(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＸＹ面を画定する第一露出表面と、それに平行な対向された第二露出表面とを有し、かつ、内部に水分を含有する毛管を有する、厚さ０．５〜２０ｍｍの潰れた高分子発泡材を供することにより、前記高分子発泡材から水分を除去する方法であって、
前記方法が、
（ａ）毛管脱水性部材を用意する工程であって、前記毛管脱水性部材が第一及び第二のエンドレスフェルトからなる工程、
（ｂ）前記第一及び第二のエンドレスフェルトを向かい合わせの関係に配置して、前記高分子発泡材を挿入可能な延在ニップを設ける工程、
（ｃ）前記高分子発泡材を前記延在ニップに挿入することによる、前記毛管脱水性部材を前記高分子発泡材の露出表面に接触させる工程であって、
（ｉ）前記高分子発泡材を前記延在ニップに挿入して、前記第一のエンドレスフェルトを前記高分子発泡材の前記第一露出表面に並置し、かつ、前記第二のエンドレスフェルトを前記高分子発泡材の前記第二露出表面に並置する工程、
（ｉｉ）前記高分子発泡材の前記第一露出表面と前記第二露出表面から、それぞれ前記第一のエンドレスフェルトと前記第二のエンドレスフェルトに向けて水をそれぞれ除去する工程、
を含む工程、及び
（ｄ）前記高分子発泡材を前記延在ニップから除去して、前記高分子発泡材から水分を除去する工程であって、その際、得られた潰れた前記高分子発泡材が５〜１７重量％の残留水含有率および１０％未満のＸＹ面の収縮率を示す工程
を含んでなることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記ＸＹ面の収縮率が５％未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記高分子発泡材が、２００ミクロン未満の大きさの毛管からなる連続網状組織を有する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
得られた高分子発泡材が、１５〜６５ダイン／ｃｍの付着張力を示すものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記毛管脱水性部材が羊毛フェルト製である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
表面速度が５〜１００フィート／分（１．５２４〜３０．４８ｍ／分）の範囲内である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、発泡材を乾燥させることに関するものであり、より詳しくは、水分を除去する為に毛管媒体を用いて発泡材を乾燥させることに関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
発泡材は、当該技術分野では良く知られているものである。発泡材には、典型的には、壁体と気泡からなる固体連続相が含まれる。この気泡は、二方向に連続相をもつ連続気泡発泡体中に見出されるような連続相を構成するものであってよい。
【０００３】
本発明に有用な発泡体は、水性の体液と接触した時に発泡してこのような体液を吸収する、比較的薄くて潰れた（すなわち未発泡の）高分子発泡材である。これらの吸収性高分子発泡材は、発泡体の体積当たりの比表面積を約０．０２５ｍ２／ｃｃ以上とする相互に連結した連続気泡からできている、柔軟性のある親水性ノニオン系高分子発泡構造体からなるものである。この発泡構造体には、毒物学上許容される吸湿性の水和塩が少なくとも約０．１重量％添合されている。発泡構造体は、潰れた状態では、約３０，０００パスカル以下の発泡圧を示す。発泡構造体は、発泡した状態では、表面張力が６５±５ダイン／ｃｍの合成尿を８８°Ｆ（３１．１℃）で発泡構造体の自然吸収度まで浸透させた場合、潰れた状態の時の乾燥基準密度の約１０〜約５０％にあたる密度をもつ。
【０００４】
具体的な例はいろいろあるが、発泡材は一般的に、約４０ｃｍ以上、好適には約５０ｃｍ以上、より好適には約６０ｃｍ以上、最も好適には約７０ｃｍ以上の全圧（脱着＋重力）に対してわずかな表面張力を示す水性の液体を捕捉可能でなければならない、ということが実験により示されている。
【０００５】
発泡材の全吸収力も、非常に重要である。繊維質ウェブのような多くの材料は、約４０〜７０ｃｍの全圧に抗して液体を捕捉できるよう高密度化してもよいが、このような構成材料の吸収力もしくは空隙容積は小さく、典型的には、全圧が４０ｃｍの時には約２〜３ｇ／ｇ未満である。高密度化すると、全圧が０ｃｍの時の吸収力も低下する。また、このようなウェブは機械的強度が小さいので、加圧（静水圧及び機械圧）下では潰れる傾向にあり、それらの有効吸収力は一層低下する。技術文献に記載されている発泡材用の吸収性発泡体でさえも、約３０〜４０ｃｍを超える静水圧に相当する圧力に付すと潰れる傾向がある。（機械圧１ｐｓｉ（７ｋＰａ）が、静水圧約７０ｃｍに相当する。）この潰れによっても、これらの発泡体の有効吸収力が実質的に（通常、約５〜８倍）低下する。この吸収力の低下は、より吸収性のある材料を用いることで原則的には克服できるが、これは一般的に、コストや厚みを考えると実行不可能である。
【０００６】
発泡材にとって重要な第三のパラメーターは、水性の液体を吸収するまでは薄さを保っているが、液体に曝された時に急激に発泡する能力である。この特性は、米国特許第５，３８７，２０７号明細書に、より詳しく記載されている。この特許は、参考として本明細書に記載するものである。この能力により、製品の着用サイクル終了時に液体で飽和した状態になるまでは比較的薄い製品が提供される。この「濡れるまで薄い」という特性は、米国特許第５，３８７，２０７号明細書に記載されているように、発泡体内で発生する毛管圧と発泡体の強度との釣り合いを条件とするものである。
【０００７】
本発明の高分子発泡体が潰れた未発泡の状態を保つ能力は、圧縮されたポリマーの弾性回復傾向（すなわち発泡圧）により生じる力と少なくとも同じである、潰れた発泡構造体内で発生する毛管圧によるものと考えられる。驚くべきことに、これらの潰れた高分子発泡材は、それらが水性の体液で最終的に濡れて発泡するまで、通常の輸送、貯蔵、及び使用条件下では比較的薄いままである。これらの潰れた高分子発泡材は、毛管液体移送性を含む吸収特性に優れているので、おむつ、成人用の尿漏れパッドやパンツ、生理用品等のような吸収性製品用の高性能吸収性コアに極めて有用である。これらの潰れた高分子発泡材はまた、吸収性製品の着用者に高度な快適感を与えるのに十分なしなやかさと柔らかさをもっている。
【０００８】
このように比較的薄い潰れた高分子発泡材は、当該技術分野で高不連続相エマルジョン、もしくは「ＨＩＰＥ」として一般に知られている、油相の量が比較的少なく水相の量が比較的多い特定のタイプの油中水型エマルジョンを重合させて作ることができる。これらのＨＩＰＥエマルジョンの油相は、（ａ）水に実質的に溶けないガラス状の単官能モノマーを約５〜約４０重量％、（ｂ）水に実質的に溶けないゴム状の単官能コモノマーを約３０〜約８０重量％、（ｃ）水に実質的に溶けない多官能架橋剤成分を約１０〜約４０重量％有するモノマー成分を約６７〜約９８重量％含んでなるものである。この油相は更に、この油相に溶けて安定な重合用エマルジョンをもたらす乳化剤成分を約２〜約３３重量％含む。これらのＨＩＰＥエマルジョンの水相もしくは「分散相」は、水溶性電解質を約０．２〜約２０重量％含有する水溶液を含んでなるものである。これらのＨＩＰＥエマルジョンの水相と油相の重量比は、約１２：１から約１００：１であってよい。重合させた発泡体を、その後（予め洗浄／処理工程を行い、もしくは行わずに）脱水して、潰れた発泡材を得る。
米国特許第５，１９８，４７２号明細書には、後で重合させて、水性の体液用の吸収材としての役目を果たす高分子発泡材を作るのに適した高不連続相エマルジョンを連続的に製造する為の方法が開示されている。この特許の発泡体は、圧縮及び／もしくは加熱により脱水する。
【０００９】
この発泡材は、吸収製品の貯蔵部材として用いることができる。貯蔵部材の重要な性質は、それ自体の内部に液体を運ぶ能力である。捕捉もしくは分配部材と貯蔵部材の重なりは一部分だけなので、貯蔵部材は、それ自体が効率良く液体を運ぶことができるものでなければならない。
【００１０】
貯蔵部材が、使用や製造に耐えられるだけの十分な丈夫さと、快適さを与えるのに十分な柔軟性をもち、しかも大量生産に適した商業的に現実味のある方法を用いた製造になじむものである、というのも望ましい。
【００１１】
発泡材の製造に固有の液体を除去する為に、当該技術分野では様々な手法が試されてきた。例えば、周囲条件下で蒸発させて乾燥させるというのは（大きな資本の投下は必要としないが）、発泡材を経済的に製造できるような乾燥速度は得られない。発泡材の赤外線による乾燥には高価な装置が必要とされ、しかも大量の発泡材中では水分勾配が生じることがあり、それによってスケールのあらゆる経済性が損なわれる。その為、発泡材は、経済的に乾燥させなければならない。
【００１２】
また、このような発泡体は、適切な水分レベルまで乾燥させなければならない。発泡体の或る部分が過乾燥すると、その部分がランダムに、また抑制されずに膨らむことがある。このようなランダムな膨らみによって、消費者製品に吸収性発泡材を確実に組み込むのが難しくなる。また、このようなランダムな膨らみによって、このような発泡材が、消費者が使用する際に最終的に示す性能を予想するのが困難になる。その為、発泡材は、適切な水分レベルに均一に乾燥させなければならない。
【００１３】
従って、当該技術分野においては、発泡材、特に吸収性発泡材、高不連続相エマルジョン発泡体、及びサイズが比較的小さい毛管網状組織をもつその他の発泡体を経済的に乾燥させる為の方法が要求されている。また、当該技術分野においては、このような材料を比較的多量に、均一に乾燥させることが求められている。更に、当該技術分野においては、このような材料を、所望の水分レベルに均一に乾燥させることが求められている。
【００１４】
【発明の要旨】
本発明は、硬化させる前に、湿っているあらゆる発泡材から水分を除去する方法を包含するものである。この方法には、このような発泡材を作る工程が含まれる。発泡材はシート状であるのが好適だが、どのような形状であっても、露出表面が少なくとも一つあれば十分である。発泡材は、毛管と、それらの毛管中に入っている水分とを有するものである。
【００１５】
毛管脱水性部材も準備する。この毛管脱水性部材を発泡材の露出表面に接触させ、それによって、発泡材から毛管脱水性部材に水を移動させる。
【００１６】
毛管脱水性部材は、ニップを形成するロール用のカバー、もしくはエンドレスベルトの形にしてもよい。毛管脱水性部材は、セルロース、フェルト、もしくは透湿性のスクリーンからなっていてもよい。
【００１７】
【発明の具体的説明】
本発明の方法には、製造時に湿っているあらゆる発泡材１０を用いることができるが、本発明の方法は、大きさが２００ミクロン未満、特に１００ミクロン未満、より特に５０ミクロン未満、更には２５ミクロン未満の毛管からなる連続網状組織をもつ発泡材１０に特に適用可能であって、また有用である。どのような種類の物質も発泡材１０の連続相に用いることができるが、ビニルポリマー発泡体１０が特に適している。
【００１８】
発泡材１０は、一般的には以下に述べるような二次元のシート状にするが、本発明の方法は、露出表面１４（以下に述べる装置をこの面に接触させて置く）をもつあらゆる態様の発泡体１０に適用可能である。シート状の発泡材１０は、ＸＹ面を画定する向かい合う第一の露出表面と第二の露出表面を有している。発泡材１０のこれら二つの向かい合う面１４と垂直なのはＺ方向であって、これにより発泡材１０の厚みが画定される。厚みは、直径２．８６６センチメートルの押えを用いて、またサンプルに４５グラムの荷重をかけて測定する。
【００１９】
発泡材１０は、幅０．２〜８メートル、一般的には幅１〜４メートルのシート状にする。発泡体１０の厚みは０．５〜２０ｍｍであり、好適な厚みは１〜６ｍｍである。一般的に、厚みが小さいほど取り扱いに適していて、最終的な消費者製品に対しては都合が良い。
【００２０】
シート状の発泡材１０は、脱水工程を連続工程として行えるよう、連続的な不定の長さにすることができる。或いは、余り適切な態様ではないが、発泡材１０を不連続の個別の単位として作り、脱水工程をバッチ工程で行ってもよい。
【００２１】
本発明に適用されるタイプの高分子発泡体は、モノマーが比較的少ない液体を、重合性モノマーを含有する液体に液滴もしくは「バブル」として分散させ、次いで、その液滴を取り囲んでいる、モノマーを含有する液体中のモノマーを重合させた時に得られる構造体である、と特徴付けることができる。得られる重合済み分散体は、気泡の集合体である凝固した多孔質構造体の形を取ることができる。これらの気泡の境界もしくは壁は、重合された固体物質からなっている。気泡そのものには、重合前に分散液中で液滴を形成した、モノマーが比較的少ない液体が含まれている。
【００２２】
以下で更に詳しく述べるように、本発明で吸収材として用いることのできる潰れた高分子発泡材は、典型的には、特定のタイプの油中水型エマルジョンを重合させて作る。このようなエマルジョンは、重合性モノマーを含有する比較的少量の油相と、モノマーが比較的少ない比較的多量の水相とから形成されるものである。従って、モノマーが比較的少ない不連続「分散」水相が、モノマーを含有する連続油相に取り囲まれた分散液滴を形成する。連続油相中のモノマーを引き続き重合させると、気泡発泡構造体が形成される。重合後に発泡構造体中に残存している水性の液体は、加圧、熱乾燥、及び／もしくは真空脱水により除去することができる。
【００２３】
油中水型エマルジョンから作られる発泡体を含む高分子発泡体は、気泡の壁もしくは境界、すなわち気泡の窓に高分子物質が詰まっているか、もしくは全く詰まっていないかにより、及び／又はその度合いにより、比較的独立した気泡であるか、もしくは比較的連続した気泡であるという性質をもつことができる。本発明の吸収性製品及び構造体に用いることのできる高分子発泡材は、発泡体の個々の気泡の大部分が、気泡の壁である高分子物質によって互いに完全には隔てられていない、気泡が比較的連続しているものである。従って、このような気泡が実質的に連続している発泡構造体中の気泡は、発泡構造体内で一つの気泡から他の気泡に液体を容易に移動させるのに十分に大きい気泡間開口部もしくは「窓」を有している。
【００２４】
本発明で有用なタイプの、気泡が実質的に連続している構造体においては、発泡体は一般的に網目状の形質を有していて、個々の気泡は、互いに連結した、三次元状に枝分かれした複数のウェブにより画定される。連続気泡発泡構造体の枝分かれしたウェブを作り上げている高分子物質のストランドは、「壁体」と呼ぶことができる。本発明の目的の為には、発泡構造体中の大きさが１ミクロン以上の気泡の８０％以上が、隣接する少なくとも一つの気泡と連通しているのであれば、その発泡材は「気泡が連続している」ものである。或いは、例えば、発泡材の実測した細孔容積が、発泡材を形成するのに用いたＨＩＰＥエマルジョンの水と油の重量比により決まる理論上の細孔容積の８０％以上にあたるのであれば、その発泡材は気泡が実質的に連続しているものと考えることができる。
【００２５】
本発明の潰れた高分子発泡材は、気泡が連続しているだけでなく、親水性を示す。本発明における発泡体は、以下で規定する量の水性の体液を気泡に吸収させるのに十分な親水性を有していなければならない。本発明における発泡構造体の内部表面は、重合後に発泡構造体中に残っている残留親水性化剤により、もしくは発泡構造体を形成する物質の表面エネルギーを変えるのに用いることのできる、重合後に行う選ばれた発泡体処理法により、親水性化することができる。
【００２６】
これらの発泡材がどの程度まで「親水性」であるかは、吸収可能な試験液と接触させた時に発泡材が示す「付着張力」値により定量化することができる。これらの発泡材が示す付着張力は、寸法と毛管吸込比表面積の分かっているサンプルが吸上げる試験液、例えば合成尿の重量を測定するという方法を用いて、実験的に測定することができる。このような方法は、米国特許第５，３８７，２０７号明細書の試験方法の項に、より詳しく記載されている。この特許は、参考として本明細書に記載するものである。本発明において吸収材として用いることのできる発泡材は、一般的に、表面張力が６５±５ダイン／ｃｍの合成尿を毛管吸収させて測定した場合、約１５〜約６５ダイン／ｃｍ、より好適には約２０〜約６５ダイン／ｃｍの付着張力を示すものである。
【００２７】
本発明の潰れた高分子発泡材は、以下に述べるＨＩＰＥタイプのエマルジョンを重合させることにより得られ、またそのようにして得るのが一般的である。これらは、比較的少量の油相と比較的多量の水相を有する油中水型エマルジョンである。その為、重合後には、得られた発泡体にかなりの量の水が含まれている。
【００２８】
本発明の高分子発泡材は、（以下に述べるような）発泡材中に添合された吸湿性の水和塩と会合している水和水と、発泡体内に吸収されている遊離水の両方を含む残留水を有している。この残留水が（水和塩に助けられて）、得られた潰れた発泡構造体に毛管圧を加えるものと考えられる。本発明の潰れた高分子発泡材は、７２°Ｆ（２２℃）、相対湿度５０％の周囲条件下で貯蔵した場合、発泡体の約４重量％以上、典型的には約４〜約３０重量％の残留水含有率をもつことができる。本発明の好適な潰れた高分子発泡材の残留水含有率は、発泡体の約５〜約１７重量％である。
【００２９】
本発明に有用な高分子発泡材は、油相に対する水相の比率が比較的高い或る種の油中水型エマルジョンを重合させて作ることができる。油相に対する水相の比率が比較的高いこの種のエマルジョンは、当該技術分野で高不連続相エマルジョン（high internal phase emulsions）（「ＨＩＰＥ」、もしくは「ＨＩＰＥ」エマルジョン）として一般的に知られているものである。このようなエマルジョンを重合させて得られる高分子発泡材を、以下「ＨＩＰＥ発泡体」と呼ぶ。
【００３０】
本発明のＨＩＰＥ発泡構造体を形成する高分子物質の化学的性質、組成、及び形態は、ＨＩＰＥエマルジョンに用いるモノマー、コモノマー、及び架橋剤の種類と濃度によって、また用いるエマルジョン形成条件、及び重合条件によって決まる。高分子物質の個々のモノマー組成、分子量、もしくは形態がどうであれ、得られる高分子発泡体には一般的に粘弾性がある。すなわち発泡構造体には、粘性、すなわち流体のような特性と、弾性、すなわちスプリングのような特性の両方がある。気泡発泡構造体を形成する高分子物質が、使用条件下で適切な柔軟性、耐圧縮撓み性、及び寸法安定性を吸収性発泡材に付与するような物理的特性、流動学的特性、及び形態学的特性を有しているということも重要である。
【００３１】
ＨＩＰＥエマルジョンを形成するのに用いる水相と油相の相対的な量は、他の多くのパラメーターの中でも、得られる高分子発泡体の構造特性、機械的特性、及び性能特性を決めるのに重要である。発泡体形成用エマルジョン中の水と油の比率は、発泡体の密度、発泡体の気泡の大きさと毛管吸込比表面積、及び発泡体を形成する壁体の寸法に影響を及ぼすことがある。本発明のＨＩＰＥ発泡体を作るのに用いるエマルジョンの水相と油相の比率は、一般的には約１２：１から約１００：１であって、より好適には約３０：１から約７５：１、最も好適には約３０：１から約６５：１である。
【００３２】
本発泡材は、圧縮及び／もしくは脱水後に水性の液体で濡らすと、再発泡し得るものである。驚くべきことに、これらの発泡材は、このような製品に典型的な条件下で貯蔵した場合、貯蔵中、輸送中、陳列中、そして使用するまでは、いつまでも潰れた、もしくは未発泡の状態のままである。実用的な程度に圧縮及び／もしくは脱水した後でも、これらの発泡材は、発泡材中に添合された吸湿性の水和塩と会合している水和水と、発泡体内に吸収されている遊離水の両方を含む残留水を有している。この残留水が（水和塩に助けられて）、得られた潰れた発泡構造体に毛管圧を加えるものと考えられる。
【００３３】
これらの発泡材の重要なパラメーターは、それらのガラス転移温度（Ｔｇ）である。Ｔｇは、ポリマーのガラスのような状態とゴムのような状態の間の、転移の中間点を表すものである。使用温度よりも高いＴｇをもつ発泡材は非常に強いが、極めて堅く、潜在的に破れやすい。このような発泡材はまた、潰れた状態で長期間貯蔵した後、ポリマーのＴｇよりも低い温度をもつ水性の液体で濡らした場合、典型的には、発泡した状態に戻るのに長い時間がかかる。機械的特性、具体的には強度とレジリエンスの所望の組み合わせを得る為には、典型的には、モノマーの種類とレベルの範囲を適切に選ぶ必要がある。
【００３４】
本発明の発泡材については、ポリマーのＴｇは、使用時の温度よりも約１０℃以上低い温度であってよい。従って、モノマーは、可能な範囲で、対応するホモポリマーのＴｇが低くなるように選択する。Ｔｇは、１９９７年５月２７日に発行された米国特許第５，６３３，２９１号（Dyer等）明細書に記載されている動的機械分析（ＤＭＡ）測定で得られる損失正接（ｔａｎ［δ］）−温度の曲線から得る。この特許は、参考として本明細書に記載するものである。
【００３５】
Ａ．油相成分
ＨＩＰＥエマルジョンの連続油相は、重合されて固体発泡構造体を形成するモノマーを含んでなるものである。このモノマー成分には、「ガラス状」のモノマーと、「ゴム状」のコモノマーと、架橋剤が含まれる。単官能モノマー、単官能コモノマー、及び多官能架橋剤の具体的な種類、及び量の選択は、発泡体を本発明に用いるのに適したものとする構造特性、機械的特性、及び液体処理特性の所望の組み合わせをもつ吸収性ＨＩＰＥ発泡体を実現させるのに重要なことがある。その他の油相用補助剤には、米国特許第５，５６３，１７９号明細書に詳しく記載されているような乳化剤、酸化防止剤、顔料等が含まれる。この特許は、参考として本明細書に記載するものである。
【００３６】
ＨＩＰＥエマルジョンの油相に用いるモノマー成分は、得られる高分子発泡構造体にガラス様の特性を付与する傾向のある、一種、もしくはそれ以上の単官能モノマーを含んでなるものである。このようなモノマーを「ガラス状」モノマーと呼ぶ。また本発明の目的に対しては、このようなモノマーは、約４０℃以上のガラス転移温度Ｔｇをもつ高分子量（６０００超）のホモポリマーを生成する低分子量物質、と定義されるものである。これらのガラス状単官能モノマーの種類には、メタクリレートをベースとするモノマー（例えばメチルメタクリレート）や、スチレンをベースとするモノマー（例えばスチレン）が含まれる。一つの好適なガラス状単官能モノマーの種類に入るモノマーは、スチレンをベースとするモノマーである。スチレン自体が、この種のモノマーとして最適である。ｐ−メチルスチレンのような置換、例えば一置換スチレンも、用いることができる。ガラス状単官能モノマーは一般的に、モノマー成分の約５〜約４０重量％、より好適には約１０〜約３０重量％、更に好適には約１５〜約２５重量％、最も好適には約２０重量％である。
【００３７】
モノマー成分は、得られる高分子発泡構造体にゴム様の特性を付与する傾向のある、一種、もしくはそれ以上の単官能コポリマーも含んでなる。このようなコモノマーを、「ゴム状」コモノマーと呼ぶ。また本発明の目的に対しては、このようなコモノマーは、約４０℃以下のガラス転移温度Ｔｇをもつ高分子量（１０，０００超）のホモポリマーを生成する低分子量物質、と定義されるものである。この種のゴム状単官能コモノマーには、例えばＣ４〜Ｃ１２アルキルアクリレート、Ｃ６〜Ｃ１４アルキルメタクリレート、及びこのようなコモノマーの組み合わせが含まれる。これらのコモノマーの中でも、ｎ−ブチルアクリレートと２−エチルヘキシルアクリレートが最適である。ゴム状の単官能コモノマーは一般的に、モノマー成分の約３０〜約８０重量％、より好適には約５０〜約７０重量％、最も好適には約５５〜約６５重量％である。
【００３８】
ガラス状モノマーとゴム状コモノマーとから形成されるポリマー鎖は架橋することになっているので、モノマー成分には多官能架橋剤も含まれる。単官能モノマー、及び単官能コノモマーと共に、架橋剤の具体的な種類、及び量の選択は、構造特性、機械的特性、及び液体処理特性の所望の組み合わせをもつ適切な高分子発泡体を最終的に実現する為に、非常に重要である。
【００３９】
使用する単官能モノマー、及び単官能コモノマーの種類と量や、更には得られる高分子発泡体の所望の特性にもよるが、多官能架橋剤は、広い範囲の多官能モノマーから、好適には二官能モノマーから選ぶことができる。従って架橋剤は、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、もしくはジアリルフタレートのような芳香族ジビニル物質であってよい。或いは、１，６−ヘキサンジオールやその同族体といったポリオールのあらゆるジアクリルもしくはジメチルアクリル酸エステルのような、脂肪族ジビニル架橋剤を用いることができる。ＨＩＰＥエマルジョンを作るのに適していることの分かった架橋剤は、ジビニルベンゼンである。どのようなタイプの架橋剤も通常、本発明における発泡体形成用エマルジョンの油相に、モノマー成分の約１０〜約４０重量％、より好適には約１５〜約２５重量％、最も好適には約２０重量％にあたる量で用いる。
【００４０】
ＨＩＰＥエマルジョンの油相の大部分は、上記のモノマー、コモノマー、及び架橋剤からなっている。これらのモノマー、コモノマー、及び架橋剤は、それらが主として油相に溶け、水相には溶けないよう、水に実質的に溶けないことが不可欠である。このような水に実質的に溶けないモノマーを使用することにより、好適な特性と安定性をもつＨＩＰＥエマルジョンが確実に得られる。
【００４１】
本発明で用いるモノマー、コモノマー、及び架橋剤は、得られる高分子発泡体が好適には毒性を示さず、また適切な化学安定性をもつようなタイプのものである。これらのモノマー、コモノマー、及び架橋剤には毒性が殆どないか、もしくは全くなく、例え毒性があっても、発泡体を重合後に処理する間、及び／もしくは発泡体使用中に極めて低い残留濃度で存在する程度である。
【００４２】
油相のもう一つの必須成分は、安定なＨＩＰＥエマルジョンの形成を可能にする乳化剤である。このような乳化剤は、エマルジョンの形成に用いる油相に溶けるものである。用いる乳化剤は典型的にはノニオン界面活性剤であって、それらにはソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセロール脂肪酸エステル、及びそれらの組み合わせが含まれる。好適な乳化剤には、ジグリセロールモノオレエート、ソルビタンラウレート（例えばスパン（Ｒ）２０）、ソルビタンオレエート（例えばスパン（Ｒ）８０）、ソルビタンラウレートとソルビタンパルミテート（例えばスパン（Ｒ）４０）との重量比約１：１から約３：１の混合物、及び特に、以下に述べるソルビタンラウレートと或る種のポリグリセロール脂肪酸エステルとの組み合わせが含まれる。
【００４３】
ＨＩＰＥエマルジョンを形成するのに用いる油相は、一般的に、モノマー成分を約６７〜約９８重量％と、乳化剤成分を約２〜約３３重量％含んでなるものである。この油相は、モノマー成分を約８０〜約９５重量％と、乳化剤成分を約５〜約２０重量％含んでいてよい。
【００４４】
油相は、モノマー成分と乳化剤成分の他に、その他の任意の成分を含有することができる。このような任意の油相成分の一つは、以下に述べる通常のタイプの油溶性重合開始剤である。油相の考えられる他の任意成分は、モノマー成分用や乳化剤成分用の、水に実質的に溶けない溶剤である。この種の溶剤は勿論、得られる高分子発泡体を溶かすことができるものであってはならない。このような溶剤を用いるのであれば、それは一般的に、油相の約１０重量％以下である。
【００４５】
Ｂ．水相成分
ＨＩＰＥエマルジョンの不連続分散相は、一般的には、一種、もしくはそれ以上の溶解成分を含む水溶液からなる水相である。水相の必須溶解成分の一つは、水溶性の電解質である。ＨＩＰＥエマルジョンの水相に溶けている電解質は、モノマー、及び架橋剤の、主として油に溶けるという傾向を最低限に抑えて、それらを水相にも溶けるようにする役目を果たす。これによって、エマルジョンを重合させている間に、水相でできている液滴によって形成された油と水の界面にある気泡の窓が高分子物質で塞がれる度合いが最低限に抑えられるものと考えられる。従って、電解質の存在と、それに起因する水相のイオン強度とによって、得られる高分子発泡体を連続気泡体にすることができるかどうかが、またどの程度の連続気泡にすることができるかが決まるものと考えられる。
【００４６】
水相にイオン強度を付与するイオン種をもたらす、あらゆる電解質を用いることができる。適切な電解質は、例えば塩化物のような水溶性のハロゲン化物、硝酸塩、及び硫酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩といった一価、二価、もしくは三価の無機塩である。例としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、及び硫酸マグネシウムが挙げられる。本発明に用いるのには、塩化カルシウムが適している。電解質は一般的に、ＨＩＰＥエマルジョンの水相に、水相の約０．２〜約２０重量％となる濃度で用いる。電解質が水相の約１〜約１０重量％であるのが、より好適である。
【００４７】
ＨＩＰＥエマルジョンは、典型的には、重合開始剤も含有する。このような開始剤成分は、一般的には、ＨＩＰＥエマルジョンの水相に添加する。また開始剤成分は、どのような通常の水溶性フリーラジカル開始剤であってもよい。この種の物質には、過硫酸ナトリウム、カリウム及びナトリウム、過酸化水素、過酢酸ナトリウム、過炭酸ナトリウム等のような過酸素化合物が含まれる。従来のレドックス開始剤系も、用いることができる。このような系は、上記の過酸素化合物を、重亜硫酸ナトリウム、Ｌ−アスコルビン酸、もしくは第一鉄塩のような還元剤と組み合わせて形成したものである。
【００４８】
開始剤物質は、油相中に存在している重合性モノマーの合計モルの約５モルパーセントまで含めることができる。開始剤が、油相中の重合性モノマーの合計モルの約０．００１〜０．５モルパーセントであるのがより好適である。開始剤を水相に入れる場合、開始剤の上記のような濃度は、水相の約０．００５〜約０．４重量％、より好適には約０．００６〜約０．２重量％となるように開始剤を水相に添加することで達成できる。
【００４９】
Ｃ．親水性化剤、及び水和可能な塩
本発明の潰れた吸収性発泡構造体を形成する架橋高分子物質は、そのポリマー構造上に極性官能基を実質的には有していない。従って、このような吸収性発泡体の発泡構造体面を形成する高分子物質は、重合工程のすぐ後では、通常、比較的疎水性を示す。その為、重合したての発泡体は、その発泡体を水性の体液用の吸収材として用いることができるよう、発泡構造体面を比較的親水性にする為に更に処理を施さなければならないことがある。必要ならば、重合させたＨＩＰＥ発泡構造体を、以下により詳しく述べる方法で親水性化剤を用いて処理することで、発泡体表面の親水性化を行うことができる。
【００５０】
親水性化剤とは、それに接触させ、またそれを付着させた高分子表面の水湿潤性を高めるあらゆる物質である。親水性化剤は当該技術分野で良く知られており、それらには界面活性剤物質、特にノニオン系の界面活性剤物質を含めることができる。親水性化剤は、一般的には液体の形で使用するものであり、ＨＩＰＥ発泡体表面に用いる親水性化溶液中に溶解、もしくは分散させることができる。この方法では、ＨＩＰＥ発泡構造体のポリマー表面に、このような表面を実質的に親水性にはするが、発泡体の所望の柔軟性と圧縮撓み性は変えることのない量で親水性化剤を吸着させることができる。親水性化剤で処理した発泡体には、発泡体の約０．５〜約２０重量％、好ましくは約５〜約１２重量％にあたる残留量で親水性化剤が発泡構造体中に添合されている。
【００５１】
一つの適切なタイプの親水性化剤は、刺激性のない油溶性の界面活性剤である。このような界面活性剤には、ソルビタンラウレート（例えばスパン（Ｒ）２０）や、以下に述べるソルビタンラウレートと或る種のポリグリセロール脂肪酸エステルとの組み合わせといった、前に述べたＨＩＰＥエマルジョンの油相に対して乳化剤として用いるものの全てを含めることができる。このような親水性化界面活性剤は、ＨＩＰＥエマルジョンを形成もしくは重合させている間に発泡体中に添合することができる。或いは、好適なキャリアもしくは溶剤に溶解もしくは分散させた界面活性剤の溶液もしくは懸濁液を用いて高分子発泡体を処理することで、発泡体中に親水性化界面活性剤を添合することができる。
【００５２】
ＨＩＰＥ発泡構造体中に添合する必要のあるもう一つの物質は、水和可能で適切な吸湿性もしくは潮解性をもち、水に溶ける無機塩である。このような塩には、例えば毒物学的に許容されるアルカリ土類金属塩が含まれる。この種の物質、及びそれらの物質を発泡体親水性化剤として作用する油溶性界面活性剤と共に用いることが、１９８４年１０月１１日にDesMaraisに対して発行された、普通に譲渡された米国特許第５，３５２，７１１号明細書に、より詳しく記載されている。この特許は、参考として本明細書に開示するものである。この種の好適な塩には、前に述べたように、高分子発泡体を作るのに用いるＨＩＰＥエマルジョンの水相中に電解質としても使用できる塩化カルシウムのようなハロゲン化カルシウムが含まれる。
【００５３】
水和可能な無機塩は、このような塩の水溶液を用いて本発明の高分子発泡体を処理することで、発泡体に容易に添合することができる。水和可能な無機塩の溶液は、一般的には、重合したての発泡体から残留水相を除去する工程が完了した後で、もしくはその工程の一部として発泡体を処理するのに用いることができる。このような溶液と発泡体を接触させて、塩化カルシウムのような水和可能な無機塩を、残留量が発泡体の約０．１重量％以上、典型的には発泡体の約０．１〜約１０重量％、より好適には約３〜約８重量％となるように付着させるのが好適である。
【００５４】
重合直後に比較的疎水性を示す好適な発泡構造体の親水性化剤による（水和塩を用いるか、もしくは用いない）処理は、典型的には、ＨＩＰＥ発泡体に適切な親水性を付与するのに必要、且つ十分な程度まで行う。しかしながら、ＨＩＰＥエマルジョンタイプの幾つかの発泡体は、でき上がった時点で適切な親水性を示すことがあり、また十分な量の水和可能な塩をその中に有していることがあるので、親水性化剤、もしくは水和可能な塩を用いて更に処理する必要がない。このようなＨＩＰＥ発泡体は特に、ソルビタンラウレート（例えばスパン（Ｒ）２０）や、以下に述べるソルビタンラウレートと或る種のポリグリセロール脂肪酸エステルとの組み合わせといったソルビタン脂肪酸エステルを乳化剤としてＨＩＰＥエマルジョンの油相に添加し、また塩化カルシウムを電解質としてＨＩＰＥエマルジョンの水相に添加したものである。その場合、重合させた発泡体の残留乳化剤を含んでいる内部表面には適度な親水性があり、また高分子発泡体を脱水した後でも、残留水相液は十分な量の塩化カルシウムを含んでいるか、もしくはそれを沈積させる。
【００５５】
親水性化界面活性剤による発泡材の処理は、米国特許第５，５６３，１７９号、第５，２５０，５７６号、及び第５，２９２，７７７号の各明細書に記載されている。これらの特許は、参考として本明細書に開示するものである。
【００５６】
Ｄ．ＨＩＰＥ発泡体を得る為の処理条件
発泡体の製造には、典型的には、１）安定な高不連続相エマルジョン（ＨＩＰＥ）を形成する工程、２）この安定なエマルジョンを、固体高分子発泡構造体を形成するのに適した条件下で重合／硬化させる工程、３）固体高分子発泡構造体を洗浄して、残っている当初からの水相を高分子発泡構造体から除去し、必要ならば、高分子発泡構造体を親水性化剤及び／もしくは水和可能な塩を用いて処理して、いずれかの必要とされる親水性化剤及び／もしくは水和可能な塩を付着させる工程、及び４）その後、水性体液用の吸収材として有用な潰れた未発泡の高分子発泡材を得るのに必要な程度に、この高分子発泡構造体を脱水する（好適にはＺ方向の圧縮を含む）工程が含まれる。これらの手順は、普通に譲渡された、１９９２年９月２２日発行の米国特許第５，５６３，１７９号、及び第５，１４９，７２０号（DesMarais等）、並びに１９９８年１０月２７日発行の米国特許第５，８２７，９０９号（DesMarais）の各明細書に開示されている。これらの特許は、参考として本明細書に記載するものである。
【００５７】
本発明に係る比較的薄い潰れた高分子発泡材を一貫して得る為には、エマルジョンの形成工程と重合工程を、ＨＩＰＥエマルジョン中の水滴の凝集が少なくなるか、もしくは最小限に抑えられるような方法で実施するのが特に重要であるということが分かった。ＨＩＰＥエマルジョンは、特に重合や硬化を行う為に高い温度条件に付した時には、必ずしも安定であるとは限らない。ＨＩＰＥエマルジョンが不安定になると、その中にある水滴が凝集し、かなり大きな水滴になることがある。実際、エマルジョンを重合させている間や硬化させている間には、本質上、発泡構造体の凝固と水滴の凝集との間に競り合いがある。水滴の凝集が減り、しかもなお発泡構造体の重合と硬化をほどほどの時間内に行うことができるよう、適切にバランスをとる必要がある。（残存する水滴の大きさが極めて小さいのであれば幾らか凝集が生じても構わないが、得られる発泡体中の気泡の大きさがこのように不均一であると、発泡体の液体移送特性、特にその吸上げ速度に悪影響が及ぼされることがある。）
【００５８】
ＨＩＰＥエマルジョン中の水滴の凝集が減ると、重合及び硬化後に得られる発泡構造体の平均気泡サイズが、より小さくなる。高分子発泡材の平均気泡サイズがより小さいということは、本発明に係る比較的薄い潰れた高分子発泡材を一貫して形成する為の重要なメカニズムである。（得られる発泡体の気泡サイズが均一に小さいと、吸収性、及び特に液体移送（例えば吸上げ）特性も良好になると考えられる。）ＨＩＰＥエマルジョン中の水滴の凝集を減らす条件下で作った場合、高分子発泡材の数平均気泡サイズは約５０ミクロン以下であって、典型的には約５〜約５０ミクロン、好適には約５〜約４０ミクロン、より好適には約５〜約３５ミクロンである。ＨＩＰＥエマルジョン中の水滴の凝集を一貫して減少させる手法を、潰れた高分子発泡体を得る為のエマルジョンの形成及び重合／硬化工程についての以下の説明において、更に詳しく検討する。
【００５９】
より高い気泡均一性をもつＨＩＰＥを形成するのに適した方法の一つには、必須の油相と水相を合わせて乳化する連続法が含まれる。この一つに合わせた流れを、混合室もしくは領域（例えばシリンダー）中で、通常、例えば適切な形状と寸法をもつピン・インペラーによりもたらされる低剪断攪拌に付す。低剪断攪拌を用いることでＨＩＰＥ中の気泡サイズがより均一になり、それによって発泡体の吸込力が向上する。本方法に用いるタイプのピン・インペラーについては、インペラーのピンの先端速度（以下、「先端速度」という）と、ピンの先端と混合室の壁との間隙（本明細書においては、「ピンと壁の間隙」もしくは「間隙」という）の両方が、剪断速度にとって重要である。本発明においては、ピン・インペラーの剪断速度を、先端速度をピンと壁の間隙で割ったものであると定義する。本発明の目的に対しては、この組み合わせ変数、すなわち剪断速度は、約６０００秒−１以下でなければならない。油相と水相を一緒にした流れに対して、典型的には、約５４００秒−１以下、より好適には約５１００秒−１以下の速度で剪断力をかける。用いる剪断速度は、典型的には約３０００〜約６０００秒−１であって、より典型的には約３０００〜約５４００秒−１、更に典型的には約３３００〜約５１００秒−１である。先端速度は、約１５０インチ／秒（３８１ｃｍ／秒）〜約６００インチ／秒（１５２４ｃｍ／秒）、好適には約１５０インチ／秒（３８１ｃｍ／秒）〜約５００インチ／秒（１２７０ｃｍ／秒）、より好適には約２００インチ／秒（５０８ｃｍ／秒）〜約４００インチ／秒（１０１６ｃｍ／秒）でなければならない。ピンと壁の間隙はシリンダーの直径の１〜６％、好適には１〜４％、より好適には１．５〜４％でなければならない。
【００６０】
１．ＨＩＰＥエマルジョンの形成
油相成分と水相成分を前に規定した重量比で合わせて、ＨＩＰＥエマルジョンを形成する。油相は、必須のモノマー、コモノマー、架橋剤、及び乳化剤といった、前に規定した必須成分を含有するものであり、また溶剤や重合開始剤のような任意の成分も含むことができる。用いる水相は、必須成分として前に規定した電解質を含有するものであり、また水溶性の乳化剤及び／もしくは重合開始剤のような任意の成分も含むことができる。
【００６１】
ＨＩＰＥエマルジョンは、油相と水相を合わせたものを剪断攪拌に付すことにより形成できる。一般的には、油相と水相を合わせたものから安定なエマルジョンを形成するのに必要な程度に、またそれに必要な時間、剪断攪拌を行う。このような工程はバッチ式で行うことも、連続式で行うこともでき、また一般的には、得られる高分子発泡体が必須の細孔容積やその他の構造特性をもつような程度まで水相液滴を分散させる、エマルジョン形成に適した条件下で行う。油相と水相を合わせたものを乳化するには、ピン・インペラーのような混合もしくは攪拌装置を用いることが多い。
【００６２】
本発明で用いることのできる、ＨＩＰＥエマルジョンを形成するのに適した方法の一つには、必須の油相と水相を合わせて乳化する連続法が含まれる。このような方法においては、油相からなる液体流を形成し、約０．０８〜約１．５ｍｌ／秒の流量で供給する。同時に、水相からなる液体流も形成し、約４〜約５０ｍｌ／秒の流量で供給する。その後、必須の水相と油相の重量比が前に規定した比率に近づいてゆき、それに到達し、それが維持されるような方法で、上記の範囲の流量にあるこれらの二つの流れを、適切な混合室もしくは領域中で合わせる。
【００６３】
合わせた流れを混合室もしくは領域中で、通常、例えば適切な形状と寸法をもつピン・インペラーによりもたらされる剪断攪拌に付す。混合室中の滞留時間は、大体のところ約５〜約３０秒である。液状の安定なＨＩＰＥエマルジョンが形成されたら、流量約４〜約５２ｍｌ／秒で混合室もしくは領域から、それを取り出すことができる。連続法によりＨＩＰＥエマルジョンを形成するこの方法は、１９９２年９月２２日に発行された米国特許第５，１４９，７２０号（DesMarais等）明細書に、より詳しく記載されている。この特許は、参考として本明細書に記載するものである。
【００６４】
ＨＩＰＥエマルジョン中の水滴の凝集を一貫して減少させる為には、特にＨＩＰＥエマルジョンを約５０〜約１００℃の温度で重合もしくは硬化させるのであれば、或る種の乳化系を油相に用いてもよい。これらの乳化剤系には、ソルビタンラウレート（例えばスパン（Ｒ）２０）と、補助乳化剤としての役目を果たす或る種のポリグリセロール脂肪酸エステル（ＰＧＥ）との組み合わせからなるものが含まれる。ソルビタンラウレートとＰＧＥの重量比は、通常、約１０：１から約１：１０の範囲であり、好適には約４：１から約１：１の範囲である。
【００６５】
ソルビタンラウレートに対する補助乳化剤として特に有用なＰＧＥは通常、線状（すなわち非環式）ジグリセロールのレベルが高く、トリグリセロール、もしくはそれより高級なポリグリセロールのレベルが低く、また環式ジグリセロールのレベルが低いことを特徴とするポリグリセロールから作られたものである。適切なポリグリセロール反応体（重量基準）は一般的には、線状ジグリセロールのレベルが約６０％以上（典型的な範囲は約６０〜約９０％）、トリグリセロール、もしくはそれより高級なポリグリセロールのレベルが約４０％以下（典型的な範囲は約１０〜約４０％）、そして環式ジグリセロールのレベルが約１０％以下（典型的な範囲は約０〜約１０％）のものである。これらのポリグリセロールは、線状ジグリセロールのレベルが約６０〜約８０％、トリグリセロール、もしくはそれより高級なポリグリセロールのレベルが約２０〜約４０％、そして環式ジグリセロールのレベルが約１０％以下であるのが好適である。
【００６６】
ソルビタンラウレートに対する補助乳化剤として特に有用なＰＧＥはまた、Ｃ１２飽和脂肪酸とＣ１４飽和脂肪酸を合わせたレベルが高く、その他の脂肪酸のレベルが低い脂肪酸組成物であることを特徴とする脂肪酸反応体から作られるものである。適切な脂肪酸反応体は、Ｃ１２飽和脂肪酸とＣ１４飽和脂肪酸を合わせたレベルが約４０％以上（典型的な範囲は約４０〜約８５％）、Ｃ１６飽和脂肪酸のレベルが約２５％以下（典型的な範囲は約５〜約２５％）、Ｃ１８もしくはそれより高級な飽和脂肪酸を合わせたレベルが約１０％以下（典型的な範囲は約２〜約１０％）、Ｃ１０もしくはそれより低級な脂肪酸を合わせたレベルが約１０％以下（典型的な範囲は約０．３〜約１０％）であって、残りの脂肪酸の殆どがＣ１８モノ不飽和脂肪酸である脂肪酸組成を有するものである。これらの脂肪酸反応体の脂肪酸組成は、Ｃ１２飽和脂肪酸とＣ１４飽和脂肪酸を合わせたレベルが約６５％以上（典型的な範囲は約６５〜約７５％）、Ｃ１６飽和脂肪酸が約１５％以下（典型的な範囲は約１０〜約１５％）、Ｃ１８もしくはそれより高級な飽和脂肪酸を合わせたレベルが約４％以下（典型的な範囲は約２〜約４％）、そしてＣ１０もしくはそれより低級な脂肪酸が約３％以下（典型的な範囲は約０．３〜約３％）であるのが好適である。
【００６７】
ソルビタンラウレートに対する補助乳化剤として有用なＰＧＥには、一般的に、最小の油／水界面張力（ＩＦＴ）を付与するという特徴もある。ここで、油相にはＨＩＰＥエマルジョンに用いるモノマーが含まれており、また水相には塩化カルシウムが含まれている。適切なＰＧＥ補助乳化剤は通常、約０．０６ダイン／ｃｍ以上、典型的には約０．０６〜約１．０ダイン／ｃｍの最小油／水ＩＦＴを付与するものである。特に好適なＰＧＥは、約０．０９ダイン／ｃｍ以上、典型的には約０．０９〜約０．３ダイン／ｃｍの最小油／水ＩＦＴを付与するものである。
【００６８】
ソルビタンモノラウレートに対する補助乳化剤として有用なＰＧＥは、当該技術分野において良く知られている方法で作ることができる。例えば、１９７２年１月２５日に発行された米国特許第３，６３７，７７４号（Babayan等）明細書、及びMclntyre, “Polyglycerol Esters”, J. Am. Oil Chem. Soc., Vol. 56, No. 11 (1979), pp. 835A-840Aを参照のこと。これらは参考として本明細書に記載するものであり、またそれらにはポリグリセロールの製造方法と、ポリグリセロールをＰＧＥに変える方法が記載されている。ＰＧＥは典型的には、脂肪酸でポリグリセロールをエステル化させて作る。ポリグリセロールの適切な混合物は、販売元から入手するか、もしくは米国特許第３，６３７，７７４号明細書に記載されているような公知の方法を用いて合成したポリグリセロールを混合して作ることができる。脂肪酸の適切な混合物は、販売元から入手した脂肪酸及び／もしくは脂肪酸混合物を混合して作ることができる。補助乳化剤として有用なＰＧＥを作る場合、ポリグリセロールと脂肪酸の重量比は、一般的には約５０：５０から７０：３０であり、好適には約６０：４０から約７０：３０である。
【００６９】
適切なＰＧＥ補助乳化剤を作る為の典型的な反応条件には、エステル化触媒として作用する０．１〜０．２％の水酸化ナトリウムの存在下で、脂肪酸を用いてポリグリセロールをエステル化させることが含まれる。この反応は、機械的攪拌下で窒素を噴霧しつつ、周囲圧力下、約２１０〜２２０℃で開始させる。反応が進むにつれて遊離脂肪酸が失われ、真空度が約８ｍｍＨｇまで徐々に上昇する。遊離脂肪酸のレベルが約０．５％未満まで低下したら、燐酸溶液で触媒を中和させ、反応混合物を約６０℃に急激に冷却する。その後、（例えば未反応のポリグリセロールのレベルを低下させる為に）この粗反応混合物を沈降、もしくは他の通常の精製工程に付して、所望のＰＧＥを得ることができる。
【００７０】
２．ＨＩＰＥエマルジョンの重合／硬化
形成されたＨＩＰＥエマルジョンは、通常、適切な反応がま、容器、もしくは領域中に集めるか、流し入れて、重合もしくは硬化させる。本発明の一つの態様においては、反応がまは、ポリエチレン製のタブからなるものである。重合／硬化を所望の程度まで行った後、更に処理する為に、最終的に重合／硬化させた固体発泡材をこのタブから容易に取り出すことができる。ＨＩＰＥエマルジョンを反応がまに流し入れる時の温度は、重合／硬化温度とほぼ同じであるのが一般的には好適である。
【００７１】
ＨＩＰＥエマルジョンが付される重合／硬化条件は、エマルジョンの油相と水相のモノマーやその他の組成、特に用いる乳化剤系や用いる重合開始剤の種類と量によって異なる。しかしながら、重合／硬化条件には、多くの場合、ＨＩＰＥエマルジョンを約５０℃以上、更には約８０℃までの高温に約１〜約４８時間保持することが含まれる。
【００７２】
ＨＩＰＥエマルジョンをタブのような反応がまの中で重合／硬化させると、典型的には、塊状の固体高分子発泡体が得られる。この重合させた塊状のＨＩＰＥ発泡体を、典型的には、シート様の形状に切断もしくはスライスする。重合させたＨＩＰＥ発泡体のシートは、その後の処理／洗浄工程や脱水工程での処理がより容易に行えるだけでなく、吸収性製品用のＨＩＰＥ発泡体をより容易に作ることができる。重合させた塊状のＨＩＰＥ発泡体を切断／スライスして、切断方向の厚みを約０．０８〜約２．５ｃｍとするのが典型的である。そうすることにより、典型的には、その後の脱水工程で、厚みが約０．００８〜約１．２５ｃｍの潰れたＨＩＰＥ発泡体が得られる。
【００７３】
３．ＨＩＰＥ発泡体の処理／洗浄
形成される重合済み固体ＨＩＰＥ発泡体は通常、ＨＩＰＥエマルジョンを作るのに用いた水相物質の残りが気泡に詰まっている、柔軟性のある多孔質連続気泡構造体である。電解質の水溶液、残留乳化剤、及び重合開始剤を一般的に含んでなるこの残留水相物質は、発泡体を更に処理する前の、また使用する前のこの時点で、発泡構造体から少なくともその一部を除去しなければならない。当初からの水相物質の除去は、一般的には、発泡構造体を圧縮して残留液体を絞り出すことにより、及び／もしくは発泡構造体を水やその他の水性洗浄溶液で洗浄することにより行う。圧縮工程、及び洗浄工程は数回、例えば２〜４サイクル行うことが多い。
【００７４】
当初からの水相物質を発泡構造体から必要とされる程度まで除去した後、必要ならばＨＩＰＥ発泡体を、例えば適切な親水性化剤及び／もしくは水和可能な塩の水溶液で繰り返し洗浄して処理することができる。用いることのできる親水性化剤、及び水和可能な塩は前に述べたが、それらにはソルビタンラウレート(例えばスパン（Ｒ）２０)、及び塩化カルシウムが含まれる。既に述べたように、親水性化剤／水和可能な塩の溶液によるＨＩＰＥ発泡構造体の処理は、必要ならば、所望の量の親水性化剤／水和可能な塩が添合されるまで、また発泡体が、選んだどの試験液に対しても所望の付着張力値を示すようになるまで続ける。
【００７５】
上述の論考は、主として、液体で濡れるまで薄さを保ち続ける発泡材１０に向けられたものである。この種の好適な発泡材１０は、普通に譲渡された米国特許第５，３８７，２０７号、第５，６５０，２２２号、第５，６５２，１９４号、第５，７４１，５８１号、及び第５，７４４，５０６号のいずれかに従って作ることができる。これらの特許は、参考として本明細書に記載するものである。
【００７６】
或いは、本発明に有用な発泡材１０は、親水性をもち、しかも比較的薄いままでいる、すなわち湿潤時に、厚みに感知できるほどの変化を示さないものであってもよい。このような発泡材１０は、米国特許第５，２６０，３４５号、第５，２６８，２２４号、第５，３３１，０１５号、第５，５５０，１６７号、第５，５６３，１７９号、第５，５７１，８４９号、第５，６３２，７３７号、第５，６９２，９３９号、第５，８４９，８０５号、第５，７６３，４９９号、第５，７８６，３９５号、第５，７９５，９２１号、第５，８５１，６４８号、及び第５，８７３，８６９号の各明細書に例示されている。これらの特許は、参考として本明細書に記載するものである。
【００７７】
或いは本発明は、疎水性の発泡材１０に用いてもよい。疎水性の発泡材１０は一般的に、断熱性があるので用いられる。このような発泡材１０は、米国特許第５，６３３，２９１号、第５，７２８，７４３号、第５，７５３，３５９号、及び第５，７７０，６３４号の各明細書に例示されている。これらの特許は、参考として本明細書に記載するものである。
【００７８】
或いは本発明は、異成分からなる発泡材１０に用いることができる。異成分からなる発泡材１０は、米国特許第５，８１７，７０４号、第５，８５６，３６６号、及び第５，８６９，１７１号の各明細書に例示されている。これらの特許は、参考として本明細書に記載するものである。
【００７９】
図１に示すように、以下に述べる方法を実施する為に毛管脱水性部材を準備する。一つの態様においては、毛管脱水性部材は、薄葉紙等級の紙を乾燥させるのに適した、当該技術分野で知られているようなフェルト２０であってよい。好適なフェルト２０は、典型的には、支持体上に重ねて置いて支持体と接合させた不織バット２１を有するものである。この支持体によって、フェルト２０を高速作業に用いてもよいような構造的統合性がもたらされる。バット２１の太さは、本明細書に記載する態様に対しては、１．５〜４０デニールであればよい。フェルト用のバット２１の毛管サイズは、脱水しようとする発泡材１０の毛管よりも小さいのが好ましい。バット２１の毛管サイズを発泡材１０の毛管サイズに上手く合わせることにより、脱水を効率的、且つ効果的に行うことができる。
【００８０】
フェルト２０の毛管が発泡材１０の毛管と上手く合うと、発泡材１０内に含まれている水が脱水される。脱水後の発泡材１０の水分含有率は４〜５０％であり、より好ましくは約１０〜２０％である。本明細書におけるパーセンテージは、特に断りのない限り、全て重量パーセンテージである。
【００８１】
バット２１に適した材料には、ナイロン、ポリエステル、及び好ましくは羊毛が含まれる。フェルト２０は、発泡材１０を所望の水分含有率まで脱水するのに十分であって、しかもその後、フェルト２０の特定の部分が脱水しようとする発泡材１０の別の部分と接触するまで、この水を受け付けないような基本重量と水吸収力を有しているのが好ましい。水は、公知の手法を用いてフェルト２０から排出させることができる（図示せず）。好適なフェルト２０は市販されているものであって、アップルトン・ミルズ・フェルト５６２６０や、マックマスター・カー・フェルト８７５５Ｋ２及び８８７７Ｋ４２が、本発明に用いるのに適していることが分かった。その他の好適な市販のフェルト２０には、エド・ベスト・カンパニーの羊毛フェルト６００、タンフェルトのナイロンフェルト２５５０−２３−２３、及びスキャパのナイロンフェルト２０  ８０７４−Ｓが含まれる。
【００８２】
図１に示すように、フェルト２０を、脱水しようとする発泡材１０の露出表面に接触させる。この脱水方法は、軸方向に回転可能な二つの同方向のロール２２を、それらの間にニップ２４が形成されるように近接して配置して実施してもよい。フェルト２０と発泡材１０を向かい合わせに重ねて、ニップ２４に挿入する。ロール２２には、合わせて５０〜８，０００ポンド／線インチ、好ましくは３００〜３，０００ポンド／線インチの圧で荷重をかける。一般的に、発泡材１０が破れたり裂けたりしない限り、ニップ２４荷重は比較的大きいのが好ましい。
【００８３】
発泡材１０とフェルト２０を、一定の同じ表面速度でニップ２４に通す。発泡材１０に対するフェルト２０もしくはロール２２による擦れ、剪断作用、及び摩擦を最低限に抑える為に、発泡材１０とフェルト２０の表面速度をニップ２４の表面速度に見合うようにし、それによって、発泡材１０が破壊や損傷を受ける機会や、停止時間を招く機会を最小限に押える。本明細書に記載する態様に対しては、５〜５００フィート／分、好ましくは１００〜２５０フィート／分の表面速度が適していることが分かった。
【００８４】
所望ならば、発泡材１０をもっと脱水する為に、複数のニップ２４を用いてもよい。一般的に、ニップ２４の数が増えるほど脱水量が多くなるが、以下の例で検討するように、脱水量は典型的には、ニップ２４に三〜六回通した後には減衰する。
【００８５】
所望ならば、ロール２２の一方、もしくは両方が真空ロール２２であってもよい。真空ロール２２は、水銀柱で３〜２０インチ、好ましくは１２〜１６インチの吸上げを実現できるものであってよい。このような真空ロール２２は、特に発泡体１０の露出表面と接触した時に、脱水を促進させる。一般的に真空圧は、水分除去に対しては二次的な影響しか及ぼさない。
【００８６】
図２に示すように、二枚のフェルト２０を準備し、第一のフェルト２０と第二のフェルト２０を近接して配置して二重フェルト２０構成体にすることにより、水分除去に対してより著しい効果を得ることができる。第一のフェルト２０と第二のフェルト２０を、発泡材１０の向かい合う第一表面１４と第二表面１４に接触させる。このように配置することにより、中央の薄層である発泡体１０と、二枚の外側の薄層であるフェルト２０とを有する積層二重フェルト２０構成体が得られる。この積層二重フェルト２０構成体を、上で述べたように脱水ニップ２４に通す。二重フェルト２０構成体を用いた脱水は、単一フェルト２０構成体よりも効果的である。これは、発泡材１０の二つの露出表面１４から同時に水分が除去される為である。
【００８７】
第一のフェルト２０と第二のフェルト２０は同一であってもよいし、似ていてもよいし、全く異なっていてもよい。異なるフェルト２０を用いると、発泡材１０のＺ方向に水分勾配が生じる可能性がある。
【００８８】
単一フェルト２０構成体に関して上で述べたように、一つ、もしくはそれ以上の真空ロール２４を二重フェルト２０構成体と共に用いてもよい。また、多数配列したニップ２４を、二重フェルト２０構成体と共に用いてもよい。しかしながら、多数のニップ２４の効果は、単一フェルト２０構成体を用いた時よりも、二重フェルト２０構成体を用いた時に速く減衰する。
【００８９】
図３に、多数のニップ２４配列の適用例を示す。図３では、図１及び２に示されているような限られたニップ２４幅だけでの接触ではなく、細長い接触パターンにより示されている延在ニップにより、機械方向に長い時間、また長い距離にわたって、フェルト２０が発泡材１０の露出表面１４と接触する。図３を引き続き参照すると、延在ニップの細長い接触路によって、発泡材１０をもっとよく毛管脱水できることが分かる。本明細書に記載する態様に対しては、表面速度を５〜５００フィート／分とすることにより、発泡体１０の露出表面とフェルト２０の間の接触時間が５〜５００ミリ秒になる。
【００９０】
以下の例で更に詳しく述べるように、図３の態様により、湿潤時の吸収性発泡材１０の膨潤が抑制されるという利点がもたらされる。例えば、吸収性発泡材１０をシート状にした場合、それがＸＹ面よりもＺ方向により大きく膨潤して、湿潤時に膨潤勾配が生じるのが望ましい。このような勾配は望ましいものである。というのは、吸収性発泡材１０が全ての方向に、元の長さに対して同じパーセンテージで膨潤すると、発泡体１０のＸＹ面は、大きさや外形が非現実的なものになってしまうからである。脱水中の接触及び滞留時間を長くすると、吸収性発泡材１０は湿潤時に復元力を発揮して、より容易にＺ方向に回復する。
【００９１】
図３の態様によって、脱水時に生じる発泡材１０のＸＹ収縮が小さくなる、という利点が更にもたらされる。例えば、液体で濡れるまで薄さを保つ発泡材１０をこのような構成で脱水すると、脱水時にＸＹ面が、面積換算で１０％未満、好ましくは７1/2％未満、より好ましくは５％未満、最も好ましくは２1/2％未満収縮することがある。これらの結果は、製造における経済性、及び予測性に対して明らかに利点があることを示している。更なる詳細は、以下の例ＸＸＩＩ〜ＸＸＶと表ＩＩＩに記載する。
【００９２】
ＸＹ収縮は、例えば手持ち式のスターレット・スケールや、その他の適切なスケールを用いてシートの長方形の平面寸法を測定することにより、容易に測定することができる。シートのＸＹ寸法は、脱水の前と後に測定する。連続的な脱水工程中に機械方向の測定を行うことができるよう、任意の点に印を付けるか、さもなければそのような点を確認しておく必要があるかもしれない。ＸＹ寸法を測定したら、収縮率を以下の式により求める。
［（ＸＹ１−ＸＹ２）／（ＸＹ１）］×  １００％
式中、ＸＹ１は脱水前の面積であり、
ＸＹ２は脱水後の面積である。
【００９３】
図４に示すように、別の態様においては、普通に譲渡された、１９９８年１２月１０日に公開されたTrokhan等名義の国際特許出願第ＷＯ９８／５５６８９号明細書に記載されているような、延在ニップ２４配列を用いた、フェルト２０を有する装置３６により、発泡材１０を脱水してもよい。この特許は、参考として本明細書に開示するものである。このような装置３６は、温度差と、延在ニップ２４配列を有するものである。この装置では、二枚のフェルト２０が、加熱側６２と低温側６１の間に近接して配置されている。水分は、加熱側６２から低温側６１に流れてゆき、低温側で凝縮する。この構成によって、上述の延在ニップ２４と接触させることによりもたらされる利点が一層得られる。
【００９４】
図５に示すように、所望ならば、図１、及び図２に示されている態様によりもたらされるニップ２４幅接触よりも大きいが、図３、及び図４の構成によりもたらされるよりも小さい接触をもたらす構成を用いてもよい。このような構成においては、延在ニッププレス３２を用いてもよい。延在ニッププレス３２には、かみ合う凹凸面３３、３４を有する装置を利用する。この幾何学的形状により、ロール２２の扇形（シューズプレスとして知られている形）の上に接触路がもたらされ、その為に滞留時間が生じる。骨格４０をもつフェルト２０と共に延在ニッププレス３２を用いた好適な構成が、普通に譲渡された、１９９８年８月１８日にAmpulski等に対して発行された米国特許第５，７９５，４４０号明細書に例示されている。この特許は、参考として本明細書に開示するものである。
【００９５】
図６に示すように、硬化させた後の発泡材１０の表面１４は、フェルト２０の表面組織に影響されるものと予想される。比較的滑らかな表面をもつ発泡材１０を望むのであれば、上述の単一フェルト２０構成体や二重フェルト２０構成体が適しており、普通のフェルト２０を用いることができる。しかしながら、発泡材１０に対しては、比較的滑らかな表面１４が常に望まれるとは限らない。或る場合には、粗い感触のある表面１４が望ましいことがある。
【００９６】
例えば、発泡材１０に、リブやヒンジラインを設けてもよい。発泡材１０におけるヒンジラインは、予め決められた部位での折れや変形を抑制するものである。このような構成は、発泡材１０を吸収性製品のコアとして用いることになっていて、それが着用者によりかけられる圧力下で変形に曝されるのであれば、特に有用なことがある。
【００９７】
或いは、比較的厚みのある連続網状組織と、その連続網状組織内に薄い不連続ポケットもしくは盲孔を有する発泡材１０が望ましい。発泡材１０をおむつのコアとして用いる場合には、糞便物質を取り込み、動かないようにし、更には脱水までするのに適した容積が、この不連続ポケットによってもたらされる。或いは、発泡材１０に、厚い不連続領域と比較的薄い連続網状組織を設けてもよい。或いは、多様な厚みからなる何等かの所望のパターンを、表面組織に用いてもよい。
【００９８】
所望ならば、発泡材１０の両面１４には、粗い感触を与えてもよい。発泡材１０の二つの露出表面１４に粗い感触を与える場合、その感触は所望の用途にもよるが、各露出表面１４とも同じであってもよいし、異なっていてもよい、ということが当業者には分かるであろう。
【００９９】
発泡体１０の第一の露出表面１４、第二の露出表面１４、もしくは第一と第二の露出表面１４には、以下のようにして粗い感触を与えることができる。フェルト２０は、バット２１から延出する骨格４０を有していてよい。この骨格４０は、所望のパターンを形成している感光性樹脂からなっていてよい。所望のパターンは、連続的であっても、半連続的であっても、不連続的であってもよいし、当業者が思い描くその他のどのようなパターンであってもよい。骨格４０は、フェルト２０のバット２１から外側に突出していて、未硬化の発泡材１０を排除するものと予想される。発泡材１０の、フェルト２０のバット２１と接触する領域が上記のように脱水される。発泡材１０の、骨格４０と接触する領域にパターンが付けられる。発泡材１０の表面１４に粗い感触を与えると予想される、骨格４０を有していて本発明に使用可能なフェルト２０は、普通に譲渡された、１９９６年８月２７日にPhanに対して発行された米国特許第５，５４９，７９０号、１９９６年９月１７日にTrokhan等に対して発行された米国特許第５，５５６，５０９号、１９９６年１２月３日にAmpulski等に対して発行された米国特許第５，５８０，４２３号、１９９７年３月１１日にPhanに対して発行された米国特許第５，６０９，７２５号、１９９７年５月１３日にTrokhan等に対して発行された米国特許第５，６２９，０５２号、１９９７年６月１０日にAmpulski等に対して発行された米国特許第５，６３７，１９４号、１９９７年１０月７日にMcFarland等に対して発行された米国特許第５，６７４，６６３号、１９９７年１２月２日にAmpulski等に対して発行された米国特許第５，６９３，１８７号、１９９８年１月２０日にTrokhan等に対して発行された米国特許第５，７０９，７７５号、１９９８年７月７日にAmpulski等に対して発行された米国特許第５，７７６，３０７号、１９９８年８月１８日にAmpulski等に対して発行された米国特許第５，７９５，４４０号、１９９８年９月２９日にPhanに対して発行された米国特許第５，８１４，１９０号、１９９８年１０月６日にTrokhan等に対して発行された米国特許第５，８１７，３７７号、１９９８年１２月８日にAmpulski等に対して発行された米国特許第５，８４６，３７９号、１９９９年１月５日にAmpulski等に対して発行された米国特許第５，８５５，７３９号、及び１９９９年１月１９日にAmpulski等に対して発行された米国特許第５，８６１，０８２号の各明細書に教示されている。これらの特許は、参考として本明細書に開示するものである。
【０１００】
水を吸収すると発泡材１０の粗い感触は消えて、発泡材１０が、硬化後の元の幾何学的形状に戻ることが分かる。このように、液体を吸収すると、ヒンジライン、連続網状組織、もしくはその他の表面形状は消えてなくなる。
【０１０１】
図７に示すように、毛管脱水性部材はフェルト２０である必要は全くない。また別の態様においては、毛管脱水性部材は、毛管媒体をもつカバー２３を有するロール２２であってよい。毛管媒体は、毛管作用により発泡材１０から水を除去する毛管細孔を有するものであってよい。ロール２２は、普通に譲渡された、１９８５年１２月３日にChuang等に対して発行された米国特許第４，５５６，４５０号明細書に例示されているような、毛管細孔の破壊圧よりも小さい真空圧を有していてよい。この特許は、参考として本明細書に開示するものである。
【０１０２】
作業中に、発泡材１０の第一の露出表面１４を、毛管脱水用ロール２２と接触させる。発泡材１０は、毛管脱水用ロールの約２０〜約３１０度の広がった扇形と、ずっと接触していてよい。
【０１０３】
所望ならば、毛管脱水性部材は、発泡体１０と乾燥用部材との間に空気流用の限定的なオリフィスを形成するようなものであってよい。この限定的なオリフィスは、上記のロールカバー２３として作られていてもよい。限定的なオリフィスによるロールカバー２３として好適なものの一つは、微細孔媒体を含んでなる積層体である。
【０１０４】
カバー２３は、各薄層の気泡サイズが順次小さくなっていく複数の薄層からなるものである。気泡が最も細かい薄層を、発泡材１０の露出表面と接触させて配置する。それより大きい気泡をもつ薄層は、脱水しようとする発泡材１０から順に離れるように配置するが、これらの薄層により、積層体が構造的に堅くなる。所望ならば、このような微細孔媒体には、上記のように破壊真空度よりも低い真空度に保たれた毛管脱水区画をもつ第一の領域と、真空度が破壊圧よりも高い、一つ、もしくはそれ以上の連続的な領域とからなる複数の領域を設けてもよい。限定的なオリフィス毛管乾燥用部材として好適なものが、普通に譲渡された、１９９４年１月４日にEnsign等に対して発行された米国特許第５，２７４，９３０号、１９９５年８月１日にEnsign等に対して発行された米国特許第５，４３７，１０７号、１９９６年７月３０日にEnsign等に対して発行された米国特許第５，５３９，９９６号、１９９６年１２月１０日にEnsign等に対して発行された米国特許第５，５８１，９０６号、１９９６年１２月１７日にEnsign等に対して発行された米国特許第５，５８４，１２６号、１９９６年１２月１７日にEnsign等に対して発行された米国特許第５，５８４，１２８号、及び１９９７年５月６日にEnsign等に対して発行された米国特許第５，６２５，９６１号の各明細書に例示されている。これらの特許は、参考として本明細書に開示するものである。
【０１０５】
図１と図２に戻ると、ロール２２には、他の様々な毛管脱水性部材を用いてもよいことが分かる。例えば、中実ロール２２を覆って、上記のようなフェルト２０からなる周縁部を設けてもよい。このフェルト２０は普通のフェルト２０であってもよいし、骨格４０のあるフェルト２０であってもよい。勿論、ロール２２のどちらか一方、もしくは両方に、このようなフェルト２２カバー２３を設けてもよい。両方共が似ているか、もしくは同じであるロール２２だけではなく、一方が通常のフェルト２０を有し、もう一方が骨格４０のあるフェルト２０を有するロール２２の組み合わせも用いることができる。また、ロール２２の両方共が毛管脱水能を有している必要はない。
【０１０６】
また別の態様においては、ロール２２は、それと一体化した毛管脱水性部材を有していてもよい。例えば、ロール２２に回転を伝えるのに必要な中実で堅い材料から作られたシャフトを除くロール２２全体を、フェルト２０で構成してもよい。
【０１０７】
硬化させた発泡材１０には、所望ならば縮みをもたせてもよい。発泡材１０に縮みをもたせることにより、エネルギー吸収、特に発泡材１０が機械方向に張力を受ける場合のエネルギー吸収に対して、利点がもたらされるものと予想される。縮みは、クレーピングによりもたせることができる。クレーピングを行う間、発泡材１０は、上記のロール２２の内の一方のロールのような堅い面に固着させておく。クレーピング工程で堅い面から発泡材１０を迅速に剥がす為には、当該技術分野で良く知られているドクターブレードを用いる。クレーピングは、普通に譲渡された、１９９２年４月２４日にSawdaiに対して発行された米国特許第４，９１９，７５６号に従って行うことができる。この特許は、参考として本明細書に開示するものである。
【０１０８】
或いは、発泡材１０を第一の移動面から、移動が遅い別の移動面に移すことにより縮みをもたせてもよい。発泡材１０を第一の移動面から、表面速度の遅い第二の移動面へ移すことで、発泡材１０に縮みがもたらされる。このやり方で縮みをもたせるには、普通に譲渡された、１９８４年４月３日にWells等に対して発行された米国特許第４，４４０，５９７号明細書に教示されている方法に従えばよい。この特許は、参考として本明細書に開示するものである。
【０１０９】
勿論、縮みをもたせた発泡材１０は、水やその他の液体を吸収すると、前に述べた表面に粗さを与えた時と同じ様に、元の幾何学的形状に戻る。このように、縮みは一時的な現象であって、発泡材１０が乾燥した状態にある間だけ続くものである。
【０１１０】
発泡材１０は、上記のような単一構造体として形成された、一体化されたシートからなっていてよい。或いは、発泡材１０は、個々の粒子からなっていてもよい。このような発泡材１０は、形成用のスクリーン上に個々の粒子として置かれたものであってよい。これらの粒子の大きさは、約０．１〜約１０ｍｍとすることができる。その後、それらの粒子をフェルト２０に移して圧縮すると、発泡材１０の粒子が毛管力によって一つにまとまる。
【０１１１】
所望ならば、数枚の発泡材１０を、同方向に同時に脱水する為に一つに重ねてもよい。この構成により、処理量を増す為にラインを増やすことなく、多数のシートを同時に脱水できるという利点が得られる。発泡材１０を複数枚重ねるという構成により、重なりの中心にあるシートと、フェルト２０と接触する最も外側のシートとの間には、最終的な水分分布に勾配が生じることがある。従って、このような構成は、液体浸透性の比較的高い発泡材１０に対して、より効果的であると予想される。
【０１１２】
予想としては、毛管脱水性部材２０にはその他の材料を使うことができる。例えば、毛管脱水性部材２０は、セルロースから作ることができると予想される。セルロース製の毛管脱水性部材２０は補強してもよく、また積層構造をもたせてもよい。ベルト製造技術において知られているような、パイル織物の積層体を用いることができる。セルロース製の毛管脱水性部材２０を、補強の為にこのパイル織物の上に重ねて置く。この構成により、毛管脱水性部材２０を使い捨てにすることができるという利点がもたらされる。異なる特性をもつように作られた別の毛管脱水性部材２０を重ねて置き、所望の積層構造体にすることができる。
【０１１３】
種々の態様及び／もしくは様々な特徴が、本明細書に開示されている。このような態様、及び特徴のあらゆる組み合わせが可能であって、それらは、本発明の好ましい実施態様となり得るものである。
【０１１４】
【実施例】
例Ｉ〜ＶＩ
図８に示すように、脱水用ニップ２４に通す回数が三種類の異なるタイプの吸収性発泡材１０に及ぼす影響を調べる為に、六つのサンプルを用いて実験を行った。
【０１１５】
例Ｉ〜ＩＩでは、水と油の初期の比率が４５：１である吸収性発泡材１０について実験を行った。
【０１１６】
例ＩＩＩ〜ＩＶでは、水と油の初期の比率が３０：１である吸収性発泡材１０について実験を行った。
【０１１７】
例Ｖ〜ＶＩでは、水と油の処理の比率が１６：１である吸収性発泡材１０について実験を行った。
【０１１８】
例Ｉ、例ＩＩＩ、及び例Ｖでは、前述のナイロンフェルト２０を用いた。例ＩＩ、例ＩＶ、及び例ＶＩでは、前述の羊毛フェルト２０を用いた。
【０１１９】
例Ｉ〜ＶＩの各例では、ニップ２４圧を１６００ｐｌｉ、速度を１００フィート／分、脱水真空度を水銀柱で３インチとして実験を行った。図８は、三組の吸収性発泡材１０サンプルのぞれぞれについて、羊毛フェルト２０がナイロンフェルト２０よりも脱水量が大きいことを示している。
【０１２０】
図８はまた、ニップ２４に通すのが初めての時は脱水量が大きい（すなわち水分量が低下する）ことと、例Ｉ〜ＩＩの発泡材１０については、二〜三回目でも脱水量が大きいことを示している。しかしながら一般的には、例ＩＩＩ〜ＶＩが示すように、脱水用ニップ２４に二〜六回通しても、それがこれらの発泡材１０の脱水に及ぼす影響は、あるとしても非常に小さい。このように、脱水に多数のニップ２４を用いることの利点は、考察中の具体的な発泡材１０により決まるものと考えられる。
【０１２１】
例ＶＩＩ〜ＸＩＩ
図９に示すように、例ＶＩＩ〜ＸＩＩでは、ニップに通す回数が脱水に及ぼす影響を、二つの異なる初期水分レベルから脱水を始めて調べる。例ＶＩＩ〜ＩＸでは、初期水分レベルを９７％とした。例Ｘ〜ＸＩＩでは、初期水分レベルを６９％とした。例ＶＩＩ〜ＸＩＩの各例ではナイロンフェルト２０を使用し、速度を２０フィート／分、圧縮荷重を２４０ｐｌｉ、真空圧を水銀柱で１２．５インチとして、例Ｉ〜ＩＩの発泡材１０を用いた。例ＶＩＩ〜ＩＸでは、ニップ２４中にフェルトのないコントロール、単一フェルト２０、及び二重フェルト２０をそれぞれ用いた。例ＩＸ〜ＸＩＩでは、コントロール、単一フェルト２０構成体、及び二重フェルト２０構成体をそれぞれ用いた。
【０１２２】
例ＶＩＩ〜ＩＸは、ニップ２４荷重が２４０ｐｌｉの場合、単一フェルト２０を用いても、コントロールの水分レベルよりも低い水分レベルになることと、二重フェルト２０は単一フェルト２０よりも優れていることを示している。更に、ニップ２４荷重が２４０ｐｌｉの場合、ニップ２４に通す毎に、除去される水分量が増す。これらの結果は、上の例Ｉ〜ＶＩの結果とは異なっている。
【０１２３】
理論に拘泥するわけではないが、例ＶＩＩ〜ＸＩＩでニップ２４に通すたびに除去水分量が異なるのは、ニップ荷重が例Ｉ〜ＶＩ（１６００ｐｌｉ）で用いたよりも低い（２４０ｐｌｉ）為と考えられる。従って、ニップ２４に何回も通すことによる脱水効果は、ニップ２４の圧縮荷重力に逆比例すると思われる。
【０１２４】
例ＸＩＩＩ〜ＸＶ
図１０に示すように、例ＸＩＩＩ〜ＸＶは、三つの異なる線速度での、単一ニップ２４にかけたニップ２４荷重の影響を示すものである。例ＸＩＩＩでは、線速度を２０フィート／分とした。例ＸＩＶでは、線速度を５０フィート／分とした。例ＸＶでは、線速度を１００フィート／分とした。例ＸＩＩＩ〜ＸＶでは、例Ｉ〜ＩＩと例ＶＩＩ〜ＸＩＩの発泡材１０（初期水分レベルは９７％）を用い、羊毛二重フェルト２０構成体を使用し、真空圧は水銀柱で３インチとした。
【０１２５】
図１０は、速度が５０フィート／分、及び１００フィート／分の時、３００〜１６００ｐｌｉの範囲では、速度が水除去に及ぼす影響は無視できる程度であることを示している。圧縮荷重を８００ｐｌｉ未満、速度を２０フィート／分とすると、速度が５０フィート／分、及び１００フィート／分の時よりも水分レベルが低くなる。圧縮荷重が約８００ｐｌｉを超えた時の水分レベルは実質的に同じであって、従って速度には依存しない。
【０１２６】
理論に拘泥するわけではないが、ニップ２４荷重が大きい時に脱水曲線が収束するのは、吸収性発泡材１０の毛管中の流路がゆがむ為と考えられる。ニップ２４荷重が小さい時には、速度２０フィート／分で滞留時間を長くしても、水分除去量を多くするのには不充分である。
【０１２７】
例ＸＶＩ〜ＸＶＩＩＩ
例ＸＶＩ〜ＸＶＩＩＩでは、上の例Ｉ〜ＩＩ、例ＩＩＩ〜ＩＶ、及び例Ｖ〜ＶＩでそれぞれ述べた三種類の吸収性発泡材１０について、三種類の異なるフェルト２０を用いてニップに一回通した時の水分レベルを調べた。
【０１２８】
例ＸＶＩ〜ＸＶＩＩＩでは、真空度を水銀柱で１６インチとし、３００ｐｌｉの荷重をかけた単一ニップ２４に、速度２０フィート／分で通して実験を行った。データを、表Ｉにまとめる。
0005084999.tif 000002
【０１２９】
表Ｉは、三種類の発泡材１０のいずれに対しても、羊毛フェルト２０が、ナイロンフェルト２０、及びポリエステルフェルト２０よりも優れていることを裏付けるものである。ポリエステルフェルト２０とナイロンフェルト２０は、例ＸＶＩと例ＸＶＩＩＩの発泡材１０に対しては、一般的に同等の性能を示した。例ＸＶＩＩでは、ナイロンフェルト２０はポリエステルフェルト２０よりも優れていた。二重フェルト２０構成体の場合、例ＸＶＩ〜ＸＶＩＩＩの全てで、単一フェルト２０よりも低い水分レベルが得られた。
【０１３０】
例ＸＩＸ〜ＸＸＩ
表ＩＩに示すように、ニップに通す回数がＺ方向の厚みに及ぼす影響を調べる為に、例Ｉ〜ＩＩ、例ＶＩＩ〜ＸＩＩ、及び例ＸＩＩＩ〜ＸＶの発泡材１０を、単一ナイロンフェルト２０構成体と二重ナイロンフェルト２０構成体を用いてテストした。ニップ２４圧は２４０ｐｌｉとし、真空度を水銀柱で１６インチ、速度を２０フィート／分とした。初期の厚みは０．１８５インチであった。
【０１３１】
例ＸＩＸ〜ＸＸＩの各例では、単一フェルト２０構成体を用いた場合、コントロール（フェルト２０を用いない）の厚みが著しく低下した。厚みの低下については、ニップ２４に一回通した時と三回通した時とでは、有意差は見られなかった。また、ニップ２４に六回通しても、厚みは著しく低下することはない。
0005084999.tif 000003
【０１３２】
例ＸＸＩＩ〜ＸＸＶ
例ＸＸＩＩ〜ＸＸＶは、脱水がＸＹ面の収縮に及ぼす影響を調べる為のものである。例ＸＸＩＩ〜ＸＸＶでは、例Ｉ〜ＩＩ、例ＶＩＩ〜ＸＩＩ、例ＸＩＩＩ〜ＸＶ、及び例ＸＩＸ〜ＸＸＩで用いたのと同じ発泡材１０（初期水分量は９７％）を用い、真空度を水銀柱で３インチとし、羊毛二重フェルト２０構成体を使用した。ニップ２４圧３００ｐｌｉと１６００ｐｌｉ、速度２０フィート／分と１００フィート／分の四つの条件を用いて、実験を行った。
【０１３３】
表ＩＩＩは、ニップ２４荷重を一定にした場合、速度を速めると収縮率が大きくなることを示している。理論に拘泥するわけではないが、比較的遅い速度である２０フィート／分でニップ２４での滞留時間を長くすると、発泡材１０がより拘束されるので、収縮は余り生じない。ニップ２４荷重の影響は、速度の影響に比べ、それほど大きくないと思われる。圧縮荷重が大きいことと収縮率が小さいことの間の相互関連性は、わずかである。
0005084999.tif 000004
表中、
（１）：機械方向の長さ（ＭＤ）、インチ
（２）：横方向の幅（ＣＤ）、インチ
（３）：ＭＤ×ＣＤ、平方インチ
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、発泡材を脱水する為に単一フェルト構成体を用いたニップの概略側面図である。
【図２】  図２は、二重フェルト構成体を有する、図１と類似の概略側面図である。
【図３】  図３は、図１及び図２に示されているニップの代わりに長い接触面をもつ、接触を長くした構成の概略側面図である。
【図４】  図４は、温度差のある装置の概略側面図である。
【図５】  図５は、長いニッププレスを用いた本発明に係る別の態様の概略側面図である。
【図６】  図６は、骨格をもつフェルトの部分的な上面平面図である。
【図７】  図７は、微細孔乾燥用媒体を有する毛管脱水用ロールの概略側面図である。
【図８】  図８は、三種類の異なる発泡材を、六回まで連続してニップに通した時の脱水能力を示すグラフである。
【図９】  図９は、二つの異なる初期水分レベルをもつ一種類の発泡材を、七回まで連続して様々なニップに通した時の脱水能力を示すグラフである。
【図１０】  図１０は、三つの異なる速度で調べた、一種類の発泡吸収材に五つの異なるニップ荷重をかけた時の脱水能力を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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