートさせ、８秒サイクルでタッピングするよう操作する。
６．  シリンダーがたらい内に配置されて１分後、シリンダーを取り出し、タイマーをストップさせ、図３に示すように、シリンダーを真空プラットフォーム上に配置する。−１３．５ｐｓｉｇ（９３．１ｋＰａ）の真空を６秒間かける。
７．  シリンダー群を量り、重さを記録する。
８．  シリンダー群をたらいのタッピング装置の下に戻し、再びタイマーをスタートさせる。ステップ６においてシリンダー群をたらいの外に出し、ステップ８においてシリンダ
ー群を再びたらいに入れるまでの時間は、３０秒をこえてはならないことに留意する。浸して、取り出して、真空をかけて、量るという、初めの手順を繰り返し、累積浸漬時間１、５、１０、１５、３０、４５、６０、７５、９０、１２０分のデータを集め、記録する。
９．  １〜８のステップに説明された手順を、合計３回行う。
結果と分析
グラムあたりの高吸収ポリマーに吸収された生理食塩水のグラムを計算し、累積浸漬時間の関数として座標で示す。
【００６９】
ＳＡＰの最終的な平衡吸収容量を決定する：９０分時と１２０分時で得られたＳＡＰの平均容量（３試験の平均）の変化が５％より少なければ、１２０分時で得られた容量を平衡容量、ＦＡＵＺＬとして用いる。平均容量の変化が５％より大きければ、サンプル試験は繰り返される必要があり、２００分の累積浸漬時間の追加のサンプリングを含むことが必要となる。後者の場合は、２００分時の容量を平衡容量、ＦＡＵＺＬとして用いる。
【００７０】
平衡吸収容量の６０％に達する補間時間を決定する。これは、平衡値の６０％のときの容量を計算し、この容量に達するときに対応する時間をグラフから見積もることによりなされる。６０％容量に達する補間時間（この手順による）は、見積もられた時間の両サイドにあるデータポイントと線形補間を行うことにより得られる。
【００７１】
平衡容量（３試験の平均）の６０％に達する補間時間の相加平均を計算する。この平均値は“吸収時間”と呼ばれる。
ゲルベッド浸透性（ＧＢＰ）
ＧＢＰ試験を行うのに適切なピストン／シリンダー装置が図４および図５に示される。図４を参照して、装置２２８はシリンダー２３４および一般的に２３６で示されるピストンとから構成される。図４に示すように、ピストン２３６は、シャフトの長手軸に沿ってあけられた同心状の円筒状の穴２４０を有する円筒状のＬＥＸＡＮ（登録商標）シャフト２３８から構成される。シャフト２３８の両端は加工され、端２４２および２４６を備える。２４８で示されるおもりは端２４２上に置かれ、その中心に沿ってあけられた円筒状の穴２４８ａを有する。他方の端２４６には円形のピストンヘッド２５０が挿入される。ピストンヘッド２５０は、シリンダー２３４内を垂直に動くようなサイズにされている。図５に示すように、ピストンヘッド２５０は、それぞれ７および１４の約０．３７５インチ（０．９５ｃｍ）の円筒状の穴を含む、通常矢印２６０および２５４で示される内部および外部同心リングを備える。各同心リングの穴はピストンヘッド２５０の上端から底面まであけられている。ピストンヘッド２５０はまた、その中心に沿ってあけられている円筒状の穴２６２を有し、シャフト２３８の端２４６を受ける。
【００７２】
シリンダー２３４の底には、付属されるのに先立って二方向にピンと張られた、Ｎｏ．４００ｍｅｓｈステンレススチール布網２６６が付属している。ピストンヘッド２５０の底には、付属されるのに先立って二方向にピンと張られた、Ｎｏ．４００ｍｅｓｈステンレススチール布網２６４が付属している。２６８として示される高吸収物質のサンプルは、網２６６上に支持される。
【００７３】
シリンダー２３４は透明なＬＥＸＡＮ（登録商標）ロッドまたはそれに相当するものからくりぬかれ、６．００ｃｍ（面積＝２８．２７ｃｍ２）の内径と約０．５ｃｍの壁厚と、約５．０ｃｍの高さがある。ピストンヘッド２５０はＬＥＸＡＮ（登録商標）ロッドから加工され、約０．６２５インチ（１．５９ｃｍ）の高さと、ピストンヘッドが最小であるが依然自由にスライドする壁の隙間をもってシリンダー２３４内にフィットするようなサイズにされた直径とを有する。ピストンヘッド２５０の中心の穴２６２は、シャフト２３８の端２４６のための０．６２５インチ（１．５９ｃｍ）のネジを切られた開口（１８
ネジ筋／インチ）を有する。シャフト２３８はＬＥＸＡＮ（登録商標）ロッドから加工され、０．８７５インチ（２．２２ｃｍ）の外径および０．２５０インチ（０．６４ｃｍ）の内径を有する。端１４６は長さが約０．５インチ（１．２７ｃｍ）で、ピストンヘッド２５０の穴２６２に適合するようネジが切られている。端２４２は長さが約１インチ（２．５４ｃｍ）、直径が０．６２３インチ（１．５８ｃｍ）で、ステンレススチールのおもり２４８を支持する環状の段部を形成する。環状のステンレススチールのおもり２４８は０．６２５インチ（１．５９ｃｍ）の内径を有するので、シャフト２３８の端２４２上に滑り落ち、内部に形成された環状段部の上に置かれる。ピストン２３６とおもり２４８を組み合わせたおもりは、約５９６グラムに相当し、これは２８．２７ｃｍ２の面積に対する０．３０ｐｓｉ（２０．６８５ｄｙｎｅｓ／ｃｍ２）の圧力に相当する。
【００７４】
溶液がピストン／シリンダー装置内を通るとき、シリンダー２３４は一般的に１６ｍｅｓｈの硬いステンレススチール支持網（図示されない）もしくはその同等物の上に置かれる。
【００７５】
ピストンおよびおもりは空のシリンダー内に置かれて、おもり底面からシリンダーの上端までの長さを得る。この長さは０．０１ｍｍまで測定可能な測径器を用いて得られる。この長さは後にゲルベッドの高さを計算するのに用いられる。各シリンダーを空にして測り、どのピストンとおもりが用いられたかの経過を把握することが重要である。ゲルが膨張したときの計測には、同じピストンとおもりが用いられるべきである。
【００７６】
ＧＢＰ計測に用いられる高吸収層は、ＧＢＰシリンダー装置（乾燥ポリマーは膨張に先立って、シリンダーの網上に均一に広げられるべきである）で、０．９重量％塩化ナトリウム水溶液で約６０分間、約０．９グラムの高吸収物質を膨らませることにより形成される。サンプルは、米国標準規格の＃３０ｍｅｓｈの網であらかじめふるわれて米国標準規格の＃５０ｍｅｓｈの網で保持された高吸収物質から取り出される。したがって、高吸収物質は３００〜６００ミクロンの間の粒子サイズを有する。粒子は手動であらかじめふるわれてもよく、または、例えばオハイオ州メンターのＷ．Ｓ．Ｔｙｌｅｒ，Ｉｎｃ．から入手可能なロータップ式の機械式ふるい震とう機のモデルＢを用いて、自動であらかじめふるわれてもよい。
【００７７】
この周期が終わると、シリンダーは流体から取り除かれ、ピストンおもり組み立て品はゲル層の上に置かれる。膨張した高吸収層の厚みは、おもりの底からシリンダーの上端までをマイクロメーターで測ることによって決定される。この測定を空のシリンダーで行ったときに得られた値が、ゲルを膨張させた後で得られる値から減じられる。結果として得られた値が、ゲルベッドの高さＨである。
【００７８】
ＧＢＰ測定は、ＮａＣｌ溶液を、高吸収層２６８の底面から４．０ｃｍの高さに達するまでシリンダー２３４に添加することで開始される。この溶液の高さは試験中保たれる。時間に対する高吸収層２６８を通り抜ける流体の量が、重量測定法により測定される。データポイントは、試験始めの２分間は毎秒、その後は２秒毎に集められる。時間に対するベッドを通過する流体の量として、データが座標に示されると、安定した流量が実現されると、それは当業者にとって明らかになる。一旦流量が安定してから集められたデータのみが、流量計算に用いられる。高吸収層２６８を通過する流量Ｑが、ｇｍ／ｓｅｃを単位として、時間（秒単位）に対する高吸収層２６８を通過する流体（グラム単位）の線形最小二乗法によって決定される。
【００７９】
ｃｍ２単位の浸透性は、次の方程式で得られる：
Ｋ＝［Ｑ＊Ｈ＊Ｍｕ］／［Ａ＊Ｒｈｏ＊Ｐ］
Ｋ＝ゲルベッド浸透性（ｃｍ２）；Ｑ＝流量（ｇ／ｓｅｃ）；
Ｈ＝ゲルベッドの高さ（ｃｍ）；Ｍｕ＝液体粘度（ｐｏｉｓｅ）；
Ａ＝液体流量の断面積（ｃｍ２）；Ｒｈｏ＝液体密度（ｇ／ｃｍ３）；Ｐ＝静水圧（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ２）［通常は３９２３ｄｙｎｅｓ／ｃｍ２］である。
浮遊度
浮遊度試験は粒子状の高吸収ポリマー（ＳＡＰ）の浮遊度を測定することを目的とする。
【００８０】
試験には５００ｍｌのビーカー、小さなチップを有する２つのスパチュラ、ピンセット、約２〜３ｃｍの内径と約３〜４ｃｍの高さを有するプラスチックのバイアル、生理食塩水、重さ秤、およびタイマーが用いられる。
【００８１】
まず、３００〜６００μｍのＳＡＰを０．１０グラム、プラスチックのバイアルに広げ、生理食塩水（０．９％ＮａＣｌ）を計画された事前飽和レベル（以下に決定されるように）まで垂らし、バイアルに蓋をする。平衡が確立されるまで待つ（約２００分）。そして小さなチップを有するスパチュラを用いてＳＡＰをバイアルから取り出し、ＳＡＰを粒子毎に分離させる。約３００ｍｌの生理食塩水をビーカーに入れる。生理食塩水の表面から約１ｃｍの高さからＳＡＰの粒子を静かに生理食塩水の表面に落とす。粒子が生理食塩水の表面に接触したときにタイマーをスタートさせる。４５秒待ち、ＳＡＰの粒子が浮いているか沈んでいるかを記録する。粒子全体が生理食塩水の表面下に完全に沈んでいれば、粒子は沈んでいるとされる。２０の粒子を試験するまで続ける。浮くＳＡＰ粒子の割合を計算する。これは“浮遊割合”と同じである。飽和関数として、浮遊率をグラフ化する。
【００８２】
事前飽和レベルを準備するのに、蓋つきの小さなバイアルを用いる。“飽和率”はこのように定義される。すなわち：飽和率＝（液体重量／乾燥ＳＡＰ重量）（ｇ／ｇ単位）であり、高吸収剤（上記で定義される）（ｇ／ｇ単位）の平衡ＦＡＵＺＬ吸収容量に標準化される。０．１グラムのＳＡＰを量る。ＳＡＰを所望の飽和レベル（液体／固体（ｇ／ｇ単位））になるまで、所望の量の生理食塩水に垂らす。コンテナを振り、生理食塩水とＳＡＰが可能な限り均一な混合で混ざるようにする。コンテナを密封し、平衡状態になるまで待つ（約２００分）。そして、浮遊度試験を開始する。
平均粒子サイズ試験方法
高吸収物質の粒子サイズ分布は、サンプルの既知のおもりを、米国の標準規格のふるいを有するロータップ式の機械式ふるい震とう機内に置き、それを決められた状況下で規定の時間振ることで決定される。各ふるい上に残ったサンプル片は、平均粒子サイズを計算するのに用いられる。
【００８３】
２５±０．１グラムの高吸収剤が量られ、試験のために取りのけられる。ふるいはロータップ式の震とう機上に、以下のような順に重ねて積み上げられている：ボトムパン、３２５ｍｅｓｈ、１７０ｍｅｓｈ、５０ｍｅｓｈ、３０ｍｅｓｈ、および２０ｍｅｓｈの順である。上記で量られた高吸収サンプルが一番上のふるい（＃２０）に注がれ、ふるいに蓋がされる。ロータップ式震とう機は１０分間運転され、ストップされる。それぞれのパン上に残る高吸収剤の量が記録される。各ふるいｉ上に残る高吸収剤の質量分率は、ｍｉと呼ばれ、高吸収剤の全体質量に対する残った高吸収剤の質量の比率を出すことで計算される。平均粒子サイズを計算するために、特定のふるい上に残る全ての粒子は、それが残っていたふるいおよびその上のふるいの平均に等しいサイズｒｉを有すると仮定する。例えば、５０ｍｅｓｈ網の上に残る高吸収剤は、全て４５０μｍ（５０ｍｅｓｈに対応する３００μｍと３０ｍｅｓｈに対応する６００μｍの平均）であると予想される。２０ｍｅｓｈふるい上に残るサンプルの大きさは１０００μｍであると仮定される。パン上に残るサンプルの大きさは２２μｍであると仮定される（３２５ｍｅｓｈに対応する４４μｍとパンに対応する０μｍの平均）。したがって、平均粒子サイズは以下のように計算される
：
平均粒子サイズ＝Σｍｉ＊ｒｉ
本発明による処理のために説明された実施例はすべて、とりわけ保持率と浸透性の関係に関して、大変良い全体的性能を示す。容易に測定される、自由浮遊のコーティングされた粉末が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】高吸収物質のゼロ荷重での水浸吸収度（ＦＡＵＺＬ）値を決定する装置の説明図である。
【図２】図１に示されるゼロ荷重での水浸吸収度（ＦＡＵＺＬ）値を決定する装置の線Ｂ−Ｂに沿った部分断面図である。
【図３】図１に示されるゼロ荷重での水浸吸収度（ＦＡＵＺＬ）値を決定する装置の線Ａ-Ａに沿った部分断面図である。
【図４】高吸収物質のゲルベッド浸透性（ＧＢＰ）値を決定する装置の説明図である。
【図５】図４の線１２−１２に沿ったピストンヘッドの断面図である。
【図１】
2007505193.tif 000004
【図２】
2007505193.tif 000005
【図３】
2007505193.tif 000006
【図４】
2007505193.tif 000007
【図５】
2007505193.tif 000008
【国際調査報告】
2007505193.tif 000009
2007505193.tif 000010