(57)【要約】本明細書には、現在の市販のＳＡＰと比較して優れた特性を示す超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）の実施形態が開示される。開示されたＳＡＰは、様々な衛生製品において有用であり、費用効果の高い方法を用いて製作することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
架橋剤および多糖類ベースのポリマーの１つ以上のカルボキシル基および／またはカルボキサミド基との間に形成される１つ以上の架橋を含む前記多糖類ベースのポリマーを含む超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）であって、前記ＳＡＰが２．７より大きいサージ指数値および／または２９００より大きい容量指数値を示すＳＡＰ。
【請求項２】
架橋剤および多糖類ベースのポリマーの２つ以上のカルボキシル基との間に形成された１つ以上の架橋を含む前記多糖類ベースのポリマーを含む超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）であって、前記ＳＡＰが２．７より大きいサージ指数値を示すＳＡＰ。
【請求項３】
前記２つ以上のカルボキシル基が、前記架橋剤および前記１つ以上のカルボキシル基との間に形成された少なくとも１つの炭素―炭素結合を介して前記架橋剤に結合されている、請求項１または請求項２に記載のＳＡＰ。
【請求項４】
前記カルボキシル基が、前記多糖類ベースのポリマーをアクリル酸とカップリングさせることによって提供される、請求項１から３のいずれか一項に記載のＳＡＰ。
【請求項５】
前記ＳＡＰが３．２より大きいサージ指数値を示す、請求項１から４のいずれか一項に記載のＳＡＰ。
【請求項６】
前記ＳＡＰが３．４のサージ指数値を示す、請求項１から５のいずれか一項に記載のＳＡＰ。
【請求項７】
前記ＳＡＰが３．６のサージ指数値を示す、請求項１から６のいずれか一項に記載のＳＡＰ。
【請求項８】
架橋剤および多糖類ベースのポリマーの２つ以上のカルボキシル基との間に形成される１つ以上の架橋、架橋剤および前記多糖類ベースのポリマーの２つ以上のカルボキサミド基との間に形成される１つ以上の架橋、または架橋剤および前記多糖類ベースのポリマーのカルボキシル基およびカルボキサミド基との間に形成される１つ以上の架橋を含む、前記多糖類ベースのポリマーを含む超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）であって、前記ＳＡＰの官能基が少なくとも部分的に中和され、かつ前記ＳＡＰが２９００より大きい容量指数値を示すＳＡＰ。
【請求項９】
前記カルボキシル基が前記多糖類ベースのポリマーをアクリル酸と組み合わせることによって提供され、かつ前記カルボキサミド基が前記多糖類ベースのポリマーをアクリルアミドと組み合わせることによって提供される、請求項８に記載のＳＡＰ。
【請求項１０】
前記多糖類ベースのポリマーの前記カルボキシル基および／または前記カルボキサミド基が、前記架橋剤および前記カルボキシル基および／または前記カルボキサミド基との間に形成された炭素―炭素結合を介して前記架橋剤と架橋される、請求項９に記載のＳＡＰ。
【請求項１１】
前記ＳＡＰが３０００より大きい容量指数値を示す、請求項８から１０のいずれか一項に記載のＳＡＰ。
【請求項１２】
前記ＳＡＰが４０００より大きい容量指数値を示す、請求項８から１１のいずれか一項に記載のＳＡＰ。
【請求項１３】
前記ＳＡＰが４７１２の容量指数値を示す、請求項８から１２のいずれか一項に記載のＳＡＰ。
【請求項１４】
前記ＳＡＰの前記官能基が水酸化ナトリウムで中和されている、請求項８から１３のいずれか一項に記載のＳＡＰ。
【請求項１５】
表面架橋のない前記ＳＡＰと比較して、外面でのより高い架橋密度が得られるように、前記ＳＡＰが粒子の形態であり、かつ前記粒子の少なくとも一部の前記外面が表面架橋されている、請求項８から１４のいずれか一項に記載のＳＡＰ。
【請求項１６】
前記多糖類ベースのポリマーがデンプンを含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載のＳＡＰ。
【請求項１７】
前記多糖類ベースのポリマーが、アルファ化デンプンである、請求項１から１６のいずれか一項に記載のＳＡＰ。
【請求項１８】
前記架橋剤がＮ、Ｎ―メチレンビス（アクリルアミド）である、請求項１から１７のいずれか一項に記載のＳＡＰ。
【請求項１９】
前記ＳＡＰ中に存在する抽出物が２００ＰＰＭ未満の量で存在する、請求項１から１８のいずれか一項に記載のＳＡＰ。
【請求項２０】
請求項１から１９のいずれか一項に記載の前記ＳＡＰを含む吸収性物品。
【請求項２１】
請求項２０に記載の前記吸収性物品であって、前記吸収性物品が、請求項１から１９に記載の前記ＳＡＰ以外のＳＡＰを含む吸収性物品と比較して、１０％から１００％少ない綿毛パルプを含む吸収性物品。
【請求項２２】
請求項１から１９のいずれか一項に記載する前記ＳＡＰを製作する方法であって、カルボニル含有モノマーまたはそのポリマーもしくはコポリマーを中和剤と組み合わせて、第１混合物を提供する工程、多糖含有ポリマー前駆体を前記第１混合物に添加して、前記多糖類ベースのポリマーを提供する工程、前記多糖含有ポリマーを前記架橋剤と組み合わせて第２混合物を形成する工程、前記第２混合物を処理して、前記架橋剤および前記多糖類ベースのポリマーとの間に前記１つ以上の架橋を形成して、ＳＡＰ溶液を提供する工程、前記ＳＡＰ溶液を乾燥させて、乾燥ＳＡＰを提供する工程、および前記乾燥ＳＡＰを粉砕して粒子にして、前記ＳＡＰを提供する工程を含む方法。
【請求項２３】
前記架橋剤が、前記カルボニル含有モノマーの総重量に基づいて０．１重量％から１重量％の範囲の量で使用される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記架橋剤が、前記カルボニル含有モノマーの総重量に基づいて０．１重量％から０．７重量％の範囲の量で使用される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記第２混合物を処理することが、開始剤を添加する工程、および前記開始剤を添加した後に前記第２混合物を加熱する工程を含む、請求項２２から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記開始剤が過硫酸アンモニウムである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
請求項２２から２６のいずれか一項に記載の方法であって、ＳＡＰ粒子を表面架橋剤でコーティングすることによって前記ＳＡＰ粒子を表面架橋する工程をさらに含む方法。  
【請求項２８】
２．７より大きいサージ指数値および／または少なくとも３０００の容量指数値を有する超吸収性ポリマー。
【請求項２９】
３．２より大きいサージ指数値および／または少なくとも４０００の容量指数値を有する超吸収性ポリマー。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０１９年３月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／６４２，３７４号の先の出願日の利益および優先権を主張するものであり、その全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、吸収性物品に使用するための超吸収性ポリマーの実施形態、および超吸収性ポリマーを製作および使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）は、おむつ、衛生用品などの吸収性物品などの様々な物品で使用されている。さまざまなタイプのＳＡＰが商品化されているが、そのようなＳＡＰの多くは生分解性ではなく、および／またはセルロース繊維（または「綿毛」または「綿毛パルプ」）などの追加の成分を使用する必要がある。非生分解性のＳＡＰは、環境に悪影響を与える製品をもたらす。そして、セルロース系繊維フィラーを使用する必要性は、消費者にとって魅力的ではない、かさばる、厚い物品をもたらす。当技術分野では、性能を犠牲にすることなく物品のかさばりを減らすことができる生分解性ＳＡＰが必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書には、架橋剤および多糖類ベースのポリマーの１つ以上のカルボキシル基および／またはカルボキサミド基との間に形成される１つ以上の架橋を含む多糖類ベースのポリマーを含み、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）が３．２を超えるサージ指数値および／または３０００などの２９００を超える容量指数値を示す、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）の実施形態が開示される。
【０００５】
さらに本明細書には、架橋剤および多糖類ベースのポリマーの２つ以上のカルボキシル基との間に形成される１つ以上の架橋を含む多糖類ベースのポリマーを含み、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）が３．２を超えるサージ指数値を示す超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）の実施形態が開示される。
【０００６】
さらに本明細書には、架橋剤および多糖類ベースのポリマーの２つ以上のカルボキシル基との間に形成された１つ以上の架橋、架橋剤および多糖類ベースのポリマーの２つ以上のカルボキサミド基との間に形成された１つ以上の架橋、または架橋剤および多糖類ベースのポリマーのカルボキシル基およびカルボキサミド基との間に形成された１つ以上の架橋を含む多糖類ベースのポリマーを含み、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）の官能基が少なくとも部分的に中和されており、かつ超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）が２９００より大きい容量指数値を示す超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）の実施形態が開示される。
【０００７】
さらに追加の実施形態には、本開示によるＳＡＰの実施形態を含む吸着剤製品の実施形態が含まれる。
【０００８】
さらに本明細書には、本明細書に記載されるＳＡＰの実施形態を製作するための方法の実施形態が開示される。いくつかの実施形態では、この方法は、カルボニル含有モノマーを中和剤と組み合わせて第１混合物を提供する工程；多糖含有ポリマー前駆体を第１混合物に添加して多糖類ベースのポリマーを提供する工程；多糖含有ポリマーを架橋剤と組み合わせて第２混合物を形成する工程；第２混合物を処理して、架橋剤および多糖類ベースのポリマーの１つ以上のカルボキサミド基および／またはカルボキシル基との間に１つ以上の架橋を形成してＳＡＰ溶液を提供する工程；ＳＡＰ溶液を乾燥させて乾燥したＳＡＰを提供する工程；および乾燥したＳＡＰを粒子に粉砕してＳＡＰを提供する工程を含む。
【０００９】
本開示の前述のおよび他の目的および特徴は、以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
Ｉ．用語の概要
用語の以下の説明は、本開示をより良く説明し、本開示の実施において当業者を導くために提供される。本明細書で使用するとき、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」は「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」を意味し、単数形「ａ」または「ａｎ」または「ｔｈｅ」は、文脈から明らかにそうでないと示されない限り、複数の参照を含む。「または」という用語は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、述べられた代替要素の単一の要素または２つ以上の要素の組み合わせを指す。
【００１１】
他に説明されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本開示が属する技術分野における当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載のものと同様または同等の方法および材料は、本発明の実施または試験に使用することができるが、適切な方法および材料を以下に記載する。材料、方法、および実施例は、特に明記しない限り、単なる例示であり、限定を意図するものではない。本開示の他の特徴は、以下の発明の詳細な説明および請求項から明らかである。
【００１２】
特に明記しない限り、本明細書または請求項で使用される、成分の量、分子量、パーセンテージ、温度、時間などを表すすべての数字は、「約」という用語によって修飾されるものとして理解されるべきである。したがって、特に明記しない限り、黙示的または明示的に示された数値パラメーターは、求められる所望の特性および／または標準試験条件／方法での検出限界に依存する可能性がある近似値である。実施形態を議論された従来技術から直接かつ明示的に区別するときは、実施形態の数は、「約」という語が記載されない限り、概数ではない。
【００１３】
本開示の様々な実施形態の検討を容易にするために、特定の用語の以下の説明が提供される。特定の官能基用語は、定義された官能基が、それが結合されるドナー化合物に、またはその中でどのように結合するかを示すために使用される記号「―」を含む。本開示の様々な実施形態の検討を容易にするために、特定の用語の以下の説明が提供される。
【００１４】
脂肪族：少なくとも１つの炭素原子から５０の炭素原子（Ｃ１−５０）、たとえば１から２５の炭素原子（Ｃ１−２５）、または１から１０の炭素原子（Ｃ１−１０）を有する炭化水素基である。それは、アルカン（またはアルキル）、アルケン（またはアルケニル）、アルキン（またはアルキニル）、およびそれらの環状バージョンを含む。それはさらに、直鎖および分岐鎖配置、およびすべての立体異性体および位置異性体も同様に含む。
【００１５】
芳香族：特記しない限り、５―１５個の環原子が単一の環（例えば、フェニル）を成し、または少なくとも一つの環が芳香族である複数の縮合環（例えば、ナフチル、インドリル、またはピラゾロピリジニル）である環状共役基またはその部分である。すなわち、少なくとも一つの環、および任意に複数の縮合環は、連続的な、非局在化π電子系を有する。典型的には、面外π電子の数は、Ｈｕｃｋｅｌ規則（４ｎ＋２）に対応する。親構造への結合点は、典型的には、縮合環系の芳香族部分を介する。たとえば、
【化１】
2021517931.tif 000002
しかしながら、特定の例において、前後関係または明白な発表は、結合点が、縮合環系の非芳香族部分を介することを示し得る。たとえば、
【化２】
2021517931.tif 000003
芳香族基または芳香族部分は、アリル基またはその部分などの、環の中の炭素原子のみを含み得る。あるいは、それは、ヘテロアリル基またはその部分などの、１つ以上の環炭素原子、および孤立電子対（例えば、Ｓ、Ｏ、Ｎ、Ｐ、またはＳｉ）を含む一つ以上の環ヘテロ原子を含みうる。
【００１６】
容量指数：ＳＡＰが水または水性液体を吸収する全体的な能力の尺度。容量指数の数値が高いことは、ＳＡＰの液体保持能力の最大化を反映する。容量指数の値が高いほど、ＳＡＰまたはＳＡＰを構成する製品に保持できる液体の量が多くなる。容量指数が高いほど、ＳＡＰを含む製品は、他の吸収性材料を含めることなく、優れた吸収性を発揮できる。
【００１７】
カルボキサミド：−Ｒ−Ｃ（Ｏ）ＮＲ’Ｒ’’、式中、Ｒがメチレン基（「ＣＨ２」またはそのラジカル）またはエチレン基（「ＣＨ２ＣＨ２」またはそのラジカル）であり、かつ、Ｒ’およびＲ’’は各々、独立して、水素、脂肪族、芳香族、ヘテロ脂肪族、またはそれらの任意の組み合わせから選択される；または、−Ｒ−Ｃ（Ｏ）ＮＲ’Ｍまたは−Ｒ−Ｃ（Ｏ）ＮＭ２、式中、各Ｍは独立して、リチウム、ナトリウム、カリウムなどの第１族元素から選択される対イオンである。
【００１８】
カルボキシル：−Ｒ−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、式中、Ｒはメチレン基（「ＣＨ２」またはそのラジカル）またはエチレン基（「ＣＨ２ＣＨ２」またはそのラジカル）である；または、Ｒ−Ｃ（Ｏ）ＯＭ、式中、Ｍは、リチウム、ナトリウム、カリウムなどの第１族元素から選択される対イオンである。
【００１９】
カルボニル含有モノマー：少なくとも１つのカルボニル基を含む化合物。いくつかの実施形態では、カルボニル含有モノマーは、カルボキサミド基またはカルボキシル基を含む。
【００２０】
架橋剤：多糖類ベースのポリマー、カルボニル含有モノマー、またはそれらの組み合わせの官能基に結合することができる化合物。
【００２１】
架橋：たとえば架橋剤および多糖類ベースのポリマーの官能基間、同じ多糖類ベースのポリマー内の官能基間、および／またはそのような官能基および架橋剤間、および／または２つの異なる多糖類ベースのポリマーの官能基間、および／またはそのような官能基および架橋剤の間で形成される共有結合などの、２つの別個の化学種間または１つ以上の化学種の官能基間で形成される共有結合。架橋は、典型的には、そのような部分の間に形成される炭素−炭素結合を含む。
【００２２】
内部架橋：カルボキシル基を含むモノマーまたはカルボキサミド基を含むモノマーを含むことができる、カルボニル含有モノマーで変性された多糖類化合物の官能基間で起こる化学反応。
【００２３】
ヘテロ脂肪族：少なくとも１個のヘテロ原子から２０個のヘテロ原子、例えば１から１５個のヘテロ原子、または１から５個のヘテロ原子を含む脂肪族基である。ヘテロ原子は、基内の酸素、窒素、硫黄、ケイ素、ホウ素、セレン、リン、およびそれらの酸化形態から選択することができるが、これらに限定されない。
【００２４】
多糖類ベースのポリマー：少なくとも２つの糖類単位で構成される主鎖を含む高分子化合物。特定の実施形態では、多糖類ベースのポリマーは、トウモロコシ、米、小麦などのデンプン源から得られるデンプンを含む。
【００２５】
超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）：等価重量よりも高い量で水性ベースの流体を吸収することができる高分子材料。いくつかの実施形態では、ＳＡＰは、その等価重量の２００倍以上、例えば、その等価重量の２００から１０００倍の流体を吸収することができる。生理食塩水を含むいくつかの実施形態では、ＳＡＰは、その等価重量の１０倍より多く、例えば３０倍より多くを吸収することができる。いくつかの実施形態では、ＳＡＰは、薄片、エラストマー、粒子、顆粒、繊維、またはフィルムの形態であり得る。
【００２６】
サージ指数：水または水性ベースの流体の初期流量を制御し、ＳＡＰまたはＳＡＰを含む製品における漏れを低減するＳＡＰの能力の尺度。高サージ指数の数値は、ＳＡＰの吸収率が非常に高く、ＳＡＰが圧力下でかなりの量の液体を保持できることを示す。これは、液体がＳＡＰまたはＳＡＰを構成する製品に流入されると、液体がすばやく吸収され、ＳＡＰによってしっかりと保持されることを意味する。サージ指数が高いほど、吸収製品におけるＳＡＰの全体的な性能が向上する。
【００２７】
ＩＩ．序文
超吸収性ポリマー（「ＳＡＰ」）は、使い捨ておむつ、大人用失禁パッドおよびブリーフ、ベッドパッド、肉パッド、ペットパッド、衛生用ナプキンなどの衛生用品などのさまざまな用途で使用されている。このような製品に典型的に使用される超吸収性ポリマーは、ＳＡＰの特性（したがって、その性能）に関しては機能が制限されている。
【００２８】
本明細書には、従来技術の分野で使用されるＳＡＰと比較して、予想外に優れた特性を示す新しいＳＡＰの実施形態が開示される。特定の開示された実施形態では、ＳＡＰは、現在市場で入手可能なＳＡＰのそれらを超える遠心分離保持能力（または「ＣＲＣ」）、負荷下の吸収性（または「ＡＵＬ」）、サージ指数値、および／または容量指数値を示す。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のＳＡＰの実施形態は、様々な衛生用品（例えば、おむつおよび女性用衛生用品）に使用されるセルロース系繊維の量を置き換えるおよび／または減らすために使用されることができるため、それによって、そのような衛生用品に関する厚さを減らすことができる。吸収性物品の非常に望ましい特徴は、薄いおむつは着用するのにかさばらず、衣類の下によりよくフィットし、目立たないというように、薄さである。さらに、商品の包装がよりコンパクトになり、消費者がおむつを持ち運び、保管しやすくなる。さらに包装のコンパクトさは、製品単位あたりに必要な棚スペースの量を減らすことができるので、製造業者および販売業者の流通コストを削減する。
【００２９】
さらに追加の実施形態では、本明細書に記載するＳＡＰの実施形態は、圧力下でも、特に水および食塩水などの水性溶液について、現在市販されているＳＡＰよりも速い速度でより高い吸収値を示す。それらはゲルを遮断する傾向がほとんどないか、全くない。また、それらは機械的に堅牢で、経年変化に安定しており、毒性学的に安全であり、かつ生分解性である。特定の開示された実施形態では、本開示のＳＡＰの実施形態は、非生分解性成分および／または環境毒素を含む成分または副産物からなる合成ＳＡＰとは対照的に、生分解性成分を含むため、完全に生分解性である。したがって、本明細書で説明されるＳＡＰの実施形態は、おむつ（大人用おむつおよび赤ちゃん用おむつ）、衛生用品、こぼれ封じ、包装およびヒースケアパッド、医療用包帯、火傷および創傷ケア、吸収性製品包装材料およびシステム、ペットおよび動物製品、火災防止および抑制製品、封止および漏れ封じ込め製品などのように、多種多様な使い捨て吸収性物品での使用に適している。
【００３０】
ＩＩＩ．ＳＡＰの実施形態
本明細書に記載のＳＡＰの実施形態は、多糖類ベースのポリマー（または複数の多糖類ベースのポリマー）を含む高分子量ＳＡＰである。多糖類ベースのポリマーは、架橋を促進してＳＡＰを形成するカルボキシル基および／またはカルボキサミド基を含む。いくつかの実施形態では、多糖類ベースのポリマーの少なくとも一部は架橋されていない。いくつかの実施形態において、多糖類ベースのポリマーは、天然状態ではカルボニル含有基を含まないが、多糖類ベースのポリマーの主鎖に共有結合する、複数のカルボニル含有基（例えば、カルボキシル基および／またはカルボキサミド基）を含むように変性し得る多糖類から得ることができる。そのような多糖類ベースのポリマーの例示的な実施形態は、デンプンベースのポリマーに限定するものではないが、米、トウモロコシ、小麦、キャッサバ、またはそれらの組み合わせ；アミロース；アミロペクチン；セルロースまたはセルロース誘導体；グアー、イナゴマメ、豆、小麦粉などから得られるポリガラクトマンナンなどのポリガラクトマンナン；またはそれらの任意の組み合わせなど、任意適切なデンプン供給源から得られ又ははそれに由来し得る。デンプンベースのポリマーの供給源に応じて、存在するアミロースの量は、ポリマーの重量に基づいて２０％―２５％の範囲にあり得る。そして、アミロペクチンの量は、ポリマーの重量に基づいて７５％―８０％の範囲にあり得る。いくつかの特定の開示された実施形態において、多糖類ベースのポリマーは、デンプンベースの化合物である。デンプンベースのポリマーの主鎖は、デンプンベースのポリマー主鎖に１つ以上のカルボニル含有モノマーをグラフトすることにより導入される、カルボニル含有官能基（例えば、カルボキシル基および／またはカルボキサミド基）で官能化される。さらに他の実施形態では、開示された高分子量ＳＡＰの形成に使用される多糖類ベースのポリマーは、自然に（肯定的な化学変性なしで）１つ以上のカルボキシル基を含み、したがって、カルボニル含有モノマーのグラフトを必要としない可能性がある多糖類である。そのようなポリマーの例示的な実施形態は、キサンタン、アルギン酸塩、アラビアゴム、またはそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、本明細書中に開示されるＳＡＰは、カルボキシル基を含む（またはそれで変性された）多糖類の量に基づいて、１０重量％―３０重量％、例えば１０重量％―２０重量％、または１０重量％―１５重量％の範囲の量で、膨潤多糖類などのカルボキシル基を含まない多糖類の添加によって変性され得る。いくつかの実施形態では、ＳＡＰは、カルボニル含有モノマー（またはそのポリマーもしくはコポリマー）がグラフトされているデンプンベースのポリマーからなるか、または本質的にそれからなる。いくつかの実施形態において、ＳＡＰは、デンプンベースのポリマー、架橋剤、および１つ以上のカルボニル含有モノマー（またはそのポリマーもしくはコポリマー）の間で形成される生成物からなるか、または本質的にそれからなる。特定の開示された実施形態では、デンプンベースのポリマーは、加工または非加工デンプンである。いくつかの実施形態では、デンプンは加工され、加工トウモロコシデンプンであり得る。そのような実施形態では、トウモロコシデンプンは、（例えば、スラリー中のトウモロコシデンプンをジェットクッキングすることにより）アルファ化トウモロコシデンプンであり得る。特定の開示された実施形態において、デンプンベースのポリマーは、以下に記載されるように、多数のカルボニル基含有モノマー（またはそのポリマーもしくはコポリマー）がグラフトされている１つ以上の長い多糖鎖を含むアルファ化トウモロコシデンプンである。
【００３１】
特定の開示された実施形態において、多糖類ベースのポリマー主鎖を含むＳＡＰは、ポリマーをカルボニル含有モノマー（またはそのポリマー、または２つ以上のカルボニル含有モノマー間で形成されたコポリマー）と反応させることによって１つ以上のカルボニル基（例えば、カルボキシル基および／またはカルボキサミド基）を含むように変性されたデンプンベースのポリマーである。上記カルボニル含有モノマーは、たとえばアクリル酸、アクリルアミド、またはそれらの組み合わせであり、カルボニル含有モノマー（またはそのポリマーもしくはコポリマー）をポリマー主鎖にグラフトしたものである。いくつかの実施形態において、多糖類ベースのポリマー主鎖は、その官能基の９０％以上がカルボニル含有モノマーと反応して、官能基の９０％から１００％、または９５％から１００％、または９９％などの、多糖類ベースのポリマー上のカルボキシルおよび／またはカルボキサミド部位を提供するように、多数のカルボニル含有モノマーで官能化することができる。異なるカルボニル含有モノマーを利用するいくつかの実施形態では、カルボキシルおよび／またはカルボキサミドを含有する多糖類ベースのポリマーは、異なるカルボニル含有モノマーに対応する異なる量のカルボキシル基および／またはカルボキサミド基を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、アクリル酸とアクリルアミドの混合物は、多糖類ベースのポリマーを官能化するために使用される。そのような実施形態では、アクリル酸のアクリルアミドに対する量は、９０：１０から５０：５０（アクリル酸：アクリルアミド）、８０：２０から５０：５０（アクリル酸：アクリルアミド）、７５：２５から５０：５０（アクリル酸：アクリルアミド）、７０：３０から５０：５０（アクリル酸：アクリルアミド）、または６０：４０から５０：５０（アクリル酸：アクリルアミド）など、１００：０から５０：５０（アクリル酸：アクリルアミド）の範囲とすることができる。また、そのような実施形態では、アクリル酸から多糖類ベースのポリマーに導入されたカルボキシル基に対するアクリルアミドから多糖類ベースのポリマーに導入されたカルボキシル基の比は、２：１（カルボキシレート基：カルボキシルアミド基）であり得る。他の開示された実施形態において、カルボキシル基は、多糖類ベースのポリマー上に存在する１つ以上のヒドロキシル基を、これらに限定されないが、セリウム（ＩＶ）塩（例えば、硝酸セリウムアンモニウム）、過硫酸塩（例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウムなど）、過酸化物（例えば、過酸化第一鉄、硫酸第一鉄アンモニウム−過酸化水素など）、または過マンガン酸塩（例えば、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸バナジウム、過マンガン酸塩など）またはそれらの組み合わせなどの、適切な酸化剤で酸化することにより導入され得る。
【００３２】
例示的な実施形態では、多糖類ベースのポリマーは、米、小麦、トウモロコシ、または他の植物源から得られるデンプンなどのデンプンである。いくつかの実施形態において、デンプンは、アルファ化デンプンである。デンプンは、アクリル酸、アクリルアミド、またはそれらの組み合わせ（またはポリマーまたはコポリマー）により、上述のように、変性することができる。本明細書で説明するＳＡＰの実施形態は、５００，０００から１，０００，０００（原子量）、または６００，０００から１，０００，０００（原子量）、または７００，０００から１，０００，０００（原子量）、または８００，０００から１，０００，０００（原子量）、または９００，０００から１，０００，０００（原子量）など、４００，０００から１，０００，０００（原子量）の範囲の分子量値を有する。いくつかの実施形態では、ＳＡＰの実施形態は、５００，０００から６００，０００（原子量）、または６００，０００から７００，０００（原子量）、または７００，０００から８００，０００（原子量）の範囲の分子量値を有する。特定の開示された実施形態では、ＳＡＰの分子量は、気相クロマトグラフィーおよび／または質量分析を使用して決定することができる。特定の独立した実施形態では、ＳＡＰは、カルボキシメチルセルロースではないか、またはこれを含まない。代表的な実施形態において、ＳＡＰは、アルファ化トウモロコシデンプンの官能基（例えば、ヒドロキシル基）の少なくとも一部がカルボキシル含有基、カルボキサミド含有基、またはそれらの組み合わせなどのカルボニル含有基に変換されている、アルファ化トウモロコシデンプンを含むか、本質的にこれからなるか、またはこれからなる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、架橋剤は、ＳＡＰの実施形態を形成するために使用することができる。そのような薬剤は、非官能化多糖類ベースのポリマー、カルボニル含有（例えば、カルボキシル含有および／またはカルボキサミド含有）多糖類ポリマー、またはそれらの組み合わせの間の分子間および／または分子内架橋を可能にすることができる。したがって、架橋剤は、多糖類ベースのポリマーのカルボニル含有基間および／または２つ以上の多糖類ベースのポリマーのカルボニル含有基間に１つ以上の架橋を形成することにより、ＳＡＰ構造の一部になることができる。典型的には、架橋剤は、架橋剤と多糖類ベースのポリマーのカルボニル含有官能基との間に形成された炭素−炭素結合を介して結合されるようになる。適切な架橋剤は、Ｎ、Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、ビスヒドロキシアルキルアミド、ホルムアルデヒド、イソシアネート、エポキシ樹脂、アクリレート（例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、またはそれらの組み合わせ）、トリアリールアミン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコール、グリセリン、エチレンカーボネート、またはそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されない。使用できる架橋剤の適切な量は、本明細書に開示されている。
【００３４】
本明細書に記載のＳＡＰの実施形態は、当技術分野で既知のＳＡＰでは達成されない優れた自由膨潤の値、ＣＲＣ値、サージ指数値、および／または容量指数値を示すように十分な架橋を示す高分子量ＳＡＰであるように設計される。いくつかの実施形態では、ＳＡＰは、例えば２．７以上、または３以上、または３．１以上、または３．２以上、または３．３以上、または３．４以上、または３．５、または３．６以上などの２．５よりも高いサージ指数値を示すことができる。特定の開示された実施形態では、ＳＡＰは３．６のサージ指数値を示す。サージ指数は、ＣＲＣを決定し、これを渦速度で割り算することによって計算される。ＣＲＣおよび渦速度の値は、本開示の実施例のセクションに記載されている方法を使用して決定することができる。
【００３５】
一部の実施形態では、ＳＡＰは、２９００を超える、例えば３０００以上、３２００以上、３４００以上、３６００以上、３８００以上、４０００以上、４２００以上、４４００以上、４６００以上、または４８００以上の容量指数値を示すことができる。特定の開示された実施形態では、ＳＡＰは、４６００から４８００の間の容量指数値を示す。たとえば、ＳＡＰは４６５０から４８００、４７００から４８００、または４７５０から４８００の間の容量指数値を示す。代表的なＳＡＰの容量指数値は４７１２である。容量指数値は、ＣＲＣを決定し、それに自由膨潤の値を乗算して計算される。ＣＲＣおよび自由膨潤の値は、本開示の実施例セクションの方法を使用して決定することができる。
【００３６】
特定の開示された実施形態では、アルファ化デンプン、アクリル酸、およびＮ、Ｎ−メチレンビス（アクリルアミド）の組み合わせから形成された代表的なＳＡＰが、その特性について評価された。いくつかの実施形態では、この代表的なＳＡＰは中和されず、いくつかの実施形態では、例えば４００，０００から７００，０００、または４００，００から６００，０００などの、４００，０００から１，０００，０００の範囲の分子量値を有する。追加された実施形態において、この代表的なＳＡＰは中和される。特定の開示された実施形態において、このＳＡＰは、表面架橋されていない。この代表的なＳＡＰは、本出願の実施例のセクションの表１に要約されるように、現在の市場で入手可能な非デンプンベースのＳＡＰおよびデンプンベースのＳＡＰのサージ指数値の２倍以上の高いサージ指数値を提供する。
【００３７】
別の実施形態では、デンプン、アクリル酸、アクリルアミド、およびＮ、Ｎ−メチレンビス（アクリルアミド）の組み合わせから形成された代表的なＳＡＰが、その特性について評価された。いくつかの実施形態では、使用されるアクリル酸の量は、１００：０から７５：２５などの１００：０から５１：４９の範囲のアクリル酸：アクリルアミドの比を提供するように、アクリルアミドの量よりも多い。一部の実施形態では、この代表的なＳＡＰは、５０：５０のアクリル酸：アクリルアミドの比を使用して製作された。この代表的なＳＡＰは、中和剤、特に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、またはそれらの組み合わせのいずれかで中和される。特定の開示された実施形態では、このＳＡＰは表面架橋されていない。この代表的なＳＡＰは、本出願の実施例のセクションの表１に要約されるように、現在市販されている非デンプンベースおよびデンプンベースのＳＡＰの高容量指数値のほぼ２倍の高容量指数を提供する。
【００３８】
ＩＶ．方法
Ａ．ＳＡＰの実施形態を製作する方法
本明細書には、ＳＡＰを製作するための方法の実施形態が開示される。このような方法の実施形態は、従来のＳＡＰと比較して改善された吸収率を有し、優れた遠心分離保持能力（ＣＲＣ）および負荷下吸収率（ＡＵＬ）を有するＳＡＰの実施形態を製作するために使用することができる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、方法は、１つ以上のカルボニル含有モノマー（またはそのポリマーもしくはコポリマー）を含む第１混合物を多糖類ベースのポリマーおよび架橋剤と組み合わせて第２混合物を提供する工程を含む。次に、第２混合物は、架橋剤および多糖類ベースのポリマーとの間に１つ以上の架橋を形成するために処理され得る。特定の開示された実施形態では、使用される多糖類ベースのポリマーの量は、たとえば５重量％から７５重量％、５重量％から６５重量％、５重量％から５５重量％、または５重量％から４５重量％など、５重量％から８５重量％（乾燥ＳＡＰの総重量に基づいて）の範囲とすることができる。特定の開示された実施形態において、多糖類ベースのポリマーの量は、４５重量％を超えない。いくつかの実施形態では、使用されるカルボニル含有モノマーの量は、たとえば２０重量％から５０重量％、３０重量％から５０重量％、または４０重量％から５０重量％など、２０重量％から６０重量％、の範囲とすることができる（乾燥ＳＡＰの総重量に基づく）。架橋剤は、例えば０．０３重量％から０．４重量％、または０．０５重量％から０．３重量％、または０．１重量％から０．３重量％、または０．１重量％から０．７重量％、または０．１重量％から０．５重量％など、０．００１重量％から１重量％の範囲の量で含まれ得る（カルボニル含有モノマーの総重量に基づく）。デンプンポリマーを使用する特定の開示された実施形態では、使用される架橋剤の量は、０．７重量％などの１重量％とすることが可能であり、このことは当技術分野の他のＳＡＰによって達成されない吸収率の増加に寄与し得る。いくつかの実施形態では、使用される架橋剤の量は、０．５重量％であり、このことは、当該技術分野の他のＳＡＰによって達成されない吸収値の増加に寄与し得る。いくつかの実施形態において、１０００部の全カルボニル含有モノマーに対して１部の架橋剤が使用される。この比率は、たとえば、より多くの架橋剤を追加して、カルボニル含有モノマーから形成される分子側鎖を長くし、またはＳＡＰから生じるゲルの吸収性および／または柔らかさを増進するために、架橋（または形成される架橋）の量を最大化するように調整できる。
【００４０】
特定の実施形態では、多糖類ベースのポリマー、カルボニル基含有モノマー（またはそれから形成されるポリマーもしくはコポリマー）、および架橋剤は、重合が起こりＳＡＰを形成し、さらにＳＡＰの予備膨潤を容易にするのに十分な条件下で、典型的には水溶液中で混合することが可能である。いくつかの実施形態において、本方法は、重合を容易にするための開始工程を使用することによって、架橋剤と多糖類ベースのポリマーとの混合物を処理する工程をさらに含むことができる。本方法は、熱処理（例えば、混合物に熱を適用すること）またはＵＶ誘発光重合を使用する工程を含むことができる。開始剤を使用してラジカル形成による重合を促進するいくつかの実施形態（例えば、熱処理または他のラジカル形成処理による）において、開始剤は、アゾ開始剤（例えば、アゾビスイソブチロニトリル）、過酸化物開始剤（例えば、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンペルオキシドなど）、酸化還元開始剤（例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなど）、有機ハロゲン化物開始剤（例えば、臭化アリル、２−ヒドロキシ−５−ニトロベンジル臭化物、ヨウ化イソプロピルなど）、またはそれらの任意の組み合わせから選択され得る混合物に加えられ得る。そのような実施形態では、開始剤の活性を促進するために熱が加えられてもよい。したがって、開始剤が添加される混合物は、それが、例えば７５°Ｃから９０°Ｃ、または７７°Ｃから８５°Ｃ、または７８°Ｃから８０°Ｃなど、７０°Ｃ以上の範囲の温度に達するまで加熱され得る。ＵＶ誘発光重合工程を使用する実施形態では、アセトフェノン（またはその誘導体、たとえば、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルタール、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル−（２−ヒドロキシ）−２−プロピルケトン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなど）、ベンゾイン（またはその誘導体、たとえば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイルエチルエーテルなどのベンゾインアルキルエーテルなど、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルなど）、ベンゾフェノン（またはその誘導体、たとえばｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチル−ジフェニルスルフィド、（４−ベンゾイルベンジル）トリメチルアンモニウムクロライドなど）、チオキサントン化合物、アシルホスフィンオキシド誘導体（たとえば、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド、ジフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−ホスフィンオキサイドなど）、アゾ化合物（例、２−ヒドロキシメチルプロピオニトリル、２，２’−｛アゾビス（２−メチル−Ｎ−［１，１−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル）プロ］ピオンアミド］など）、またはそれらの任意の組み合わせ、などの光開始剤が使用され得る。開始剤を使用するいくつかの実施形態では、開始剤は、例えば０．０１重量％から０．５重量％、または０．０１重量％から０．３重量％、または０．０１４重量％から０．１重量％など、０．０１重量���から１．０重量％の範囲の量で使用できる（カルボニル含有モノマーの総重量に基づく）。いくつかの実施形態では、開始剤の量は、５００部のトウモロコシデンプンに対して１部の開始剤とすることができる。いくつかの実施形態において、より少量の開始剤は、比較的少数の側鎖を有する高分子量ポリマーを生成することができる。より多量の開始剤が使用される場合、多くの小さな鎖が典型的に形成される。少量の架橋を含むより高いモル質量のＳＡＰはより大量の液体を吸収できる。一方、より低いモル質量のＳＡＰは部分的に水／液体に溶解する可能性がある。
【００４１】
いくつかの実施形態において、多糖類ポリマー、カルボニル含有モノマー、架橋剤、および開始剤を反応させることから形成されるＳＡＰは、中和工程に曝されることができる。それによって、重合を受けていないカルボニル含有モノマーの残存量が中和され得る。さらにいくつかの実施形態において、それ自体重合していない多糖類ＳＡＰ上にグラフトされた酸性カルボキシル基は、中和され得る。しかしながら、中和工程は、任意の工程であり、本開示の特定の方法の実施形態の必須の工程ではない。特定の開示された実施形態において、中和工程は、ＳＡＰ（残留遊離カルボニル含有モノマーを含んでも含まなくてもよい）を含む溶液を、金属水酸化物、金属炭酸塩、アミン、またはそれらの任意の組み合わせなどの、中和剤に曝す工程を含み得る。さらに他の実施形態では、中和工程は、方法の第１の工程として使用され得る。そのような実施形態では、カルボニル含有モノマーは、中和剤の水溶液と組み合わされる。このことは、完全または部分的な中和となり得る。いくつかの実施形態では、中和工程を最初の工程として使用することは、その後、多糖類ベースのポリマー、架橋剤および／または開始剤と組み合わせることができる、カルボニル含有モノマーのポリマー（または２つ以上の異なるカルボニル含有モノマーを使用する場合はコポリマー）の形成を容易にする。適切な金属水酸化物は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウムから選択することができる。適切な金属炭酸塩は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウムおよび重炭酸カリウムから選択され得る。特定の開示された実施形態では、ＳＡＰの酸性カルボキシル基は、カルボキシル基の５０％から９５％、例えば７０％から９５％、または７５％から９５％が中和されるように中和される。
【００４２】
重合（および任意の中和工程および／または前膨潤工程）後、ＳＡＰは、低い残留水分含有量を有するように乾燥され、そしてまたＳＡＰ粒子を提供するための粉砕工程に暴露され得る。特定の開示された実施形態では、乾燥および粉砕は、典型的には、予備膨潤後に行われる。さらに他の実施形態において、乾燥および粉砕は、予備膨潤なしに起こり得る。いくつかの実施形態では、乾燥は、単に、任意の残留水を蒸発させることによって、または放射乾燥（例えば、赤外線乾燥）、たとえばマイクロ波の使用による高周波乾燥、真空乾燥、凍結乾燥、または噴霧乾燥などの積極的な乾燥工程を使用して行われ得る。さらにいくつかの追加の実施形態では、乾燥は、薄膜乾燥工程（例えば、二軸缶乾燥機を使用することによる）、プレート乾燥工程（多層のプレート上にＳＡＰを装填し、それを通って熱風が循環する乾燥チャンバ内に配置することによる）、缶乾燥機を使用する回転ドラム工程、またはコンベアベルト工程（または「ベルト乾燥」工程）を使用して行われ得る。ここのとき、円形コンベヤの複数の中空トレーは、乾燥されるＳＡＰとともにトンネル内に装填され、ＳＡＰは、トンネルを通る間にトレー穴を通して熱風を吹き込むことによって乾燥される。ＳＡＰは典型的には、ＳＡＰの残留水分含有量が０重量％から３０重量％以下、例えば０重量％から１５重量％、または０重量％から１０重量％の範囲になるように乾燥される。
【００４３】
いくつかの実施形態では、乾燥工程は、ＳＡＰを乾燥するのに十分であるがＳＡＰの内部架橋を開始しない温度でＳＡＰを乾燥する工程を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＳＡＰは、７０°Ｃから１５０°Ｃ、または８０°Ｃから１２０°Ｃ、または９０°Ｃから１００°Ｃなど、５０°Ｃから１８０°Ｃの範囲の温度で乾燥され得る。特定の開示された実施形態では、ＳＡＰは、１００°Ｃから１５０°Ｃ、または７０°Ｃから１００°Ｃの範囲の温度で乾燥される。いくつかの実施形態では、ＳＡＰは、ＳＡＰを乾燥させるだけでなくＳＡＰの内部架橋を回避するように十分な時間乾燥され得る。いくつかの実施形態では、ＳＡＰは、２０分から５時間、例えば３０分から４時間、または３０分から３時間、または３０分から２時間の範囲の時間にわたり乾燥される。特定の開示された実施形態において、乾燥工程は、８０°Ｃから１００°Ｃの範囲の温度で行われ、外部圧力に対して同等の吸収性と相まって著しく高い吸収および保持能力を有するＳＡＰ実施形態を提供する。
【００４４】
上述のように、粉砕工程は、ＳＡＰ粒子を提供するために使用され得る。いくつかの実施形態では、粉砕工程は、ブレーカープレートを通してＳＡＰをプレスして、切削工具を使用してさらに短いゲル押出物に分割することができるゲル押出物を形成する工程を含むことができる。いくつかの実施形態では、粉砕工程は、ゲル表面積のゲル体積に対する比を拡大するために使用され得る。このような実施形態では、乾燥工程は、乾燥工程で必要とされる時間およびエネルギー出力を著しく減少させることができる。このことは、一部の実施形態では、粉砕後に起こり得る。さらに他の実施形態では、乾燥は粉砕の前に行うことができる。いくつかの実施形態では、任意のスクリーニング工程が、１０μｍから３０００μｍ、例えば７０μｍから２０００μｍ、または１５０μｍから８５０μｍの範囲で、粒子サイズの分布を設定するために使用され得る。３０００μｍを超えるサイズを有するＳＡＰ粒子は、さらなる粉砕に曝され得る。１０μｍ未満のサイズを有するＳＡＰ粒子はリサイクルされ得る。
【００４５】
さらに追加の実施形態では、方法は、予備膨潤したＳＡＰ粒子に対して表面架橋工程を実施することを含むことができる。表面架橋工程は、ＳＡＰ粒子をスプレーコーティングすることにより、予備膨潤したＳＡＰ粒子を、ＳＡＰ粒子の表面に適用される表面架橋剤に曝露する工程を含み得る。ＳＡＰ粒子の表面を表面架橋剤でコーティングするのみにより、表面のみでポリマーを架橋し、表面架橋剤のＳＡＰ粒子のコアへの浸透を回避することは可能である。特定の開示された実施形態では、表面架橋剤を含む水溶液がＳＡＰ粒子の表面に噴霧される。溶液は、多糖類を基準として、表面架橋剤を、０．０１重量％から３０重量％、例えば０．１重量％から２０重量％、または０．１重量％から１５重量％、または０．１重量％から１０重量％、または０．１重量％から５重量％の範囲の量で含むことができる。いくつかの実施形態では、溶液は、２０重量％または５重量％の表面架橋剤を含む。いくつかの実施形態では、溶液は、アセトン、エタノール、プロパノール、２−プロパノール、グリセロール、ＴＨＦ、ジオキサン、ポリアルキレングリコール（例えば、ポリエチレングリコール）、ポリビニルアルコールおよびポリアクリル酸などの１つ以上の添加剤をさらに含むことができる。
【００４６】
いくつかの実施形態において、表面架橋剤は水溶性であり、典型的には、ＳＡＰのカルボキシル基、ヒドロキシル基、および／またはカルボキサミド基と、水溶液中で反応することができる少なくとも２つの官能基または官能性を含む。いくつかの実施形態では、表面架橋剤は、有機化合物または金属カチオンであり得る（例えば、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、クロム、セリウム、ジルコニウム、コバルトなどのカチオンである。これらは水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化鉄、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、塩化鉄など塩によって提供され得る）。ＳＡＰの含むアミンおよび／またはヒドロキシル基と反応することができる表面架橋剤として使用できる有機化合物の例は、ジアルデヒド、二無水物、ポリアミン、ポリ酸、ジクロライド、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。ＳＡＰのカルボキシル基と反応するために使用できる表面架橋剤の例は、グリコール化合物（例えば、グリコール、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、グリセロール、ポリグリセロール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール）、ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル、ポリ（プロピレングリコール）ジグリシジルエーテル、エピクロロヒドリン置換化合物、メチル−エピクロロヒドリン置換化合物、ポリアミンエピクロロヒドリン付加物、ポリエチレン−ポリアミン−エピクロロヒドリン付加物、ヒドロキシ末端オキシエチレン−オキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、糖、糖誘導体、ポリオキシエチレンソルビトール誘導体、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、ソルビタン脂肪酸エステル、またはそれらの任意の組み合わせが含むが、これらに限定されない。特定の開示された実施形態において、表面架橋剤は、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリエチレントリアミン、ポリエチレンアミン、２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス［３−（１−アジンジニル）プロピオネート］、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパンジオールブタンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセロール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、およびソルビトールから選択される。
【００４７】
いくつかの実施形態では、表面架橋は、熱を使用して促進することができる。いくつかの実施形態では、表面架橋剤で表面コーティングされたＳＡＰ粒子は、９０°Ｃから２５０°Ｃ、たとえば１００°Ｃから２００°Ｃ、または１２５°Ｃから１７５°Ｃ、または１２５°Ｃから１５０°Ｃの範囲の温度で加熱される。特定の開示された実施形態において、表面架橋剤で表面コーティングされたＳＡＰ粒子は、１５０°Ｃから２００°Ｃ以上、例えば１５５°Ｃから２００°Ｃ、または１６０°Ｃから２００°Ｃの範囲の温度で加熱される。いくつかの実施形態において、表面架橋工程は、主にＳＡＰ粒子の表面においてのみ、ＳＡＰの架橋を可能にするのに十分な時間、行うことが許される。いくつかの実施形態では、表面架橋工程は、１分から６０分の範囲、例えば５分から４０分、または１０分から２０分の範囲の時間、行うことが許される。特定の開示された実施形態において、表面架橋工程は、加熱してまたは加熱せずに１０分から２０分間行うことが許される。
【００４８】
十分な表面架橋が行われた後、表面架橋されたＳＡＰは、ＳＡＰの表面架橋の安定性／強度を高めるために乾燥される。乾燥は、ＳＡＰの吸収特性を劣化させることなく、またはそうでなければ有害に影響することなく、所望の程度の乾燥を引き起こすのに十分な任意の条件下、例えば、上記のように、ＳＡＰが予め膨潤された後に乾燥が行われる条件下で起こり得る。
【００４９】
さらに追加の実施形態では、方法は、ＳＡＰを無機または有機の二次架橋剤でコーティングする工程を含むことができる。特定の開示された実施形態では、このコーティング工程は、表面架橋工程の前に行われる。そのような実施形態では、二次架橋剤の水溶液が調製される。次に、ＳＡＰは、この混合物に加えられ、水および二次架橋剤がＳＡＰの外表面の少なくとも一部に浸透して軟化するのを可能にするのに十分な時間、溶液中に保持される。次に、ＳＡＰは乾燥される。いくつかの実施形態では、この方法で使用される二次架橋剤は、上記のように、表面架橋に使用されるものから選択することができる。
【００５０】
Ｂ．使用方法
本明細書に記載されるＳＡＰ実施形態は、おむつ（大人および赤ちゃん用おむつ）、衛生用品、こぼれ封じ、包装およびヒースケアパッド、医療用包帯、火傷および創傷ケア、吸収性製品包装材料およびシステム、ペットおよび動物製品、火災防止および抑制、封止および漏れ封じ込め製品、ワイヤシース、ガスケット、一時的プラグ、建築製品など、様々な用途における使用に役立つ優れた特性を有する。特定の開示された実施形態において、ＳＡＰ実施形態は、抽出物が２００ＰＰＭ未満、または１５０ＰＰＭ未満、または１００ＰＰＭ未満、または１ＰＰＢ未満、または５０ＰＰＢ未満、または２００ＰＰＢ未満存在するというように、抽出物を実質的に含まない。特定の開示された実施形態では、本明細書で説明されるＳＡＰ実施形態は、水性ベースの流体などの様々な流体の吸収に使用できる任意の物品で使用され得る。いくつかの実施形態では、ＳＡＰ実施形態は、吸収パッド（例えば、肉パッド、食品パッド、ベッドパッドなど）、創傷ケア製品（例えば、包帯、圧迫パッド、ガーゼパッド、火傷ケア製品など）、および包装製品のような、他の吸収性物品で使用され得る。追加の実施形態であるＳＡＰ実施形態は、あらゆる寸法および厚さの繊維、ウェビング、およびフィルムを形成するために使用され得る。特定の開示された実施形態では、本明細書に記載されるＳＡＰ実施形態は、おむつ脚部カフスおよび／または女性用衛生パッドカフスを形成するために使用することができるエラストマーフィルムとして形成され得る。
【００５１】
特定の開示された実施形態では、本明細書に記載のポリマーは、従来の市販のポリマーが使用される場合、おむつなどの衛生用品に通常含まれるセルロース繊維（または「綿毛」または「綿毛パルプ」）の大部分を置き換えるために使用され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるＳＡＰ実施形態を含む衛生製品は、従来のＳＡＰが許容可能な性能特性（例えば、吸収性）を提供するために必要とするものよりも、１０％から５０％、１０％から２５％、５０％から１００％、または２５％から１００％など、１０％から１００％少ない綿毛パルプを利用する。
【００５２】
Ｖ．いくつかの実施形態の概要
本明細書には、架橋剤および１つ以上のカルボキシル基および／または多糖類ベースのポリマーのカルボキサミド基との間に形成される１つ以上の架橋を含む多糖類ベースのポリマーを含み、ＳＡＰが２．７を超えるサージ指数値および／または２９００を超える容量指数値を示す、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）の実施形態が開示される。
【００５３】
さらに本明細書には、架橋剤および多糖類ベースのポリマーの２つ以上のカルボキシル基との間に形成される１つ以上の架橋を含む多糖類ベースのポリマーを含み、ＳＡＰが２．７を超えるサージ指数値を示す、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）の実施形態が開示される。
【００５４】
上記の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、２つ以上のカルボキシル基は、架橋剤および１つ以上のカルボキシル基との間に形成された少なくとも１つの炭素−炭素結合を介して架橋剤に結合される。
【００５５】
上記の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、カルボキシル基は、多糖類ベースのポリマーをアクリル酸とカップリングさせることによって提供される。
【００５６】
上記の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、ＳＡＰは３．２を超えるサージ指数値を示す。
【００５７】
上記の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、ＳＡＰは３．４のサージ指数値を示す。
【００５８】
上記の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、ＳＡＰは３．６のサージ指数値を示す。
【００５９】
さらに本明細書には、架橋剤および多糖類ベースのポリマーの２つ以上のカルボキシル基との間に形成された１つ以上の架橋、架橋剤および多糖類ベースのポリマーの２つ以上のカルボキシサミド基との間に形成された１つ以上の架橋、または架橋剤および多糖類ベースのポリマーのカルボキシル基およびカルボキサミド基との間に形成された１つ以上の架橋を含み、ＳＡＰの官能基が少なくとも部分的に中和され、かつＳＡＰが２９００を超える容量指数値を示す、多糖類ベースのポリマーを含む、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）の実施形態が開示される。
【００６０】
いくつかの実施形態において、カルボキシル基は、多糖類ベースのポリマーをアクリル酸と組み合わせることによって提供される。そして、カルボキサミド基は、多糖類ベースのポリマーをアクリルアミドと組み合わせることによって提供される。
【００６１】
上記の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、多糖類ベースのポリマーのカルボキシル基および／またはカルボキサミド基は、架橋剤およびカルボキシル基および／またはカルボキサミド基との間に形成される炭素−炭素結合を介して架橋剤と架橋される。
【００６２】
上記の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、ＳＡＰは３０００を超える容量指数値を示す。
【００６３】
上記の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、ＳＡＰは４０００を超える容量指数値を示す。
【００６４】
上記の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、ＳＡＰは４７１２の容量指数値を示す。
【００６５】
上記の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、ＳＡＰの官能基は、水酸化ナトリウムで中和される。
【００６６】
上記の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、ＳＡＰは粒子の形態であり、粒子の少なくとも一部の外面は、表面架橋なしのＳＡＰと比較して、外面においてより高い架橋密度が得られるように、表面架橋されている。
【００６７】
上記の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、多糖類ベースのポリマーはデンプンを含む。
【００６８】
上記の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、多糖類ベースのポリマーは、アルファ化デンプンである。
【００６９】
上記の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、架橋剤は、Ｎ、Ｎ−メチレンビス（アクリルアミド）である。
【００７０】
上記の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、ＳＡＰに存在する任意の抽出物は、２００ＰＰＭ未満の量で存在する。
【００７１】
さらに、本明細書では、上記の実施形態のいずれかまたはすべてによるＳＡＰを含む、吸収性物品の実施形態が開示される。
【００７２】
いくつかの実施形態では、吸収性物品は、上記の実施形態のいずれかまたはすべてによるＳＡＰ以外のＳＡＰを含む吸収性物品と比較して、１０％から１００％少ない量の綿毛パルプを含む。
【００７３】
さらに本明細書には、カルボニル含有モノマーを中和剤と組み合わせて第１混合物を提供する工程、多糖含有ポリマー前駆体を第１混合物に加えて多糖類ベースのポリマーを提供する工程、多糖含有ポリマーを架橋剤と組み合わせて第２混合物を形成する工程、架橋剤および多糖類ベースのポリマーの１つ以上のカルボキサミド基および／またはカルボキシル基との間に１つ以上の架橋を形成するために第２混合物を処理して、ＳＡＰ溶液を提供する工程、ＳＡＰ溶液を乾燥させて乾燥ＳＡＰを提供する工程、および乾燥されたＳＡＰを粒子に粉砕して、ＳＡＰを提供する工程を含む、上記実施形態のうちのいずれかまたはすべてによるＳＡＰを製作するための方法の実施形態が開示される。
【００７４】
いくつかの方法の実施形態では、架橋剤は、カルボニル含有モノマーの総重量に基づいて０．１重量％から１重量％の範囲の量で使用される。
【００７５】
上記の方法の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、架橋剤は、カルボニル含有モノマーの総重量に基づいて０．１重量％から０．７重量％の範囲の量で使用される。
【００７６】
上記の方法の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、第２混合物を処理する工程は、開始剤を添加する工程、および開始剤を添加した後に第２混合物を加熱する工程を含む。
【００７７】
上記の方法の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、開始剤は過硫酸アンモニウムである。
【００７８】
上記の方法の実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、方法は、ＳＡＰ粒子を表面架橋剤でコーティングすることによってＳＡＰ粒子を表面架橋する方法をさらに含む。
【００７９】
さらに本明細書には、２．７より大きいサージ指数および／または少なくとも３０００の容量指数を有する超吸収性ポリマーの実施形態が開示される。いくつかの実施形態では、超吸収性ポリマーは、３．２より大きいサージ指数および／または少なくとも４０００の容量指数を有する。
【００８０】
ＶＩ．実施例  
（実施例１）
この実施例では、デンプンベースのＳＡＰ、ならびにＳＡＰを製作するために使用される例示的な方法が記載される。この例では、次の成分が使用された：デンプン（アルファ化）、脱イオン水、氷アクリル酸、５０％水酸化ナトリウム、過硫酸アンモニウム（開始剤として使用）、およびＮ’Ｎ−メチレンビスアクリルアミド（架橋剤として使用）。  
【００８１】
この実施例では、バッチ／半連続工程がＳＡＰを製作するために使用された。工程のバッチ部分は、アルファ化デンプン／脱イオン水スラリーの準備を含む。工程の半連続部分は、特定の量のアルファ化デンプン／脱イオン水スラリーと共に他の成分を適切な容器に加える工程を含む。ＳＡＰを提供するために、重合が起こされ、次いで、得られた生成物が乾燥され、乾燥したポリマーを粉砕することによって粒子が形成される。
【００８２】
アルファ化デンプン／脱イオン水スラリーのバッチ調製：１ポンドのアルファ化トウモロコシデンプンに対する１０ポンドの脱イオン水の比率が、アルファ化デンプン／脱イオン水スラリーを製作するために使用された。これらの２つの成分は、アルファ化トウモロコシデンプンを膨潤させるために、適切な時間組み合わされた。膨潤を誘発するために加熱は必要なかった。しかし、アルファ化トウモロコシデンプンのさらなる膨潤が望まれる場合、熱が使用され得る。アルファ化デンプン／脱イオン水スラリーの沈殿を防ぎ、酸素の導入を回避するために、アルファ化トウモロコシデンプンおよび脱イオン水を含むタンクで、コンスタントな軽い撹拌が行われた。
【００８３】
重合を促進するための半連続工程：重合を促進するため、適当な容器（例えば、ガラスライニングされたＰｆａｕｄｌｅｒ反応器）が不活性雰囲気下に保たれ（例えば、容器をＮ２で覆うことにより）、この容器に全ての成分が加えられ、次いでこの容器は加熱された。
【００８４】
中和工程は、次の２つのオプションのいずれかを使用して実行された：
【００８５】
オプション１：このオプションでは、アクリル酸は、重合工程に使用される容器とは別の容器で中和される。１モルの５０％水酸化ナトリウムは８０ＭＷである（水酸化ナトリウムのモル重量は４０ＭＷ）。１モルの氷アクリル酸は７２．０６ＭＷである。このオプションを使用して、５０％水酸化ナトリウムの５６重量にあたる、８０ＭＷ水酸化ナトリウムの７０％が別個の容器に添加される。この同じ容器に、５０．５重量のアクリル酸にあたる、７２．０６ＭＷアクリル酸の７０％が添加される。次いで、容器は、１００％中和されたポリアクリル酸ナトリウムを含有する。次いで、この１００％中和ポリアクリレートは、アルファ化されたデンプン／脱イオン水スラリーおよび氷アクリル酸の残りの３０％残りを７０％中和したままの状態で、不活性雰囲気下に保持した容器に、実質的に同時に、または連続して、任意の順序で添加される。重合反応は、架橋剤および開始剤を工程の少し後で追加することにより、実行される（以下を参照）。
【００８６】
オプション２：このオプションでは、不活性雰囲気下にある容器が、同じ容器内のすべての成分を混合するために使用された。この容器に、水酸化ナトリウムの５６重量にあたる、８０ＭＷ  ５０％水酸化ナトリウムの７０％が添加された。この同じ反応容器に、７２．０６ＭＷのアクリル酸を１モル添加した。これら２つが、撹拌を使用して実質的に均質な混合物を形成するために混合された後、７０％中和されたポリアクリル酸ナトリウムおよび３０％遊離氷アクリル酸が得られた。次いで、他の成分が、以下に記載するように添加され得る。
【００８７】
この特定の例では、上述のオプション２が、単一の容器内でＳＡＰを調製するために使用された。上記のように、容器は、７０％の予備中和ポリアクリル酸ナトリウムおよび３０％の未中和氷アクリル酸を含有した。この容器に、適量のアルファ化デンプン／脱イオン水スラリーが、Ｎ’Ｎ―メチレンビスアクリルアミド架橋剤および過硫酸アンモニウム開始剤と共に、実質的に同時にまたは順次、任意の順序で、添加された。１０００部の全アクリル酸に対して１部の架橋剤が使用された。
【００８８】
中和反応中に一定量の熱が発生したため、容器内に３０％のアクリル酸および／または他の成分を追加して存在させることは、温度の上昇を最小限に抑えることができる。反応温度は、中和後、またはすべての成分が容器に添加された後でありかつ混合の前に、測定され得る。混合が完了し、温度を１７２°Ｆ（または７８°Ｃ）に上げる直前に、温度が再び測定され得る。
【００８９】
容器内ですべての成分が混合された後、溶液を完全に混合しながら、混合物は撹拌により完全に混合され、混合物は最低温度１７２°Ｆに加熱された。１７２°Ｆに達すると、過硫酸アンモニウム開始剤が重合工程を開始した。過硫酸アンモニウムは、特に反応混合物が１７２°Ｆの温度に達したときに、熱で活性化された。容器の内容物は２０５°Ｆ未満に維持された。重合工程は迅速であり（通常は数分以内に完了）、その時点での重合生成物は半固体の粘稠な粘着性の塊になった。この実施例で使用される過硫酸アンモニウムの量は、５００部のトウモロコシデンプンに対して１部の過硫酸塩であった。
【００９０】
重合反応が所望の重合の程度まで完了すると、ポリマー質量温度の低下を開始するために、容器は冷却水に入れて冷却された。冷却されると、内容物を保持ホッパーに移動することにより、容器が空にされた。ポリマー塊は、容器の底部の十分に大きな開口部が、開かれると、重力を利用して、数分以内に（依然として撹拌しながら）容器を通って製品を流すように、流し出ることができた。
【００９１】
この実施例では、最終生成物中のトウモロコシデンプンの含有量は、ポリアクリル酸ナトリウムおよび中和されていないアクリル酸の量に対するトウモロコシデンプンが５重量％であった。１モルのポリアクリル酸ナトリウムは９４．０５ＭＷである。１モルのアクリル酸は７２．０６ＭＷである。したがって、７０％中和されたアクリル酸は９４．０５ＭＷの７０％であり、それは６５．８５重量％に相当する。ポリマーの合成部分トータルの総重量が８７．４７％であるのに対し、遊離アクリル酸の３０％は２１．６２重量％に相当する。デンプンの５％の追加は、０．０５Ｘ８７．４７％の重量であり、合計で４．３７重量％のデンプンになる。４．３７重量％は、この反応のデンプンの水分含有量を調整するために、５重量％に増やすことができる。反応のすべての成分の追加は、８７．４７重量％のポリマー、５．００重量％のデンプン、および９２．４７％のＳＡＰ総重量、となる。
【００９２】
この実施例の工程はまた、乾燥工程を含む。この乾燥工程では、ＳＡＰは、４．２％の水分含量を提供するのに十分な時間、１６０°Ｆから１８５°Ｆ以上の範囲の温度に曝されることにより乾燥された。次いで、乾燥されたポリマーは、ミルによって機械的に特定サイズのメッシュ範囲に粉砕された。
【００９３】
（実施例２）
本実施例では、実施例１で上述した工程が用いられているが、アクリル酸はアクリル酸およびアクリルアミドの混合物（５０：５０の比）に置き換えられる。使用した残りの成分および方法工程は、実施例１に記載したものと同じである。
【００９４】
（実施例３）
この実施例では、開示されたＳＡＰの様々な実施形態の特性が、評価され、いくつかの従来のポリマーの特性と比較された。従来の各ポリマーの簡単な説明が以下に示される。
・比較例１は、ポリアクリル酸ナトリウムポリマーである住友精化製のＡＱＵＡＫＥＥＰ（登録商標）ＳＡ  ６０Ｓである。
・比較例２は、ポリアクリル酸ナトリウムポリマーである住友精化製のＡＱＵＡＫＥＥＰ（登録商標）ＳＡ  ６０Ｎ  ＴＹＰＥ  ＩＩである。
・比較例３は、ＦＡＶＯＲＰＡＣ（登録商標）２３０である。これは、ポリアクリル酸ナトリウム架橋ポリマーであるＥｖｏｎｉｋ―Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ製のポリマーである。
・比較例４は、ＬＧケミカル製のポリマーである。
・比較例５は、Ｄａｎｓｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ製のポリアクリル酸ナトリウム架橋ポリマーであるＤＳＯＲＢ（登録商標）―１２８である。
・比較例６は、Ｄａｎｓｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ製のポリアクリル酸ナトリウム架橋ポリマーであるＤＳＯＲＢ（登録商標）―２２８である。
・比較例７は、Ｄａｎｓｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ製のポリアクリル酸ナトリウム架橋ポリマーであるＤＳＯＲＢ（登録商標）―３２８である。
・比較例８は、Ｄａｎｓｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ製のポリアクリル酸ナトリウム架橋ポリマーであるＤＳＯＲＢ（登録商標）―４２８である。
・比較例９は、ＢＡＳＦ  ＳＥ，Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ；Ｇｅｒｍａｎｙ製の、部分的に中和されたアクリル酸のコポリマーであるＨＹＳＯＲＢ（登録商標）Ｂ７０５５である。
・比較例１０は、ＢＡＳＦ  ＳＥ、Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ；Ｇｅｒｍａｎｙ製の、部分的に中和されたアクリル酸のコポリマーであるＨＹＳＯＲＢ（登録商標）Ｂ８７００である。
・比較例１１は、ＢＡＳＦ  ＳＥ、Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ；Ｇｅｒｍａｎｙ製の、部分的に中和されたアクリル酸のコポリマーであるＨＹＳＯＲＢ（登録商標）Ｂ７０７５である。
・比較例１２は、トウモロコシデンプンベースのポリマーである。
・比較例１３は、トウモロコシデンプンベースのポリマーである。
【００９５】
以下の方法を使用して、以下の表に列挙される特性を決定するために、様々なＳＡＰ実施形態が試験された。
【００９６】
自由膨潤の値を決定するために、以下の試験がＳＡＰ実施形態に使用される。
１）約６０ｍｍ×８０ｍｍサイズのティーバッグを４枚用意する。乾燥したティーバッグの重さを秤量する。
２）２グラムのサンプルを２つのティーバッグに入れる。
３）４つのティーバッグを平らなプラスチックスクリーン上に置き、試料を広げ、凝集させないようにする。スクリーンをガラストレイに下げ、ティーバッグおよび試料を０．９％生理食塩水に６０分間浸す。
４）ティーバッグを取り出し、標準的なキッチンペーパータオル上に１５秒間置く。すべてのティーバッグの重さを秤量する。
５）次の式を用いて自由膨潤の値を計算する。
１ｇ当たりのＳＡＰに吸収される０．９％生理食塩水の自由膨潤グラム数＝（ティーバッグおよびＳＡＰの重量―ＳＡＰを含まないティーバッグの平均湿重量）／ＳＡＰの乾燥重量。
【００９７】
渦吸収率を決定するために、ＳＡＰの実施形態に次の試験が使用される。１００ｍｌビーカーに０．９％生理食塩水５０ｍｌおよび磁気バー（２０＊５ｍｍ八角形）が入れられた。ビーカーが６００ｒｐｍの速度で撹拌されながら、２．０ｇの吸収性ポリマーが生成された渦に供給され、同時にストップウォッチが作動された。渦が消え、液面が完全に水平になるまでの時間（単位：秒）が測定された。
【００９８】
負荷時の吸収性を決定するために、ＳＡＰの実施形態に次の試験が使用される：
ＳＡＰのＡＵＬは、ＥＤＡＮＡメソッドＷＳＰ  ２４２．３に従って測定された。内径６０ｍｍのプラスチック製シリンダーの底にステンレス製の４００メッシュが取り付けられた。約０．９０ｇのＳＡＰが、室温および湿度５０％で金属メッシュ上に均一に広げられた。シリンダーの内径６０ｍｍより少し小さい外径のピストンが、４．８３ｋＰａ（０．７ｐｓｉ）の荷重を均一にかけるように、取り付けられた。装置の重量（Ｗａ）がグラムで測定された。
【００９９】
直径９０ｍｍ、厚さ５ｍｍのガラスフィルターが、直径１５０ｍｍのシャーレの内側に取り付けられた。次に、０．９０重量％の塩化ナトリウムを含む生理食塩水が、９０ｍｍの直径を有する濾紙を取り付けたガラスフィルターの上部と同程度まで加えられた。測定装置が、荷重をかけた状態で１時間液体を吸収するよう、ろ紙の上に取り付けられた。１時間後、測定装置を持ち上げた後に重量（Ｗｂ）がグラムで測定された。
【０１００】
荷重下の吸収力（ｇ／ｇ）は、式１に従ってＷａおよびＷｂから計算された。
ＡＵＬ（ｇ／ｇ）＝（Ｗｂ−Ｗａ）／（グラム単位の吸収性ポリマーの重量）
数式（１）
【０１０１】
本開示の特定のＳＡＰに関するＡＵＬ結果は、以下の表１に提供される。ＳＡＰ実施形態１は、カルボニル含有モノマーとしてアクリル酸およびアクリルアミド、多糖類ベースのポリマーとしてアルファ化デンプン、および架橋剤としてＮ、Ｎ−メチレンビス（アクリルアミド）（０．５％の量で使用）を使用した。ＳＡＰ実施形態２は、カルボニル含有モノマーとしてアクリル酸、多糖類ベースのポリマーとしてアルファ化デンプン、および架橋剤（０．７％の量で使用）としてＮ、Ｎ−メチレンビス（アクリルアミド）を使用した。ＳＡＰ実施形態３は、カルボニル含有モノマーとしてアクリル酸、多糖類ベースのポリマーとしてアルファ化デンプン、および架橋剤（０．５％の量で使用される）としてＮ、Ｎ−メチレンビス（アクリルアミド）を使用した。
【０１０２】
【表１】
2021517931.tif 000004
【０１０３】
遠心保持容量は、２つのＳＡＰの実施形態に対して次の試験を使用して決定される。ある量（Ｗ）の各ポリマー（約２グラム）が不織布のバッグに入れられ、続いてシールされる。次に、バッグは室温で生理食塩水（０．９重量％）に浸された。約３０分後、バッグは遠心分離機で１，７５０  ＲＰＭで３分間排水され、バッグの重量Ｗ２がグラムで測定された。ポリマーを使用せずに同じ手順が実行され、得られた重量Ｗ１がグラムで測定された。ＣＲＣ（ｇ／ｇ）は、これらの重量から式２を使用して計算された。
ＣＲＣ（ｇ／ｇ）＝｛（Ｗ２―Ｗ１―Ｗ）／Ｗ｝    
数式（２）
【０１０４】
各サンプルのサージ指数値を決定するためには、測定されたＣＲＣ値は、測定された渦速度の値により割り算される。このような例では、渦速度は秒単位で測定される。渦試験は、５０ミリリットルの生理食塩水溶液を磁気撹拌プレート上で６００回転／分で撹拌することによって生成される渦を止めるために、２グラムのＳＡＰ材料に必要な秒単位の時間の量を測定する。渦が止まるのにかかる時間は、超吸収性材料の自由膨潤吸収率の指標である。
【０１０５】
各サンプルの容量指数を決定するためには、測定されたＣＲＣ値は、測定された自由膨潤の値により乗算される。
【０１０６】
（上記のような）本開示の３つのＳＡＰ実施形態の値は、上記の方法を使用して決定された。比較実施形態の値は、比較実施形態に関連する入手可能な製品文献から得られた。表２は容量指数値の概要を示す。表３はサージ指数値の概要を示す。
【０１０７】
【表２】
2021517931.tif 000005
【０１０８】
表２の情報から分かるように、本明細書で開示されるＳＡＰ実施形態は、他のデンプンベースのＳＡＰを含む他のＳＡＰよりもはるかに優れているサージ指数値および／または容量指数値を示すことができる。ＳＡＰ実施形態１などのいくつかの実施形態では、容量指数は、比較例の最高容量指数値よりも１０％超高かった。現在のＳＡＰでは、ＣＲＣが上昇するにつれてフリー膨潤が低下する。しかし、本明細書に開示されるＳＡＰ実施形態は、ＣＲＣが増加するにつれて自由膨潤が低下しないので、最大またはより大きな容量指数を有する。
【０１０９】
【表３】
2021517931.tif 000006
【０１１０】
おおきなサージ指数値は、ＳＡＰが水性流体（尿など）の初期の流れを制御し、製品の漏れを減らす能力の尺度になる。表２の情報から分かるように、本明細書に開示されるＳＡＰ実施形態は、デンプンベースのＳＡＰを含む他のＳＡＰよりもはるかに優れているサージ指数値を示すことができる。
【０１１１】
開示された発明の原理が適用され得る多くの可能な実施形態を考慮して、例示された実施形態は、好ましい例にすぎず、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを理解されたい。むしろ、本開示の範囲は、以下の請求項によって定義される。したがって、私は本開示の範囲およびこれらの請求項の精神に含まれるすべてを私の発明として主張する。
【国際調査報告】
2021517931.tif 000007
2021517931.tif 000008