(57)【要約】ここに述べた試験手順によって求められるように、望ましくは約１０秒又はこれより小さい高速渦持続時間と、少なくとも約０．７の剛性指標を持つ吸収性ポリマーを含む超吸収性ポリマー材料が提供されている。吸収性材料は、より高速な渦持続時間を得るために、第一渦持続時間を持つ吸収性ポリマーを提供し、吸収性ポリマーで水を吸収し、吸収された水の少なくとも一部を除去するために膨潤吸収性ポリマーを凍結乾燥し、第二渦持続時間を持つ変成吸収性ポリマーを得ることから成る方法によって変成されることができる。第一渦持続時間の第二渦持続時間に対する比率は、少なくとも約５とし、変成吸収性ポリマーは少なくとも約０．７の剛性指標を持つことが望ましい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
約１０秒又はこれより小さい渦持続時間と少なくとも約０．７の剛性指標を持つ吸収性ポリマーを含むことを特徴とする超吸収性材料。
【請求項２】
前記吸収性ポリマーは、約５秒又はこれより小さい渦持続時間を持つことを特徴とする請求項１に記載の超吸収性材料。
【請求項３】
前記吸収性ポリマーは、約３秒又はこれより小さい渦持続時間を持つことを特徴とする請求項２に記載の超吸収性材料。
【請求項４】
前記吸収性ポリマーは、少なくとも約０．８の剛性指標を持つことを特徴とする請求項１に記載の超吸収性材料。
【請求項５】
前記吸収性ポリマーは、約５秒又はこれより小さい渦持続時間を持つことを特徴とする請求項４に記載の超吸収性材料。
【請求項６】
前記吸収性ポリマーは、約３秒又はこれより小さい渦持続時間を持つことを特徴とする請求項５に記載の超吸収性材料。
【請求項７】
前記吸収性ポリマーは、少なくとも約０．９の剛性指標を持つことを特徴とする請求項１に記載の超吸収性材料。
【請求項８】
前記吸収性ポリマーは、約５秒又はこれより小さい渦持続時間を持つことを特徴とする請求項７に記載の超吸収性材料。
【請求項９】
前記吸収性ポリマーは、約３秒又はこれより小さい渦持続時間を持つことを特徴とする請求項８に記載の超吸収性材料。
【請求項１０】
前記吸収性ポリマーは、変成吸収性ポリマーであり、前記吸収性ポリマーは変成前の約１０秒より大きい第一渦持続時間と、変成後の約１０秒又はこれより小さい第二渦持続時間を持つことを特徴とする請求項１に記載の超吸収性材料。
【請求項１１】
前記変成吸収性ポリマーは、凍結乾燥された吸収性ポリマーであることを特徴とする請求項１に記載の超吸収性材料。
【請求項１２】
前記吸収性ポリマーは、陰イオンポリマー、陽イオンポリマー、酸性ポリマー、塩基性ポリマー、及びこれらの組み合わせを含むグループから選択されるポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の超吸収性材料。
【請求項１３】
前記吸収性ポリマーは、ナトリウムポリアクリレート、ポリビニルアミン塩、ポリアクリル酸、ポリビニルアミン、及びこれらの組み合わせを含むグループから選択されることを特徴とする請求項１２に記載の超吸収性材料。
【請求項１４】
吸収性ポリマーを変成する方法であって、
第一渦持続時間を持つ吸収性ポリマーを準備し、
前記吸収性ポリマーで水を吸収し、
吸収された水の少なくとも一部を前記吸収性ポリマーから除去し、
第二持続時間を持つ変成吸収性ポリマー得る方法であって、
前記第一渦持続時間の前記第二渦持続時間に対する比率が少なくとも約５であり、前記変成吸収性ポリマーは少なくとも約０．７の剛性指標を持つことを特徴とする方法。
【請求項１５】
水を吸収させて、少なくも約５（水）グラム／（吸収性ポリマー）グラムの膨潤レベルの吸収性ポリマーを得ることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記吸収性ポリマーは、水を吸収する前に、約８５０マイクロメートル又はこれより小さい粒子サイズをもつことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
水を吸収して、少なくとも約１０（水）グラム／（吸収性ポリマー）グラムの膨潤レベルの吸収性ポリマーを得ることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記吸収性ポリマーは、水を吸収する前に約６００マイクロメートル又はこれより小さい粒子サイズをもつことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
水を吸収して、少なくとも約２０（水）グラム／（吸収性ポリマー）グラムの膨潤レベルの吸収性ポリマーを得ることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記吸収性ポリマーは、水を吸収する前に、約３００マイクロメートル又はこれより小さい粒子サイズをもつことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第一渦持続時間の第二渦持続時間に対する比率は、少なくとも約１０であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記第一渦持続時間の第二渦持続時間に対する比率は、少なくとも約２０であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記変成吸収性ポリマーは、少なくとも約０．８の剛性指標を持つことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記変成吸収性ポリマーは、少なくとも約０．９の剛性指標を持つことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記水の一部が、凍結乾燥によって除去されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２６】
吸収性ポリマーを変成する方法であって、
約１０秒より大きい第一渦持続時間を持つ吸収性ポリマーを準備し、
吸収性ポリマーで水を吸収し、
膨潤した吸収性ポリマーを凍結乾燥させて吸収された水の少なくとも一部を除去し、
約１０秒又はこれより小さい第二渦持続時間と少なくとも約０．７の剛性指標を持つ変成吸収性ポリマーを得ることを特徴とする方法。
【請求項２７】
水を吸収して、少なくとも約５（水）グラム／（吸収性ポリマー）グラムの膨潤レベルの吸収性ポリマーを得ることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記変成吸収性ポリマーは、約５秒又はこれより小さい第二渦持続時間を持つことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記変成吸収性ポリマーは、約３秒又はこれより小さい第二渦持続時間を持つことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記変成吸収性ポリマーは、少なくとも約０．８の剛性指標を持つことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記変成吸収性ポリマーは、少なくとも約０．９の剛性指標を持つことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記吸収性ポリマーは、水を吸収する前に約８５０マイクロメートル又はこれより小さい粒子サイズをもつことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
凍結乾燥されたナトリウムポリアクリレート吸収性ポリマーであって、少なくとも約０．７の剛性指標、凍結乾燥前の第一渦持続時間、及び凍結乾燥後の第二渦持続時間を持ち、前記第一渦持続時間の前記第二渦持続時間に対する比率が少なくとも約５であることを特徴とする超吸収性材料。
【請求項３４】
前記吸収性ポリマーは、少なくとも約０．８の剛性指標を持つことを特徴とする請求項３３に記載の超吸収性材料。
【請求項３５】
前記吸収性ポリマーは、少なくとも約０．９の剛性指標を持つことを特徴とする請求項３４に記載の超吸収性材料。
【請求項３６】
前記第一渦持続時間の前記第二渦持続時間の比率が、少なくとも約１０であることを特徴とする請求項３３に記載の超吸収性材料。
【請求項３７】
前記吸収性ポリマーは、少なくとも約０．８の剛性指標を持つことを特徴とする請求項３６に記載の超吸収性材料。
【請求項３８】
前記吸収性ポリマーは、少なくとも約０．９の剛性指標を持つことを特徴とする請求項３７に記載の超吸収性材料。
【請求項３９】
約５重量パーセントから９５重量パーセントの請求項３３の超吸収性材料を含むことを特徴とする吸収性複合体。
【請求項４０】
請求項３３の超吸収性材料を含むことを特徴とする吸収性物品。
【請求項４１】
約５重量パーセントから９５重量パーセントの請求項１の超吸収性材料を含むことを特徴とする吸収性複合体。
【請求項４２】
請求項１の超吸収性材料を含むことを特徴とする吸収性物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速吸収率及び高剛性を持つ吸収性ポリマーを含む超吸収性材料に関する。本発明は又、高剛性の吸収性ポリマーの吸収率を改善する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超吸収性材料としても知られる吸収性ポリマー材料は、使い棄てオムツのような吸収性物品の使用において当業者によく知られている。超吸収性材料は、多くの量の流体を吸収することができ、その重量の１０倍より多くを吸収することさえ可能である。超吸収性材料は、付加的材料、特に繊維性材料、及び吸収性物品に迅速な流体の取り込みをさせるサージ層のような吸収性物品層と組み合わせて使用されることが多い。これらの付加的材料及び層は、超吸収性材料が比較的大量の流体を吸収するまで、流体を一時的に保持するように機能することができる。剛性吸収性ポリマー超吸収性粒状物は、オムツが幼児に着用されている時のように、吸収性物品が圧力を受ける時に、吸収性物品に開口構造を維持させ、超吸収性材料に流体が通るようにするために利用することができる。従って、超吸収性材料は、高剛性並びに高速吸収特性を持つ吸収性ポリマーを含むことが望まれることが多い。更に、超吸収性材料は、オムツの使用者からの１回又はそれより多い回数の放出による流体を、迅速に吸収する能力を持つことが望ましい。
【０００３】
【非特許文献１】Ｌｉｃｈｓｔｅｉｎ著ＩＮＤＡＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  １２９−１４２頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在の商業的な超吸収性材料は、典型的に、吸収性物品に望ましい高剛性特性と同様に高速吸収率を持つ吸収性ポリマーを含んでいない。高剛性と高速流体吸収率のどちらも持つ吸収性ポリマーを含む超吸収性材料の必要性がある。又、過度に剛性を減少することなく吸収率を増加するために、高剛性吸収性ポリマーを変成させる方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決する高剛性吸収性ポリマーを含む超吸収性材料に関する。本発明は又、吸収率を増加するために高剛性吸収性ポリマーを変成させる方法に関する。本発明の１つの実施形態において、この方法は、第一渦持続時間を持つ吸収性ポリマーを付与し、吸収性ポリマーで水を吸収し、吸収された水の少なくとも一部を吸収性ポリマーから除去し、更に第二渦持続時間を持つ変成吸収性ポリマーを得ることを含む。第一渦持続時間の第二渦持続時間に対する比率は、少なくとも約５とし、変成吸収性ポリマーは少なくとも約０．７の剛性指標を持つことが望ましい。
【０００６】
本発明の別の実施形態において、吸収性ポリマーを変成する方法は、約１０秒より大きい第一渦持続時間を持つ吸収性ポリマーを準備し、吸収性ポリマーで水を吸収し、吸収された水の少なくとも一部を除去するために膨潤した吸収性ポリマーを凍結乾燥し、約１０秒又はそれより小さい第二渦持続時間と、少なくとも約０．７の剛性指標を持つ変成吸収性ポリマーを得ることを含む。
【０００７】
本発明の方法は、改善された吸収率を持つ高剛性吸収性ポリマー超吸収性材料を製造するものである。本発明は、渦持続時間が約１０秒又はそれより小さく、剛性指標が少なくとも約０．７を持つ吸収性ポリマーを含む超吸収性材料を提供する。吸収性ポリマーは、変成吸収性ポリマーとすることができる。１つの特定の実施形態において、本発明は、少なくとも約０．７の剛性指標を持つ凍結乾燥されたナトリウムポリアクリレート吸収性ポリマーを含む超吸収性材料を提供する。ポリアクリレート吸収性ポリマーは、凍結乾燥前に第一渦持続時間を持ち、凍結乾燥後に第二渦持続時間を持つ。第一渦持続時間の第二渦持続時間に対する比率は、少なくとも約５とする。
【０００８】
本発明のこれら、及び他の目的及び特徴は、図面と組み合わせた詳細な説明からより良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（定義）
「吸収性ポリマー」は、最も好ましい条件においては、０．９重量パーセントの塩化ナトリウムを含む水性溶液で、その重量の少なくとも約１０倍を、好ましくは少なくとも約３０倍を吸収することが可能な有機又は無機ポリマー材料を意味する。本発明の吸収性ポリマーは、粒状物、繊維、及び／又は他の構造的形態を含むことができる。吸収性ポリマーは、材料を実質的に水に溶けないようにさせるために、好ましくはわずかに架橋結合される。架橋結合は、例えば、Ｘ線照射、又は、共有結合、イオン結合、ヴァンデルワール結合、又は水素結合によって達成することができる。
【００１０】
「ポリマー」は、一般的に、ホモポリマー、例えばブロック、グラフト、ランダム及び交互コポリマーのようなコポリマー、ターポリマー等、及びそれらの混合物並びに変性物を含むが、これらに限定されるものではない。更に、特に限定されない限り、「ポリマー」という用語は、粒子のあらゆる可能な幾何学的形態を含む。これらの形態は、これに限定するものではないが、アイソタクチック、シンジオタクチック、及びランダム対称を含む。
【００１１】
「超吸収性材料」は、最も好ましい条件においては、０．９重量パーセントの塩化ナトリウムを含む水溶液で、その重量の少なくとも約１０倍を、好ましくは少なくともその重量の約３０倍を吸収することが可能な、有機又は無機吸収性ポリマーを含む、水により膨潤可能で、水に溶けない材料を意味する。超吸収性材料は、粒状物、繊維、及び／又は他の構造的形態を含むことができる。「水により膨潤可能で、水に溶けない」とは、水に溶解するのではなく、平衡な量にまで余分な水で膨潤する材料の能力を意味する。水により膨潤可能で、水に溶けない材料は、一般的に、水を吸収する間に大きく拡大した状態になっても、その本来の本質又は物理的構造を保持する。超吸収性材料は、吸収性ポリマーに、界面活性剤のような付加的処理材料を含むことができる。本発明の目的にとって、超吸収性材料の付加的処理材料から、当業者に知られた方法によって吸収性材料が分離されることができない場合、鑑識上は「吸収性ポリマー」はこれらの分離できない付加的処理材料を含むものとする。
【００１２】
本発明は、高剛性及び高速吸収率を持つ吸収性ポリマーを含む、水により膨潤可能で、水に溶けない超吸収性材料に関する。本発明の別の態様は、吸収性ポリマー、特定的には高剛性を持つ吸収性ポリマーの吸収率を増加する方法を意味する。ここで用いられる「剛性」又は「剛性の」は、特に膨潤した状態の時に、圧力による変形を阻止するような吸収性ポリマーの能力を意味し、「高剛性」は、以下に述べる試験手順によって求められる場合に、少なくとも約０．７の剛性指標を意味する。「剛性指標」は、吸収性ポリマーの負荷状態吸収性（ＡＵＬ）値を吸収性ポリマーの対遠心力保持能力（ＣＲＣ）値で割った比を意味する。吸収性ポリマーの負荷状態吸収性は、以下に示すように、約０．９ポンド／平方インチ（６．２キロパスカル）の負荷のもとで、負荷状態吸収性テスト（ＡＵＬ）によって求められる。吸収性ポリマーの対遠心力保持能力は、同様に以下に示すように、対遠心力保持能力（ＣＲＣ）テストによって求められる。
【００１３】
「吸収率」は、時間の関数としてある量の液体を吸収するような吸収性ポリマーの能力を意味する。ここでの吸収性ポリマーの吸収率は、吸収性ポリマーの渦持続時間によって計測される。「渦持続時間」は、以下に示すような渦持続時間テストにより、０．９重量パーセント（％）塩化ナトリウム溶液のある量を撹拌することにより形成された渦を、ある量の吸収性ポリマーが静止するために必要な秒単位の時間を意味する。ここに示された渦持続時間は、約３００から６００マイクロンの範囲の大きさの吸収性ポリマー粒状物で得られる。
【００１４】
本発明の１つの実施形態において、超吸収性材料は、渦持続時間が約１０秒又はこれより小さい、より適したものとして約５秒又はこれより小さい、更に望ましくは約３秒又はこれより小さく、剛性指標が少なくとも約０．７、より適したものとして少なくとも約０．８、更に望ましいくは少なくとも約０．９である吸収性ポリマーを含む。本発明の超吸収性材料は、どんな吸収性ポリマーも含むことができ、例えば（１）アルカリ金属及びポリ（アクリル酸）のアンモニウム塩、ポリ（メタクリル酸）、イソブチレン−マレイン無水物コポリマー、ポリ（ビニル酢酸）、ポリ（ビニルホスホン酸）、ポリ（ビニルスルホン酸）、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチル澱粉、カラギーナン、アルギン酸、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、及びこれらの組み合わせ及びコポリマーなどの陰イオンポリマー；（２）ポリ（ビニルアミン）の塩、ポリ（エチレンイミン）、ポリ（アミノプロパノルビニルエーテル）、ポリ（アリルアミン）、ポリ（４元素アンモニウム）、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウム水酸化物）、ポリアスパラギン、ポリグルタミン、ポリリジン、ポリアルギニン、及びこれらの組み合わせ及びコポリマーなどの陽イオンポリマー；（３）グループ（１）及びグループ（２）からの各々少なくとも１つの如何なる組み合わせのような、陰イオン及び陽イオン超吸収性ポリマーの混合物；（４）グループ（１）の中和されていない陰イオン超吸収性ポリマーからの酸性ポリマー及びグループ（２）の中和されていない陽イオン超吸収性ポリマーからの塩基性ポリマーのような、酸性ポリマー及び塩基性ポリマーの混合物を含むことができる。本発明の１つの実施形態において、吸収性ポリマーは、ナトリウムポリアクリレート、ポリビニルアミン塩、ポリアクリル酸、ポリビニルアミン、及びこれらの組み合わせ及び誘導体を含む。
【００１５】
本発明の高剛性および高速吸収率吸収性ポリマーは、様々な吸収性物品のための様々な型の吸収性複合構造に有益である。吸収性物品は、渦持続時間が約１０秒又はこれより小さく、剛性指標が少なくとも約０．７である、水に溶けない繊維と混合された吸収性ポリマーから成る、超吸収性材料を含む吸収性複合体を含むことができる。本発明の吸収性複合体は、適したものとして約５から９５重量パーセントの超吸収性材料を含む。吸収性複合体に高剛性を持つ吸収性ポリマーを含む超吸収性材料を使用することは、典型的には、より開口した多孔性複合構造を付与するものであり、この時超吸収性材料は、膨潤する工程の間にそれほど変形することはない（低剛性超吸収性材料と比較した場合）。本発明の高剛性及び高速吸収率吸収性ポリマーを持つ吸収性複合体は、単体で又はサージ層のような他の吸収性層或いは流体取り扱い層との組み合わせで使用することができる。本発明の高剛性及び高速吸収率吸収性ポリマーを含む超吸収性材料は、オムツ、訓練用パンツ、水着、大人用失禁用物品、女性用ケアー製品、腋の下用パッド、ベッド用マット、ティッシュ、拭き布、及び医療用吸収性製品のような吸収性物品に有益である。
【００１６】
現在の、望ましい渦持続時間を持たない商業的高剛性吸収性ポリマーは、改善された、より望ましい渦持続時間を得るように変成させることができることがわかった。本発明の１つの実施形態において、高剛性吸収性ポリマーは、吸収率を増加させるように変成させることができる。高剛性吸収性ポリマーを変成する方法は、第一渦持続時間を持つ吸収性ポリマーを準備し、この吸収性ポリマーにより、ある量の流体、望ましくは蒸留水を吸収し、吸収された水の少なくとも一部を吸収性ポリマーから除去し、第二渦持続時間及び少なくとも約０．７の剛性指標を持つ変成吸収性ポリマーを得ることを含む。水の除去は、望ましくは、吸収性ポリマーが膨潤時構造を保持できるようにして成される。理論に縛られることを意図するものではないが、水の吸収は、吸収性ポリマーを膨潤させ、開口した、多孔性吸収性ポリマーを形成させる。膨潤時に、吸収性ポリマーに、得られた、より開口した多孔性構造を保持させるような手法で、膨潤吸収性ポリマーから水が除去される時、吸収性ポリマーの吸収率は増加することになる。水又は尿のような流体と接触する時、変成吸収性ポリマーは、開口の多い、多孔性構造により、流体をより迅速に吸収する。
【００１７】
本発明の方法によって吸収性ポリマー、特に高剛性吸収性ポリマーを変成することは、渦持続時間の減少、すなわちより速い渦持続時間をもたらす。本発明の方法によれば、吸収性ポリマーの渦持続時間が減少され、変成吸収性ポリマーにおける第一渦持続時間の第二渦持続時間に対する比率が少なくとも約５となる。より適切なものとしては、第一渦持続時間の第二渦持続時間に対する比率は、少なくとも約１０であり、更に望ましくは、第一渦持続時間の第二渦持続時間に対する比率は、少なくとも約２０である。この方法は、どんな剛性指標を持つ吸収性ポリマーを変成するためにも使用することができ、特に、高剛性吸収性ポリマーを変成して少なくとも約０．７の剛性指標を持つ変成吸収性ポリマーを得るようにすることが望ましい。本発明の１つの実施形態において、変成吸収性ポリマーは、少なくとも約０．７、より適したものとして少なくとも約０．８、更に望ましいものとして少なくとも約０．９の剛性指標を持ち、第一渦持続時間の第二渦持続時間に対する比率が少なくとも約５であることが望ましい。
【００１８】
上記したように、本発明の吸収性ポリマーを変成する方法は、吸収性ポリマーにある量の水を吸収させ、吸収した水の少なくとも一部を除去することを含む。吸収されたある水の量は、膨潤レベル及び変成吸収性ポリマーの最終構造を定める。このように、吸収された水の量及び／又は吸収され除去された水の部分が、変成吸収性ポリマーの構造及び形成された第二渦持続時間に影響する。従って、本発明の方法においては、どんな量の水を吸収性ポリマーによって吸収するようにしてもよいが、水を多く吸収して、高い膨潤レベルを得ることは、一般的に高速な第二渦持続時間をもたらし、第一渦持続時間の第二渦持続時間に対する比率を大きくする。しかしながら、以下に述べるように、高膨潤レベルを得るように水を吸収することは、剛性を減少させることになる。本発明の１つの実施形態において、吸収性ポリマーは、水を吸収して、少なくとも約５（水）グラム／（吸収性ポリマー）グラムの、より適したものとして少なくとも約１０（水）グラム／（吸収性ポリマー）グラムの、更に望ましくは少なくとも約２０（水）グラム／（吸収性ポリマー）グラムの膨潤レベルの吸収性ポリマーとなる。実質的に吸収された水のすべてが、吸収性ポリマーから除去されることが望ましいが、吸収された水の一部分だけを除去する方がより高速な第二渦持続時間をもたらす場合がある。
【００１９】
本発明の方法は、剛性指標に著しく影響を与えることなく、高剛性吸収性ポリマーの渦持続時間を減少させるために使用することができる。本発明の方法によって吸収性ポリマーの剛性を著しく減少させずに変成させるものと認識された、相互関係のある制御可能な要因が２つある。この２つの要因は、１）吸収性ポリマーの膨潤の程度；２）本発明の変成方法において使用される高剛性吸収性ポリマーの粒子サイズである。
【００２０】
典型的な商業的超吸収性粒状物は、異種間で架橋結合された吸収性ポリマーを含む。異種間架橋結合は、表面架橋結合とも呼ばれるもので、粒状物の中心に向かってよりも、粒状物の表面において多く架橋結合を生じた吸収性ポリマーを持つ、吸収性ポリマー粒状物を形成する。理論に縛られることを意図するものではないが、超吸収性粒状物が液体の存在により膨潤すると、架橋結合された表面は拡大し、ポリマー表面の架橋結合の幾つかを「破断」させ、これにより、架橋結合の程度が低い、したがって低剛性の吸収性ポリマー粒状物の中央部分が露出されるに曝されるようになるものと信じられる。架橋結合の量及び化学的性質は、吸収性ポリマー粒状物の剛性指標に影響する。従って、高吸収性ポリマー粒状物膨潤レベルは、架橋結合の程度が低い中央部分を多く露出させることになり、粒状物全体の剛性指標の減少をもたらすものとなる。
【００２１】
高剛性吸収性ポリマーの粒子のサイズの選択は、本発明の方法により変成される吸収性ポリマーの望ましい剛性指標を維持するのに役立つ。吸収性ポリマー粒子サイズは、典型的には吸収性物品の構造にとって重要である。吸収性複合体は、吸収性物品内に配置される前に高密度化される。高密度化処理は、典型的には、吸収性複合体を加圧することからなる。高密度化処理は、吸収性ポリマー粒状物、特に大きい粒状物を破砕することができる。高密度化の間に、吸収性ポリマー粒状物を小さい粒状物に破砕することは、破砕された小さい粒状物において、表面架橋結合の量が低下する結果となり、吸収性ポリマー粒状物の剛性指標を低下させることになる。以下に示された本発明の試験方法は、約３００から６００マイクロメートルの大きさの粒状物を使用する。この範囲は、商業的吸収性物品の吸収性複合体に使用されることが多い比較的小さい粒状物を表す。
【００２２】
本発明の変成方法は、本来の大きさ、すなわち膨潤前粒子サイズより大きい膨潤サイズにまで吸収性ポリマーを膨潤させる。本発明の変成方法において、小さい吸収性ポリマー粒状物を使用することにより、高剛性吸収性ポリマーの剛性指標を維持することができ、特に、変成の間に高剛性吸収性粒状物の高膨潤レベルが使用される場合に、そうである。小さい膨潤前粒子サイズは、水の膨潤及び除去を通して変成させるものであり、試験のために粒状物の大きさの減少、例えば擦りつぶしのような変成後の機械的減少を必要とせず、更に吸収性物品に使用するときの典型的な高密度化処理の間に大きさを減少させることもない。
【００２３】
本発明の方法により高速吸収率を持つ高剛性変成吸収性ポリマー材料を得ることは、膨潤前粒子サイズ、並びに、変成方法の間に得られる膨潤レベルに依存する。本発明の方法の１つの実施形態において、吸収性ポリマーは、変成前粒子サイズが、約８５０マイクロメートル又はこれより小さい、より適したものとして約６００マイクロメートル又はこれより小さい、望ましくは約３００マイクロメートル又はこれより小さい、更に望ましくは約１５０マイクロメートル又はこれより小さい粒子を含み、水を吸収して、少なくとも約５（水）グラム／（吸収性ポリマー）グラムの吸収性ポリマー膨潤レベルを得るようになる。高い膨潤レベルでは、小さい粒状物サイズが望ましい。本発明の方法の別の実施形態においては、吸収性ポリマーは、変成前粒子サイズが、約６００マイクロメートル又はこれより小さい、適したものとして約３００マイクロメートル又はこれより小さい、更に望ましくは１５０マイクロメートル又はこれより小さい粒子を含み、水を吸収して、少なくとも約１０（水）グラム／（吸収性ポリマー）グラムの吸収性ポリマー膨潤レベルを得るようになる。更に、本発明の方法の別の実施形態においては、吸収性ポリマーは、変成前粒子サイズが約３００マイクロメートル又はこれより小さい、望ましくは約１５０マイクロメートル又はこれより小さい粒子を含み、水を吸収して、少なくとも約２０（水）グラム／（吸収性ポリマー）グラムの吸収性ポリマー膨潤レベルを得るようになる。
【００２４】
吸収された水は、水の少なくとも一部を除去されてもまだ吸収性ポリマーが膨潤構造を保持するような、どんな方法によっても除去されることができる。「膨潤された」は、吸収性ポリマーが流体を吸収し、吸収された流体により吸収性ポリマーが膨潤し、又は大きくなった時の吸収性ポリマーの形態を意味する。水の少なくとも一部を除去するための１つの方法は、膨潤吸収性ポリマーの凍結乾燥である。吸収性ポリマーの凍結乾燥は、吸収性ポリマー内に、ある量の流体、望ましくは蒸留水を吸収することによって行われる。ミキサー内で吸収性ポリマーと水を混合することにより、吸収性ポリマー粒状物同士の間に類似した膨潤を付与することができる。膨潤吸収性ポリマーは、均一な薄い層を形成するように皿の中に置かれる。膨潤吸収性ポリマーは凍結され、凍結された水の除去は、真空昇華によって成されることが好ましい。皿を凍結乾燥機、例えばニューヨーク州、ガードナーのＴｈｅ  ＶｉｒＴｉｓ  Ｉｎｃ．より入手可能なＶｉｒＴｉｓ  Ｇｅｎｅｓｉｓ乾燥機に置くことは、凍結し水を真空昇華する１つの方法である。
【００２５】
真空条件は、望ましくは約５００ミリトル又はこれより小さい、約３００ミリトル又はこれより小さい、約２００ミリトル又はこれより小さい、或いは１００ミリトル又はこれより小さいものとする。一般的に、良好な真空は、良い品質の真空ポンプか、又は水蒸気をより多く捕捉する低い温度のコンデンサーのいずれかによって達成することができる。昇華は吸熱性であるので、真空状態で水が昇華されるに従って凍結された吸収性ポリマーの温度は減少する。これは、凍結された吸収性ポリマーが更に冷却され、水分子を除去することが更に困難になることを意味する。このようなエネルギーの損失を補うために、凍結乾燥機には、予め定められたレベルに温度を維持してエネルギー損失を補うのに丁度十分な熱を付与するために、加熱機を備えるべきである。適当な凍結乾燥パラメーターは、約−５０℃又はこれより小さい貯蔵温度、約−７０℃又はこれより小さいコンデンサー温度、及び約１００ミリトル又はこれより小さい真空圧を含む。
【００２６】
本発明の１つの実施形態において、吸収性ポリマーを変成する方法は、約１０秒より長い渦持続時間を持つ吸収性ポリマーを準備し、吸収性ポリマーにより水を吸収し、吸収された水の少なくとも一部分を除去するために膨潤吸収性ポリマーを凍結乾燥し、約１０秒又はこれより小さい、より適したものとして約５秒又はこれより小さい、更に望ましくは約３秒又はこれより小さい第二渦持続時間を持つ変成吸収性ポリマーを得ることから成る。変成吸収性ポリマーは、凍結乾燥の後に、少なくとも約０．７の剛性指標をもつことが適当であり、望ましくは少なくとも約０．８、より望ましくは少なくとも約０．９の剛性指標を持つことが適当である。
【００２７】
吸収性ポリマーは、適切に水を吸収して、少なくとも約５（水）グラム／（吸収性ポリマー）グラム、より適したものとして少なくとも約１０（水）グラム／（吸収性ポリマー）グラム、更に望ましくは少なくとも約２０（水）グラム／（吸収性ポリマー）グラムの吸収性ポリマー膨潤レベルとなり、この特定の膨潤レベルにとって適切な粒子サイズを持つものとなる。高剛性変成吸収性ポリマーのより速い第二渦持続時間は、水の少なくとも一部の除去によって得ることができるが、実質的に吸収された水のすべてが、凍結乾燥によって除去されることが望ましい。
【００２８】
本発明の１つの実施形態においては、超吸収性材料は、少なくとも約０．７、より適したものとして少なくとも約０．８、更に望ましくは少なくとも約０．９の剛性を持つ凍結乾燥されたナトリウムポリアクリレートポリマーを含む。ポリアクリレートポリマーは、凍結乾燥の前に第一渦持続時間を、凍結乾燥の後に第二渦持続時間を持ち、ここでの第一渦持続時間の第二渦持続時間に対する比率は、少なくとも約５、より適したものとして少なくとも約１０、更に望ましくは少なくとも約２０である。
【００２９】
負荷状態吸収性（ＡＵＬ）テスト
負荷状態吸収性（ＡＵＬ）テストは、吸収性ポリマーが拘束負荷を受けている状態の時に、吸収性ポリマーが液体を吸収する能力を計測するものである。このテストは、図１及び図２を参照することにより最もよく理解することができる。図１を参照すると、要求吸収性テスター（ＤＡＴ）が使用されており、これはＧＡＴＳ（重量吸収性テストシステム）と類似していて、マサチューセッツ州、ダナーズのＭ／Ｋ  Ｓｙｓｔｅｍｓより入手可能であり、かつ、１９７４年３月のＬｉｃｈｓｔｅｉｎによるＩＮＤＡ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓの１２９−１４２ページに記載されたシステムである。
【００３０】
多孔性プレート１２は、使用中に負荷状態吸収性装置１６によって覆われる、直径が２．５センチメートル以内に限定されたポート１４を備えるものが使用される。図２は、多孔性プレート１２の横断面図を示している。多孔性プレート１２は、直径３．２センチメートルで、各々の直径が０．３０センチメートルの７つのポート（孔）を備えている。多孔性プレート１２は、中央に１つの孔１４を持ち、この孔は、１つの孔の中心から隣接する別の孔の中心までが１．０センチメートルの距離にあるように間隔を持っている。試験流体（０．９重量パーセントの塩化ナトリウムを含む水性溶液）の吸収性ポリマー２０への流れを計測するために、電気秤１８が使用される。
【００３１】
吸収性ポリマーを収容するために使用されるＡＵＬ装置１６は、内側直径が１インチ（２．５４センチメートル）で、わずかに同心であるように機械加工された熱可塑性チューブ２２で構成することができる。Ｕ．Ｓ．スタンダード＃１００メッシュ（開口部０．１４９ミリメートル）ステンレススチールワイヤクロス２４が、チューブ２２の底部に接着される。代替的に、スチールワイヤクロス２４を赤熱するまで火炎中で加熱し、その後でチューブ２２を該クロス上に置いて冷却することができる。平坦で滑らかな底部を維持し、チューブ２２の内側を変形させないように注意すべきである。４．４グラムのピストン２６を、１インチ（２．５４センチメートル）の中実材料（例えば、プレキシグラス）から形成することができ、噛み合いを生じることなくチューブ２２の中に緊密に嵌合するように機械加工される。３１７グラムのおもりが、超吸収性材料に６２，０００ダイン／平方センチメートル（約０．９ポンド／平方インチ（ｐｓｉ））の拘束負荷を付与するために使用される。本発明の目的のために、ＡＵＬテストの間に付加される圧力は、０．９ポンド／平方インチ（６．２キロパスカル）である。
【００３２】
望ましくは、約０．１６０グラムの吸収性ポリマーが使用される。試料は、Ｕ．Ｓ．スタンダード＃３０メッシュスクリーン（開口部０．５９５ミリメートル）を通して予め篩い分けされ、Ｕ．Ｓ．スタンダード＃５０メッシュスクリーン（開口部０．２９７ミリメートル）に保持された吸収性ポリマーを含む。従って、吸収性ポリマーは、約３００から６００マイクロンの粒子サイズを持つ。粒状物は、手作業により予め篩い分けすることができ、或いは例えばオハイオ州、メントールのＷ．Ｓ．Ｔｙｌｅｒ，Ｉｎｃ．より入手可能なＲｏ−Ｔａｐ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｉｅｖｅ  Ｓｈａｋｅｒ  Ｍｏｄｅｌ  Ｂにより自動的に予め篩い分けすることができる。
【００３３】
望ましい量の吸収性ポリマー２０（０．１６０グラム）が計量用紙上で計量され、チューブ２２の底部においてワイヤクロス２４上に設置される。チューブ２２は、吸収性ポリマーを平らにするためにワイヤクロス２４上で振り動かされる。吸収性ポリマーがチューブ２２の壁に付着しないように気をつけなければならない。ピストン２６及びおもり２８が、テストされる吸収性ポリマー上に注意して設置される。テストは、プレート１２上に直径３センチメートルのガラス製濾過紙３０（英国、メイドストーンのＷｈａｔｍａｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌｔｄ．より入手可能なＷｈａｔｍａｎ  濾過紙Ｇｒａｎｄｅ  ＧＦ／Ａ）を、良好に接触するようにプレート１２上に置き、（紙の大きさは、チューブ２２の内径より大きく外径より小さいものとする。）、一方で、要求吸収性テスター１０のポート１４からの蒸発を排除し、飽和状態にさせることにより開始される。このシステムは、装置１６をグラス濾過紙３０上に置き、飽和状態にさせることによって開始される。流体吸収の量は、ストリップチャートレコーダーを用いて手作業により、或いはデータ取得システム又はパーソナルコンピューターシステムにより直接に、時間の関数としてモニターされる。
【００３４】
６０分後に計測された吸収流体の量がＡＵＬ値であり、テスト手順を開始する前に求められた吸収性ポリマーのグラム当たりの吸収された試験液体が、グラム単位で報告される。テストの正確性を保証するためにチェックすることができる。装置１６は、テストの前及び後で計量して、吸収された流体と等価な重量の違いを求める。
【００３５】
対遠心力保持能力テスト
ここで用いられる、対遠心力保持能力（ＣＲＣ）は、制御された状態において遠心力を付与された後での吸収性ポリマーの吸収能力を計測するものである。テストされる吸収性ポリマーの試料は、３００から６００マイクロンの粒子サイズを得るように、Ｕ．Ｓ．スタンダード＃３０メッシュスクリーン（開口部０．５９５ミリメートル）を通して予め篩い分けされ、Ｕ．Ｓ．スタンダード＃５０メッシュスクリーン（開口部０．２９７ミリメートル）上に保持された吸収性ポリマーから取り出される。ＣＲＣは、試験溶液（０．９重量パーセントの塩化ナトリウム溶液）が自由に試料により吸収される状態で試料を収容する水透過性バッグの中にテストされる試料材料（湿分含有量が５重量パーセントより小さい）の０．２００グラムを置くことにより計測することができる。熱シール可能なティーバッグ材料（ウイスコンシン州、ニーナのＫｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより商業的に入手可能で、グレード５４２）は、ほとんどの用途において良好に作用する。バッグは、縦１２．７センチメートル横７．６２センチメートルのバッグ材料の試料を半分に折り、２つの開口端部を熱シールして、縦６．３５センチメートル横７．６２センチメートルの長方形の小袋を形成することにより形成される。熱シールは、材料端部より約０．６３５センチメートル内側にするべきである。試料が小袋内に設置された後、小袋の残りの開口端部も熱シールされる。空のバッグも対照として試料バッグと共にテストされる。３つの試料バッグが、各々の超吸収性材料のためにテストされる。
【００３６】
シールされたバッグは、０．６３５センチメートルの開口部を持つ２つのテフロン（登録商標）被膜された繊維ガラススクリーンで（ニューヨーク州、ピーターズバーグのＴａｃｏｎｉｃ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ，  Ｉｎｃ．）の間に設置し、約２３℃で０．９重量パーセントの塩化ナトリウム溶液の皿の中に沈め、バッグが完全に濡れた状態になるまでスクリーンを下方に押し付ける。濡らされた後、試料は溶液の中に３０分間保持され、その後溶液から除去され、一時的に非吸収性の平坦な表面に置かれる。濡らされたバッグは次いで、重力の加速度の３００倍と同等の力を試料に与えるのに適当な遠心力能力を持つバスケットの中に設置される。適当な遠心力計測装置は、Ｈｅｒａｅｕｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｌａｂｏｆｕｇｅ  ４００であり、水集積バスケット、デジタル回転／分（ｒｐｍ）ゲージ、及び試料を保持し、排出するのに適した機械化された排水バスケットを持つ。試料は、回転中にバスケットの平衡を保つため、遠心分離機の中で対向する位置に設置されなければならない。バッグは、１６００回転／分を目標に、しかし１５００−１９００回転／分の範囲内で、３分間遠心分離される（重力の加速度の３００倍の目標力）。バッグは除去され、空のバッグ（対照）が先に計量され、次いで超吸収性材料を含むバッグが計量される。バッグ材料そのものによって保持された流体を考慮した場合の、吸収性ポリマーにより吸収され保持された流体の量が、超吸収性材料の対遠心力保持能力であり、（材料）グラム当たりの（流体）グラムで表される。この計算は以下の方程式によって行われる。
2006505666.tif 000002
ここで、「ＣＲＣ」は、試料の対遠心力保持能力（グラム／グラム）、「Ｗs」は、ティーバッグ及び試料の遠心分離された後の質量（グラム）、「Ｗe」は、空のティーバッグの遠心分離された後の平均質量（グラム）、「Ｗd」は、試料の乾燥時質量（グラム）である。各々のＣＲＣ測定は３回繰り返され、材料のＣＲＣ値を得るために平均される。
【００３７】
渦持続時間テスト
渦持続時間テストは、予め定められた質量の吸収性ポリマーが、磁気撹拌プレート上において６００回転／分で、０．９パーセント重量の塩化ナトリウム溶液の５０ミリリットルを撹拌した時に形成される渦を止めるのに必要な秒単位の時間を測定するものである。渦が止まるのにかかる時間は、吸収性ポリマーの自由膨潤吸収率を示す。吸収性ポリマー間の対遠心力保持能力の違いが（粒子サイズによる）渦持続時間に影響するので、渦持続時間テストは、標準的な従来の吸収性ポリマーと比較して、５０ミリリットルの塩化ナトリウム溶液に付加される吸収性ポリマーの量を調節することにより、様々な吸収性ポリマーとの対比のために補整することができる。
【００３８】
渦持続時間テストに使用される吸収性ポリマーの量は、新しい試料の対遠心力保持能力の、従来の吸収性ポリマー超吸収性材料、例えば、ノースカロライナ州、グリーンズボローのＳｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ，Ｉｎｃ．より入手可能な、これは３３．６グラム／グラムの対遠心力保持能力を持つＦＡＶＯＲ（登録商標）８８０との対比により求められる。ＦＡＶＯＲ（登録商標）８８０の渦持続時間を求めるには、２．０グラムのＦＡＶＯＲ（登録商標）８８０が、５０ミリリットルの０．９重量パーセント塩化ナトリウム溶液に付加される。渦持続時間テストにおいて使用される異なる吸収性ポリマーの量は、次の計算によって求めることができる。
Ｃ＝２．０グラムｘＡ
Ｂ
ここで「Ａ」は、標準の超吸収性ポリマー（ＦＡＶＯＲ（登録商標）８８０の対遠心力保持能力、すなわち３３．６グラム／グラムであり、「Ｂ」は、第二超吸収性材料の対遠心力保持能力であり、「Ｃ」は、渦持続時間テストに使用される第二超吸収性材料の量である。
【００３９】
渦持続時間テストは、温度が２３℃±１℃で、相対湿度が５０パーセント±２パーセントの標準的室内環境条件で行われることが好ましい。渦持続時間テストは、１００ミリリトルビーカーにおいて、５０ミリリットル（±０．０１ミリリットル）の０．９重量パーセントの塩化ナトリウム溶液を計測することより行われる。ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）で覆ったリングのない縦７．９ミリメートル、横３２ミリメートルの磁気攪拌バー（Ｂａｘｔｅｒ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓより商業的に入手可能で、移動可能なピボットリングを備えた単一パックラウンド攪拌バーでＳ／Ｐ（登録商標）ブランドで商標登録されているような）をビーカー内に配置する。磁気攪拌プレート（ＰＭＣ  ＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓよりＤＡＴＡＰＬＡＴＥ（登録商標）Ｍｏｄｅｌ＃７２１の商標で入手可能なような）を６００回転／分にプログラムする。磁気攪拌バーが活性化されるように、磁気攪拌プレートの中央にビーカーを置く。渦の底部が、攪拌バーの上部の近くになるようにする。吸収性ポリマーは、Ｕ．Ｓ．スタンダード＃３０メッシュスクリーン（開口部０．５９５ミリメートル）を通して予め篩い分けされ、Ｕ．Ｓ．スタンダード＃５０メッシュスクリーン（開口部０．２９７ミリメートル）上に保持される。従って、吸収性ポリマーは、約３００から６００マイクロンの間の粒子サイズを持つ。計量用紙上で、テストされる吸収性ポリマーの必要な質量が計量される。塩化ナトリウム溶液を攪拌しながら試験される吸収性ポリマーを生理的食塩水内に急いで注ぎ、ストップウオッチをスターとさせる。試験される吸収性ポリマーが、渦の中央とビーカーの側部の間で生理的食塩水に加えられる。生理的食塩水の表面が平坦になった時、ストップウオッチを止め、時間を記録する。秒で記録された時間が、渦持続時間として記録される。
【実施例】
【００４０】
幾つかの商業的吸収性ポリマー超吸収性材料の剛性指標及び渦持続時間が、上記したテストによってテストされた。テストされた結果が表１に記録されている。テストされた変成されていない超吸収性材料は、バージニア州、ポーツマスのＢＡＳＦより入手可能なＨＹＳＯＲＢ（登録商標）７０５０、ミシガン州、ミッドランドのＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能なＤＲＹＴＥＣＨ（登録商標）２０３５、ノースカロライナ州、グリーンズボローのＳｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ，Ｉｎｃ．より入手可能なＦＡＶＯＲ（登録商標）８８０であった。
表１
2006505666.tif 000003
【００４１】
本発明の方法、及びこの方法が吸収性ポリマーの渦持続時間を減少するためにどのように使用できるかを示すために、１８の吸収性ポリマー超吸収性試料が変成され、５つの変成されていない対照試料と共に上記した試験方法によってテストされた。試料１−５（ロットナンバーＸ１０１３２０）、６−９（ロットナンバーはないが、吸収性ポリマー材料の特性が製造者の仕様書の中に示されていた）、及び１０−１５（ロットナンバーＸ１０９８２０）は、ノースカロライナ州、グリーンズボローのＳｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ，Ｉｃｎ．より入手可能な対照ＦＡＶＯＲ（登録商標）９５４３及び変成ＦＡＶＯＲ（登録商標）９５４３を含んでいた。試料１６−２０（ロットナンバーＸ８０７５１９）は、対照ＦＡＶＯＲ（登録商標）８８０及び変成ＦＡＶＯＲ（登録商標）８８０を含んでいた。試料２１−２３は、対照ＤＲＹＴＥＣＨ（登録商標）２０３５及び変成ＦＡＶＯＲ（登録商標）２０３５（ロットナンバーＰＫ２８０１１Ｙ５５）を含んでいた。
【００４２】
試料１、６、１０、１６及び２１は、変成なしで適当な材料の対照として試験された。吸収性ポリマー超吸収性材料と知られる１８の試料、試料２−５、７−９、１１−１５、１７−２０、及び２２−２３は、以下のような方法による凍結乾燥によって変成された。試料２−５、７−９、１１−１５、１７−２０、及び２２−２３の各々に対して、表２に記されたように、望ましい膨潤レベルを得るために適切な量の蒸留水が使用された。それぞれの量の蒸留水が、１ガロンのＨＯＢＡＲＴ（登録商標）ミキサー（カナダ、オンタリオのＨｏｂａｒｔ  Ｃａｎａｄａにより製造されたＮ５０型）に加えられた。それぞれの粒子サイズを持つ吸収性ポリマー超吸収性粒状物の望ましい質量が、攪拌されている間にミキサーに加えられた。約２分間攪拌された後、膨潤吸収性ポリマー超吸収性粒状物が皿（縦１０インチ横２０インチ又は縦２５．４センチメートル横５０．８センチメートル）内に排出され、均一な薄い層にされた。皿は、ニューヨーク州、ガーディナーのＴｈｅ  ＶｉｒＴｉｓ  Ｉｎｃ．より入手可能なＶｉｒＴｉｓ  Ｇｅｎｅｓｉｓ凍結乾燥機（２５ＥＬ型）内に置かれた。超吸収材料は、−５０℃より低い貯蔵温度、−７０℃より低いコンデンサー温度、及び１００ミリトルより小さい真空状態の凍結乾燥機で凍結乾燥された。膨潤前試料の粒子サイズも、調合の詳細と同様に表２に記されている。各々の試料の剛性指標及び渦持続時間は、約３００マイクロメートルから約６００マイクロメートルの大きさを持つ粒状物を使用して求められるので、テストにおいて望ましい範囲内の膨潤時試料粒状物が得られるように、高膨潤レベルの試料に対しては膨潤前粒子サイズの小さいものが使用された。しかしながら、試料３−５は、Ｓｕｍｂｅａｍ  Ｉｎｃ．より入手可能なＯＳＴＥＲＩＺＥＲ（登録商標）１２速度混合機を使用して、この範囲の大きさ内の粒状物を得るために、膨潤後３０秒間、高速で擦りつぶされなければならなかった。
表２
2006505666.tif 000004
【００４３】
試料１−２３の各々は、上記したような負荷状態吸収性（ＡＵＬ）テスト、対遠心力保持能力（ＣＲＣ）テスト、及び渦持続時間テストによってテストされた。試験結果、並びに、試料１−２３各々の剛性指標、及び、第一すなわち変成前渦持続時間の第二すなわち変成後渦持続時間に対する比率が表３に記されている。
表３
2006505666.tif 000005
【００４４】
表３に見られるように、本発明により商業的吸収性ポリマー超吸収性材料を変成することは、渦持続時間を減少させる結果となった。変成試料２、９、及び１１−１５は、本発明の変成吸収性ポリマーの望ましい剛性指標、及び、第一すなわち変成前渦持続時間の第二すなわち変成後渦持続時間に対する比率を持つ。試料３−５は、粒状物の大きさと膨潤レベルとの関係、及び剛性指標におけるその効果を表している。試料３−５は、高い膨潤レベル（１０ｇ／ｇ及びこれより高い）及び膨潤前の大きい粒状物の原因となる大きい粒状物のために、擦りつぶさなければならなかった。試料３−５の擦りつぶしは、これらの試料の剛性を確実に減少した。比較すると、擦りつぶされなかった試料２は、対照試料１と同じ剛性指標を維持した。試料１５は、試料５より小さい膨潤前粒子サイズ（＜１５０）と高い膨潤レベル（５０ｇ／ｇ）であって、試料１５は、３００から６００マイクロメートルの粒子サイズを得るために擦りつぶす必要がなかった。従って、試料１５は、その対照（試料１０）と比較して剛性指標に著しい減少はなかった。異なるロットからではあるが、試料５及び１５はどちらも、ＦＡＶＯＲ（登録商標）９５４３粒状物であった。
【００４５】
又、表３の結果は、膨潤レベルを高くすることと剛性指標を高くすることは相反する性質のものである傾向を示している。例えば、ＦＡＶＯＲ（登録商標）８８０の対照である試料１６は、剛性指標が０．６５であるが、膨潤レベル４０ｇ／ｇであるＦＡＶＯＲ（登録商標）８８０は、剛性指標が０．４２であった。試料６−９及び１１−１５は、試料１６−２０より大きい剛性超吸収性粒状物であり、膨潤レベルが増加するにしたがって、剛性指標は次第に減少する。
【００４６】
表３の結果は、本発明の方法が、望ましい剛性指標を維持した状態で、吸収性ポリマーの渦持続時間を減少するために使用できることを示している。この結果は又、望ましい高剛性指標を維持しながら渦持続時間を減少することが、適当な膨潤レベルに関連して膨潤前粒子サイズを正しく選択することに依存することを示している。本発明の凍結乾燥方法によって、高剛性吸収性ポリマー超吸収性材料ＦＡＶＯＲ（登録商標）９５４３を変成し、適切な粒子サイズと膨潤レベルを使用することは、望ましい剛性指標を維持しながら、第二すなわちより速い変成後渦持続時間をもたらした。吸収性ポリマーの剛性指標は、超吸収性材料が擦りつぶされていず、又は他の方法で機械的に変化されていず、或いは膨潤レベルが比較的高いものでない場合には、実質的に凍結乾燥により影響されることはない。このように、吸収性ポリマーを変成するための本発明の方法は、望ましい高剛性だけでなく、高速渦持続時間を備えた吸収性ポリマーを含む超吸収性材料を提供するために使用することができる。
【００４７】
前述した明細書において、本発明はそれらのある好ましい実施形態に関して述べており、多くの詳細が説明のために述べられてきたが、本発明は更なる実施形態により実施することが可能で、ここで述べられた詳細は、本発明の基本的原理から外れることなく種々異ならせることができることが、当業者にとって明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】吸収性ポリマーの負荷状態吸収性（ＡＵＬ）値を求めるための装置の図である。
【図２】図１の２−２の線で切り取った多孔性プレートの横断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  要求吸収性テスター
１２  多孔性プレート
１４  ポート
１６  負荷状態吸収性装置
１８  電気秤
２０  吸収性ポリマー
２２  チューブ
２４  スチールワイヤクロス
２６  ピストン
２８  おもり
３０  濾過紙
【図１】
2006505666.tif 000006
【図２】
2006505666.tif 000007
【国際調査報告】
2006505666.tif 000008
2006505666.tif 000009
2006505666.tif 000010