(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状固体でありかつ透過性増強剤で処理された超吸収体の計量供給方法であって、表面架橋されている超吸収体に、または表面架橋と同時に、または部分的に同時に且つ部分的に表面架橋後に、透過性増強剤を適用し、かつ計量供給される超吸収体を、６ｋＰａの圧密応力で０．７５から１．５ｋＰａの自由降伏強度を有するように凝集制御剤で計量供給前に処理し、スクリューコンベヤーを用いて前記処理した超吸収体の輸送を行うことにより、前記超吸収体を連続的に正確かつ高速に計量供給できる、超吸収体の計量供給方法。
【請求項２】
一軸スクリューを用いる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
二軸スクリューを用いる、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記凝集制御剤が、２０℃にて少なくとも２０ｍＰａｓであり、且つ１０００ｍＰａｓを上回らない粘度を有する非水性液体である、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記凝集制御剤が、アルコール、ポリグリコール、シリコーンオイル、親水性変性シリコーンオイルおよびパラフィンオイルからなる群から選択された少なくとも１つの試剤である、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記凝集制御剤が、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオールおよび１，４−ブタンジオール、グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびポリブチレングリコール、シリコーンオイル、および親水性変性シリコーンオイルからなる群から選択された少なくとも１つの試剤である、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記凝集制御剤が、１，２−プロピレングリコール、１５００ｇ／モル未満の平均分子量を有するポリエチレングルコール、シリコーンオイルおよび親水性変性シリコーンオイルからなる群から選択された少なくとも１つの試剤である、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記凝集制御剤が、材料の全量に対して、少なくとも１００質量ｐｐｍおよびせいぜい５０００質量ｐｐｍの量で使用される、請求項４から７までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の詳細な説明
本発明は、超吸収体の計量供給方法に関する。
【０００２】
超吸収体は公知である。超吸収体は、自重の数倍の水を、場合によっては自重の数百倍までの水を吸収し、且つ中程度の圧力下でも保持することが出来る材料である。吸収能力はたいてい、蒸留水またはそうでなければ脱イオン水と比較して塩含有溶液ではより低い。一般に、超吸収体は少なくとも５ｇ／ｇ、好ましくは少なくとも１０ｇ／ｇおよびより好ましくは少なくとも１５ｇ／ｇの遠心保持容量（"ＣＲＣ"、測定法は下記を参照のこと）を有する。そのような材料はまた普通、例えば"高膨潤性ポリマー"、"ヒドロゲル"（しばしば乾燥形でも用いられる）、"ヒドロゲル形成性ポリマー"、"吸水性ポリマー"、"吸収性のゲル形成材料"、"膨潤性樹脂"、"吸水性樹脂"等の名称で公知である。当該材料は、架橋された親水性ポリマー、特に（共）重合される親水性モノマーから形成されたポリマー、適したグラフトベース上の１つ以上の親水性モノマーのグラフト（コ）ポリマー、セルロースまたはデンプンの架橋されたエーテル、架橋されたカルボキシメチルセルロース、部分架橋されたポリアルキレンオキシドまたは水性液体中で膨潤可能である天然産物、例えばグアー誘導体等であり、なかでも部分中和アクリル酸を基礎とする吸水性ポリマーが最も頻繁に使用される。超吸収体はたいてい、ポリマー粒子の乾燥粉末の形で製造、貯蔵、輸送および加工され、その際、"乾燥"とは、たいてい５質量％未満の含水率を意味する。超吸収体は液体を吸収することでゲルに変わり、特に、例によって水を吸収するとヒドロゲルに変わる。超吸収体の断然重要な分野は、体液の吸収である。超吸収体は、例えば衛生用品において用いられており、その例は幼児用おむつ、成人または女性衛生用品のための失禁製品である。他の分野の使用例は、市場園芸における保水剤として、火除け用貯水体、食品包装における液体吸収のため、一般に湿分を吸収するためである。
【０００３】
超吸収体の製造方法も公知である。市場を席巻しているアクリレートベースの超吸収体は、架橋剤（"内部架橋剤"）の存在下で、たいてい水の存在下でのアクリル酸のラジカル重合によって製造され、その際、該アクリル酸はある程度が、重合に先立ってまたは重合後に、または選択的に、部分的に重合に先立って且つ部分的に重合後に導かれる中和段階において、たいていアルカリ、最も頻繁には水酸化ナトリウム溶液を添加することによって中和される。これにより、粉砕（用いられる反応器のタイプに依存しており、粉砕は重合と同時に実施してもよい）および乾燥されているポリマーゲルが生じる。たいてい、そのようにして製造された乾燥粉末（"ベースポリマー"）は、粒子バルクより高度に架橋している表面層を作り出すために、更なる有機または多価カチオン架橋剤を添加することによって表面架橋（表面"後"架橋とも呼ばれる）されている。最も頻繁には、硫酸アルミニウムが多価カチオン架橋剤として用いられている。多価金属カチオンを超吸収体粒子に適用することは、時に表面架橋とは見なされず、"表面錯化"と呼ばれるか、または表面処理の別の形態として見なされる。ただし、それは粒子表面で個々のポリマーストランド間の結合数を増大させる同じ効果を備えており、従って有機表面架橋剤が備えるようなゲル粒子剛性を増大させる。有機および多価カチオン表面架橋剤は、蓄積的に、そのつど補ってか、または任意に連続して適用され得る。
【０００４】
表面架橋は、各々の超吸収体粒子の表面に、より高い度合いの架橋密度をもたらす。ここのことは、超吸収体の以前のタイプでは液体に曝されることで、実際に連続的なゲル層になる超吸収体粒子バルクの粒子の最も外側の層の膨潤が起きることを意味する"ゲルブロッキング"の問題に向けられており、それは事実、更なる量の液体（例えば２度目の暴露）がゲル層より下の未使用の超吸収体に輸送されることをブロックする。これは超吸収体のいくつかの適用において所望された効果である一方で（例えば封止用水中ケーブル）、人的な衛生用品で起こる場合は望ましくない効果をもたらす。表面架橋剤による個々のゲル粒子の剛性の増大は、ゲル層内の個々のゲル粒子間の開水路をもたらし、且つこのようにしてゲル層に液体を通させる。表面架橋はＣＲＣまたは超吸収体サンプルの全体的な吸収能力を表している他のパラメーターを減少させるにも関わらず、それは所定量の超吸収体を含んでいる衛生用品によって吸収され得る液体量を十分に増大させることができる。
【０００５】
超吸収体の透過性（正確に言うと"ゲルベッド透過性"、"ＧＢＰ"または"液体誘導性"、"ＳＦＣ"）を増大させる別の手段もまた公知である。これらには、おむつコアでの超吸収体と繊維、例えば毛羽とを混合すること、またはゲル剛性を増大させるか、さもなければゲル層内での液体輸送のための開水路を生み出す別の成分を混合することが含まれる。たいてい、ＧＢＰまたはＳＦＣを増大させる成分は、透過性増強剤（"ＰＥＡ"）と呼ばれる。
【０００６】
超吸収体に対して用いられる添加剤と頻繁に関連する一つの問題は、該超吸収体の自由流れおよび強制供給が妨げられていることである。これは超吸収体の輸送、とりわけ超吸収体の強制供給、例えばスクリュー装置による超吸収体処理装置、例えばおむつ形成機への超吸収体の強制供給が難しくなり得ること、または製品が強制供給されず、高められた輸送容器、例えばビッグバッグから、該超吸収体輸送容器の下に位置する供給装置、例えばおむつ機の超吸収体供給ホッパー中に自由に流れることを意図した設計において、自由流れが妨げられ得ることを意味する。
【０００７】
供給の問題は、計量供給する時になって顕著になる。粒状材料の量を連続的に且つ正確に計量供給することは、液体を計量供給することよりはるかに困難であり、また元来粒状固体である超吸収体を計量供給することは、予め定められた量の超吸収体が、個々のおむつ中に含まれるべき毛羽および超吸収体混合物を製造するおむつ機の部分に供給される場合に、おむつ形成における重要なステップである。予め定められた量の超吸収体は、おむつ機の高いライン速度を支持するために正確に、且つ高速で計量供給されなければならない。
【０００８】
Ｆｒｅｄｅｒｉｃ Ｌ．Ｂｕｃｈｈｏｌｚ ｕｎｄ Ａｎｄｒｅｗ Ｔ．Ｇｒａｈａｍ （Ｈｒｓｇ．）は、"Ｍｏｄｅｒｎ Ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ"，Ｊ．Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，Ｕ．Ｓ．Ａ．／Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ，１９９７，ＩＳＢＮ ０−４７１−１９４１１−５の中で、超吸収体および超吸収体の製造方法についての広範な概観を示している。超吸収体の運搬に関するその節でこの文献は、プラント配置設計および輸送処理から期待される結果に依存して、超吸収体がベルトコンベヤー、バケットコンベヤー、スクリューコンベヤー、振動コンベヤーおよび希薄相および高密度相空気コンベヤーのような機器によって移送できることを開示している。空気コンベヤーはより長い距離の輸送のために好ましく、その一方で低速な機械式コンベヤーはより短い距離のために好ましい。粒状シリカとポリオールまたはポリアルキレングリコールとの組み合わせ物は、ポリ（アクリルアミド）のポリマーおよびコポリマーのための流動助剤として開示されている。
【０００９】
Ｕｌｌｍａｎｎ'ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，６ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｖｏｌｕｍｅ ３５，Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ ２００３，（ＩＳＢＮ３−５２７−３０３８５−５），ｋｅｙｗｏｒｄ "Ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔｓ"は、高速運転おむつ機および最新式の貯蔵および輸送システムが、調整された流動性を必要とすることを指摘している。
【００１０】
Ａ．Ｗ．Ｒｏｂｅｒｔｓ，Ｂｕｌｋ Ｓｏｌｉｄｓ Ｈａｎｄｌｉｎｇ，２２ （２００２） Ｎｏ．６，４３６−４４４には、バルク固体操作におけるスクリューコンベヤーの設計および性能基準の概観が示されている。スクリューコンベヤーの性能は、特に、輸送されるバルク固体の流動特性の変動に影響されやすく、またバルク固体の流動特性を決定することが重要である点が指摘されている。Ｌｙｎ Ｂａｔｅｓは、"Ｔｅｎ Ｋｅｙ Ｓｔｅｐｓ ｆｏｒ Ｒｅｌｉａｂｌｅ Ｓｃｒｅｗ Ｃｏｎｖｅｙｏｒ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ"をhttp://www.ajax.co.uk/ScrewConPer.htm（最終訪問日：２００７年６月２２日）で、またはＣｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （２００４）（１）１４−１５の中で一覧化している。
【００１１】
ＵＳ２００３／１３０６３８Ａ１は、超吸収体を繊維基体材料上に堆積させるパーツのおむつ形成装置を開示する。該装置は、供給段および該供給段の下部のパーツを形成するシャトルパンを有する。超吸収体は、比較的ばらつきなく且つ制御可能な超吸収体の流れを提供する装置、例えば振動フィーダーまたはオーガスクリューによって供給されている。
【００１２】
ＵＳ５１０２５８５は、超吸収体が、選択された質量流量を供給する装置、例えばスクリューによってフィーダーから更なる処理のための輸送ガス流に排出されるおむつ形成機、例えばＫ−ｔｒｏｎ Ｃｏｒｐ．Ｐｉｔｍａｎ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ，Ｕ．Ｓ，Ａ製のＬＷＦ３−３５フィーダーを教示している。
【００１３】
ＵＳ５６０５７２０は、おむつ裏面シートへのホットメルト接着剤の適用に関する。この方法では、粒状ポリマー接着剤および粘着性付与剤の混合物が押出機に供給され、且つ均一な溶融物へと形成され、且つ連続的に排出される。固体成分は、適した秤量供給装置によって押出機の供給ホッパー内に計量供給される。好ましくは、該押出機は２軸装置である。
【００１４】
ＷＯ００／３３７８２Ａ１は、繊維ウェブ内で実質的に一様に分布した超吸収体の形成装置を開示する。超吸収体は、選択された質量流量の超吸収体を送り出すのに適しているフィーダー、例えばＫ−ｔｒｏｎ Ｃｏｒｐ．Ｐｉｔｍａｎ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ，Ｕ．Ｓ，Ａ製のＬＷＦ３−３５フィーダーによって送出ガス流中に計量供給される。
【００１５】
ＷＯ９６／１３３３５Ａ１は、超吸収体粒子を有する脈動ガス流の形成方法に関する。該超吸収体は、計量供給される粒子の流としてスクリューフィーダーによって、それらがガス流によって捕捉される装置の粒子加速部分の受け器に送り出される。該受け器は、粒子分散を補助し、且つ粒子濃度の変動を滑らかにする粒子貯蔵室を有する。
【００１６】
ＵＳ５８４８７２８は、固体材料の一様な流れを排出するために備え付けられた多条ねじ山式のノッチ付計量供給オーガスクリューを開示している。
【００１７】
Ａｃｒｉｓｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ，Ｗａｓｓｅｒｓｔｒａｓｓｅ／Ｂｒａｃｈｔ ３，５７３３４ Ｂａｄ Ｌａａｓｐｈｅ，Ｇｅｒｍａｎｙから"ＳＡＰ−０１ ｄｅ"の名称を記載している製品パンフレットは、容積測定または重量測定のいずれかによる、超吸収体用の基礎水準、平均水準および最高水準の計量供給ユニットを開示する。
【００１８】
日本国特許出願文献番号０８−１３４１３４は、界面活性剤、例えば平均分子量１００００〜１０００００を有するポリエチレングリコールを超吸収体ゲルに添加し、且つ引き続き乾燥させることを教示している。
【００１９】
ＷＯ０３／００２１６４Ａ２、ＵＳ４２８６０８２およびＵＳ４７３４４７８は、添加剤、例えば界面活性剤またはシリカのような不活性無機粒子が、超吸収体凝集を防止または該超吸収体の再水和を促進するための手段であることを繰り返し述べている。
【００２０】
ＷＯ２００７／００３６１９Ａ１は、添加剤、好ましくは超吸収体微粒子を、スクリュー、好ましくは自浄式二軸スクリューコンベヤーを用いて、超吸収体を製造するための混練反応器中に供給することを開示する。定常流を獲得するために十分なスクリュー長さを用いることが推奨されている。該スクリューは、計量供給ユニット、例えば星形フィーダーまたは計量供給フラップによって供給されている。
【００２１】
ＵＳ暫定特許出願番号６０／８５８２６０（申請日：２００６年１１月１０日）は、優れたゲルベッド透過性および輸送特性を有する超吸収体に関し、それは透過性増強剤および凝集制御剤で処理されている。
【００２２】
本発明の目的は、改善された超吸収体輸送方法、特に、脈動なしに正確に、一様に且つ高速で計量供給するための改善された方法を提供することである。更に本方法は、定常の、非脈動流を支持するための手段、例えば滞留室またはガス流中への分散なしに超吸収体を計量供給できることが望ましい。
【００２３】
我々はこの目的を、超吸収体を、スクリューコンベヤーを用いて計量供給し、且つ選択し、または凝集制御剤で処理して、６ｋＰａの圧密応力で０．７５から１．５ｋＰａの自由降伏強度(unconfined yield strength)を得る超吸収体の計量供給方法によって達成されることを見出した。
【００２４】
この発明によれば、計量供給は、一つの場所から別の場所に単に超吸収体を輸送するのとは対照的に、定量の超吸収体の輸送方法である。計量供給は、超吸収体の一定の、予め選択された量、例えば貯蔵または輸送用の定義された容積または重量を収容するために設計された容器を満たすのに必要とされる量、または特定の数の超吸収体を含有している製品、例えば予め計量供給された超吸収体の共通のストックを用いて製造された１つのオムツまたは特定の数のおむつ中に含まれるべきことが意図された量を提供することを含む。計量供給にはまた、予め選択された、制御された割合で超吸収体を供給または輸送することも含まれる。計量供給は、計量供給された量の特定の精度、または問題であったとしても精度が重要な問題ではない単純な輸送に要求されるより一般に高い、たいていはるかに高い制御された割合を意味する。一般に、計量供給の精度は、所望された量または割合からの実際の量または割合の最大標準偏差がせいぜい１０％、好ましくはせいぜい８％およびより好ましくはせいぜい５％であるようなものである。せいぜい３％またはせいぜい１％のような低い値が、より一層好ましい。
【００２５】
このように超吸収体を計量供給するには、超吸収体粉末の安定した、連続した流れが必要とされる。計量供給装置としてのスクリューコンベヤーおよび本発明に従って自由降伏強度の選択により、超吸収体の優れた計量供給が提供される。
【００２６】
たいてい計量供給は、計量供給されるべき量の所望された値または割合を予め設定し、この量または割合の偏差を測定し、且つ適切な調整を行うことによって実施される。この量または割合は、それぞれ重量または時間当たりの重さとして、またはそれぞれ体積量または時間当たりの体積として測定してよい。計量測定のための簡便なシステムは"減量"システムであり、その際、スクリューの供給ユニットとして用いられる容器の減量が常にモニタリングされる。重さ、体積、時間当たりの重さまたは損失重量または時間当たりの体積を測定するための器具は公知である。これらのパラメーターを調節するための装置および方法もまた公知である。スクリューコンベヤーを用いて、調節の最も簡便な方法はスクリュー速度を設定および調節することである。
【００２７】
スクリューコンベヤーは公知である。この発明に従って、全閉スクリューがＵ型トラフコンベヤーより好ましい。この発明で用いられるべきスクリューコンベヤーは、単軸、二軸または多軸のスクリューコンベヤーであってよい。単軸または二軸のスクリューコンベヤーが好ましい。
【００２８】
当業者によって実現可能な任意の所望されたねじ山の高さおよびスクリューの傾斜を使用してよい。好ましくは、ねじ山の高さおよび傾斜は、スクリューにより計量供給される超吸収体が制御されずに該スクリューを切らして止まるのではなく、該スクリューの回転によって制御された量で計量供給できるように選択されている。計量供給のために、少なくともスクリューの排出端部の領域が完全に満たされているスクリューチャネルをもたらすスクリュー設計を用いることが好ましい。輸送されるべき所定の材料の特性に鑑みて適切にスクリューを設計する仕方は従来公知である。
【００２９】
好ましい一態様において、スクリューの長さ対直径の比（Ｌ／Ｄ比）は１０〜２０であり；該Ｌ／Ｄ比は、好ましくは１２〜１７である。
【００３０】
単軸スクリューコンベヤーの場合、ピッチ対直径比は、一般に少なくとも０．３〜せいぜい２の範囲内にある。
【００３１】
二軸スクリューコンベヤーの場合、自浄式二軸スクリューコンベヤーが好ましい。自浄は二軸スクリューかみ合い型によって達成される。軽くおよび深くかみ合うスクリューの両方が適している。二軸スクリューは同方向回転または逆方向回転のいずれの形でも設計されていてよい。二軸スクリューは、好ましくは同方向回転型である。二軸スクリューは任意の所望されたねじ比で設計されていてよい。
【００３２】
該スクリューは、スクリューチャネル充填を増大させ、且つ輸送を改善するために、ピッチが縮められた区域（一般に２条のねじ山）を意味するチョークセクションを有する。
【００３３】
該スクリューは、好ましくはモーターおよび無限可変トランスミッションにより駆動される。無限可変トランスミッションは、達成されるべきスクリューの任意の所望された回転速度を可能にし、その結果、計量供給される超吸収体の量を正確に調節することができる。
【００３４】
スクリューは中空スクリューまたは中実スクリューとして設計されていてよい。中空スクリューの利点は中実スクリューと比較してその重量が軽く、且つスクリューの温度を内側から制御可能な点であり、中実スクリューの利点は、そのより大きな安定性、特により大きな耐破壊性である。
【００３５】
更に、スクリューは一体形成されていてよく、または多数の部材から成っていてよい。スクリューは、好ましくは一体形成されている。スクリュー用の適した材料は、全て高度に合金化されたオーステナイト鋼、フェライト−オーステナイト複合材料、ニッケルベース合金およびチタンである。適した材料の選択において、該材料が、３〜１０、好ましくは５〜７の範囲内の超吸収体のｐＨ値に対して安定なことが保証されるべきである。スクリュー用の好ましい材料は、高度に合金化されたオーステナイト鋼である。一般に適した鋼の一例はＳｔ １．４１１２である。
【００３６】
超吸収体の輸送および計量供給スクリューは十分公知であり、且つ市場で入手可能でもある。高性能の設計の例は、Ａｃｒｉｓｏｎ，Ｉｎｃ．，Ｍｏｏｎａｃｈｉｅ，ＮＪ ０７０７４，Ｕ．Ｓ．Ａから入手可能なＡＩ−ＢＤＦ型シリーズまたはＡＩ−１０５型シリーズまたはＡｃｒｉｓｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ，５７３３４ Ｂａｄ Ｌａａｓｐｈｅ，Ｇｅｒｍａｎｙから入手可能な"ＳＡＰ Ａｐｐｌｉｋａｔｏｒ"計量供給ユニットである。より単純な設計も、特に、非常に高い速度にてそれほど正確な計量供給が必要とされない場合に適している。
【００３７】
たいていｆcで示される自由降伏強度は、粉末に印加される、たいていｓｉｇｍａ＿１またはσ1で示される圧密応力に依存する、バルク固体、例えば粉末の特性である。いずれの値も圧力の単位、一般にｋＰａで記載される。圧密応力値対相応する自由降伏強度値の無次元比は、一般に"流動性"と呼ばれ（たいてい"ＦＦＣ"と略される）且つ粒状固体に依存する。圧密応力σ1に対する自由降伏強度ｆcのグラフは、一般に"流れ関数"と呼ばれる。原則的に、該流れ関数は固体の全ての逆ＦＣＣ値によって形成されている。これらの値および関数の全ては、大部分が粒子間（または"凝集"）力および重力または他の動力とのそれらの比率に依存する。自由降伏強度、流れ関数およびＦＦＣ値は、簡便に粉末サンプルの剪断試験を用いて測定され得る。この発明の文脈において、これらの値はＡＳＴＭ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄ ６７７３−０２に従って測定される："Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｓｈｅａｒ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｂｕｌｋ Ｓｏｌｉｄｓ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｓｃｈｕｌｚｅ Ｒｉｎｇ Ｓｈｅａｒ Ｔｅｓｔｅｒ"（Ｂｏｏｋo ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ０４．０９）。当該ＡＳＴＭ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄ ６７７３−０２に従った、自由降伏強度測定に用いられる試験装置、特にＳｃｈｕｌｚｅ Ｒｉｎｇ Ｓｈｅａｒ Ｔｅｓｔｅｒ："Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｓｈｅａｒ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｂｕｌｋ Ｓｏｌｉｄｓ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｓｃｈｕｌｚｅ Ｒｉｎｇ Ｓｈｅａｒ Ｔｅｓｔｅｒ"（Ｂｏｏｋo ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ０４．０９）は、Ｄｒ．−Ｉｎｇ．Ｄｉｅｔｍａｒ Ｓｃｈｕｌｚｅ Ｓｃｈｕｅｔｔｇｕｔｍｅｓｓｔｅｃｈｎｉｋ，Ａｍ Ｆｏｒｓｔ ２０，３８３０２ Ｗｏｌｆｅｎｂｕｅｔｔｅｌ，Ｇｅｒｍａｎｙ、またはＪｅｎｉｋｅ ＆ Ｊｏｈａｎｓｏｎ，Ｉｎｃ．，４００ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｐａｒｋ Ｄｒｉｖｅ，Ｔｙｎｇｓｂｏｒｏ，ＭＡ ０１８７９−１０７７，Ｕ．Ｓ．Ａから入手可能である。そのＡＳＴＭ Ｓｔａｎｄａｒｄにおいて、圧密応力σ1は"破壊包絡線の主応力(major principal stress of a yield locus)"と呼ばれる（それはこのパラメーターの同じ意味合いの、あまり一般的でない呼称である）ことが留意されるべきである。流れ関数は、当該Ｓｔａｎｄａｒｄの図２３ｅ）に描かれている。
【００３８】
この発明に従った超吸収体の自由降伏強度ｆcは、６ｋＰａの圧密応力で、一般に少なくとも０．７５ｋＰａ、好ましくは少なくとも０．８５ｋＰａであり、且つ一般に１．５以下、好ましくは１．２ｋＰａ以下である。これらの値は、一般に少なくとも４、好ましくは少なくとも５および一般に８以下、好ましくは７以下のこの圧密応力でのＦＦＣに相当する。そのｓｉｇｍａ＿１値での別の適したＦＦＣ値は、例えば６である。
【００３９】
本発明における超吸収体は、特定の圧力下でその自重の数倍に等しい量の水を吸収し且つ保持することができる超吸収体である。一般に、それは少なくとも５ｇ／ｇ、好ましくは少なくとも１０ｇ／ｇおよびより好ましくは少なくとも１５ｇ／ｇの遠心保持容量（ＣＲＣ、測定法は下記を参照のこと）を有する。普通、"０．９ｐｓｉの負荷下での吸収"（略記"ＡＵＬ０．９ｐｓｉ"）（測定法は下記を参照のこと）（圧力は一般に、ＡＵＬ測定の意味においてはｐｓｉ＝平方インチ当たりポンドとして表現されるけれども、０．９ｐｓｉは６２０５パスカルに等しい）として測定される、中程度の圧力下で液体を吸収する能力は、一般に少なくとも２０ｇ／ｇ、好ましくは少なくとも２１ｇ／ｇおよび最も好ましくは少なくとも２２ｇ／ｇである。好ましくは、超吸収体は部分中和アクリル酸を基礎とする架橋ポリマーであり、且つより好ましくは、それは表面後架橋されている。"超吸収体"は、重要なのが化学組成というよりはむしろ超吸収特性であるので化学的に異なる個々の超吸収体の混合物であってもよい。
【００４０】
超吸収体および、超吸収体、例えば表面後架橋された超吸収体の製造方法は公知である。合成超吸収体は、例えば
ａ）少なくとも１つのエチレン性不飽和酸官能性モノマー、
ｂ）少なくとも１つの架橋剤、
ｃ）選択的に、モノマーａ）と共重合可能な１つ以上のエチレン性および／またはアリル性不飽和モノマー、および
ｄ）選択的に、モノマーａ）、ｂ）および適切な場合ｃ）が少なくとも部分的にグラフトすることができる１つ以上の水溶性ポリマー
を有するモノマー溶液の重合によって得られる。
【００４１】
例えば適したモノマーａ）は、エチレン性不飽和カルボン酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸およびイタコン酸、またはそれらの誘導体、例えばアクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルである。アクリル酸およびメタクリル酸は、特に好ましいモノマーである。アクリル酸が最も好ましい。
【００４２】
モノマーａ）および特にアクリル酸は、好ましくは０．０２５質量％までのヒドロキノン半エーテルを有する。好ましいヒドロキノン半エーテルは、ヒドロキノンモノメチルエーテル（ＭＥＨＱ）および／またはトコフェロールである。
【００４３】
トコフェロールは、次式：
【化１】
0005794780.tif 000002
［式中、Ｒ3は水素またはメチル、Ｒ4は水素またはメチル、Ｒ5は水素またはメチルおよびＲ4は水素または炭素原子１〜２０個の酸基である］
の化合物を指す。
【００４４】
好ましいＲ6基はアセチル、アスコルビル、スクシニル、ニコチニルおよび他の生理学的許容性カルボン酸である。カルボン酸は、モノ−、ジ−またはトリカルボン酸であってよい。
【００４５】
好ましいのはα−トコフェロールであり、その際、Ｒ3＝Ｒ4＝Ｒ5＝メチル、特にラセミ体α−トコフェロールである。Ｒ6は、より好ましくは水素またはアセチルである。ＲＲＲ−α−トコフェロールが特に好ましい。
【００４６】
モノマー溶液は、全てアクリル酸を基礎とするヒドロキノン半エーテルを、好ましくは１３０質量ｐｐｍを上回ることなく、より好ましくは７０質量ｐｐｍを上回ることなく、好ましくは１０質量ｐｐｍを下回ることなく、より好ましくは３０質量ｐｐｍを下回ることなく、および特に約５０質量ｐｐｍ有し、その際、アクリル酸塩は、計算上アクリル酸と見なされている。例えば、該モノマー溶液は、適切なヒドロキノン半エーテル含量を有するアクリル酸を使用して製造することができる。
【００４７】
架橋剤ｂ）は、フリーラジカルによりポリマー網目内に内部重合され得る少なくとも２個の重合性基を有する化合物である。有用な架橋剤ｂ）は、例えばＥＰ５３０４３８Ａ１に記載されているようなエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、アリルメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリアリルアミン、テトラアリルオキシエタン、ＥＰ５４７８４７Ａ１、ＥＰ５５９４７６Ａ１、ＥＰ６３２０６８Ａ１、ＷＯ９３／２１２３７Ａ１、ＷＯ０３／１０４２９９Ａ１、 ＷＯ０３／１０４３００Ａ１、ＷＯ０３／１０４３０１Ａ１およびＤＥ１０３３１４５０Ａ１に記載されているようなジ−およびトリアクリレート、ＤＥ１０３３１４５６Ａ１およびＷＯ０４／０１３６４Ａ２に記載されているような、アクリレート基と同様に、更にエチレン性不飽和基を有する混合アクリレート、または例えばＤＥ１９５４３３６８Ａ１、ＤＥ１９６４６４８４Ａ１、ＷＯ９０／１５８３０Ａ１およびＷＯ０２／０３２９６２Ａ２に記載されているような架橋剤混合物を包含する。
【００４８】
有用な架橋剤ｂ）は、例えばＥＰ３４３４２７Ａ２に記載されているような、特にＮ，Ｎ'−メチレンビスアクリルアミドおよびＮ，Ｎ'−メチレンビスメタクリルアミド、ポリオールの不飽和モノカルボン酸またはポリカルボン酸のエステル、例えばジアクリレートまたはトリアクリレート、例えばブタンジオールジアクリレート、ブタンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレートおよびまたトリメチロールプロパントリアクリレートおよびアリル化合物、例えばアリル（メタ）アクリレート、トリアリルシアヌレート、ジアリルマレエート、ポリアリルエステル、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、リン酸のアリルエステルおよびまたビニルホスホン酸誘導体を包含する。有用な架橋剤ｂ）は、更にペンタエリトリトールジアリルエーテル、ペンタエリトリトールトリアリルエーテル、ペンタエリトリトールテトラアリルエーテル、ポリエチレングリコールジアリルエーテル、エチレングリコールジアリルエーテル、グリセロールジアリルエーテル、グリセロールトリアリルエーテル、ソルビトールを基礎とするポリアリルエーテル、およびそれらのエトキシ化変異体も包含する。本発明の方法は、ポリエチレングリコールのジ（メタ）アクリレートを使用してよく、その際、使用される該ポリエチレングリコールは３００から１０００の間の分子量を有する。
【００４９】
しかしながら、特に好ましい架橋剤ｂ）は、３〜１５箇所エトキシ化されたグリセロール、３〜１５箇所エトキシ化されたトリメチロールプロパン、３〜１５箇所エトキシ化されたトリメチロールエタンのジ−およびトリアクリレート、特に２〜６箇所エトキシ化されたグリセロールまたは２〜６箇所エトキシ化されたトリメチロールプロパン、３箇所プロポキシ化されたグリセロール、３箇所プロポキシ化されたトリメチロールプロパン、およびまた３箇所混合してエトキシ化またはプロポキシ化されたグリセロール、３箇所混合してエトキシ化またはプロポキシ化されたトリメチロールプロパン、１５箇所エトキシ化されたグリセロール、１５箇所エトキシ化されたトリメチロールプロパン、４０箇所エトキシ化されたグリセロール、４０箇所エトキシ化されたトリメチロールエタンおよびまた４０箇所エトキシ化されたトリメチロールプロパンのジ−およびトリアクリレートである。
【００５０】
架橋剤ｂ）としての使用に非常に好ましいのは、例えばＷＯ０３／１０４３０１Ａ１に記載されているような、アクリル化、ジメタクリル化、トリアクリル化またはトリメタクリル化された複数箇所エトキシ化および／またはプロポキシ化されたグリセロールである。３〜１０箇所エトキシ化されたグリセロールのジ−および／またはトリアクリレートが特に好ましい。極めて好ましいのは、１〜５箇所エトキシ化及び／又はプロポキシ化されたグリセロールのジ−またはトリアクリレートである。３〜５箇所エトキシ化および／またはプロポキシ化されたグリセロールのトリアクリレートが最も好ましい。これらは、吸水性ポリマー中での特に低い残留含量（一般に１０質量ｐｐｍを下回る）が特徴的であり、且つそれによって生じた吸水性ポリマーの水性抽出物は、同じ温度で水と比較してほとんど変わらない表面張力（一般に少なくとも０．０６８Ｎ／ｍ）を有する。
【００５１】
モノマーａ）と共重合可能であるエチレン性不飽和モノマーｃ）の例は、アクリルアミド、メタクリルアミド、クロトンアミド、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリレート、ジエチルアミノプロピルアクリレート、ジメチルアミノブチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノネオペンチルアクリレートおよびジメチルアミノネオペンチルメタクリレートである。
【００５２】
有用な水溶性ポリマーｄ）は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン、デンプン誘導体、ポリエチレンイミン、ポリグリコール、ビニルアミンモノマーの全体的にまたは部分的に形式的に構成されたポリマー、例えば部分的にまたは完全に加水分解されたポリビニルアミド（いわゆる"ポリビニルアミン"）またはポリアクリル酸、好ましくはポリビニルアルコールおよびデンプンを包含する。
【００５３】
重合は選択的に、慣例の重合調節剤の存在下で実施される。適した重合調整剤は、例えばチオ化合物、例えばチオグリコール酸、メルカプトアルコール、例えば２−メルカプトエタノール、メルカプトプロパノールおよびメルカプトブタノール、ドデシルメルカプタン、ギ酸、アンモニアおよびアミン、例えばエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、モルホリンおよびピペリジンである。
【００５４】
モノマー（ａ）、（ｂ）および選択的に（ｃ）は、水溶性ポリマーｄ）の存在下で互いに、重合開始剤の存在における２０質量％〜８０質量％、好ましくは２０質量％〜５０質量％および特に３０質量％〜４５質量％の水溶液中で（共）重合される。有用な重合開始剤は、重合条件下でフリーラジカルに分解する全ての化合物、例えばペルオキシド、ヒドロペルオキシド、過酸化水素、過硫酸塩、アゾ化合物およびいわゆるレドックス開始剤を包含する。水溶性開始剤の使用が好ましい。場合によっては様々な重合開始剤の混合物を使用することが有利であり、例えばそれは過酸化水素およびペルオキソ二硫酸ナトリウムまたはペルオキソ二硫酸カリウムとの混合物である。過酸化水素およびペルオキソ二硫酸ナトリウムとの混合物は任意の所望された比で使用してよい。適した有機過酸化物は、例えばアセチルアセトンペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ｔ−アミルペルピバレート、ｔ−ブチルペルネオヘキサノエート、ｔ−ブチルペルイソブチレート、ｔ−ブチルペル−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルペルイソノナノエート、ｔ−ブチルペルマレエート、ｔ−ブチルペルベンゾエート、ｔ−ブチルペル−３，５，５−トリメチルヘキサノエートおよびｔ−アミルペルネオデカノエートである。更なる適した重合開始剤は、アゾ開始剤、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（Ｎ，Ｎ−ジメチレン）−イソブチルアミジンジヒドロクロリド、２−（カルバモイルアゾ）イソブチロニトリルおよび４，４'−アゾビス（４−シアノ吉草酸）である。上述の重合開始剤は、重合されるべきモノマーに対して慣例の量で、例えば０．０１〜５モル％、好ましくは０．１〜２モル％の量で使用される。
【００５５】
レドックス開始剤は、酸化性成分として、化合物毎に上記の少なくとも１つを、そして還元性成分、例えばアスコルビン酸、グルコース、ソルボース、重亜硫酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム、チオ硫酸アンモニウム、次亜硫酸アンモニウム、ピロ亜硫酸アンモニウム、硫化アンモニウム、重亜硫酸アルカリ金属、亜硫酸アルカリ金属、チオ硫酸アルカリ金属、次亜硫酸アルカリ金属、ピロ亜硫酸アルカリ金属、硫化アルカリ金属、金属塩、例えば鉄（ＩＩ）イオンまたは銀イオン、ヒドロキシメチルスルホキシル酸ナトリウム、またはスルフィン酸誘導体を有する。レドックス開始剤の還元成分は、好ましくはアスコルビン酸またはピロ亜硫酸ナトリウムである。レドックス開始剤の還元成分１・１０-5〜１モル％および酸化性成分１・１０-5〜５モル％が、重合において使用されるモノマーの量に対して使用される。酸化性成分の代わりにまたはそれに加えて、１つ以上の水溶性アゾ開始剤を使用することも可能である。
【００５６】
過酸化水素、ペルオキソ二硫酸ナトリウムおよびアスコルビン酸からなるレドックス開始剤が好ましくは用いられる。これらの成分は例えば、モノマーに対して過酸化水素１・１０-2モル％、ペルオキソ二硫酸ナトリウム０．０８４モル％およびアスコルビン酸２．５・１０-3モル％の濃度で使用される。
【００５７】
重合を開始するための多数の他の公知の手段によって重合を開始することも可能である。一例は、十分に高いエネルギー、とりわけ紫外光の照射によって重合を開始することである。たいてい、紫外光によって重合が開始される場合、紫外光の放射によりラジカルに分解する化合物が添加される。そのような化合物の例は、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパンおよび／またはα，−α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノンである。
【００５８】
モノマー水溶液は、開始剤を溶解された形または分散された形で有していてよい。しかしながら、開始剤をモノマー溶液とは別個に重合反応器に添加してもよい。
【００５９】
好ましい重合禁止剤は、最適な効果のために溶解酸素を必要とする。それゆえ、重合禁止剤から溶解酸素が、重合前に、不活性化、すなわち不活性ガス、好ましくは窒素をそれらに通すことによって除去されていてよい。これは、並流、向流または中間の入射角で導入され得る不活性ガスによって行われる。例えばノズル、静的または動的ミキサーまたは気泡塔を用いて良好な混合が達成され得る。モノマー溶液の酸素含量は、重合前に好ましくは１質量ｐｐｍ未満およびより好ましくは０．５質量ｐｐｍ未満に低下されている。モノマー溶液は、選択的に不活性ガス流を用いて反応器に通される。
【００６０】
適したポリマーと同様に更なる適した親水性エチレン性不飽和モノマーａ）の調製は、例えばＤＥ１９９４１４２３Ａ１、ＥＰ６８６６５０Ａ１、ＷＯ０１／４５７５８Ａ１およびＷＯ０３／１０４３００Ａ１に記載されている。
【００６１】
一般に超吸収体は、モノマー水溶液の付加重合および選択的にヒドロゲルの引き続く微粉砕によって得られる。適した製造方法は、該文献中に記載されている。例えば超吸収体は、
・例えばＥＰ４４５６１９Ａ２およびＤＥ１９８４６４１３Ａ１に記載されているような、バッチ工程または管状反応器中でのゲル重合および引き続くミートグラインダー、押出機または混練機中での微粉砕；
・例えばＷＯ０１／３８４０２Ａ１に記載されているような、反転撹拌シャフトによる連続的な微粉砕を伴った混練機中での重合；
・例えばＥＰ９５５０８６Ａ２、ＤＥ３８２５３６６Ａ１またはＵＳ６，２４１，９２８に記載されているような、ベルト上での重合および引き続くミートグラインダー、押出機または混練機中での微粉砕；
・例えばＥＰ４５７６６０Ａ１に記載されているような、比較的狭いゲルサイズ分布を有するビーズポリマーを生成する乳化重合；
・例えばＷＯ／０２９４３２８Ａ２、ＷＯ０２／９４３２９Ａ１に記載されているような、たいてい連続的な操作において、予めモノマー水溶液で噴霧され、且つその後に光重合に供された織物層上での現場重合
によって得られる。
【００６２】
これら引用文献は、処理方法の詳細について明示的に本明細書中に組み込まれる。反応は、好ましくは混練機またはベルト型反応器中で実施される。
【００６３】
連続的なゲル重合は経済的に好ましいので、超吸収体を製造する方法に現在用いられている。連続的なゲル重合法は、アクリル酸溶液を中和剤、選択的にコモノマーおよび／または更なる補助材料と異なる時間および／または場所で混合することによって最初にモノマー混合物を製造し、次いで該混合物を反応器に移すかまたは該混合物を装入物として反応器中で調製することによって実施される。開始剤系は、重合を開始するために最後に添加される。重合の連続的処理を保証することは、ゲルを形成するために、ポリマーゲル、すなわち重合溶媒中−一般に水中−で膨潤したポリマーを形成するための反応を伴い、且つ該ポリマーゲルはすでに攪拌重合の過程において微粉砕されている。該ポリマーゲルは、必要な場合、引き続き乾燥され、且つまたチップ状に粉砕され、且つ篩分けされ、且つ更なる表面処理に移される。
【００６４】
得られたヒドロゲルの酸基は、酸中和段階で部分的に、一般に少なくとも２５モル％の程度に、好ましくは少なくとも５０モル％の程度に、およびより好ましくは少なくとも６０モル％程度に、且つ一般に８５モル％を上回らない程度に、好ましくは８０モル％を上回らない程度に、およびより好ましくは７５モル％を上回らない程度に中和される。
【００６５】
中和はまた、ヒドロゲル段階で重合後に実施してもよい。しかし、重合前に全体的または部分的に所望の中和度へと中和することも可能である。部分中和および重合に先立つ場合、重合前に中和剤の一部をモノマー溶液に添加することによって、使用されるモノマー中の酸基が、一般に少なくとも１０モル％、好ましくは少なくとも１５モル％、且つまた一般に４０モル％を上回らず、好ましくは３０モル％を上回らず、およびより好ましくは２５モル％を上回らずに中和される。所望される最終的な中和度は、この場合、重合の終わりに向けてまたは重合後に、好ましくはその乾燥前のヒドロゲルの段階で設定されるのみである。該モノマー溶液は、中和剤を添加することによって中和される。ヒドロゲルは、例えばミートグラインダーまたはゲル様材料を微粉砕するための類似する装置によって、中和の過程で機械的に微粉砕してよく、この場合、中和剤を噴霧、散在させるかまたは注入し、次いで注意深く混合することができる。このために、得られたゲル材料を繰り返し均質化のためにミートグラインダーに通すことができる。
【００６６】
中和剤の添加または重合後の中和の実施による重合前に所望される最終的な中和度へのモノマー溶液の中和は、たいてい部分的に重合前および部分的に重合後に中和を行うより簡単であるので、それゆえ好ましい。
【００６７】
重合したままのゲルは、選択的にいくらかの時間、例えば少なくとも３０分、好ましくは少なくとも６０分およびより好ましくは少なくとも９０分、且つまた一般に１２時間を上回らずに、好ましくは８時間を上回らずに、および６時間を上回らずに、一般に少なくとも５０℃および好ましくは少なくとも７０℃の温度で、且つまた一般に１３０℃を上回らない、および好ましくは１００℃を上回らない温度で維持され、これはたいていそれらの特性を更に改善する。
【００６８】
次いで、中和されたヒドロゲルは、ベルト式またはドラム式乾燥機を用いて、残留湿分が好ましくは１５質量％、および特に１０質量％を下回るまで乾燥され、その際、含水量は ＥＤＡＮＡ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅｓ ａｎｄ Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）によって推奨される試験方法Ｎｏ．４３０．２−０２"Ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｏｎｔｅｎｔ"によって測定される。従って、乾燥超吸収体は１５質量％までの、且つ好ましくは１０質量％を上回らない湿分を含有する。"乾燥"として区分される決定的な基準は、例えば空気輸送、充填、篩分けまたは固体処理技術に関係している他の処理段階用に、粉末として処理するのに十分な流動性である。しかしながら、選択的に乾燥は流動床乾燥機または加熱型プローシェアーミキサーを用いて実施することもできる。特に無色の製品を得るために、このゲルを蒸発水の迅速な除去を確実にすることによって乾燥させることが有利である。このために、乾燥機温度が最適化されていなければならず、空気供給および除去が監視される必要があり、且つ全ての時間で十分な通気が保証される必要がある。乾燥は、ゲルの固体含量が可能な限り高い場合には、当然のことながらより簡単であり、且つ生成物は一層無色である。それゆえ付加重合における溶媒画分は、乾燥する前のゲルの固体含量が、それゆえ一般に少なくとも２０質量％、好ましくは少なくとも２５質量％およびより好ましくは少なくとも３０質量％、且つまた一般に９０質量％を上回らず、好ましくは８５質量％を上回らず、およびより好ましくは８０質量％を上回らないように設定される。乾燥機を、窒素または任意の他の非酸化性不活性ガスにより通気することが特に有利である。しかしながら、選択的に簡単にただ酸素の分圧を乾燥中に低下させ、酸化黄変プロセスを防ぐこともできる。しかし一般に、水蒸気の適切な通気および除去も同様に、なお許容され得る生成物をもたらす。非常に短い乾燥時間は、色および生成物品質に関して一般に有利である。
【００６９】
乾燥ヒドロゲル（それはもはやゲルではなく（それでもなおそのように呼ばれることは多いけれども）、用語"超吸収体"のところで出てくる、超吸収特性を有する乾燥ポリマーである）は、好ましくは粉砕且つ篩分けされ、粉砕装置、例えばロールミル、ピンミル、ハンマーミル、カッティングミルまたは振動ミルが一般的に用いられる。篩分けされた乾燥ヒドロゲルの粒径は、好ましくは１０００μｍより小さく、より好ましくは９００μｍより小さく、およびより好ましくは８５０μｍより小さく、且つ好ましくは８０μｍより大きく、好ましくは９０μｍより大きく、および最も好ましくは１００μｍより大きい。
【００７０】
極めて有利なのは、１０６〜８５０μｍの範囲の粒径（シーブカット）である。粒径は、ＥＤＡＮＡ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅｓ ａｎｄ Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）によって推奨される試験方法Ｎｏ．４２０．２−０２"Ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ"に従って測定される。
【００７１】
そのようにして製造された乾燥超吸収体ポリマーは、"ベースポリマー"として一般に公知であり、次いで好ましくは表面後架橋されている。表面後架橋は、乾燥、粉砕および分級されたポリマー粒子を用いた慣例の方法で行うことができる。表面後架橋のために、架橋によってベースポリマーの官能基と反応することができる化合物が、たいてい溶液の形で、該ベースポリマー粒子の表面に施与される。適した後架橋剤は、例えば：
・ジーまたはポリエポキシド、例えばジ−またはポリグリシジル化合物、例えばホスホン酸ジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリアルキレングリコールのビスクロロヒドリンエーテル、
・アルコキシシリル化合物、
・ポリアジリジン、アジリジン単位を有し、且つポリエーテルまたは置換された炭化水素を基礎とする化合物、例えばビス−Ｎ−アジリジノメタン、
・ポリアミンまたはポリアミドアミンおよびまたエピクロロヒドリンとそれらの反応生成物、
・ポリオール、例えばエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、グリセロール、メチルトリグリコール、２００〜１００００の平均分子量Ｍｗを有するポリエチレングリコール、ジ−およびポリグリセロール、ペンタエリトリトール、ソルビトール、これらのポリオールのエトキシ化物およびまたそれらとカルボン酸または炭酸とのエステル、例えばエチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネート、
・炭酸誘導体、例えば尿素、チオ尿素、グアニジン、ジシアンジアミド、２−オキサゾリジノンおよびその誘導体、ビオキサゾリン、ポリオキサゾリン、ジ−およびポリイソシアネート、
・ジ−およびポリ−Ｎ−メチロール化合物、例えばメチレンビス（Ｎ−メチロールメタクリルアミド）またはメラミン−ホルムアルデヒド樹脂、
・２つ以上のブロック化イソシアネート基を有する化合物、例えば２，２，３，６−テトラメチルピペリジン−４−オンでブロックされたトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートである。
【００７２】
必要な場合、酸性触媒を添加してよく、例えばそれはｐ−トルエンスルホン酸、リン酸、ホウ酸またはリン酸二水素アンモニウムである。
【００７３】
特に適した後架橋剤は、ジ−またはポリグリシジル化合物、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリアミドアミンとエピクロロヒドリン、２−オキサゾリジノンおよびＮ−ヒドロキシエチル−２−オキサゾリジノンとの反応生成物である。
【００７４】
表面後架橋（多くの場合"後架橋"）は、一般に表面後架橋剤（多くの場合"後架橋剤"）の溶液をヒドロゲルまたは乾燥ベースポリマー粉末上に噴霧することによって実施される。
【００７５】
表面後架橋剤のために用いられる溶媒は、通常適した溶媒であり、例えば水、アルコール、ＤＭＦ、ＤＭＳＯおよびまたそれらの混合物である。特に好ましいのは、水および水−アルコール混合物、例えば水−メタノール、水−１，２−プロパンジオール、水−２−プロパノールおよび水−１，３−プロパンジオールである。
【００７６】
後架橋剤の溶液による噴霧は、好ましくは可動式混合手段を備えたミキサー、例えばスクリューミキサー、パドルミキサー、ディスクミキサー、プローシェアーミキサーおよびショベルミキサー中で実施される。特に好ましいのはバーチカルミキサーであり、また極めて好ましいのはプローシェアーミキサーおよびショベルミキサーである。有効な且つ公知のミキサーには、例えばＬｏｅｄｉｇｅ(R)、Ｂｅｐｅｘ(R)、Ｎａｕｔａ(R)、Ｐｒｏｃｅｓｓａｌｌ(R)およびＳｃｈｕｇｉ(R)ミキサーが含まれる。非常に好ましいのは、高速ミキサー、例えばＳｈｕｇｉ−Ｆｌｅｘｏｍｉｘ(R)またはＴｕｒｂｏｌｉｚｅｒ(R)型の高速ミキサーである。
【００７７】
架橋剤溶液による噴霧に続き、選択的に、表面後架橋反応（なお"乾燥"と呼称されることも多い）をもたらすために重要な熱処理段階を、好ましくは加熱ミキサー（"乾燥機"）の下流において、一般に少なくとも５０℃、好ましくは少なくとも８０℃およびより好ましくは少なくとも８０℃、且つまた一般に３００℃を上回らない、好ましくは２５０℃を上回らないおよびより好ましくは２００℃を上回らない温度で行ってもよい。処理されるべき超吸収体の乾燥機中での平均滞留時間（すなわち、超吸収体の個々の粒子の平均化された滞留時間）は、一般的に少なくとも１分、好ましくは少なくとも３分およびより好ましくは少なくとも５分であり、且つまた一般的に６時間、好ましくは２時間を上回らず、およびより好ましくは１時間を上回らない。実際に乾燥を行うのに加えて、分断して存在する任意の生成物のみならず溶媒分画も除去される。熱乾燥は、慣例の乾燥機、例えば箱形乾燥機、回転管炉または加熱式スクリュー、好ましくは接触式乾燥機中で実施される。好ましいのは、生成物がその中で攪拌される乾燥機、すなわち加熱ミキサー、より好ましくはショベル式乾燥機および最も好ましくはデイスク式乾燥機の使用である。Ｂｅｐｅｘ(R)乾燥機およびＮａｒａ(R)乾燥機が、例えば適した乾燥機である。流動床乾燥機も使用することができる。しかし乾燥は、ジャケットを加熱するかまたは予熱ガス、例えば空気を中に吹き込むことによってミキサー自体においても行うことができる。しかし、例えば乾燥処理として共沸蒸留を利用することも可能である。架橋反応は乾燥前のみならず乾燥中にも行うことができる。
【００７８】
好ましくは、ポリマーは透過性増強剤で処理されているが、ただしこれは本発明の文脈において必須とはされていない。ポリマーを表面架橋剤および透過性増強剤と同時に処理することは可能であるが、しかし、表面架橋されたポリマーを透過性増強剤で処理することが好ましい。
【００７９】
この透過性試剤は、ゲルベッド透過性を増大させる任意の試剤であってよい。該試剤は、好ましくは
・粒状の無機または有機固体：
・カチオン性ポリマー；および
・水溶性多価金属塩
からなる群から選択された少なくとも１つの透過性増強剤である。
【００８０】
２つ以上のタイプの透過性増強剤を適用することも可能である。一般に、粒状超吸収体に添加される透過性増強剤の全量は、所望の自由膨潤ＧＢＰを得るために調節される。概して、透過性増強剤は、そのつど材料の全質量に対して、少なくとも０．０５質量％、好ましくは少なくとも０．１質量％、より好ましくは０．３質量％および一般にせいぜい５質量％、好ましくはせいぜい１．５質量％およびより好ましくはせいぜい１質量％の量で使用される。
【００８１】
適した粒状無機固体は、超吸収体に対して化学的に不活性である超吸収体透過性増強粒状固体である。適した透過性増強粒状固体は当業者に公知である。適した粒状無機固体の例には、ケイ酸塩およびバンド、鎖およびシート構造を有するアルミノケイ酸塩（例えばモンモリロナイロ、カオリン、タルク）、ゼオライト、シリカ、アルミナ、二酸化チタン、酸化鉄（ＩＩ））、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウムおよび硫酸バリウムが含まれる。適した粒状有機固体の例には、活性炭、超吸収体微粒子、例えば超吸収体製造中の篩分け操作から得られる篩下粒子、シクロデキストリン、セルロースおよびセルロース誘導体が含まれる。シリカ、特に疎水性シリカが好ましい。透過性増強剤として使用することができる粒径は、ナノメートル〜マイクロメートルスケールである。好ましくは、粒径は、超吸収体粒子表面上に透過性増強剤のコーティングまたは部分コーティングを生じさせるほど十分小さい。一般的に、粒径（"ｄ５０"として、たいていの場合レーザー回折によって測定、"ｄ５０"とは、５０％の粒子が記録された値より小さく、且つ５０％がその値より大きいことを意味する）は、少なくとも０．１ミクロン、好ましくは少なくとも０．５ミクロンおよびより好ましくは少なくとも１ミクロン、且つ一般的にせいぜい５００ミクロン、好ましくはせいぜい２００ミクロンおよびより好ましくはせいぜい１００ミクロンである。そのような物質の個々の粉末粒子は、たいていの場合、はるかに小さい、いわゆる一次粒子からなる。一次粒子の典型的なサイズはナノメートルスケールである。適した粒状固体の一例は、約１０ミクロンのｄ５０粒径を有する疎水性シリカである。
【００８２】
粒状固体透過性増強剤は、水または有機溶媒中でのその溶液または分散液を超吸収体ポリマー粉末上に攪拌しながら噴霧し、引き続き乾燥させることによって施与してよい。不溶性または疎水性の透過性増強剤の場合、乾燥超吸収体ポリマー粉末および乾燥透過性増強剤とを混合することも可能であり、且つ好ましい。
【００８３】
適したカチオン性ポリマーの例には、全体的または部分的にビニルアミンモノマーの形式的に構成されたポリマー、例えば部分的にまたは完全に加水分解されたポリビニルアミド（いわゆる"ポリビニルアミン"）（該アミン基は常に−非常に高いｐＨ値ですら−部分的にアンモニウム基になってプロトン化状態で存在する）、ポリアクリルアミドのカチオン性誘導体、ポリエチレンイミン、ポリ四級アミン、例えばヘキサメチレンジアミン、ジメチルアミンおよびエピクロロヒドリンの縮合生成物、ヒドロキシエチルセルロースおよびジアリルジメチルアンモニウムクロリドからのコポリマー、アクリルアミドおよびβ−メタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドからのコポリマー、エピクロロヒドリンと反応され、次いでトリメチルアミンで四級化されたヒドロキシセルロース、ジアリルジメチルアンモニウムクロリドのホモポリマーまたはエピクロロヒドリンとアミドアミンとの付加生成物である。ポリ四級アミンは、更に硫酸ジメチルとポリマー、例えばポリエチレンアミン、ビニルピロリドンおよびジメチルアミノエチルメタクリレートからのコポリマーまたはエチルメタクリレートおよびジエチルアミノエチルメタクリレートからのコポリマーとの反応によって合成することができる。ポリ四級アミンは、幅広い分子領域において入手可能である。
【００８４】
これらの透過性増強剤はまた、網目を形成することができる試薬（例えばエピクロロヒドリンとポリアミドアミンとの付加生成物）と反応させるか、または添加される架橋剤と反応し得るカチオン性ポリマー（例えばポリエポキシド、多官能性エステル多官能性酸または多官能性（メタ）アクリレートと組み合わされたポリアミンまたはポリイミン）を施与することのいずれかによって生成される、架橋されたカチオンシースの形を有していてもよい。第一級または第二級アミノ基を有する任意の多官能性アミン、例えばポリエチレンイミン、ポリアルキルアミン、ポリリシン、好ましくはポリビニルアミンを使用することも可能である。ポリアミンの更なる例は、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンおよびポリエチレンイミンおよびまたそのつど４００００００までのモル質量を有するポリアミンである。
【００８５】
水溶性多価金属塩は、ポリマーの酸基と反応して錯体を形成し得る二価以上の高い価数の（"多価"）金属カチオンを含む。多価カチオンの例は、金属カチオン、例えばＭｇ2+、Ｃａ2+、Ａｌ3+、Ｓｃ3+、Ｔｉ4+、Ｍｎ2+、Ｆｅ2+/3+、Ｃｏ2+、Ｎｉ2+、Ｃｕ2+、Ｚｎ2+、Ｙ3+、Ｚｒ4+、Ｌａ3+、Ｃｅ4+、Ｈｆ4+、およびＡｕ3+である。好ましい金属カチオンはＭｇ2+、Ｃａ2+、Ａｌ3+、Ｔｉ4+、Ｚｒ4+およびＬａ3+であり、また特に好ましい金属カチオンはＡｌ3+、Ｔｉ4+およびＺｒ4である。該金属カチオンは、単独でも互いに混合しても使用することができる。上記金属カチオンのうち、使用される溶媒に十分な溶解性を示す任意の金属塩を使用することができる。弱錯化性アニオン、例えばクロリド、硝酸塩および硫酸塩、硫酸水素塩、炭酸塩、炭酸水素塩、硝酸塩、リン酸塩、リン酸水素塩、リン酸二水素塩およびカルボン酸塩、例えば酢酸塩および乳酸塩を有する金属塩が特に適している。硫酸アルミニウムを使用することが特に好ましい。
【００８６】
多価カチオンの溶液による超吸収体ポリマーの処理は、表面後架橋剤と用いたのと同様の方法で、選択的乾燥ステップを含めて実施される。金属塩のための有効な溶媒には、水、アルコール、ＤＭＦ、ＤＭＳＯおよびそれらの混合物も含まれる。特に好ましいのは、水および水−アルコール混合物、例えば水−メタノール、水−１，２−プロパンジオール、水−２−プロパノールおよび水−１，３−プロパンジオールである。
【００８７】
好ましい一態様において、透過性は、アルミニウム（ＩＩＩ）を、最も好ましくは硫酸アルミニウムの形で、且つシリカを透過性増強剤として適用することによって高められる。
【００８８】
本発明の好ましい一態様において、透過性増強剤は、表面架橋されている超吸収体に、または表面架橋と同時に、または部分的に同時に且つ部分的に表面架橋後に適用される。例えば、透過性増強剤を適用する適した方法は、多価金属カチオン、例えばＡｌ3+を表面架橋剤と同時に適用すること、および粒状固体、例えばシリカを表面架橋の段階後に、例えば表面架橋された生成物の乾燥後に行われる冷却段階中に適用することである。
【００８９】
任意の乾燥段階後、乾燥後に生成物を冷却することは絶対に必要ではないが有利である。冷却は、連続的にまたは不連続的に、適切には生成物を連続的に乾燥機の冷却器下流側に輸送することによって行うことができる。粉状固体から熱を除去するために公知の任意の装置、特に乾燥装置として上記の任意の装置は、加熱媒体ではなく、熱が壁を介して、且つ、設計に依存して、攪拌エレメントまたは他の熱交換表面（超吸収体とは隔たっているが）を介しても超吸収体に導入されないように、例えば冷却水のような冷却媒体が供給されるという条件で使用することができる。好ましいのは、生成物がその中で攪拌される冷却器、すなわち冷却ミキサー、例えばショベル冷却器、ディスク冷却器またはパドル冷却器、例えばＮａｒａ(R)またはＢｏｐｅｘ(R)冷却器である。超吸収体は、流動床中で、冷却ガス、例えば冷気をその中に吹き込むことによって冷却することもできる。冷却条件は、更なる処理のために所望された温度を有する超吸収体が得られるように設定される。概して、冷却器中での平均滞留時間は、一般に少なくとも１分、好ましくは少なくとも３分およびより好ましくは少なくとも５分であり、且つまた一般に６時間、好ましくは２時間を上回らず、およびより好ましくは１時間を上回らず、また冷却性能は、得られる生成物が、一般に少なくとも０℃、好ましくは少なくとも１０℃およびより好ましくは少なくとも２０℃の温度を有し、且つまた一般に１００℃を上回らず、好ましくは８０℃を上回らず、およびより好ましくは６０℃を上回らないように決定される。
【００９０】
自由膨潤ゲルベッド透過性（自由膨潤ＧＢＰ）は、膨潤した超吸収体、すなわち超吸収体ヒドロゲルの層を通った液体輸送の容易さの指標である。自由膨潤ＧＢＰを測定するための試験方法は以下で詳述される。超吸収体の自由膨潤ＧＢＰは、一般的に少なくとも１５ダルシーである。好ましくは、自由膨潤ＧＢＰは少なくとも２０ダルシーであり、且つより好ましくは、それは少なくとも２５ダルシーである。適した自由膨潤ＧＰＢ値の更なる例は、少なくとも３０ダルシー、少なくとも４０ダルシーまたは少なくとも５０ダルシーの値である。この発明の文脈においてこのパラメーターに対する上限値は特に存在しない。自由膨潤ＧＢＰ値は公知の方法によって上昇させることができ、特により内部の架橋剤、表面架橋剤、透過性増強剤またはそれらの組み合わせ物を添加することによって、ほぼ任意の所望された数が得られる。最新の適用では、例外的な場合を除いた全ての場合において、せいぜい２００ダルシーの自由膨潤ＧＢＰで十分である。せいぜい１００ダルシーの自由膨潤ＧＢＰで、ほとんどの場合十分であり、且つせいぜい６０ダルシーの自由膨潤ＧＢＰが、最も標準的なおむつ適用において用いられる。
【００９１】
この発明に従って、超吸収体は、６ｋＰａの圧密応力ｓｉｇｍａ＿１にて少なくとも０．７５ｋＰａの自由降伏強度ｆcを有するように選択され、またはそれがこの範囲内のｆc値をその"ありのままの"状態で有さない場合、該範囲内のｆc値を得るために凝集制御剤で処理される。
【００９２】
今日の超吸収体は、一般的に透過性増強剤で処理される。透過性増強剤は、（透過性増強剤による任意の流動性変性処理および最後の加熱処理段階を伴っていない）"ありのままの"状態にある超吸収体粉末の流動性を妨げる傾向にあるので、その"ありのままの"状態にある超吸収体のｆc値は、ほとんどの場合ではないにせよ、多くがこの範囲から外れる。
【００９３】
超吸収体に正確な範囲のｆc値を付与するために、超吸収体は凝集制御剤で処理される。凝集制御剤は、典型的に少なくとも２０ｍＰａｓ、好ましくは少なくとも３０ｍＰａｓ、より好ましくは少なくとも４０ｍＰａｓおよび最も好ましくは少なくとも８０ｍＰａｓの、且つ一般的に１０００ｍＰａｓを上回らない、好ましくは７００ｍＰａｓを上回らない粘度を、全て２０℃で有する非水性液体である。
【００９４】
適した凝集制御剤は、
・アルコール
・ポリグリコール
・シリコーンオイル
・親水性変性シリコーンオイル
・パラフィンオイル
によって形成される群から選択されたこの粘度の少なくとも１つの試剤である。
【００９５】
これらの凝集制御剤およびそれらを超吸収体に添加する方法は自体公知である。適したアルコールの例は、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２−、１，３−および１，４−ブタンジオールまたはグリセリンである。適したポリグリコールの例は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールまたはポリブチレングリコールである。一般的に、これらは５０００ｇ／モルを上回らない、好ましくは３０００ｇ／モルを上回らない、且つより好ましくは２０００ｇ／モルを上回らない分子量を有する。
【００９６】
好ましい凝集制御剤は、１，２−プロピレングリコール、１５００ｇ／モル未満の平均分子量を有するポリエチレングリコール、シリコーンオイル、および親水性変性シリコーンオイルである。
【００９７】
２つ以上のタイプの凝集制御剤を適用することが可能である。一般に、特定の超吸収体に添加される凝集制御剤の全量は、所望された生成物特性を得るために、且つ"ビッグバッグ"のような輸送容器から供給装置中に自由に流れる生成物を獲得するために調節される。凝集制御剤の最適量は、超吸収体のタイプおよび、特に透過性増強剤のタイプと量に依存する。概して、凝集制御剤は、そのつど材料の全質量に対して、少なくとも１００質量ｐｐｍ、好ましくは少なくとも２００質量ｐｐｍ、より好ましくは少なくとも３００質量ｐｐｍの量および、一般にせいぜい５０００質量ｐｐｍ、好ましくはせいぜい３０００質量ｐｐｍおよびより好ましくはせいぜい１５００質量ｐｐｍの量で使用される。
【００９８】
好ましくは、凝集制御剤は、表面架橋後、および透過性増強剤の添加後にポリマーに適用される。最も好ましくは、凝集制御剤は、表面架橋中に適用される熱処理段階後または透過性増強剤の添加の過程で適用される熱処理段階後に添加される。冷却器が十分な混合品質をもたらすか否かに応じて、表面架橋および透過性増強剤の添加に続く冷却段階中に凝集制御剤を適用することが適切であり得る。凝集制御剤を別個の段階で、たいていミキサー中で、且つ好ましくは表面架橋および透過性増強剤の添加後に添加することが常に可能である。時に、凝集制御剤を表面架橋または透過性増強剤の添加中に適用することも、表面架橋中の凝集制御剤の不活性次第では可能である。
【００９９】
凝集制御剤を添加することは、たいてい引き続く加熱段階を必要としない。加熱段階がいくつかの特別な環境に基づき必要とされるべき場合、凝集制御剤とポリマーとが反応するのに十分高い温度はいずれも回避することが考慮されなければならない。
【０１００】
選択的に、貯蔵または処理特性に影響を及ぼすために、超吸収体に更なる通常の添加剤および補助材料が供給される。それらに関する例は、いくつかの適用において望ましい膨潤ゲルの可視性を改善するための着色剤、不透明添加剤である。同様に、超吸収体の最終的な含水量を、所望される場合、水を添加することによって設定することができる。これらの添加剤および補助材料は、それぞれ別個の処理段階において添加してよいが、しかし一つの適切な方法は、冷却器が十分な混合品質をもたらすのであれば、それらを超吸収体にこの冷却器中で、例えば超吸収体を溶液で噴霧するか、またはそれらを微粉固体または液体の形で添加することによって添加することであってもよい。
【０１０１】
表面架橋された超吸収体は、選択的に、通常の方法で粉砕および／または篩分けされる。粉砕は一般的に必要ではないが、形成される凝集体または篩下画分の篩分けは、たいてい生成物の所望された粒径分布を設定するのに望ましい。凝集体および篩下画分は、廃棄されるか、または好ましくは通常の仕方で且つ適した箇所にて返送されるかのいずれかである：微粉砕後の凝集体。超吸収体粒径は、好ましくは１０００μｍを上回らず、より好ましくは９００μｍを上回らず、最も好ましくは８５０μｍを上回らず、且つ好ましくは少なくとも８０μｍ、より好ましくは少なくとも９０μｍおよび最も好ましくは少なくとも１００μｍである。典型的なシーブカットは、例えば１０６〜８５０μｍまたは１５０〜８５０μｍである。
【０１０２】
本発明の方法によって計量供給される超吸収体は、超吸収体の公知の任意の方法において使用することができる。
【０１０３】
超吸収体特性試験方法
Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ Ｌｏａｄ（負荷下吸収性） ０．９ｐｓｉ（ＡＵＬ ０．９ｐｓｉ）
ＡＵＬ ０．９ｐｓｉを測定する方法は、ＷＯ００／６２８２５，第２２頁〜第２３頁に開示されている（そこでは"Ａｂｓｏｒｂｅｎｃｙ Ｕｎｄｅｒ Ｌｏａｄ"と呼ばれる）。３１７グラム重が、ＡＵＬ ０．９ｐｓｉ値を得るために用いられる。
【０１０４】
Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ（遠心保持容量）（ＣＲＣ）
遠心保持容量（ＣＲＣ）の測定方法は、ＵＳ特許出願番号ＵＳ２００２／０１６５２８８Ａ１，段落番号［０１０５］および［０１０６］に記載されている。
【０１０５】
流量
流量は、ＥＤＡＮＡ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅｓ ａｎｄ Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ａｖｅｎｕｅ Ｅｕｇｅｎｅ Ｐｌａｓｋｙ，１５７，１０３０ Ｂｒｕｅｓｓｅｌｓ，Ｂｅｌｇｕｉｕｍ，ｗｗｗ．ｅｄａｎａ．ｏｒｇ）試験方法４５０．２−０２（ＥＤＡＮＡから入手可能）を用いて測定される。
【０１０６】
自由膨潤ゲルベッド透過性（Ｆｒｅｅ Ｓｗｅｌｌ ＧＢＰ）
自由膨潤ゲルベッド透過性（Ｆｒｅｅ Ｓｗｅｌｌ ＧＢＰ）の測定方法は、ＵＳ特許出願番号２００５／０２５６７５７Ａ１，段落番号［００６１］から［００７５］に記載されている。
【０１０７】
自由降伏強度（ｆc）
自由降伏強度（ｆc）の測定方法は、ＡＳＴＭ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄ ６７７３−０２："Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｓｈｅａｒ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｂｕｌｋ Ｓｏｌｉｄｓ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｓｃｈｕｌｚｅ Ｒｉｎｇ Ｓｈｅａｒ Ｔｅｓｔｅｒ"（Ｂｏｏｋo ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ０４．０９）（ＡＳＴＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｗｅｓｔ Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ，ＰＡ，ＵＳＡから入手可能）に記載されている。該値は６ｋａの圧密応力で測定される。その圧密応力でのＦＦＣ値は、その圧密応力にて測定された自由降伏強度に対する圧密応力の比率である。このＡＳＴＭ Ｓｔａｎｄａｒｄでは、圧密強度は"破壊包絡線の主応力(major principal stress of a yield lucus)"と呼称される。
【０１０８】
質量流量
質量流量試験は、超吸収体の輸送特性を示すものであると意図されている。上流ホッパー（体積４０リットル、生成物のブリッジングを回避するために攪拌機を備え付けている）が備え付けられた二軸オーガスクリュー（ピッチ４８ｍｍ、外側のスクリュー直径３８．５ｍｍ、内側のスクリュー直径１５．５ｍｍ、センターからセンターのスクリュー間隔２８．５ｍｍ、スクリューケーシング間隔（クリアリング）０．３ｍｍ、スクリューの長さ３００ｍｍ）は、スケールに設置された受入容器に送り込む。超吸収体はホッパーに充填され、且つ該二軸スクリューは３００ｒｐｍおよび６００ｒｐｍの設定値で操作される。受入容器に送り込まれる超吸収体の量は連続的に記録される。
【０１０９】
例
例１：ポリマーＡ（比較）
精製アクリル酸１０４０．００ｇを、蓋、熱電対および窒素パージ管が備え付けられた４リットルのガラス反応槽中に添加した。次に、ペンタエリトリトールトリアリルエーテル３．１２ｇ、脱イオン水２４３０．１７ｇ、Ｋｙｍｅｎｅ(R)７３６ ３．８３ｇ（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ，Ｕ．Ｓ，Ａから得られる、ポリアミドアミン・エピクロロヒドリン付加物の水溶液）、および脱イオン水からなる氷５００ｇを添加した。次いで、このモノマー溶液を窒素で３０分間パージした。３０分後、１質量％の過酸化水素水溶液１１．４４ｇおよび１質量％のアスコルビン酸水溶液１１．４４ｇを同時に添加した。この開始後（温度は急激に上昇し、且つモノマー溶液は増粘した）、バージ管をモノマー溶液から取り去り、且つ反応温度がピークに達するまでヘッドスペースに設置した。ゲルを一晩中、絶縁容器中で保持した。
【０１１０】
ゲルを該容器から取り去り、且つミートチョッパー（Ｈｏｂａｒｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔｒｏｙ，Ｏｈｉｏ，Ｕ．Ｓ．Ａ製の４８１２型）を用いて一度細断した。５０質量％のＮａＯＨ水溶液８４３．５６ｇを、出来る限り均一にゲルに添加した。次いでゲルを手で完全に混練し、且つＨｏｂａｒ製ミートチョッパーを用いて２度細断した。次に、脱イオン水２００ｇ中のメタ重亜硫酸ナトリウム１０．４０ｇの溶液を、出来る限り均一にゲルに添加した。再びゲルを手で完全に混練し、且つ再びＨｏｂａｒ製ミートチョッパーを用いて２度細断した。次いで、ゲルをドラム式乾燥機に設置した（蒸気によって加熱、圧力＞８０ｐｓｉ）。乾燥されたポリマーフレークを収集し、且つ最初に手で押しつぶし、次いでピンミルを用いて１４０００ｒｐｍで粉砕した（Ｒｅｔｓｃｈ ＧｍｂＨ，Ｈａａｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ製のＺＭ ２００型）。結果生じる粉末を、シフター（Ｒｅｔｓｃｈ ＧｍｂＨ，Ｈａａｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ製のＫＳ １０００型）を用いて１０分間、７の設定値で８５０〜１６０ミクロンへと篩にかけた。
【０１１１】
ポリマー粉末１ｋｇをミキサー（Ｇｅｂｒｕｅｄｅｒ Ｌｏｅｄｉｇｅ Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ ＧｍｂＨ，Ｐａｄｅｒｂｏｒｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ製の実験室用プローシェアーミキサーＭ ５型）に入れた。表面架橋溶液を、Ｄｅｎａｃｏｌ(R)ＥＸ ８１０（Ｎａｇａｓｅ ＣｈｅｍｔｅＸ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｏｓａｋａ，Ｊａｐａｎから得られる、エチレングリコールジグリシジルエーテル）１．２０ｇ、プロピレングリコール２０．００ｇ、脱イオン水２０．００ｇ、および２７質量％の硫酸アルミニウム水溶液３５．８０ｇをビーカーに混合することによって製造した。４４９ｒｐｍの混合速度で、表面架橋剤溶液を、シリンジを用いて滴下しながらポリマー粉末に３分の時間にわたって添加した。次いでミキサーを停止し、混合容器の壁面に付着している生成物を廃棄し（且つバルクと結合させ）、そして混合を４４９ｒｐｍで更に２分間続けた。次いでバッチを２つのステンレス鋼パンに排出し、且つ１時間のあいだ１２０℃で炉の中に設置した。該パンを炉から取り去り、且つデシケーター中で冷却させた。次いで、冷却された生成物を篩にかけ、そしてポリマーＡで表される８５０〜１５０ミクロンカットを得た。
【０１１２】
例２：ポリマーＢ
ポリマーＡ１ｋｇを、ステンレス鋼パンに設置した。ニードルが備え付けられた３ｍｌシリンジを用いて、ポリエチレングリコール４００（４００ｇ／モルの平均分子量のポリエチレングリコール、"ＰＥＧ−４００"）２．０ｇを、確実に液滴同士が粉末上で接触しないようにポリマーに添加した。次いで該粉末をヘラで緩やかに攪拌し、注意深くミキサー（Ｌｏｅｄｉｇｅ Ｍ ５型）に流し込み、且つ２１２ｒｐｍで５分間混合してポリマーＢを製造した。
【０１１３】
例３：ポリマーＣ
ポリマーＣを例１の方法に基づき得たが、しかしながら、次の化学物質量を用いた：
精製アクリル酸 １０４０．００ｇ
ペンタエリトリトールトリアリルエーテル ５．７２ｇ、
脱イオン水 ２４３０．１７ｇ、
Ｋｙｍｅｎｅ(R)７３６ ０．５２ｇ
脱イオン水からなる氷 ５００ｇ
１質量％の過酸化水素水溶液 １１．４４ｇ
１質量％のアスコルビン酸水溶液 １１．４４ｇ
５０質量％のＮａＯＨ水溶液 ８４３．５６ｇ
脱イオン水２００ｇ中に溶解されたメタ重亜硫酸ナトリウム １０．４０ｇ
Ｄｅｃａｎｏｌ(R)ＥＸ ８１０ １．５０ｇ
プロピレングリコール １３．００ｇ
脱イオン水 ２７．００ｇ
【０１１４】
例４：ポリマーＤの合成
アクリル酸９２．４ｇ、ペンタエリトリトールトリアリルエーテル０．０２２ｇおよび脱イオン水８７．２ｇを混合した。炭酸ナトリウム４０．４ｇを添加し、モノマー溶液の温度を、中和反応の間、３０℃より低く保った。次いで、２，２'−アゾビスアミジノプロパン二塩酸塩０．０８１ｇおよび過酸化水素０．０５４ｇをモノマー混合物中に混ぜた。次いで、混合物を６２℃に加熱し、且つパンに流し込んだ。脱イオン水５ｇ中に溶解された、Ｂｒｕｅｇｇｏｌｉｔ(R)ＦＦ６（Ｌ．Ｂｒｕｅｇｇｅｍａｎｎ ＫＧ，Ｈｅｉｌｂｒｏｎｎ，Ｇｅｒｍａｎｙから入手される、スルフィン酸誘導体のナトリウム塩）０．０２７ｇを、重合を開始させるために添加した。重合の熱に基づき、反応中に蒸発した大部分の水、および最後に約１５質量％の残留湿分含量を有するポリマー材料を得た。該ポリマー材料を乾燥炉で１２０℃にて乾燥し、１０６〜８５０μｍの粒径分布へと粉砕し且つ分級した。該乾燥粉末を、疎水性シリカ（Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧ，Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙから得られる、Ｓｉｐｅｒｎａｔ(R)Ｄ−１７）０．２５質量％と混合し、次いで（ポリマー粉末に対する質量％値）Ｄｅｃａｎｏｌ(R)ＥＸ ８１０ ０．４６質量％、水 ７．２６質量％および１，３−プロパンジオール ２．２９質量％からなる溶液を該粒子上に噴霧し、且つ引き続き１２０℃で１時間のあいた硬化することによって表面架橋した。
【０１１５】
この表面架橋されたポリマー１ｋｇを、ステンレス鋼パンに設置した。ニードルが備え付けられた３ｍｌシリンジを用いて、ポリエチレングリコール４００（４００ｇ／モルの平均分子量のポリエチレングリコール、"ＰＥＧ−４００"）３．０ｇを、確実に液滴同士が粉末上で接触しないようにポリマーに添加した。次いで、該粉末をヘラで緩やかに攪拌し、注意深くミキサー（Ｌｏｅｄｉｇｅ Ｍ ５型）に流し込み、且つ２１２ｒｐｍで５分間混合してポリマーＤを製造した。
【０１１６】
ポリマー特性
ポリマーの特性（ＣＲＣ、ＡＵＬ０．９ｐｓｉ（"ＡＵＬ"）、自由膨潤ＧＢＰ（"ＦＳＧＢＰ"）、６ｋＰａの圧密応力ｓｉｇｍａ＿１での自由降伏強度ｆc、３００ｒｐｍ（"ＭＦＲ３００"）および６００ｒｐｍ（"ＭＦＲ６００"）での流量および質量流量）は表１にまとめている。
【０１１７】
【表１】
0005794780.tif 000003
【０１１８】
この例は、本発明の方法が、計量供給される超吸収体の定常流および高流動性に基づき非常に効果的な超吸収体の輸送および計量供給を提供することを明示する。