(57)【要約】【課題】迅速吸収性を有する粒状高吸収性ポリマー組成物及びその製造方法を提供する。【解決手段】発泡剤と、親油性界面活性剤とポリエトキシル化親水性界面活性剤の混合物とを含むモノマー溶液を含み、３００〜５００μｍの平均粒径分布と３０〜６０秒のボルテックス時間を有する粒状高吸収性ポリマー組成物の製造方法が提供される。本発明はさらに、他の成分を用いて表面処理された粒状高吸収性ポリマー組成物を包含する。本発明はさらに、粒状高吸収性ポリマー組成物を含む吸収性コア及び物品を包含する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
迅速吸水性を有する粒状高吸収性ポリマーの製造方法であって、
ａ）重合性不飽和酸基含有モノマーと内部架橋剤モノマーの混合物のモノマー水溶液を調製する工程であって、前記モノマー水溶液が溶存酸素を含む工程、
ｂ）工程ａ）のモノマー水溶液に不活性ガスを加えてモノマー水溶液の溶存酸素を置換することを含む、工程ａ）のモノマー水溶液をスパージする工程、
ｃ）工程ｂ）のモノマー水溶液を重合する工程であって、
ｃ１）工程ａ）のモノマー水溶液に、ｉ）重合性不飽和酸基含有モノマー溶液の総量に基づいて約０．０５〜約２．０ｗｔ％の発泡剤を含む水溶液と、ｉｉ）重合性不飽和酸基含有モノマー溶液の総量に基づいて約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性界面活性剤とポリエトキシル化親水性界面活性剤の混合物を含む水溶液とを添加する工程、
ｃ２）工程ｃ１）のモノマー溶液を高速剪断混合で処理して、処理されたモノマー溶液を生成する工程であって、成分ｉ）約０．１〜約１．０ｗｔ％の発泡剤を含む水溶液と、ｉｉ）約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性界面活性剤とポリエトキシル化親水性界面活性剤の混合物を含む水溶液が、モノマー水溶液をスパージする工程ｂ）の後でかつモノマー水溶液の高速剪断混合の工程ｃ２）の前に、モノマー水溶液に添加される工程、
ｃ３）工程ｃ２）の処理されたモノマー溶液に重合開始剤を加えることによりヒドロゲルを生成する工程であって、前記開始剤は界面活性剤の混合物と発泡剤の後に、処理されたモノマー溶液に添加され、ポリマーが該ポリマー構造中に発泡剤の気泡を含むように生成される工程
を含む、工程ｂ）のモノマー水溶液を重合する工程、
ｄ）工程ｃ）のヒドロゲルを乾燥しすりつぶして、粒状高吸収性ポリマーを形成する工程、並びに
ｅ）工程ｄ）の粒状高吸収性ポリマーを表面架橋剤で表面架橋する工程であって、表面架橋された高吸収性ポリマーが約３０〜約６０秒のボルテックス時間を有する工程
を含む、方法。
【請求項２】
前記親油性界面活性剤が非イオン性であり、４〜９のＨＬＢを有し、かつ前記ポリエトキシル化親水性界面活性剤が非イオン性であり、１２〜１８のＨＬＢを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
親油性界面活性剤とポリエトキシル化親水性界面活性剤の前記混合物が８〜１４のＨＬＢを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記親油性界面活性剤がソルビタンエステルであり、かつ前記ポリエトキシル化親水性界面活性剤がポリエトキシル化ソルビタンエステルである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記発泡剤がアルカリ金属炭酸塩又はアルカリ金属重炭酸塩から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記高吸収性ポリマーが約１２０〜約１５０の圧力吸収指数を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
重合性不飽和酸基含有モノマー溶液の総量に基づいて約０．０５〜約１．０ｗｔ％の重合開始剤を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
粒状高吸収性ポリマー組成物が、該粒状高吸収性ポリマー組成物の約８５ｗｔ％以上の量において、標準篩分級により特定される６００μｍより小さく１５０μｍより大きい粒径を有する粒子を含み、かつ３００〜４００μｍの標準篩分級により特定される重量平均粒径（Ｄ５０）を有する粒子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ｅ）表面架橋された高吸収性ポリマーをキレート剤と混合する工程
をさらに含み、前記キレート剤の量が、粒状高吸収性ポリマーの１００重量部当たり約０．００１〜約１０重量部である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記キレート剤が、少なくとも３つのカルボキシル基を有するアミノカルボン酸及びその塩から選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
乾燥ポリマー粉末重量に基づいて約０．０１〜０．５ｗｔ％の熱可塑性ポリマーを粒子表面に加える工程であって、前記熱可塑性ポリマーが、表面架橋剤とともに前記粒状高吸収性ポリマーに加えられるか、又は前記表面架橋剤が前記粒状高吸収性ポリマーに加えられる前に前記粒状高吸収性ポリマーに適用される工程、並びに
被覆された高吸収性ポリマー粒子を１５０℃〜２５０℃の温度で約０．５〜約６０分間熱処理して前記高吸収性ポリマー粒子を表面架橋する工程
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記熱可塑性ポリマーが、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタン、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレンアクリル酸コポリマー（ＥＡＡ）、スチレンコポリマー、エチレンアルキルメタクリレートコポリマー（ＥＭＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレンビニルアセテートコポリマー（ＥＶＡ）、これらの配合物、又はこれらのコポリマーから選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記熱可塑性ポリマーが、前記表面架橋剤とともに前記粒状高吸収性ポリマーに加えられる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記表面架橋剤ｃ）が前記粒状高吸収性ポリマーに加えられる前に、前記熱可塑性ポリマーが前記粒状高吸収性ポリマーに加えられる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
重合性不飽和酸基含有モノマー溶液の総量に基づいて約０．１〜約１．０ｗｔ％の発泡剤と、重合性不飽和酸基含有モノマー溶液の総量に基づいて約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性非イオン性界面活性剤とポリエトキシル化親水性非イオン性界面活性剤の混合物とを使用して製造された内部架橋構造を粒子の内部に含む粒状高吸収性ポリマーであって、前記粒子の表面は該表面を架橋するための架橋処理にさらされており、３０〜６０秒のボルテックス時間を有する、粒状高吸収性ポリマー。
【請求項１６】
前記親油性非イオン性界面活性剤が４〜９のＨＬＢを有し、かつ前記ポリエトキシル化親水性非イオン性界面活性剤が１２〜１８のＨＬＢを有する、請求項１５に記載の粒状高吸収性ポリマー。
【請求項１７】
親油性非イオン性界面活性剤とポリエトキシル化親水性非イオン性界面活性剤の前記混合物が８〜１４のＨＬＢを有する、請求項１５に記載の粒状高吸収性ポリマー。
【請求項１８】
前記親油性非イオン性界面活性剤がソルビタンエステルであり、かつ前記ポリエトキシル化親水性非イオン性界面活性剤がポリエトキシル化ソルビタンエステルである、請求項１７に記載の粒状高吸収性ポリマー。
【請求項１９】
粒状高吸収性ポリマー組成物が、該粒状高吸収性ポリマー組成物の約８５ｗｔ％以上の量において、標準篩分級により特定される６００μｍより小さく１５０μｍより大きい粒径を有する粒子を含み、かつ３００〜４００μｍの標準篩分級により特定される重量平均粒径（Ｄ５０）を有する粒子を含む、請求項１５に記載の粒状高吸収性ポリマー。
【請求項２０】
トップシート、
バックシート、及び
前記トップシートと前記バックシートの間に配置された吸収性コア
を含む吸収性物品であって、前記吸収性コアが、重合性不飽和酸基含有モノマー溶液の総量に基づいて約０．１〜約１．０ｗｔ％の発泡剤と、重合性不飽和酸基含有モノマー溶液の総量に基づいて約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性非イオン性界面活性剤とポリエトキシル化親水性非イオン性界面活性剤の混合物とを粒子の内部に含む内部架橋構造を有する粒状高吸収性ポリマー組成物を含み、前記粒子の表面は該表面を架橋するための架橋処理にさらされており、粒状高吸収性ポリマーが３０〜６０秒のボルテックス時間を有する、吸収性物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水、水性液体、及び血液を吸収する高吸収性ポリマー（superabsorbent polymer）に関し、本発明の高吸収性ポリマーは迅速吸収性を有する。本発明はまた、迅速吸収性を有するこれらの高吸収性ポリマーの調製、及び衛生物品における吸収剤としてのその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
高吸収性ポリマーは一般に、水膨潤性で水不溶性のポリマー又は材料を指し、０．９重量％の塩化ナトリウムを含む水溶液中で、その重量の少なくとも約１０倍、及び最大約３０倍以上を吸収することができる。高吸収性ポリマーの例は、架橋された部分的に中和されたアクリレートポリマー、及び重合からの高吸収性ポリマーヒドロゲルの生成、及び高吸収性ポリマーの一般的定義に従ってある圧力下で水性液体を保持することができる粒状高吸収性ポリマー組成物の生成を含むことができる。
【０００３】
高吸収性ポリマーヒドロゲルは、一般に粒状高吸収性ポリマーと呼ばれる粒子に成形することができ、この粒状高吸収性ポリマーは、表面架橋及び他の表面処理及び表面架橋後の後処理により表面処理されて、粒状高吸収性ポリマー組成物を生成することができる。頭字語ＳＡＰは、高吸収性ポリマー、高吸収性ポリマー組成物、粒状高吸収性ポリマー組成物、又はこれらの変化型の代わりに使用することができる。一般にこれらの粒状高吸収性ポリマー組成物は、ポリマー１ｇ当たり少なくとも２５ｇの０．９重量％塩化ナトリウム水溶液の遠心保持容量（ＣＲＣ）を有する。粒状高吸収性ポリマー組成物はまた体液を迅速に取り込むように設計され、これは高いゲルベッド透過性（ＧＢＰ）を必要とする。
【０００４】
市販の粒状高吸収性ポリマー組成物は、例えば幼児用おむつ、小児用トレーニングパンツ、成人の失禁用製品、女性用ケア製品などの種々のパーソナルケア製品で広く使用されている。
【０００５】
吸収の速度と速度の上昇が、高吸収性ポリマーの１つの形態である。重合前に炭酸ナトリウム又は重炭酸ナトリウムなどの発泡剤を高吸収性ポリマーに添加することが、高吸収性ポリマーの吸収速度を上昇させるための１つの方法として開示されている。発泡剤を使用することは、高吸収性ポリマー中で熱分解的に気泡を形成させる方法を与え、重合により発生される熱に依存して発泡を開始させる。この発泡法は、プロセス中の重合のような問題があるため、容積の大きな変化をもたらし、容易な制御を不可能にし、品質の均一性が欠如し、特に高含有量の水不溶性成分を有するポリマーが製造され、製造された発泡体は孔径と分散の安定性が欠如し、吸収速度の充分な制御を不可能にする。
【０００６】
アゾ系の重合開始剤を使用してこの方法を行うと、一般にこの開始剤の量が増加して、吸収速度を改善するのに充分な量の気泡を形成し、その結果、製造されたポリマー中の水溶性成分の含有量が増加する傾向となる。さらにアゾ系重合開始剤を使用する方法は、発泡剤を使用する方法と同様に、プロセス中の重合が容積の大きな変化をもたらし、従って孔粒子と気泡分散の容易な制御を可能にしないという問題を有する。
【０００７】
この方法が、揮発性有機化合物としてこのような水不溶性発泡剤の分散下で重合を行うと、重合は比較的安定的に行われるが、この方法は、重合が揮発性有機化合物の使用のために安全性の観点から特殊な装置を必要とし、かつ使用された揮発性有機化合物をシステムから排出するため、エネルギーの大きな無駄を招き、高価となり、実際の有用性が消失する。
【０００８】
しかしこれらの粒状高吸収性ポリマーは必ず、負荷無しでも有りでも充分な吸収速度を示さず、容易な乾燥を不可能にし、粉砕中に大きな負荷がかかり、孔径の均一性が欠如し、大量の水溶性成分を有するという欠点を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って本発明の目的は、水の迅速吸収が可能な粒状高吸収性ポリマーと、その製造方法とを提供することである。従って本発明の目的は、吸水速度の上昇、並びに優れた性質の維持を示す高吸収性ポリマーを提供することである。本発明は、気泡の分散が均一な発泡体の製造を可能にし、水の迅速な吸収を可能にする吸水性樹脂、及びその製造方法を実現した。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、発泡剤と、親油性非イオン性界面活性剤と、ポリエトキシル化親水性非イオン性界面活性剤とを含み、３０〜６０秒のボルテックス時間を有する粒状高吸収性ポリマーに関する。
【００１１】
本発明はまた、約０．０５〜約２．０ｗｔ％の発泡剤と、約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性界面活性剤とポリエトキシル化親水性界面活性剤の混合物とを含む、内部架橋構造を有する粒状高吸収性ポリマーであって、前記粒子の表面が該表面を架橋するための架橋処理にさらされており、３０〜６０秒のボルテックス時間を有する粒状高吸収性ポリマーに関する。
【００１２】
本発明はまた、迅速吸水性を有する粒状高吸収性ポリマーの製造方法であって、
ａ）重合性不飽和酸基含有モノマーと内部架橋剤モノマーの混合物のモノマー水溶液を調製する工程であって、前記モノマー水溶液が溶存酸素を含む工程、
ｂ）工程ａ）のモノマー水溶液に不活性ガスを加えてモノマー水溶液の溶存酸素を置換することを含む、工程ａ）のモノマー水溶液をスパージする工程、
ｃ）工程ｂ）のモノマー水溶液を重合する工程であって、
ｃ１）工程ａ）のモノマー水溶液に、ｉ）重合性不飽和酸基含有モノマー溶液の総量に基づいて約０．０５〜約２．０ｗｔ％の発泡剤を含む水溶液と、ｉｉ）重合性不飽和酸基含有モノマー溶液の総量に基づいて約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性界面活性剤とポリエトキシル化親水性界面活性剤の混合物を含む水溶液とを添加する工程、
ｃ２）工程ｃ１）のモノマー溶液を高速剪断混合で処理して、処理されたモノマー溶液を生成する工程であって、成分ｉ）約０．０５〜約２．０ｗｔ％の発泡剤を含む水溶液と、ｉｉ）約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性界面活性剤とポリエトキシル化親水性界面活性剤の混合物を含む水溶液が、モノマー水溶液をスパージする工程ｂ）の後でかつモノマー水溶液の高速剪断混合の工程ｃ２）の前に、モノマー水溶液に添加される工程、
ｃ３）工程ｃ２）の処理されたモノマー溶液に重合開始剤を加えることによりヒドロゲルを生成する工程であって、前記開始剤は界面活性剤の混合物と発泡剤の後に、処理されたモノマー溶液に添加され、ポリマーが該ポリマー構造中に発泡剤の気泡を含むように生成される工程
を含む、工程ｂ）のモノマー水溶液を重合する工程、
ｄ）工程ｃ）のヒドロゲルを乾燥しすりつぶして、粒状高吸収性ポリマーを形成する工程、並びに
ｅ）工程ｄ）の粒状高吸収性ポリマーを表面架橋剤で表面架橋する工程であって、表面架橋された高吸収性ポリマーが約３０〜約６０秒のボルテックス時間を有する工程
を含む、方法に関する。
【００１３】
上記を踏まえると本発明の特徴と利点は、粒状高吸収性ポリマー組成物と、粒状高吸収性ポリマー組成物の速度を上昇させる方法とを提供することである。以下の説明から、本発明の多くの他の特徴及び利点が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】自由膨潤ゲルベッド透過性試験（Free Swell Gel Bed Permeability Test）に使用される試験装置の側面図である。
【図２】図１に示された自由膨潤ゲルベッド透過性試験装置で使用されるシリンダー／カップアセンブリーの側断面図である。
【図３】図１に示された自由膨潤ゲルベッド透過性試験装置で使用されるプランジャーの平面図である。
【図４】負荷下の吸収性に使用される試験装置の側面図である。
【図５】広げられた平らな状態の吸収性物品の部分的にカットした平面図を示し、着用者の皮膚に接触する物品の表面が観察者に向いている。
【００１５】
［定義］
本明細書の文脈内で、以下の各用語又は句は、以下の意味を有する：
【００１６】
本開示中で使用される時、用語「含む」、「含んでなる」、及び根幹語「含む」からの他の派生語は、制約の無い用語であり、任意の記載された特徴、要素、整数、工程、又は構成要素の存在を特定することを意図しており、１つ又はそれ以上の他の特徴、要素、整数、工程、構成要素、又はこれらの群の存在又は添加を排除することを意図するものではない。
【００１７】
本明細書において、本発明の組成物中又は本発明の方法で使用される成分の量を修飾する用語「約」は、現実の世界の濃縮物又は使用溶液を作成するために使用される典型的な測定操作及び液体取り扱い操作により、これらの操作の不注意なエラーにより、組成物を作成するか又は方法を実施するために使用される成分の製造、供給源、又は純度の差などにより発生する数量の変化を指す。用語「約」はまた、特定の初期混合物から生じる、組成物の異なる平衡条件により異なる量を包含する。用語「約」により修飾されてもされなくても、特許請求の範囲はこれらの量の同等物を含む。
【００１８】
本明細書において用語「遠心保持容量（ＣＲＣ）」は、粒状高吸収性ポリマーが飽和され、制御条件下で遠心分離に供された後に、その中に液体を保持する能力を指し、本明細書に記載の記載された遠心保持容量試験（Centrifuge Retention Capacity Test）により測定される１ｇ重量の試料当たりに保持される液体のｇ数（ｇ／ｇ）として記載される。
【００１９】
本明細書において用語「架橋された」、「架橋」、「架橋剤」、又は「架橋している」は、通常は水溶性である物質を、有効に実質的に水不溶性であるが膨潤性にする任意の手段を指す。このような架橋手段は、例えば、物理的絡み、結晶性ドメイン、共有結合、イオン性錯体及び会合、水素結合などの親水性会合、疎水性会合、又はファンデアワールス力を含むことができる。
【００２０】
本明細書において用語「内部架橋剤」又は「モノマー架橋剤」は、ポリマーを形成するためのモノマー溶液中の架橋剤の使用を指す。
【００２１】
本明細書において用語「乾燥した粒状高吸収性ポリマー組成物」は、約２０％未満の水分を有する高吸収性ポリマー組成物を指す。
【００２２】
用語「ゲル透過性」は、粒子全体の塊の性質であり、粒径分布、粒子形、及び粒子間の開いた孔の連結性、剪断弾性係数、及び膨潤ゲルの表面修飾に関連する。実際には、高吸収性ポリマー組成物のゲル透過性は、液体が膨潤粒子の塊中を如何に迅速に流れるかの尺度である。低いゲル透過性は、液体が高吸収性ポリマー組成物内を容易に流れることができず（これは一般にゲルブロッキングと呼ばれる）、液体の強制流れ（例えば、おむつの使用中の尿の２回目の適用）は別の経路（例えば、おむつの漏れ）を取らなければならないことを示す。
【００２３】
頭字語「ＨＬＢ」は、界面活性剤の親水性−親油性バランスを意味し、分子の異なる領域についての値を計算することにより決定される親水性又は親油性である程度の尺度である。ＨＬＢ値は、分子の界面活性を予測するのに使用することができ、ここで、ＨＬＢ値＜１０は脂溶性（水不溶性）であり、ＨＬＢ値＞１０は水溶性（脂質不溶性）である。
【００２４】
高吸収性ポリマー組成物の粒子のある試料の用語「質量メジアン粒径」は粒径として定義され、これは、質量に基づいて試料を半分に分割し、すなわち半分の質量の試料は質量メジアン粒径より大きい粒径を有し、半分の質量の試料は質量メジアン粒径より小さい粒径を有する。すなわち、例えば半分の質量の試料が２ミクロンより大きいとして測定されるなら、高吸収性ポリマー組成物粒子の試料の質量メジアン粒径は２ミクロンである。
【００２５】
本明細書において用語「水分含量」は、水分含量試験で測定した時、粒状高吸収性ポリマー組成物内に含まれる水の量を意味する。
【００２６】
用語「非イオン性界面活性剤」は電荷を持たない界面活性剤であり、非常に低い濃度で使用されると、水の表面張力を大きく低下させることができる。これらの親水性基は非解離性であるため、水溶液中でイオン化しない。
【００２７】
用語「粒子」、「粒状」などは、用語「高吸収性ポリマー」とともに使用される時、分割された単位の形態を指す。この単位は、フレーク、繊維、凝集体、顆粒、粉末、球、微粉化物質など、並びにこれらの組合せを含むことができる。粒子は任意の所望の形を有することができる：例えば、球、棹状の多面体、球形もしくは半球形、丸型もしくは半丸型、角張った、でこぼこなど。
【００２８】
用語「粒状高吸収性ポリマー」及び「粒状高吸収性ポリマー組成物」は、分割された形態の高吸収性ポリマー及び高吸収性ポリマー組成物の形態を指し、「粒状高吸収性ポリマー」及び「粒状高吸収性ポリマー組成物」は、１０００μｍ未満、又は約１５０μｍ〜約８５０μｍの粒径を有することができる。
【００２９】
本明細書において用語「透過性」は、多孔性構造（この場合は架橋したポリマー）の有効な連結性の尺度を意味し、粒状高吸収性ポリマー組成物の空隙率及び連結性の程度により特定することができる。
【００３０】
用語「ポリマー」は、特に限定されないが、ホモポリマー、コポリマー、例えば、ブロックコポリマー、グラフトコポリマー、ランダムコポリマー、及び交互コポリマー、ターポリマーなど、及びこれらの配合物及び修飾物を含む。さらに、特に別の指定がなければ、用語「ポリマー」はこの物質のすべての可能な配向異性体を含む。これらの配向は、特に限定されないが、イソタクチック、シンジオタクチック、及びアタクチック対称を含む。
【００３１】
本明細書において用語「ポリオレフィン」は、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリスチレン、エチレンビニルアセテートコポリマーなどの物質、これらのホモポリマー、コポリマー、ターポリマーなど、及びこれらの配合物及び修飾物などを含む。用語「ポリオレフィン」はそのすべての可能な構造体を含み、これは、特に限定されないが、イソタクチック、シノジオタクチック、及びランダム対称を含む。コポリマーはアタクチック及びブロックコポリマーを含む。
【００３２】
本明細書において用語「高吸収性ポリマー」は、水膨潤性、水不溶性の有機もしくは無機物質を指し、０．９ｗｔ％の塩化ナトリウムを含有する水溶液中で、最も好適な条件下で、その重量の少なくとも約１０倍、又はその重量の少なくとも約１５倍、又はその重量の少なくとも約２５倍を吸収することができる高吸収性ポリマー及び高吸収性ポリマー組成物を含む。
【００３３】
本明細書において用語「高吸収性ポリマー組成物」は、本発明の表面添加剤を含む高吸収性ポリマーを指す。
【００３４】
本明細書において用語「表面架橋」は、高吸収性ポリマー粒子の表面の近傍の機能性架橋のレベルを指し、これは一般に、高吸収性ポリマー粒子の内部の機能性架橋のレベルより高い。本明細書において「表面」は、粒子の外に面する境界を示す。
【００３５】
本明細書において用語「熱可塑性」は、熱に曝露された時、軟化し、室温に冷却された時、実質的に非軟化状態に戻る物質を記載する。
【００３６】
用語「ボルテックス時間」は、５０ｍｌの食塩水溶液を磁気攪拌プレート上で６００回転／分で攪拌することにより生成される渦を、２ｇのＳＡＰが止めるのに必要な時間の量（秒数）を測定する。渦を止めるのに要する時間は、ＳＡＰの自由膨潤吸収速度の指標である。
【００３７】
本明細書において使用され、乾燥した粒状高吸収性ポリマー組成物の成分を指す用語「重量％」又は「ｗｔ％」は、特に別の指定がなければ、乾燥した高吸収性ポリマー組成物の重量に基づくと理解すべきである。
【００３８】
これらの用語は、以下の発明を実施するための形態を含む本明細書の残りの部分の追加の用語で定義することができる。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
態様の典型的な側面が例示のために記載されているが、詳細な説明及び添付図面は、決して本発明の範囲を限定するものと見なすべきではない。従って、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、当業者は、種々の変更態様、適合態様、及び代替態様を思いつくであろう。仮定の説明例として、本明細書における１〜５の範囲の開示は、特許請求の範囲が以下の範囲のすべての範囲を支持するものとみなすべきである：１〜５；１〜４；１〜３；１〜２；２〜５；２〜４；２〜３；３〜５；３〜４；及び４〜５。
【００４０】
本発明によれば、本明細書中に記載された方法を使用して、迅速吸収性を有する粒状高吸収性ポリマー組成物を得ることができる。本発明はさらに、トップシート、バックシート、及び前記トップシートと前記バックシートの間に配置された吸収性コアを含む吸収性物品であって、前記吸収性コアが本発明の粒状高吸収性ポリマー組成物の種々の態様を含む吸収性物品を包含する。
【００４１】
本発明はまた、約０．０５〜約２．０ｗｔ％の発泡剤と、約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性界面活性剤とポリエトキシル化親水性界面活性剤の混合物とを粒子の内部に含む、内部架橋構造を有する粒状高吸収性ポリマーであって、前記粒子の表面が該表面を架橋するための架橋処理にさらされており、３０〜６０秒のボルテックス時間を有する、粒状高吸収性ポリマーに関する。
【００４２】
本発明はまた、親油性界面活性剤が４〜９のＨＬＢを有し、かつポリエトキシル化親水性界面活性剤が１２〜１８のＨＬＢを有するか；又は親油性界面活性剤とポリエトキシル化親水性界面活性剤の混合物が８〜１４のＨＬＢを有するか；又は親油性界面活性剤がソルビタンエステルであり、かつポリエトキシル化親水性界面活性剤がポリエトキシル化ソルビタンエステルであるか；又は親油性界面活性剤が非イオン性であり、かつポリエトキシル化親水性界面活性剤が非イオン性であるか；又は発泡剤が、アルカリ金属炭酸塩又はアルカリ金属重炭酸塩から選択されるか（ここで、アルカリ金属はナトリウム又はカリウムであることができる）；又は高吸収性ポリマーが約１２０〜約１５０の圧力吸収指数を有するか；又は内部架橋剤が、少なくとも１つのビニル基又はアリル基及び少なくとも１つのＳｉ−Ｏ結合を含むシラン化合物を含む（ここで、ビニル基又はアリル基はケイ素原子に直接結合している）粒状高吸収性ポリマーに関する。
【００４３】
本発明はまた、約０．０５〜約２．０ｗｔ％の発泡剤と、約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性非イオン性界面活性剤とポリエトキシル化親水性非イオン性界面活性剤の混合物とを粒子の内部に含む、内部架橋構造を有する粒状高吸収性ポリマーであって、前記粒子の表面が該表面を架橋するための架橋処理にさらされており、前記粒状高吸収性ポリマーが３０〜６０秒のボルテックス時間を有し、かつ前記粒状高吸収性ポリマーが、該粒状高吸収性ポリマーの約６ｗｔ％〜約１５ｗｔ％の量において、標準篩分級により特定される６００μｍより大きい粒径を有するか；又は標準篩分級により特定される３５０μ〜約５００μｍの重量平均粒径（Ｄ５０）を有するか；又は該粒状高吸収性ポリマー組成物の約８５ｗｔ％以上の量において、標準篩分級により特定される６００μｍより小さく１５０μｍより大きい粒径を有するか；又は該粒状高吸収性ポリマー組成物の約９０ｗｔ％以上の量において、標準篩分級により特定される６００μｍより小さく１５０μｍより大きい粒径を有する粒子を含み、かつ３００〜４００μｍの標準篩分級により特定される重量平均粒径（Ｄ５０）を有する粒子を含む、粒状高吸収性ポリマーに関する。
【００４４】
本発明はまた、約０．０５〜約５．０ｗｔ％の発泡剤と、約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性非イオン性界面活性剤とポリエトキシル化親水性非イオン性界面活性剤の混合物とを粒子の内部に含む、内部架橋構造を有する粒状高吸収性ポリマーであって、前記粒子の表面が該表面を架橋するために架橋処理にさらされており、前記粒状高吸収性ポリマーが３０〜６０秒のボルテックス時間を有し、かつ前記粒状高吸収性ポリマーが、粘土をさらに含んで、約９０ｗｔ％〜９８ｗｔ％の高吸収性ポリマーと約０．５ｗｔ％〜約１０ｗｔ％の粘土とを含む高吸収性ポリマー−粘土ヒドロゲルを形成するか；又は、１００重量部の粒状高吸収性ポリマー当たり約０．００１〜約１０重量部を含むか；又は、水性ヒドロゲルに添加される約０．０５〜約５．０ｗｔ％の発泡剤をさらに含む、粒状高吸収性ポリマーに関する。
【００４５】
本発明は、約０．０５〜約２．０ｗｔ％の発泡剤と、約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性非イオン性界面活性剤とポリエトキシル化親水性非イオン性界面活性剤の混合物とを粒子の内部に含む、内部架橋構造を有する粒状高吸収性ポリマーであって、前記粒子の表面が該表面を架橋するための架橋処理にさらされており、３０〜６０秒のボルテックス時間を有し、かつキレート剤（キレート剤は、少なくとも３つのカルボキシル基を有するアミノカルボン酸及びその塩から選択される）をさらに含む粒状高吸収性ポリマーに関する。
【００４６】
本発明はまた、約０．０５〜約２．０ｗｔ％の発泡剤と、約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性非イオン性界面活性剤とポリエトキシル化親水性非イオン性界面活性剤の混合物とを粒子の内部に含む、内部架橋構造を有する粒状高吸収性ポリマーであって、前記粒子の表面が該表面を架橋するための架橋処理にさらされており、前記粒状高吸収性ポリマーが３０〜６０秒のボルテックス時間を有し、かつ前記粒状高吸収性ポリマーが、乾燥ポリマー粉末重量に基づいて約０．０１〜０．５ｗｔ％の熱可塑性ポリマーをさらに含むか；又は前記熱可塑性ポリマーが、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタン、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレンアクリル酸コポリマー（ＥＡＡ）、スチレンコポリマー、エチレンアルキルメタクリレートコポリマー（ＥＭＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレンビニルアセテートコポリマー（ＥＶＡ）、これらの配合物、又はこれらのコポリマーから選択されるか、又は前記熱可塑性ポリマーが、前記表面架橋剤とともに前記粒状高吸収性ポリマーに添加される、粒状高吸収性ポリマーに関する。
【００４７】
本発明はまた、約０．０５〜約２．０ｗｔ％の発泡剤と、約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性非イオン性界面活性剤とポリエトキシル化親水性非イオン性界面活性剤の混合物とを粒子の内部に含む、内部架橋構造を有する粒状高吸収性ポリマーであって、前記粒子の表面が該表面を架橋するための架橋処理にさらされており、前記粒状高吸収性ポリマーが３０〜６０秒のボルテックス時間を有し、かつ前記粒状高吸収性ポリマーの表面に適用された、前記粒状高吸収性ポリマー組成物の重量に基づいて０．０１ｗｔ％〜約５ｗｔ％の中和アルミニウム塩を、約５．５〜約８のｐＨ値を有する中和アルミニウム塩水溶液の形態でさらに含む、粒状高吸収性ポリマーに関する。
【００４８】
本発明はまた、約０．０５〜約２．０ｗｔ％の発泡剤と、約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性非イオン性界面活性剤とポリエトキシル化親水性非イオン性界面活性剤の混合物とを粒子の内部に含む、内部架橋構造を有する粒状高吸収性ポリマーであって、前記粒子の表面が該表面を架橋するための架橋処理にさらされており、前記粒状高吸収性ポリマーが３０〜６０秒のボルテックス時間を有し、かつ１ｇの前記粒状高吸収性ポリマー組成物当たり約２５ｇ〜約４０ｇの０．９ｗｔ％塩化ナトリウム水溶液の遠心保持容量（ＣＲＣ）を有するか；又は前記粒状高吸収性ポリマーの約２〜約１０ｗｔ％の水分含量を有するか；又は約２０×-8ｃｍ2〜約２００×１０-8ｃｍ2の自由膨潤ゲルベッド透過性（ＦＳＧＢＰ）を有するか；又は０．９ｗｔ％について４．８３ｋＰａの負荷下で約１５ｇ／ｇ〜約２６ｇ／ｇの６０分吸収容量を有する、粒状高吸収性ポリマーに関する。
【００４９】
本発明はまた、迅速吸水性を有する粒状高吸収性ポリマーの製造方法であって、
ａ）重合性不飽和酸基含有モノマーと内部架橋剤モノマーの混合物のモノマー水溶液を調製する工程であって、前記モノマー水溶液が溶存酸素を含む工程、
ｂ）工程ａ）のモノマー水溶液に不活性ガスを加えてモノマー水溶液の溶存酸素を置換することを含む、工程ａ）のモノマー水溶液をスパージする工程、
ｃ）工程ｂ）のモノマー水溶液を重合する工程であって、
ｃ１）工程ａ）のモノマー水溶液に、ｉ）重合性不飽和酸基含有モノマー溶液の総量に基づいて約０．０５〜約２．０ｗｔ％の発泡剤を含む水溶液と、ｉｉ）重合性不飽和酸基含有モノマー溶液の総量に基づいて約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性非イオン性界面活性剤とポリエトキシル化親水性非イオン性界面活性剤の混合物を含む水溶液とを添加する工程、
ｃ２）工程ｃ１）のモノマー溶液を少なくとも２５００ｒｐｍの高速剪断混合で処理して、処理されたモノマー溶液を生成する工程であって、成分ｉ）約０．０５〜約２．０ｗｔ％の発泡剤を含む水溶液と、ｉｉ）約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性非イオン性界面活性剤とポリエトキシル化親水性非イオン性界面活性剤の混合物を含む水溶液が、モノマー水溶液をスパージする工程ｂ）の後でかつモノマー水溶液の高速剪断混合の工程ｃ２）の前に、モノマー水溶液に添加される工程、
ｃ３）工程ｃ２）の処理されたモノマー溶液に重合開始剤を加えることによりヒドロゲルを生成する工程であって、前記開始剤は発泡剤と界面活性剤の後に、処理されたモノマー溶液に添加され、ポリマーが該ポリマー構造中に発泡剤の気泡を含むように生成される工程
を含む、工程ｂ）のモノマー水溶液を重合する工程、
ｄ）工程ｃ）のヒドロゲルを乾燥しすりつぶして、粒状高吸収性ポリマーを形成する工程、並びに
ｅ）工程ｄ）の粒状高吸収性ポリマーを表面架橋剤で表面架橋する工程であって、表面架橋された高吸収性ポリマーが約３０〜約６０秒のボルテックス時間を有する工程
を含む方法に関する。
【００５０】
本発明はさらに、トップシート、バックシート、前記トップシートと前記バックシートの間に配置された吸収性コアを含む吸収性物品であって、前記吸収性コアが本発明の前記粒状高吸収性ポリマーを含む吸収性物品を包含する。
【００５１】
適切な高吸収性ポリマーは、合成ポリマー、天然ポリマー、生分解性ポリマー、及び改質された天然ポリマーから選択することができる。高吸収性ポリマーについて使用される用語「架橋される」は、通常は水溶性である物質を、有効に実質的に水不溶性であるが膨潤性にする任意の手段を指す。このような架橋手段は、例えば、物理的絡み、結晶性ドメイン、共有結合、イオン性錯体及び会合、水素結合などの親水性会合、疎水性会合、又はファンデアワールス力を含むことができる。本発明の態様で示される高吸収性ポリマーは、高吸収性ポリマーの約５５ｗｔ％〜約９９．９ｗｔ％の重合性不飽和酸基含有モノマーの初期重合により得ることができる。適切なモノマーは、カルボキシル基を含む任意のもの、例えばアクリル酸もしくはメタクリル酸；又は２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、又はこれらの混合物を含む。少なくとも約５０ｗｔ％、さらに好ましくは少なくとも約７５ｗｔ％の酸基がカルボキシル基であることが好ましい。
【００５２】
本発明の高吸収性ポリマーを製造するための方法は、高吸収性ポリマーの約５５ｗｔ％〜約９９．９ｗｔ％の重合性不飽和酸基含有モノマーの初期重合により得ることができる。適切な重合性モノマーは、カルボキシル基を含む任意のもの、例えばアクリル酸、メタクリル酸、又は２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、又はこれらの混合物を含む。少なくとも約５０ｗｔ％、さらに好ましくは少なくとも約７５ｗｔ％の酸基がカルボキシル基であることが好ましい。
【００５３】
アクリル酸中に含まれる不純物は、以下のように定義される。アクリル酸は、プロトアネモニン及び／又はフルフラールを含むことがあり、これらは、色調の安定性又は残存モノマーを考慮して、所定の量以下になるように制御することができる。プロトアネモニン及び／又はフルフラールの含有量は、０〜約１０ｐｐｍ、又は０〜約５ｐｐｍ、又は０〜約３ｐｐｍ、又は０〜約１ｐｐｍでもよい。同じ理由によりアクリル酸は、フルフラール及び／又はマレイン酸以外の少量のアルデヒドを含むことができる。アクリル酸に対するアルデヒドの量は、０〜約５ｐｐｍ、又は０〜約３ｐｐｍ、又は０〜約１ｐｐｍである。フルフラール以外のアルデヒドの例は、ベンズアルデヒド、アクロレイン、アセトアルデヒドなどを含む。残存モノマーを減少させる観点から、アクリル酸は、０〜約５００ｐｐｍ、又は０〜約２００ｐｐｍ、又は０〜約１００ｐｐｍの量のダイマーアクリレートを含む。
【００５４】
酸基はアルカリ塩基を用いて、少なくとも約２５ｍｏｌ％、又は約５０ｍｏｌ％〜約８０ｍｏｌ％程度まで中和され、すなわち、酸基は好ましくは、ナトリウム塩、カリウム塩、又はアンモニウム塩として存在する。アルカリ塩基の量は、粒状高吸収性ポリマー組成物の約１４ｗｔ％〜約４５ｗｔ％でもよい。アルカリ塩基は、水素化ナトリウム又は水酸化カリウムを含むことができる。ある形態において、そのカルボキシル基が内部架橋剤の存在により中和されているアクリル酸又はメタクリル酸の重合により得られるポリマーを使用することが好ましい。重合は、アルカリ塩基をモノマー溶液に加えるか、又はアクリル酸などのモノマーをアルカリ塩基に加えることにより達成できることに注意されたい。中和の温度（中和温度）は特に限定されず、１０〜１００℃又は３０〜９０℃でもよい。
【００５５】
ある形態において、エチレン性不飽和モノマーと共重合できる第２の適切なモノマーは、特に限定されないが、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、エトキシル化（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、又はアクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリドを含むことができる。このようなモノマーは、共重合されたモノマーの０ｗｔ％〜約４０ｗｔ％の範囲で存在することができる。
【００５６】
モノマーがアクリル酸である場合、部分的に中和されたアクリレート塩は、重合後に粒状吸水性物質中でポリマーに変換され、アクリル酸に基づく変換値は、部分的に中和されたポリアクリレート塩が完全に等モルの非中和ポリアクリル酸であると仮定することにより決定することができる。
【００５７】
本発明の高吸収性ポリマーはまた、重合性不飽和酸基含有モノマーの総量に基づいて、約０．００１ｗｔ％〜約５ｗｔ％の、又は約０．２ｗｔ％〜約３ｗｔ％の少なくとも１種の内部架橋剤を含む。この内部架橋剤は一般に、少なくとも２つのエチレン性不飽和２重結合、又は１つのエチレン性不飽和２重結合と１つの官能基（重合性不飽和酸基含有モノマーの酸基に対して反応性である）、又は数個の官能基（酸基に対して反応性であり、内部架橋性成分として使用することができ、重合性不飽和酸基含有モノマーの重合中に存在することができる）を有する。この内部架橋剤は、シリカ原子に直接結合した少なくとも１つのビニル基又はアリル基、及び少なくとも１つのＳｉ−Ｏ結合を含むシラン化合物を含むことができる。
【００５８】
高吸収性ポリマーに使用される内部架橋剤の例には、脂肪族不飽和アミド、例えばメチレンビスアクリル−もしくは−メタクリルアミド又はエチレンビスアクリルアミド、及びさらにポリオールもしくはアルコキシル化ポリオールのエチレン性不飽和酸との脂肪族エステル、例えばブタンジオール又はエチレングリコール、ポリグリコール又はトリメチロールプロパンのジ（メタ）アクリレートもしくはトリ（メタ）アクリレート、好ましくは１〜３０モルのアルキレンオキシドでオキシアルキル化、好ましくはエトキシル化されたトリメチロールプロパンのジ−及びトリアクリレートエステル、グリセロール及びペンタエリスリトールの、及び１〜３０モルのエチレンオキシドでオキシエチル化されたグリセロール及びペンタエリスリトールの、アクリレート及びメタクリレートエステル、及びさらにアリル化合物、例えばアリル（メタ）アクリレート、１〜３０モルのエチレンオキシドで反応させたアルコキシル化アリル（メタ）アクリレート、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、ビニルトリメトキシシラン、ビニルシラン、例えばDynasylan（登録商標）6490、Dynasylan（登録商標）6498、ビニルアルコキシシラン、例えばビニルトリメトキシシラン、メチルビニルトリメトキシシラン、ビニルトリイソプロペノキシシラアン、ビニルトリエトキシシラン、メチルビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルエチルジエトキシシラン、ジエトキシエチルビニルシラン、及びビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン；ビニルアセトキシシラン、例えばビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルエチルジアセトキシシラン、及びビニルトリアセトキシシラン；アリルアルコキシシラン、例えばアリルトリメトキシシラン、アリルメチルジメトキシシラン、及びアリルトリエトキシシラン；ジビニルアルコキシシラン及びジビニルアセトキシシラン、例えばジビニルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシラン及びジビニルジアセトキシシラン；ジアルキルアルコキシシラン及びジアリルアセトキシシラン、例えばジアリルジメトキシシラン、ジアリルジエトキシシラン及びジアリルジアセトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、少なくとも２つのビニル基を有するポリシロキサン、テトラアリルオキシエタン、テトラアリルオキシエタン、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、ポリオール、ヒドロキシアリル又はアクリレート化合物、及びリン酸又は亜リン酸のアリルエステル、及びさらに、架橋することができるモノマー、例えばメタクリルアミド又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、及びこれらから誘導されるエーテル、がある。アルミニウム金属塩などのイオン性架橋剤も使用することができ、又は多価カチオンを含有する他の化合物も使用することができる。例えば、温度により（例えば乾燥中又は熱処理中）、又は水もしくは他の化学物質の添加により、又はｐＨの変化により、又は他の何かの変化により誘発される時、例えば体液と接触した時、重合後に追加の架橋を形成するか、加水分解又は反応して、重合後、より少ない架橋を形成する重合後反応性架橋剤。���記架橋剤の混合物も使用することができる。
【００５９】
高吸収性ポリマーは、重合性不飽和酸基含有モノマーの総量に基づいて、約０．００１ｗｔ％〜約０．１ｗｔ％の第２の内部架橋剤を含んでよく、この第２の内部架橋剤は、少なくとも２つのエチレン性不飽和２重結合を有する組成物を含むことができ、例えばメチレンビスアクリルアミドもしくは−メタクリルアミド、又はエチレンビスアクリルアミド；さらに、ポリオールの不飽和モノ−又はポリカルボン酸のエステル、例えばジアクリレート又はトリアクリレート、例えばブタンジオール−又はエチレングリコールジアクリレート又は−メタクリレート；トリメチロールプロパントリアクリレート、並びにこれらのアルコキシル化誘導体；さらに、アリル化合物、例えばアリル（メタ）アクリレート、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、テトラアリルオキシエタン、ジ−及びトリアリルアミン、テトラアリルエチレンジアミン、リン酸又は亜リン酸のアリルエステルがある。さらに、酸基に対して反応性の少なくとも１つの官能基を有する化合物も使用することができる。その例には、アミドのＮ−メチロール化合物、例えばメタクリルアミド又はアクリルアミド、及びこれらから誘導されるエーテル、並びにジ−及びポリグリシジル化合物がある。ポリエチレングリコールモノアリルエーテルアクリレート、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、及び／又はポリエチレングリコールジアクリレートを含んでよい第２の内部架橋剤。
【００６０】
通常の開始剤、例えばアゾもしくはペルオキソ化合物、酸化還元系、又はＵＶ開始剤（増感剤）、及び／又は放射線は、フリーラジカル重合の開始に使用することができる。ある形態では、開始剤はフリーラジカル重合の開始に使用することができる。適切な開始剤には、特に限定されないが、アゾもしくはペルオキソ化合物、酸化還元系、又は紫外線開始剤、増感剤、及び／又は放射線がある。
【００６１】
本発明で使用される重合開始剤は、必要に応じて、重合の種類に一致して選択され、特に限定されない。重合開始剤の例は、熱分解性重合開始剤、光分解性重合開始剤、及び酸化還元型重合開始剤などを包含する。熱分解性重合開始剤の具体例は、過硫酸塩、例えば過硫酸塩ナトリウム、過硫酸塩カリウム、又は過硫酸塩アンモニウム；及び過酸化物、例えば過酸化水素、過酸化ｔ−ブチル、又は過酸化メチルエチルケトン；及びアゾ化合物、例えば２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリドなどを包含する。光分解性重合開始剤の具体例は、ベンゾイン誘導体、ベンジル誘導体、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、及びアゾ化合物などを包含する。酸化還元型の重合開始剤の例は、上記した過硫酸塩又は過酸化物と組合せた還元性化合物、例えばＬ−アスコルビン酸又は硫化水素ナトリウムの使用を包含する。好適な例は、上記した熱分解性重合開始剤と組合せた光分解性重合開始剤の使用を包含する。重合開始剤の使用量は、モノマーに対して約０．００１〜約１ｍｏｌ％、又は約０．０５〜１．０ｍｏｌ％でもよい。重合開始剤の使用量が１ｍｏｌ％より多い時、吸水性樹脂の着色が起きることがある。一方、重合開始剤の使用量が０．０００１ｍｏｌ％未満である時、これは残存モノマーの増加を引き起こすことがある。
【００６２】
一方、上記重合開始剤を使用する代わりに、モノマーは、放射線、電子線、及び紫外線などの活性化エネルギー光線の照射により重合してもよい。さらに重合は、活性化エネルギー光線と組合せた重合開始剤の使用により行うことができる。
【００６３】
本発明はさらに、重合性不飽和酸基含有モノマー溶液の総量に基づいて、約０．０５〜約２．０ｗｔ％、又は約０．１〜約１．０ｗｔ％の発泡剤を含む。発泡剤は、任意のアルカリ金属炭酸塩もしくはアルカリ金属重炭酸塩含有塩、又は混合塩、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、炭酸窒素マグネシウム、炭酸マグネシウム（ヒドロキシック）、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、これらの重炭酸塩及び水和物、アゾ化合物又は他のカチオン、並びに天然に存在する炭酸塩、例えばドロマイト、又はこれらの混合物を含んでよい。発泡剤は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎなどの多価カチオンの炭酸塩を含むことができる。いくつかの多価遷移金属カチオンを使用することができるが、これらの一部（例えば第二鉄カチオン）は着色を引き起こし、水の中で酸化還元反応又は加水分解平衡を受けることがある。これは、最終的なポリマー生成物の品質管理の困難さを招くことがある。またＮｉ、Ｂａ、Ｃｄ、Ｈｇなどの他の多価カチオンは、潜在的毒性作用又は皮膚感作作用のために受容されないであろう。発泡剤は、炭酸ナトリウム及び重炭酸ナトリウムを含んでよい。
【００６４】
本発明はさらに、重合性不飽和酸基含有モノマー溶液の総量に基づいて、約０．００１〜約１．０ｗｔ％、又は約０．００２〜約０．５ｗｔ％、又は約０．００３〜約０．１ｗｔ％の、親油性界面活性剤とポリエトキシル化親水性界面活性剤の混合物を含み、ここで、親油性界面活性剤は４〜９のＨＬＢを有し、ポリエトキシル化親水性界面活性剤は１２〜１８のＨＬＢを有することができるか；又は親油性界面活性剤が非イオン性であるか、又はポリエトキシル化親水性界面活性剤が非イオン性でもよい。
【００６５】
界面活性剤の典型例として、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、例えばポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、及びポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル；ソルビタン脂肪酸エステル、例えばモノラウリン酸ソルビタン、モノパルチミン酸ソルビタン、モノステアリン酸ソルビタン、トリステアリン酸ソルビタン、モノオレイン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタン、セスキオレイン酸ソルビタン、ジステアリン酸ソルビタン；ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、例えばポリオキシエチレンモノラウリン酸ソルビタン、ポリオキシエチレンモノパルチミン酸ソルビタン、ポリオキシエチレンモノステアリン酸ソルビタン、ポリオキシエチレントリステアリン酸ソルビタン、ポリオキシエチレンモノオレイン酸ソルビタン、ポリオキシエチレントリオレイン酸ソルビタン；ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、例えばテトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット；グリセリン脂肪酸エステル、例えばモノステアリン酸グリセロール、モノオレイン酸グリセロール、及び自己乳化性モノステアリン酸グリセロール；ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、例えばポリエチレンモノ−ラウリン酸グリコール、ポリエチレンモノステアリン酸グリコール、ポリエチレンジステアリン酸グリコール、及びポリエチレンモノオレイン酸グリコール；ポリオキシエチレンアルキルアミン；ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油；及びアルキルアルコールアミンを引用することができる。非イオン性界面活性剤の混合物は、ソルビタンエステルである親油性界面活性剤と、ポリエトキシ化ソルビタンエステルであるポリエトキシ化親水性界面活性剤との混合物を含んでもよい。
【００６６】
本発明の方法は、親油性界面活性剤とポリエトキシル化親水性界面活性剤の混合物の存在下で、重合又は共重合反応を実施するのに好適である。２つの界面活性剤の混合物の使用は、気泡が安定に分散されることを可能にする。さらに２つの界面活性剤の種類と量を適切に制御することにより、製造される親水性ポリマーの孔径と吸水速度を制御することができる。本発明の迅速吸水性を有する粒状高吸収性ポリマーを製造するための方法は、
ａ）ａ１）約５５〜約９９．９ｗｔ％の重合性不飽和酸基含有モノマーと、
ａ２）約０．００１〜約５．０ｗｔ％の内部架橋剤と、
ａ３）約１４〜４５ｗｔ％のアルカリであって、組成物が約５０ｍｏｌ％〜約７０ｍｏｌ％の中和度を有するアルカリとを含むモノマー溶液を調製し、
ａ４）モノマー溶液が１ｗｔ％未満の酸素を有するように、不活性ガスをモノマー溶液中にバブリングすることにより、工程ｃ）のモノマー溶液をスパージする工程、
ｂ）ｂ１）工程ａ）のモノマー溶液に以下、すなわち
ｉ）重合性不飽和酸基含有モノマー溶液の総量に基づいて、約０．０５〜約２．０ｗｔ％の発泡剤を含む水溶液と、
ｉｉ）重合性不飽和酸基含有モノマー溶液の総量に基づいて、約０．００１〜約１．０ｗｔ％の、親油性界面活性剤とポリエトキシル化親水性界面活性剤の混合物を含む水溶液とを加える工程、
ｂ２）工程ａ）と工程ｂ１）のモノマー溶液を、少なくとも約２５００ｒｐｍであることができる高速剪断混合で処理して、処理されたモノマー溶液を生成する工程、
ｂ３）工程ｂ２）の処理されたモノマー溶液に重合開始剤を加えてヒドロゲルを生成する工程であって、前記開始剤が、発泡剤と界面活性剤の後に、処理されたモノマー溶液に添加され、発泡剤の気泡をポリマー構造中に含むように前記ポリマーが生成される工程を含む、工程ａ）のモノマー溶液を重合する工程、
ｃ）工程ｂ）のヒドロゲルを乾燥しすりつぶして、粒状高吸収性ポリマーを生成する工程、並びに
ｄ）工程ｃ）の粒状高吸収性ポリマーを表面架橋剤で表面架橋する工程であって、表面架橋された高吸収性ポリマーが約３０秒〜約６０秒のボルテックスを有する工程を含む。
【００６７】
重合開始時の温度は、使用されるラジカル重合開始剤の種類により変化するが、０〜５０℃、又は１０℃〜４０℃の範囲でもよい。反応プロセスにおける重合温度は、使用されるラジカル重合開始剤の種類により変化するが、２０℃〜１１０℃、又は３０℃〜９０℃の範囲でもよい。重合開始時の温度又は反応プロセス中の重合温度が上記範囲から逸脱する場合、（１）製造された吸水性樹脂中の残存モノマーの量の過度の増加、（ｂ）発泡剤を用いる発泡の制御（具体的に後述される）で誘発される困難さ、及び（ｃ）吸水性樹脂により吸収される水分の量の過度の減少を伴う自己架橋反応の過度の進行などの欠点が発生するであろう。
【００６８】
反応時間は特に限定されないが、不飽和モノマー、架橋剤、及びラジカル重合開始剤、又は反応温度などの反応条件の組合せに応じてのみ設定する必要がある。
【００６９】
１０〜５００μｍの範囲のほとんど独立した気泡構造を有する吸水性樹脂又は親水性ポリマーの平均孔径は、１０〜５００μｍの範囲、又は２０〜４００μｍの範囲、又は３０〜３００μｍの範囲、又は４０〜２００μｍの範囲、又は７０〜約１１０μｍの範囲である。上記孔径は、電子顕微鏡を用いて、乾燥状態の吸水性樹脂又は親水性ポリマーを画像解析に供することにより見いだされる。具体的には平均孔径は、画像解析の結果の吸水性樹脂の孔径の分布を示すヒストグラムを作成し、このヒストグラムに基づいて孔径の数平均を計算することにより得られる。
【００７０】
粒状高吸収性ポリマーの性質をさらに増強するために、本明細書中に記載された発泡剤の追加量を、乾燥工程前に水性高吸収性ポリマーに加えてもよい。
【００７１】
乾燥温度は特に限定されないが、例えば１００℃〜２５０℃、又は１２０℃〜２００℃の範囲であることが必要である。乾燥時間は特に限定されないが、１０秒〜５時間のおよその範囲内であることが好ましい。ヒドロゲル樹脂は、乾燥前に中和するか又は微細化のためにさらに分解してもよい。
【００７２】
採用される乾燥法は特に限定されないが、例えば加熱による乾燥、熱風による乾燥、減圧下での乾燥、赤外線による乾燥、マイクロ波による乾燥、ドラムドライヤーによる乾燥、疎水性有機溶媒との共沸による脱水、及び熱蒸気の使用による高湿度乾燥などの種々の方法から選択することができる。上記乾燥法の中で、熱風による乾燥及びマイクロ波による乾燥は特に好適である。気泡を含むヒドロゲルにマイクロ波を照射すると、気泡がその元々の容量から数倍〜数十倍に拡張されるため、生成される吸水性樹脂はさらに上昇した吸水速度を得る。
【００７３】
［粒状高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）−粘土配合物］
上記したように、重合反応は迅速に進んで、例えば連続的に移動するコンベアベルトなどの平面上に押し出される高粘度のヒドロゲルを与える。中和された高吸収性ポリマーヒドロゲルは粉砕され、粘土は典型的には水性粘土スラリーとして、粉砕された高吸収性ポリマーヒドロゲル粒子に添加され、緊密に混合される。粘土はまた、固体粒子又は粉末として加えることもできる。次にＳＡＰヒドロゲルと粘土成分は、例えば押出しにより緊密に混合され、粘土をヒドロゲル粒子内及びその上に分散することができる。次に、生じる中和されたＳＡＰ−粘土混合物は乾燥されサイズ分級され、任意に表面架橋されて、中和されたＳＡＰ−粘土粒子を提供する。ＳＡＰ−粘土ヒドロゲル粒子の粉砕は、同時に又は連続して行うことができる。
【００７４】
粉砕後、粘性のＳＡＰ−粘土ヒドロゲル粒子は脱水（すなわち乾燥）されて、ＳＡＰ−粘土粒子が固体型又は粉末型で得られる。脱水工程は、例えば粘性ＳＡＰ−粘土ヒドロゲル粒子を、約１９０℃〜約２１０℃の温度で約１５分〜約１２０分間、強制空気オーブン中で、又は約１５分〜約１１０分、又は約１５分間〜約１００分、又は約２０分〜約１００分間、加熱することにより行うことができる。次に、乾燥されたＳＡＰ−粘土ヒドロゲルは、粒径低減と分級（切断、粉砕、篩を含む）のためのさらに機械的手段に供することができる。
【００７５】
このようなＳＡＰ−粘土組成物は、約９０ｗｔ％〜約９９．５ｗｔ％、又は約９１ｗｔ％〜約９９ｗｔ％、又は約９２ｗｔ％〜約９８ｗｔ％の量で存在士高吸収性ポリマーを含むことができ、粘土は、約０．５ｗｔ％〜約１０ｗｔ％、又は約１ｗｔ％〜約９ｗｔ％、又は約２ｗｔ％〜約８ｗｔ％の量で存在することができる。
【００７６】
本ＳＡＰ−粘土粒子に有用な粘土は、膨潤性又は非膨潤性粘土でもよい。膨潤性粘土は、水分を吸収する能力を有し、膨潤性の層化有機物質である。適切な膨潤性粘土には、特に限定されないが、モンモリロナイト、サポナイト、ノントロナイト、ラポナイト、バイデライト、ヘクトライト、ソーコナイト、スティーブンサイト、バーミキュライト、ボルコンスコイト、マガダイト、メドモンタイト、ケニヤアイト、及びこれらの混合物がある。
【００７７】
適切な非膨潤性粘土としては、特に限定されないが、カオリン鉱物（カオリナイト、ディッカイト、ナクライトを含む）、蛇紋石鉱物、雲母鉱物（イライトを含む）、緑泥石鉱物、セポライト、パリゴルスカイト、ボーキサイト、及びこれらの混合物がある。
【００７８】
粘土はまた、有機親和性粘土でもよい。本明細書において及びこの後で使用されるように、「有機親和性」は、ある化合物が、少なくともそれ自体の重量の、好ましくはその重量の何倍もの有機の水非混和性化合物を吸収する性質として定義される。有機親和性化合物は、任意に水又は水非混和性化合物を吸収することができる。
【００７９】
市販の粘土には、BASF Corporation, F1orham Park, N.J.のULTRAGLOSS（登録商標）粘土（含水カオリン）；Nanocor Techno1ogies, Arlington Heights, IIL.のPurified Clay；及びHuber, Atlanta, Ga.のHYDROGLOSS（登録商標）がある。
【００８０】
［粒径］
重合は高吸収性ポリマーゲルを生成し、これは粒状化されて高吸収性ポリマー粒子となるか又は粒状高吸収性ポリマーとなる。高吸収性ポリマーゲルは一般に、高吸収性ポリマーゲルの約４０〜８０ｗｔ％の水分含量を有する。粒状高吸収性ポリマーは一般に、約５０μｍ〜約１０００μｍ、又は約１５０μｍ〜約８５０μｍの範囲の粒径を含む。本発明は、米国基準３０メッシュスクリーンを介するスクリーニングにより測定され、米国基準５０メッシュスクリーン上に保持された時、約３００μｍ〜約６００μｍの粒径を有する少なくとも約４０ｗｔ％の高吸収性ポリマー粒子、約３００μｍ〜約６００μｍの粒径を有する少なくとも約５０ｗｔ％の粒子、約３００μｍ〜約６００μｍの粒径を有する少なくとも約６０ｗｔ％の粒子を含むことができる。さらに質量平均粒径Ｄ５０は、２００〜４５０μｍ又は３００〜４３０μｍでもよい。
【００８１】
さらに１５０μｍ未満の粒子の割合は、一般に０〜８質量％、又は０〜５質量％、又は０〜３質量％、又は０〜１質量％である。さらに６０μｍより大きい粒子の割合は、例えば、W.S. Tyler, Inc., Mentor OhioのRO-TAP（登録商標）機械篩シェーカーモデルＢを使用して測定した時、０〜２５質量％、又は３〜１５質量％、又は５〜１２質量％、又は５〜８質量％でもよい。
【００８２】
粒径は、粒子を分散重合と分散乾燥に供することにより調整することができる。しかし一般に、特に水性重合を行う場合は、粒子は乾燥後粉砕されて分級され、次に特定の粒径分布を得るために、Ｄ５０の質量平均直径、及び１５０μｍ未満で６００μｍ超の粒子の量が調整される。例えば、Ｄ５０の質量平均直径を有する粒子の直径を４００μｍ以下に低下させ、また１５０μｍ未満で６００μｍ超の直径を有する微粒子の量を低減させることにより特定の粒径分布が達成されるなら、乾燥後に粒子は、篩などの一般的分級機器を使用して、まず粗粒子と微粒子とに分級される。このプロセスは好ましくは、５０００μｍ〜６００μｍ、又は２０００μｍ〜６００μｍ、又は１０００μｍ〜６００μｍの直径を有する粗粒子を除去する。次に主要調整プロセスにおいて、１５０μｍ未満の直径を有する微粒子が除去される。除去された粗粒子は廃棄されるが、これらは前記粉砕プロセスを介して再度粉砕される可能性が高い。従って、粉砕プロセスにより特定の粒径分布を有する生じる粒状高吸収性ポリマーは、不規則に粉砕された粒子からなる。
【００８３】
粒状高吸収性ポリマーは、上記した追加の化学物質と処理法で表面処理される。特に粒状高吸収性ポリマーの表面は、表面架橋剤の添加と熱処理により架橋（一般に表面架橋と呼ばれる）される。一般に表面架橋は、粒子内部の架橋密度について粒状高吸収性ポリマー表面の近傍のポリマーマトリックスの架橋密度を上昇させるプロセスである。表面架橋剤の量は、乾燥した粒状高吸収性ポリマー組成物の約０．０１ｗｔ％〜約５ｗｔ％の量、例えば乾燥した粒状高吸収性ポリマー組成物の重量に基づいて、約０．０１ｗｔ％〜約３ｗｔ％、及び例えば約０．１ｗｔ％〜約１ｗｔ％の量で存在することができる。
【００８４】
所望の表面架橋剤は、ポリマー鎖のペンダント基に対して反応性である１つ又はそれ以上の官能基（典型的には酸基）を有する化学物質を含む。表面架橋剤は、縮合反応（縮合架橋剤）、付加反応、又は開環反応で、ポリマー構造の官能基と反応する官能基を含む。これらの化合物は、例えばジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、プロピレングリコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリオキシプロピレン、オキシエチレン−オキシプロピルブロックコポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、ポリビニルアルコール、ソルビトール、１，３−ジオキソラン−２−オン（炭酸エチレン）、４−メチル１，３−ジオキソラン−２−オン（炭酸プロピレン）、又は４，５−ジメチル１，３−ジオキソラン−２−オンを含んでよい。
【００８５】
粒状高吸収性ポリマーが表面架橋剤と又は表面架橋剤を含む流体と接触された後、処理された粒状高吸収性ポリマーは、約５０〜約３００℃、又は約７５〜約２７５℃、又は約１５０〜約２５０℃の温度に熱処理され、温度に応じて約５〜約９０分間熱処理され、従ってポリマー構造の外部領域は内部領域と比較してより強固に架橋される（表面架橋）。熱処理の持続期間は、ポリマー構造の所望の特性プロフィールが熱の影響の結果として破壊されるリスクにより限定される。
【００８６】
表面架橋の１つの具体的な形態において、粒状高吸収性ポリマーは炭酸エチレンで表面処理され、次に加熱により処理されて、高吸収性ポリマー粒子の表面架橋に影響を与え、これは、粒状高吸収性ポリマーの表面架橋密度とゲル強度特性を改善する。さらに詳しくは、表面架橋剤は、粒状高吸収性ポリマーを炭酸エチレン表面架橋剤のアルコール水溶液と混合することにより、粒状高吸収性ポリマー上にコーティングされる。アルコール水溶液中のアルコールの量は、炭酸アルキレンの溶解度により決定することができ、種々の理由、例えば爆発に対する防御のためにできるだけ低く維持される。適切なアルコールは、メタノール、イソプロパノール、エタノール、ブタノール、又はブチルグリコール、並びにこれらのアルコールの混合物である。ある形態において、溶媒は好ましくは水であり、これは典型的には乾燥した粒状高吸収性ポリマー組成物の重量に基づいて、約０．３ｗｔ％〜約５．０ｗｔ％の量で使用される。さらに別の形態において、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）などの無機担体材料を用いて、又は炭酸エチレンの昇華による蒸気状態で、粉末混合物から炭酸エチレン表面架橋剤を適用してもよい。
【００８７】
所望の表面架橋特性を達成するために、炭酸エチレンなどの表面架橋剤は、粒状高吸収性ポリマー上に均等に分散すべきである。この目的のために、混合は、当該分野で公知の適切な混合器、例えば流動床ミキサー、パドルミキサー、回転ドラムミキサー、又はツインウォーム（twin-worm）ミキサーなどの好適なミキサー中で行なわれる。粒状高吸収性ポリマーの製造におけるプロセス工程の１つにおいて、特定の高吸収性ポリマーの被覆を行なうことも可能である。ある具体的形態において、この目的のために特に適したプロセスは逆懸濁重合プロセスである。
【００８８】
表面架橋剤の溶液はまた、乾燥した粒状高吸収性ポリマー組成物に基づいて、０ｗｔ％〜約１ｗｔ％、又は約０．０１ｗｔ％〜約０．５ｗｔ％の熱可塑性ポリマーを含むことができる。熱可塑性ポリマーの例は、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリエステル、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレンアクリル酸コポリマー（ＥＡＡ）、エチレンアルキルメタクリレートコポリマー（ＥＭＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、マレイン酸化ポリプロピレン、エチレンビニルアセテートコポリマー（ＥＶＡ）、ポリエステル、及びポリオレフィンのすべてのファミリーの配合物、例えばＰＰ、ＥＶＡ、ＥＭＡ、ＥＥＡ、ＥＢＡ、ＨＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、及び／又はＶＬＤＰＥの配合物なども有利に用いられ得る。具体的な形態において、マレイン酸化ポリプロピレンが、本発明で使用するのに好適な熱可塑性ポリマーである。熱可塑性ポリマーは、水溶性又は分散性などの追加の利点を有するように官能化してもよい。
【００８９】
粒状高吸収性ポリマーの被覆処理に続く熱処理は以下のように行なわれる。一般に熱処理は約１００℃〜約３００℃の間の温度である。反応性の高いエポキシド架橋剤が使用される場合は、より低い温度が可能である。しかし、炭酸エチレンが用いられる時は、熱処理は約１５０℃〜約２５０℃の間の温度が適切である。この具体的な形態において、処理温度は休止時間及び炭酸エチレンの種類に依存する。例えば約１５０℃の温度では、熱処理は１時間又はそれ以上行なわれる。一方、約２５０℃の温度では、数分間（例えば約０．５分〜約５分）で十分に所望の表面架橋特性が得られる。熱処理は当該分野で公知のドライヤ又はオーブンで行なわれてもよい。
【００９０】
粒状高吸収性ポリマー組成物は、他の化学組成物を用いて表面架橋する前、その最中、又は後にさらに表面処理することができる。
【００９１】
［硫酸アルミニウム部分の挿入］
本発明の粒状高吸収性ポリマー組成物は、粒状高吸収性ポリマーの重量に基づいて、粒状高吸収性ポリマーの表面に適用された約０．０１ｗｔ％〜約５ｗｔ％のアルミニウム塩を、約５．５〜約８又は約６〜約７のｐＨ値を有する水溶液の形で含んでよい。又は、この粒状高吸収性ポリマー組成物は、粒状高吸収性ポリマーの重量に基づいて、表面架橋された粒状高吸収性ポリマーの表面に適用された約６ｗｔ％〜約１５ｗｔ％のアルミニウム塩水溶液を含み、ここで、前記アルミニウム塩水溶液は約５．５〜約８又は約６〜約７のｐＨ値を有する。このアルミニウム塩の水溶液は、アルミニウムカチオン及びヒドロキシルイオン又は脱プロトン化されたヒドロキシル有機酸のアニオンを含んでよい。好適な有機酸の例は、乳酸、グリコール酸、グルコン酸、又は３−ヒドロキシプロピオン酸などのヒドロキシルモノカルボン酸である。
【００９２】
アルミニウム塩水溶液は、アルカリ水酸化物と硫酸アンモニウム又は硫酸アンモニウム水和物との反応生成物を含む。別の態様においてアルミニウム塩水溶液は、水酸化ナトリウムと硫酸アンモニウム又は硫酸アンモニウム水和物との反応生成物を含む。さらに別の態様においてアルミニウム塩水溶液は、アルミニウム化合物と有機酸とを含む。アルミニウム化合物と有機酸（塩）との混合物は、酸性でも塩基性でもよい。ｐＨは、塩基性物質又は酸性物質を用いて所望の範囲に調整することができる。
【００９３】
ｐＨ調整用の塩基性物質の例は、特に限定されないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、炭酸ナトリウム、又は重炭酸ナトリウムを含む。ｐＨ調整用の酸性物質の例は、特に限定されないが、塩酸、硫酸、メチルスルホン酸、又は水中の二酸化炭素を含む。塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、及び塩化ポリアルミニウムなどの酸性アルミニウム塩、又はアルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、及びアルミン酸アンモニウムなどの塩基性アルミニウム塩もｐＨ調整用に使用できる。
【００９４】
アルミニウム塩水溶液は、粒状高吸収性ポリマーの表面処理の種々の段階で加えることができる。ある態様においてアルミニウム塩水溶液は、表面架橋溶液とともに粒状高吸収性ポリマーに適用することができる。
【００９５】
アルミニウム塩水溶液は、表面架橋工程の後に加えることができ、これは後処理と呼ぶことができる。ある態様において、表面架橋された粒状高吸収性ポリマーとアルミニウム塩は、当業者に公知の手段を使用して混合される。特に約６ｗｔ％〜約１５ｗｔ％のアルミニウム塩水溶液が、表面架橋された粒状高吸収性ポリマー組成物に適用される。
【００９６】
本発明の粒状高吸収性ポリマー組成物は、表面架橋する前、その最中、又は後に、この粒状高吸収性組成物重量に基づいて、粒状高吸収性ポリマーの表面に適用された、約０．０１ｗｔ％〜約５ｗｔ％の、１つ又はそれ以上の多価金属カチオンを含む化合物を用いて表面処理することができる。例としては、アルミニウム、カルシウム、鉄、亜鉛、マグネシウム、及びジルコニウムのカチオンがある。これらのうちで、アルミニウムを使用してもよい。多価金属塩中のアニオンの例は、ハロゲン化物、塩化水和物、硫酸塩、硝酸塩、及び酢酸塩を含んでよい。硫酸アルミニウムを使用することができ、商業的に容易に入手可能である。硫酸アルミニウムは水和した硫酸アルミニウムであり、ここで硫酸アンモニウムは１２から１４の水和水を有してもよい。多価金属塩の混合物を用いることもできる。ある態様において本発明は、前記粒状高吸収性組成物の重量に基づいて、粒状高吸収性ポリマーの表面に適用された約０．０１ｗｔ％〜約５ｗｔ％のアルミニウム塩を、約５．５〜約８又は約６〜約７のｐＨ値を有する水溶液の形で含んでよい。
【００９７】
アルミニウム塩水溶液は、水酸化アルカリと硫酸アンモニウム又は硫酸アンモニウム水和物の反応生成物を含んでよい。別の態様においてアルミニウム塩水溶液は、硫酸アルミニウム又は塩化アルミニウムなどの単一のアルミニウム塩を含むか、又はｐＨ調整有り又は無しで適用してもよい他の多価カチオン含有化合物との混合物を含む。さらに別の態様においてアルミニウム塩水溶液は、アルミニウム化合物と有機酸とを含んでよい。アルミニウム化合物と有機酸（塩）との混合物は酸性でも塩基性でもよく、ｐＨ調整有り又は無しで適用してもよい。ｐＨ調整が所望の場合、ｐＨは塩基性物質又は酸性物質を用いて所望の範囲に調整することができる。
【００９８】
本発明の粒状高吸収性ポリマー組成物は、乾燥した高吸収性ポリマー組成物に基づいて、約０．０１ｗｔ％〜約２ｗｔ％の、又は約０．０１ｗｔ％〜約１ｗｔ％の水不溶性無機金属化合物を用いて表面処理してもよい。水不溶性の無機金属化合物は、アルミニウム、チタン、カルシウム、又は鉄から選択されるカチオン、及びリン酸塩、ホウ酸塩、又はクロム酸塩から選択されるアニオンを含んでよい。水不溶性の無機金属化合物の例はリン酸アルミニウムを含む。無機金属化合物は、約２μｍ未満の質量メジアン粒径を有してもよく、約１μｍ未満の質量メジアン粒径を有してもよい。
【００９９】
粒状高吸収性ポリマー組成物は、乾燥した粒状高吸収性ポリマー組成物の重量に基づいて、約０ｗｔ％〜約５ｗｔ％、又は約０．００１ｗｔ％〜約３ｗｔ％、又は約０．０１ｗｔ％〜約２ｗｔ％のカチオン性ポリマーを含んでよい。本明細書においてカチオン性ポリマーは、水溶液中でのイオン化により陽性荷電イオンになる可能性を有する官能基を含むポリマー又はポリマーの混合物を指す。カチオン性ポリマー用の適切な官能基は、特に限定されないが、１級、２級、又は３級アミノ基、イミノ基、イミド基、アミド基、及び４級アンモニウム基を含む。合成カチオン性ポリマーの例は、ポリ（ビニルアミン）、ポリ（アリルアミン）、又はポリ（エチレンイミン）の塩又は部分塩を含む。天然ベースのカチオン性ポリマーの例は、部分的に脱アセチル化されたキチン、キトサン、及びキトサン塩を含む。
【０１００】
粒状高吸収性ポリマー組成物は、乾燥した粒状高吸収性ポリマー組成物の重量に基づいて、約０ｗｔ％〜約５ｗｔ％、又は約０．００１ｗｔ％〜約３ｗｔ％、又は約０．０１ｗｔ％〜約２ｗｔ％の水不溶性の無機粉末を含んでよい。不溶性の無機粉末の例は、二酸化ケイ素、シリカ、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、珪藻土、ゼオライト、ベントナイト、カオリン、ヒドロタルサイト、活性化粘土などを含む。不溶性の無機粉末添加剤は、上記リストから選択される単一の化合物又は化合物の混合物でもよい。シリカの例は、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、二酸化ケイ素、ケイ酸、及びケイ酸塩を含む。ある具体的な形態において、微細な非結晶性二酸化ケイ素が望ましい。製品には、Evonik Corporation, Parsippany, New Jerseyから入手可能なSIPERNAT（登録商標）22S及びAEROSIL（登録商標）200がある。ある形態において無機粉末の粒径は、１，０００μｍ以下、例えば１００μｍ以下でもよい。
【０１０１】
粒状高吸収性ポリマー組成物は、乾燥した粒状高吸収性ポリマー組成物の重量に基づいて、０ｗｔ％〜約３０ｗｔ％、又は約０．００１ｗｔ％〜約２５ｗｔ％、又は約０．０１ｗｔ％〜約２０ｗｔ％の水溶性ポリマー、例えば部分的又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、又はポリアクリル酸を、好ましくは重合された（polymerized-in）形で含んでもよい。これらのポリマーの分子量は、それらが水溶性である限り重要でない。好適な水溶性ポリマーはデンプン及びポリビニルアルコールである。本発明の吸収性ポリマーにおけるこうした水溶性ポリマーの含有量は、乾燥した粒状高吸収性ポリマー組成物の重量に基づいて、０〜３０ｗｔ％、好ましくは０〜５ｗｔ％である。水溶性ポリマー、好ましくはポリビニルアルコールなどの合成ポリマーは、重合されるモノマーに対するグラフトベースとして機能し得る。
【０１０２】
粒状高吸収性ポリマー組成物はまた、乾燥した粒状高吸収性ポリマー組成物の重量に基づいて、０ｗｔ％〜約５ｗｔ％、又は約０．００１ｗｔ％〜約３ｗｔ％、又は約０．０１ｗｔ％〜約２ｗｔ％の除塵剤（例えば米国特許第６，０９０，８７５号及び第５，９９４，４４０号に記載されたもの）を含んでもよい。
【０１０３】
ある形態において、粒状高吸収性ポリマー組成物とともに、臭気結合物質などのさらなる表面添加剤、例えばシクロデキストリン、ゼオライト、無機又は有機塩、及び類似の物質など；抗ケーキング添加剤、流動調整剤、界面活性剤、粘度改質剤などを任意に使用してもよい。
【０１０４】
本発明の粒状高吸収性ポリマー組成物は、熱処理工程後に、水溶液、例えば脱プロトン化有機酸塩、アルミニウム塩、又はポリエチレングリコールなどの水溶性ポリマーで処理されてもよい。
【０１０５】
処理された粒状高吸収性ポリマー組成物は、粒状高吸収性ポリマー組成物に基づいてかつ本明細書に記載の水分含量試験により測定する時、約３ｗｔ％〜約１５ｗｔ％、又は約４ｗｔ％〜約１２ｗｔ％、又は約５ｗｔ％〜約１１ｗｔ％の水分含量を有する。
【０１０６】
さらに別の態様において、本発明の粒状高吸収性ポリマー組成物にキレート剤を加えることができ、その一部となることができる。キレート剤は、特定のアミノカルボン酸から選択することができ、これは、吸水性樹脂を表面架橋する前に、アミンポリカルボン酸と表面架橋剤とを吸水性樹脂と混合して、こうして吸水性樹脂を表面架橋するか、又はアミノポリカルボン酸と水とを特定の表面架橋した吸水性樹脂に加えて、こうしてこの樹脂を粒状化することにより、吸水性樹脂の表面に固定することができる。その表面から吸水性樹脂の劣化が起きるため、キレート剤は粒状高吸収性ポリマー組成物の表面の近くに置くことが好ましい。本発明の製造方法の１つにおいて、キレート剤と表面架橋剤（カルボキシル基と反応することができる）は、カルボキシル基を有する上記高吸収性ポリマーと混合される。
【０１０７】
本発明で使用されるキレート剤の例は以下の化合物を含む：：（１）アミノカルボキシル基とこれらの塩；（２）モノアルキルシトラミド、モノアルケニルシトラミド、及びこれらの塩；（３）モノアルキルマロンアミド、モノアルケニルマロンアミド、及びこれらの塩；（４）モノアルキルリン酸エステル、モノアルケニルリン酸エステル、及びこれらの塩；（５）Ｎ−アシル化グルタミン酸、Ｎ−アシル化アスパラギン酸、及びこれらの塩；（６）ベータ−ジケトン誘導体；（７）トロポロン誘導体；及び（８）有機リン酸化合物。
【０１０８】
キレート剤の量は一般に、粒状高吸収性ポリマー組成物の固体含有量１００重量部当たり、約０．０００１〜約１０重量部、又は約０．０００２〜約５重量部である。本発明においてキレート剤は、表面架橋中に粒状高吸収性ポリマーに加えるか、又は表面架橋された粒状高吸収性ポリマーに加えてもよい。
【０１０９】
本発明の粒状高吸収性ポリマー組成物は、自由膨潤ゲルベッド透過性（ＦＳＧＢＰ）、遠心保持容量（ＣＲＣ）、及び約０．９ｐｓｉの負荷下の吸収性（０．９ｐｓｉ  ＡＵＬ）により測定されるような特定の特徴又は特性を有する。ＦＳＧＢＰ試験は、一般に「自由膨潤」状態と呼ばれる状態の後の制限圧力下の１０-8ｃｍ2（例えば吸収性構造から分離した）での、粒状高吸収性ポリマー組成物の膨潤ベッドの透過性の測定である。この文脈において「自由膨潤」という用語は、以下に説明されるように粒状高吸収性ポリマー組成物が試験溶液を吸収する際に膨潤抑制負荷なしに膨潤することが可能であることを意味する。
【０１１０】
透過性とは、繊維のマットであっても又は発泡体のスラブでも、又は本出願の場合には、粒状高吸収性ポリマーであっても粒状高吸収性ポリマー組成物（一般に、本明細書において粒状高吸収性ポリマー組成物又はＳＡＰと呼ばれる）でも、多孔性構造の有効な連続性の尺度であり、粒状高吸収性ポリマー組成物のボイド率及び連続性の程度などによって特定されてもよい。ゲル透過性は、粒状高吸収性ポリマー組成物の塊全体としての特性であり、粒径分布、粒子の形、ならびに膨潤したゲルの開放孔の連続性、せん断弾性係数、及び表面修飾に関係する。実際面では、粒状高吸収性ポリマー組成物の透過性は、膨潤した粒子の塊の中を液体が如何に迅速に流れるかの尺度である。透過性が低いことは、粒状高吸収性ポリマー組成物の中を液体が容易に流れられないことを示し、これは一般的にゲルブロッキングと呼ばれ、液体のあらゆる強制される流れ（オムツ使用中の尿の２度目の適用など）は、代替的な経路（例えばオムツ漏れ）を取らなければならなくなる。
【０１１１】
ボルテックス試験は、５０ｍｌの食塩水溶液を磁気攪拌プレート上で６００回転／分で攪拌することにより生成される渦を、２ｇのＳＡＰが止めるのに必要な時間の量（秒数）を測定する。渦を止めるのに要する時間は、ＳＡＰの自由膨潤吸収速度の指標である。
【０１１２】
遠心保持容量（ＣＲＣ）試験は、粒状高吸収性ポリマー組成物が飽和され、制御条件下で遠心分離に供された後に、その中に液体を保持する能力を指す。得られる保持容量は、１ｇ重量の試料当たりに保持される液体のグラム数（ｇ／ｇ）として記載される。
【０１１３】
負荷下の吸収性（ＡＵＬ）試験は、粒状高吸収性ポリマー組成物が、この物質が０．９ｐｓｉの負荷下にある時、室温で蒸留水中の０．９ｗｔ％の塩化ナトリウム溶液（試験溶液）を吸収する能力を測定する。
【０１１４】
圧力吸収指数（ＰＡＩ）は、以下の負荷下で測定されるＳＡＰについての負荷下の吸収値（後述される）の合計である：０．０１ポンド／平方インチ（６９０ダイン／平方ｃｍ）；０．２９ポンド／平方インチ（１９９９５ダイン／平方ｃｍ）；０．５７ポンド／平方インチ（３９３００ダイン／平方ｃｍ）；及び０．９０ポンド／平方インチ（６２０５３ダイン／平方ｃｍ）。すなわち、あるＳＡＰの負荷下の吸収値は、実施例に関連して後述される方法に従って、上記した拘束力下で測定される。次に、上記した拘束力下で測定される負荷下の吸収値は合計されて、圧力吸収指数を与える。
【０１１５】
本明細書に記載した遠心保持容量、負荷下の吸収性、及びゲルベッド透過性のすべての値は、本明細書に記載した遠心保持容量試験、負荷下の吸収性試験、及び自由膨潤ゲルベッド透過性試験により測定されたとして理解すべきである。
【０１１６】
本発明の方法により作成される迅速吸収性を有する粒状高吸収性ポリマー組成物は、約３０〜６０秒、又は４０秒〜約６０秒のボルテックス時間を有し、約２５ｇ／ｇ〜約４０ｇ／ｇ、又は約２７〜約３５ｇ／ｇの遠心保持容量を有し、０．９ｐｓｉの負荷下で約１５ｇ／ｇ〜約２４ｇ／ｇ、は約１６ｇ／ｇ〜約２２ｇ／ｇの吸収性を有し、約１２０〜約１４０のＰＡＩを有し、及び約２０×１０-8ｃｍ2〜約２００×１０-8ｃｍ2の最初の自由膨潤ゲルベッド透過性（ＦＳＧＢＰ）を有することができる。
【０１１７】
本発明の粒状高吸収性ポリマー組成物は、生理用ナプキン、オムツ、又は創傷被覆を含む多くの吸収性物品に用いることができ、これらは大量の月経の血液、尿又はその他の体液を迅速に吸収する特性を有する。本発明の物質は、圧力下でも吸収された液体を保持し、膨潤状態で構成内にさらなる液体を分散できるため、従来の高吸収性組成物と比較すると、例えば綿毛などの親水性繊維材料に関してより高い濃度で用いられることがより好ましい。これらはまた、オムツ構成における綿毛含有量なしの均一な高吸水体層として用いるために好適であり、その結果特に薄いオムツが可能になる。このポリマーはさらに、成人用の衛生用品（失禁用製品）において使用するために好適である。
【０１１８】
本発明の粒状高吸収性ポリマー組成物はまた、さらなる用途に対して好適な吸収性用品においても使用される。特に、本発明の粒状高吸収性ポリマー組成物は、水又は水性液体に対する吸収材のための吸収性組成物、又は体液の吸収のための構成において、発泡及び非発泡シート状構造において、包装材料において、植物成長用の構成において、土壌改善剤として、又は活性化合物担体として、用いられ得る。このために、これらは紙又は綿毛又は合成繊維と混合することによって、又は紙、綿毛又は不織布の基体の間に高吸水性ポリマーを分散させることによって、又は担体材料に加工することによって、織物に加工される。
【０１１９】
本発明の粒状高吸収性ポリマー組成物は、生理用ナプキン、オムツ、又は創傷被覆を含む多くの吸収性物品に用いることができ、これらは大量の月経の血液、尿又はその他の体液を迅速に吸収する特性を有する。本発明の物質は、圧力下でも吸収された液体を保持し、膨潤状態で構成内にさらなる液体を分散できるため、従来の高吸収性組成物と比較すると、例えば綿毛などの親水性繊維材料に関してより高い濃度で用いられることがより好ましい。これらはまた、オムツ構成における綿毛含有量なしの均一な高吸水体層として用いるために好適であり、その結果特に薄いオムツが可能になる。このポリマーはさらに、成人用の衛生用品（失禁用製品）において使用するために好適である。
【０１２０】
例えば、図５を参照すると、ある形態において、本明細書中に記載された粒状高吸収性ポリマー組成物を使用する吸収性物品は、バックシート又は外部カバー２０、外部カバー２０に面して配置される体側ライナー２２、及び体側ライナー２２と外部カバー２０との間に位置する吸収性コア２４（例えば吸収性パッド）を含む、ディスポーザブル物品である。物品１０は、外部表面２３、前面ウエスト領域２５、背面ウエスト領域２７、及び前面ウエスト領域２５と背面ウエスト領域２７とをつなぐ付け根領域２９を有する。外部カバー２０は、例示形態において、物品１０の長さと幅に一致する長さと幅とを規定する。吸収性コア２４は一般に、それぞれ外部カバー２０の長さと幅より小さい長さと幅を規定する。すなわち、物品１０の周縁部、例えば外部カバー２０の周縁部は、吸収性コア２４の末端を超えて延長することができる。例示形態において、例えば外部カバー２０は吸収性コア２４の周縁末端を超えて外部に延長し、物品１０の側端及び末端を形成する。体側ライナー２２は一般に、外部カバー２０と同時延長性であるが、必要に応じて、外部カバー２０の面積より大きいか又は小さい面積を任意にカバーすることができる。すなわち体側ライナー２２は、外部カバー２０に対して重ねて連結される。外部カバー２０と体側ライナー２２とは、使用時にそれぞれ着用者の衣類と体に面するように意図される。
【０１２１】
改善された装着性を提供し、物品１０からの滲出体液の漏れを減少させることを助けるために、物品の側端周縁と末端周縁は、適切な  伸縮性部材（例えば、１本鎖又は多重鎖の伸縮部材）で伸縮化することができる。伸縮鎖は、天然ゴム又は合成ゴムからなることができ、熱収縮性又は熱伸縮性にすることができる。例えば図５に代表的に示されるように、本物品１０は、物品１０の側端に実行可能にギャザー及びシャーリングを作るように構成された脚伸縮部材２６を含むことができて、着用者の脚のまわりに密にフィットすることができる伸縮化脚バンドを提供して、漏れを減少させ、改善された快適性と外観とを提供する。同様に、ウエスト伸縮部材２８を使用して、物品１０の末端周縁を伸縮化して伸縮化ウエストを提供することができる。ウエスト伸縮部材２８は、ウエスト部分に機能できる形でギャザーを作るように構成されて、着用者のウエストのまわりに弾力のある快適で密な装着性を提供する。例示された形態において、伸縮性部材は、明瞭化のために未収縮の伸長された状態で例示されている。
【０１２２】
マジックテープ（登録商標）式ファスナー３０のような固定手段を使用して、物品１０を着用者に固定することができる。あるいは、ボタン、ピン、スナップ、接着テープファスナー、粘着材、マッシュルームループ（mushroom-and-loop）ファスナー、ベルトなど、並びに前記ファスナーの少なくとも１つを含む組合せを使用することができる。さらに、特に物品１０があらかじめ固定された構成で提供される場合は、３つ以上のファスナーを提供することができる。
【０１２３】
物品１０はさらに、吸収性コア２４と体側ライナー２２又は外部カバー２０との間に他の層を含むことができる。例えば物品１０はまた、体側ライナー２２と吸収性コア２４との間に位置するサージ管理層３４を含んで、浸出液の貯留を防ぎ、さらに物品１０内の空気交換と浸出液の分散とをさらに改善することができる。
【０１２４】
物品１０は、種々の適切な形であり得る。例えば物品１０は、全体として長方形、Ｔ型、又はほぼ砂時計形でもよい。記載した形態において、物品１０は全体にＩ形を有する。物品１０はさらに、縦方向３６と横方向３８とを規定する。吸収性物品に取り込まれる他の適切な物品成分は、収納フラップ、ウエストフラップ、エラストマー側部パネル等を包含する。
【０１２５】
物品１０の種々の構成要素は、種々の型の適当な付着手段、例えば接着剤、超音波結合、熱結合など、並びに前記機構の少なくとも１つを含む組み合わせを使用して一体的に組み立てられる。記載した形態において、例えば体側ライナー２２と外部カバー２０は、ホットメルト、感圧接着剤のラインを備えた吸収性コア２４に組み立てられる。同様に、他の物品構成要素、例えば伸縮性部材２６と２８、固定部材３０、及びサージ層３４を、上記の付着機構を使用して物品１０に組み立てることができる。
【０１２６】
物品１０の外部カバー２０は、そのような用途に使用される任意の物質、例えば実質的に蒸気透過性の物質を含むことができる。外部カバー２０の透過性は、着用者の衣服を不快に湿らせ得る外部カバー２０の表面に面する衣服上で尿などの蒸気の過度の凝縮を可能にすることなく、物品１０の通気性を増強し、使用中に着用者の皮膚の水和を低下させるように構成することができる。外部カバー２０は、少なくとも水蒸気に対して透過性であって、２４時間当たり約１，０００ｇ／平方メートル（ｇ／ｍ2／２４時間）以上の水蒸気透過速度を有することができる。例えば、外部カバー２０は、約１，０００〜約６，０００ｇ／ｍ2／２４時間の水蒸気透過速度を規定することができる。
【０１２７】
外部カバー２０はまた、好ましくは実質的に液体不透過性である。例えば外部カバー２０は、約６０センチメートル（ｃｍ）以上、又はより詳しくは約８０ｃｍ以上、及びさらにより詳しくは約１００ｃｍ以上のハイドロヘッド値を与えるように構成することができる。液体透過に対する物質の抵抗性を測定するための適切な方法は、連邦試験法基準（Federal Test Method Standar: ＦＴＭＳ）１９１  Ｍｅｔｈｏｄ  ５５１４（１９６８年１２月３１日）である。
【０１２８】
上記したように外部カバー２０は、そのような用途に使用される任意の物質を含むことができ、好ましくは、上記の所望レベルの液体不透過性、及び通気性を直接与える物質、及び／又はそのようなレベルを与えるために、何らかの方法で修飾又は処理することができる物質を含む。外部カバー２０は、必要レベルの液体不透過性を与えるように構成された不織繊維質ウェブでもよい。例えば、スパンボンド及び／又はメルトブローンポリマー繊維を含む不織ウェブを、撥水性皮膜で選択的に処理するか、あるいは液体不透過性で水蒸気透過性ポリマーフィルムと積層して、外部カバー２０を与えることができる。別の形態において外部カバー２０は、十分に結合されるか、相互に接合されて、実質的に蒸気不透過性かつ実質的に液体不透過性のウェブを与える、複数のランダムに堆積された疎水性で熱可塑性のメルトブローン繊維を含む不織ウェブを含むことができる。外部カバー２０はまた、部分的に被覆され、あるいは選択された領域に液体不透過性を付与するように構成された、蒸気透過性の不織層を含むこともできる。さらに別の例において外部カバー２０は伸長性物質により与えられる。さらに外部カバー２０物質は、縦方向３６及び／又は横方向３８に伸縮することができる。外部カバー２０が伸長性又は伸縮性物質から作成される時、物品１０は、着用者に対して、改善された装着性を含む追加の利点を与える。
【０１２９】
吸収性コア２４中に保持される液体から着用者の皮膚を分離することを助けるのに使用される体側ライナー２２は、着用者の皮膚に対して適合性の軟らかい非刺激感触を規定することができる。さらに体側ライナー２２は、吸収性コア２４より親水性が小さくなることができ、着用者に対して比較的乾燥した表面を提示し、そして充分に多孔性で液体透過性であるため、液体がその厚さ中を容易に透過することを可能にする。適切な体側ライナー２２は、多孔性発泡体、網状発泡体、開口したプラスチックフィルム、天然繊維（例えば、木材又は綿繊維）、合成繊維（例えば、ポリエステル又はポリプロピレン繊維）などのウェブ物質、並びに前記物質の少なくとも１つを含む物質の組合せの広範囲の選択から製造することができる。
【０１３０】
体側ライナー２２用に、種々の織布及び不織布を使用することができる。例えば体側ライナー２２は、メルトブローン、スパンボンド（例えば、ポリオレフィン繊維のもの）、結合したカーディング加工ウェブ（bonded-carded web）（例えば、天然繊維及び／又は合成繊維のもの）、実質的に疎水性の物質（例えば、所望のレベルの湿潤性と親水性を付与するように、界面活性剤で処理されたか又は他の方法で処理されたもの）など、並びに前記の少なくとも１つを含む物質の組合せを含むことができる。例えば、体側ライナー２２は、不織布、スパンボンド布地、ポリプロピレン布地を含むことができ、任意に、約２２ｇ／平方メートル（ｇ／ｍ2）の基礎重量と０．０６ｇ／立法センチメートル（ｇ／ｃｃ）の密度を有するウェブに形成することができる約２．８〜約３．２デニール繊維を含む。
【０１３１】
物品１０の吸収性コア２４は、粒状高吸収性ポリマー組成物の粒子と混合された、セルロース繊維の繊維質ウェブなどの親水性繊維のマトリックスを含むことができる。木材パルプ毛羽は、合成繊維、ポリマー繊維、メルトブローン繊維など、並びに前記の少なくとも１つを含む組合せと交換することができる。粒状高吸収性ポリマー組成物は、親水性繊維と実質的に均一に混合することができるか、又は不均一に混合することができる。あるいは吸収性コア２４は、繊維質ウェブと、粒状高吸収性ポリマー組成物と、及び／又は粒状高吸収性ポリマー組成物を局所領域に維持するための適切なマトリックスとの積層体を含むことができる。吸収性コア２４が親水性繊維と粒状高吸収性ポリマーとの組合せを含む時、親水性繊維と粒状高吸収性ポリマー組成物は、約４００ｇ／平方メートル（ｇ／ｍ2）〜約９００ｇ／ｍ2、又はより詳しくは約５００ｇ／ｍ2〜約８００ｇ／ｍ2、さらにより詳しくは約５５０ｇ／ｍ2〜約７５０ｇ／ｍ2であり得る吸収性コア２４の平均基礎重量を形成することができる。
【０１３２】
一般に粒状高吸収性ポリマー組成物は、吸収性コア２４の総重量に基づいて、吸収性コア２４中に約５０重量％（ｗｔ％）以上、さらに好ましくは約７０重量％（ｗｔ％）以上の量で存在する。例えば具体的な形態において、吸収性コア２４は、局所領域に高吸収性物質を維持するための繊維質ウェブ又は他の適切な物質によりオーバーラップされた粒状高吸収性ポリマーの約５０ｗｔ％以上、さらに好ましくは約７０ｗｔ％以上を含むことができる。
【０１３３】
吸収性コア２４は任意に、吸収性コア２４の構造の完全性を維持するのを助けるために、支持体（例えば、実質的に親水性のティシュ又は不織ラップシート（図示せず））をさらに含むことができる。ティシュラップシートは、高吸収性物質及び／又は繊維のウェブ／シートの周りに、少なくとも１つの又は２つの主要な面している表面上に任意に置くことができる。ティシュラップシートは、クレープ詰綿または高い湿潤強度をもつティシュなどの吸収性セルロース物質を含むことができる。ティシュラップシートは任意に、吸収性コア２４を構成する吸収性繊維の質量全体に液体を迅速に分散させることを助ける吸上層を与えるように構成することができる。この支持体が使用される場合、着色剤４０は、支持体上に、外部カバー２０の反対側の吸収性コア２４の側に任意に配置することができる。
【０１３４】
吸収性コア２４の厚さと吸収性コア２４内の高吸収性物質のために、吸収性コア２４自体の液体取り込み速度は遅くなり過ぎるか、又は吸収性コア２４への液体の複数回の攻撃に対して充分に耐えることができない。全体的な液体取り込みと空気交換を改良するために、物品１０はさらに、図５に代表的に示されるように、サージ管理層３４の多孔性の液体透過層をさらに含むことができる。サージ管理層３４は典型的には、吸収性コア２４より親水性が低く、液体サージを迅速に集め一時的に保持するための、液体をその初期の入り口点から輸送するための、及び液体を吸収性コア２４の他の部分に実質的に完全に放出するための、実行可能なレベルの密度と基礎重量とを有することができる。この構成は、着用者の皮膚に対して配置された物品１０の部分上の液体の貯留及び回収を防ぐことを助けることができる。サージ管理層３４の構造はまた、物品１０内の空気交換を増強することができる。
【０１３５】
サージ管理層３４を構築するために、種々の織布及び不織布を使用することができる。例えばサージ管理層３４は、合成繊維（例えばポリオレフィン繊維）のメルトブローン又はスパンボンドウェブ（例えば、ポリオレフィン繊維）；例えば天然繊維及び／又は合成繊維を含む、結合したカーディング加工ウェブ（bonded-carded-web）又はエアレイドウェブ（airlaid web）；所望のレベルの湿潤性と親水性を付与するように、界面活性剤で又は他の方法で任意に処理された疎水性物質など、並びに前記の少なくとも１つを含む組合せを含む層であってもよい。例えば、結合したカーディング加工ウェブは、低溶融バインダー繊維、粉末、及び／又は接着剤を使用して結合される熱結合ウェブでもよい。この層は、異なる繊維の混合物を任意に含むことができる。例えばサージ管理層３４は、約３０〜約１２０ｇ／ｍ2の基礎重量を有する疎水性不織物質を含むことができる。
【０１３６】
［試験法］
［ボルテックス試験］
ボルテックス試験は、磁気攪拌プレート上で５０ｍｌの食塩水を６００回転／分で攪拌することにより生成される渦を、２ｇのＳＡＰが止めるのに必要な時間の量（秒）を測定する。渦が止まるのに必要な時間は、ＳＡＰの自由膨潤吸収速度の指標である。
【０１３７】
［機器と材料］
１．Schott Duran １００ｍｌビーカーと５０ｍｌメスシリンダー。
２．プログラム可能な磁気攪拌プレート、６００回転／分を与えることができる（例えば、PMC Industriesから商品名Dataplate（登録商標）モデル＃７２１で販売されているもの）。
３．リングの無い磁気攪拌棒、７．９ｍｍ×０．３２ｍｍ，テフロン（登録商標）被覆されている（例えば、Baxter Diagnosticsから商品名S/PRIMで販売されているもの、取りはずし可能なピボットリングを有するシングルパック型の丸型攪拌棒）。
４．ストップウォッチ
５．天秤、±０．０１ｇまで正確
６．食塩水、Baxter Diagnosticsから入手できる０．８７ｗ／ｗ％の血液銀行食塩水（本出願の目的において、０．９ｗｔ％食塩水と同等であると見なされる）
７．秤量紙
８．標準状態の雰囲気の部屋：温度＝２３℃±１℃、及び相対湿度＝５０％±２％。
【０１３８】
［試験法］
１．５０ｍｌ±０．０１ｍｌの食塩水を１００ｍｌビーカーに計量する。
２．磁気攪拌棒をビーカーに入れる。
３．磁気攪拌プレートを６００回転／分にプログラムする。
４．ビーカーを磁気攪拌プレートの中心上に置いて、磁気攪拌棒を作動させる。渦の底が攪拌棒の上部近くに来るべきである。
５．試験すべき２ｇ±０．０１ｇのＳＡＰを秤量紙の上に秤量する。
注意：ＳＡＰは受領したまま試験される（すなわち、本明細書中に記載された吸収性組成物中に入るであろう）。粒径がこの試験に影響を与えることはわかっているが、具体的な粒径に対するスクリーニングは行われない）。
６．食塩水が攪拌されている間、試験すべきＳＡＰを素早く食塩水中に注ぎ、ストップウォッチをスタートさせる。試験すべきＳＡＰは、渦の中心とビーカーの側面との間の食塩水に加えるべきである。
７．食塩水の表面が平になったらストップウォッチを止め、時間を記録する。
８．時間（秒数で記録）は、ボルテックス時間として報告される。
【０１３９】
［遠心保持容量試験（ＣＲＣ）］
ＣＲＣ試験は、粒状ＳＡＰ組成物が飽和され、制御条件下で遠心分離された後、その中に液体を保持する粒状ＳＡＰ組成物の能力を測定する。得られる保持容量は、１ｇの試料について保持される液体のグラム数（ｇ／ｇ）と記載される。試験すべきＳＡＰ試料は、ＵＳ基準３０メッシュスクリーンによりプレスクリーンされた粒子から調製され、ＵＳ基準５０メッシュスクリーン上に保持される。その結果、粒状ＳＡＰ試料は、約３００〜約６００ミクロンの範囲にサイズ分類された粒子を含む。この粒子は用手的に又は自動でプレスクリーニングすることができる。
【０１４０】
保持容量は、試料を含む水透過性バッグ中に約０．２０ｇのプレスクリーニングした粒状ＳＡＰ試料を入れ、試験溶液（蒸留水中の０．９重量％の塩化ナトリウム）を試料により自由に吸収させることにより測定される。例えばDexter Corporation（事業所を、Windsor Locks, Connecticut, U.S.A.に有する）からモデル1234Tヒートシールろ紙として入手可能なヒートシール可能なティーバッッグ材料が、ほとんどの用途に機能する。このバッグは、バッグ材料の５インチ×３インチ試料を半分に折り、開放端の２カ所をヒートシールして２．５インチ×３インチの長方形の小袋を作成することにより作成される。ヒートシールは、この材料の端から中へ約０．２５インチである。試料を小袋に入れた後、小袋の残りの開放端もヒートシールする。対照として機能する空の袋も作成する。試験すべき各粒状ＳＡＰについて、３つの試料が調製される。
【０１４１】
シールされたバッグを、約２３℃の試験溶液を含有する皿中に沈め、バッグが完全に湿潤されるまで沈んでいることを確認する。湿潤後、粒状ＳＡＰ試料はこの溶液中に約３０分間留まり、ここでこれらを溶液から取り出し、一時的に非吸収性の平らな表面上に置く。
【０１４２】
次に湿ったバッグをバスケット中に入れ、ここで、湿ったバッグは互いに分離し、バスケットの外周端に置き、バスケットは、試料を約３５０のｇ力に供することができる適切な遠心分離機のものである。１つの適切な遠心分離機は、CLAY ADAMS DYNAC II、モデル＃０１０３であり、これは、水回収バスケット、デジタルｒｐｍゲージ、及び平らなバッグ試料を保持し排出するように適合させた機械加工した排水バスケットを有する。多数の試料が遠心分離される場合、遠心分離中で試料のバランスを取るために、試料は遠心分離機内の向かい合った位置に置かれる。バッグ（湿った空のバッグを含む）は約１，６００ｒｐｍ（例えば、約２４０〜約３６０ｇの力の変動を有する約３５０ｇの標的ｇ力を達成するために）で３分間遠心分離される。Ｇ力は、海抜ゼロで３２ｆｔ／ｓｅｃ2に等しい急速加速又は重力に付される物体への慣性力の単位として定義される。バッグが取り出され秤量されるが、空のバッグ（対照）が最初に秤量され、次に粒状ＳＡＰ試料を含むバッグが秤量される。粒状ＳＡＰ試料により保持される溶液の量（バッグ自体により保持される溶液を考慮して）がＳＡＰの遠心保持容量（ＣＲＣ）であり、１ｇのＳＡＰ当たりの流体のグラム数として表される。さらに詳しくは保持容量は、以下の式により決定される：
ＣＲＣ＝［遠心分離後の試料バッグ−遠心分離後の空のバッグ−乾燥試料の重量］／乾燥試料の重量
３つの試料が試験され、結果が平均されて、粒状ＳＡＰのＣＲＣが決定される。
【０１４３】
［自由膨潤ゲルベッド透過性試験（ＦＳＧＢＰ）］
本明細書において自由膨潤ゲルベッド透過性試験（０ｐｓｉ膨潤圧力下のゲルベッド透過性試験（ＦＳＧＢＰ）とも呼ばれる）は、一般に「自由膨潤」条件と呼ばれる条件下で、ゲル粒子（例えば、粒状ＳＡＰ、又は表面処理される前の粒状ＳＡＰ）の膨潤ベッドの透過性を決定する。用語「自由膨潤」は、後述されるように、試験溶液を吸収する時に、拘束負荷無しでゲル粒子が膨潤されることを意味する。ゲルベッド透過性試験を実施するための適切な装置が、図１、２、及び３に示され、一般的に５００として記載されている。試験装置アセンブリー５２８は、試料容器（一般的に５３０として示される）、及びプランジャー（一般的に５３６として示される）を含む。プランジャーは、長軸に沿って円筒形の穴の空いたシャフト５３８と、シャフトの底に位置するヘッド５５０とを含む。シャフトの穴５６２は、約１６ｍｍの直径を有する。プランジャーヘッドは、例えば接着によりシャフトに結合されている。１２個の穴５４４は、シャフトの放射軸中に穿孔され、９０度毎に３つが配置され、約６．４ｍｍの直径を有する。シャフト５３８はLEXANロッド又は同等品により機械加工されており、約２．２ｃｍの外径と約１６ｍｍの内径を有する。
【０１４４】
プランジャーヘッド５５０は、７つの穴５６０の同心性内部リングと１４個の穴５５４の外部リング（すべての穴が約８．８ｍｍの直径を有する）、並びにシャフトと並んだ約１６ｍｍの穴を有する。プランジャーヘッド５５０はLEXANロッド又は同等品により機械加工されており、約１６ｍｍの高さと、壁の隙間が最小であるが自由にスライドするようにシリンダー５３４内に適合するようなサイズの直径とを有する。プランジャーヘッド５５０とシャフト５３８の合計長さは約８．２５ｃｍであるが、プランジャー５３６の所望の質量を得るために、シャフトの上部に機械加工することができる。プランジャー５３６は、ピンと二軸延伸されてプランジャー５３６の下端に取り付けられた１００メッシュのステンレス鋼クロススクリーン５６４を含む。このスクリーンは、スクリーンをプランジャーヘッド５５０にしっかり接着させる適切な溶媒を使用して、プランジャーヘッド５５０に取り付けられている。過剰の溶媒がスクリーンの開放部分に移行して、液体が流れるための開放領域が減少しないように注意しなければならない。IPS Corporation（事業者を、Gardena, California, USAに有する）からのアクリル性接着剤Weld-On ＃４は、適切な接着剤である。
【０１４５】
試料容器５３０は、シリンダー５３４と、ピンと二軸延伸されシリンダー５３４の下端に取り付けられた４００メッシュのステンレス鋼クロススクリーン５６６とを含む。このスクリーンは、スクリーンをシリンダーにしっかり接着させる適切な溶媒を使用して、シリンダーに取り付けられている。過剰の溶媒がスクリーンの開放部分に移行して、液体が流れるための開放領域が減少しないように注意しなければならない。IPS Corporation（事業者を、Gardena, California, USAに有する）からのアクリル性接着剤Weld-On ＃４は、適切な接着剤である。ゲル粒子試料（図２中で５６８として示される）は、試験中はスクリーン５６６上でシリンダー５３４内に支持される。
【０１４６】
シリンダー５３４は透明のLEXANロッドもしくは同等の材料から穴を開けられるか、又はLEXANチューブもしくは同等の材料から切断することができ、内径約６ｃｍ（例えば、約２８．２７ｃｍ2の断面積）、壁厚さ約０．５ｃｍ，及び高さ約７．９５ｃｍを有する。６６ｍｍの外径を有する領域５３４ａがシリンダー５３４の底３１ｍｍに存在するように、シリンダー５３４の外径にステップが機械加工される。領域５３４ａの直径に適合するｏリング５４０を、ステップの上部に配置してもよい。
【０１４７】
環状重り５４８は、直径約２．２ｃｍで深さ１．３ｃｍの肩おとし穴を有するため、これはシャフト５３８上を自由に滑る。環状重りはまた、約１６ｍｍの貫通孔５４８ａを有する。環状重り５４８は、ステンレス鋼から、又は試験溶液（これは、蒸留水中の０．９重量％の塩化ナトリウム溶液である）の存在下で腐食に対して耐性である他の適切な材料から作成することができる。プランジャー５３６と環状重り５４８との組合せ重量は約５９６グラム（ｇ）に等しく、これは、約２８．２７ｃｍ2の試料面積上で、試料５６８に適用された約０．３ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）又は約２０．７ダイン／ｃｍ2（２．０７ｋＰａ）の圧力に対応する。
【０１４８】
後述されるように、試験溶液が試験中に試験装置中を流れる時、試料容器５３０は一般に堰６００上にある。堰の目的は、試料容器５３０の上部からあふれ出る液体を迂回させ、オーバーフロー液体を別の回収器具６０１に迂回させることである。堰は天秤６０２の上に配置することができ、その上に、膨潤試料５６８中を通過する食塩水を回収するためのビーカー６０３がある。
【０１４９】
「自由膨潤」条件下でゲルベッド透過性試験を実施するために、その上に重り５４８を置いたプランジャー５３６が空の試料容器５３０に入れられ、重り５４８の上部から試料容器５３０の底部までの高さが、０．０１ｍｍまで正確な適切なゲージを使用して測定される。測定中に厚さゲージが印加する力はできるだけ小さくなるべきであり、好ましくは約０．７４ニュートン未満である。各空の試料容器５３０、プランジャー５３６、及び重り５４８の組合せの高さを測定し、複数の試験装置を使用する時、使用されるプランジャー５３６及び重り５４８を追跡することが重要である。飽和後に試料５６８が膨潤される時、測定には同じプランジャー５３６及び重り５４８を使用すべきである。また、試料カップ５３０が乗っている土台は水平であり、重り５４８の上表面は試料カップ５３０の底部表面に平行であることが望ましい。
【０１５０】
試験すべき試料は、米国基準３０メッシュスクリーンでプレスクリーニングされており、米国基準５０メッシュスクリーン上に保持された粒状ＳＡＰから調製される。その結果、検査試料は約３００〜約６００ミクロンの範囲にサイズ分類された粒子を含む。ＳＡＰ粒子は、例えばW.S. Tyler, Inc., Mentor Ohio から入手可能なRO-TAP 機械的篩シェーカーモデルＢを用いてプレスクリーニングすることができる。篩は１０分間行われる。約２．０ｇの試料が試料容器５３０中に入れられ、試料容器の底に均等に広げられる。プランジャー５３６と重り５４８とを含まない、その中に２．０ｇの試料を有する容器は次に、０．９％食塩水中に約６０分間沈められて試料を飽和させ、試料が拘束負荷無しで膨潤することを可能にする。飽和中、試料カップ５３０は液体容器中に存在するメッシュ上にセットされ、従って試料カップ５３０は液体受容器の底の少し上に上げられる。メッシュは試料カップ５３０中への食塩水の流れを抑制しない。適切なメッシュは、Eagle Supply and Plastic（事業所を、Appleton, Wisconsin, U.S.A.に有する）からの部品番号７３０８として得ることができる。試験セル中の完全に平らな食塩水の表面により証明されるように、食塩水はＳＡＰ粒子を完全にはカバーしない。また食塩水の深さは、あまり低くならないため、セル内の表面は、食塩水というより膨潤ＳＡＰによってのみ規定される。
【０１５１】
この期間の最後に、プランジャー５３６と重り５４８アセンブリーは、試料容器５３０中の飽和試料５６８上に置かれ、次に試料容器５３０、プランジャー５３６、重り５４８、及び試料５６８が溶液から取り出される。取り出して測定後、試料容器５３０、プランジャー５３６、重り５４８、及び試料５６８は、適切な平で大きな格子の均一厚さの非変形性プレート上に約３０秒間静止される。飽和試料５６８の厚さは、ゼロ点が初期の高さ測定値から変化していないなら、再度重り５４８の上部から試料容器５３０の底部までの高さを、以前使用した同じ厚さゲージを使用して測定することにより決定される。試料容器５３０、プランジャー５３６、重り５４８、及び試料５６８が、排液を可能にする平で大きな格子の均一厚さの非変形性プレート上に置くことが可能である。このプレートは、全体の大きさが７．６ｃｍ×７．６ｃｍであり、各格子はセルサイズ寸法が、長さ１．５９ｃｍ、幅１．５９ｃｍ、深さ１．１２ｃｍである。適切な平で大きな格子の非変形性プレート材料は、McMaster Carr Supply Company （事業所を、Chicago, Illinois, U.S.A.に有する）から入手可能なカタログ番号１６２４Ｋ２７の放物面の拡散体パネルであり、これは次に、正しい寸法に裁断される。この平で大きなメッシュの非変形性プレート材料はまた、初期の空のアセンブリーの高さを測定する時も存在しなければならない。厚さゲージがかみ合った後は、できるだけ速やかに高さ測定を行うべきである。空の試料容器５３０、プランジャー５３６、及び重り５４８を測定して得られた高さ測定値は、試料５６８を飽和後に得られた高さ測定値から引かれる。得られる値は、膨潤試料の厚さ又は高さ「Ｈ」である。
【０１５２】
透過性測定は、飽和試料５６８、プランジャー５３６、及び重り５４８を中に有する試料容器５３０中に、０．９％食塩水の流れを供給することにより開始される。容器中への試験溶液の流速は、シリンダー５３４の上部から食塩水のオーバーフローを引き起こすように調整され、こうして試料容器５３０の高さに等しい一定の上部圧力が得られる。試験溶液は、計量ポンプ６０４を用いるような、シリンダーの上部からの少ないが一定量のオーバーフローを確保するのに充分な任意の適切な手段により加えることができる。オーバーフロー液体は、別の回収器具６０１中に迂回される。試料５６８中を通過する溶液の経時的量は、天秤６０２とビーカー６０３とを使用して、重力測定される。オーバーフローの開始後、天秤６０２からのデータ点は少なくとも６０秒間にわたって毎秒集められる。データ採取は、用手的に又はデータ採取ソフトウェアを用いて行うことができる。膨潤試料５６８を通過する流速Ｑは、試料５６８（ｇ）対時間（秒）を通過する流体の最小二乗適合法により、グラム／秒（ｇ／ｓ）単位で測定される。
【０１５３】
透過性（ｃｍ2）は以下の式により得られる：
Ｋ＝［Ｑ*Ｈ*μ］／［Ａ*ρ*Ｐ］
ここで、Ｋ＝透過性（ｃｍ2）、Ｑ＝流速（ｇ／秒）、Ｈ＝膨潤試料の高さ（ｃｍ）、μ＝液体の粘度（ポアズ）（この試験で使用される試験溶液については約１センチポアズである）、Ａ＝液体流の断面積（この試験で使用される試料容器については２８．２７ｃｍ2）、ρ＝液体密度（ｇ／ｃｍ3）（この試験で使用される試験溶液については約１ｇ／ｃｍ3）、及びＰ＝静水圧（ダイン／ｃｍ2）（通常約７，７９７ダイン／ｃｍ2）である。静水圧は、Ｐ＝ρ*ｇ*ｈから計算され、ここで、ρ＝液体密度（ｇ／ｃｍ3）、ｇ＝重力加速度（名目上９８１ｃｍ／秒2）、及びｈ＝流体の高さ、例えば本明細書中に記載されたゲルベッド透過性試験について７．９５ｃｍである。
【０１５４】
少なくとも２つの試料が試験され、結果は平均されて、粒状ＳＡＰの試料のゲルベッド透過性が決定される。
【０１５５】
ＦＳＧＢＰは本明細書中に記載されたように、粒状ＳＡＰを本明細書に記載の加工試験に供する前に測定することができる。そのようなＦＳＧＢＰ値は、粒状ＳＡＰの「最初の」ＦＳＧＢＰと呼ぶことができる。ＦＳＧＢＰはまた、粒状ＳＡＰを加工試験に供した後に測定してもよい。そのようなＦＳＧＢＰ値は、「加工後」ＦＳＧＢＰと呼ぶことができる。粒状ＳＡＰの最初のＦＳＧＢＰを粒状ＳＡＰの加工後ＦＳＧＢＰと比較することは、組成物の安定性の尺度として使用することができる。ここに報告されるすべての「最初の」及び「加工後」ＦＳＧＢＰ値は、プレスクリーニングされた３００〜６００μｍの粒子の試料を使用して測定されたことに注意されたい。
【０１５６】
［負荷下の吸収性試験（ＡＵＬ（０．９ｐｓｉ））］
負荷下の吸収性（ＡＵＬ）試験は、粒状ＳＡＰが０．９ｐｓｉ負荷下にある時、粒状ＳＡＰが室温の蒸留水中の塩化ナトリウムの０．９重量％溶液を吸収する能力を測定する。ＡＵＬを試験するための装置は、以下からなる：
・シリンダー、４．４ｇのピストン、及び標準の３１７ｇの重りを含むＡＵＬアセンブリー。このアセンブリーの構成要素は、後述の追加詳細に記載される。
・ガラスフリットがトレイ壁と接触することなく底に横たわることを可能にするのに充分に広い平底の四角いプラスチックトレイ。この試験では、９”×９”（２２．９ｃｍ×２２．９ｃｍ）、深さ０．５〜１”（１．３ｃｍ〜２．５ｃｍ）であるプラスチックトレイが一般的に使用される。
・「Ｃ」多孔性（２５〜５０ミクロン）を有する直径９ｃｍの焼結ガラスフリット。このフリットは、食塩水（蒸留水中の０．９％塩化ナトリウム、重量％）中であらかじめ平衡化して調製される。新鮮な食塩水で少なくとも２回洗浄する以外に、フリットはＡＵＬ測定前に、少なくとも１２時間食塩水中に浸漬しなければならない。
・ワットマングレード１の直径９ｃｍの円形ろ紙。
・食塩水の供給（蒸留水中の０．９％塩化ナトリウム、重量％）。
【０１５７】
図４を参照して、粒状高吸収性ポリマー組成物４１０を閉じ込めるのに使用されるＡＵＬアセンブリー４００のシリンダー４１２は、同心性を確保するためにわずかに機械加工された１インチ（２．５４ｃｍ）内部直径熱可塑性チューブから作成される。機械加工後、４００メッシュのステンレス鋼ワイアクロス４１４は、鋼鉄ワイアクロス４１４をフレーム中で赤く熱くなるまで加熱することによりシリンダー４１２の底部に取り付けられ、その後シリンダー４１２は冷却されるまで、鋼鉄ワイアクロス上に保持される。シールがうまく行かない場合、又は割れた場合は、はんだごてを使用して修正することができる。平でスムーズな底部を維持し、シリンダー４１２の内部を変形させないように、注意しなければならない。
【０１５８】
４．４ｇピストン（４１６）は直径１インチの固体物質（例えば、PLEXIGLAS（登録商標））から作成され、シリンダー４１２中で結合することなく密接に適合するように機械加工される。
【０１５９】
標準的３１７ｇの重り４１８は、６２，０５３ダイン／ｃｍ2（約０．９ｐｓｉ）の拘束負荷を提供するのに使用される。このおもりは円筒形で，直径１インチ（２．５ｃｍ）で、ステンレス鋼重りであり、これはシリンダー中で結合することなく密接に適合するように機械加工される。
【０１６０】
特に別の指定がなければ、ＡＵＬを試験するのに、少なくとも約３００ｇｓｍ（０．１６ｇ）のＳＡＰ粒子の層に対応する試料４１０が使用される。試料４１０は、米国基準＃３０メッシュスクリーンでプレスクリーニングされ、米国基準＃５０メッシュスクリーン上に保持された粒状ＳＡＰから調製される。ＳＡＰ粒子は、例えばW.S. Tyler, Inc., Mentor Ohio から入手可能なRO-TAP 機械的篩シェーカーモデルＢを用いてプレスクリーニングすることができる。篩は約１０分間行われる。
【０１６１】
シリンダー４１２の内部はＳＡＰ粒子４１０をシリンダー４１２に入れる前に、帯電防止クロスでぬぐう。
【０１６２】
篩にかけた粒状ＳＡＰ４１０試料の所望量（約０．１６ｇ）を秤量紙上に秤量し、シリンダー４１２の底部でワイアクロス４１４上に均等に分散させる。シリンダーの底部の粒状ＳＡＰの重量を、後述のＡＵＬ計算で使用するために、「ＳＡ」として記録する。粒状ＳＡＰがシリンダーの壁に確実に密着していることに注意する。４．４ｇのピストン４１２と３１７ｇの重り４１８をシリンダー４１２中のＳＡＰ粒子４１０上に注意深く置いた後、シリンダー、ピストン、重り、及びＳＡＰ粒子を含むＡＵＬアセンブリーを秤量し、その重量を重量「Ａ」として記録する。
【０１６３】
焼結ガラスフリット４２４（上記）はプラスチックトレイ４２０中に入れられ、食塩水４２２が、ガラスフリット４２４の上表面のレベルと等しいレベルまで加えられる。ろ紙４２６の１つの円をガラスフリット４２４の上に静かに置き、次に粒状ＳＡＰ４１０を有するＡＵＬアセンブリーを、ろ紙４２６の上部の上に置く。次にＡＵＬアセンブリー４００を１時間の試験期間中、ろ紙４２６の上部上に維持させ、トレイ中の食塩水レベルを一定に維持するように注意する。１時間の試験期間の最後に、ＡＵＬ装置を秤量し、この値を重量「Ｂ」として記録する。
【０１６４】
ＡＵＬ（０．９ｐｓｉ）は以下のように計算される：
ＡＵＬ（０．９ｐｓｉ）＝（Ｂ−Ａ）／ＳＡ
ここで、
Ａ＝乾燥ＳＡＰを有するＡＵＬユニットの重量
Ｂ＝６０分間吸収後のＳＡＰを有するＡＵＬユニットの重量
ＳＡ＝実際のＳＡＰ重量
【０１６５】
少なくとも２つの試験が行われ、その結果は平均されて０．９ｐｓｉ負荷下でＡＵＬ値が決定される。粒状ＳＡＰ試料は約２３℃と約５０％相対湿度で試験される。
【０１６６】
［ＰＡＩ試験］
圧力吸収指数は、以下の負荷下で測定されるＳＡＰについての負荷下の吸収値（後述される）の合計である：０．０１ポンド／平方インチ（６９０ダイン／平方ｃｍ）；０．２９ポンド／平方インチ（１９９９５ダイン／平方ｃｍ）；０．５７ポンド／平方インチ（３９３００ダイン／平方ｃｍ）；及び０．９０ポンド／平方インチ（６２０５３ダイン／平方ｃｍ）。すなわち、あるＳＡＰの負荷下の吸収値は、実施例に関連して後述される方法に従って、上記した拘束力下で測定される。次に、上記した拘束力下で測定される負荷下の吸収値は合計されて、圧力吸収指数を与える。
【０１６７】
［水分含量試験］
「％水分」として測定される水分含量は、以下のように測定される：１）５．０ｇの高吸収性ポリマー組成物（ＳＡＰ）を、あらかじめ秤量したアルミニウム秤量皿に正確に秤量する；２）ＳＡＰと皿を、１０５℃にあらかじめ加熱した標準実験室オーブンに３時間入れる；３）皿と内容物とを取り出し、再度秤量する；及び４）以下の式を使用して水分％を計算する：
％水分＝｛（（皿重ｗｔ＋初期ＳＡＰｗｔ）−（乾燥ＳＡＰ＆皿ｗｔ）＊１００｝／初期ＳＡＰｗｔ
【実施例】
【０１６８】
以下の比較例１〜４、及び実施例１〜１２、及び表１と２は、粒状高吸収性ポリマーを含む製品の本発明と、特許請求の範囲に記載の粒状高吸収性ポリマーを製造するための方法の特許とを例示するために提供され、特許請求の範囲を限定するものではない。特に別の指定がなければ、すべての部及びパーセントは、乾燥した粒状高吸収性ポリマーに基づく。
【０１６９】
［実施例１］
攪拌器と冷却コイルとを備えたポリエチレン容器に、２．０ｋｇの５０％ＮａＯＨ、及び３．３２ｇの脱イオン水を加え、２０℃に冷却した。次にこの苛性溶液に０．８ｋｇの氷アクリル酸を加え、再度２０℃に冷却した。０．６ｇのポリエチレングリコールモノアリルエーテルアクリレート、１．２ｇのエトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートSARTOMER（登録商標）9035製品、及び１．６ｋｇの氷アクリル酸を第１の溶液に加え、次に４〜６℃に冷却した。モノマー溶液を介して窒素を約５分間バブリングさせた。４．３８ｇの重炭酸ナトリウム、０．０３６４ｇのツイーン８０、及び０．０３６４ｇのスパン２０を９５．５５ｇの水に溶解した。この混合物をモノマー溶液に加え、これをSilverson高剪断ミキサーを用いて６５００ｒｐｍで３０分間混合した。次にモノマー溶液を長方形のトレイに出した。８０ｇの１重量％のＨ2Ｏ2水溶液、１２０ｇの２ｗｔ％の過硫酸ナトリウム水溶液、及び７２ｇの０．５重量％のエリソルビン酸ナトリウム水溶液をモノマー溶液に加え、重要反応を開始させた。攪拌器を停止させ、開始させたモノマーを２０分間重合させた。
【０１７０】
得られたヒドロゲルを刻み、Hobart 4m6商業的押出し機で押出し、次にProcter & Schawartzモデル０６２強制空気オーブン中で１７５℃で、１２分間上向流で、６分間下向流で、２０インチ×４０インチ穿孔金属トレイ上で乾燥させて、最終的に製品水分レベルを５ｗｔ％未満とした。乾燥した物質をProdevaモデル315-s粉砕機で粗粉砕し、MPI 666-F３ステージローラーミルで製粉し、Minox MTS 600DS3Vで篩にかけて、８５０μｍより大きく１５０μｍより小さい粒子を除去した。
【０１７１】
ＳＡＰ粒子を空気中で流動化し、連続混合している間、８ｇの炭酸エチレン溶液（水中５０％ｗ／ｗ）を、４００ｇの上記粒子Ａの表面上に、Paasche VL噴霧器からの微細化スプレーを使用して適用した。次に、被覆した物質を１８５℃の対流オーブン中で５５分間加熱して表面架橋した。次に、表面架橋した粒状物質を２０／１００メッシュ米国基準篩で篩にかけて、８５０μｍより大きく１５０μｍより小さい粒子を除去した。表面架橋した粒状物質を６０℃未満まで冷却し、０．４ｇのポリエチレングリコール（分子量８０００）及び４０ｇの脱イオン水を含有する溶液で被覆した。被覆物質を室温で１日休ませ、次に２０／１００メッシュ米国基準篩で篩にかけて、８５０μｍより大きく１５０μｍより小さい粒子を除去した。
【０１７２】
以下は、実施例１のＰＳＤと平均粒子径（Ｄ５０）の代表である：
【０１７３】
【表１】
2015199958.tif 000003
【０１７４】
［実施例２］
実施例１と同じであるが、０．０３６４ｇのツイーン８０と０．０３６４ｇのスパン２０を０．０３６４ｇのツイーン８０と０．０３６４ｇのスパン４０で置換した。
【０１７５】
［実施例３］
実施例１と同じであるが、０．０３６４ｇのツイーン８０と０．０３６４ｇのスパン２０を０．０３６４ｇのツイーン８０と０．０３６４ｇのスパン６０で置換した。
【０１７６】
［実施例４］
実施例１と同じであるが、０．０３６４ｇのツイーン８０と０．０３６４ｇのスパン２０を０．０３６４ｇのツイーン２０と０．０３６４ｇのスパン２０で置換した。
【０１７７】
［実施例５］
実施例１と同じであるが、０．０３６４ｇのツイーン８０と０．０３６４ｇのスパン２０を０．０３６４ｇのツイーン４０と０．０３６４ｇのスパン２０で置換した。
【０１７８】
［実施例６］
実施例１と同じであるが、０．０３６４ｇのツイーン８０と０．０３６４ｇのスパン２０を０．０３６４ｇのツイーン６０と０．０３６４ｇのスパン２０で置換した。
【０１７９】
［比較例１対照］
界面活性剤又は発泡剤の無い標準の表面架橋高吸収性ポリマー。
【０１８０】
［比較例２］
０．０３６４ｇのツイーン８０と０．０３６４ｇのスパン２０の界面活性剤混合物を含むが、発泡剤を含まない。
【０１８１】
［比較例３］
０．０２５％のスパン２０のみを含み、ツイーン８０を含まない実施例１。
【０１８２】
［比較例４］
０．０２５％のツイーン８０を含むが、スパン２０を含まない実施例１。
【０１８３】
［中和されたアルミニウム塩Ａ］
２００ｇの硫酸アルミニウム溶液（２０％水溶液）を磁気攪拌棒を用いてビーカー中で攪拌した。この溶液に、混合物のｐＨが７に達するまで水酸化ナトリウム溶液（５０％水溶液）を加えた。全部で１３０ｇの水酸化ナトリウム溶液を消費した。白色のコロイド懸濁液を１５分間攪拌し、さらにTurnaxミキサーで約１分間切断して塊を破壊した。高吸収性ポリマー改質のために、中和したアルミニウム溶液をさらに精製することなく使用した。
【０１８４】
［実施例７］
実施例１を変化させ、表面架橋した粒状物質を６０℃未満まで冷却し、１６ｇの中和アルミニウム塩Ａ、０．４ｇのポリエチレングリコール（分子量８０００）、及び４０ｇの脱イオン水を含有する溶液で被覆した。被覆物質を室温で１日休ませ、次に２０／１００メッシュ米国基準篩で篩にかけて、８５０μｍより大きく１５０μｍより小さい粒子を除去した。
【０１８５】
［実施例８］
ＳＡＰ粒子を空気中で流動化し、連続混合している間、１６ｇの中和したアルミニウム塩Ａと８ｇの炭酸エチレン溶液（水中５０％ｗ／ｗ）を実施例１の４００ｇのＳＡＰの表面上に、Paasche VL噴霧器からの微細化スプレーを使用して適用した。次に、被覆した物質を１８５℃の対流オーブン中で５５分間加熱して表面架橋した。次に、表面架橋した粒状物質を２０／１００メッシュ米国基準篩で篩にかけて、８５０μｍより大きく１５０μｍより小さい粒子を除去した。表面架橋した粒状物質を６０℃未満まで冷却し、１６ｇの中和したアルミニウム塩Ａと０．４ｇのポリエチレングリコール（分子量８０００）及び４０ｇの脱イオン水とを含有する溶液で被覆した。被覆物質を室温で１日休ませ、次に２０／１００メッシュ米国基準篩で篩にかけて、８５０μｍより大きく１５０μｍより小さい粒子を除去した。
【０１８６】
［実施例９］
ＳＡＰ粒子を空気中で流動化し、連続混合している間、０．０２ｗｔ％のエチレンアクリル酸熱可塑性ポリマーと８ｇの炭酸エチレン溶液（水中５０％ｗ／ｗ）を、実施例１の４００ｇのＳＡＰの表面上に、Paasche VL噴霧器からの微細化スプレーを使用して適用した。
【０１８７】
［実施例１０］
実施例１の表面架橋した粒状物質を６０℃未満まで冷却し、０．２ｗｔ％の（ジエチレントリアミン五酢酸の５ナトリウム塩、Ｎａ５ＤＴＰＡ）、０．４ｇのポリエチレングリコール（分子量８０００）、及び４０ｇの脱イオン水を含有する溶液で被覆した。被覆材料を室温で１日休ませ、次に２０／１００メッシュ米国基準篩で篩にかけて、８５０μｍより大きく１５０μｍより小さい粒子を除去した。
【０１８８】
［実施例１１］
実施例１を変化させて、０．５ｗｔ％のカオリン粘土を実施例１のヒドロゲルに加えた。
【０１８９】
［実施例１２］
実施例１と同じであるが、１．２ｇのエトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートSARTOMER（登録商標）9035内部架橋剤を、１．７０５ｇのDynasylan（登録商標）6490ポリシロキサン（０．２７５％ｂｏａａ）、０．７４４ｇのポリエチレングリコール３００ジアクリレート（Ｐｅｇ３００ＤＡ）（０．１２０％ｂｏａａ）、０．１２ｇのポリエチレングリコールモノアルキルエーテルアクリレート（ＰＥＧＭＡＥ）（０．１２０％ｂｏａａ）で置換した。実施例１２の生成物は、２．７ｇ／ｇのＣＲＣ上昇を有する。
【０１９０】
【表２】
2015199958.tif 000004
【０１９１】
本発明の広い範囲を記載する数値範囲及びパラメータは近似値であるが、具体例に記載した数値はできるだけ正確に報告されている。実施例以外は、又は別の指定があれば、明細書及び特許請求の範囲で使用される成分の量や反応条件などを表すすべての数値は、すべての例で用語「約」により修飾されていると理解すべきである。しかし、いかなる数値も、各試験測定値中に存在する標準偏差により必ず生じるある種の誤差を本質的に含むものである。
【図１】
2015199958.tif 000005
【図２】
2015199958.tif 000006
【図３】
2015199958.tif 000007
【図４】
2015199958.tif 000008
【図５】
2015199958.tif 000009
【外国語明細書】
2015199958000001.pdf