低レベルの未重合モノマーを有する高内相エマルション発泡体
低レベルの未重合モノマーを有する高内相エマルション（ＨＩＰＥ）発泡体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、低レベルの未重合モノマーを有する高内相エマルション（ＨＩＰＥ）発泡体に関する。
【背景技術】
【０００２】
エマルションは、ある液体の別の液体中における分散液であり、一般的に、実質的に不混和性である連続油相内に分散した水性相又は水相を有する油中水型混合物の形態である。連続油相に対して高比率の分散した水相を有する油中水型（又は水中油型）エマルションが、高内相エマルションとしてその技術分野で既知であり、「ＨＩＰＥ」とも称される。分散水相の連続油相に対する比率が比較的高いと、連続油相は、内部の分散水相の液滴様構造を分離及びコーティングする本質的に薄い膜になる。一実施形態では、油中水型ＨＩＰＥの連続油相は、１つ以上の重合可能なモノマーを含む。これらモノマーは、重合して、分散した水相液滴のサイズ分布により定義される気泡サイズ分布を有する気泡構造、例えば発泡体を形成することができる。
【０００３】
モノマーの重合は、反応開始剤の活性化の際に開始し、硬化プロセス中に継続する。硬化プロセスは、発泡体形成プロセスの最後又は終了間近に行なわれ、その後ＨＩＰＥ発泡体がその将来の使用のために調製されることが多い。しかしながら、反応開始剤の添加及び硬化プロセス後に、モノマーの全てが重合されるわけではない。これらの残留未重合モノマーは、ＨＩＰＥ発泡体及びＨＩＰＥ発泡体を調製するために使用されるプロセスの両方において問題を引き起こし得る。未反応のモノマーがＨＩＰＥ発泡体中に存在する場合、それらは、ある特定のレベルの安全性に関する懸念を提示するか、所望のＨＩＰＥ発泡体特性に悪影響を及ぼすか、あるいは切断又はＨＩＰＥ発泡体への他の成分の適用等の更なるＨＩＰＥ発泡体加工工程を妨害し得る。加えて、モノマーは表面に付着する傾向も有し、モノマーが金型空洞に付着し金型の洗浄を必要とするバッチプロセス、あるいはＨＩＰＥが上に配置される表面の洗浄を必要とする連続プロセスの両方において、加工上の問題を引き起こし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
結果的に、低レベルの未重合モノマーを有するＨＩＰＥ発泡体及びＨＩＰＥ発泡体中の未重合モノマーの量を減少させる方法の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
モノマー、架橋剤、乳化剤を有する油相と、光開始剤と、水相とを含む、高内相エマルションを重合することによって形成される高内相エマルション発泡体が提供され、高内相エマルション発泡体は、４００ｐｐｍ未満の未重合モノマーを含む。
【０００６】
モノマー、架橋剤、乳化剤を含む油相と、光開始剤と、水相とを有する第１の層を含む、高内相エマルションを重合することによって形成される高内相エマルション発泡体が提供される。高内相エマルションは、モノマー、架橋剤、乳化剤を含む油相と、光開始剤と、水相とを有する第２の層も含み、高内相エマルション発泡体は、４００ｐｐｍ未満の未重合モノマーを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のプロセスフローチャート。
【図２】本発明のプロセスフローチャート。
【図３】モノマー減少を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、低レベルの未重合モノマーを有する高内相エマルション（ＨＩＰＥ）発泡体に関する。モノマーを含有する連続油相と、水相とを含む本発明のＨＩＰＥは、例えば、ＨＩＰＥをエンドレスベルト等のベルト上に配置させることによって、連続プロセスを用いて生産される。ベルト上にある間、ＨＩＰＥはモノマーが重合される加熱ゾーンに移動され、ＨＩＰＥ発泡体を形成する。加熱ゾーンに続いて、ＨＩＰＥ発泡体は紫外線ゾーンに移動され、未重合モノマーがそれらを重合させる紫外線に曝露される。
【０００９】
高内相エマルション（ＨＩＰＥ）は、２つの相を含む。１つの相は、重合してＨＩＰＥ発泡体を形成するモノマーと、ＨＩＰＥの安定化に役立つ乳化剤とを含む連続油相である。油相は、また、１つ以上の光開始剤を含んでもよい。モノマー成分は、油相の約８０重量％〜約９９重量％、及びある特定の実施形態では、約８５重量％〜約９５重量％の量で存在し得る。油相に可溶性であり、かつ安定な油中水型エマルションの形成に好適な乳化剤成分は、油相の約１重量％〜約２０重量％の量で油相中に存在し得る。エマルションは、約１０℃〜約１３０℃、特定の実施形態では、約５０℃〜約１００℃の乳化温度で形成され得る。
【００１０】
一般的に、モノマーは、油相の約２０重量％〜約９７重量％の、少なくとも１つの実質的に水不溶性である一官能性アルキルアクリレート又はアルキルメタクリレートを含む。例えば、この種のモノマーは、エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、テトラデシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ノニルフェニルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、テトラデシルメタクリレート、及びオクタデシルメタクリレート等のＣ４〜Ｃ１８アルキルアクリレート及びＣ２〜Ｃ１８メタクリレートを含み得る。
【００１１】
また、油相は、油相の約２重量％〜約４０重量％、特定の実施形態では約１０重量％〜約３０重量％の、実質的に水不溶性である多官能性架橋アルキルアクリレート及びメタクリレートを含み得る。この架橋モノマー又は架橋剤を添加して、得られるＨＩＰＥ発泡体に強度及び弾性を付与する。この種の架橋モノマーの例は、２つ以上の活性化アクリレート、メタクリレート基、又はこれらの組合せを含むモノマーを含む。この基の比限定的な例としては、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、１，１２−ドデシルジメタクリレート、１，１４−テトラデカンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート（２，２−ジメチルプロパンジオールジアクリレート）、ヘキサンジオールアクリレートメタクリレート、グルコースペンタアクリレート、ソルビタンペンタアクリレート等が挙げられる。架橋剤の他の例は、エチレングリコールアクリレート−メタクリレート及びネオペンチルグリコールアクリレート−メタクリレート等のアクリレートとメタクリレート部分との混合物を含む。混合架橋剤中のメタクリレート：アクリレート基の比は、５０：５０から必要に応じて任意の他の比まで変動し得る。
【００１２】
任意の第３の実質的に水不溶性であるコモノマーを、油相の約０重量％〜約１５重量％、特定の実施形態では約２重量％〜約８重量％、油相に添加して、ＨＩＰＥ発泡体の特性を改変することもできる。ある特定の場合において、結果として得られるＨＩＰＥ発泡体に強靱性を付与する、「強靱化」するモノマーが所望され得る。これらとしては、スチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、イソプレン、及びクロロプレン等のモノマーが挙げられる。理論に縛られるものではないが、かかるモノマーは、重合中（「硬化」としても知られている）ＨＩＰＥを安定化させて、より優れた強靱性、引っ張り応力、耐摩耗性等が得られる、より均質かつ優れたＨＩＰＥ発泡体を形成するのに役立つと考えられる。また、モノマーを添加して、２０００年１２月１２日発行の米国特許第６，１６０，０２８号（Ｄｙｅｒ）に開示されているように難燃性を付与することもできる。モノマーを添加して、色（例えばビニルフェロセン）、蛍光特性、耐放射線性、放射線不透過性（例えばリードテトラアクリレート）、電荷の分散、入射赤外光の反射、電波の吸収、ＨＩＰＥ発泡体支柱上における湿潤可能表面の形成、又はＨＩＰＥ発泡体における任意の他の望ましい特性を付与することができる。場合によっては、これら追加モノマーは、ＨＩＰＥのＨＩＰＥ発泡体への変換プロセス全体を緩徐にする場合があるが、望ましい特性が付与される場合このトレードオフは必須である。したがって、かかるモノマーを用いて、ＨＩＰＥの重合速度を減速させることができる。この種のモノマーの例は、スチレン及び塩化ビニルを含む。
【００１３】
油相は、ＨＩＰＥを安定化させるために用いられる乳化剤を更に含有してもよい。ＨＩＰＥで用いられる乳化剤としては、（ａ）分岐鎖Ｃ１６〜Ｃ２４脂肪酸；直鎖不飽和Ｃ１６〜Ｃ２２脂肪酸；及び直鎖飽和Ｃ１２〜Ｃ１４脂肪酸のソルビタンモノエステル、例えば、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノミリステート、及びソルビタンモノエステル、ソルビタンモノラウレートジグリセロールモノオレエート（ＤＧＭＯ）、ポリグリセロールモノイソステアレート（ＰＧＭＩＳ）、及びポリグリセロールモノミリステート（ＰＧＭＭ）；（ｂ）分岐鎖Ｃ１６〜Ｃ２４脂肪酸、直鎖不飽和Ｃ１６〜Ｃ２２脂肪酸、又は直鎖飽和Ｃ１２〜Ｃ１４脂肪酸のポリグリセロールモノエステル、例えば、ジグリセロールモノオレエート（例えば、Ｃ１８：１脂肪酸のジグリセロールモノエステル）、ジグリセロールモノミリステート、ジグリセロールモノイソステアレート、及びジグリセロールモノエステル；（ｃ）分岐鎖Ｃ１６〜Ｃ２４アルコール、直鎖不飽和Ｃ１６〜Ｃ２２アルコール、及び直鎖飽和Ｃ１２〜Ｃ１４アルコールのジグリセロール一脂肪族エステル、並びにこれら乳化剤の混合物を挙げることができる。１９９５年２月７日発行の米国特許第５，２８７，２０７号（Ｄｙｅｒら）、及び１９９６年３月１９日発行の米国特許第５，５００，４５１号（Ｇｏｌｄｍａｎら）を参照されたい。用いることができる別の乳化剤は、コハク酸アルキル、グリセロール、及びトリグリセロールから形成されるコハク酸ポリグリセロール（ＰＧＳ）である。
【００１４】
そのような乳化剤、及びそれらの組合せ物は、それらが、油相の約１重量％〜約２０重量％、ある特定の実施形態では、約２重量％〜約１５重量％、及びある特定の他の実施形態では、約３重量％〜約１２重量％を構成するように、油相に添加され得る。ある特定の実施形態では、特に、例えば、約６５℃を超えるより高い温度で、気泡サイズ、気泡サイズ分布、及びエマルションの安定性の更なる制御を提供するために、共乳化剤も使用され得る。共乳化剤の例には、ホスファチジルコリン及びホスファチジルコリン含有組成物、脂肪族ベタイン、長鎖Ｃ１２〜Ｃ２２二価脂肪族四級アンモニウム塩、短鎖Ｃ１〜Ｃ４二価脂肪族四級アンモニウム塩、長鎖Ｃ１２〜Ｃ２２ジアルコイル（アルケノイル）−２−ヒドロキシエチル、短鎖Ｃ１〜Ｃ４二価脂肪族四級アンモニウム塩、長鎖Ｃ１２〜Ｃ２２二価脂肪族イミダゾリニウム四級アンモニウム塩、短鎖Ｃ１〜Ｃ４二価脂肪族イミダゾリニウム四級アンモニウム塩、長鎖Ｃ１２〜Ｃ２２一価脂肪族ベンジル四級アンモニウム塩、長鎖Ｃ１２〜Ｃ２２ジアルコイル（アルケノイル）−２−アミノエチル、短鎖Ｃ１〜Ｃ４一価脂肪族ベンジル四級アンモニウム塩、短鎖Ｃ１〜Ｃ４モノヒドロキシ脂肪族四級アンモニウム塩が挙げられる。特定の実施形態では、ジタロージメチルアンモニウムメチルサルフェート（ＤＴＤＭＡＭＳ）を補助乳化剤として用いてもよい。
【００１５】
光開始剤は、油相の約０．０５重量％〜約１０重量％、特定の実施形態では約０．２重量％〜約１０重量％含まれ得る。少量の光開始剤は、ＨＩＰＥ発泡体により多くの光を透過させて、ＨＩＰＥ発泡体をより深部で重合させることができる。しかし、酸素含有環境で重合が行われる場合、重合を開始させ、かつ酸素阻害に打ち勝つのに十分な光開始剤が存在すべきである。光開始剤は、ラジカル、カチオン、及び重合反応を開始させることができる他の種の生成と共に、光源に速やかかつ効率的に応答することができる。本発明で用いられる光開始剤は、約２００ナノメートル（ｎｍ）〜約８００ｎｍ、特定の実施形態では約２５０ｎｍ〜約４５０ｎｍの波長の紫外線を吸収することができる。光開始剤が油相中に存在する場合、好適な種類の油溶性光開始剤としては、ベンジルケタール類、α−ヒドロキシアルキルフェノン類、α−アミノアルキルフェノン類、及びアシルホスフィンオキシド類が挙げられる。光開始剤の例としては、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンと組合せられた２，４，６−［トリメチルベンゾイルジホスフィン］オキシド（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ，ＧｅｒｍａｎｙによりＤＡＲＯＣＵＲ（登録商標）４２６５として販売されている、２つの５０：５０ブレンド）；ベンジルジメチルケタール（Ｃｉｂａ ＧｅｉｇｙによりＩＲＧＡＣＵＲＥ ６５１として販売されている）；α−，α−ジメトキシ−α−ヒドロキシアセトフェノン（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＤＡＲＯＣＵＲ（登録商標）１１７３として販売されている）；２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−プロパン−１−オン（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）９０７として販売されている）；１−ヒドロキシシクロへキシル−フェニルケトン（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）１８４として販売されている）；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シド（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９として販売されている）；ジエトキシアセトフェノン、及び４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル−（２−ヒドロキシ−２−メチルプロピル）ケトン（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）２９５９として販売されている）；及びオリゴ［２−ヒドロキシ−２−メチル−１−［４−（１−メチルビニル）フェニル］プロパノン］（Ｌａｍｂｅｒｔｉ ｓｐａ，Ｇａｌｌａｒａｔｅ，ＩｔａｌｙによりＥＳＡＣＵＲＥ（登録商標）ＫＩＰ ＥＭとして販売されている）が挙げられる。
【００１６】
ＨＩＰＥの分散水相は、水を含み、また、反応開始剤、光開始剤、又は電解質等の１つ以上の成分を含んでもよく、特定の実施形態では、この１つ以上の成分は、少なくとも部分的に水溶性である。
【００１７】
水相の１つの成分は、水溶性電解質であってもよい。水相は、水相の約０．２重量％〜約４０重量％、特定の実施形態では約２重量％〜約２０重量％の水溶性電解質を含有し得る。電解質は、主に油溶性であるモノマー、コモノマー、及び架橋剤も水相に溶解する傾向を最低限に抑える。電解質の例としては、カルシウム又はマグネシウム等のアルカリ土類金属の塩化物又は硫化物、及びナトリウム等のアルカリ土類金属の塩化物又は硫化物が挙げられる。かかる電解質は、リン酸塩、ホウ酸塩、及び炭酸塩、並びにこれらの混合物等の無機対イオンを含む、重合中にｐＨを制御するための緩衝剤を含み得る。水溶性モノマーを水相中で用いてもよく、例は、アクリル酸及び酢酸ビニルである。
【００１８】
水相中に存在し得る別の成分は、水溶性フリーラジカル反応開始剤である。反応開始剤は、油相中に存在する重合性モノマーの合計モル数に基づいて約２０モルパーセント以下存在し得る。特定の実施形態では、反応開始剤は、油相中の重合性モノマーの合計モル数に基づいて約０．００１モルパーセント〜約１０モルパーセントの量で存在する。好適な反応開始剤には、過酸化水素、過酸化ラウリル、ｔ−ブチル過酸化水素、他の好適な過酸化物、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、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、及び他の好適なアゾ反応開始剤、レドックス対、例えば、過硫酸塩−重硫酸塩、過硫酸塩−アスコルビン酸、およびその他が含まれる。ある特定の実施形態では、乳化系を詰まらせ得る早期重合の可能性を低減させるために、反応開始剤は、乳化直後又は乳化の終了間近に添加され得る。ある特定の実施形態では、乳化中の重合を阻害するために、少量の阻害剤が添加され得る。
【００１９】
水相中に存在する光開始剤は、少なくとも部分的に水溶性であってよく、約０．０５重量％〜約１０重量％、特定の実施形態では約０．２重量％〜約１０重量％の油相を含んでもよい。少量の光開始剤は、ＨＩＰＥ発泡体により多くの光を透過させて、ＨＩＰＥ発泡体をより深部で重合させることができる。しかし、酸素含有環境で重合が行われる場合、重合を開始させ、かつ酸素阻害に打ち勝つのに十分な光開始剤が存在すべきである。光開始剤は、ラジカル、カチオン、及び重合反応を開始させることができる他の種の生成を伴って、光源に速やかかつ効率的に応答することができる。本発明で用いられる光開始剤は、約２００ナノメートル（ｎｍ）〜約８００ｎｍ、特定の実施形態では約２００ｎｍ〜約３５０ｎｍ、特定の実施形態では約３５０ｎｍ〜約４５０ｎｍの波長の紫外線を吸収することができる。光開始剤が水相中に存在する場合、好適な種類の水溶性光開始剤としては、ベンゾフェノン、ベンジル、及びチオキサントンが挙げられる。光開始剤の例としては、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリド；２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジサルフェート脱水物；２，２’−アゾビス（１−イミノ−１−ピロリジノ−２−エチルプロパン）ジヒドロクロリド；２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］；２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）ジヒドロクロリド；２，２’−ジカルボキシメトキシジベンザルアセトン、４，４’−ジカルボキシメトキシジベンザルアセトン、４，４’−ジカルボキシメトキシジベンザルシクロヘキサノン、４−ジメチルアミノ−４’−カルボキシメトキシジベンザルアセトン；及び４，４’−ジスルホキシメトキシジベンザルアセトンが挙げられる。本発明で用いることができる他の好適な光開始剤は、１９８９年４月２５日発行の米国特許第４，８２４，７６５号（Ｓｐｅｒｒｙら）に列挙されている。
【００２０】
前述の成分に加えて、他の成分はＨＩＰＥの水相又は油相のいずれかに含まれ得る。例としては、酸化防止剤、例えば、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン光安定剤；可塑剤、例えば、フタル酸ジオクチル、セバシン酸ジノニル；難燃剤、例えば、ハロゲン化炭化水素、リン酸塩、ホウ酸塩、無機塩、例えば、三酸化アンチモン又はリン酸アンモニウム又は水酸化マグネシウム；染料及び色素；蛍光剤；充填剤粒子、例えば、デンプン、二酸化チタン、カーボンブラック、又は炭酸カルシウム；繊維；連鎖移動剤；臭気吸収剤、例えば、活性炭微粒子；溶解ポリマー；溶解オリゴマー等が挙げられる。
【００２１】
ＨＩＰＥ発泡体は、ＨＩＰＥの連続油相を含むモノマーの重合から製造される。特定の実施形態では、ＨＩＰＥ発泡体は、１層以上の層を有してよく、均質又は不均質な高分子連続気泡発泡体のいずれかであってよい。均質性及び不均質性は、同じＨＩＰＥ発泡体内の異なる層に関連し、これは均質なＨＩＰＥ発泡体の場合類似し、不均質なＨＩＰＥ発泡体の場合異なる。不均質なＨＩＰＥ発泡体は、化学組成、物理的特性、又はこれらの両方に関して異なる少なくとも２層の異なる層を含んでよく；例えば、層は、発泡体の密度、ポリマーの組成、比表面積、又は孔径（気泡サイズとも呼ばれる）のうち１つ以上に関して異なってもよい。例えば、孔径に関して異なるＨＩＰＥ発泡体では、各層の平均孔径は、少なくとも約２０％、特定の実施形態では少なくとも約３５％、更に他の実施形態では少なくとも約５０％異なってよい。別の例では、ＨＩＰＥ発泡体の層における差が密度に関する場合、層の密度は、少なくとも約２０％、特定の実施形態では少なくとも約３５％、更に他の実施形態では少なくとも約５０％異なってよい。例えば、ＨＩＰＥ発泡体の１層が０．０２０ｇ／ｃｃの密度を有する場合、別の層は、少なくとも０．０２４ｇ／ｃｃ又は約０．０１６ｇ／ｃｃ未満、特定の実施形態では少なくとも約０．０２７ｇ／ｃｃ又は約０．０１３ｇ／ｃｃ未満、更に他の実施形態では少なくとも約０．０３０ｇ／ｃｃ又は約０．０１０ｇ／ｃｃ未満の密度を有し得る。層間の差がＨＩＰＥ又はＨＩＰＥ発泡体の化学組成に関する場合、差は、例えば少なくとも約２０％、特定の実施形態では少なくとも約３５％、更なる実施形態では少なくとも約５０％の、少なくとも１つのモノマー成分の相対量の差を反映し得る。例えば、ＨＩＰＥ又はＨＩＰＥ発泡体のうち１層がその配合中に約１０％のスチレンを含む場合、ＨＩＰＥ又はＨＩＰＥ発泡体の別の層は、少なくとも約１２％、特定の実施形態では少なくとも約１５％を含むべきである。
【００２２】
以下により詳細に説明するように、異なるＨＩＰＥから形成される別個の層を有するＨＩＰＥ発泡体は、広範囲の所望の性能特性を有するＨＩＰＥ発泡体を提供する。例えば、第１の発泡体層が第２の発泡体層よりも比較的大きな孔径又は気泡サイズを有する、第１及び第２の発泡体層を含むＨＩＰＥ発泡体は、吸収性物品で用いられるとき、第２の層よりも迅速に入ってくる流体を吸収することができる。一例として、吸収性物品で用いられるとき、第１の発泡体層は、第１の発泡体層と比べて比較的小さな孔径を有する第２の発泡体層上に重層化することができ、これは、より大きな毛細管圧を発揮し、第１の発泡体層から獲得した流体を排出し、第１の発泡体層のより多くの流体を獲得する能力を復元させる。ＨＩＰＥ発泡体の孔径は、１〜２００μｍであり、ある特定の実施形態では、１００μｍ未満であり得る。２つの主要な平行面を有する本発明のＨＩＰＥ発泡体は、厚さ０．０５〜１０ｍｍであり得、ある特定の実施形態では、２ｍｍ〜８ｍｍであり得る。ＨＩＰＥの所望の厚さは、ＨＩＰＥを形成するために使用される材料、ＨＩＰＥがベルト上に配置される速度、及び結果として得られるＨＩＰＥ発泡体の意図される用途に依存する。
【００２３】
本発明のＨＩＰＥ発泡体は、比較的連続した気泡である。これは、隣接している気泡と実質的に遮られずに連通しているＨＩＰＥ発泡体の個々の気泡又は孔を指す。このように実質的に連続気泡であるＨＩＰＥ発泡体構造の気泡は、ＨＩＰＥ発泡体構造内である気泡から別の気泡へ流体を移送するのに十分な大きさの気泡内開口部又は窓部を有する。本発明の目的で、ＨＩＰＥ発泡体は、少なくとも１μｍのサイズのＨＩＰＥ発泡体中の気泡の少なくとも約８０％が、少なくとも１つの隣接した気泡と流体連通している場合、「連続気泡」と見なされる。
【００２４】
連続気泡であることに加えて、特定の実施形態では、ＨＩＰＥ発泡体は、ＨＩＰＥ発泡体が水流体を吸収できるのに十分な程度親水性であり、例えば、ＨＩＰＥ発泡体の内面は、重合後ＨＩＰＥ発泡体中に残る残留性親水化界面活性剤又は塩によって、選択された重合後ＨＩＰＥ発泡体処理手順（下記）によって、又はこれら両方の組合せによって、親水性にすることができる。
【００２５】
特定の実施形態では、例えば、特定の吸収性物品で用いられるとき、ＨＩＰＥ発泡体は、可撓性であり、適切なガラス転移温度（Ｔｇ）を示すことができる。Ｔｇは、ポリマーのガラス質状態とゴム質状態との間の遷移の中間点を表す。概して、使用温度よりも高いＴｇを有するＨＩＰＥ発泡体は、非常に強くあり得るが、同時に非常に硬く、かつ破損しやすい可能性がある。特定の実施形態では、比較的高いＴｇ又は過剰な脆性を示す本発明のＨＩＰＥ発泡体の領域は、不連続である。これら不連続な領域も、一般に高い強度を示すので、ＨＩＰＥ発泡体の全体的な強度を損なうことなく低密度で調製することができる。
【００２６】
可撓性を必要とする用途を意図するＨＩＰＥ発泡体は、ＨＩＰＥ発泡体が全体的に、使用中の温度で許容可能な強度を有する限り、できるだけ低いＴｇを有する少なくとも１つの連続な領域を含むべきである。ある特定の実施形態では、周囲温度付近の条件で使用される発泡体におけるこの領域のＴｇは、約３０℃未満、ある特定の他の実施形態では、約２０℃未満である。使用温度が周囲温度よりも高いか又は低いかの適用で使用されるＨＩＰＥ発泡体について、連続領域のＴｇは、使用温度よりも１０℃未満高く、ある特定の実施形態では、使用温度と同一、及び更なる実施形態では、可撓性が所望される使用温度よりも約１０℃低くてもよい。したがって、モノマーは、できるだけ低いＴｇを有する対応するポリマーを提供するよう選択される。
【００２７】
本発明のＨＩＰＥ発泡体は、婦人衛生物品、例えば、パッド、パンティライナー、及びタンポン；使い捨ておむつ；失禁用物品、例えば、パッド、成人用おむつ；ホームケア物品、例えば、ティッシュ、パッド、タオル；並びに美容ケア物品、例えば、パッド、拭き取り用品、及び毛穴洗浄のために使用される物品等のスキンケア物品等の吸収性物品において、吸収性コア材料として使用され得る。
【００２８】
上述のもの及び図１に示されるものを用いてＨＩＰＥを生成するために、水相１０及び油相２０は、約８：１〜１４０：１の比率で合わせられる。特定の実施形態では、水相と油相との比は、約１０：１〜約７５：１、特定の他の実施形態では、水相と油相との比は、約１３：１〜約６５：１である。これは、「水／油」又はＷ：Ｏ比と呼ばれ、得られるＨＩＰＥ発泡体の密度を決定するために用いることができる。上論のように、油相は、１つ以上のモノマー、コモノマー、光開始剤、架橋剤、及び乳化剤に加えて任意成分を含有してよい。水相は、水を含有し、特定の実施形態では、電解質、反応開始剤、又は任意成分等の１つ以上の成分を含有する。
【００２９】
ＨＩＰＥは、水相１０と油相２０との組み合わせから、これらの組み合わせられた相を混合チャンバ又は混合ゾーン３０内で剪断撹拌することにより、形成することができる。合わせた水相１０及び油相２０は、剪断撹拌に供されて、所望のサイズの水滴を有する安定したＨＩＰＥを生成する。得られるＨＩＰＥ発泡体が所望の構造的特徴を有する程度に水相液滴が分散している場合、エマルション作製プロセスによりＨＩＰＥを製造する。混合ゾーン３０における水相１０と油相２０との組合せ物の乳化は、必要な剪断を付与することが必要な速度で一連の静的ミキサーに組合せられた水相と油相とを通すことによる、羽根車等の混合装置又は撹拌装置、又は両方の組合せの使用を含み得る。一旦形成されると、次いでＨＩＰＥを混合ゾーン３０から引き出す又はポンプ吸引することができる。連続プロセスを用いてＨＩＰＥを形成するための１つの方法は、１９９２年９月２２日に発行された米国特許第５，１４９，７２０号（ＤｅｓＭａｒａｉｓら）、及び１９９８年１０月２７日に発行された米国特許第５，８２７，９０９号（ＤｅｓＭａｒａｉｓ）に記載される。
【００３０】
連続プロセスに関するある特定の実施形態では、ＨＩＰＥは、混合ゾーンから引き出されるかポンプ吸引され、実質的に水平の方向に移動するベルト４０上に配置されることによって、硬化オーブンのような加熱ゾーン５０へ輸送できる。反応開始剤は、水相中に存在し得るか、あるいは図１に示されるように、反応開始剤６０はＨＩＰＥ作製プロセス中に、そしてある特定の実施形態では、ＨＩＰＥが形成された後であるがＨＩＰＥがベルト４０上に配置される前に導入され得る。ＨＩＰＥは、ダイ、噴霧器、又は流延機等の１つ以上の配置デバイス７０を介してベルト上に配置できる。図２に示されるように、本発明において、２つ以上のはっきりと異なるＨＩＰＥが生成でき、重合の後でそれらはＨＩＰＥ発泡体中に２つ以上の明確に区別できる層、例えば第１のＨＩＰＥ及び第２のＨＩＰＥを形成し、それぞれのＨＩＰＥは他のＨＩＰＥとは異なる個々の組成物（水相及び油相）又は特性の個々の組合せ、例えば、孔寸法、機械的特性等を有し得る。個々のＨＩＰＥは、１つ以上の個々の油相及び１つ以上の個々の水相、並びにそれらの組合せから形成できる。例えば、個々のＨＩＰＥは、２つ以上の異なる水相と組合せられる単一の油相、又は図２に示されるように、２つ以上の個々の油相２１、２２と組合せられる単一の水相１１から形成できる。
【００３１】
個々の水相１１及び油相２１、２２は、別個の混合ゾーン３１及び３２に入り、次に個々のＨＩＰＥと同一の様式で配置される。例えば、本発明の連続プロセスでは、第１のダイ７１は、１つのＨＩＰＥ層をベルト４０上に配置し、次に同一のダイ又は第２のダイ７２は、図２に示されるように、第２のＨＩＰＥを第１のＨＩＰＥの上部に配置し得る。ある特定の実施形態では、ラジカルの同じ量が両方のＨＩＰＥ層中に形成されるように、上部の第２のＨＩＰＥが下部の第１のＨＩＰＥと比較してより低い濃度の光開始剤を有してもよい。上述の連続方法を用いる別の実施形態では、ダイはベルトの上にＨＩＰＥを隣接して配置でき、ベルトでは個々のＨＩＰＥが互いに重なり合っても重なり合わなくてもよく、又は他の任意の手段により混合ゾーンから１つ以上のＨＩＰＥを移動させてＨＩＰＥ発泡体を生成する。
【００３２】
ベルトの例として、１つ以上の金属、樹脂、若しくはそれらの組合せで作製されるエンドレスベルト、又はベルト上に配置され、かつベルトとともに移動するフィルム等のシート材料が挙げられる。ＨＩＰＥの平均厚さはベルトと接触しているＨＩＰＥの表面から反対側のＨＩＰＥ表面までで測定されるで、ＨＩＰＥの平均厚さはベルトの移動速度、ベルト上に配置されるＨＩＰＥの流れ、又はＨＩＰＥをベルト上に配置するために使用される１つ以上の配置デバイスの構成によって調節できる。
【００３３】
ベルトは、ＨＩＰＥ発泡体を生成するのに好適な任意の厚さ又は形状であってもよい。更に、ＨＩＰＥが配置されるベルトの表面は、実質的に滑らかであってもよく、あるいは凹部、凸部、又はそれらの組合せを含んでもよい。凸部又は凹部は、任意の構成又は順序で配置されてもよく、ＨＩＰＥ発泡体に、模様、デザイン、マーキング等を提供し得る。ベルトは、重合条件に適している（耐熱性、耐候性、表面エネルギー、耐摩耗性、再利用特性、引張り強度及び他の機械的強度等の種々の特性）１つ以上の材料を含んでもよく、フィルム、不織布材料、織布材料、及びそれらの組合せを含む群からの少なくとも１つの材料を含んでもよい。フィルムの例としては、用いることができるポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、及びテトラフルオロエチレン−エチレンコポリマー等のフッ素樹脂；ジメチルポリシロキサン及びジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサンコポリマー等のシリコーン樹脂；ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、及びパラ型アラミド樹脂等の耐熱性樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、及びポリシクロヘキサンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル樹脂；ＰＢＴとポリテトラメチレンオキシドグリコールとから形成されるブロックコポリマー（ポリエーテル型）及びＰＢＴとポリカプロラクトンとから形成されるブロックコポリマー（ポリエステル型）等の熱可塑性ポリエステル型エラストマー樹脂が挙げられる。これらの材料は、単独で、又は２つ以上の材料の混合形で用いることができる。更に、ベルトは、２つ以上の異なる材料、又は同一の組成物であるが、品質若しくは厚さ等の１つ以上の物理的特徴において異なる２つ以上の材料を含む、積層体であり得る。ある特定の実施形態では、ベルト又はベルト上に配置されそれと共に移動するフィルムは、紫外線に透明であってもよく、ベルト、フィルム、若しくはそれら両方の下に配置される紫外線源からの紫外線光が、ＨＩＰＥ発泡体中のモノマーを重合できるようにする。
【００３４】
ある特定の実施形態では、ベルト４０は、ＨＩＰＥを、ＨＩＰＥ中に存在するモノマーが重合する加熱ゾーン５０の中に移動させる。理論に縛られるものではないが、ＨＩＰＥ発泡体の形成は、２つの重複するプロセスを含むと考えられる。これらは、モノマーの重合と隣接するポリマー主鎖の活性部位間の架橋形成とである。本明細書で使用される「重合させる」という用語は、ＨＩＰＥ発泡体を形成するためにモノマーを重合させる場合におけるように、モノマーの重合、及び隣接したポリマー主鎖上の活性部位間の架橋形成の両方を包含する。架橋は、ＨＩＰＥ発泡体に、更なる取り扱い及び使用に有用な強度及び一体性を付与する。本発明は、重合及び架橋の全体的な水準を上昇させ、それによってＨＩＰＥ発泡体中の未重合モノマーの量を低減する。重合は、例えば、重合が開始するのに十分な温度でＨＩＰＥを調製することにより、加熱ゾーンに到達する前に開始させることもできる。しかし、ＨＩＰＥは、加熱ゾーン中の成形可能地点又は成型可能地点を過ぎて重合する。加熱ゾーンのための熱は、例えば、ＨＩＰＥ上及び下、又はＨＩＰＥの周囲に位置するオーブンから送達され得る。熱は、強制空気オーブン、ＩＲ加熱ランプ、マイクロ波、蒸気、又は他の好適な熱源に由来してもよい。蒸気を用いる例として、加熱ゾーンは、蒸気トンネルであり得、ＨＩＰＥが蒸気に曝露され、それによって、水がＨＩＰＥ上で凝縮する際に、高度に効率的な熱移動を達成する。
【００３５】
特定の実施形態では、重合速度を上昇させる、乾燥を開始させる、又は両方でＨＩＰＥがより完全に重合するように段階的な様式で温度を上昇してもよい。更に、ＨＩＰＥの硬化は、モノマーの硬化を開始させるに十分な温度の任意の温流体からなる温液浴にウェブを通すことにより行うことができる。重合温度は、硬化されるエマルションの種類、使用される反応開始剤、使用される熱源、及び加熱ゾーンが密閉されるか否かによって変化するが、典型的には２５℃であり、多くは５０℃超である。ある特定の実施形態では、加熱ゾーン内の重合温度は、約５０℃〜１５０℃に達し得る。ＨＩＰＥは、ＨＩＰＥの油相中のモノマーの少なくとも７５％、好ましくは少なくとも９０％を重合させるのに十分な時間、加熱ゾーン内で維持される。ＨＩＰＥの十分な重合は、用いられる反応開始剤、加熱ゾーンの温度、加熱ゾーン内の熱移動効率、ＨＩＰＥが加熱ゾーンを通過する速度、及び加熱ゾーンの長さの組合せにより制御することができる。
【００３６】
加熱ゾーン５０に続いて、ベルト４０は、ほぼ重合したＨＩＰＥ発泡体を、１つ以上の紫外線源を具備する紫外（ＵＶ）線ゾーン８０に移動する。紫外線ゾーン８０への未重合モノマーを含有するＨＩＰＥ発泡体の曝露、及びある特定の実施形態では、１つ以上の光開始剤の曝露は、熱支援型重合の後に、ＨＩＰＥ発泡体の油相中の未重合モノマーの重合を開始する。紫外線源の例には、ＵＶランプがある。ＨＩＰＥモノマーを重合させるために用いられる１つ以上の紫外線源が存在してもよい。紫外線源は、ベルトの上又は下に配置される。紫外線源は、同じであっても異なっていてもよい。例えば、紫外線源は、生じさせる紫外線の波長、又はＨＩＰＥが紫外線源に曝露される時間の量が異なってよい。約２００〜約８００ｎｍ、及びある特定の実施形態では、約２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の紫外線光の波長は、光開始剤の紫外線吸収帯と少なくともある程度重なり合い、かつ未重合モノマーの重合を実質的に完了するのに十分な強度及び曝露期間である。理論に制限されるものではないが、ＨＩＰＥ等のエマルションの光を散乱させる傾向により、ある特定の実施形態では、この範囲における長い波長が、エマルションをより良好に貫通することができるという理由から、使用されるべきであると考えられる。紫外線の適用後、ＨＩＰＥ発泡体は、約１０分未満、約３０秒未満、約１０秒未満、若しくは約１秒未満後に、４００ｐｐｍ未満、ある特定の実施形態では、１００ｐｐｍ未満、及びある特定の他の実施形態では、検出限界未満のｐｐｍの残留又は未重合モノマーを含有する。ある特定の実施形態では、全体のエマルション作製、重合、及びモノマー減少プロセスは、２０分未満、更なる実施形態におけるある特定の他の実施形態では、１５分未満、及び更に更なる実施形態では、５分未満かかる。
【００３７】
重合後、得られるＨＩＰＥ発泡体は、実質的に乾燥しているＨＩＰＥ発泡体を得るために除去することが必要な水相で飽和している。特定の実施形態では、ＨＩＰＥ発泡体は、例えば、１対以上のニップローラ９０を通してＨＩＰＥ発泡体を移動させることにより、圧縮を用いて水相の大部分を圧搾除去することができる。ニップローラ９０は、ＨＩＰＥ発泡体から水相を圧搾するように配置することができる。ニップローラ９０は、多孔質であり、ＨＩＰＥ発泡体から水相を引き出すのに役立つように内部から適用される真空を有してもよい。ある特定の実施形態では、ニップローラ９０は、第１のニップローラ９０が孔を有するか、あるいはメッシュ様材料からなるベルト４０等の液体透過性ベルト４０の上に設置され、そして第２の反対側のニップローラ９１が第１のニップローラ９０に面し、かつ液体透過性ベルト４０の下に設置されるように、対になって配置できる。ローラがＨＩＰＥ発泡体から水相の吹きとばし及び水相の吸引の両方を行うために、対の一方、例えば第１のニップローラ９０を加圧してもよく、更に対の他方、例えば第２のニップローラ９１を真空にしてもよい。ニップローラを加熱して、水相の除去を補助することもできる。特定の実施形態では、ニップローラは、非剛性ＨＩＰＥ発泡体、即ち、ＨＩＰＥ発泡体の圧縮により壁が破壊されないＨＩＰＥ発泡体にのみ適用される。更なる実施形態では、ニップローラの表面は、ニップローラを通過して移動するときにＨＩＰＥ発泡体がエンボス加工され得るように、凸部、凹部、又は両方の形態の凹凸を含んでもよい。ＨＩＰＥが所望の乾燥度を有するとき、目的の用途に好適な形態に切断又は薄切りすることができる。
【００３８】
特定の実施形態では、ニップローラの代わりに、又はニップローラと組合せて、加熱されている乾燥ゾーン１００にＨＩＰＥ発泡体を送る、真空に曝露する、又は熱と真空曝露との組合せにより、水相を除去してもよい。例えば、強制空気オーブン、ＩＲオーブン、マイクロ波オーブン、又は電磁波オーブンに発泡体を通すことにより、熱を印加してもよい。ＨＩＰＥ発泡体を乾燥させる程度は、用途に依存する。特定の実施形態では、５０％超の水相を除去する。乾燥プロセス中に、特定の他の実施形態では、９０％超、更に他の実施形態では、９５％超の水相を除去する。
【実施例】
【００３９】
高内相エマルション（ＨＩＰＥ）の調製及びそれらのその後の吸収性発泡体への重合が、以下の実施例で例示される。ＨＩＰＥ試料は、２つの層、すなわち、下部層及び上部層を含み、下部層は、３０ミクロンよりも小さい平均孔径を有し、上部層は、約８０ミクロンよりも大きい平均孔径を有した。
【００４０】
Ａ．小気泡層ＨＩＰＥの形成
小気泡層の成分：
ＨＩＰＥの下部小気泡層を調製するために、水相、油相、及び反応開始剤は、以下の表１に示される次の成分を含有した。
【表１】
【００４１】
設備：
より小さい気泡のＨＩＰＥが、ミキサー及び再循環ポンプを備える装置内で調製される。静的ミキサーは、Ｓｕｌｚｅｒ（Ｓｕｌｚｅｒ Ｌｔｄ．Ｚｕｒｃｈｅｒｓｔｒａｓｓｅ １４，８４０１ Ｗｉｎｔｅｒｔｈｕｒ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）によって製造される。直径３．８１ｃｍ（１．５インチ）の標準パイプ内に嵌合するよう寸法決定されたＳＭＸ型ミキサーの４８個の要素が、第１の混合ループ要素として使用された。それぞれの連続したセグメントが９０度回転するように溶接される４組の１２個の要素は、５．０８ｃｍ（２インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒクイックディスコネクト配管フランジと嵌合されたパイプの独立した区分内に嵌合される。
【００４２】
水相は、水相がエルボの排出端に入り、再循環流れと並流し、両方ともに垂直下向きに前進するように、１．２７ｃｍ（１／２インチ）のパイプをエルボ内に溶接して環が形成された、５．０８ｃｍ（２インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒクイックディスコネクト配管フランジで修正された４．７６３ｃｍ（１ ７／８インチ）の９０度の配管エルボを介して、再循環ループ内に導入される。１．２７ｃｍ（１／２インチ）の環状パイプの端が内側に螺設され、静的ミキサーに向けて水相流入を方向づけるために、０．６７３ｃｍ（１７／６４インチ）の穴を有するセットスクリュがそれに穿設される。
【００４３】
垂直に配向されたパイプを具備するＳＭＸの３つの区分が、水相導入エルボに続く。流れは続いて、両方ともにＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具を有する４．７６３ｃｍ（１ ７／８インチ）の配管エルボである２つのエルボによって、最初に９０度、次に４５度向けられる。ＳＭＸミキサーの最後の区分は、再循環ポンプに対して入口の取付け具とほぼ同一の高度で流れを排出させるのに都合のよい角度で上向きに接続される。
【００４４】
最後のＳＭＸミキサーセグメントからの排出物は、円錐レジューサを通って２．２２ｃｍ（７／８インチ）のＴ継手（Ｔ継手Ａ）まで進む。Ｔ継手の１つの側面は、温度プローブと嵌合される同一の直径エルボに接続され、これは次に、別の２．２２ｃｍ（７／８インチ）のＴ継手（Ｔ継手Ｂ）に接続する。Ｔ継手Ｂの１つの側面は、直径３．１７５ｃｍ（１ １／４インチ）及び長さ１２１．９ｃｍ（４８インチ）のテフロン被覆ホースに接続する。ホースは、２．２２ｃｍ（７／８インチ）のＴ継手（Ｔ継手Ｃ）のステム側に接続する。Ｔ継手Ｃのクロスピースの１つの側面は、再循環ポンプＷａｕｋｅｓｈａ Ｍｏｄｅｌ ０３０ Ｕ２ローブポンプ（Ｗａｕｋｅｓｈａ Ｃｈｅｒｒｙ−Ｂｕｒｒｅｌｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｄｅｌａｖａｎ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）の入口に上向きに接続される。Ｔ継手のクロスピースの他方の側面は、２．２２ｃｍ（７／８インチ）〜１．５９ｃｍ（５／８インチ）の円錐レジューサに下向きに接続される。円錐レジューサの小端部は、最初に直径が整合した穴を１．９１ｃｍ（３／４インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ端末キャップに穿設することによって、管上に溶接される１．９１ｃｍ（３／４インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具を有する０．９５３ｃｍ（３／８インチ）のステンレス鋼配管のカスタムメイド区分への１．９１ｃｍ（３／４インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ接続を用いる。これは、管がＴ継手Ｃのステム側とＴ継手Ｃのクロスピースとの交点を通過して突き出ることを可能にする。Ｗａｕｋｅｓｈａポンプに向かって内側に突き出る管の端は内側に螺設され、０．２７８ｃｍ（７／６４インチ）の穴が穿設されたセットスクリュと嵌合される。管の他方の端は、上述の方法と同一の方法で製造される、下向きに面する１．９１ｃｍ（３／４インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具と嵌合される。
【００４５】
Ｗａｕｋｅｓｈａポンプからの排出物は、温度プローブの小さいポート及びＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ衛生器具を有する直径３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）×１５．２４ｃｍ（６インチ）のスプールピースに移動し、その後、６個の要素を含有する程度に十分長く、Ｔｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具と嵌合した端部を有するパイプの一区分中の３．１７５ｃｍ（１ １／４インチ）のＫｅｎｉｃｓ螺旋状静的ミキサー（Ｃｈｅｍｉｎｅｅｒ Ｉｎｃ．，Ｄａｙｔｏｎ，Ｏｈｉｏ）の６個の要素に移動する。次に、Ｔｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具を有する３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の９０度の配管エルボ、直径３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）×１５．２４ｃｍ（６インチ）のスプールピース、これからガスを放出するための手段で嵌合される第２の直径３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）×１５．２４ｃｍ（６インチ）のスプールピース、全ての第１ステージの混合アセンブリのハイスポット、次いで、上述の水インジェクタエルボに接続する３．４９３〜４．７６３ｃｍ（１ ３／８〜１ ７／８インチ）の円錐形スプールピースに移動する。これで小気泡ＨＩＰＥに関する混合ステージの説明を完結したことになる。
【００４６】
供給ポンプ又は再循環ポンプが、流れの周期的な脈動を引き起こすことを見出した。その挙動を軽減するために、上述のＴ継手Ａの自由端を、圧力を監視するための圧力変換器を具備するサージ吸収材アセンブリ、及び圧力変動を緩和するために異なる容量の空気をチャンバ内に維持させるように放出することができるチャンバに接続することができる。
【００４７】
混合ステージからの排出物は、Ｔ継手Ｂからテフロン被覆した３．１７５（１ １／４インチ）の編みこみスチールホースを通って、１．２７ｃｍ（１／２インチ）の代わりに０．９５３ｃｍ（３／８インチ）の配管を用い、かつ０．２３８ｃｍ（３／３２インチ）の穿設した穴を有するセットスクリュと嵌合した、上述の水インジェクタエルボと同様のインジェクタ管配置と嵌合した２．５４ｃｍ（１インチ）の配管エルボに流出する。反応開始剤溶液は、この配置を通って導入される。ＨＩＰＥの排出物及び中心に導入された共線状の反応開始剤流量は、２．５４ｃｍ（１インチ）のパイプ区分内にＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具と嵌合するよう寸法決定されたＳＭＸミキサーの１２個の要素の一連の３つのセグメントに向かう。次に、流れは、円錐レジューサを通ってカスタムコートハンガー型ダイ内に前進する。次いで、ダイは、ＨＩＰＥを、１分間当たり１０メートルの速度で移動するエンドレスベルト上に堆積させる。
【００４８】
ＨＩＰＥ形成：
この装置を起動するために、水相は約８０℃まで加熱され、約２リットル／分の流量で上述の水インジェクタポイントに送達され、装置を適宜充填して、かつ装置を約６５℃のループを有する温度表示デバイスによって示される温度まで余熱する。ポンプよりも高い位置にあるダイから水相が出てくることが観察されるときに、Ｗａｕｋｅｓｈａポンプを１分間当たり２リットルの理論的速度で起動し、ポンプを乾燥させない。
【００４９】
装置温度に達すると、次に、油相は、０．５キログラム／分の速度で油相インジェクタに送達される。（水相は、１分間当たりのリットルで測定され、重合ＨＩＰＥ発泡体の理論的密度を説明するために油相は１分間当たりのキログラムで言及される。このことは、水相において、塩の濃度又は塩の種類を変化させ、かつキログラム単位で流量を再計算することなく、依然として同一密度の生成物を作製し、所望の製品を完成できることも意味する。）この開始ステージでの水対油の比率は、４：１である。油相の第１の導入から約５分後、ダイから流出する低粘度のＨＩＰＥが観察され得る。その時点で、水相温度設定値は、約７２℃に調整され、かつ流量は、３分間にわたって、毎分２リットルから毎分８．１０７リットルまで均一に増加する。水相がＨＩＰＥの総質量の９２％であるため、水相温度のみが制御される。水相流量の増加の開始と同時に起動する再循環ポンプは、毎分２８リットルのポンプ流量を生み出すように、２分間にわたって均一に速度増加される。同様に水相流量の増加と同時に開始して、油相流量は、５分間にわたって０．３１３ｋｇ／分間の流量まで均一に減少される。０．０３１リットル／分でのアクリル酸ナトリウムの流れは、混合ループへの導入前に水相流れと混合され、かつ通常水相流量の変化中に開始される。均衡した状態では、再循環ループからの排出における水対油の比率は、２６：１である。流量変化の最後におけるダイから流出するＨＩＰＥは、非常に粘度が高く、かつ非常に白い。全ての流量変化の完了から約２分後、反応開始剤が毎分０．３１３リットルの流量で導入され、総体的な水対油の比率を２７：１にする。ＨＩＰＥを硬化チャンバに輸送する、毎分１０メートルで移動するベルト上に配置されるとき、結果として得られるＨＩＰＥの層は、約２．５ｍｍの厚さである。
【００５０】
Ｂ．大気泡層ＨＩＰＥの形成
大気泡層の成分：
ＨＩＰＥの上部大気泡層を調製するために、水相、油相、及び反応開始剤は、以下の表２に示される次の成分を含有した。
【表２】
【００５１】
設備：
大気泡ＨＩＰＥは、２組の静的ミキサー及び２つのループ配置における２つの再循環ポンプを備える装置内で調製される。静的ミキサーは、Ｓｕｌｚｅｒ（Ｓｕｌｚｅｒ Ｌｔｄ Ｚｕｒｃｈｅｒｓｔｒａｓｓｅ １４，８４０１ Ｗｉｎｔｅｒｔｈｕｒ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）によって製造される。直径５．０８ｃｍ（２インチ）の標準パイプ内に嵌合するよう寸法決定されたＳＭＸ型ミキサーの４８個の要素が、第１の混合ループ要素として使用される。それぞれの連続したセグメントが９０度回転するように溶接された４組の１２個の要素は、６．３５ｃｍ（２．５インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒクイックディスコネクト配管フランジと嵌合されたパイプの独立した区分内に嵌合される。
【００５２】
水相は、水相がエルボの排出端に進入し、再循環流れと並流し、両方ともに水平に対して約１０度の角度で垂直上向きに前進するように、１．２７ｃｍ（１／２インチ）のパイプをエルボ内に溶接して環が形成された、７．６２ｃｍ（３インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒクイックディスコネクト配管フランジで修正された６．０３３ｃｍ（２ ３／８インチ）の９０度の配管エルボを介して、再循環ループ内に導入される。
【００５３】
１．２７ｃｍ（１／２インチ）の環状パイプの端は内側に螺設され、かつ水相流入流れを静的ミキサーの方に向けさせるために、０．６７３ｃｍ（１７／６４インチ）の穴を有するセットスクリュがそれに穿設される。７．６２ｃｍ（３インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具を有する、６．０３３ｃｍ（２ ３／８インチ）の配管、１５．２４ｃｍ（６インチ）の長さのスプールピースは、インジェクタエルボを、水平に対して約１０度で上向きに向けられたパイプを具備するＳＭＸの２つの区分に接続させる。次に、流れは、両方ともにＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具を有する６．０３３ｃｍ（２ ３／８インチ）の９０度の配管エルボである２つのエルボによって反対向きに変えられる。ＳＭＸミキサーの最後の２つの区分は、６．０３３ｃｍ（２ ３／８インチ）で開始し、７．３０３ｃｍ（２ ７／８インチ）まで拡張する円錐形アダプタに接続される。円錐形アダプタは、Ｔ継手のステムとクロスピースとの間の工程の中間の圧力変換器と嵌合される７．３０３ｃｍ（２ ７／８インチ）の配管Ｔ継手（Ｔ継手Ａ）のステム端に接続する。Ｔ継手Ａの一側面は、７．３０３ｃｍ（２ ７／８インチ）〜３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の円錐形アダプタ、次いで３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の９０度エルボ、次いで２つの３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の４５度エルボに接続する。複数のエルボの使用は、多数の配管セグメントの嵌合を容易にする。４５度エルボから、流れは、直径３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）、長さ５．０８ｃｍ（２インチ）のスプールピース、その後、直径３．３３ｃｍ（１ ５／１６インチ）、長さ６６．６８ｃｍ（２６ １／４インチ）のスプールピースに続き、１ ３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の配管Ｔ継手（Ｔ継手Ｂ）のステム側に続く。Ｔ継手Ｂの上方交差開口部は、より小さい気泡ＨＩＰＥ油インジェクタに関して上で言及されたインジェクタと同様のインジェクタに接続される３．４９３〜１．５８ｃｍ（１ ３／８インチ〜５／８インチ）の円錐形スプールピースを備える油インジェクタアセンブリに接続する。Ｔ継手Ｂの下方交差開口部は、Ｗａｕｋｅｓｈａｗ Ｍｏｄｅｌ ３０ Ｕ２ローブポンプに取り付けられる。Ｗａｕｋｅｓｈａｗポンプからの排出物は、３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の９０度エルボに、次いで、３．１８ｃｍ（１ １／４インチ）のパイプ中のＫｅｎｉｃｓ螺旋状静的ミキサーの６個の要素に接続する。３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の９０度エルボ、次に３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の４５度エルボが続き、次いで、３．１８ｃｍ（１ １／４インチ）のパイプ中のＫｅｎｉｃｓ螺旋状静的ミキサーの別の６個の要素区分に続く。その後、温度プローブ取付け具を有する３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）のスプールピース、３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の９０度エルボ、最終的に３．４９３ｃｍ〜６．０３３ｃｍ（１ ３／８インチ〜２ ３／８インチ）のスプールピースは、６．０３３ｃｍ（２ ３／８インチ）の９０度配管エルボを装備する水インジェクタに接続する。
【００５４】
Ｔ継手Ａの他の横出口は、第２の水インジェクタＴ継手であるＴ継手Ｃ（６．０３３ｃｍ（２ ７／８インチ））のクロスピースに接続する。１．５９ｃｍ（５／８インチ）の水インジェクタ管は、環状になるようにＴ継手のステム側に向けられるＴ継手の上部に進入し、０．７９４ｃｍ（５／１６インチ）の穴を穿設されたセットスクリュと嵌合される。Ｔ継手Ｃのステム側は、ＳＭＸ静的ミキサーの１２個の要素のうちの２つの６．３５ｃｍ（２ １／２インチ）の標準パイプ区分に、次いで約１０度の上向き傾斜の理由からＴ継手Ｃの方向に戻るが、それを越えて流れを方向づける２つの７．３０ｃｍ（２ ７／８インチ）の９０度の配管エルボに接続し、外側に結合された配管区分及び内側に結合された配管区分の両方ともに、水平に対して相対的である。この配置は、ミキサー中の連行空気を最小限に抑えるために選択され、かつより小さい気泡ＨＩＰＥ構成において使用される際にガス抜きの必要性を回避する。６．３５ｃｍ（２ １／２インチ）のＳＭＸミキサーの最後の２つの区分は、それらの流れを、Ｔ継手、Ｔ継手Ｄのクロスピースとステムの交点で再び、圧力変換器を装備する別の７．３０ｃｍ（２ ７／８インチ）の配管Ｔ継手内に流す。Ｔ継手Ｄクロスピースの一側面は、７．３０ｃｍ（２ ７／８インチ）の９０度の配管エルボに、次いで、Ｗａｕｋｅｓｈａｗ Ｍｏｄｅｌ １３０ Ｕ２ローブポンプ内に接続する。ポンプのより下方の排出は、温度プローブ取付け具を有する７．３０ｃｍ（２ ７／８インチ）の９０度の配管エルボに接続し、かつ７．３０ｃｍ（２ ７／８インチ）の配管Ｔ継手、Ｔ継手Ｅのクロスピース端部に接続する。Ｔ継手Ｅの他のクロスピース端部は、Ｔ継手Ｃのクロスピース端部に接続し、第２の混合ステージのループを完了する。
【００５５】
Ｔ継手Ｅのステム側は、７．３０ｃｍ〜３．４９３ｃｍ（２ ７／８インチ〜１ ３／８インチ）の円錐レジューサに、次いで３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の９０度の配管エルボ、次いで上述の小気泡ＨＩＰＥ構成において説明されたアセンブリと同様のサージ吸収材アセンブリに接続する。Ｔ継手Ｄの残りの端部は、同様に、７．３０ｃｍ（２ ７／８インチ）の９０度の配管エルボ、次いで７．３０ｃｍ〜３．４９３ｃｍ（２ ７／８インチ〜１ ３／８インチ）の円錐レジューサ、次いで３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の配管Ｔ継手、Ｔ継手Ｇのクロスピース側面まで進む。Ｔ継手Ｇのステム側が３．４９３ｃｍ×８３．８２ｃｍ（１ ３／８インチ×３３インチ）のテフロン被覆屈曲ホースまで進む一方で、Ｔ継手Ｇの他のクロスピース端部は、別のサージ吸収材まで進む。
【００５６】
屈曲ホースは、０．３１８ｃｍ（１／８インチ）の穴を有する０．６３５ｃｍ（１／４インチ）のセットスクリュを装備した０．９５３ｃｍ（３／８インチ）のインジェクタ管を装備した３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の９０度の配管エルボを介してミキサーアセンブリに接続する。次に、反応開始剤及びＨＩＰＥは、直径４．４５ｃｍ（１．７５インチ）のパイプ内に嵌合するよう寸法決定されたＳＭＸ静的ミキサー中の４８個の要素の中で混合される。この場合もやはり、１２個の要素は、４つの配管セグメントのそれぞれにともに溶接される。次に、ＨＩＰＥは、円錐レジューサを通ってコートハンガー型ダイを通過し、ＨＩＰＥは、ダイの下を通過するより小さい気泡サイズのＨＩＰＥ上に落水する。
【００５７】
ＨＩＰＥ形成：
システムを開始するために、水相は、約８０℃の温度において毎分２リットルの流量で第１のステージのインジェクタに、かつ同一の温度において毎分１リットルの流量で第２のインジェクタに送達される。水相が、どのポンプよりも高い位置にあるダイから出ることが観察されるとき、ポンプが起動される。温度プローブによって表示される内部温度が全て６５℃を超えるとき、油相は、０．５０ｋｇ／分の流量で油インジェクタに導入される。数分後、ＨＩＰＥがダイから流出することが観察されるとき、第１の水温ターゲットは７５℃に変更され、流量は、３分間にわたって均一に毎分２．８２８リットルに変更される。油相流量が５分間にわたって０．２０２ｋｇ／分に下げられるのと同時に、第１の再循環ポンプは、３分間にわたって均一に毎分８リットルに増加され、アクリル酸ナトリウム溶液供給原料は、毎分０．０２リットルの流量で開始され、混合ループへの導入前に水と混合する。流量変化が完了した後、第２の水相流量は、２分間にわたって毎分り１リットルから１．５９６リットルに増加される。
【００５８】
第２の水相流量変化の完了の際、反応開始剤溶液は、毎分０．４０４リットルの流量で、反応開始剤インジェクタに導入される。ＨＩＰＥは、次に、２４：１の内相比率で０．３３メートル幅のダイに供給され、層の厚さは、１分間当たり１０メートルで通過するより小さい気泡ＨＩＰＥの上部に供給されるとき、１．５ｍｍである。
【００５９】
次に、ＨＩＰＥは、モノマーの重合のために、ベルトによって硬化オーブンに移される。オーブンの内部温度は、約１００℃で維持される。ＨＩＰＥは、約８分間硬化オーブン内に滞在する。
【００６０】
硬化オーブンに続いて、ＨＩＰＥは、ＬＣ−６Ｂベンチトップコンベヤ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．）と連結している長さ１０．１６ｃｍ（４インチ）の１１８．１Ｗ／ｃｍ（３００Ｗ／インチ）Ｆｕｓｉｏｎ Ｈ＋バルブを装備するＵＶランプ（Ｐ３００ＭＴ電源を用いるＩ３００ＭＢの照射器、Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．，Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，Ｍａｒｙｌａｎｄ）下を（１分間当たり１０メートルの速度で）通過する。
【００６１】
ＵＶランプ下の一回通過した際の定量的光測定値を、表３に示す。測定はＰｏｗｅｒ Ｐｕｃｋ（１０ Ｗａｔｔ，ＥＩＴ，Ｓｔｅｒｌｉｎｇ，Ｖａ．）を用いて行われた。ＵＶランプ下の複数回通過をシミュレートするために、試料がＵＶランプ下を通過した時点で、それはベルトから除去され、次に、試料が再びＵＶランプ下を通過するように、ベルト上に戻して設置される。次に、このプロセスは、必要に応じて繰り返された。
【表３】
【００６２】
Ｃ．試験方法
上述の方法によって生成された（上部及び下部層の両方を含む）４つのＨＩＰＥ発泡体試料は、キャピラリーカラム及び水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）を有するガスクロマトグラフ（ＧＣ）を用いて、残留（未重合）モノマーの濃度を決定するために測定された。過度のレベルの未重合モノマーは、ＨＩＰＥ発泡体を生成するために使用される方法における問題を示している。この方法で測定されたモノマーには、エチルヘキシルアクリレート（ＥＨＡ）、エチルヘキシルメタクリレート（ＥＨＭＡ）、及びエチレングリコールジメタクリレート（ＥＧＤＭＡ）が含まれる。
【表４】
【００６３】
試験手順
【表５】
【００６４】
較正
１．５０＋／−５ｍｇのＥＨＡ標準物質を秤量し（四捨五入して０．１ｍｇ単位で実重量を記録）、５０ｍＬのメスフラスコに入れ、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する。
【００６５】
２．約５０＋／−５ｍｇのＥＨＭＡ標準物質を秤量し（四捨五入して０．１ｍｇ単位で実重量を記録）、別個の５０ｍＬのメスフラスコに入れ、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する。
【００６６】
３．約５０＋／−５ｍｇのＥＧＤＭＡ標準物質を秤量し（四捨五入して０．１ｍｇ単位で実重量を記録）、別個の５０ｍＬのメスフラスコに入れ、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する。
【００６７】
４．単一の２５ｍＬのメスフラスコに、上で調製された３つのフラスコのそれぞれからの１．０ｍＬをピペットで移し、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する（４０＋／−４μｇ／ｍＬのＥＨＡ、ＥＨＭＡ、及びＥＧＤＭＡを含有する混合標準物質をもたらす）。
【００６８】
５．工程４で調製された溶液の０．２５ｍＬを、５０ｍＬのメスフラスコ内にピペットで移し、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する（０．２μｇ／ｍＬの混合標準物質をもたらす）。
【００６９】
６．工程４で調製された溶液の０．２５ｍＬを、２５ｍＬのメスフラスコ内にピペットで移し、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する（０．４μｇ／ｍＬの混合標準物質をもたらす）。
【００７０】
７．工程４で調製された溶液の０．２５ｍＬを、１０ｍＬのメスフラスコ内にピペットで移し、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する（１．０μｇ／ｍＬの混合標準物質をもたらす）。
【００７１】
８．工程４で調製された溶液の０．５０ｍＬを、１０ｍＬのメスフラスコ内にピペットで移し、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する（２．０μｇ／ｍＬの混合標準物質をもたらす）。
【００７２】
９．工程４で調製された溶液の１．０ｍＬを、１０ｍＬのメスフラスコ内にピペットで移し、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する（４．０μｇ／ｍＬの混合標準物質をもたらす）。
【００７３】
１０．６個の別個の２ｍＬのバイアル瓶を、以下：（１）＝シクロヘキサンのみ（空）、（２）＝０．２μｇ／ｍＬの標準物質、（３）＝０．４μｇ／ｍＬの標準物質、（４）＝１．０μｇ／ｍＬの標準物質、（５）＝２．０μｇ／ｍＬの標準物質、（６）＝２．０μｇ／ｍＬの標準物質で充填する。
【００７４】
１１．それぞれのバイアル瓶を隔膜キャップでしっかりとキャップし、バイアル瓶をオートサンプラー内に装填する（（１）から（６）の順序を維持することを確実にする）。
【００７５】
１２．ＧＣ分析プログラムを開始する。
【００７６】
１３．上の工程１〜３で記録されたＥＨＡ、ＥＨＭＡ、及びＥＧＤＭＡの実重量に基づいて、工程１２からの６個の標準バイアル瓶の分析からの結果と合わせて、それぞれのモノマーにおいてピーク面積対濃度の標準曲線を生み出すために、ＧＣの線形回帰検定プログラムを利用する。
【００７７】
サンプルの試験
１．かみそり刃を使用して、０．２０〜０．４０ｇの重量のＨＩＰＥ発泡体の標本片を得る。
【００７８】
２．化学天秤上で標本片を秤量し、四捨五入して０．１ｍｇ単位で重量（グラム単位）を記録する。
【００７９】
３．はさみを使用して、標本片を小片（約１ｃｍ×１ｃｍ）に切断し、小片を４０ｍＬのバイアル瓶内に移す。
【００８０】
４．ボトルトップのディスペンサーを使用して、３０ｍＬのシクロヘキサンをバイアル瓶に添加する。
【００８１】
５．バイアル瓶をしっかりとキャップし、３回反転させて全ての標本片を確実に完全に湿らせ、シクロヘキサンへの残留モノマーの抽出を開始する。
【００８２】
６．バイアル瓶を少なくとも１６時間乱さずに保存し、抽出を継続させる。
【００８３】
７．バイアル瓶を更に３回反転させ、抽出段階を完了させる。
【００８４】
８．新しい（未使用の）使い捨てピペットを使用して、２ｍＬのバイアル瓶を、４０ｍＬのバイアル瓶からのシクロヘキサン抽出物で充填し、２ｍＬのバイアル瓶にする。
【００８５】
９．２ｍＬのバイアル瓶をしっかりとキャップし、バイアル瓶をＧＣサンプラー内に装填する。
【００８６】
１０．ＧＣ分析プログラムを開始する。
【００８７】
報告
出力がμｇ／ｍＬの単位になるようにＧＣをプログラム化する。この出力に３０ｍＬを掛け、次に、上の工程２からの試料重量（ｇ）でその積を割り、μｇ／ｇの単位での結果を得る。四捨五入して１μｇ／ｇ単位でＥＨＡ、ＥＨＭＡ、及びＥＧＤＭＡの濃度を報告する。
【００８８】
上述のように調製及び試験された４つのＨＩＰＥ試料は、未重合エチルヘキシルアクリレート（ＥＨＡ）モノマーのレベルについて試験され、その結果が、図３のグラフに示される。未重合ＥＨＡモノマーのレベルは、４つの試料の間で測定及び平均化され、図３のグラフに示される。グラフは、硬化オーブン内での重合後、試料が、約１４００ｐｐｍの平均レベルの未重合ＥＨＡモノマーを有したことを示す。紫外線へのＨＩＰＥ試料の曝露後、未重合ＥＨＡモノマーの量は紫外線への曝露の継続に従ってほぼ検出不可能な量まで減少し、本発明の方法が、ＨＩＰＥ発泡体へのＨＩＰＥの重合後に、未重合モノマーの量を減少させることを実証する。
【００８９】
本明細書に開示した寸法及び値は、記述された正確な数値に厳しく限定されるものと理解すべきでない。むしろ、特に言及しない限り、そのようなそれぞれの寸法は、記述された値と、その値の周辺の機能的に同等の範囲との両方を意味することを意図する。例えば、「４０ｍｍ」として開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを意図する。
【００９０】
相互参照される又は関連するあらゆる特許又は出願書類を含め、本明細書において引用される全ての文献は、明示的に除外ないしは制限されない限り、その全体を参考として本明細書に組み込まれる。いかなる文献の引用も、それが本明細書において開示され請求されるいずれかの発明に関する先行技術であること、又はそれが単独で若しくは他のいかなる参照とのいかなる組合せにおいても、このような発明を教示する、提案する、又は開示することを認めるものではない。いかなる文献の引用も、それが本明細書において開示され請求されるいずれかの発明に関する先行技術であること、又はそれが単独で若しくは他のいかなる参照とのいかなる組み合わせにおいても、このような発明を教示する、提案する、又は開示することを認めるものではない。
【００９１】
本発明の特定の諸実施形態を図示し、記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を実施できることが当業者には自明である。したがって、本発明の範囲内にあるそのような全ての変更及び修正を添付の「特許請求の範囲」で扱うものとする。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、低レベルの未重合モノマーを有する高内相エマルション（ＨＩＰＥ）発泡体に関する。
【背景技術】
【０００２】
エマルションは、ある液体の別の液体中における分散液であり、一般的に、実質的に不混和性である連続油相内に分散した水性相又は水相を有する油中水型混合物の形態である。連続油相に対して高比率の分散した水相を有する油中水型（又は水中油型）エマルションが、高内相エマルションとしてその技術分野で既知であり、「ＨＩＰＥ」とも称される。分散水相の連続油相に対する比率が比較的高いと、連続油相は、内部の分散水相の液滴様構造を分離及びコーティングする本質的に薄い膜になる。一実施形態では、油中水型ＨＩＰＥの連続油相は、１つ以上の重合可能なモノマーを含む。これらモノマーは、重合して、分散した水相液滴のサイズ分布により定義される気泡サイズ分布を有する気泡構造、例えば発泡体を形成することができる。
【０００３】
モノマーの重合は、反応開始剤の活性化の際に開始し、硬化プロセス中に継続する。硬化プロセスは、発泡体形成プロセスの最後又は終了間近に行なわれ、その後ＨＩＰＥ発泡体がその将来の使用のために調製されることが多い。しかしながら、反応開始剤の添加及び硬化プロセス後に、モノマーの全てが重合されるわけではない。これらの残留未重合モノマーは、ＨＩＰＥ発泡体及びＨＩＰＥ発泡体を調製するために使用されるプロセスの両方において問題を引き起こし得る。未反応のモノマーがＨＩＰＥ発泡体中に存在する場合、それらは、ある特定のレベルの安全性に関する懸念を提示するか、所望のＨＩＰＥ発泡体特性に悪影響を及ぼすか、あるいは切断又はＨＩＰＥ発泡体への他の成分の適用等の更なるＨＩＰＥ発泡体加工工程を妨害し得る。加えて、モノマーは表面に付着する傾向も有し、モノマーが金型空洞に付着し金型の洗浄を必要とするバッチプロセス、あるいはＨＩＰＥが上に配置される表面の洗浄を必要とする連続プロセスの両方において、加工上の問題を引き起こし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
結果的に、低レベルの未重合モノマーを有するＨＩＰＥ発泡体及びＨＩＰＥ発泡体中の未重合モノマーの量を減少させる方法の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
モノマー、架橋剤、乳化剤を有する油相と、光開始剤と、水相とを含む、高内相エマルションを重合することによって形成される高内相エマルション発泡体が提供され、高内相エマルション発泡体は、４００ｐｐｍ未満の未重合モノマーを含む。
【０００６】
モノマー、架橋剤、乳化剤を含む油相と、光開始剤と、水相とを有する第１の層を含む、高内相エマルションを重合することによって形成される高内相エマルション発泡体が提供される。高内相エマルションは、モノマー、架橋剤、乳化剤を含む油相と、光開始剤と、水相とを有する第２の層も含み、高内相エマルション発泡体は、４００ｐｐｍ未満の未重合モノマーを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のプロセスフローチャート。
【図２】本発明のプロセスフローチャート。
【図３】モノマー減少を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、低レベルの未重合モノマーを有する高内相エマルション（ＨＩＰＥ）発泡体に関する。モノマーを含有する連続油相と、水相とを含む本発明のＨＩＰＥは、例えば、ＨＩＰＥをエンドレスベルト等のベルト上に配置させることによって、連続プロセスを用いて生産される。ベルト上にある間、ＨＩＰＥはモノマーが重合される加熱ゾーンに移動され、ＨＩＰＥ発泡体を形成する。加熱ゾーンに続いて、ＨＩＰＥ発泡体は紫外線ゾーンに移動され、未重合モノマーがそれらを重合させる紫外線に曝露される。
【０００９】
高内相エマルション（ＨＩＰＥ）は、２つの相を含む。１つの相は、重合してＨＩＰＥ発泡体を形成するモノマーと、ＨＩＰＥの安定化に役立つ乳化剤とを含む連続油相である。油相は、また、１つ以上の光開始剤を含んでもよい。モノマー成分は、油相の約８０重量％〜約９９重量％、及びある特定の実施形態では、約８５重量％〜約９５重量％の量で存在し得る。油相に可溶性であり、かつ安定な油中水型エマルションの形成に好適な乳化剤成分は、油相の約１重量％〜約２０重量％の量で油相中に存在し得る。エマルションは、約１０℃〜約１３０℃、特定の実施形態では、約５０℃〜約１００℃の乳化温度で形成され得る。
【００１０】
一般的に、モノマーは、油相の約２０重量％〜約９７重量％の、少なくとも１つの実質的に水不溶性である一官能性アルキルアクリレート又はアルキルメタクリレートを含む。例えば、この種のモノマーは、エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、テトラデシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ノニルフェニルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、テトラデシルメタクリレート、及びオクタデシルメタクリレート等のＣ４〜Ｃ１８アルキルアクリレート及びＣ２〜Ｃ１８メタクリレートを含み得る。
【００１１】
また、油相は、油相の約２重量％〜約４０重量％、特定の実施形態では約１０重量％〜約３０重量％の、実質的に水不溶性である多官能性架橋アルキルアクリレート及びメタクリレートを含み得る。この架橋モノマー又は架橋剤を添加して、得られるＨＩＰＥ発泡体に強度及び弾性を付与する。この種の架橋モノマーの例は、２つ以上の活性化アクリレート、メタクリレート基、又はこれらの組合せを含むモノマーを含む。この基の比限定的な例としては、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、１，１２−ドデシルジメタクリレート、１，１４−テトラデカンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート（２，２−ジメチルプロパンジオールジアクリレート）、ヘキサンジオールアクリレートメタクリレート、グルコースペンタアクリレート、ソルビタンペンタアクリレート等が挙げられる。架橋剤の他の例は、エチレングリコールアクリレート−メタクリレート及びネオペンチルグリコールアクリレート−メタクリレート等のアクリレートとメタクリレート部分との混合物を含む。混合架橋剤中のメタクリレート：アクリレート基の比は、５０：５０から必要に応じて任意の他の比まで変動し得る。
【００１２】
任意の第３の実質的に水不溶性であるコモノマーを、油相の約０重量％〜約１５重量％、特定の実施形態では約２重量％〜約８重量％、油相に添加して、ＨＩＰＥ発泡体の特性を改変することもできる。ある特定の場合において、結果として得られるＨＩＰＥ発泡体に強靱性を付与する、「強靱化」するモノマーが所望され得る。これらとしては、スチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、イソプレン、及びクロロプレン等のモノマーが挙げられる。理論に縛られるものではないが、かかるモノマーは、重合中（「硬化」としても知られている）ＨＩＰＥを安定化させて、より優れた強靱性、引っ張り応力、耐摩耗性等が得られる、より均質かつ優れたＨＩＰＥ発泡体を形成するのに役立つと考えられる。また、モノマーを添加して、２０００年１２月１２日発行の米国特許第６，１６０，０２８号（Ｄｙｅｒ）に開示されているように難燃性を付与することもできる。モノマーを添加して、色（例えばビニルフェロセン）、蛍光特性、耐放射線性、放射線不透過性（例えばリードテトラアクリレート）、電荷の分散、入射赤外光の反射、電波の吸収、ＨＩＰＥ発泡体支柱上における湿潤可能表面の形成、又はＨＩＰＥ発泡体における任意の他の望ましい特性を付与することができる。場合によっては、これら追加モノマーは、ＨＩＰＥのＨＩＰＥ発泡体への変換プロセス全体を緩徐にする場合があるが、望ましい特性が付与される場合このトレードオフは必須である。したがって、かかるモノマーを用いて、ＨＩＰＥの重合速度を減速させることができる。この種のモノマーの例は、スチレン及び塩化ビニルを含む。
【００１３】
油相は、ＨＩＰＥを安定化させるために用いられる乳化剤を更に含有してもよい。ＨＩＰＥで用いられる乳化剤としては、（ａ）分岐鎖Ｃ１６〜Ｃ２４脂肪酸；直鎖不飽和Ｃ１６〜Ｃ２２脂肪酸；及び直鎖飽和Ｃ１２〜Ｃ１４脂肪酸のソルビタンモノエステル、例えば、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノミリステート、及びソルビタンモノエステル、ソルビタンモノラウレートジグリセロールモノオレエート（ＤＧＭＯ）、ポリグリセロールモノイソステアレート（ＰＧＭＩＳ）、及びポリグリセロールモノミリステート（ＰＧＭＭ）；（ｂ）分岐鎖Ｃ１６〜Ｃ２４脂肪酸、直鎖不飽和Ｃ１６〜Ｃ２２脂肪酸、又は直鎖飽和Ｃ１２〜Ｃ１４脂肪酸のポリグリセロールモノエステル、例えば、ジグリセロールモノオレエート（例えば、Ｃ１８：１脂肪酸のジグリセロールモノエステル）、ジグリセロールモノミリステート、ジグリセロールモノイソステアレート、及びジグリセロールモノエステル；（ｃ）分岐鎖Ｃ１６〜Ｃ２４アルコール、直鎖不飽和Ｃ１６〜Ｃ２２アルコール、及び直鎖飽和Ｃ１２〜Ｃ１４アルコールのジグリセロール一脂肪族エステル、並びにこれら乳化剤の混合物を挙げることができる。１９９５年２月７日発行の米国特許第５，２８７，２０７号（Ｄｙｅｒら）、及び１９９６年３月１９日発行の米国特許第５，５００，４５１号（Ｇｏｌｄｍａｎら）を参照されたい。用いることができる別の乳化剤は、コハク酸アルキル、グリセロール、及びトリグリセロールから形成されるコハク酸ポリグリセロール（ＰＧＳ）である。
【００１４】
そのような乳化剤、及びそれらの組合せ物は、それらが、油相の約１重量％〜約２０重量％、ある特定の実施形態では、約２重量％〜約１５重量％、及びある特定の他の実施形態では、約３重量％〜約１２重量％を構成するように、油相に添加され得る。ある特定の実施形態では、特に、例えば、約６５℃を超えるより高い温度で、気泡サイズ、気泡サイズ分布、及びエマルションの安定性の更なる制御を提供するために、共乳化剤も使用され得る。共乳化剤の例には、ホスファチジルコリン及びホスファチジルコリン含有組成物、脂肪族ベタイン、長鎖Ｃ１２〜Ｃ２２二価脂肪族四級アンモニウム塩、短鎖Ｃ１〜Ｃ４二価脂肪族四級アンモニウム塩、長鎖Ｃ１２〜Ｃ２２ジアルコイル（アルケノイル）−２−ヒドロキシエチル、短鎖Ｃ１〜Ｃ４二価脂肪族四級アンモニウム塩、長鎖Ｃ１２〜Ｃ２２二価脂肪族イミダゾリニウム四級アンモニウム塩、短鎖Ｃ１〜Ｃ４二価脂肪族イミダゾリニウム四級アンモニウム塩、長鎖Ｃ１２〜Ｃ２２一価脂肪族ベンジル四級アンモニウム塩、長鎖Ｃ１２〜Ｃ２２ジアルコイル（アルケノイル）−２−アミノエチル、短鎖Ｃ１〜Ｃ４一価脂肪族ベンジル四級アンモニウム塩、短鎖Ｃ１〜Ｃ４モノヒドロキシ脂肪族四級アンモニウム塩が挙げられる。特定の実施形態では、ジタロージメチルアンモニウムメチルサルフェート（ＤＴＤＭＡＭＳ）を補助乳化剤として用いてもよい。
【００１５】
光開始剤は、油相の約０．０５重量％〜約１０重量％、特定の実施形態では約０．２重量％〜約１０重量％含まれ得る。少量の光開始剤は、ＨＩＰＥ発泡体により多くの光を透過させて、ＨＩＰＥ発泡体をより深部で重合させることができる。しかし、酸素含有環境で重合が行われる場合、重合を開始させ、かつ酸素阻害に打ち勝つのに十分な光開始剤が存在すべきである。光開始剤は、ラジカル、カチオン、及び重合反応を開始させることができる他の種の生成と共に、光源に速やかかつ効率的に応答することができる。本発明で用いられる光開始剤は、約２００ナノメートル（ｎｍ）〜約８００ｎｍ、特定の実施形態では約２５０ｎｍ〜約４５０ｎｍの波長の紫外線を吸収することができる。光開始剤が油相中に存在する場合、好適な種類の油溶性光開始剤としては、ベンジルケタール類、α−ヒドロキシアルキルフェノン類、α−アミノアルキルフェノン類、及びアシルホスフィンオキシド類が挙げられる。光開始剤の例としては、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンと組合せられた２，４，６−［トリメチルベンゾイルジホスフィン］オキシド（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ，ＧｅｒｍａｎｙによりＤＡＲＯＣＵＲ（登録商標）４２６５として販売されている、２つの５０：５０ブレンド）；ベンジルジメチルケタール（Ｃｉｂａ ＧｅｉｇｙによりＩＲＧＡＣＵＲＥ ６５１として販売されている）；α−，α−ジメトキシ−α−ヒドロキシアセトフェノン（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＤＡＲＯＣＵＲ（登録商標）１１７３として販売されている）；２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−プロパン−１−オン（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）９０７として販売されている）；１−ヒドロキシシクロへキシル−フェニルケトン（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）１８４として販売されている）；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シド（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９として販売されている）；ジエトキシアセトフェノン、及び４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル−（２−ヒドロキシ−２−メチルプロピル）ケトン（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）２９５９として販売されている）；及びオリゴ［２−ヒドロキシ−２−メチル−１−［４−（１−メチルビニル）フェニル］プロパノン］（Ｌａｍｂｅｒｔｉ ｓｐａ，Ｇａｌｌａｒａｔｅ，ＩｔａｌｙによりＥＳＡＣＵＲＥ（登録商標）ＫＩＰ ＥＭとして販売されている）が挙げられる。
【００１６】
ＨＩＰＥの分散水相は、水を含み、また、反応開始剤、光開始剤、又は電解質等の１つ以上の成分を含んでもよく、特定の実施形態では、この１つ以上の成分は、少なくとも部分的に水溶性である。
【００１７】
水相の１つの成分は、水溶性電解質であってもよい。水相は、水相の約０．２重量％〜約４０重量％、特定の実施形態では約２重量％〜約２０重量％の水溶性電解質を含有し得る。電解質は、主に油溶性であるモノマー、コモノマー、及び架橋剤も水相に溶解する傾向を最低限に抑える。電解質の例としては、カルシウム又はマグネシウム等のアルカリ土類金属の塩化物又は硫化物、及びナトリウム等のアルカリ土類金属の塩化物又は硫化物が挙げられる。かかる電解質は、リン酸塩、ホウ酸塩、及び炭酸塩、並びにこれらの混合物等の無機対イオンを含む、重合中にｐＨを制御するための緩衝剤を含み得る。水溶性モノマーを水相中で用いてもよく、例は、アクリル酸及び酢酸ビニルである。
【００１８】
水相中に存在し得る別の成分は、水溶性フリーラジカル反応開始剤である。反応開始剤は、油相中に存在する重合性モノマーの合計モル数に基づいて約２０モルパーセント以下存在し得る。特定の実施形態では、反応開始剤は、油相中の重合性モノマーの合計モル数に基づいて約０．００１モルパーセント〜約１０モルパーセントの量で存在する。好適な反応開始剤には、過酸化水素、過酸化ラウリル、ｔ−ブチル過酸化水素、他の好適な過酸化物、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、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、及び他の好適なアゾ反応開始剤、レドックス対、例えば、過硫酸塩−重硫酸塩、過硫酸塩−アスコルビン酸、およびその他が含まれる。ある特定の実施形態では、乳化系を詰まらせ得る早期重合の可能性を低減させるために、反応開始剤は、乳化直後又は乳化の終了間近に添加され得る。ある特定の実施形態では、乳化中の重合を阻害するために、少量の阻害剤が添加され得る。
【００１９】
水相中に存在する光開始剤は、少なくとも部分的に水溶性であってよく、約０．０５重量％〜約１０重量％、特定の実施形態では約０．２重量％〜約１０重量％の油相を含んでもよい。少量の光開始剤は、ＨＩＰＥ発泡体により多くの光を透過させて、ＨＩＰＥ発泡体をより深部で重合させることができる。しかし、酸素含有環境で重合が行われる場合、重合を開始させ、かつ酸素阻害に打ち勝つのに十分な光開始剤が存在すべきである。光開始剤は、ラジカル、カチオン、及び重合反応を開始させることができる他の種の生成を伴って、光源に速やかかつ効率的に応答することができる。本発明で用いられる光開始剤は、約２００ナノメートル（ｎｍ）〜約８００ｎｍ、特定の実施形態では約２００ｎｍ〜約３５０ｎｍ、特定の実施形態では約３５０ｎｍ〜約４５０ｎｍの波長の紫外線を吸収することができる。光開始剤が水相中に存在する場合、好適な種類の水溶性光開始剤としては、ベンゾフェノン、ベンジル、及びチオキサントンが挙げられる。光開始剤の例としては、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリド；２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジサルフェート脱水物；２，２’−アゾビス（１−イミノ−１−ピロリジノ−２−エチルプロパン）ジヒドロクロリド；２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］；２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）ジヒドロクロリド；２，２’−ジカルボキシメトキシジベンザルアセトン、４，４’−ジカルボキシメトキシジベンザルアセトン、４，４’−ジカルボキシメトキシジベンザルシクロヘキサノン、４−ジメチルアミノ−４’−カルボキシメトキシジベンザルアセトン；及び４，４’−ジスルホキシメトキシジベンザルアセトンが挙げられる。本発明で用いることができる他の好適な光開始剤は、１９８９年４月２５日発行の米国特許第４，８２４，７６５号（Ｓｐｅｒｒｙら）に列挙されている。
【００２０】
前述の成分に加えて、他の成分はＨＩＰＥの水相又は油相のいずれかに含まれ得る。例としては、酸化防止剤、例えば、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン光安定剤；可塑剤、例えば、フタル酸ジオクチル、セバシン酸ジノニル；難燃剤、例えば、ハロゲン化炭化水素、リン酸塩、ホウ酸塩、無機塩、例えば、三酸化アンチモン又はリン酸アンモニウム又は水酸化マグネシウム；染料及び色素；蛍光剤；充填剤粒子、例えば、デンプン、二酸化チタン、カーボンブラック、又は炭酸カルシウム；繊維；連鎖移動剤；臭気吸収剤、例えば、活性炭微粒子；溶解ポリマー；溶解オリゴマー等が挙げられる。
【００２１】
ＨＩＰＥ発泡体は、ＨＩＰＥの連続油相を含むモノマーの重合から製造される。特定の実施形態では、ＨＩＰＥ発泡体は、１層以上の層を有してよく、均質又は不均質な高分子連続気泡発泡体のいずれかであってよい。均質性及び不均質性は、同じＨＩＰＥ発泡体内の異なる層に関連し、これは均質なＨＩＰＥ発泡体の場合類似し、不均質なＨＩＰＥ発泡体の場合異なる。不均質なＨＩＰＥ発泡体は、化学組成、物理的特性、又はこれらの両方に関して異なる少なくとも２層の異なる層を含んでよく；例えば、層は、発泡体の密度、ポリマーの組成、比表面積、又は孔径（気泡サイズとも呼ばれる）のうち１つ以上に関して異なってもよい。例えば、孔径に関して異なるＨＩＰＥ発泡体では、各層の平均孔径は、少なくとも約２０％、特定の実施形態では少なくとも約３５％、更に他の実施形態では少なくとも約５０％異なってよい。別の例では、ＨＩＰＥ発泡体の層における差が密度に関する場合、層の密度は、少なくとも約２０％、特定の実施形態では少なくとも約３５％、更に他の実施形態では少なくとも約５０％異なってよい。例えば、ＨＩＰＥ発泡体の１層が０．０２０ｇ／ｃｃの密度を有する場合、別の層は、少なくとも０．０２４ｇ／ｃｃ又は約０．０１６ｇ／ｃｃ未満、特定の実施形態では少なくとも約０．０２７ｇ／ｃｃ又は約０．０１３ｇ／ｃｃ未満、更に他の実施形態では少なくとも約０．０３０ｇ／ｃｃ又は約０．０１０ｇ／ｃｃ未満の密度を有し得る。層間の差がＨＩＰＥ又はＨＩＰＥ発泡体の化学組成に関する場合、差は、例えば少なくとも約２０％、特定の実施形態では少なくとも約３５％、更なる実施形態では少なくとも約５０％の、少なくとも１つのモノマー成分の相対量の差を反映し得る。例えば、ＨＩＰＥ又はＨＩＰＥ発泡体のうち１層がその配合中に約１０％のスチレンを含む場合、ＨＩＰＥ又はＨＩＰＥ発泡体の別の層は、少なくとも約１２％、特定の実施形態では少なくとも約１５％を含むべきである。
【００２２】
以下により詳細に説明するように、異なるＨＩＰＥから形成される別個の層を有するＨＩＰＥ発泡体は、広範囲の所望の性能特性を有するＨＩＰＥ発泡体を提供する。例えば、第１の発泡体層が第２の発泡体層よりも比較的大きな孔径又は気泡サイズを有する、第１及び第２の発泡体層を含むＨＩＰＥ発泡体は、吸収性物品で用いられるとき、第２の層よりも迅速に入ってくる流体を吸収することができる。一例として、吸収性物品で用いられるとき、第１の発泡体層は、第１の発泡体層と比べて比較的小さな孔径を有する第２の発泡体層上に重層化することができ、これは、より大きな毛細管圧を発揮し、第１の発泡体層から獲得した流体を排出し、第１の発泡体層のより多くの流体を獲得する能力を復元させる。ＨＩＰＥ発泡体の孔径は、１〜２００μｍであり、ある特定の実施形態では、１００μｍ未満であり得る。２つの主要な平行面を有する本発明のＨＩＰＥ発泡体は、厚さ０．０５〜１０ｍｍであり得、ある特定の実施形態では、２ｍｍ〜８ｍｍであり得る。ＨＩＰＥの所望の厚さは、ＨＩＰＥを形成するために使用される材料、ＨＩＰＥがベルト上に配置される速度、及び結果として得られるＨＩＰＥ発泡体の意図される用途に依存する。
【００２３】
本発明のＨＩＰＥ発泡体は、比較的連続した気泡である。これは、隣接している気泡と実質的に遮られずに連通しているＨＩＰＥ発泡体の個々の気泡又は孔を指す。このように実質的に連続気泡であるＨＩＰＥ発泡体構造の気泡は、ＨＩＰＥ発泡体構造内である気泡から別の気泡へ流体を移送するのに十分な大きさの気泡内開口部又は窓部を有する。本発明の目的で、ＨＩＰＥ発泡体は、少なくとも１μｍのサイズのＨＩＰＥ発泡体中の気泡の少なくとも約８０％が、少なくとも１つの隣接した気泡と流体連通している場合、「連続気泡」と見なされる。
【００２４】
連続気泡であることに加えて、特定の実施形態では、ＨＩＰＥ発泡体は、ＨＩＰＥ発泡体が水流体を吸収できるのに十分な程度親水性であり、例えば、ＨＩＰＥ発泡体の内面は、重合後ＨＩＰＥ発泡体中に残る残留性親水化界面活性剤又は塩によって、選択された重合後ＨＩＰＥ発泡体処理手順（下記）によって、又はこれら両方の組合せによって、親水性にすることができる。
【００２５】
特定の実施形態では、例えば、特定の吸収性物品で用いられるとき、ＨＩＰＥ発泡体は、可撓性であり、適切なガラス転移温度（Ｔｇ）を示すことができる。Ｔｇは、ポリマーのガラス質状態とゴム質状態との間の遷移の中間点を表す。概して、使用温度よりも高いＴｇを有するＨＩＰＥ発泡体は、非常に強くあり得るが、同時に非常に硬く、かつ破損しやすい可能性がある。特定の実施形態では、比較的高いＴｇ又は過剰な脆性を示す本発明のＨＩＰＥ発泡体の領域は、不連続である。これら不連続な領域も、一般に高い強度を示すので、ＨＩＰＥ発泡体の全体的な強度を損なうことなく低密度で調製することができる。
【００２６】
可撓性を必要とする用途を意図するＨＩＰＥ発泡体は、ＨＩＰＥ発泡体が全体的に、使用中の温度で許容可能な強度を有する限り、できるだけ低いＴｇを有する少なくとも１つの連続な領域を含むべきである。ある特定の実施形態では、周囲温度付近の条件で使用される発泡体におけるこの領域のＴｇは、約３０℃未満、ある特定の他の実施形態では、約２０℃未満である。使用温度が周囲温度よりも高いか又は低いかの適用で使用されるＨＩＰＥ発泡体について、連続領域のＴｇは、使用温度よりも１０℃未満高く、ある特定の実施形態では、使用温度と同一、及び更なる実施形態では、可撓性が所望される使用温度よりも約１０℃低くてもよい。したがって、モノマーは、できるだけ低いＴｇを有する対応するポリマーを提供するよう選択される。
【００２７】
本発明のＨＩＰＥ発泡体は、婦人衛生物品、例えば、パッド、パンティライナー、及びタンポン；使い捨ておむつ；失禁用物品、例えば、パッド、成人用おむつ；ホームケア物品、例えば、ティッシュ、パッド、タオル；並びに美容ケア物品、例えば、パッド、拭き取り用品、及び毛穴洗浄のために使用される物品等のスキンケア物品等の吸収性物品において、吸収性コア材料として使用され得る。
【００２８】
上述のもの及び図１に示されるものを用いてＨＩＰＥを生成するために、水相１０及び油相２０は、約８：１〜１４０：１の比率で合わせられる。特定の実施形態では、水相と油相との比は、約１０：１〜約７５：１、特定の他の実施形態では、水相と油相との比は、約１３：１〜約６５：１である。これは、「水／油」又はＷ：Ｏ比と呼ばれ、得られるＨＩＰＥ発泡体の密度を決定するために用いることができる。上論のように、油相は、１つ以上のモノマー、コモノマー、光開始剤、架橋剤、及び乳化剤に加えて任意成分を含有してよい。水相は、水を含有し、特定の実施形態では、電解質、反応開始剤、又は任意成分等の１つ以上の成分を含有する。
【００２９】
ＨＩＰＥは、水相１０と油相２０との組み合わせから、これらの組み合わせられた相を混合チャンバ又は混合ゾーン３０内で剪断撹拌することにより、形成することができる。合わせた水相１０及び油相２０は、剪断撹拌に供されて、所望のサイズの水滴を有する安定したＨＩＰＥを生成する。得られるＨＩＰＥ発泡体が所望の構造的特徴を有する程度に水相液滴が分散している場合、エマルション作製プロセスによりＨＩＰＥを製造する。混合ゾーン３０における水相１０と油相２０との組合せ物の乳化は、必要な剪断を付与することが必要な速度で一連の静的ミキサーに組合せられた水相と油相とを通すことによる、羽根車等の混合装置又は撹拌装置、又は両方の組合せの使用を含み得る。一旦形成されると、次いでＨＩＰＥを混合ゾーン３０から引き出す又はポンプ吸引することができる。連続プロセスを用いてＨＩＰＥを形成するための１つの方法は、１９９２年９月２２日に発行された米国特許第５，１４９，７２０号（ＤｅｓＭａｒａｉｓら）、及び１９９８年１０月２７日に発行された米国特許第５，８２７，９０９号（ＤｅｓＭａｒａｉｓ）に記載される。
【００３０】
連続プロセスに関するある特定の実施形態では、ＨＩＰＥは、混合ゾーンから引き出されるかポンプ吸引され、実質的に水平の方向に移動するベルト４０上に配置されることによって、硬化オーブンのような加熱ゾーン５０へ輸送できる。反応開始剤は、水相中に存在し得るか、あるいは図１に示されるように、反応開始剤６０はＨＩＰＥ作製プロセス中に、そしてある特定の実施形態では、ＨＩＰＥが形成された後であるがＨＩＰＥがベルト４０上に配置される前に導入され得る。ＨＩＰＥは、ダイ、噴霧器、又は流延機等の１つ以上の配置デバイス７０を介してベルト上に配置できる。図２に示されるように、本発明において、２つ以上のはっきりと異なるＨＩＰＥが生成でき、重合の後でそれらはＨＩＰＥ発泡体中に２つ以上の明確に区別できる層、例えば第１のＨＩＰＥ及び第２のＨＩＰＥを形成し、それぞれのＨＩＰＥは他のＨＩＰＥとは異なる個々の組成物（水相及び油相）又は特性の個々の組合せ、例えば、孔寸法、機械的特性等を有し得る。個々のＨＩＰＥは、１つ以上の個々の油相及び１つ以上の個々の水相、並びにそれらの組合せから形成できる。例えば、個々のＨＩＰＥは、２つ以上の異なる水相と組合せられる単一の油相、又は図２に示されるように、２つ以上の個々の油相２１、２２と組合せられる単一の水相１１から形成できる。
【００３１】
個々の水相１１及び油相２１、２２は、別個の混合ゾーン３１及び３２に入り、次に個々のＨＩＰＥと同一の様式で配置される。例えば、本発明の連続プロセスでは、第１のダイ７１は、１つのＨＩＰＥ層をベルト４０上に配置し、次に同一のダイ又は第２のダイ７２は、図２に示されるように、第２のＨＩＰＥを第１のＨＩＰＥの上部に配置し得る。ある特定の実施形態では、ラジカルの同じ量が両方のＨＩＰＥ層中に形成されるように、上部の第２のＨＩＰＥが下部の第１のＨＩＰＥと比較してより低い濃度の光開始剤を有してもよい。上述の連続方法を用いる別の実施形態では、ダイはベルトの上にＨＩＰＥを隣接して配置でき、ベルトでは個々のＨＩＰＥが互いに重なり合っても重なり合わなくてもよく、又は他の任意の手段により混合ゾーンから１つ以上のＨＩＰＥを移動させてＨＩＰＥ発泡体を生成する。
【００３２】
ベルトの例として、１つ以上の金属、樹脂、若しくはそれらの組合せで作製されるエンドレスベルト、又はベルト上に配置され、かつベルトとともに移動するフィルム等のシート材料が挙げられる。ＨＩＰＥの平均厚さはベルトと接触しているＨＩＰＥの表面から反対側のＨＩＰＥ表面までで測定されるで、ＨＩＰＥの平均厚さはベルトの移動速度、ベルト上に配置されるＨＩＰＥの流れ、又はＨＩＰＥをベルト上に配置するために使用される１つ以上の配置デバイスの構成によって調節できる。
【００３３】
ベルトは、ＨＩＰＥ発泡体を生成するのに好適な任意の厚さ又は形状であってもよい。更に、ＨＩＰＥが配置されるベルトの表面は、実質的に滑らかであってもよく、あるいは凹部、凸部、又はそれらの組合せを含んでもよい。凸部又は凹部は、任意の構成又は順序で配置されてもよく、ＨＩＰＥ発泡体に、模様、デザイン、マーキング等を提供し得る。ベルトは、重合条件に適している（耐熱性、耐候性、表面エネルギー、耐摩耗性、再利用特性、引張り強度及び他の機械的強度等の種々の特性）１つ以上の材料を含んでもよく、フィルム、不織布材料、織布材料、及びそれらの組合せを含む群からの少なくとも１つの材料を含んでもよい。フィルムの例としては、用いることができるポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、及びテトラフルオロエチレン−エチレンコポリマー等のフッ素樹脂；ジメチルポリシロキサン及びジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサンコポリマー等のシリコーン樹脂；ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、及びパラ型アラミド樹脂等の耐熱性樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、及びポリシクロヘキサンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル樹脂；ＰＢＴとポリテトラメチレンオキシドグリコールとから形成されるブロックコポリマー（ポリエーテル型）及びＰＢＴとポリカプロラクトンとから形成されるブロックコポリマー（ポリエステル型）等の熱可塑性ポリエステル型エラストマー樹脂が挙げられる。これらの材料は、単独で、又は２つ以上の材料の混合形で用いることができる。更に、ベルトは、２つ以上の異なる材料、又は同一の組成物であるが、品質若しくは厚さ等の１つ以上の物理的特徴において異なる２つ以上の材料を含む、積層体であり得る。ある特定の実施形態では、ベルト又はベルト上に配置されそれと共に移動するフィルムは、紫外線に透明であってもよく、ベルト、フィルム、若しくはそれら両方の下に配置される紫外線源からの紫外線光が、ＨＩＰＥ発泡体中のモノマーを重合できるようにする。
【００３４】
ある特定の実施形態では、ベルト４０は、ＨＩＰＥを、ＨＩＰＥ中に存在するモノマーが重合する加熱ゾーン５０の中に移動させる。理論に縛られるものではないが、ＨＩＰＥ発泡体の形成は、２つの重複するプロセスを含むと考えられる。これらは、モノマーの重合と隣接するポリマー主鎖の活性部位間の架橋形成とである。本明細書で使用される「重合させる」という用語は、ＨＩＰＥ発泡体を形成するためにモノマーを重合させる場合におけるように、モノマーの重合、及び隣接したポリマー主鎖上の活性部位間の架橋形成の両方を包含する。架橋は、ＨＩＰＥ発泡体に、更なる取り扱い及び使用に有用な強度及び一体性を付与する。本発明は、重合及び架橋の全体的な水準を上昇させ、それによってＨＩＰＥ発泡体中の未重合モノマーの量を低減する。重合は、例えば、重合が開始するのに十分な温度でＨＩＰＥを調製することにより、加熱ゾーンに到達する前に開始させることもできる。しかし、ＨＩＰＥは、加熱ゾーン中の成形可能地点又は成型可能地点を過ぎて重合する。加熱ゾーンのための熱は、例えば、ＨＩＰＥ上及び下、又はＨＩＰＥの周囲に位置するオーブンから送達され得る。熱は、強制空気オーブン、ＩＲ加熱ランプ、マイクロ波、蒸気、又は他の好適な熱源に由来してもよい。蒸気を用いる例として、加熱ゾーンは、蒸気トンネルであり得、ＨＩＰＥが蒸気に曝露され、それによって、水がＨＩＰＥ上で凝縮する際に、高度に効率的な熱移動を達成する。
【００３５】
特定の実施形態では、重合速度を上昇させる、乾燥を開始させる、又は両方でＨＩＰＥがより完全に重合するように段階的な様式で温度を上昇してもよい。更に、ＨＩＰＥの硬化は、モノマーの硬化を開始させるに十分な温度の任意の温流体からなる温液浴にウェブを通すことにより行うことができる。重合温度は、硬化されるエマルションの種類、使用される反応開始剤、使用される熱源、及び加熱ゾーンが密閉されるか否かによって変化するが、典型的には２５℃であり、多くは５０℃超である。ある特定の実施形態では、加熱ゾーン内の重合温度は、約５０℃〜１５０℃に達し得る。ＨＩＰＥは、ＨＩＰＥの油相中のモノマーの少なくとも７５％、好ましくは少なくとも９０％を重合させるのに十分な時間、加熱ゾーン内で維持される。ＨＩＰＥの十分な重合は、用いられる反応開始剤、加熱ゾーンの温度、加熱ゾーン内の熱移動効率、ＨＩＰＥが加熱ゾーンを通過する速度、及び加熱ゾーンの長さの組合せにより制御することができる。
【００３６】
加熱ゾーン５０に続いて、ベルト４０は、ほぼ重合したＨＩＰＥ発泡体を、１つ以上の紫外線源を具備する紫外（ＵＶ）線ゾーン８０に移動する。紫外線ゾーン８０への未重合モノマーを含有するＨＩＰＥ発泡体の曝露、及びある特定の実施形態では、１つ以上の光開始剤の曝露は、熱支援型重合の後に、ＨＩＰＥ発泡体の油相中の未重合モノマーの重合を開始する。紫外線源の例には、ＵＶランプがある。ＨＩＰＥモノマーを重合させるために用いられる１つ以上の紫外線源が存在してもよい。紫外線源は、ベルトの上又は下に配置される。紫外線源は、同じであっても異なっていてもよい。例えば、紫外線源は、生じさせる紫外線の波長、又はＨＩＰＥが紫外線源に曝露される時間の量が異なってよい。約２００〜約８００ｎｍ、及びある特定の実施形態では、約２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲の紫外線光の波長は、光開始剤の紫外線吸収帯と少なくともある程度重なり合い、かつ未重合モノマーの重合を実質的に完了するのに十分な強度及び曝露期間である。理論に制限されるものではないが、ＨＩＰＥ等のエマルションの光を散乱させる傾向により、ある特定の実施形態では、この範囲における長い波長が、エマルションをより良好に貫通することができるという理由から、使用されるべきであると考えられる。紫外線の適用後、ＨＩＰＥ発泡体は、約１０分未満、約３０秒未満、約１０秒未満、若しくは約１秒未満後に、４００ｐｐｍ未満、ある特定の実施形態では、１００ｐｐｍ未満、及びある特定の他の実施形態では、検出限界未満のｐｐｍの残留又は未重合モノマーを含有する。ある特定の実施形態では、全体のエマルション作製、重合、及びモノマー減少プロセスは、２０分未満、更なる実施形態におけるある特定の他の実施形態では、１５分未満、及び更に更なる実施形態では、５分未満かかる。
【００３７】
重合後、得られるＨＩＰＥ発泡体は、実質的に乾燥しているＨＩＰＥ発泡体を得るために除去することが必要な水相で飽和している。特定の実施形態では、ＨＩＰＥ発泡体は、例えば、１対以上のニップローラ９０を通してＨＩＰＥ発泡体を移動させることにより、圧縮を用いて水相の大部分を圧搾除去することができる。ニップローラ９０は、ＨＩＰＥ発泡体から水相を圧搾するように配置することができる。ニップローラ９０は、多孔質であり、ＨＩＰＥ発泡体から水相を引き出すのに役立つように内部から適用される真空を有してもよい。ある特定の実施形態では、ニップローラ９０は、第１のニップローラ９０が孔を有するか、あるいはメッシュ様材料からなるベルト４０等の液体透過性ベルト４０の上に設置され、そして第２の反対側のニップローラ９１が第１のニップローラ９０に面し、かつ液体透過性ベルト４０の下に設置されるように、対になって配置できる。ローラがＨＩＰＥ発泡体から水相の吹きとばし及び水相の吸引の両方を行うために、対の一方、例えば第１のニップローラ９０を加圧してもよく、更に対の他方、例えば第２のニップローラ９１を真空にしてもよい。ニップローラを加熱して、水相の除去を補助することもできる。特定の実施形態では、ニップローラは、非剛性ＨＩＰＥ発泡体、即ち、ＨＩＰＥ発泡体の圧縮により壁が破壊されないＨＩＰＥ発泡体にのみ適用される。更なる実施形態では、ニップローラの表面は、ニップローラを通過して移動するときにＨＩＰＥ発泡体がエンボス加工され得るように、凸部、凹部、又は両方の形態の凹凸を含んでもよい。ＨＩＰＥが所望の乾燥度を有するとき、目的の用途に好適な形態に切断又は薄切りすることができる。
【００３８】
特定の実施形態では、ニップローラの代わりに、又はニップローラと組合せて、加熱されている乾燥ゾーン１００にＨＩＰＥ発泡体を送る、真空に曝露する、又は熱と真空曝露との組合せにより、水相を除去してもよい。例えば、強制空気オーブン、ＩＲオーブン、マイクロ波オーブン、又は電磁波オーブンに発泡体を通すことにより、熱を印加してもよい。ＨＩＰＥ発泡体を乾燥させる程度は、用途に依存する。特定の実施形態では、５０％超の水相を除去する。乾燥プロセス中に、特定の他の実施形態では、９０％超、更に他の実施形態では、９５％超の水相を除去する。
【実施例】
【００３９】
高内相エマルション（ＨＩＰＥ）の調製及びそれらのその後の吸収性発泡体への重合が、以下の実施例で例示される。ＨＩＰＥ試料は、２つの層、すなわち、下部層及び上部層を含み、下部層は、３０ミクロンよりも小さい平均孔径を有し、上部層は、約８０ミクロンよりも大きい平均孔径を有した。
【００４０】
Ａ．小気泡層ＨＩＰＥの形成
小気泡層の成分：
ＨＩＰＥの下部小気泡層を調製するために、水相、油相、及び反応開始剤は、以下の表１に示される次の成分を含有した。
【表１】
【００４１】
設備：
より小さい気泡のＨＩＰＥが、ミキサー及び再循環ポンプを備える装置内で調製される。静的ミキサーは、Ｓｕｌｚｅｒ（Ｓｕｌｚｅｒ Ｌｔｄ．Ｚｕｒｃｈｅｒｓｔｒａｓｓｅ １４，８４０１ Ｗｉｎｔｅｒｔｈｕｒ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）によって製造される。直径３．８１ｃｍ（１．５インチ）の標準パイプ内に嵌合するよう寸法決定されたＳＭＸ型ミキサーの４８個の要素が、第１の混合ループ要素として使用された。それぞれの連続したセグメントが９０度回転するように溶接される４組の１２個の要素は、５．０８ｃｍ（２インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒクイックディスコネクト配管フランジと嵌合されたパイプの独立した区分内に嵌合される。
【００４２】
水相は、水相がエルボの排出端に入り、再循環流れと並流し、両方ともに垂直下向きに前進するように、１．２７ｃｍ（１／２インチ）のパイプをエルボ内に溶接して環が形成された、５．０８ｃｍ（２インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒクイックディスコネクト配管フランジで修正された４．７６３ｃｍ（１ ７／８インチ）の９０度の配管エルボを介して、再循環ループ内に導入される。１．２７ｃｍ（１／２インチ）の環状パイプの端が内側に螺設され、静的ミキサーに向けて水相流入を方向づけるために、０．６７３ｃｍ（１７／６４インチ）の穴を有するセットスクリュがそれに穿設される。
【００４３】
垂直に配向されたパイプを具備するＳＭＸの３つの区分が、水相導入エルボに続く。流れは続いて、両方ともにＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具を有する４．７６３ｃｍ（１ ７／８インチ）の配管エルボである２つのエルボによって、最初に９０度、次に４５度向けられる。ＳＭＸミキサーの最後の区分は、再循環ポンプに対して入口の取付け具とほぼ同一の高度で流れを排出させるのに都合のよい角度で上向きに接続される。
【００４４】
最後のＳＭＸミキサーセグメントからの排出物は、円錐レジューサを通って２．２２ｃｍ（７／８インチ）のＴ継手（Ｔ継手Ａ）まで進む。Ｔ継手の１つの側面は、温度プローブと嵌合される同一の直径エルボに接続され、これは次に、別の２．２２ｃｍ（７／８インチ）のＴ継手（Ｔ継手Ｂ）に接続する。Ｔ継手Ｂの１つの側面は、直径３．１７５ｃｍ（１ １／４インチ）及び長さ１２１．９ｃｍ（４８インチ）のテフロン被覆ホースに接続する。ホースは、２．２２ｃｍ（７／８インチ）のＴ継手（Ｔ継手Ｃ）のステム側に接続する。Ｔ継手Ｃのクロスピースの１つの側面は、再循環ポンプＷａｕｋｅｓｈａ Ｍｏｄｅｌ ０３０ Ｕ２ローブポンプ（Ｗａｕｋｅｓｈａ Ｃｈｅｒｒｙ−Ｂｕｒｒｅｌｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｄｅｌａｖａｎ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）の入口に上向きに接続される。Ｔ継手のクロスピースの他方の側面は、２．２２ｃｍ（７／８インチ）〜１．５９ｃｍ（５／８インチ）の円錐レジューサに下向きに接続される。円錐レジューサの小端部は、最初に直径が整合した穴を１．９１ｃｍ（３／４インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ端末キャップに穿設することによって、管上に溶接される１．９１ｃｍ（３／４インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具を有する０．９５３ｃｍ（３／８インチ）のステンレス鋼配管のカスタムメイド区分への１．９１ｃｍ（３／４インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ接続を用いる。これは、管がＴ継手Ｃのステム側とＴ継手Ｃのクロスピースとの交点を通過して突き出ることを可能にする。Ｗａｕｋｅｓｈａポンプに向かって内側に突き出る管の端は内側に螺設され、０．２７８ｃｍ（７／６４インチ）の穴が穿設されたセットスクリュと嵌合される。管の他方の端は、上述の方法と同一の方法で製造される、下向きに面する１．９１ｃｍ（３／４インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具と嵌合される。
【００４５】
Ｗａｕｋｅｓｈａポンプからの排出物は、温度プローブの小さいポート及びＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ衛生器具を有する直径３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）×１５．２４ｃｍ（６インチ）のスプールピースに移動し、その後、６個の要素を含有する程度に十分長く、Ｔｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具と嵌合した端部を有するパイプの一区分中の３．１７５ｃｍ（１ １／４インチ）のＫｅｎｉｃｓ螺旋状静的ミキサー（Ｃｈｅｍｉｎｅｅｒ Ｉｎｃ．，Ｄａｙｔｏｎ，Ｏｈｉｏ）の６個の要素に移動する。次に、Ｔｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具を有する３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の９０度の配管エルボ、直径３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）×１５．２４ｃｍ（６インチ）のスプールピース、これからガスを放出するための手段で嵌合される第２の直径３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）×１５．２４ｃｍ（６インチ）のスプールピース、全ての第１ステージの混合アセンブリのハイスポット、次いで、上述の水インジェクタエルボに接続する３．４９３〜４．７６３ｃｍ（１ ３／８〜１ ７／８インチ）の円錐形スプールピースに移動する。これで小気泡ＨＩＰＥに関する混合ステージの説明を完結したことになる。
【００４６】
供給ポンプ又は再循環ポンプが、流れの周期的な脈動を引き起こすことを見出した。その挙動を軽減するために、上述のＴ継手Ａの自由端を、圧力を監視するための圧力変換器を具備するサージ吸収材アセンブリ、及び圧力変動を緩和するために異なる容量の空気をチャンバ内に維持させるように放出することができるチャンバに接続することができる。
【００４７】
混合ステージからの排出物は、Ｔ継手Ｂからテフロン被覆した３．１７５（１ １／４インチ）の編みこみスチールホースを通って、１．２７ｃｍ（１／２インチ）の代わりに０．９５３ｃｍ（３／８インチ）の配管を用い、かつ０．２３８ｃｍ（３／３２インチ）の穿設した穴を有するセットスクリュと嵌合した、上述の水インジェクタエルボと同様のインジェクタ管配置と嵌合した２．５４ｃｍ（１インチ）の配管エルボに流出する。反応開始剤溶液は、この配置を通って導入される。ＨＩＰＥの排出物及び中心に導入された共線状の反応開始剤流量は、２．５４ｃｍ（１インチ）のパイプ区分内にＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具と嵌合するよう寸法決定されたＳＭＸミキサーの１２個の要素の一連の３つのセグメントに向かう。次に、流れは、円錐レジューサを通ってカスタムコートハンガー型ダイ内に前進する。次いで、ダイは、ＨＩＰＥを、１分間当たり１０メートルの速度で移動するエンドレスベルト上に堆積させる。
【００４８】
ＨＩＰＥ形成：
この装置を起動するために、水相は約８０℃まで加熱され、約２リットル／分の流量で上述の水インジェクタポイントに送達され、装置を適宜充填して、かつ装置を約６５℃のループを有する温度表示デバイスによって示される温度まで余熱する。ポンプよりも高い位置にあるダイから水相が出てくることが観察されるときに、Ｗａｕｋｅｓｈａポンプを１分間当たり２リットルの理論的速度で起動し、ポンプを乾燥させない。
【００４９】
装置温度に達すると、次に、油相は、０．５キログラム／分の速度で油相インジェクタに送達される。（水相は、１分間当たりのリットルで測定され、重合ＨＩＰＥ発泡体の理論的密度を説明するために油相は１分間当たりのキログラムで言及される。このことは、水相において、塩の濃度又は塩の種類を変化させ、かつキログラム単位で流量を再計算することなく、依然として同一密度の生成物を作製し、所望の製品を完成できることも意味する。）この開始ステージでの水対油の比率は、４：１である。油相の第１の導入から約５分後、ダイから流出する低粘度のＨＩＰＥが観察され得る。その時点で、水相温度設定値は、約７２℃に調整され、かつ流量は、３分間にわたって、毎分２リットルから毎分８．１０７リットルまで均一に増加する。水相がＨＩＰＥの総質量の９２％であるため、水相温度のみが制御される。水相流量の増加の開始と同時に起動する再循環ポンプは、毎分２８リットルのポンプ流量を生み出すように、２分間にわたって均一に速度増加される。同様に水相流量の増加と同時に開始して、油相流量は、５分間にわたって０．３１３ｋｇ／分間の流量まで均一に減少される。０．０３１リットル／分でのアクリル酸ナトリウムの流れは、混合ループへの導入前に水相流れと混合され、かつ通常水相流量の変化中に開始される。均衡した状態では、再循環ループからの排出における水対油の比率は、２６：１である。流量変化の最後におけるダイから流出するＨＩＰＥは、非常に粘度が高く、かつ非常に白い。全ての流量変化の完了から約２分後、反応開始剤が毎分０．３１３リットルの流量で導入され、総体的な水対油の比率を２７：１にする。ＨＩＰＥを硬化チャンバに輸送する、毎分１０メートルで移動するベルト上に配置されるとき、結果として得られるＨＩＰＥの層は、約２．５ｍｍの厚さである。
【００５０】
Ｂ．大気泡層ＨＩＰＥの形成
大気泡層の成分：
ＨＩＰＥの上部大気泡層を調製するために、水相、油相、及び反応開始剤は、以下の表２に示される次の成分を含有した。
【表２】
【００５１】
設備：
大気泡ＨＩＰＥは、２組の静的ミキサー及び２つのループ配置における２つの再循環ポンプを備える装置内で調製される。静的ミキサーは、Ｓｕｌｚｅｒ（Ｓｕｌｚｅｒ Ｌｔｄ Ｚｕｒｃｈｅｒｓｔｒａｓｓｅ １４，８４０１ Ｗｉｎｔｅｒｔｈｕｒ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）によって製造される。直径５．０８ｃｍ（２インチ）の標準パイプ内に嵌合するよう寸法決定されたＳＭＸ型ミキサーの４８個の要素が、第１の混合ループ要素として使用される。それぞれの連続したセグメントが９０度回転するように溶接された４組の１２個の要素は、６．３５ｃｍ（２．５インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒクイックディスコネクト配管フランジと嵌合されたパイプの独立した区分内に嵌合される。
【００５２】
水相は、水相がエルボの排出端に進入し、再循環流れと並流し、両方ともに水平に対して約１０度の角度で垂直上向きに前進するように、１．２７ｃｍ（１／２インチ）のパイプをエルボ内に溶接して環が形成された、７．６２ｃｍ（３インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒクイックディスコネクト配管フランジで修正された６．０３３ｃｍ（２ ３／８インチ）の９０度の配管エルボを介して、再循環ループ内に導入される。
【００５３】
１．２７ｃｍ（１／２インチ）の環状パイプの端は内側に螺設され、かつ水相流入流れを静的ミキサーの方に向けさせるために、０．６７３ｃｍ（１７／６４インチ）の穴を有するセットスクリュがそれに穿設される。７．６２ｃｍ（３インチ）のＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具を有する、６．０３３ｃｍ（２ ３／８インチ）の配管、１５．２４ｃｍ（６インチ）の長さのスプールピースは、インジェクタエルボを、水平に対して約１０度で上向きに向けられたパイプを具備するＳＭＸの２つの区分に接続させる。次に、流れは、両方ともにＴｒｉ−Ｃｌｏｖｅｒ取付け具を有する６．０３３ｃｍ（２ ３／８インチ）の９０度の配管エルボである２つのエルボによって反対向きに変えられる。ＳＭＸミキサーの最後の２つの区分は、６．０３３ｃｍ（２ ３／８インチ）で開始し、７．３０３ｃｍ（２ ７／８インチ）まで拡張する円錐形アダプタに接続される。円錐形アダプタは、Ｔ継手のステムとクロスピースとの間の工程の中間の圧力変換器と嵌合される７．３０３ｃｍ（２ ７／８インチ）の配管Ｔ継手（Ｔ継手Ａ）のステム端に接続する。Ｔ継手Ａの一側面は、７．３０３ｃｍ（２ ７／８インチ）〜３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の円錐形アダプタ、次いで３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の９０度エルボ、次いで２つの３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の４５度エルボに接続する。複数のエルボの使用は、多数の配管セグメントの嵌合を容易にする。４５度エルボから、流れは、直径３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）、長さ５．０８ｃｍ（２インチ）のスプールピース、その後、直径３．３３ｃｍ（１ ５／１６インチ）、長さ６６．６８ｃｍ（２６ １／４インチ）のスプールピースに続き、１ ３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の配管Ｔ継手（Ｔ継手Ｂ）のステム側に続く。Ｔ継手Ｂの上方交差開口部は、より小さい気泡ＨＩＰＥ油インジェクタに関して上で言及されたインジェクタと同様のインジェクタに接続される３．４９３〜１．５８ｃｍ（１ ３／８インチ〜５／８インチ）の円錐形スプールピースを備える油インジェクタアセンブリに接続する。Ｔ継手Ｂの下方交差開口部は、Ｗａｕｋｅｓｈａｗ Ｍｏｄｅｌ ３０ Ｕ２ローブポンプに取り付けられる。Ｗａｕｋｅｓｈａｗポンプからの排出物は、３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の９０度エルボに、次いで、３．１８ｃｍ（１ １／４インチ）のパイプ中のＫｅｎｉｃｓ螺旋状静的ミキサーの６個の要素に接続する。３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の９０度エルボ、次に３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の４５度エルボが続き、次いで、３．１８ｃｍ（１ １／４インチ）のパイプ中のＫｅｎｉｃｓ螺旋状静的ミキサーの別の６個の要素区分に続く。その後、温度プローブ取付け具を有する３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）のスプールピース、３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の９０度エルボ、最終的に３．４９３ｃｍ〜６．０３３ｃｍ（１ ３／８インチ〜２ ３／８インチ）のスプールピースは、６．０３３ｃｍ（２ ３／８インチ）の９０度配管エルボを装備する水インジェクタに接続する。
【００５４】
Ｔ継手Ａの他の横出口は、第２の水インジェクタＴ継手であるＴ継手Ｃ（６．０３３ｃｍ（２ ７／８インチ））のクロスピースに接続する。１．５９ｃｍ（５／８インチ）の水インジェクタ管は、環状になるようにＴ継手のステム側に向けられるＴ継手の上部に進入し、０．７９４ｃｍ（５／１６インチ）の穴を穿設されたセットスクリュと嵌合される。Ｔ継手Ｃのステム側は、ＳＭＸ静的ミキサーの１２個の要素のうちの２つの６．３５ｃｍ（２ １／２インチ）の標準パイプ区分に、次いで約１０度の上向き傾斜の理由からＴ継手Ｃの方向に戻るが、それを越えて流れを方向づける２つの７．３０ｃｍ（２ ７／８インチ）の９０度の配管エルボに接続し、外側に結合された配管区分及び内側に結合された配管区分の両方ともに、水平に対して相対的である。この配置は、ミキサー中の連行空気を最小限に抑えるために選択され、かつより小さい気泡ＨＩＰＥ構成において使用される際にガス抜きの必要性を回避する。６．３５ｃｍ（２ １／２インチ）のＳＭＸミキサーの最後の２つの区分は、それらの流れを、Ｔ継手、Ｔ継手Ｄのクロスピースとステムの交点で再び、圧力変換器を装備する別の７．３０ｃｍ（２ ７／８インチ）の配管Ｔ継手内に流す。Ｔ継手Ｄクロスピースの一側面は、７．３０ｃｍ（２ ７／８インチ）の９０度の配管エルボに、次いで、Ｗａｕｋｅｓｈａｗ Ｍｏｄｅｌ １３０ Ｕ２ローブポンプ内に接続する。ポンプのより下方の排出は、温度プローブ取付け具を有する７．３０ｃｍ（２ ７／８インチ）の９０度の配管エルボに接続し、かつ７．３０ｃｍ（２ ７／８インチ）の配管Ｔ継手、Ｔ継手Ｅのクロスピース端部に接続する。Ｔ継手Ｅの他のクロスピース端部は、Ｔ継手Ｃのクロスピース端部に接続し、第２の混合ステージのループを完了する。
【００５５】
Ｔ継手Ｅのステム側は、７．３０ｃｍ〜３．４９３ｃｍ（２ ７／８インチ〜１ ３／８インチ）の円錐レジューサに、次いで３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の９０度の配管エルボ、次いで上述の小気泡ＨＩＰＥ構成において説明されたアセンブリと同様のサージ吸収材アセンブリに接続する。Ｔ継手Ｄの残りの端部は、同様に、７．３０ｃｍ（２ ７／８インチ）の９０度の配管エルボ、次いで７．３０ｃｍ〜３．４９３ｃｍ（２ ７／８インチ〜１ ３／８インチ）の円錐レジューサ、次いで３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の配管Ｔ継手、Ｔ継手Ｇのクロスピース側面まで進む。Ｔ継手Ｇのステム側が３．４９３ｃｍ×８３．８２ｃｍ（１ ３／８インチ×３３インチ）のテフロン被覆屈曲ホースまで進む一方で、Ｔ継手Ｇの他のクロスピース端部は、別のサージ吸収材まで進む。
【００５６】
屈曲ホースは、０．３１８ｃｍ（１／８インチ）の穴を有する０．６３５ｃｍ（１／４インチ）のセットスクリュを装備した０．９５３ｃｍ（３／８インチ）のインジェクタ管を装備した３．４９３ｃｍ（１ ３／８インチ）の９０度の配管エルボを介してミキサーアセンブリに接続する。次に、反応開始剤及びＨＩＰＥは、直径４．４５ｃｍ（１．７５インチ）のパイプ内に嵌合するよう寸法決定されたＳＭＸ静的ミキサー中の４８個の要素の中で混合される。この場合もやはり、１２個の要素は、４つの配管セグメントのそれぞれにともに溶接される。次に、ＨＩＰＥは、円錐レジューサを通ってコートハンガー型ダイを通過し、ＨＩＰＥは、ダイの下を通過するより小さい気泡サイズのＨＩＰＥ上に落水する。
【００５７】
ＨＩＰＥ形成：
システムを開始するために、水相は、約８０℃の温度において毎分２リットルの流量で第１のステージのインジェクタに、かつ同一の温度において毎分１リットルの流量で第２のインジェクタに送達される。水相が、どのポンプよりも高い位置にあるダイから出ることが観察されるとき、ポンプが起動される。温度プローブによって表示される内部温度が全て６５℃を超えるとき、油相は、０．５０ｋｇ／分の流量で油インジェクタに導入される。数分後、ＨＩＰＥがダイから流出することが観察されるとき、第１の水温ターゲットは７５℃に変更され、流量は、３分間にわたって均一に毎分２．８２８リットルに変更される。油相流量が５分間にわたって０．２０２ｋｇ／分に下げられるのと同時に、第１の再循環ポンプは、３分間にわたって均一に毎分８リットルに増加され、アクリル酸ナトリウム溶液供給原料は、毎分０．０２リットルの流量で開始され、混合ループへの導入前に水と混合する。流量変化が完了した後、第２の水相流量は、２分間にわたって毎分り１リットルから１．５９６リットルに増加される。
【００５８】
第２の水相流量変化の完了の際、反応開始剤溶液は、毎分０．４０４リットルの流量で、反応開始剤インジェクタに導入される。ＨＩＰＥは、次に、２４：１の内相比率で０．３３メートル幅のダイに供給され、層の厚さは、１分間当たり１０メートルで通過するより小さい気泡ＨＩＰＥの上部に供給されるとき、１．５ｍｍである。
【００５９】
次に、ＨＩＰＥは、モノマーの重合のために、ベルトによって硬化オーブンに移される。オーブンの内部温度は、約１００℃で維持される。ＨＩＰＥは、約８分間硬化オーブン内に滞在する。
【００６０】
硬化オーブンに続いて、ＨＩＰＥは、ＬＣ−６Ｂベンチトップコンベヤ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．）と連結している長さ１０．１６ｃｍ（４インチ）の１１８．１Ｗ／ｃｍ（３００Ｗ／インチ）Ｆｕｓｉｏｎ Ｈ＋バルブを装備するＵＶランプ（Ｐ３００ＭＴ電源を用いるＩ３００ＭＢの照射器、Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．，Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，Ｍａｒｙｌａｎｄ）下を（１分間当たり１０メートルの速度で）通過する。
【００６１】
ＵＶランプ下の一回通過した際の定量的光測定値を、表３に示す。測定はＰｏｗｅｒ Ｐｕｃｋ（１０ Ｗａｔｔ，ＥＩＴ，Ｓｔｅｒｌｉｎｇ，Ｖａ．）を用いて行われた。ＵＶランプ下の複数回通過をシミュレートするために、試料がＵＶランプ下を通過した時点で、それはベルトから除去され、次に、試料が再びＵＶランプ下を通過するように、ベルト上に戻して設置される。次に、このプロセスは、必要に応じて繰り返された。
【表３】
【００６２】
Ｃ．試験方法
上述の方法によって生成された（上部及び下部層の両方を含む）４つのＨＩＰＥ発泡体試料は、キャピラリーカラム及び水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）を有するガスクロマトグラフ（ＧＣ）を用いて、残留（未重合）モノマーの濃度を決定するために測定された。過度のレベルの未重合モノマーは、ＨＩＰＥ発泡体を生成するために使用される方法における問題を示している。この方法で測定されたモノマーには、エチルヘキシルアクリレート（ＥＨＡ）、エチルヘキシルメタクリレート（ＥＨＭＡ）、及びエチレングリコールジメタクリレート（ＥＧＤＭＡ）が含まれる。
【表４】
【００６３】
試験手順
【表５】
【００６４】
較正
１．５０＋／−５ｍｇのＥＨＡ標準物質を秤量し（四捨五入して０．１ｍｇ単位で実重量を記録）、５０ｍＬのメスフラスコに入れ、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する。
【００６５】
２．約５０＋／−５ｍｇのＥＨＭＡ標準物質を秤量し（四捨五入して０．１ｍｇ単位で実重量を記録）、別個の５０ｍＬのメスフラスコに入れ、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する。
【００６６】
３．約５０＋／−５ｍｇのＥＧＤＭＡ標準物質を秤量し（四捨五入して０．１ｍｇ単位で実重量を記録）、別個の５０ｍＬのメスフラスコに入れ、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する。
【００６７】
４．単一の２５ｍＬのメスフラスコに、上で調製された３つのフラスコのそれぞれからの１．０ｍＬをピペットで移し、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する（４０＋／−４μｇ／ｍＬのＥＨＡ、ＥＨＭＡ、及びＥＧＤＭＡを含有する混合標準物質をもたらす）。
【００６８】
５．工程４で調製された溶液の０．２５ｍＬを、５０ｍＬのメスフラスコ内にピペットで移し、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する（０．２μｇ／ｍＬの混合標準物質をもたらす）。
【００６９】
６．工程４で調製された溶液の０．２５ｍＬを、２５ｍＬのメスフラスコ内にピペットで移し、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する（０．４μｇ／ｍＬの混合標準物質をもたらす）。
【００７０】
７．工程４で調製された溶液の０．２５ｍＬを、１０ｍＬのメスフラスコ内にピペットで移し、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する（１．０μｇ／ｍＬの混合標準物質をもたらす）。
【００７１】
８．工程４で調製された溶液の０．５０ｍＬを、１０ｍＬのメスフラスコ内にピペットで移し、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する（２．０μｇ／ｍＬの混合標準物質をもたらす）。
【００７２】
９．工程４で調製された溶液の１．０ｍＬを、１０ｍＬのメスフラスコ内にピペットで移し、シクロヘキサンで容量に希釈し、栓をして、よく混合する（４．０μｇ／ｍＬの混合標準物質をもたらす）。
【００７３】
１０．６個の別個の２ｍＬのバイアル瓶を、以下：（１）＝シクロヘキサンのみ（空）、（２）＝０．２μｇ／ｍＬの標準物質、（３）＝０．４μｇ／ｍＬの標準物質、（４）＝１．０μｇ／ｍＬの標準物質、（５）＝２．０μｇ／ｍＬの標準物質、（６）＝２．０μｇ／ｍＬの標準物質で充填する。
【００７４】
１１．それぞれのバイアル瓶を隔膜キャップでしっかりとキャップし、バイアル瓶をオートサンプラー内に装填する（（１）から（６）の順序を維持することを確実にする）。
【００７５】
１２．ＧＣ分析プログラムを開始する。
【００７６】
１３．上の工程１〜３で記録されたＥＨＡ、ＥＨＭＡ、及びＥＧＤＭＡの実重量に基づいて、工程１２からの６個の標準バイアル瓶の分析からの結果と合わせて、それぞれのモノマーにおいてピーク面積対濃度の標準曲線を生み出すために、ＧＣの線形回帰検定プログラムを利用する。
【００７７】
サンプルの試験
１．かみそり刃を使用して、０．２０〜０．４０ｇの重量のＨＩＰＥ発泡体の標本片を得る。
【００７８】
２．化学天秤上で標本片を秤量し、四捨五入して０．１ｍｇ単位で重量（グラム単位）を記録する。
【００７９】
３．はさみを使用して、標本片を小片（約１ｃｍ×１ｃｍ）に切断し、小片を４０ｍＬのバイアル瓶内に移す。
【００８０】
４．ボトルトップのディスペンサーを使用して、３０ｍＬのシクロヘキサンをバイアル瓶に添加する。
【００８１】
５．バイアル瓶をしっかりとキャップし、３回反転させて全ての標本片を確実に完全に湿らせ、シクロヘキサンへの残留モノマーの抽出を開始する。
【００８２】
６．バイアル瓶を少なくとも１６時間乱さずに保存し、抽出を継続させる。
【００８３】
７．バイアル瓶を更に３回反転させ、抽出段階を完了させる。
【００８４】
８．新しい（未使用の）使い捨てピペットを使用して、２ｍＬのバイアル瓶を、４０ｍＬのバイアル瓶からのシクロヘキサン抽出物で充填し、２ｍＬのバイアル瓶にする。
【００８５】
９．２ｍＬのバイアル瓶をしっかりとキャップし、バイアル瓶をＧＣサンプラー内に装填する。
【００８６】
１０．ＧＣ分析プログラムを開始する。
【００８７】
報告
出力がμｇ／ｍＬの単位になるようにＧＣをプログラム化する。この出力に３０ｍＬを掛け、次に、上の工程２からの試料重量（ｇ）でその積を割り、μｇ／ｇの単位での結果を得る。四捨五入して１μｇ／ｇ単位でＥＨＡ、ＥＨＭＡ、及びＥＧＤＭＡの濃度を報告する。
【００８８】
上述のように調製及び試験された４つのＨＩＰＥ試料は、未重合エチルヘキシルアクリレート（ＥＨＡ）モノマーのレベルについて試験され、その結果が、図３のグラフに示される。未重合ＥＨＡモノマーのレベルは、４つの試料の間で測定及び平均化され、図３のグラフに示される。グラフは、硬化オーブン内での重合後、試料が、約１４００ｐｐｍの平均レベルの未重合ＥＨＡモノマーを有したことを示す。紫外線へのＨＩＰＥ試料の曝露後、未重合ＥＨＡモノマーの量は紫外線への曝露の継続に従ってほぼ検出不可能な量まで減少し、本発明の方法が、ＨＩＰＥ発泡体へのＨＩＰＥの重合後に、未重合モノマーの量を減少させることを実証する。
【００８９】
本明細書に開示した寸法及び値は、記述された正確な数値に厳しく限定されるものと理解すべきでない。むしろ、特に言及しない限り、そのようなそれぞれの寸法は、記述された値と、その値の周辺の機能的に同等の範囲との両方を意味することを意図する。例えば、「４０ｍｍ」として開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを意図する。
【００９０】
相互参照される又は関連するあらゆる特許又は出願書類を含め、本明細書において引用される全ての文献は、明示的に除外ないしは制限されない限り、その全体を参考として本明細書に組み込まれる。いかなる文献の引用も、それが本明細書において開示され請求されるいずれかの発明に関する先行技術であること、又はそれが単独で若しくは他のいかなる参照とのいかなる組合せにおいても、このような発明を教示する、提案する、又は開示することを認めるものではない。いかなる文献の引用も、それが本明細書において開示され請求されるいずれかの発明に関する先行技術であること、又はそれが単独で若しくは他のいかなる参照とのいかなる組み合わせにおいても、このような発明を教示する、提案する、又は開示することを認めるものではない。
【００９１】
本発明の特定の諸実施形態を図示し、記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を実施できることが当業者には自明である。したがって、本発明の範囲内にあるそのような全ての変更及び修正を添付の「特許請求の範囲」で扱うものとする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高内相エマルションを重合させることによって形成される高内相エマルション発泡体であって、
ａ）油相であって、
ｉ）モノマーと、
ｉｉ）架橋剤と、
ｉｉｉ）乳化剤と、を含む、油相と、
ｂ）水相と、
ｃ）光開始剤と、
を含み、前記高内相エマルション発泡体が、４００ｐｐｍ未満の未重合モノマーを含む、高内相エマルション発泡体。
【請求項２】
１００ｐｐｍ未満の未重合モノマーを含む、請求項１に記載の高内相エマルション発泡体。
【請求項３】
前記光開始剤が、前記油相の約０．０５重量％〜１０重量％の光開始剤の量で存在する、請求項１又は２に記載の高内相エマルション。
【請求項４】
前記光開始剤が、約２００ｎｍ〜約８００ｎｍの波長の紫外線を吸収する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の高内相エマルション。
【請求項５】
前記光開始剤が、ベンジルケタール類、α−ヒドロキシアルキルフェノン類、α−アミノアルキルフェノン類、又はアシルホスフィンオキシド類のうちの少なくとも１つである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の高内相エマルション。
【請求項６】
前記水相が、反応開始剤を含み、好ましくは前記反応開始剤が過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、又は２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）ジヒドロクロリドのうちの少なくとも１つである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の高内相エマルション。
【請求項７】
モノマーが、アルキルアクリレート又はアルキルメタクリレートのうちの少なくとも１つであり、好ましくは前記モノマーが、エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、テトラデシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ノニルフェニルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、テトラデシルメタクリレート、又はオクタデシルメタクリレートのうちの少なくとも１つである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の高内相エマルション。
【請求項８】
乳化剤が、分岐鎖Ｃ１６〜Ｃ２４脂肪酸；直鎖不飽和Ｃ１６〜Ｃ２２脂肪酸；直鎖飽和Ｃ１２〜Ｃ１４脂肪酸；のソルビタンモノエステル、分岐鎖Ｃ１６〜Ｃ２４脂肪酸；直鎖不飽和Ｃ１６〜Ｃ２２脂肪酸；直鎖飽和Ｃ１２〜Ｃ１４脂肪酸；のポリグリセロールモノエステル、又は分岐鎖Ｃ１６〜Ｃ２４アルコール；直鎖不飽和Ｃ１６〜Ｃ２２アルコール；直鎖飽和Ｃ１２〜Ｃ１４アルコール；のジグリセロールモノ脂肪族エーテルのうちの少なくとも１つである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の高内相エマルション。
【請求項１】
高内相エマルションを重合させることによって形成される高内相エマルション発泡体であって、
ａ）油相であって、
ｉ）モノマーと、
ｉｉ）架橋剤と、
ｉｉｉ）乳化剤と、を含む、油相と、
ｂ）水相と、
ｃ）光開始剤と、
を含み、前記高内相エマルション発泡体が、４００ｐｐｍ未満の未重合モノマーを含む、高内相エマルション発泡体。
【請求項２】
１００ｐｐｍ未満の未重合モノマーを含む、請求項１に記載の高内相エマルション発泡体。
【請求項３】
前記光開始剤が、前記油相の約０．０５重量％〜１０重量％の光開始剤の量で存在する、請求項１又は２に記載の高内相エマルション。
【請求項４】
前記光開始剤が、約２００ｎｍ〜約８００ｎｍの波長の紫外線を吸収する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の高内相エマルション。
【請求項５】
前記光開始剤が、ベンジルケタール類、α−ヒドロキシアルキルフェノン類、α−アミノアルキルフェノン類、又はアシルホスフィンオキシド類のうちの少なくとも１つである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の高内相エマルション。
【請求項６】
前記水相が、反応開始剤を含み、好ましくは前記反応開始剤が過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、又は２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）ジヒドロクロリドのうちの少なくとも１つである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の高内相エマルション。
【請求項７】
モノマーが、アルキルアクリレート又はアルキルメタクリレートのうちの少なくとも１つであり、好ましくは前記モノマーが、エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、テトラデシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ノニルフェニルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、テトラデシルメタクリレート、又はオクタデシルメタクリレートのうちの少なくとも１つである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の高内相エマルション。
【請求項８】
乳化剤が、分岐鎖Ｃ１６〜Ｃ２４脂肪酸；直鎖不飽和Ｃ１６〜Ｃ２２脂肪酸；直鎖飽和Ｃ１２〜Ｃ１４脂肪酸；のソルビタンモノエステル、分岐鎖Ｃ１６〜Ｃ２４脂肪酸；直鎖不飽和Ｃ１６〜Ｃ２２脂肪酸；直鎖飽和Ｃ１２〜Ｃ１４脂肪酸；のポリグリセロールモノエステル、又は分岐鎖Ｃ１６〜Ｃ２４アルコール；直鎖不飽和Ｃ１６〜Ｃ２２アルコール；直鎖飽和Ｃ１２〜Ｃ１４アルコール；のジグリセロールモノ脂肪族エーテルのうちの少なくとも１つである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の高内相エマルション。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２０１３−５１５８２０（Ｐ２０１３−５１５８２０Ａ）
【公表日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４６０７７（Ｐ２０１２−５４６０７７）
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０６０９９６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８１９８７
【国際公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（５９０００５０５８）ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー (2,280)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０６０９９６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８１９８７
【国際公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（５９０００５０５８）ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー (2,280)
【Ｆターム（参考）】
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