(57)【要約】  本発明は、ポリマー鎖セグメントを含む超吸収性ポリマーに関連する。ポリマー鎖セグメントの少なくとも一部は、共有結合を通じて互いに架橋されており、該共有結合は、ラジカル形成分子との反応によってポリマー鎖セグメント間に直接形成されており、該ラジカル形成分子は、ビラジカルを形成することができる。本発明は、さらに、超吸収性ポリマーを架橋する方法であって、：ａ）ポリマー鎖セグメントを含む超吸収性ポリマーを用意し、ｂ）電磁波照射されるとビラジカルを形成できるラジカル形成分子を用意し、ｃ）超吸収性ポリマー及びラジカル形成分子を電磁波照射に曝露し、それによってポリマー鎖セグメント間に直接共有結合を形成する工程を含む方法に関連する。
2008507621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー鎖セグメントを含む超吸収性ポリマーであって、前記ポリマー鎖セグメントの少なくとも一部が共有結合を通じて互いに架橋されており、前記共有結合がラジカル形成分子とのラジカル反応によって前記ポリマー鎖セグメント間に直接形成され、前記ラジカル形成分子がビラジカル類を形成できることを特徴とする超吸収性ポリマー。
【請求項２】
前記ラジカル形成分子が、最大５０００までの分子量を有する、請求項１に記載の超吸収性ポリマー。
【請求項３】
前記ラジカル形成分子が、１分子当たり少なくとも１つのヘテロ原子を有する、請求項１又は２に記載の超吸収性ポリマー。
【請求項４】
前記ラジカル形成分子が、
ａ．フタル酸の環状ペルオキシド及びそれらの誘導体と、
ｂ．コハク酸の環状ペルオキシド及びそれらの誘導体と、
ｃ．次式のエンジイン誘導体と、
【化１】
2008507621.tif 000007
（式中、Ｒ１及びＲ２は、水素原子、又は、置換若しくは非置換フェニル、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、エチレン性不飽和基（該エチレン性不飽和基は、好ましくはアクリル基若しくはメタクリル基を含む）、１〜１００個の炭素原子を有し、最高４９個までの酸素原子が入り込んでいてよい有機基から成る群から選択される）
ｄ．これらのあらゆる組み合わせと、
から成る群から選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の超吸収性ポリマー。
【請求項５】
前記ラジカル形成分子が、水に溶解可能にするため、又は水溶性をさらに高めるために誘導体化される、請求項４に記載の超吸収性ポリマー。
【請求項６】
前記超吸収性ポリマーが、超吸収性ポリマー粒子へと成形され、且つ直接共有結合が、微粒子内だけに形成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の超吸収性ポリマー。
【請求項７】
前記超吸収性ポリマーが、表面とコアとを含む超吸収性ポリマー粒子へと成形され、且つ前記ポリマー鎖セグメント間に直接形成される前記共有結合が、前記超吸収性粒子の前記表面上に形成され、一方、前記コアは、前記共有結合を実質的に含まない、請求項１〜６のいずれか一項に記載の超吸収性ポリマー。
【請求項８】
超吸収性ポリマーを架橋する方法であって、
ａ）ポリマー鎖セグメントを含む超吸収性ポリマーを用意し、
ｂ）電磁波照射されるとビラジカル類を形成できるラジカル形成分子を用意し、
ｃ）前記超吸収性ポリマー及び前記ラジカル形成分子を電磁波照射に曝露し、それによって前記ポリマー鎖セグメント間に直接共有結合を形成する
工程を含む方法。
【請求項９】
前記ラジカル形成分子が、少なくともＭｗ＝５０ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは少なくともＭｗ＝１００ｇ／ｍｏｌの分子量を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記電磁波照射が、ＵＶ照射である、請求項７及び８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法が、８０℃を下回る温度で実施される、請求項７〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ポリマー及び前記放射線活性型ラジカル形成分子が、０．１秒〜３０分にわたって電磁波照射に曝露される、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
ｄ）請求項７の工程ｃ）の後にラジカル形成分子を再生させる追加工程を含む、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
実質的に液体透過性のトップシートと、実質的に液体不透過性のバックシートと、前記トップシートと前記バックシートとの間の吸収性コアとを含む吸収性物品であって、請求項１〜６のいずれか一項に記載の超吸収性ポリマーを含む前記吸収性物品。
【請求項１５】
超吸収性ポリマーを含む吸収性物品であって、前記超吸収性ポリマーが、請求項７〜１２のいずれか一項に記載のプロセスに従って作製される吸収性物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共有結合を通じて互いに直接結合されたポリマー鎖セグメントを含む超吸収性ポリマー類に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、これらの超吸収性ポリマー粒子を製造するプロセス、及びこれらの超吸収性ポリマー類を含む吸収性物品に関する。
【背景技術】
【０００３】
超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）類は、当該技術分野において周知である。それらは、一般に、おむつ、トレーニングパンツ、成人用失禁製品、及び女性用ケア製品などの吸収性物品において、かかる製品の吸収能力を増大させ、一方でそれらの全体的な嵩を低下させるために適用される。ＳＡＰ類は、一般に、それら自体の重量の何倍もの量に等しい水性流体を吸収且つ保持することが可能である。
【０００４】
ＳＡＰ類の商業生産は、１９７８年に日本で始まった。初期の超吸収体は、架橋されたデンプン−ポリアクリレートであった。ＳＡＰ類の商業生産において、部分的に中和されたポリアクリル酸が、最終的に初期の超吸収体に取って代わり、これが今日ＳＡＰ類に用いられる主要なポリマーである。それらは、一般には、部分的に中和され、僅かに（lightly）架橋されたポリマー網状組織から成り、このポリマー網状組織は親水性であり、且つ一度水又は生理食塩水などの水溶液に浸漬されると網状組織は膨潤する。ポリマー鎖間の架橋は、ＳＡＰが水に溶解しないことを保証する。ＳＡＰは、繊維又は顆粒のような小さい粒子の形態で適用されることが多い。
【０００５】
水溶液の吸収後、膨潤したＳＡＰ粒子は非常に柔らかくなり、簡単に変形する。変形すると、ＳＡＰ粒子間の空隙が塞がることがあり、それが液体の流動抵抗を劇的に増大させる。これは、一般に「ゲルブロッキング」と呼ばれる。ゲルブロッキング状態において、液体は、拡散によってしか、膨潤ＳＡＰ粒子内を移動することができず、これは、ＳＡＰ粒子間の隙間を流動するよりもはるかに遅い。
【０００６】
ゲルブロッキングを低減するために一般的に適用される一方法は、粒子をより堅くすることであり、それによってＳＡＰ粒子がそれらの元の形状を保持し、したがって粒子間に空隙を作り出す又は維持することができる。剛性を高める周知の方法は、ＳＡＰ粒子の表面上に露出したカルボキシル基を架橋することである。この方法は、一般に表面架橋と呼ばれる。
【０００７】
当該技術分野は、例えば、表面架橋され且つ界面活性剤でコーティングされた吸収性樹脂粒子と、それらの調製方法とに関連する。表面架橋剤は、ＳＡＰ粒子の表面上にあるカルボキシル基と反応する少なくとも２つのヒドロキシル基を含むポリヒドロキシル化合物であり得る。一部の技術分野では、表面架橋は、１５０℃以上の温度で行われる。粒子は、少なくとも５分間、しかし６０分未満の間、高温に曝露されるのが好ましい。
【０００８】
また、水溶性ペルオキシドラジカル反応開始剤も、表面架橋剤として知られている。その表面架橋剤を含有する水溶液が、ポリマーの表面上に適用される。表面架橋反応は、ペルオキシドラジカル反応開始剤は分解されるが、ポリマーは分解されないような温度まで加熱することによって達成される。
【０００９】
ごく最近では、表面架橋剤として使用するオキセタン化合物及び／又はイミダゾリジノン化合物の使用が開示されている。表面架橋反応は加熱下で行われることができ、温度は、好ましくは６０℃〜２５０℃の範囲である。或いは、表面架橋反応を、好ましくは紫外線を使用する光照射処理によって達成することもできる。
【００１０】
一般には、表面架橋剤は、ＳＡＰ粒子の表面上に適用される。したがって、反応は、好ましくはＳＡＰ粒子の表面上で起こり、その結果、粒子のコアには実質的な影響を及ぼすことなく、粒子の表面上に改善された架橋がもたらされる。ゆえに、ＳＡＰ粒子がより堅くなり、ゲルブロッキングが低減される。
【００１１】
前述した商業的な表面架橋プロセスの欠点は、該プロセスに比較的長い時間、一般的には少なくとも約３０分かかることである。しかし、表面架橋プロセスに必要な時間が長いほど、より多くの表面架橋剤がＳＡＰ粒子内に浸透して粒子内部の架橋を増加させることになり、それがＳＡＰ粒子の能力に悪影響を与える。したがって、表面架橋プロセスの時間が短いことが望ましい。さらに、経済的な全ＳＡＰ粒子製造プロセスに関しても、短いプロセス時間が望ましい。
【００１２】
一般的な表面架橋プロセスの他の欠点は、表面架橋プロセスが、多くの場合約１５０℃以上の、比較的高い温度下でしか起こらないことである。これらの温度では、表面架橋剤がポリマーのカルボキシル基と反応するだけでなく、他の反応、例えば、ポリマー鎖内又はポリマー鎖間の隣接カルボキシル基の無水物形成、及びＳＡＰ粒子に組み込まれたアクリル酸二量体の二量体開裂なども活性化される。それらの副反応もコアに影響を及ぼし、ＳＡＰ粒子の能力を低下させる。さらに、高温への曝露は、ＳＡＰ粒子の褪色を引き起こす虞もある。ゆえに、これらの副反応は、一般に望ましくない。
【００１３】
当該技術分野において既知のＳＡＰは、通常、例えば水酸化ナトリウムによって、部分的に中和される。ただし、当該技術分野において既知のプロセスでは、中和と表面架橋の必要性との釣り合いを慎重に保たなければならず、当該技術分野において既知の表面架橋剤は、ポリマー鎖に含まれる遊離カルボキシル基としか反応せず、中和されたカルボキシル基とは反応することができない。ゆえに、表面架橋又は中和のいずれかのためにカルボキシル基を適用することはできるが、同一のカルボキシル基を、両方のタスクを果たすために適用することはできない。当該技術分野において既知の表面架橋剤は、一般に、カルボキシル基以外の化学基とは反応せず、例えば、脂肪族基とは反応しない。
【００１４】
ＳＡＰ粒子を製造するプロセスでは、通常、遊離カルボキシル基の中和が初めに実施され、その後、表面架橋が行われる。実際、中和工程は、モノマーが重合且つ架橋されてＳＡＰを形成するより前に、プロセスの一番初めに行われることが多い。そのようなプロセスは、「プレ中和プロセス」と名づけられる。或いは、ＳＡＰを重合の途中又は重合後に中和することもできる（「ポスト中和」）。さらに、これらの代替形態の組み合わせも可能である。
【００１５】
ＳＡＰ粒子の外表面上にある遊離カルボキシル基の総数は、前述の中和によって制限されるので、表面架橋度が高い、したがってゲルブロッキングを低減するほど剛性が高い粒子を得ることは、非常に困難である。さらに、残りの遊離カルボキシル基は、数が少ないだけでなく、一般にランダムに分布しており、その結果、表面架橋がかなり密集した領域と表面架橋がまばらな領域とを有するＳＡＰ粒子を生じることがあるので、表面架橋が一様に分布したＳＡＰ粒子を得ることも非常に困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、本発明の目的は、表面架橋度が高く、同時に高い中和度も可能にするＳＡＰ粒子を提供することである。
【００１７】
本発明のさらなる目的は、一様に分布した均一な表面架橋を有するＳＡＰ粒子を提供することである。さらに、表面架橋を含む表面は、可能な限り薄くすべきである。
【００１８】
加えて、本発明のさらなる目的は、ＳＡＰに架橋分子を組み込む必要なしにＳＡＰ又はＳＡＰ粒子に含まれるポリマー鎖セグメントが互いに架橋される、ＳＡＰ及びＳＡＰ粒子を提供することである。この目的は、表面架橋に関して特に望ましく、即ち、架橋分子の反応生成物を含まない表面架橋されたＳＡＰを提供することが望ましい。
【００１９】
さらに、本発明の目的は、前述の利点を備えたＳＡＰ及びＳＡＰ粒子を製造するためのプロセスを提供することである。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、プロセスの効率を高めるために表面架橋のプロセス工程を迅速に実施できる、ＳＡＰ粒子を製造するためのプロセスを提供することである。
【００２１】
さらに、本発明のさらなる目的は、無水物形成及び二量体開裂など、高温によって開始される望ましくない副反応を低減するために中温で実施できる、ＳＡＰ粒子を製造するためのプロセスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、ポリマー鎖セグメントを含む超吸収性ポリマー類に関連する。ポリマー鎖セグメントの少なくとも一部は、共有結合を通じて互いに架橋されており、ここに該共有結合は、ラジカル形成分子とのラジカル反応によってポリマー鎖セグメント間に直接形成されており、該ラジカル形成分子は、ビラジカルを形成することができる。
【００２３】
本発明は、さらに、超吸収性ポリマーを架橋する方法であって、
ａ）ポリマー鎖セグメントを含む超吸収性ポリマーを用意し、
ｂ）電磁波照射されるとビラジカルを形成できるラジカル形成分子を用意し、
ｃ）超吸収性ポリマー及びラジカル形成分子を電磁波照射に曝露し、それによってポリマー鎖セグメント間に直接共有結合を形成する工程を含む方法に関連する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
ＳＡＰは、カルボキシメチルデンプン、カルボキシメチルセルロース及びヒドロキシプロピルセルロースなどの置換及び非置換の天然及び合成ポリマー類；ポリビニルアルコール及びポリビニルエーテルなどの非イオン型；ポリビニルピリジン、ポリビニルモルホリニオン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル又はＮ，Ｎ−ジエチルアミノプロピルアクリレート及びメタクリレート、並びにそれらそれぞれの第四級塩などの陽イオン型を含め、様々な化学的形態で利用可能である。
【００２５】
本発明に有用なＳＡＰは、好ましくは、部分的に中和されたα，β−不飽和カルボン酸のホモポリマー、又は、部分的に中和されたα，β−不飽和カルボン酸がそれらと共重合可能なモノマーとともに共重合されたコポリマーを含む。
【００２６】
モノマーを重合させる好適な方法は、当該技術分野において周知の水溶液重合である。モノマーと重合開始剤とを含む水溶液が重合反応に供される。水溶液は、例えば、α，β−不飽和カルボン酸モノマーを含んでよく、或いは、α，β−不飽和カルボン酸モノマーと、該α，β−不飽和カルボン酸モノマーと共重合可能な追加のモノマーとを含んでもよい。少なくともα，β−不飽和カルボン酸は、モノマーの重合前、重合中、又は重合後のいずれかに、部分的に中和されるべきである。α，β−不飽和カルボン酸が重合前に部分的に中和される場合、モノマー（α，β−不飽和カルボン酸モノマー及び可能なコモノマーを含める）は、少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも７０％、さらに好ましくは少なくとも７５％、さらに好ましくは７５％〜９５％中和される。
【００２７】
水溶液中のモノマーは、標準的なフリーラジカル技術によって、一般的には、紫外（ＵＶ）光など、活性化のための光開始剤を用いて重合される。或いは、レドックス反応開始剤を使用してもよい。しかしながら、この場合、高い温度が必要である。
【００２８】
ポリマー鎖は、好ましくは、それらを水不溶性にするためにわずかに架橋される。所望の架橋構造は、選択された水溶性モノマーと、分子単位で少なくとも２つの重合可能二重結合を有する架橋剤との共重合によって得ることができる。架橋剤は、水溶性ポリマーを架橋するのに有効な量で存在する。架橋剤の好ましい量は、吸収能力の望ましい程度及び吸収された流体を保持するために望ましい力、すなわち、負荷下での所望の吸収性によって決定される。通常、架橋剤は、使用される１００重量部のモノマー（α，β−不飽和カルボン酸モノマー及び可能なコモノマーを含む）当たり、０．０００５〜５重量部の範囲の量で使用される。１００部当たり５重量部を超える量の架橋剤が使用される場合、結果として得られるポリマーは、架橋密度があまりに高くなり、吸収能力の低下及び吸収された流体を保持するための力の増大を示す。１００部当たり０．０００５重量部未満の量で架橋剤が使用される場合、ポリマーの架橋密度があまりに低くなり、吸収されるべき流体と接触したときに、かなり粘着性且つ水溶性になり、特に負荷下では低い吸収性能を呈する。架橋剤は、通常、水溶液に可溶性である。
【００２９】
架橋剤をモノマーと共重合させる代わりに、重合後に別個のプロセス工程にてポリマー鎖を架橋することも可能である。
【００３０】
重合、架橋、及び部分的な中和の後、粘稠なＳＡＰ類が脱水（すなわち、乾燥）されて、乾燥ＳＡＰ類を得る。脱水工程は、粘稠なＳＡＰ類を約１若しくは２時間、強制空気オーブン内にて約１２０℃の温度まで加熱するか、又は粘稠なＳＡＰ類を約６０℃の温度で一晩加熱することによって行うことができる。乾燥後の脱水ＳＡＰ内の残留水の含有量は、主に乾燥時間及び温度に左右され、乾燥ＳＡＰの０．５重量％から乾燥ＳＡＰの最大５０重量％までの範囲になる可能性がある。好ましくは、乾燥後の脱水ＳＡＰ内の残留水の含有量は、乾燥ＳＡＰの０．５重量％〜４５重量％、より好ましくは０．５重量％〜３０重量％、さらに好ましくは０．５重量％〜１５重量％、最も好ましくは０．５重量％〜５重量％である。
【００３１】
ＳＡＰ類は、多数の形状の粒子へと移すことができる。「粒子」という用語は、顆粒、繊維、フレーク、球体、粉末、小板、並びにＳＡＰ類における当業者に既知のその他の形状及び形態を指す。例えば、粒子を、粒径約１０〜１０００μｍ、好ましくは約１００〜１０００μｍを有する顆粒又はビーズの形態とすることができる。他の実施形態では、ＳＡＰ類を、繊維の形状、すなわち、細長い針状ＳＡＰ粒子とすることができる。こうした実施形態では、ＳＡＰ繊維は、約１ｍｍ未満、通常は約５００μｍ未満、好ましくは２５０μｍ未満から５０μｍまでの小さい寸法（すなわち、繊維の直径）を有する。繊維の長さは、好ましくは約３ｍｍ〜約１００ｍｍである。繊維はまた、織ることのできる長いフィラメントの形態とすることもできる。
【００３２】
本発明は、ポリマー鎖セグメントを含むＳＡＰ類であって、前記ポリマー鎖セグメントの少なくとも一部がポリマー鎖セグメント間に直接形成された共有結合を通じて互いに架橋される、ＳＡＰ類に関する。
【００３３】
本発明による「直接共有結合」は、架橋分子に含まれる原子などの中間原子のない共有結合だけによってポリマー鎖が互いに結合される共有結合である。それとは反対に、ポリマー鎖間の既知の架橋反応は、常にこれらのポリマー鎖間に共有結合をもたらし、架橋分子の反応生成物がポリマー鎖間に組み込まれる。ゆえに、既知の架橋反応は、直接共有結合をもたらさず、架橋分子の反応生成物を含む間接共有結合をもたらす。直接共有結合は、第１のポリマー鎖の主鎖内の炭素原子と、第２のポリマー鎖の主鎖内の炭素原子との間に形成される。結合は、ＳＡＰポリマー内で微粒子内に形成され、より具体的には、結合は、ＳＡＰ粒子の表面上に形成されるが、ＳＡＰ粒子のコアは、そのような直接共有結合を実質的に含まない。
【００３４】
そのようなＳＡＰ類を製造する方法は、まだ互いに架橋されていないポリマー鎖上に適用することができる。したがって、ポリマー鎖は、複数のポリマー鎖として提供され、その際、ポリマー鎖が少なくとも部分的に分岐していてよい。
【００３５】
或いは、該方法を、分子単位内に少なくとも２つの重合可能な二重結合を含む、当該技術分野において既知の架橋剤によって既に架橋されたポリマー鎖に対して適用することもできる。例えば、該方法を、例えば表面架橋のために、ＳＡＰ粒子に含まれるポリマー鎖に適用することができる。ただし、本発明によるポリマー鎖セグメント間の直接共有結合は、異なるＳＡＰ粒子を互いに結合させることは意図されていない。ゆえに、本発明の方法は、ＳＡＰ粒子上に適用されるときには、異なるＳＡＰ粒子間には微粒子間直接共有結合をもたらさず、ＳＡＰ粒子内の微粒子内直接共有結合だけをもたらす。したがって、存在する場合、そのような微粒子間直接共有結合は、架橋分子など、追加の微粒子間架橋物質を必要とする。
【００３６】
ポリマー鎖が既に架橋されており、したがって網状の形態で提供される応用例では、用語「ポリマー鎖セグメント」は、既に存在する２つの隣接架橋間のポリマー鎖の部分、又は、ポリマー鎖が分岐している部位間のポリマー鎖の部分を指す。
【００３７】
ただし、ポリマー鎖を本発明の架橋プロセスにさらす前に該ポリマー鎖が予め全く架橋していない場合、用語「ポリマー鎖セグメント」は、完全な個々のポリマー鎖を指す。
【００３８】
本発明の好ましい一実施形態では、ポリマー鎖セグメントは、ポリカルボン酸単位を含む。本発明によれば、用語「ポリカルボン酸単位」は、互いに重合された、より大きなポリマーの一部である、少なくとも２つのカルボン酸モノマー単位から成る単位を指す。用語「カルボン酸モノマー単位」は、重合反応後のカルボン酸モノマーの反応生成物を指し、したがってポリマーに組み込まれたカルボン酸モノマーを指す。本発明の好ましい一実施形態では、ポリカルボン酸単位は、ポリアクリル酸単位又はポリメタクリル酸単位（polymethacylic acid unit）から成る。ポリアクリル酸単位は、互いに重合された少なくとも２つのアクリル酸モノマー単位から成る。ポリメタクリル酸単位は、互いに重合された少なくとも２つのメタクリル酸モノマー単位から成る。或いは、カルボン酸単位は、また、共重合されたアクリル酸モノマー単位とメタクリル酸モノマー単位とから成ってもよい。
【００３９】
本発明によれば、ポリカルボン酸単位は、少なくとも部分的に中和され、すなわち、カルボン酸単位の少なくとも一部は、中和される。
【００４０】
ポリカルボン酸単位に加えて、ポリマー鎖セグメントは、ポリスチレン単位など、他の単位をさらに含んでもよい。本発明によれば、用語「ポリスチレン単位」は、互いに重合された、より大きなポリマーの一部である、少なくとも２つのスチレンモノマー単位から成る単位を指す。用語「スチレンモノマー単位」は、重合反応後のスチレンモノマーの反応生成物を指し、したがってポリマーに組み込まれたスチレンモノマーを指す。
【００４１】
例えばポリカルボン酸単位を、ポリスチレン単位などの他のポリマー単位と併せて含むポリマー鎖セグメントは、「ブロックポリマー鎖セグメント」と呼ばれる。
【００４２】
本明細書に用いるのに最も好ましいポリマー類は、部分的に中和されたポリアクリル酸類のわずかに網状架橋されたポリマー類、部分的に中和されたポリメタクリル酸類のわずかに網状架橋されたポリマー類、それらのコポリマー類及びそれらのデンプン誘導体である。最も好ましくは、ＳＡＰ類は、部分的に中和され、わずかに網状架橋された、ポリアクリル酸（すなわち、ポリ（アクリル酸ナトリウム／アクリル酸））を含む。好ましくは、ＳＡＰは、少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも７０％、さらに好ましくは少なくとも７５％、さらに好ましくは７５％〜９５％中和される。網状架橋は、ポリマーを実質的に非水溶性にし、ある程度、ヒドロゲル形成吸収性ポリマー類の吸収能力を左右する。これらのポリマー類を網状架橋するプロセス及び典型的な網状架橋剤は、米国特許第４，０７６，６６３号でさらに詳細に記載されている。
【００４３】
本発明の最も好ましい実施形態では、ポリマー鎖セグメントを共有結合によって互いに直接結合させる方法は、従来の表面架橋の代わりに、又は従来の表面架橋に加えて、ＳＡＰ粒子を表面架橋するために適用される。
【００４４】
ラジカル形成分子が、電磁波照射されると、水素ラジカルの引き抜きによってビラジカルを形成できることが見出された。本発明による「ビラジカル」は、２つのラジカルが同一のラジカル形成分子内で互いに近接して誘起されることを意味する。
【００４５】
そのようなビラジカルは、次には、近くのポリマー鎖セグメントから２つの水素ラジカルを引き抜くことができ、したがってポリマー鎖セグメント内に２つのラジカルを作り出すことができる。１つのビラジカルが、ＳＡＰに含まれるポリマー鎖セグメント内に２つのラジカルを誘起できるので、これら２つのラジカルは、互いに近接して、例えば互いに近接した異なる２つのポリマー鎖セグメント内に形成される。ポリマー鎖セグメント内に誘起されたそのようなラジカルのうちの２つを組み合わせて、ポリマー鎖セグメント間に直接共有結合を形成することができる。
【００４６】
ポリマー鎖セグメント内に誘起される２つのラジカルが、ビラジカルによって互いに近接して「対を成すように（pair-wise）」形成されるので、実際にそれらのラジカルが互いに反応する可能性が増大する。それとは反対に、ラジカル形成分子内に１つのラジカルしか形成できない１官能性ラジカル形成分子とのラジカル反応では、ポリマー鎖セグメント内で誘起される単一ラジカルは、ポリマー鎖セグメント内で誘起される別のラジカルに近接していない可能性が高い。したがって、ポリマー鎖セグメント内で誘起されるそのような２つのラジカルは、ラジカルの寿命が非常に短いので、実際に互いに反応して直接共有結合を形成する可能性が低い。
【００４７】
したがって、ポリマー鎖セグメント内で誘起されるラジカルが互いに近接して誘起されることがきわめて望ましいが、それは、このことによって、該ラジカルが実際に２つのポリマー鎖セグメント間に直接共有結合をもたらすことになる可能性が増大するからである。
【００４８】
各分子内に１つのラジカルしか誘起できない１官能性ラジカル形成分子は、本発明のラジカル形成体には含まれない。ただし、１官能性ラジカル形成分子を本発明のラジカル形成分子に加えて使用してもよい。本発明によるラジカル形成分子では、ラジカル形成分子が２つの個別のラジカルへと解離することなく、各ラジカル形成分子内で２つのラジカルを誘起することができる。本発明によれば、ラジカル形成分子内で誘起される両方のラジカルは、互いに共有結合され、したがってビラジカルを形成する。
【００４９】
本発明による好ましいラジカル形成分子は、好ましくは最大５０００までの分子量を有する。より好ましくは、それらは、また、少なくとも１つのヘテロ原子も有する。
【００５０】
本発明によるそのような好ましいラジカル形成分子は、フタル酸の環状ペルオキシド及びそれらの誘導体である（図１）。
【化１】
2008507621.tif 000003
【００５１】
本発明の他の好ましいラジカル形成分子は、コハク酸の環状ペルオキシド及びそれらの誘導体である（図２）。
【化２】
2008507621.tif 000004
【００５２】
本発明のさらに他の好ましいラジカル形成分子は、図３に従うエンジインであり、これらは、照射されると安息香酸１，４ジラジカル（benzoic 1,4 diradical）を形成することができる（バーグマン環化反応（Bergman Cyclization reaction））：
【化３】
2008507621.tif 000005
【００５３】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、水素原子であることができ、又は、置換若しくは非置換フェニル、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、エチレン性不飽和基（該エチレン性不飽和基は、好ましくはアクリル基若しくはメタクリル基を含む）、１〜１００個の炭素原子を有し、最高４９個までの酸素原子が入り込んでいてよい有機基から構成される群から選択することができる。そのようなＲ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４置換基のあらゆる組み合わせが可能である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、同一であることができ、又は互いに異なるものであってもよい。
【００５４】
式１及び２に従うラジカル形成分子は、電磁波照射されるとラジカルを形成できる放射線活性型の基（Ｏ−Ｏ基）を１つしか有していないが、それにも関わらず、これらの分子が、図４及び図５に描かれるようにビラジカルを形成できることに留意すべきである。
【化４】
2008507621.tif 000006
【００５５】
したがって、放射線活性型の基を１つしか含まないほぼすべての１官能性ラジカル形成体は、ラジカル形成分子内に１つのラジカルしか形成できないが、式１及び２に従うラジカル形成分子は、それらがビラジカルを形成する能力に応じて意識して且つ特定して選択されている。
【００５６】
式３に従うラジカル形成分子は、互いに近接した２つの放射線活性型の基を含む。電磁波照射されると、放射線活性型の基それぞれから１つの水素ラジカルが引き抜かれて、ビラジカルを形成する。
【００５７】
本発明の好ましい一実施形態では、水に溶解可能にするため、又は水溶性をさらに高めるために、誘導体化が実施される。
【００５８】
二価若しくは多価アルコール又はそれらの誘導体など、当該技術分野において既知の架橋剤は、熱的に活性化されなければならず、また、ＳＡＰ類に組み込まれる。
【００５９】
それとは反対に、本発明の（１若しくは複数の）ラジカル形成分子は、ポリマー鎖セグメント間に直接共有結合を作り出し、また、表面架橋を提供するためにＳＡＰに組み込む必要がない。
【００６０】
以下で、本発明のラジカル形成分子をポリマー鎖セグメントに適用するときに直接共有結合を形成するために起こる反応を、ポリアクリル酸単位（ＰＡＡ）を含むポリマー鎖セグメントについて概略的に説明する。
１）ＵＶ照射されると、２つの水素原子がラジカル形成分子から引き抜かれ、それによって該ラジカル形成分子がビラジカルを形成する。ビラジカルは、ＰＡＡと反応することができ、それによってビラジカルがＰＡＡから２つの水素ラジカルを引き抜いて、２つのＰＡＡラジカルを形成する。それによって、ＰＡＡ鎖から引き抜かれた水素ラジカルは、ビラジカルと共有結合して、例えばラジカル形成体をその還元状態のまま残す。
２）２つのＰＡＡラジカルを組み合わせて、ポリマー鎖セグメント間に直接共有結合を形成することができる。
【００６１】
以上の反応のうちのどれが実際に起こったかを判定するために、ＵＶ照射後にエーテルによって反応試料を抽出することができ、抽出物を１Ｈ−ＮＭＲ及び／又は１３Ｃ−ＮＭＲによって分析することができる。ＮＭＲ分光法によって、ラジカル形成分子を、ラジカル反応を経る前のそれらの初期段階で検出することができる。さらに、ＳＡＰ粒子内のポリマー鎖セグメント間に直接共有結合をもたらすラジカル反応の結果として得られる、ラジカル形成分子の反応生成物を検出することができる。さらに、当該技術分野において周知の２次元ＮＭＲ分光法の従来方法によって、ポリマー鎖セグメント間の直接共有結合を検出することも可能である。
【００６２】
ただし、これらの直接共有結合を検出するためには、分光法の検出限界を上回る十分な直接共有結合が形成されている必要がある。
【００６３】
ただし、本発明の副反応として、ラジカル形成分子の一部が、また、ラジカル形成分子とポリマー鎖セグメントとの間の共有結合を介してＳＡＰ粒子に組み込まれることもある。これらの副反応では、表面架橋は、電磁波照射されたときに、ラジカル形成分子の活性化された光反応基と、ＳＡＰのポリマー鎖セグメントに含まれる隣接した脂肪族Ｃ−Ｈ結合との反応によって起こることがある。脂肪族Ｃ−Ｈ結合の代わりに、ラジカル形成分子は、また、ポリマー鎖セグメントに含まれる官能基（例えば、カルボキシル基）と反応することもある。この反応の結果、ラジカル形成分子の一部が、ＳＡＰ粒子のポリマー鎖セグメントに含まれる脂肪族基及び／又はカルボキシル基に共有結合することがある。
【００６４】
ラジカル形成分子がビラジカルを形成できるので、ラジカル形成分子の第２の光反応基は、電磁波照射されると活性化されて、ラジカルを形成することがある。この反応は、ラジカル形成分子が既に共有結合を介してポリマー鎖セグメントに付着した後で起こることがある。ここで、そのようなラジカルが、別のポリマー鎖セグメント中で誘起されたラジカルと反応する場合、ラジカル形成分子の反応生成物を構成する、ポリマー鎖セグメント間の間接共有結合が形成される。本発明によれば、ラジカル形成分子の反応生成物は、ラジカル反応を経た後のラジカル形成分子の形態を指す。
【００６５】
ただし、本発明は、異なるポリマー鎖セグメントを互いに架橋するための直接共有結合に関連する。ラジカル形成分子を架橋に組み込むことになる反応は、単なる副反応にすぎない。
【００６６】
ラジカル形成分子は、電磁波照射に曝露されるとラジカルを形成することができる。電子ビーム並びに紫外線は、好適な電磁波照射を作り出すことができる。好ましくは、本発明によれば、紫外線は、選択された（１若しくは複数の）ラジカル形成分子に応じて２２０〜３８０ｎｍの波長で使用される。紫外線は、電子ビームと組み合わせて、また赤外線とも組み合わせて使用されてよい。ＵＶ照射と他の電磁波照射との組み合わせが使用される場合、紫外線の適用が他の電磁波照射（すなわち、電子ビーム若しくは赤外線）と同時に実施されるか、又は一連の異なる照射工程において照射が実施されるかは、重要ではない。比較的高い活性化エネルギー量を必要とする（１若しくは複数の）ラジカル形成分子の場合、電子ビームによる活性化が必要なことがある。
【００６７】
ＵＶ照射は、好ましくは、５０Ｗ〜２ｋＷの間、より好ましくは２００Ｗ〜７００Ｗの間、さらに好ましくは４００Ｗ〜６００Ｗの間の電力を有するＵＶランプを用いて従来式に実施することができる。照射時間は、好ましくは０．１秒〜３０分の間、より好ましくは０．１秒〜１５分の間、さらに好ましくは０．１秒〜５分の間、最も好ましくは０．１秒〜２分の間である。市販の水銀圧力ＵＶランプを使用することができる。ランプの選択は、使用されるラジカル形成分子の吸収スペクトルに左右される。より高い電力を有するランプは、一般に、より迅速な架橋を可能とする。ＵＶランプ（１若しくは複数）と架橋されるべきＳＡＰとの距離は、５ｃｍ〜１５ｃｍの間で変化するのが好ましい。
【００６８】
ＵＶ照射など、電磁波照射されると、（１若しくは複数の）ラジカル形成分子は、フリーラジカルを形成する。それによって形成されるきわめて反応性の高いフリーラジカルは、超吸収性ポリマーに含まれるポリマー鎖セグメントと反応することができる。ラジカル形成分子から形成されたフリーラジカルがポリマー鎖セグメントと反応するときには、該ポリマー鎖セグメントは、「ポリマー鎖セグメントラジカル」を形成する。ポリマー鎖セグメント内の反応は、ポリマー鎖セグメントに含まれる脂肪族基（Ｃ−Ｈ基）上で起こると考えられている。或いは、反応は、また、中和されていない、ポリマー鎖セグメントに含まれるカルボキシル基上で起こることもある。他の代替形態は、ポリマー鎖セグメントに含まれる別の官能基が、引き抜くことのできる水素ラジカルを含む場合、その官能基上で反応が起こるものである。そのような官能基の例は、スルホン酸、カルボン酸若しくはスルホン酸エステル、ヒドロキシル基、アミド基、アミノ基、ニトリル基、第四級アンモニウム塩基、アリール基（例えば、スチレンモノマーから誘導されるようなフェニル基）である。そのような２つのポリマー鎖セグメントラジカルが互いに反応するときには、ポリマー鎖セグメント間の直接共有結合が形成される。
【００６９】
ポリマー鎖セグメント間に直接共有結合をもたらす反応は、好ましくはポリマー主鎖に含まれる分子上で起こると考えられている。
【００７０】
本発明による好ましい（１若しくは複数の）ラジカル形成分子は、少なくともＭｗ＝５０ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは少なくともＭｗ＝１００ｇ／ｍｏｌ、さらに好ましくは少なくともＭｗ＝１２０ｇ／ｍｏｌ、さらに好ましくは少なくともＭｗ＝１８０ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは少なくともＭｗ＝２４０ｇ／ｍｏｌの分子量を有する。比較的高い分子量を有するラジカル形成分子は、ラジカルの電荷が該ラジカル内により良好に分布できるので、より安定なラジカルを形成する傾向にあることが多い。したがって、ラジカルは、反応溶液内でポリマー鎖セグメントに到達する可能性が高く、該ポリマー鎖セグメントと反応して「ポリマー鎖セグメントラジカル」を形成することができる。
【００７１】
さらに、本発明による好ましいラジカル形成分子は、アレーンなどの芳香族基を含む。やはりこれも、電荷を芳香族基全体にわたって分布させることができるので、より安定なラジカルをもたらす。
【００７２】
本発明によれば、脱水されたＳＡＰ粒子は、表面架橋プロセス工程を経ることがある。「表面」という用語は、粒子の外側に面した境界をいう。多孔質ＳＡＰ粒子に関しては、露出した内部表面も表面に属してよい。用語「表面架橋したＳＡＰ粒子」は、互いに架橋した、粒子表面付近に存在するそのポリマー鎖セグメントを有する、ＳＡＰ粒子を指す。表面架橋剤と呼ばれる化合物によって粒子表面付近に存在するポリマー鎖セグメントを表面架橋することは、当該技術分野において既知である。表面架橋剤は、粒子の表面に適用される。表面架橋されたＳＡＰ粒子では、ＳＡＰ粒子の表面付近における架橋レベルは、一般にＳＡＰ粒子内部の架橋レベルよりも高い。
【００７３】
一般的に適用される表面架橋剤は、熱活性化可能な表面架橋剤である。用語「熱活性化可能な表面架橋剤」は、典型的には約１５０℃の高温に曝露されたときにだけ反応する表面架橋剤を指す。当該技術分野において既知の熱活性化可能な表面架橋剤は、例えば、ＳＡＰ類のポリマー鎖間にさらなる架橋を構築できる二官能性又は多官能性剤である。他の熱活性化可能な表面架橋剤としては、例えば、二価アルコール若しくは多価アルコール、又は二価アルコール若しくは多価アルコールを形成できるそれらの誘導体が挙げられる。かかる剤の代表は、アルキレンカーボネート、ケタール、及びジ−又はポリグリシジルエーテルである。さらに、（ポリ）グリシジルエーテル、ハロエポキシ化合物、ポリアルデヒド、ポリオール、及びポリアミンも、また、周知の熱活性化可能な表面架橋剤である。架橋は、ポリマーに含まれる官能性基間の反応、例えば、カルボキシル基（ポリマーに含まれる）とヒドロキシル基（表面架橋剤に含まれる）との間のエステル化反応に基づく。通常、ポリマー鎖セグメントのカルボキシル基の比較的大きな部分が重合工程前に中和されるので、一般的に、当該技術分野において既知のこの表面架橋プロセスには、わずかなカルボキシル基しか利用することができない。例えば、７０％中和されたポリマーでは、共有表面架橋結合には、１０個のカルボキシル基のうち３個しか利用することができない。
【００７４】
本発明によれば、表面架橋は、その反応生成物が表面架橋後にＳＡＰ粒子に組み込まれることになる表面架橋剤を含む必要がない。それどころか、本発明によれば、共有結合を通じてポリマー鎖セグメントを互いに直接結合させることによって、ポリマー鎖セグメントを表面架橋することが可能である。反応を開始させるラジカル形成分子は、ＳＡＰ粒子に組み込まれない。所望により、ラジカル形成分子の最終反応生成物を、表面架橋後に再生することもでき、したがって、再生後に再び表面架橋に使用することができる。ラジカル形成分子がＳＡＰ粒子の表面架橋に使用される場合、カルボン酸若しくはスチレンなどの追加のモノマーは、必要ではない。
【００７５】
ラジカル形成分子がＳＡＰ粒子の表面架橋に使用される場合、ＳＡＰ粒子の表面上のポリマー鎖セグメント間の直接共有結合は、微粒子内に形成される。それらは、粒子間結合を形成することは意図されていない。
【００７６】
さらに、ラジカル形成分子がＳＡＰ粒子の表面架橋に使用される場合、ラジカル形成分子を、流動床スプレーチャンバを用いてＳＡＰ粒子上にスプレーしてもよい。同時に、赤外線照射を適用して乾燥を達成してもよく、同時に、紫外線を適用して流動床内で架橋を達成してもよい。
【００７７】
ただし、場合によっては、乾燥及び架橋が連続する２つの工程で行われてもよく、いずれの順番で実施することもできる。赤外線の代わりに、又は赤外線と組み合わせて、乾燥工程において、あらゆる従来の乾燥装置を使用することができる。ただし、本発明の特定の実施形態では、例えば、少量の溶液に溶解されたほんの少量の表面架橋剤だけが適用される場合、乾燥は、ほとんど又は全く必要とされない。
【００７８】
従来技術の表面架橋は、ＳＡＰ粒子の表面上に露出したポリマー鎖セグメントに含まれるカルボキシル基だけに限られていた。有利には、本発明の架橋プロセスは、カルボキシル基だけに限られず、また、ＳＡＰのポリマー鎖内の他の多数の官能基及び脂肪族基も含む。ゆえに、本発明によれば、ＳＡＰ粒子の表面架橋プロセスに利用可能な反応部位の数は、大幅に増大する。したがって、当該技術分野において既知の表面架橋に比べて、はるかに均一且つ一様な表面架橋を達成することが可能である。さらに、従来技術において既知のＳＡＰよりも高い程度までＳＡＰを表面架橋することも可能である。これによって、ＳＡＰ粒子をより堅くすることができ、したがって、所与の中和度においてゲルブロッキング効果をより効果的に抑制することができる。
【００７９】
ＳＡＰ粒子の表面架橋は、主にＳＡＰ粒子の表面上で起こる。それは、主にＳＡＰ粒子の表面付近に露出したポリマー鎖セグメントが架橋プロセスを経て、ＳＡＰ粒子の内部コアには実質的に影響を及ぼすことなく、該粒子表面上の架橋度が高いＳＡＰ粒子をもたらすことを意味する。したがって、前記ポリマー鎖セグメント間に直接形成された共有結合は、主に前記超吸収性粒子の表面上に形成され、一方、前記コアは、前記共有結合を実質的に含まない。
【００８０】
表面架橋のためのＵＶ照射は、好ましくは、５０Ｗ〜２ｋＷの間、より好ましくは２００Ｗ〜７００Ｗの間、さらに好ましくは４００Ｗ〜６００Ｗの間の電力を有するＵＶランプを用いて従来の方式で実施することができる。照射時間は、好ましくは０．１秒〜３０分の間、より好ましくは０．１秒〜１５分の間、さらに好ましくは０．１秒〜５分の間、最も好ましくは０．１秒〜２分の間である。市販の水銀圧力ＵＶランプを使用することができる。ランプの選択は、使用されるラジカル形成分子の吸収スペクトルに左右される。より高い電力を有するランプは、一般に、より迅速な架橋を可能とする。ＵＶランプ（１若しくは複数）と架橋されるべきＳＡＰとの距離は、５ｃｍ〜１５ｃｍの間で変化するのが好ましい。
【００８１】
従来技術から知られている表面架橋に比べて、本発明による表面架橋は、はるかに迅速である。高温下で行われる従来技術の表面架橋反応は、通常、最長４５分かかる。この時間がかかるプロセス工程では、ＳＡＰ粒子の製造プロセスは、所望するよりも経済的ではなくなる。それとは反対に、本発明による架橋プロセスは、非常に迅速に行うことができるので、製造プロセス全体がはるかに効果的で経済的となる。
【００８２】
さらに、表面架橋反応が迅速に進行するので、ＳＡＰ粒子の表面上に適用された表面架橋分子がＳＡＰ粒子の内部に浸透する時間が短い。結果として、表面架橋プロセスは、主にＳＡＰ粒子の表面だけに限られ、ＳＡＰ粒子内部における望ましくないさらなる架橋反応を回避する。
【００８３】
本発明の他の利点は、中和工程についてである。α，β−不飽和カルボン酸モノマーは、重合工程の前に中和されることが多い（プレ中和）。モノマーの酸性基を中和するのに有用な化合物は、典型的には、重合プロセスに有害な影響を及ぼさずに酸性基を十分に中和するものである。かかる化合物としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩及び重炭酸塩が挙げられる。好ましくは、モノマーの中和に使用される物質は、水酸化ナトリウム若しくは水酸化カリウム、又は炭酸ナトリウム若しくは炭酸カリウムである。中和化合物は、好ましくは、α，β−不飽和カルボン酸モノマーを含む水溶液に添加される（プレ中和）。結果として、α，β−不飽和カルボン酸モノマーに含まれるカルボキシル基は、少なくとも部分的に中和される。したがって、重合工程の後、ポリマーのα，β−不飽和カルボン酸に含まれるカルボキシル基もまた少なくとも部分的に中和される。水酸化ナトリウムが使用される場合、中和によってアクリル酸ナトリウムが生じ、これが水中でマイナスに帯電したアクリル酸モノマーとプラスに帯電したナトリウムイオンとに解離する。
【００８４】
最終的なＳＡＰ粒子が水溶液を吸収した後で膨潤状態にある場合、ナトリウムイオンは、ＳＡＰ粒子内を自由に移動することができる。おむつ又はトレーニングパンツなどの吸収性物品では、ＳＡＰ粒子は、通常、尿を吸収する。蒸留水に比べて、尿は、少なくとも部分的に解離した形態で存在する塩を比較的多量に含む。尿に含まれる解離した塩は、ＳＡＰ粒子への液体の吸収をより困難にするが、それは、液体が解離した塩のイオンに起因する浸透圧に逆らって吸収されなければならないからである。ＳＡＰ粒子内の自由に移動可能なナトリウムイオンは、浸透圧を低下させるので、粒子への液体の吸収を大きく促進する。したがって、高い中和度は、概して、ＳＡＰ粒子の能力及び液体吸収速度を増大させることができる。
【００８５】
当該技術分野において既知の表面架橋剤は、ポリマーのカルボキシル基と反応する。ゆえに、両方のプロセス工程がカルボキシル基を利用するので、中和の程度と表面架橋の必要性との釣り合いを保たなければならない。
【００８６】
本発明によれば、ラジカル形成分子を使用してポリマー鎖セグメント間に直接共有結合を形成する表面架橋反応は、カルボキシル基だけに限られず、脂肪族基など、ポリマー鎖セグメント内の他の基をさらに含む。したがって、後の表面架橋の可能性を著しく低下させることなく、より高い程度までモノマーを中和することが可能である。
【００８７】
本発明によれば、α，β−不飽和カルボン酸モノマーに含まれるカルボキシル基は、好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも７０％、さらに好ましくは少なくとも７５％、さらに好ましくは７５％〜９５％中和される。ゆえに、ポリマーのα，β−不飽和カルボン酸に含まれるカルボキシル基は、少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも７０％、さらに好ましくは少なくとも７５％、さらに好ましくは７５％〜９５％中和される。
【００８８】
本発明のさらなる利点は、表面架橋プロセス中の望ましくない副反応の低減である。従来技術から知られている表面架橋は、通常約１５０℃以上の高温を必要とする。これらの温度では、表面架橋反応が達成されるだけでなく、他の多数の反応、例えば、ポリマー内での無水物形成、又はアクリル酸モノマーによって事前に形成された二量体の二量体開裂も起こる。これらの副反応は、能力の低下したＳＡＰ粒子をもたらすので、きわめて望ましくない。
【００８９】
本発明による表面架橋プロセスは、必ずしも高温を必要とするわけではなく、ＵＶ照射などの電磁波照射を用いて中温でも実施できるので、そのような副反応は、ほぼなくなる。本発明によれば、ラジカル形成分子及び電磁波照射を使用する表面架橋反応は、好ましくは１００℃未満の温度、好ましくは８０℃未満の温度、より好ましくは５０℃未満の温度、さらに好ましくは４０℃未満の温度、最も好ましくは２０℃〜４０℃の間の温度で達成することができる。
【００９０】
従来技術から知られている表面架橋プロセスにおいて一般的に適用される約１５０℃以上の高温では、ＳＡＰ粒子の色が、白色から黄味がかった色へと変化することがある。本発明の表面架橋プロセスによれば、中温下で表面架橋プロセスを実施することが可能であるので、ＳＡＰ粒子の褪色の問題は、大きく軽減される。
【００９１】
本発明によれば、１種類のラジカル形成分子を選択することができ、或いは、ビラジカルを形成可能な２種類若しくはそれ以上の種類の異なるラジカル形成分子を適用することもできる。
【００９２】
他の代替形態として、１種類若しくはそれ以上の種類のラジカル形成分子を、熱活性化可能な表面架橋剤、例えば、１，４−ブタンジオールとともに適用することもできる。この実施形態では、ＳＡＰ粒子は、カルボキシル基を含まなければならず、それらカルボキシル基の少なくとも幾つかが、ＳＡＰ粒子の外表面上に少なくとも部分的に露出しており、熱活性化された表面架橋剤が、前記超吸収性ポリマー粒子の表面上に少なくとも部分的に露出したカルボキシル基の少なくとも一部に共有結合される。
【００９３】
ラジカル形成分子が熱活性化可能な表面架橋剤と共に使用される場合、表面架橋プロセスには、ＵＶ照射と高温（１４０℃を超える）との両方が必要である。
【００９４】
ラジカル形成分子は、好ましくは液体の溶液中で、より好ましくは水溶液中で使用される。
【００９５】
一様に分布した表面架橋を備えるＳＡＰ粒子を得るには、ラジカル形成分子を、ＵＶ照射前又はＵＶ照射中にＳＡＰ粒子上に一様に分布させなければらない。したがって、ラジカル形成分子は、好ましくはスプレーによってＳＡＰ粒子上に適用される。
【００９６】
ただし、好ましいことであるが、本発明は、ＳＡＰ粒子の表面架橋だけに制限されない。また、ＳＡＰ粒子が形成される前に、十分にポリマー鎖セグメントを直接共有結合架橋させることも可能である。例えば、ラジカル形成分子を各モノマーの重合反応によって形成されたポリマー鎖に適用してから、該ポリマー鎖を互いに架橋させて網状構造を形成することができる。この実施形態では、ラジカル形成分子による架橋が、当該技術分野において既知の架橋プロセスに置き換わることができる。
【００９７】
別の方法として、本発明による架橋を、既知の架橋プロセスに加えて、その既知のプロセスの前に、同時に、又は後に実施することもできる。
【００９８】
これらの実施形態では、ラジカル形成分子は、粒子へと成形されているＳＡＰには適用されない。したがって、ポリマーがＳＡＰ粒子に転換される場合、ポリマー鎖セグメント間の直接共有結合架橋は、主にＳＡＰ粒子の表面だけに限られず、ポリマー鎖セグメント間の直接共有結合は、ＳＡＰ粒子全体にわたって存在することになり、場合によっては直接共有結合がＳＡＰ粒子全体にわたって均一に分布することになる。
【００９９】
或いは、ポリマー鎖セグメント間の直接共有結合は、ＳＡＰ粒子全体にわたって不均一に分布することになり、例えば、異なるポリマー鎖セグメントを含む異なるポリマー類を混合することが可能である。この場合、異なるポリマー鎖を異なる程度まで架橋（当該技術分野において既知のプロセスによって直接的若しくは間接的に）させてよく、又は、ＳＡＰ粒子の特定の領域内のポリマー鎖を全く架橋させなくてもよい。
【０１００】
また、異なるポリマー鎖セグメントを含むＳＡＰ粒子を形成するために異なるポリマーを混合することも可能である。この場合、異なるポリマーは、異なるホモポリマー、コポリマー、及び／又はブロックポリマーの混合物を含んでよい。
【０１０１】
ただし、ＳＡＰ粒子全体にわたって直接共有結合を含むそのようなＳＡＰ粒子は、すべて、表面架橋を経てよい。この場合、ＳＡＰ粒子を本発明のラジカル形成分子にさらすことによって、若しくはＳＡＰ粒子を当該技術分野において既知の表面架橋プロセスにさらすことによって、又はそれら両方の組み合わせによって、表面架橋を達成してよい。
【０１０２】
吸収性物品
本発明のＳＡＰ粒子は、好ましくは吸収性物品の吸収性コア内に適用される。本明細書で使用するとき、吸収性物品とは、液体を吸収して収容するデバイスを指し、より具体的には、着用者の身体に当てて又は近接して設置されて、身体から排泄される様々な排出物を吸収して収容するデバイスを指す。吸収性物品としては、おむつ、成人用失禁ブリーフ、おむつホルダー及びおむつライナー、生理用ナプキン等が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１０３】
本発明の好ましい吸収性物品は、おむつである。本明細書で使用するとき、「おむつ」とは、一般に乳幼児及び失禁症状のある患者によって胴体下部の周りに着用される吸収性物品を指す。
【０１０４】
本発明に特に適した吸収性物品は、通常、液体透過性のトップシートと、液体不透過性のバックシートと、一般にトップシートとバックシートとの間に配置される吸収性コアとを含む、外側の覆いを備える。吸収性コアは、一般に圧縮可能で、コンフォーマブルで、着用者の皮膚に対する刺激がなく、且つ尿および他の特定の身体排出物などの液体を吸収且つ保持可能な、どのような吸収性材料を含んでもよい。本発明のＳＡＰ粒子に加えて、吸収性コアは、一般にエアフェルトと呼ばれる粉砕木材パルプなど、使い捨ておむつ及び他の吸収性物品において一般的に使用されている多種多様な液体吸収性材料を含んでよい。
【０１０５】
吸収性アセンブリとして使用するための代表的な吸収性構造については、１９９２年８月１１日にヘロン（Herron）らに付与された米国特許第５，１３７，５３７号、名称「個別のポリカルボン酸架橋木材パルプセルロース繊維を含有する吸収性構造（Absorbent Structure Containing Individualized, Polycarboxylic Acid Crosslinked Wood Pulp Cellulose Fibers）」、１９９２年９月１５日にヤング（Young）に付与された米国特許第５，１４７，３４５号、名称「失禁管理のための高効率吸収性物品（High Efficiency Absorbent Articles For Incontinence Management）」、１９９４年８月３０日にロウ（Roe）に付与された米国特許第５，３４２，３３８号、名称「低粘性の糞便物質のための使い捨て吸収性物品（Disposable Absorbent Article For Low-Viscosity Fecal Material）」、１９９３年１１月９日にデマレ（DesMarais）らに付与された米国特許第５，２６０，３４５号、名称「水性体液のための吸収性フォーム材料及び該材料を含有する吸収性物品（Absorbent Foam Materials For Aqueous Body Fluids and Absorbent Articles Containing Such Materials）」、１９９５年２月７日にダイアー（Dyer）らに付与された米国特許第５，３８７，２０７号、名称「水性体液のための薄いユニット状湿潤吸収性フォーム材料及びそれらの製造プロセス（Thin-Until-Wet Absorbent Foam Materials For Aqueous Body Fluids And Process For Making Same）」、１９９５年３月１４日にラボン（LaVon）らに付与された米国特許第５，３９７，３１６号、名称「拡張可能な吸収性材料で形成された、水性体液のためのスリット付き吸収性部材（Slitted Absorbent Members For Aqueous Body Fluids Formed Of Expandable Absorbent Materials）」、並びに米国特許第５，６２５，２２２号、名称「水性流体のための吸収性フォーム材料（Absorbent Foam Materials For Aqueous Fluids Made From high In al.、１９９７年７月２２日発行）に記載されている。
【０１０６】
方法
光分解：
ＰＡＡ２００ｍｇを、各ラジカル形成分子５ｍｇと、乾燥状態で、又は１．５ｍｌの水に溶解／懸濁した状態で混合する。ＵＶ光源として４５０Ｗ中圧Ｈｇランプを用いて、１０分間又は６０分間光分解を実施する。かかるランプは、主に３６５ｎｍの波長で光を発生する。すべてのサンプルは、１０−５トールまでのポンピングによって、又は３回の凍結（ポンピング）解凍サイクルによって、光分解前に脱気される。
【０１０７】
「発明を実施するための最良の形態」で引用したすべての文献は、関連部分において本明細書に参考として組み込まれるが、いずれの文献の引用も、それが本発明に関する先行技術であるとの容認と解釈されるべきではない。
【０１０８】
本発明の特定の実施形態を説明し記載したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を実施できることが当業者には自明であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのようなすべての変更及び修正を、添付の特許請求の範囲で扱うものとする。
【図１】
2008507621.tif 000008
【図２】
2008507621.tif 000009
【国際調査報告】
2008507621.tif 000010
2008507621.tif 000011