吸収性または高吸収性の多糖類層状珪酸塩ナノコンポジット材料
本発明は多糖類及び層状珪酸塩を含む吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料に関する。多糖類成分は、自己絡み合いを形成するガラス状多糖類か、または架橋した多糖類であって、生分解性の多糖類である。層状珪酸塩成分は、剥離した粘土、または半剥離した粘土である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規の多糖類層状珪酸塩吸収性または高吸収性材料、及びそれらを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高吸収性ポリマー等の吸収性材料は、例えば使い捨て衛生用品（例えば、オムツ、インコンチネンス製品、婦人衛生製品、エアレイド（ａｉｒｌａｉｄ）、吸収性ドレッシング材（ａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｄｒｅｓｓｉｎｇｓ））、家庭用品、シーリング材、土壌調整のための農業製品の保湿剤、石油掘削、防露被覆、農業／園芸における水分保持材料、吸い取り紙製品、ばんそうこう及び外科用パッド、ペット用シート、創傷被覆材、及び化学的な吸収剤等、多くの用途で使用することができる。さらに、吸収性材料は、生鮮食料品またはシーフードの輸送に関する用途、及び食料品の包装用途で使うことができる。
【０００３】
しかしながら、高吸収性材料の最も大きな用途は個人用の使い捨て衛生製品である。これらの製品には、使用される高吸収性材料の体積の順に、オムツ、トレーニングパンツ、アダルトインコンチネンス製品及び婦人衛生製品が含まれる。これらの中で、２００２年に販売された高吸収性材料の全ての量の８５％以上がオムツである（Ｏｈｍｕｒａ Ｋ．，Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，２００３，３４（５），ｐ．２４）。結果として、高吸収性材料の開発は尿を吸収する性質が最適である材料を作り出すことに重点が置かれてきた。
【０００４】
様々な使い捨て吸収製品において、吸収の対象である多くの流体の間の大きな違いは、どの衛生製品の製造者にとっても実際挑戦的なものである。
【０００５】
オムツの場合、吸収される流体は一般的に尿であり、そのほとんどは水分であり、塩分、及び尿素等の窒素を含む材料から構成される。婦人衛生製品の場合には、吸収される流体は一般的に月経分泌物であり、水分、粘液性流体、塩分、たんぱく質、フィブリノーゲン、血液及び細胞堆積物を含む複雑な流体である（Ｂｊｏｒｎｂｅｒｇ， Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｗｏｒｌｄ，２０００，９（２），ｐｐ５４−６２）。そのような複雑流体中では、細胞や凝固物質は高吸収性材料の構造的なネットワーク内部に拡散していくにはサイズが大きすぎる。その代わりとして、それらは高吸収材料を構成する粒子表面上部に吸収する。部分的に膨潤した高吸収性材料は高い浸透圧を有するので、細胞及び凝固物質は水分を失い、ほとんど高吸収性材料を囲むほとんど不浸透性の層を形成する。この本質的に不浸透性の層は高吸収性材料の効率を強く妨げると思われる。結果的に月経分泌物等の複雑な流体を吸収するのに使用される高吸収性材料の性質は、尿等の単純流体を吸収するのに使用されるものとは異なるべきである。
【０００６】
月経分泌物等の複雑流体を吸収することが可能な高吸収性材料の開発に関して様々な取り組みが明らかにされてきた。しかしながら、複雑流体を吸収するという特定の目的のために設計された高吸収性材料の性能を改良することは、しばしば単純流体を吸収する性能の減少によって相殺される。さらに、これらの特定の目的で設計された高吸収性材料は、本来尿等の単純流体を吸収するために開発された大量生産の高吸収性材料と比較して高価な場合がある。
【０００７】
化学的に処理され、複雑流体を吸収する性能が強化された高吸収性材料の使用は、以前から複数の文献に開示されてきた（Ｐｏｔｔｓら、米国特許６，３５０，７１１号明細書；Ｄｉ Ｌｕｃｃｉｏｎら、国際公開第０１／９１６８４号パンフレット）。ある程度有効であるとみなされると同時に、これらの材料はしばしば複雑な製造工程を必要とし、結果として得られる高吸収性材料のコストを一定に増加させる。
【０００８】
複雑流体を吸収する性能を有する高吸収性材料を設計するために用いられる多くの取り組みから、植物性ポリマー及び粘土または鉱物配合材料が特に有用であることがわかってきた。
【０００９】
石油系原料を再生可能な植物性材料で置き換えようとする世界的な要求がある。天然の、生分解性ガラス状アルファ化澱粉を液体の吸収剤として利用することが、Ｌｅ Ｇｒｏｕｐｅ Ｌｙｓａｃ（Ｈｕｐｐｅら カナダ特許第２，３０８，５３７号明細書）によって開示されている。
【００１０】
化工澱粉（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｓｔａｒｃｈ）は相乗的に多糖類、イオン性多糖類、ゲル化たんぱく質またはそれらの混合物を含むマンノースと相互作用可能である結果が得られている（Ｂｅｒｇｅｒｏｎ、カナダ特許第２，４２６，４７８号明細書）。これらの相乗的相互作用は吸収性材料を配合する際に特に有効であることがわかっている。これらの化工澱粉の吸収性の特徴は、グルコースの高分子量分岐ポリマーであるアミロペクチンによるものである。架橋またはネットワーク形成時にアミロペクチンは材料の吸収性を向上する（Ｌｅ Ｇｒｏｕｐｅ Ｌｙｓａｃ；Ｔｈｉｂｏｄｅａｕら、カナダ特許第２，４６２，０５３号明細書）。
【００１１】
Ｌｅ Ｇｒｏｕｐｅ Ｌｙｓａｃ（Ｃｏｕｔｕｒｅら，カナダ特許第２，３６２，００６号明細書）は以前ポリエチレングリコールで架橋された多糖類を特に有効な吸収剤であるとして開示した。吸収性が改善された他の変性多糖類は、Ｑｉｎら（米国特許第５，５５０，１８９号明細書；米国特許第５，４９８，７０５号明細書；及び米国特許第５，４７０，９６４号明細書）；Ｂｅｓｅｍｅｒら（国際公開第００３５５０４Ａ１号パンフレット；国際公開第０１３４６５６Ａ１号パンフレット；及び国際公開第９９２９３５２Ａ１号パンフレット）；Ｃｈｕｎｇ−Ｗａｉら（米国特許第５，９３２，０１７号明細書；米国特許第６，２３１，６７５号明細書；及び米国特許第６，４５１，１２１号明細書）；Ｓｈａｈら（米国特許第５，７１８，７７０号明細書）；Ｓｈｉら（米国特許第６，２７７，１８６号明細書）；同様にＢｅｅｎａｃｋｅｒｓ Ａ．Ａ．Ｃ．Ｍ．ら（Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ．Ｐｏｌｙｍ．，２００１，４５，２１９−２２６）に既に報告されている。
【００１２】
ホウ酸塩またはジルコニウムイオンと架橋したガラクトマンナンを吸収性多糖類として利用することは多くの特許で開示されている：米国特許第４，６２４，８６８号明細書；米国特許第４，３３３，４６１号明細書；特開２００２−２５３９６１号公報；特開２００２−０３５０３７号公報；特開２００１−２７８９９８号公報；特開２００２−０３７９２４号公報；特開２００２−０５３８５９号公報；特開２００１−１２０９９２号公報；特開２００２−０５３８５９号公報；特開２００１−２２６５２５号公報。しかしながら、これらの多糖類は離漿及びゲル流動の問題を有する。
【００１３】
Ｃｏｔｔｒｅｌｌら（米国特許第５，５３６，８２５号明細書及び米国特許第５，４８９，６７４号明細書）は吸収性多糖類として溶媒（メタノールまたはイソプロパノール）精製したガラクトマンナンを利用することを開示した。さらに、Ａｎｎｅｒｇｒｅｎら（国際公開第００２１５８１Ａ１号パンフレット）は、架橋性を有する多糖類をメタノールに浸漬することによって材料により高い吸収性が与えられることを開示した。しかしながら、アルコールを使用することで、環境に対するさらなる配慮が必要とされ、また製造コストが増大する。
【００１４】
パーソナルケア製品に多糖類ベースの吸収材料を利用することは知られているが、そのような用途では広く受け入れられているわけではない。その理由は、少なくとも部分的には、それらの吸収性が例えばポリアクリレート等の合成の吸収性材料と比べて一般的に劣ることにある。さらに、天然ベースの材料の多くは、特に外部から圧力を受けるときに吸収性が低い。天然ベース材料の多くが、液体で膨潤したとき柔らかくゼラチン状の塊を形成する傾向がある。吸収製品に使われるとき、そのような柔らかくゼラチン状の塊の存在は吸収性材料が含まれる繊維マトリックスを通じた液体（生理溶液または水溶液等）の通過を妨げる傾向がある。この現象はゲルブロッキングとして知られている。一度ゲルブロッキングが起こると、その後の液体は製品によって効果的に吸収されることができなくなり、製品は漏れを生じる傾向がある。
【００１５】
珪藻土のような粘土及び他の鉱物の組成物は環境調和材料であり、自然に豊富に存在し、実用的である。多くのタイプの粘土について液体吸収性が知られているが、水中におけるコロイド性、分散性により利用が制限される場合がある。ポリマー等の他の材料とともに粘土を使用することは既に開示されている。
【００１６】
Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒら（米国特許第３，９３５，３６３号明細書）は、水分吸収性が強化された粘土鉱物が、少量の無機塩溶液及び／またはポリアクリル酸等の水溶性ポリマー凝集剤（ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）を使って粒状の集合体に凝集され、乾燥されたときに得られうることを開示した。
【００１７】
さらに、粘土及びポリアクリレートの物理的ブレンドが、Ｓｈｉｎｊｉら（特開平１０−２４４２４９）、小林ら（米国特許第５，４８９，４６９号明細書）、ＭｃＫｉｎｌｅｙら（米国特許第４，５００，６７０号明細書）、Ｒｉｃｈｍａｎら（米国特許第４，４５４，０５５号明細書）、Ｓｕｎら（米国特許第６，１２４，３９１号明細書）、Ｒｏｅら（米国特許第５，４１９，９５６号明細書）、Ｓｃｏｎｅ（米国特許第６，１７５，０５５号明細書）において報告されてきた。
【００１８】
生理液の吸収を促進するために表面に粘土凝集体を有する高吸収材の物理的なブレンドはＨｅｒｆｅｒｔら（米国特許出願公開第２００４０１８００６Ａ１号明細書）及びＲｅｅｖｅｓら（米国特許第６，３８７，４９５号明細書及び米国特許第６，３７６，０１１号明細書）によって開示された。
【００１９】
ベントナイトクレイ（８５％以上）のブレンドであり、且つ水に対して膨潤性を有し水には不溶な有機ポリマー親水コロイドで、猫用シート用途において使用するため吸収性が改良されたものが、Ｗｏｏｄｒｕｍ（米国特許第４，９１４，０６６号明細書）によって開示されている。ホウ砂架橋ガラクトマンナン（ｂｏｒａｘ ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄｇａｌａｃｔｏｍａｎａｎｓ）及びベントナイトを含む猫用シートはＭａｒｓｈａｌ（米国特許出願第２００４００３５３６９号明細書）開示されている。
【００２０】
食品包装材の吸収性パッドにおいて使用される多孔質珪藻土（ｋｉｅｓｅｌｇｕｈｒ （ｄｉａｔｏｍａｃｅｏｕｓ ｅａｒｔｈ））及び有機ゲル形成剤（ＣＭＣ、澱粉、ブドウ糖、ゼラチン等）がＭａｒｘ（米国特許第４，６１５，９２３号明細書）によって開示されている。
【００２１】
カルボキシメチルセルロースナトリウム等のイオン性ポリマー、イオン性架橋剤及び粘土を含むドライブレンドがＢｒａｎｄｅｒ（米国特許第６，３７６，０３４号明細書及び米国特許第５，８２０，９５５号明細書）によって開示されている。これらのブレンドは特に食品放送用途において吸収性パッドとして開示されている。
【００２２】
多糖類−粘土の物理ブレンドは、それらの吸収性に関して相乗的効果を提供するが、変性多糖類または合成ポリマーに対する吸収能を持たない。
【００２３】
ナノコンポジットは材料の区分としては比較的新しいものである。“ナノコンポジット”という用語が示唆するように、ナノコンポジット材料を構成する成分はナノメートルサイズであり、１ナノメーターは１ミリメーターの１００万分の１である。ナノコンポジット材料は、多くの場合コンポジットを構成する材料を反映した性質を示す。ナノコンポジット材料は、驚くほど簡単で定コストの技術を用いて合成することができる。
【００２４】
粘土は層状珪酸塩（または層状シリケートとも呼ばれる）で構成される。これらの珪酸塩は、約１ナノメーター（ｎｍ）の厚みを有するが、一方で長さ及び幅は３００から５００ｎｍにわたる。層状珪酸塩のサイズ、組成、及び形状は、材料となる粘土に依存して変化すると考えられる。カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、またはカリウムイオン等のカチオンが層状珪酸塩の間に、“サンドイッチ型”の配列で配置される。水系の環境にさらすと、これらのカチオンは水和して、別個の層状珪酸塩の間の空間を増大させ、粘土を膨潤させる。
【００２５】
層状珪酸塩ナノコンポジットはポリマーネットワーク中にナノスケールで分散した層状珪酸塩を含む材料である。一般的な層状珪酸塩ナノコンポジットは、層剥離型ナノコンポジット、インターカレーション型ナノコンポジット、半層剥離型ナノコンポジットである。
【００２６】
層剥離型ナノコンポジットは、“層状珪酸塩分散系”とも呼ばれる。これらの層状珪酸塩ナノコンポジット内部では、層状珪酸塩は剥離され、ポリマーネットワークを通って均一に分散される。
【００２７】
インターカレーション型ナノコンポジットは、“サンドイッチナノコンポジット”とも呼ばれる。インターカレーション型ナノコンポジットは、繰り返し且つ交互の層状珪酸塩−ポリマー層から構成される。
【００２８】
半剥離型ナノコンポジットは部分的に剥離した粘土から構成される。これらの半剥離型ナノコンポジット内部では、粘土は剥離して、約４５から７０の層状珪酸塩ブロックを含むより小さなユニットとなる。Ｃｈｅｎｕらによって定義されたように、粘土は通常約８５から１４０の層状珪酸塩ブロックを有するユニットを含む（Ｃｏｍｐｔｅｓ Ｒｅｎｄｕｓ ｄｅｌ’Ａｃａｄｅｍｉｅ ｄｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，１９９０，Ｓｅｒｉｅ ２，３１０（７ ｓｅｒｉｅ ２），ＰＰ．９７５−９８０）。これらのより小さな層状珪酸塩ユニットはポリマーネットワークを通して均一に分散される。
【００２９】
ナノコンポジットは様々な方法によって調整することができる。最も一般的な方法は粘土層間の空間内部に位置するカチオンを、カチオン性界面活性剤（Ｃ８−Ｃ３０の脂肪族鎖を有するカチオン性分子）を用いてイオン交換する方法を含む。この方法は、最初にＯｋａｄａら（Ｍａｔ Ｒｅｓ． Ｓｏｃ． Ｐｒｏｃ． ，１９９０，１７１，４５−５０）によって、その後Ｐｉｎｎａｖａｉａらによって報告された（米国特許第６，２６１，６４０号明細書；米国特許第６，４１４，０６９号明細書、及び米国特許第６，２６１，６４０号明細書）。
【００３０】
粘土を構成する層状珪酸塩の層間の空間を増大する方法は、Ｂｅａｌｌら（米国特許第６，２２８，９０３号明細書及び米国特許第５，７６０，１２１号明細書）；Ｌａｎら（米国特許第６，３９９，６９０号明細書）；Ｑｉａｎら（米国特許第６，４０７，１５５号明細書）；Ｚｉｌｇら（米国特許第６，１９７，８４９号明細書），Ｒｏｓｓら（米国特許第６，５２１，６９０号明細書）；Ｂａｒｂｅｅら（米国特許出願第２００２０１６９２４６号明細書）；Ｉｓｈｉｄａ（米国特許第６，２７１，２９７号明細書）；Ｐｏｗｅｌｌら（米国特許第６，７３０，７１９号明細書）；Ｋｎｕｄｓｏｎら（米国特許出願第２００２０１６５３０５号明細書）；Ｌｏｒａｈら（米国特許出願第２００３００６０５５５号明細書）；Ｆｉｓｃｈｅｒら（米国特許第６，５７９，９２７号明細書）、Ｂａｇｒｏｄｉａら（米国特許第６，５８６，５００号明細書）によって開示されている。
【００３１】
ナノコンポジットは、例えばＴｏｒｋｅｌｓｏｎら（国際公開第２００４０４３６６３号パンフレット）；Ｌｅｅら（米国特許出願公開第２００３０１３４９４２号明細書）；Ｎｏｂｕｙｏｓｈｉ（特開平０２−２０３９３６），ＭｃＣｌｅｌｌａｎｄら（カナダ特許第２，３５２，５０２号明細書）によって開示されたように、押出、凍結乾燥、超音波処理等の物理化学的な方法を用いて調整される場合もある。
【００３２】
活性化４級アンモニウム−１８ベントナイト（ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｑｕａｒｔｅｒｎｉｕｍ−１８ ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ）のような有機親和性粘土を、便のたんぱく質分解酵素の吸収及び不活性化のために利用することは、Ｓｃｈｕｌｚ（米国特許第５，８６９，０３３号明細書）に開示されている。これらの有機親和性粘土はオムツかぶれを防ぐために使用された。
【００３３】
化粧品または薬剤用の組成物として使用されるハイブリッド有機−無機ゲルは、Ｌａｈａｎａｓら（米国特許第６，０４２，８３９号明細書）；Ｕｄａｇａｗａ（特開平０９−１８７４９３）；Ｃｏｌｌｉｎら（欧州特許出願公開第１３２７４３５号明細書）及びＣｈｅｖａｌｉｅｒら（欧州特許出願公開第１２０３７８９号明細書）によって開示されている。しかしながら、これらのゲルは衛生関連用途において使用する吸収材料としては報告されていない。
【００３４】
澱粉もまた、ナノコンポジット材料の成分としての使用が報告されている。ハイドロキシアパタイトによって補強された澱粉／エチレンビニルアルコールコポリマーコンポジットがＲｅｉｓら（Ｊ． Ａｄｖ． Ｐｏｌｙｍ． Ｔｅｃｈｎｏｌ．１９９７，１６，２６３）によって報告された。焼成カオリン／熱可塑性澱粉コンポジットがＤｅＣａｒｖａｌｈｏら（Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ．Ｐｏｌｙｍ．２００１，４５（２），１８９−１９４）によって開示されている。モンモリロナイト／熱可塑性澱粉のハイブリッドはＰａｒｋら（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００２，２８７（８），ｐｐ．５５３−５５８、Ｊ． ｏｆ Ｍａｔ Ｓｃｉ，２００３，３８（５），ｐｐ．９０９−９１５）及びＭｃＧｌａｓｈａｎら（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２００３，５（１１）， ＰＰ１７６７−１７７３）によって開示されている。しかしながら、これらのナノコンポジットを含む澱粉は吸収性を示すものとしては報告されていない。
【００３５】
ナノコンポジット材料にキトサンを使用することも報告されている。モンモリロナイトにインターカレートされたカチオン性キトサンが、Ｄａｒｄｅｒら（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００３，１５（２０），ＰＰ３７７４−３７８０）により開示されている。ブチルアクリレートグラフト化キトサン−モンモリロナイトナノコンポジットは、Ｌｉら（Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００４，６９（６）ＡＰＲ，ＰＰ４６７−４７１）によって開示されている。ナノコンポジット材料におけるキサンタン及びスクレログルカンの使用もまた開示されている。
【００３６】
エチレン不飽和モノマーから製造された高吸収性ナノコンポジットは、Ｅｉｊｉら（特開平０４−２９０５４７号公報）で報告されている。高い吸収及び保持性能を有しているが、それらは再生不可能であり、且つ一般的には生分解性ではなく低アレルギー誘発性でもない。ポリアクリルアミドナノコンポジットはＭ’Ｂｏｄｊ，Ｏ．ら（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｌｌｏｉｄ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｓｃｉｅｎｃｅ，２００４，２７３（２）（Ｍａｙ １５），ＰＰ６７５−６８４）によって報告されている。
【００３７】
澱粉―ポリアクリルアミドグラフト共重合体は、最高の吸収性を有する高吸収剤のうちの一つである（Ｒｉｃｃａｒｄｏ Ｐ． Ｏ．， Ｗａｔｅｒ−Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ： Ａ Ｐａｔｅｎｔ Ｓｕｒｖｅｙ． Ｊ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｃｉ．， Ｒｅｖ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ． Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．，１９９４，６０７−６６２（ｐ．６３４）及び他に引用されている参考文献）。しかしながら、高い製造コストと比較的低いゲル強度のために、澱粉―ポリアクリルアミドグラフト共重合体の用途は限られている。
【００３８】
吸収性を高めた、澱粉―ポリアクリルアミドグラフト共重合体／粘土高吸収性コンポジットの合成及び性質は、Ｊｉｈｕａｉ Ｗｕら（Ｍａｃｒｏｍｏｌ． Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎ．２０００，２１，（１５），ｐｐ１０３２−１０３４，Ｐｏｌｙｍｅｒ，２００３，４４（２１），ＰＰ６５１３−６５２０）で報告されている。しかしながら、これらのコンポジット材料は生分解性でもなく、低アレルギー誘発性でもない。
【００３９】
残念ながら、ほとんどの変性多糖類ベースの材料は多くの高吸収性の合成材料と比較し得るほどの吸収性を有しておらず、個人向け衛生製品における吸収材料としての使用が厳しく制限される。
【００４０】
個人向け衛生製品における使用に適した高吸収性の多糖類−粘土ナノコンポジット材料、また同様にこれらの高吸収性ナノコンポジット材料を製造する方法の必要性は依然として存在する。
【００４１】
本発明はこれらの、及び他の要求を満たすことを目的としている。
【００４２】
本発明は多くの文献を参照しているが、この内容は、参考として全てここに組み込まれている。
【特許文献１】米国特許６，３５０，７１１号明細書
【特許文献２】国際公開第０１／９１６８４号パンフレット
【特許文献３】カナダ特許第２，３０８，５３７号明細書
【特許文献４】カナダ特許第２，４６２，０５３号明細書
【特許文献５】カナダ特許第２，３６２，００６号明細書
【特許文献６】米国特許第５，５５０，１８９号明細書
【特許文献７】米国特許第５，４９８，７０５号明細書
【特許文献８】米国特許第５，４７０，９６４号明細書
【特許文献９】国際公開第００３５５０４Ａ１号パンフレット
【特許文献１０】国際公開第０１３４６５６Ａ１号パンフレット
【特許文献１１】国際公開第９９２９３５２Ａ１号パンフレット
【特許文献１２】米国特許第５，９３２，０１７号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，２３１，６７５号明細書
【特許文献１４】米国特許第６，４５１，１２１号明細書
【特許文献１５】米国特許第５，７１８，７７０号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，２７７，１８６号明細書
【特許文献１７】米国特許第４，６２４，８６８号明細書
【特許文献１８】米国特許第４，３３３，４６１号明細書
【特許文献１９】特開２００２−２５３９６１号公報
【特許文献２０】特開２００２−０３５０３７号公報
【特許文献２１】特開２００１−２７８９９８号公報
【特許文献２２】特開２００２−０３７９２４号公報
【特許文献２３】特開２００２−０５３８５９号公報
【特許文献２４】特開２００１−１２０９９２号公報
【特許文献２５】特開２００２−０５３８５９号公報
【特許文献２６】特開２００１−２２６５２５号公報
【特許文献２７】米国特許第５，５３６，８２５号明細書
【特許文献２８】米国特許第５，４８９，６７４号明細書
【特許文献２９】国際公開第００２１５８１Ａ１号パンフレット
【特許文献３０】米国特許第３，９３５，３６３号明細書
【特許文献３１】特開平１０−２４４２４９号公報
【特許文献３２】米国特許第５，４８９，４６９号明細書
【特許文献３３】米国特許第４，５００，６７０号明細書
【特許文献３４】米国特許第４，４５４，０５５号明細書
【特許文献３５】米国特許第６，１２４，３９１号明細書
【特許文献３６】米国特許第５，４１９，９５６号明細書
【特許文献３７】米国特許第６，１７５，０５５号明細書
【特許文献３８】米国特許第４，９１４，０６６号明細書
【特許文献３９】米国特許出願第２００４００３５３６９号明細書
【特許文献４０】米国特許第４，６１５，９２３号明細書
【特許文献４１】米国特許第６，３７６，０３４号明細書
【特許文献４２】米国特許第５，８２０，９５５号明細書
【特許文献４３】米国特許第６，２６１，６４０号明細書
【特許文献４４】米国特許第６，４１４，０６９号明細書
【特許文献４５】米国特許第６，２６１，６４０号明細書
【特許文献４６】米国特許第６，２２８，９０３号明細書
【特許文献４７】米国特許第５，７６０，１２１号明細書
【特許文献４８】米国特許第６，３９９，６９０号明細書
【特許文献４９】米国特許第６，４０７，１５５号明細書
【特許文献５０】米国特許第６，１９７，８４９号明細書
【特許文献５１】米国特許第６，５２１，６９０号明細書
【特許文献５２】米国特許出願第２００２０１６９２４６号明細書
【特許文献５３】米国特許第６，２７１，２９７号明細書
【特許文献５４】米国特許第６，７３０，７１９号明細書
【特許文献５５】米国特許出願第２００２０１６５３０５号明細書
【特許文献５６】米国特許出願第２００３００６０５５５号明細書
【特許文献５７】米国特許第６，５７９，９２７号明細書
【特許文献５８】米国特許第６，５８６，５００号明細書
【特許文献５９】国際公開第２００４０４３６６３号パンフレット
【特許文献６０】米国特許出願公開第２００３０１３４９４２号明細書
【特許文献６１】特開平０２−２０３９３６号公報
【特許文献６２】カナダ特許第２，３５２，５０２号明細書
【特許文献６３】米国特許第５，８６９，０３３号明細書
【特許文献６４】米国特許第６，０４２，８３９号明細書
【特許文献６５】特開平０９−１８７４９３号公報
【特許文献６６】欧州特許出願公開第１３２７４３５号明細書
【特許文献６７】欧州特許出願公開第１２０３７８９号明細書
【特許文献６８】特開平０４−２９０５４７号公報
【特許文献６９】カナダ特許第２，３０８，５３７号明細書
【特許文献７０】米国特許第４，６２４，８６８号明細書
【非特許文献１】Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｗｏｒｌｄ，２０００，９（２），ｐｐ５４−６２
【非特許文献２】Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，２００３，３４（５），ｐ．２４
【非特許文献３】Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ．Ｐｏｌｙｍ．，２００１，４５，２１９−２２６
【非特許文献４】Ｃｏｍｐｔｅｓ Ｒｅｎｄｕｓ ｄｅｌ’Ａｃａｄｅｍｉｅ ｄｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，１９９０，Ｓｅｒｉｅ ２，３１０（７ ｓｅｒｉｅ ２），ＰＰ．９７５−９８０
【非特許文献５】Ｍａｔ Ｒｅｓ． Ｓｏｃ． Ｐｒｏｃ． ，１９９０，１７１，４５−５０
【非特許文献６】Ｊ． Ａｄｖ． Ｐｏｌｙｍ． Ｔｅｃｈｎｏｌ．１９９７，１６，２６３）
【非特許文献７】Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ．Ｐｏｌｙｍ．２００１，４５（２），１８９−１９４
【非特許文献８】Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００２，２８７（８），ｐｐ．５５３−５５８
【非特許文献９】Ｊ． ｏｆ Ｍａｔ Ｓｃｉ，２００３，３８（５），ｐｐ．９０９−９１５
【非特許文献１０】Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２００３，５（１１）， ＰＰ１７６７−１７７３
【非特許文献１１】Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００３，１５（２０），ＰＰ３７７４−３７８０
【非特許文献１２】Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００４，６９（６）ＡＰＲ，ＰＰ４６７−４７１
【非特許文献１３】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｌｌｏｉｄ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｓｃｉｅｎｃｅ，２００４，２７３（２）（Ｍａｙ １５），ＰＰ６７５−６８４
【非特許文献１４】Ｍａｃｒｏｍｏｌ． Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎ．２０００，２１，（１５），ｐｐ１０３２−１０３４
【非特許文献１５】Ｐｏｌｙｍｅｒ，２００３，４４（２１），ＰＰ６５１３−６５２０
【非特許文献１６】Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ： Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ， Ｘａｎｔｈｏｓ Ｍ． Ｅｄ． ， Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， １９９２
【非特許文献１７】Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，１９８８，２１，１１２１−１１２５
【非特許文献１８】Ｊ． ｏｆ Ｐｏｌｙｍ． Ｓｃｉ．， ｐａｒｔ． Ｂ，１９９６，３４，ｐｐ．１４７７−１４８８
【非特許文献１９】Ｍｏｄｅｒｎ Ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ ＰｏｌｙｍｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｂｕｃｈｈｏｌｚ Ｆ． Ｌ．、 Ｇｒａｈａｍ Ａ． Ｔ． Ｅｄｓ．， Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， １９９８， ｓｅｃｔｉｏｎ ４．６． １． Ｓｗｅｌｌｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ： Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ， ｐ． １４７）
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００４３】
本発明は新規の吸収性または高吸収性材料に関する。より詳細には、本発明は多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料に関する。さらに詳細には、本発明は生分解性を有する吸収性または高吸収性多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料に関する。生分解性を有する吸収性または高吸収性多糖類は、ガラス状パターン内部で自己絡み合いしてもよく、及び／または架橋していてもよい。さらに、本発明の高吸収性ナノコンポジット材料は、好ましくは無水の、固体材料であり、液体に対する膨潤性が良好である。
【発明の効果】
【００４４】
好ましい実施形態としては、本発明は変性ガラクトマンナンまたは澱粉を含む新規の吸収性または高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料に関する。
【００４５】
本発明は、例えば、オムツ、インコンチネンス製品、婦人衛生製品、エアレイド、及び吸収性ドレッシング材等の使い捨て衛生製品における、多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料の利用にも関する。さらに、本発明は多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料の、家庭用品、シーリング材、土壌調整のための農業製品の保湿剤、採掘、石油掘削、防露被覆、農業／園芸／林業における水分保持材料、吸い取り紙製品、ばんそうこう及び外科用パッド、化学物質流出時の吸収材、化粧品及び薬剤のためのポリマーゲル、人工雪、消防技術における利用にも関する。さらに、本発明は食品包装用途に加えて生鮮食料品またはシーフードの輸送に関する用途における多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料の利用に関する。
【００４６】
さらに好ましい実施形態としては、本発明は、これらの例で制限されるわけではないが、例えば水、水溶液、生理液及び塩水を含む液体を吸収するための、多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料の利用にも関する。
【００４７】
本発明は多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料及び共吸収（ｃｏ−ａｂｓｏｒｂｅｎｔ）材料を含む組成物にも関する。
【００４８】
結果的に、本発明は多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料の調整方法に関する。
【００４９】
さらに好ましい実施形態としては、本発明は生分解性を有する吸収性または高吸収性の多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料の調整方法にも関する。
【００５０】
さらにこの後の詳細な記述から、目的および適用範囲は明確になるであろう。しかしながら、本発明の精神や目的を逸脱しない範囲における様々な変化や変更は当業者にとっては自明なものであり、この詳細な記述は発明の好ましい実施形態を示すと同時に説明を目的として与えられるものであると理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
発明の詳細な記述
本発明の記述は多くの通常使用される化学用語に関する。しかし、明瞭性及び整合性のためにいくつかの用語を定義する。
【００５２】
ここで使用される、“フリースウェルキャパシティ（Ｆｒｅｅ Ｓｗｅｌｌ Ｃａｐａｃｉｔｙ）”（ＦＳＣ）、または“全吸収量”という用語は、組成物１グラムあたりに吸収される流体の量（ｇ）を示す。典型的な流体は血液、合成血液及び塩水（０．９％ 重量／重量 ＮａＣｌ溶液、これ以降０．９％ＮａＣｌ溶液または塩水とよぶ）である。
【００５３】
ここで使用される、“遠心分離機保持容量（Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ）”（ＣＲＣ）または“保持率”という用語は、組成物に２５０Ｇの遠心力を加えた後に、組成物１グラムあたりに保持される流体の量（ｇ）を示す。典型的な流体は血液、合成血液及び塩水（０．９％ 重量／重量 ＮａＣｌ溶液、これ以降０．９％ＮａＣｌ溶液または塩水とよぶ）である。
【００５４】
ここで使用される、０．３ＰＳＩ、０．７ＰＳＩまたは０．９ＰＳＩにおける“荷重下での吸収（Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ Ｌｏａｄ）”（ＡＵＬ）、または“圧力に対する吸収”という用語は、組成物１グラムあたりに吸収される流体の量（ｇ）を示す。典型的な流体は血液、合成血液及び塩水（０．９％ 重量／重量 ＮａＣｌ溶液、これ以降０．９％ＮａＣｌ溶液または塩水とよぶ）である。
【００５５】
ここで使用される、“リウェット（ｒｅｗｅｔ）”または“ウェットバック（ｗｅｔ−ｂａｃｋ）”という用語は、オムツ、生理用ナプキン、エアレイド、吸収性コア（ａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｃｏｒｅ）またはインコンチネンス衣料品の物理的特性を示し、適用された圧力（０．７ＰＳＩ）下でこれらの吸収性製品の性能を測るものである。
【００５６】
ここで使用される“着色面積（ｓｔａｉｎ ａｒｅａ）”または“拡散”という用語は、オムツ、生理用ナプキン、エアレイド、Ｃ−フォールド（Ｃ−ＦＯＬＤ）、吸収性コアまたはインコンチネンス衣料品の物理的特性を示し、与えられた液体の量に対する、生じた着色面積（ｃｍ２）を測るものである。
【００５７】
ここで使用される“浸透時間（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）”という用語は、オムツ、生理用ナプキン、エアレイド、吸収性コアまたはインコンチネンス衣料品の物理的特性を示し、吸収性製品が与えられた量の液体を吸収するのにかかった時間を測るものである。
【００５８】
ここで使用される“ナノコンポジット”という用語は、ポリマーネットワーク中にナノスケールで分散した層状珪酸塩を含む材料を示す。一般的な層状珪酸塩ナノコンポジットは剥離型ナノコンポジット、インターカレーション型ナノコンポジット、半剥離型ナノコンポジットである。
【００５９】
ここで使用される“層状珪酸塩”または“層状シリケート”という用語は、約１ｎｍの厚みを有し、同時に長さ及び幅が３００から５００ｎｍであるアルミノシリケートを示す。層状珪酸塩は粘土の主な成分である。層状珪酸塩のサイズ、組成及び形状は原料となる粘土に依存して変わり得る。層状珪酸塩は一般的に分子式Ａｌ２０３・４Ｓｉ０２・Ｈ２０である。
【００６０】
ここで使用される“インターカレートナノコンポジット”または“サンドイッチナノコンポジット”という用語は、繰り返し且つ交互の層状珪酸塩−ポリマー層から構成されるナノコンポジットを示す。これらのインターカレートナノコンポジット内部では、層状珪酸塩の層間の空間はポリマーを挿入するために増大される。
【００６１】
ここで使用される“剥離型ナノコンポジット”または“層状珪酸塩分散系”という用語は、ポリマーネットワークを通して分散された、剥離した層状珪酸塩を含むナノコンポジットを示す。
【００６２】
ここで使用される“半剥離型ナノコンポジット”という用語は、部分的に剥離した粘土を含むナノコンポジットを示す。これらの半剥離したナノコンポジット内部では、粘土は剥離して約４５〜７０の層状珪酸塩ブロックを含む相対的に小さなユニットとなっている。Ｃｈｅｎｕら（Ｃｏｍｐｔｅｓ Ｒｅｎｄｕｓ ｄｅｌ’Ａｃａｄｅｍｉｅ ｄｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｕｒｉｅ ２，１９９０，３１０（７ ｓｅｒｉｅ ２），ＰＰ．９７５−９８０）が定義したように、粘土は通常約８５から１４０の層状珪酸塩ブロックを有するユニットを含む。これらの半剥離型ナノコンポジット内部では、相対的に小さな層状珪酸塩ユニットがポリマー全体にわたって均一に分散している。
【００６３】
ここで使用される“多糖類”という用語は、主に（少なくとも９０％）単糖類の繰り返しユニット及び／または単糖類の誘導体の繰り返しユニットからなる主鎖を含むポリマーを示す。これによって制限するものではないが、例としては澱粉、化工澱粉、アミロペクチン、変性アミロペクチン、アミロース、変性アミロース、キトサン、キチン、グアガム、変性グアガム、ローカストビーンガム、タラガム、コンニャクガム（ｋｏｎｊａｃ ｇｕｍ）、コンニャク粉末（ｋｏｎｊａｃ ｆｌｏｕｒ）、フェヌグリークガム、メスキートガム、アロエマンナン、セルロース、変性セルロース（代表例はカルボキシアルキル化セルロース（ｃａｒｂｏｘｙａｌｋｙｌａｔｅｄ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）及びカルボキシメチルセルロース）、酸化型多糖類（ｏｘｉｄｉｚｅｄ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ）、硫酸化多糖類、カチオン性多糖類、ペクチン、アラビアガム、カラヤガム、キサンタン、κ（ｋａｐｐａ）、ι（ｉｏｔａ）、λ（ｌａｍｂｄａ）カラギナン、寒天、アルギン酸塩（ａｌｇｉｎａｔｅｓ）を含む。これによって制限するものではないが、例としてはグアガム、タラガム、ローカストビーンガム、コンニャク、メスキートガム、及びフェヌグリーク抽出物を含むマンノースを主材料とした（ｍａｎｎｏｓｅ−ｂａｓｅｄ）多糖類が挙げられる。
【００６４】
ここで使用される“単糖類ユニット”という用語は、環状のＣ５−Ｃ６アルドースまたはケトースを示す。これによって制限するものではないが、Ｃ５−Ｃ６アルドースの例としてはアロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロース、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース、が挙げられる。これによって制限するものではないが、Ｃ５−Ｃ６ケトースの例としては、リブロース、キシルロース、フルクトース、ソルボース、タガトースが挙げられる。
【００６５】
ここで使用される“単糖類誘導体”という用語は、化学的にまたは酵素によって変性された単糖類ユニットを示す。
【００６６】
ここで使用される“生分解性”という用語は、ＯＥＣＤ試験法３０２Ｂに従って、５６日以内に少なくとも５０％に分解される全ての物質を示す。詳細には、これによって制限するものではないが、生分解性物質の例としては多糖類が挙げられる。
【００６７】
ここで使用される“エアレイド”という用語は、吸収性コアのタイプを示し、通常生理用ナプキン及び赤ちゃんのオムツ内部にある。エアレイドはセルロース“フラフ”繊維を用いて作られる。しかしながら、吸収性または高吸収性材料及び／またはバイコンポーネントファイバを用いて製造されてもよい。エアレイドは一般的に真空スクリーン上に強制的に堆積させた粒子及び繊維のエアサスペンションを用いて作成される。結果として得られる堆積物は圧縮され、エアレイドとなる。
【００６８】
ここで使用される“Ｃ−フォールド”という用語は吸収性コアのタイプを示し、通常生理用ナプキン内部にあり、エアレイドを用いて製造される（図２１参照）。“Ｃ−フォールド”の内部空間は通常高吸収性材料を含む。
【００６９】
ここで使用される“もとの（ｐｒｉｓｔｉｎｅ）”という用語は、層状珪酸塩分散系を全く含まない（すなわち、ナノコンポジットではない）多糖類を示す。
【００７０】
ここで使用される“滞留時間”という用語は、材料がフィード口からダイへと押出機を通過するのに要する時間を示す。滞留時間は一般的に着色剤を含む少量の材料をフィード口内へと加えることによって測定される。滞留時間は、着色剤を含む材料がバレルに入ったときを開始とし、ダイ出口で観察されたときを終了とする。
【００７１】
ここで使用される“押出物の温度”という用語は、携帯用熱電対をダイ開口部のひとつに差し込んで測定された、ダイ出口における材料の温度を示す。
【００７２】
ここで使用される“イオン性多糖類”という用語は、アニオン性及びカチオン性多糖類の双方を示す。
【００７３】
ここで使用される“繊維”という用語は、天然及び合成繊維の双方を示す。
【００７４】
Ｔ：押出物温度（℃）； Ω：スクリュー回転速度、ＲＰＭ（１分あたりの回転数）； Ｑ：押出機処理量または吐出量（Ｋｇ／ｈ）； Ｑｄｉｅ：ダイ押出処理量（Ｋｇ／ｈ）； Ｔｂｘ：バレル部分Ｘの温度（℃）（図１５）； Ｔｄ：ダイ温度（℃）（図１５）； ＨＰ：押出機のモーター出力（馬力）； Ｄｂ：押出機バレル直径（ｍｍ）（図１５）
ＡＦＭ： 分子間力顕微鏡
ＳＥＭ： 走査型電子顕微鏡
【００７５】
広い意味では、本発明は新規の吸収性または高吸収性材料に関する。より詳細には、本発明は多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料に関する。さらに詳細には、本発明は生分解性の多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料に関する。生分解性の吸収性または高吸収性多糖類はガラス状パターン内部で自己絡み合いした形態であってもよいし、架橋していてもよい。
【００７６】
本発明の高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料は、異なる高分子の型を有する。これらのナノコンポジット材料内部で、層状珪酸塩は剥離して、及び／または半剥離した状態で、多糖類ネットワークの領域にわたって分散される。驚いたことに、これらの剥離の状態は混錬（剪断力）と、ナノコンポジット材料を調整する際のプロセス条件との双方に影響されることがわかった。
【００７７】
好ましい多糖類はグア及び澱粉である。層状珪酸塩の存在下で架橋される場合にはグアは特に好ましく、層状珪酸塩の存在下で自己絡み合いを生じる（ガラス状多糖類を形成する）場合には澱粉が特に好ましい。
【００７８】
生分解性多糖類−層状珪酸塩高吸収ナノコンポジットは材料の新しい区分けである。層状珪酸塩は粘土の主な構成物であり、環境親和性であり天然に豊富に存在する材料である。驚くことに、高吸収性を有する多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料は、多糖類の性質である生分解性及び高吸収性と、粘土の性質である強度及び安定性を兼ね備えるよう調整可能であることが見出された。
【００７９】
押出法によるナノコンポジット（例１及び例２）はＸ線回折によって解析された（各々図７及び図８）。どちらのスペクトルにおいても４°シータにブロードなショルダーが観測される。純粋なガラス状澱粉（図９、比較例Ｉ）及び純粋なベントナイト（図１０）はそのようなブロードなショルダーは示さない。このブロードなショルダーは、剥離した形態によって特徴づけられる押出法によるナノコンポジットが約２０−２５Åの層間の空間を有することを示している。剥離した形態の存在は、走査型電子顕微鏡“ＳＥＭ”によって確認することができる（図３及び４）。図３から、無秩序な、しかしガラス状の表面（小さな亀裂によって分断された平坦な表面）が認められる。図４からは、より平滑な、ガラス状澱粉の表面が確認される。
【００８０】
溶液で作られたナノコンポジットは異なる高分子のパターンを有する。溶液ベースのナノコンポジット（例７）もＸ線回折によって解析された（図１１）。しかしながら、３−４°のあたりにはショルダリングの効果が認められなかった。さらに、純粋なグアホウ砂（ｇｕａｒ ｂｏｒａｘ）（図１３、比較例ＩＩ）及び純粋なベントナイト（図１２）もショルダリングを示さない。ショルダリングの効果が全くみられないということは、溶液ベースのナノコンポジット中では層状珪酸塩間の空間が変化していないことを示している。
【００８１】
溶液で作られたナノコンポジットは、さらに分子間力顕微鏡“ＡＦＭ”によって解析され、半剥離した形態の形成を示した。半剥離した形態の存在を示す多くの層状珪酸塩ブロック（ＰＨＢ）は、２０％カルシウムベントナイト／グア−ホウ砂ナノコンポジットの分子間力顕微鏡像で確認することができる（図５）。層状珪酸塩ブロックは一般的に５０ｎｍの厚みを有する。しかしながら、図６から確認できるように、グア−ホウ砂は材料中の長く曲線的な亀裂によってのみ分断された平滑な表面を含んでいる。半剥離した形態の存在は、走査型電子顕微鏡“ＳＥＭ”によっても確認された（図１及び例７）。多くの小さな粒子が埋め込まれた無秩序な表面が２０％ベントナイト／グア−ホウ砂ナノコンポジットに関して確認される（図１）。組織化された、小さなしわによってのみ分断された比較的平滑な表面が、もとの（ｐｒｉｓｔｉｎｅ）グア−ホウ砂に関して確認される（図６、比較例ＩＩ）。
【００８２】
粒子サイズが約８８μｍから約５９０μｍの範囲である多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは、流体を吸収するのに特に有効であることがわかった（例４０及び４１）。さらに、もとの多糖類と比較して、これらのナノコンポジットは広い範囲の粒子サイズにわたって安定的な性能を示す。
【００８３】
さらに、もとの多糖類と比較して、本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットはゲル流動または離漿を示さない（図２４）。図２４で観察されるように、３０分間浸漬することによって、多糖類と、ナノコンポジット材料との双方でＦＳＣ値が最大に達した。ＦＳＣの最大値はナノコンポジット材料において維持され、このことはゲル流動や離漿が起こっていないことを示す。しかしながら、多糖類（グア−ホウ砂）の場合、ゲル流動及び離漿の存在を示すＦＳＣ値の降下が観察される可能性がある。
【００８４】
本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは、単純流体及び複雑流体のどちらについても、それらを吸収するのに使われてよい（すなわち、水、水溶液、生理溶液、塩水、血液、合成血液、血清、月経分泌液）。実は驚くべきことに、本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは、もとの多糖類（層状珪酸塩なしの多糖類）と比較してウシの血液の吸収性能が高いことがわかった。これは、吸収材が生理液のみではなく血液、合成血液、血清、月経分泌物を吸収しなくてはならない婦人衛生製品及び創傷ドレッシング材を考えると、重要な示唆である。本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットが複雑流体を吸収する性能を向上させたとしても、単純流体を吸収する性能において有効であり続けることを指摘しておくのは重要なことである。これら吸収特性の改良に関しては、例３−６及び４２−４５で説明されている。２０％ベントナイト／グア−ホウ砂ナノコンポジットは、もとの多糖類と比較して、血液または合成血液におけるＦＳＣ及びＣＲＣの値が高い場合が多かった。さらに例７の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは、多くのエアレイド及びＣ−フォールドにおいて浸透時間を短くし、同時に着色面積（血液または合成血液）を減少することを示した。吸収時間が減少することにより生理用ナプキンの流体流動速度を早くすることができ、一方で着色領域が小さいことにより衛生製品からの漏れを防ぐことができる。
【００８５】
驚くことに、粘土及びもとの多糖類の吸収性能と比較して、本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットには相乗効果がみられる。相乗効果は、ナノコンポジット材料の吸収性能が予想される理論値を超える場合に認められる。下記の式１で説明されるように、理論値はナノコンポジット（すなわち多糖類及び粘土）の各成分について、各々の寄与の和によって得られる。
【００８６】
［式１］
Ｓｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ＞ （Ｓｃｌａｙ Ｘ Ｃｃｌａｙ） ＋ （Ｓｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ Ｘ Ｃｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ）
【００８７】
式１においてＳｃｌａｙ、Ｓｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ、Ｓｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅは各々原料となる粘土、もとの多糖類、ナノコンポジットの吸収性能であり、Ｃｃｌａｙ及びＣｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅはナノコンポジット材料を構成する成分の重量分率である。
【００８８】
観察された相乗効果は特に剥離型ナノコンポジットで特に顕著なものである。観察された相乗効果は半剥離型ナノコンポジットでは満足できるものである。この相乗効果は単純流体及び複雑流体（血液、月経分泌物または血清）の両方で観察される。
【００８９】
製造コストが低いことは、本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットのさらなる強みである。粘土は低価格で容易に入手可能な材料である。
【００９０】
本発明の高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは、例えば赤ちゃんのオムツ、インコンチネンス製品、生理用ナプキン、及びそれに類似する製品等、吸収剤としての個人向け衛生製品に包含されてもよい。または、例えば吸収性コア、エアレイドまたは発泡構造物等のような吸収材として使用されてもよい。
【００９１】
本発明の高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは、その他にも、例えば食料品パッド、土壌中に水分を保持するため及び植物や樹木の根に水分を与えるための農業及び林業用途、消防技術、ばんそうこう及び外科用パッド、水溶性化学物質流出物を含む酸性または塩基性溶液流出物の清掃、化粧品及び薬品における徐放性ポリマーゲル（ドラッグデリバリーシステムとしても知られている）、人口雪等の他のいくつかの用途において使われてもよい。
【００９２】
本発明の高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは、高吸収性の組成物を与えるために、他の共吸収剤と混合されてもよい。好ましい実施形態において、高吸収性組成物は約１〜約９９％（ｗ／ｗ）のナノコンポジット材料と、約９９〜約１％（ｗ／ｗ）の共吸収剤を含む。これに制限されるものではないが、共吸収剤の例としては、高吸収性合成ポリマー、マンノースを主材料とした多糖類、イオン性多糖類、繊維およびそれらの混合物が挙げられる。
【００９３】
より好ましい実施形態では、高吸収性組成物は多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットをイオン性の多糖類（カチオン性またはアニオン性多糖類、またはそれらの混合物）と混合することによって調整される。さらに好ましい実施形態では、高吸収性組成物は多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットを一つ以上のアニオン性多糖類と混合することによって調整される。これによって制限されるものではないが、アニオン性多糖類の例としては、カルボキシアルキル多糖類、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチル澱粉、酸化型多糖類、キサンタン、カラギナン、ペクチン及びそれらの混合物が挙げられる。これによって制限されるものではないが、繊維の例としては、セルロース、ビスコース、レーヨン、セルロースアセテート、ナイロン（商標）、ポリアルキレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、バイコンポーネントファイバ、ポリエステル、ポリ乳酸、ポリプロパンジオール、リヨセル（商標）、ミズゴケ、及びそれらの混合物が挙げられる。これによって制限されるものではないが、マンノースを主材料とする多糖類の例としては、グア、タラ、ローカストビーン、コンニャク、フェヌグリーク抽出物、メスキート抽出物及びアロエマンナンが挙げられる。
【００９４】
高吸収性組成物に包含された高吸収性合成ポリマーは、一般的に重合から得られ、好ましくはモノマーをラジカル重合、またはラジカルグラフト重合することによって得られ、これによって制限されるものではないがモノマーの例としては、アクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、アクリル酸無水物、メタクリル酸、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステル、メタクリル酸無水物、無水マレイン酸、マレイン酸塩、マレイン酸エステル、アクリルアミド、アクリロニトリル、ビニルアルコール、ビニルピロリドン、ビニルアセテート、ビニルグアニジン、アスパラギン酸、アスパラギン酸塩、及びそれらの混合物が挙げられる。
【００９５】
本発明の高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは以下に示す簡単な手順に従って調整することが可能である。ひとつの実施形態においては、水溶性多糖類の水溶液または懸濁液は、水に分散させた粘土と均一になるまで混合される。粘土はまず膨潤し、剪断条件下で剥離する。このように、水溶性多糖類の溶液または懸濁液を加える前に粘土を膨潤させることは重要である。
【００９６】
剪断速度はナノコンポジット材料の高分子パターンに大きく影響する。例えばマグネチックスターラー等で得られるような低剪断速度においては、結果的に半剥離した形態が形成される。しかし、例えば押出成形または高剪断ミキサー等で得られるような高剪断速度においては、より剥離した形態が形成される。より剥離した形態は本発明のナノコンポジット材料において好ましいものである。
【００９７】
押出機は、例えば重合、ポリマー変性、またはポリマーブレンドを相溶させる等の工程において連続リアクターとして普及している。押出機は、Ｈｕｐｐｅら（カナダ特許第２，３０８，５３７号明細書）に開示されるように、ガラス状吸収性澱粉の調整に使用された。反応押出の場合、重合、グラフト化、コポリマー形成、分子ネットワーク形成、架橋、官能化、コントロールされた分解等（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ： Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ， Ｘａｎｔｈｏｓ Ｍ． Ｅｄ． ， Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， １９９２）、いくつかの有機反応が押出機中で行われうる。
【００９８】
層状珪酸塩ガラス状澱粉ナノコンポジットは、膨潤し且つ水和した粘土を単純に澱粉ペーストに加え、混合し、粘土−澱粉混合物を押出成形することによって作られることがわかった。押出後、粘土−澱粉混合物は乾燥され、粉砕される。これらの層状珪酸塩ガラス状澱粉ナノコンポジットは、層状珪酸塩含量が高い（２５％）けれども、もとのガラス状澱粉と比較してより良好な吸収性能を示す。
【００９９】
ガラス状澱粉は自己絡み合い状態の多糖類の分子鎖、例えばアミロペクチン、及び／またはアミロースの分子鎖、のアモルファスネットワークからなる。この分子ネットワーク内部のノードは単純に水素結合で形成される。アミロペクチンの含量が９０％を超えるナノコンポジット吸収性材料は、多糖類成分と層状珪酸塩成分との間で相乗効果を示さない。
【０１００】
前述のように、多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット吸収性材料は溶液法を用いて（すなわち、多糖類の水溶液または水性懸濁液を用いて）調整されてもよい。これによって制限されるものではないが水溶性多糖類の例としては、澱粉、化工澱粉、アミロペクチン、変性アミロペクチン、アミロース、変性アミロース、キトサン、キチン、グアガム、変性グアガム、ローカストビーンガム、タラガム、コンニャクガム、コンニャク粉末、フェヌグリークガム、メスキートガム、アロエマンナン、セルロース、変性セルロース（カルボキシアルキル化セルロース、カルボキシメチルセルロース）、酸化型多糖類、硫酸化多糖類、カチオン性多糖類、ペクチン、アラビアガム、カラヤガム、キサンタン、κ（ｋａｐｐａ）、ι（ｉｏｔａ）、またはλ（ｌａｍｂｄａ）カラギナン、寒天、アルギン酸塩が挙げられる。特に好ましい水溶性多糖類はガラクトマンナンガムを含む。ガラクトマンナンは天然に生じる中性の多糖類であり、様々な置換の程度（ｄｅｇｒｅｅｓ ｏｆ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ，ＤＳ）を有するポリβ−（１−４）−マンノース主鎖からなり、単一のＤ−ガラクトピラノシル残基がα−（１−６）結合を通して結合されている。
【０１０１】
グアガムはグア植物の粉砕された胚乳から取り出されたものであり、パキスタン及びインドの半乾燥地帯に広く生育する。以下の化学式１に示されるように、グアガムの構造は１．６：１の置換比でランダムにガラクトースを含む。この比は、作物によって、または亜種によって変動を受ける（Ｊａｓｉｎｓｋｉｅｔ ａｌ． Ｊ． ｏｆ Ｐｏｌｙｍ． Ｓｃｉ．， ｐａｒｔ． Ｂ，１９９６，３４，ｐｐ．１４７７−１４８８）。
【０１０２】
【化１】
【０１０３】
本発明の吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料が調整される際溶液法が用いられる場合には、多糖類は架橋していることが望ましい。架橋によって水系懸濁液中での多糖類の完全な溶解を防ぐ。しかしながら、架橋度が高すぎると、過剰な架橋剤によって続くナノコンポジット材料の膨潤が妨害され、吸収性能を低下させる。
【０１０４】
水溶性多糖類の懸濁液と水に分散した粘土とを混合した後、続いて架橋剤を含む溶液が混合物に加えられる。架橋剤の例としては、ホウ砂（マンノースポリマーに関して）に制限されるものではなく、ホウ酸（マンノースポリマーに関して）、グリオキサール、エピクロロヒドリン、トリメタリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、オキシ塩化りん、およびそれらの混合物が挙げられる。加えて、これらで制限されるものではないが、従来技術で知られた架橋剤の例としては、二塩化スクシニル、塩化アクリロイル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、エタンジオールジグリシジルエーテル、ピロメリット酸二無水物、ジビニルスルホン、ジイソシアネート、アルキレンビスアクリルアミド、及びそれらの混合物が挙げられる。特に好ましい架橋剤はホウ酸またはホウ砂である。この架橋剤は、ガラクトマンナンを架橋するのに特に有効である。
【０１０５】
テトラホウ酸ナトリウム（ホウ砂）及びホウ酸はシス−ジオール、特にグアガムの架橋に関連して頻繁に報告されているホウ素誘導体である（Ｍｕｌｌｅｒ 米国特許第４，６２４，８６８号明細書、米国特許第４，３３３，４６１号明細書）。これらの架橋剤を用いてグアガムの高分子構造を硬化することで、吸収性及び保持容量（ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）に加えてゲル強度を改良する。
【０１０６】
ホウ砂（テトラホウ酸ナトリウム）及びホウ酸は、水性の塩基溶液中でホウ酸イオン（ｂｏｒａｔｅ ｉｏｎｓ）を経由してグアガムと反応する（Ｐｅｚｒｏｎ Ｅ． ｅｔ ａｌ． Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，１９８８，２１，１１２１−１１２５）。以下に化学式２で示されるように、ホウ砂の水溶液はホウ砂、ホウ酸イオン、及びホウ酸が平衡状態で存在する系からなる。グアボレート誘導体（ｇｕａｒ−ｂｏｒａｔｅ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）の１１ＢＮＭＲによる研究から、マンノシル−ボレート五員環及びガラクトシル−ボレート六員環の２：１複合体（ｃｏｍｐｌｅｘ）の存在が説明された（Ｊａｓｉｎｓｋｉ Ｒ． ｅｔ ａｌ． Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃ．，Ｐａｒｔ．Ｂ−Ｐｏｌｙｍ．Ｐｈｙｓ．，１９９６，３４，１４７７−１４８８）。
【０１０７】
【化２】
【０１０８】
架橋剤を加えた後、混合された組成物はゲル形成を可能とするのに十分な時間放置される。最適な濃度条件下で、阻害剤が存在しない状態で、一般的なゲル化時間は約３０分を越えない程度である。この時点で混合物は極めて粘稠であり、さらに処理が必要である。望むような粘稠度を得るためには、ゲル生成物は過剰量のアルコール中で沈殿させる。他の沈殿または乾燥方法が使われてもよい。
【０１０９】
沈殿の段階を組み入れる際には、例えばメタノール、エタノールまたはイソプロパノール等のアルコールを使用することが望ましい。さらに、アルコール沈殿の段階によって、高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料から不純物を除く。しかも、ｐＨを調整することによって、得られた高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料の、防腐性を改良するだけではなく、テキスチャーを改良する。生成物は、その後ろ過によって取り出され、粉状のテキスチャーを有する粒子サイズに粉砕されまたは製粉することによって均一化される。ナノコンポジット生成物は、最終的な利用目的に合わせてさらに加工されてもよい。
【０１１０】
本発明の高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料の製造には、水溶液中において剥離するか、または半剥離する性能を有するどのような粘土が使用されてもよい。材料の粘土は天然のものであっても、合成のものであってもよい。粘土の例としては、スメクタイトに制限されるものではないが、ヘクトライト、ベントナイト、モンモリロナイト、ラポナイト（商標）、セライト、イライト及びそれらの混合物が挙げられる。特に好ましい粘土は、モンモリロナイト型の粘土であるベントナイトである。ベントナイトは基本的にコロイド状の水和アルミニウム層状珪酸塩から構成され、様々な量の鉄、アルカリ、及びアルカリ土類金属を含む。カルシウム、ナトリウム、カリウム及びマグネシウムベントナイトが好ましい。イオン交換性のベントナイトは、本発明の高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料の調整に用いられてもよい。
【０１１１】
さらに有効な高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料は、粘土の成分の寄与が約１％（ｗ／ｗ）から約４０％（ｗ／ｗ）の範囲のときに得られる。粘土含量が約１％（ｗ／ｗ）から約２５％（ｗ／ｗ）の範囲である多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料は特に好ましい。
【０１１２】
本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料は実施例１−４５においてさらに説明される。
【０１１３】
生分解性
本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料を製造するのに使用されるもとの多糖類は、吸収性を有し生分解性であることが望ましい。もとの多糖類の生分解性は、５６日後に“分解した有機炭素（Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃａｒｂｏｎ、ＤＯＣ）”含量の少なくとも５０％が消えたときに、確認される。
【０１１４】
ガラス状澱粉は、濃度２５０ｍｇ／Ｌで分散され、ＤＯＣによって測定される。イノキュラム（０．２ｇ／Ｌ、Ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｍｕｄ， Ｖａｌｃａｒｔｉｅｒ、カナダ）がサンプルに加えられ、溶液のｐＨは６．５と８との間に保たれた。溶液は１７５ｒｐｍで攪拌され、２０℃で５６日間保温された。ＤＯＣ含量はｔ＝０（イノキュラムを加える前）、ｔ＝３時間、ｔ＝１４日、ｔ＝２８日、ｔ＝４２日、及びｔ＝５６日で測定された。イノキュラムに接触させてから１４日後にガラス状澱粉の９２．５％が生分解したことが観察された。
【０１１５】
グアボレート（ｇｕａｒ ｂｏｒａｔｅ）は、濃度２５０ｍｇ／Ｌで分散され、ＤＯＣによって測定された。イノキュラム（０．２ｇ／Ｌ、Ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｍｕｄ、Ｖａｌｃａｒｔｉｅｒ、カナダ）がサンプルに加えられ、溶液のｐＨは６．５と８との間に保たれた。溶液は１７５ｒｐｍで攪拌され、２０℃で５６日間保温された。ＤＯＣ含量はｔ＝０（イノキュラムを加える前）、ｔ＝３時間、ｔ＝１４日、ｔ＝２８日、ｔ＝４２日、及びｔ＝５６日で測定された。イノキュラムに接触させてから１４日後にグアボレートの８６．７％が生分解したことが観察された。
【０１１６】
血液試験
血液試験は、ウシの血液及び合成血液を用いて実施された。合成血液は以下のように調整された：
【０１１７】
２Ｌのビーカーに、７００ｍＬの脱イオン水を加え、続けてカルボキシメチルセルロースナトリウムを加えた（１４ｇ；ＤＳ：０．７；ＭＷ：９０ＫＤａ）。セルロースが完全に溶解したら、アルブミン（２０ｇ；Ｓｉｇｍａ Ａ５２５３）及びＤ−ＭＥＭ／Ｆ−１２（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｅａｇｌｅ ｍｅｄｉｕｍ，１５ｍＭ，Ｈｅｐｅｓ ＃１２４０００２４、Ｇｉｂｃｏ−Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ Ｃｏｒｐ．）を１袋（１５．６ｇ）加え、完全に溶解するまで攪拌した。ＮａＨＣＯ３（１．２ｇ）及びヘモグロブリン（ｈｅｍｏｇｌｏｂｕｌｉｎ）（１．７５ｇ、ウシ血液から、Ｓｉｇｍａ Ｈ２６２５）が溶液に加えられ、完全に溶解するまで攪拌された。必要に応じて、ＮａＯＨ（１Ｎ）またはＨＣｌ（１Ｎ）を用いて溶液のｐＨは７．２に調整された。最後に、溶液の全重量が１０００ｇに達するまでさらに脱イオン水が加えられた。溶液は約３０分間立たせておき、その後ろ過された（４層のチーズコットン、ｃｈｅｅｓｅ ｃｏｔｔｏｎ）。ろ過溶液は冷蔵され、１０日後に廃棄した。
【０１１８】
吸収性コアの製造
吸収性コアは、吸収性コア形成装置（図１４及び２０参照）を含む工程で調整された。
【０１１９】
エアレイドは、ポリプロピレンサーマルボンド不織布（３９）上にフラフパルプ（ｆｌｕｆｆ ｐｕｌｐ）（０．５ｇ；ＳＣＡ、ドラモンドヴィル、カナダ）を均一に分散することによって製造された（図２０）。成形セル（６ｘ２０ｃｍ）（３７）（図２０）は、吸収性コア形成装置内部に取り付けられ、位置決めされた。続いてバキュームチャンバー（１１）（図１４）内を減圧し、モーターを作動した。加圧されたエアレギュレーター（１）（図１４）が起動され、装置内の空気を減圧された状態にした。吸収性コア形成装置に漏斗を通じてフラフパルプ（０．５ｇ）が加えられ、吸収性または高吸収性材料（１ｇ）、及び別途フラフパルプ（２ｇ）が加えられた。材料は成形セル内に堆積することが可能であり、吸収性コア（４０）が生成された（図２０）。その後、成形セルは吸収性コア形成装置からゆっくりと取り外された。得られた吸収性コア（４０）及び不織フィルター（３９）は１から３トンの範囲の圧力下で圧縮され、厚さが約３〜約３．５ｍｍの範囲の吸収性コアが作られた。その後不織フィルター（３９）は圧縮コアから取り外され、１平方メートルあたり約３００グラム（ｇｒａｍｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｍｅｔｅｒ、ＧＳＭ）の密度で、且つ約２５％の高吸収性チャージ（ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｃｈａｒｇｅ）を有するエアレイドが与えられた。
【０１２０】
オムツ模型はポリプロピレンサーマルボンド不織フィルター（３９）上にフラフパルプ（１．５ｇ；ＳＣＡ、ドラモンドヴィル、カナダ）を均一に分散することによって製造された（図２０）。成形セル（１０ｘ２０ｃｍ）（３７）（図２０）は、吸収性コア形成装置内に取り付けられ、位置決めされた。その後バキュームチャンバー内を減圧し（１１）（図１４）、モーターが起動された。加圧されたエアレギュレーター（１）（図１４）が起動され、装置内の空気を減圧された状態にした。フラフパルプ（２．３９ｇ）が漏斗（４）を通して吸収性コア形成装置に加えられ（図１４）、その後吸収性または高吸収性材料（１．７９ｇ）を加えた。別途フラフパルプ（２．３９ｇ）及び吸収性または高吸収性材料（１．７９ｇ）を引き続きさらに２度加えた。材料は成形セル内に堆積され、吸収性コア（４０）を形成した（図２０）。その後成形セルは吸収性コア形成装置からゆっくりと取り外された。得られた吸収性コア（４０）及び不織フィルター（３９）は１から３トンの範囲の圧力下で圧縮され、厚さが約４．２２から約４．４５ｍｍの範囲の吸収性コアが形成された。圧縮されたコアは密度が１平方センチメートルあたり０．１７ｇであり、且つ高吸収性チャージが約３８％であった。ＢＢＡ（登録商標）１５ＧＳＭスパンボンド不織材料が、圧縮された吸収性コア上に、より詳細にはオムツの表面シートを模したプロピレンサーマルボンド不織材料上に配置された。
【０１２１】
Ｃ−フォールド形成
エアレイド（４４）（１４ｘ２０ｃｍ、１００ ＧＳＭ、Ｔｈｕｒｓｏ、カナダ）はＣ−形状に折り曲げられる（図２１）。エアレイドは主部分（４２）が６ｃｍになり、折り曲げ部分が７ｃｍとなるようたたまれた。吸収性または高吸収性材料（４５）は、その後主部分内部に撒き散らされた。その後折り曲げ部分は吸収性材料上部に折り曲げられ、接着された。
【０１２２】
実験
材料
Ａグレードの小麦粉澱粉はＡｒｃｈｅｒ Ｄａｎｉｅｌｓ Ｍｉｄｌａｎｄ（登録商標）（ディケーター、米国）から入手した。グアスプリット及びグアガムはＴＩＣ−Ｇｕｍ（登録商標）（Ｂｅｌｃａｍｐ、米国）及びＰｏｌｙｐｒｏ（ミネアポリス、米国）から購入した。白色カルシウムベントナイト（Ｍｉｎｅｌｃｏ（登録商標） ＭＢ ３００）はＭｉｎｅｌｃｏ Ｍｉｎｅｒａｌｓ（登録商標）（Ｆｌｉｘｂｏｒｏｕｇｈ、英国）から入手した。グレイベントナイトはＡｌｄｒｉｃｈ（登録商標）（セントルイス、米国）及びＢｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ（登録商標）（デンバー、米国、ＬＤ−１２）から購入した。セライトはＡｌｄｒｉｃｈ（登録商標）（セントルイス、米国）から購入した。ラポナイト（商標）及びイライトはＳｏｕｒｃｅ Ｃｌａｙ Ｒｅｐｏｓｉｔｏｒｙ（パーデュー大学、ウエストラファイエット、米国）から購入した。リサーチグレードのメタノール、水酸化ナトリウム、塩酸はＬａｂｏｒａｔｏｉｒｅ ＭＡＴ（登録商標）（ビューポート、カナダ）から入手した。ホウ酸及びホウ砂、トリメタリン酸三ナトリウム（ｔｒｉｓｏｄｉｕｍ ｔｒｉｍｅｔａｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、トリポリリン酸ナトリウム、オキシ塩化リンは全てＡｌｄｒｉｃｈ（登録商標）（セントルイス、米国）から入手した。フラフパルプはＳＣＡ（登録商標）（ドラモンドヴィル， カナダ）から入手した。Ｃ−フォールド形成のためのエアレイドはＣｏｎｃｅｒｔ（Ｔｈｕｒｓｏ、カナダ）から供給された。オムツ模型を作成するのに使用されたＢＢＡ（登録商標） １５ ＧＳＭ スパンボンド不織材料は、ＢＢＡ Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ（Ｎａｓｈｖｉｌｌｅ、米国）から購入された。Ｄｏｕｎｏｒ（登録商標） ２３ ＧＳＭポリプロピレンサーマルボンド不織材料はＤｏｕｎｏｒ（Ｎｅｕｖｉｌｌｅ ｅｎ Ｆｅｒｒａｉｎ、フランス）から購入された。
【０１２３】
押出機
共回転インターメッシュ二軸押出機（ｃｏ−ｒｏｔａｔｉｎｇ ｉｎｔｅｒｍｅｓｈｉｎｇ ｔｗｉｎ ｓｃｒｅｗ ｅｘｔｒｕｄｅｒ）（ＴＳＥ）が使用された（表１）。ＴＳＥ構成のスクリューデザインは以下表２に説明される。
【０１２４】
【表１】
【０１２５】
【表２】
【０１２６】
粉砕機
Ｂｒａｕｎ（商標）モデルＫＳＭコーヒーグラインダーが、製造された押出サンプルを粉砕するのに用いられた。
【０１２７】
ふるい（Ｓｉｅｖｅｒ）
示された場合、サンプルはＴｙｌｅｒ Ｒｏｔａ−Ｔａｐ（商標）テストシーブシェイカーをもちいてふるい、分粒された。
【０１２８】
試験方法
Ｍｏｄｅｒｎ Ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ ＰｏｌｙｍｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｂｕｃｈｈｏｌｚ Ｆ． Ｌ．、 Ｇｒａｈａｍ Ａ． Ｔ． Ｅｄｓ．， Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， １９９８， ｓｅｃｔｉｏｎ ４．６． １． Ｓｗｅｌｌｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ： Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ， ｐ． １４７）で議論されるように、ポリマーのスウェリングキャパシティ（ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ）を解析するためにいくつかの測定方法が使用されている。高吸収性材料の分野において、重量膨潤容量（Ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ Ｓｗｅｌｌｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ）［またはフリースウェルキャパシティ（Ｆｒｅｅ Ｓｗｅｌｌ Ｃａｐａｃｉｔｙ）（ＦＳＣ）とよぶ］及び遠心容量（Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ Ｃａｐａｃｉｔｙ）［または遠心機保持容量（Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ）（ＣＲＣ）とよぶ］が推奨される方法である。ＦＳＣ及びＣＲＣは得られた吸収性材料のスウェリングキャパシティを比較するために使用された。
【０１２９】
ＡＵＬ測定
０．９％ＮａＣｌ溶液中での０．３ＰＳＩ、０．７ＰＳＩ及び０．９ＰＳＩにおける荷重下での吸収（Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｕｎｄｅｒ Ｌｏａｄ）（ＡＵＬ）は装置内において、０．１または０．９グラムの吸収性材料を使用して、推奨される試験方法であるＥＤＡＮＡ４４２．２−０２に従って決定された。
【０１３０】
ＦＳＣ及びＣＲＣ測定用ティーバッグ
ティーバッグ（１０×１０ｃｍ）は熱シール可能なＡｈｌｓｔｒｏｍ（商標）ろ紙（１６．５±０．５）ｇ／ｍ２から作成された。
【０１３１】
ＦＳＣ測定
０．９％のＮａＣｌ溶液でのフリースウェルキャパシティ（ＦＳＣ）はＥＤＡＮＡから推奨される試験方法である４４０．２−０２に従って決定された（フリースウェルキャパシティＮｏ．４４０．２−０２、推奨される試験方法：高吸収性材料−ポリアクリレート（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）高吸収性材料粉末−の塩水中での重量測定での決定によるフリースウェルキャパシティ、２００２）。
【０１３２】
ＣＲＣ測定
０．９％のＮａＣｌ溶液での遠心分離機保持容量（Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ、ＣＲＣ）はＥＤＡＮＡから４４１．２−０２の推奨される試験方法に従って決定された（遠心分離機保持容量Ｎｏ．４４１．２−０２、推奨される試験方法：高吸収性材料−ポリアクリレート高吸収性粉末−遠心分離後の塩水内での流体保持容量（Ｆｌｕｉｄ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ）の決定、２００２）。
【０１３３】
リウェット
オムツ模型、Ｃ−フォールド及びエアレイドにおけるリウェット特性が、以下の方法を用いて決定された。
【０１３４】
天然血液（７ｍＬ）、合成血液（７ｍＬ）または０．９％のＮａＣｌ水溶液（５５ｍＬ）が、エアレイド、Ｃ−フォールド、またはオムツ模型の表面に注がれた。濡れた表面はその後重みをかけられたろ紙（Ｃ−フォールド及びエアレイドでは約８ｇ、オムツ模型では約１５ｇ）（ＶＷＲ ウェストチェスター、米国、＃２８３２０−０４１ フィルター＃４１５）で覆われた。その後外部の圧力（０．７ＰＳＩ）が直径９ｃｍ高さ７ｃｍの円形のステンレス・スチールの重り（３．１３Ｋｇ）を使って与えられた。代わりに、どんな重量でも直径７センチであって、０．７ＰＳＩまたは４．８３ＫＰａと等しい圧力を提供するという状態であればどのような重りが使われてもよい。圧力は２分間維持された。ろ紙の重量の増加はオムツ、Ｃ−フォールドとエアレイドから放出された液体の量に対応する。
【０１３５】
浸透時間
Ｃ−フォールドとエアレイドの浸透特性は次の方法を使って決定された。
【０１３６】
Ｃ−フォールドまたはエアレイドが平滑面の上に置かれた。円形のオリフィスを有するプレキシガラス（商標）（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ）プレート（１９．５ｃｍＸ１０ｃｍＸ０．４ｃｍ）は、オリフィスがＣ−フォールド及びエアレイドの中心に配置されるように、Ｃ−フォールド及びエアレイドの最上部に置かれた。円形のオリフィスはそれで天然または合成血液（７ｍＬ）で満たされた。液体がＣ−フォールドまたはエアレイドと接触するとすぐに、クロノメーター（ｃｈｒｏｎｏｍｅｔｅｒ）はスタートされた。液体が使い尽くされるまで、オリフィスが常に液体で満たされていたことを保証するため特別な用心がなされた。液体のすべてが吸収性の物の表面（Ｃ−フォールドあるいはエアレイド）から見えなくなるとすぐに、クロノメーターは止められた。
【０１３７】
オムツ模型の浸透特性は次の方法を使って決定された。
【０１３８】
オムツ模型が平面の上に置かれ、中心には消えることのないマークが付けられた。丸いプレキシガラス試験シリンダー（図２５）が塩水溶液（２５ｍＬ）で満たされた。液体がオムツ模型と接触するとすぐに、クロノメーターはスタートされた。液体のすべてが吸収性の物（オムツ模型）の表面から見えなくなるとすぐに、クロノメーターは止められ、経過時間はＴ１で示された。シリンダーはその後追加の量の塩水溶液（１５ｍＬ）で満たされ、そして、液体がオムツ模型と接触するとすぐに、クロノメーターはスタートされた。液体のすべてが吸収性の物（オムツ模型）の表面から見えなくなるとすぐに、クロノメーターは止められ、経過時間はＴ２で示された。前記手順３回目がさらに１５ｍＬの塩水溶液を使って繰り返され、Ｔ３で示される経過時間が与えられた。オムツ模型の浸透時間（Ｔ）はＴ１＋Ｔ２＋Ｔ３と同等であると考えられる。
【０１３９】
拡散または着色面積
浸透実験の後に、吸収性の物（Ｃ−フォールド、エアレイド及びオムツ模型）の拡散あるいは着色面積がマルチメータ（ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒ）を使って分析され、決定された。マルチメータは液体にさらされた後に吸収性の物に残された湿った領域の輪郭をトレースする。着色の寸法は測られて、そして計算された。
【０１４０】
走査型電子顕微鏡写真
走査型電子顕微鏡写真がＨｉｔａｃｈｉ（登録商標）Ｓ３０００Ｎ走査型電子顕微鏡を使って記録された。サンプルが両面接着紙に配置され、アルミニウム板に接着された。接着されていない微片が空気流で取り除かれた。接着されたサンプルの表面に薄い（約１０ｎｍ）金の層が、スパッタコータによって塗布された。その後表面はスキャンされ、記録された。
【０１４１】
Ｘ線回折スペクトル
Ｘ線回折スペクトルがＸ−ｐｅｒｔ（登録商標）ディフラクトメータで記録された。ディフラクトメータはＣｕ Ｋａソース（１，５４２Å）（５０ＫＶ、４０ｍＡ、０．０２度／秒の走査レート）を用いた。シータ―２シータ法（Ｔｈｅｔａ−２Ｔｈｅｔａ法）はサンプルを解析するために使われた。
【０１４２】
原子間力顕微鏡
原子力顕微鏡写真が、タッチングモードで、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（登録商標）ｎａｎｏｓｃｏｐｅ ＩＩＩ−Ａを使って記録された。サンプルは両面接着紙の片側に接着された。接着紙の一方はインスツルメントニードルの下でしっかり固定された磁気のプレートに接着された。
【０１４３】
例
比較例Ｉ
ガラス状澱粉の準備
グレードＡ小麦澱粉（１５Ｋｇ）を水（３．７Ｋｇ）と混合することによって、全体の水分含量が２２．８％であるペーストが準備された。その後ペーストは２４ｒｐｍで回転しているＫｔｒｏｎ（商標）Ｔ３５定量フィーダを用いる押出機にフィードされた。押出機は次のバレル温度プロファイルを有する、すなわちＴｂ１＝３２℃、Ｔｂ２＝３８℃、Ｔｂ３＝４９℃、Ｔｂ４＝６６℃、Ｔｂ５＝８２℃、Ｔｂ６＝９３℃、Ｔｂ７＝１０４℃、Ｔｂ８＝１１６℃であった。突出速度は１６．８Ｋｇ／ｈ、押出温度は１２９℃であった。押出機スクリューの回転数は１００ｒｐｍであった。続いて、得られた混練サンプルは循環式オーブン内で２４時間６０℃において放置され、そして粉砕器を使って粉砕された。粉砕された混練サンプルは、約１５０μｍから約６００μｍの範囲の粒子サイズを有する混練サンプルを提供するためにふるいにかけられた。生成物のＦＳＣとＣＲＣは各々７．９ｇ／ｇ及び５．３ｇ／ｇであった。混練サンプル粒子はＸ線回折及びＳＥＭによって解析された。
【０１４４】
比較例ＩＩ
グアボレートのバッチ準備
グア粉末（０．５Ｋｇ、Ｐｒｏｃｏｌ Ｐ３）がＣｒｅｐａｃｏ（登録商標）（Ｒｏｓｅｍｏｎｔ、米国）はＬｉｑｕｉｖｅｒｔｅｒ（商標）ＣＬＶ２５ミキサーが設置された８５リットルのミキシングバット内で２５リットルの水で溶かされた。その後５７ｇのホウ砂を含む２リットルの水溶液が、（２５リットルのミキシングバット内で）予め準備されたグア混合物１５．３Ｋｇに加えられた。硬いゲルがすぐに形成された。ゲルテキスチャーが安定するまで、ゲルはおよそ３０分間回転翼攪拌機（ｉｍｐｅｌｌｅｒ ａｇｉｔａｔｏｒ）で完全に混合された。ゲルはその後４５のサンプルに分けられ（各々３８２ｍｌ）、Ｂｒａｕｎ（登録商標）台所ミキサーに移された。それぞれのサンプルにメタノール（５５０−６００ｍL）が加えられ、その後およそ１分間攪拌された。ｐＨは濃塩酸を使って７．９に調整された。溶液はＷｅｓｔｅｒｎ Ｓｔａｔｅｓ（登録商標）バスケット型遠心分離機（１μｍのろ布、３６００ｒｐｍ）を使ってろ過された。ろ液は新鮮なメタノール（１．３Ｌ）で洗浄され、その後循環式オーブン内で６０℃において終夜で乾燥した。生成した粒子は、Ｂｒａｕｎ（登録商標）コーヒーグラインダーで粉砕され、その後、ふるいにかけ１２２μｍから５５９μｍまでの範囲のサイズを有する粒子のみが集められた。材料はＸ線回折、ＡＦＭ及びＳＥＭによって解析された。このボレートーグア（ｂｏｒａｔｅｄ−ｇｕａｒ）の種々の物理的特性を以下の表３において示す。
【０１４５】
【表３】
【０１４６】
例１
ガラス状澱粉ナノコンポジット（９．１％のベントナイト）の準備
グレードＡの小麦澱粉（１５Ｋｇ）、水（４．２３Ｋｇ）とベントナイト（Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ（登録商標） １．５Ｋｇ）を混合することによって、ペーストが調整された。その後ペーストは２２ｒｐｍで回転しているＫｔｒｏｎ（商標）Ｔ３５ 定量フィーダを用いる押出機にフィードされた。押出機は次のバレル温度プロファイルを有する、すなわちＴｂ１＝３２℃、Ｔｂ２＝３８℃、Ｔｂ３＝４９℃、Ｔｂ４＝６６℃、Ｔｂ５＝８２℃、Ｔｂ６＝９３℃、Ｔｂ７＝１０４℃、及びＴｂ８＝１１６℃であった。突出速度は１３．２Ｋｇ／ｈ、混練サンプル温度は１２２℃であった。押出機スクリューの回転数は１００ｒｐｍであった。続いて、得られた混練サンプルは循環式オーブンで２４時間６０℃において放置され、その後粉砕器を使って粉砕された。粉砕された混練サンプルは、約１５０μｍから約６００μｍの範囲の粒子サイズを有する混練サンプルを提供するためにふるいにかけられた。生成物のＦＳＣとＣＲＣは各々８．３ｇ／ｇ及び５．２ｇ／ｇであった。混練サンプル粒子はＸ線回折及びＳＥＭによって解析された。
【０１４７】
例２
ガラス状澱粉ナノコンポジット（２３．１％のベントナイト）の準備
グレードＡの小麦澱粉（１５Ｋｇ）、水（５．３６Ｋｇ）とベントナイト（Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ（登録商標）；４．５Ｋｇ）を混合することによって、ペーストが調整された。その後ペーストは２４ｒｐｍで回転しているＫｔｒｏｎ（商標）Ｔ３５定量フィーダを用いる押出機にフィードされた。押出機は次のバレル温度プロファイルを有する、すなわちＴｂ１＝３２℃、Ｔｂ２＝３８℃、Ｔｂ３＝４９℃、Ｔｂ４＝６６℃、Ｔｂ５＝８２℃、Ｔｂ６＝９３℃、Ｔｂ７＝１０４℃、Ｔｂ８＝１１６℃であった。突出速度は１２．０ｋｇ／ｈ、混練サンプル温度は１２５．５℃であった。押出機スクリューの回転数は１００ｒｐｍであった。続いて、得られた混練サンプルは循環式オーブン内で２４時間６０℃において放置され、そして粉砕器を使って粉砕された。粉砕された混練サンプルは、約１５０μｍから約６００μｍの範囲の粒子サイズを有する混練サンプルを提供するためにふるいにかけられた。生成物のＦＳＣとＣＲＣは各々７．３ｇ／ｇ及び３．８ｇ／ｇであった。混練サンプル粒子はＸ線回折及びＳＥＭによって解析された。
【０１４８】
例３から６
ガラス状澱粉ナノコンポジットにおけるベントナイトの充填量（ｃｈａｒｇｅ）の効果の比較研究
例２に記載された方法で、以下の表４に示されたパラメータを使ってペーストが準備された。
【０１４９】
【表４】
【０１５０】
相乗的な寄与はベントナイト（Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ（登録商標））のＦＳＣが５．１８であることから決定されうる。観察された相乗効果は表５に示される。
【０１５１】
【表５】
【０１５２】
表５に示される相乗効果から導き出されるように、約５〜約２５％の範囲のベントナイト含量を有するナノコンポジット材料が好ましい。
【０１５３】
例７
ボレートグア ベントナイトナノコンポジット（２０％のベントナイト）のバッチ準備
グア粉末（０．５Ｋｇ Ｐｒｏｃｏｌ Ｐ３）及びベントナイト（１２５ｇ）（Ｍｉｎｅｌｃｏ（登録商標） Ｍｉｃｒｏｇｅｌ ＭＢ３００）が、Ｃｒｅｐａｃｏ（登録商標）（Ｒｏｓｅｍｏｎｔ、米国）Ｌｉｑｕｉｖｅｒｔｅｒ（商標）ＣＬＶ２５ミキサーが設置された８５リットルのミキシングバット内において２５リットルの水で溶かされた。ホウ砂５７ｇを含んでいる２リットルの水溶液が、１５．３Ｋｇの予め準備されたグア混合物に加えられた（２５リットルのミキシングバット内で）。硬いゲルがすぐに形成された。ゲルのテキスチャーが安定するまで、ゲルはおよそ３０分間完全に攪拌翼攪拌機で混合された。その後ゲルは（それぞれ３８４ｍｌ）４５のサンプルに分けられ、Ｂｒａｕｎ（登録商標）台所ミキサーに移された。その後メタノール（５５０−６００ｍＬ）が加えられ、約１分間攪拌された。ｐＨは濃塩酸を使って７．９に調整された。溶液はＷｅｓｔｅｒｎ Ｓｔａｔｅｓ（登録商標）バスケット遠心分離機を使ってろ過された（１μｍろ布、３６００ｒｐｍ）。ろ液は新鮮なメタノール（１．３Ｌ）で洗浄され、循環式オーブンで６０℃において終夜で乾燥された。結果として生じた粉末はＢｒａｕｎ（登録商標）コーヒーグラインダーで粉砕され、ふるいにかけられ、１２２から５５９μｍの範囲の大きさの粒子のみ保持された。材料はＸ線回折、ＡＦＭ及びＳＥＭによって解析された。ボレートーグア（ｂｏｒａｔｅｄ−ｇｕａｒ）のベントナイトナノコンポジット材料の種々の物理的性質は以下に表６において列挙される。
【０１５４】
【表６】
【０１５５】
表６のデータから推論することができるように、ナノコンポジット材料は、もとのグアホウ砂と比較して、天然の血液（牛の血液）と合成の血液両方で際立ってＦＳＣとＣＲＣを増やす。さらに、浸透時間の減少と吸収速度の増加がボレートーグア（ｂｏｒａｔｅｄ−ｇｕａｒ）のベントナイトナノコンポジット材料に関して一般的に認識された。
【０１５６】
例８
グアボレートベントナイトナノコンポジット（１０％ベントナイト）
グアスプリット（３．００ｇ；１．０当量）が脱イオン水（１５０ｍｌ）で懸濁され、マグネチックスターラーで攪拌された。水酸化ナトリウム（３０％ Ｗ／Ｖ；３．０ｍｌ；１．２２当量）がその後加えられ、そして混合物は６０℃で５時間加熱された。ベントナイト（０．３３４ｇ；グレイベントナイト、Ａｌｄｒｉｃｈ）が蒸留水（１０ｍＬ）で懸濁され、結果として得られた懸濁液は５０℃において攪拌された。ベントナイト懸濁液をその後グアスラリーに加えて、１時間反応させた。脱イオン水（２０ｍＬ）に溶解されたホウ酸（０．３６６４ｇ；０．３２当量）は、攪拌の間に加えられた。結果として生じたゲルはメタノール（２００ｍＬ）に混合され、粉砕されて、そしてビーカーに移された。ｐＨは塩酸（１０％）を使って激しい機械的攪拌によって７．９１に調整された。そのように得られた固体はろ過されて、メタノール（３Ｘ２５ｍｌ）で洗浄され、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥し、表７に示される特徴を有する白い微粒子粉を供給するため粉砕された。
【０１５７】
【表７】
【０１５８】
例９−１６
グアボレート白色ベントナイトナノコンポジット；ナノコンポジット材料におけるベントナイト充填量効果
例９−１６のグアボレートベントナイトナノコンポジットは既に例８に記載された手順に従って調整された。白色ベントナイト（Ｍｉｎｅｌｃｏ（登録商標）ＭＢ ３００）が使用された。以下に表８で説明されるように、ベントナイトの充填量は０％から４０％（白色ベントナイト重量／グア重量）まで変化した。
【０１５９】
【表８】
【０１６０】
例１７
最適化グア−リン酸塩／グレイベントナイトナノコンポジット（１０％のベントナイト）
グアスプリット（５．０ｇ）が脱イオン水（１６７ｍＬ）で懸濁され、マグネチックスターラーで攪拌された。ベントナイト（０．５６ｇ；グレイベントナイト、Ａｌｄｒｉｃｈ）が蒸留水（１０ｍＬ）で懸濁され、結果として生じる懸濁液は５０℃で攪拌された。その後ベントナイト懸濁液は前記グアスラリーに加えられ、１時間反応を進めた。水酸化ナトリウム（３０％ Ｗ／Ｖ；６．０ｍｌ；１．４６当量）が加えられ、その後トリポリリン酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ ｔｒｉｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈａｔｅ、ＳＴＰＰ；０．１６ｇ；０．０１４１当量）が付加され、混合物は１５時間７０℃で加熱された。室温まで下げた後、結果として生じたゲルはメタノール（２００ｍＬ）に混合されて、粉砕されて、そしてビーカーの中に移された。ｐＨは塩酸溶液（１０％）を使って激しく攪拌しながら７．４１に調整された。そのように得られた固体はろ過され、メタノールで洗浄されて（３Ｘ５０ｍｌ）、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥され、表９に示される特徴を有する白い微粒子粉を供給するため粉砕された。
【０１６１】
【表９】
【０１６２】
例１８−２１
グア−リン酸グレイベントナイトナノコンポジット；ナノコンポジット材料に対するベントナイト充填量効果
例１８−２１のグア−リン酸ベントナイトナノコンポジットは、すでに例１７において記述された手続きに従って準備された。以下に表１０で説明されるように、ベントナイトの充填量は０％から４０％（グレイベントナイトの重量／グアの重量）まで変化した。
【０１６３】
【表１０】
【０１６４】
例２２−２６
グアーホウ砂白色ベントナイトナノコンポジット；高剪断ミキサーを使ったナノコンポジット材料に対するベントナイト充填量結果
白色ベントナイト［Ｍｉｎｅｌｃｏ（登録商標） ＭＢ３００；０，３３４ｇ（１０％）；０．７５５ｇ（２０％）；１．２９ｇ（３０％）；２．００ｇ（４０％）］が脱イオン水（１５０ｍｌ）に懸濁され、７０℃に加熱された。室温に冷えるとすぐに、グア粉末（３．００ｇ；Ｐｒｏｃｏｌ（登録商標））が加えられた。結果として生じた溶液は（３０分８０００ｒｐｍにおいて）Ｓｉｌｖｅｒｓｏｎ（登録商標）高剪断ミキサーを使って攪拌された。ホウ砂溶液（２０ｍＬ；２００ｍｌの脱イオン水にホウ砂５．６５ｇ）がその後加えられ、結果として生じたゲルは２５分間攪拌された。結果として生じたゲルはメタノール（３５０ｍＬ）で混合されて、粉砕されて、そしてビーカーの中に移された。ｐＨは塩酸（１０％）を使って激しい攪拌の下で７．９０に調整された。そのように得られた固体はろ過され、メタノール（３Ｘ５０ｍｌ）で洗浄され、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥され、そして表１１に示される特徴を有する白い微粒子粉を供給するため粉砕された。以下に表１１で説明されるように、ベントナイトの充填量は０％から４０％（グレイベントナイトの重量／グアの重量）まで変化した。
【０１６５】
【表１１】
【０１６６】
例２７−３０
グアボレートセライトナノコンポジット
例２７−３０のグアボレートセライトナノコンポジットは、すでに例８に記載された方法に従って準備された。セライト（Ａｌｄｒｉｃｈ）はグレイベントナイトの代わりに使われた。以下に表１２で説明されるように、セライトの充填量は０％から４０％（セライトの重量／グアの重量）まで変化した。
【０１６７】
【表１２】
【０１６８】
例３１−３３
グアボレート ラポナイト（商標） ナノコンポジット
ラポナイト（商標）［０．１８７ｇ（３％）；０．３１６ｇ（５％）］は脱イオン水（１５０ｍｌ）で懸濁され、７０℃に加熱された。室温に冷えるとすぐ、グア粉末（６．００ｇ；Ｐｒｏｃｏｌ（登録商標））が加えられた。ホウ砂溶液（４０ｍＬ；２００ｍｌの脱イオン水にホウ砂５．６５ｇ）がその後加えられ、結果として生じたゲルは２５分間攪拌された。結果として生じたゲルはメタノール（７００ｍＬ）に混合され、粉砕されて、そしてビーカーの中に移された。ｐＨは塩酸（１０％）を使って激しい攪拌下で７．９０に調整された。そのようにして得られた固体はろ過され、メタノール（３Ｘ１００ｍｌ）で洗浄され、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥され、表１３に示される特徴を有する白い微粒子粉を供給するため粉砕された。以下に表１３で説明されるように、Ｌａｐｏｎｉｔｅ（商標）の充填量は０％から５％（ラポナイト（商標）重量／グア重量）まで変化した。
【０１６９】
【表１３】
【０１７０】
例３４−３６
グアボレートイライトナノコンポジット
イライト［０．１８７ｇ（３％）；０．３１６ｇ（５％）］が脱イオン水（１５０ｍｌ）に懸濁され、７０℃で加熱された。室温に冷えるとすぐに、グア粉末（６．００ｇ；Ｐｒｏｃｏｌ（登録商標））が加えられた。ホウ砂溶液（４０ｍＬ；２００ｍｌの脱イオン水にホウ砂５，６５ｇ）がその後加えられ、結果として生じたゲルは２５分間攪拌された。結果として生じたゲルはメタノール（７００ｍＬ）に混合されて、粉砕され、ビーカーの中に移された。ｐＨは塩酸（１０％）を使って激しい攪拌の下で７．９０に調整された。そのように得られた固体はろ過されて、メタノール（３Ｘ１００ｍｌ）で洗浄され、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥され、表１４に示される特徴を有する白い微粒子粉を供給するため粉砕された。以下に表１４で説明されるように、イライトの充填量は０％から５％（イライトの重量／グア重量）まで変化した。
【０１７１】
【表１４】
【０１７２】
例３７−３９
グアボレートベントナイトナノコンポジットの吸収動力学
ベントナイト［Ｍｉｎｅｌｃｏ（登録商標） ＭＢ ３００；例３７：０％（もとのグアボレート）；例３８：１．８７ｇ（３０％）；例３９：２．４９ｇ（４０％）］は脱イオン水（１５０ｍＬ）で懸濁され、３０分間７０℃で加熱された。室温に冷えるとすぐに、グア粉末（６．００ｇ；Ｐｒｏｃｏｌ（登録商標））が加えられた。結果として生じた溶液は４５分間攪拌された。ホウ砂溶液（４０ｍＬ；２００ｍｌの脱イオン水にホウ砂５．６５ｇ）がその後加えられ、結果として生じたゲルは２５分間攪拌された。結果として生じたゲルはメタノール（７００ｍＬ）に混合され、粉砕されて、そしてビーカーの中に移された。ｐＨは塩酸（１０％）を使って激しい攪拌の下で７．９０に調整された。そのように得られた固体はろ過され、メタノール（３Ｘ１００ｍｌ）で洗浄され、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥され、白い微粒子粉を供給するため粉砕された。ＦＳＣ測定の間に、ティーバッグは設定された期間塩水にさらされた（５分、１０分、１５分、３０分、１時間、１と１／２時間、２時間、２と１／２時間及び３時間）。図２４で説明された結果から、もとのグア−ホウ砂（ｐｒｉｓｔｉｎｅ ｇｕａｒ−ｂｏｒａｘ）が３０分において最大の吸収を示すことを観察することができた。しかしながら、吸収容量は次の３０分でいくぶん減少し、離漿及びゲル流動問題の存在を示唆した。もとのグアボレートと対照して、グアボレートベントナイトナノコンポジットは離漿とゲル流動問題がみられなかった。
【０１７３】
例４０−４１
グアボレートベントナイトナノコンポジット；吸収性能に対する粒子サイズの効果
白色ベントナイト［Ｍｉｎｅｌｃｏ（登録商標） ＭＢ ３００；例４０：０％（もとのグアボレート）；例４１：０．３７３ｇ（３％）］は脱イオン水（６００ｍＬ）で懸濁され、３０分間７０℃で加熱された。室温に冷えるとすぐにグアガム（１２．０ｇ；Ｐｒｏｃｏｌ（登録商標）、１当量）が加えられた。結果として生じた溶液は４５分間攪拌された。ホウ砂溶液（８０ｍＬ；０．０７４Ｎ、０．０８当量）がその後加えられ、結果として生じたゲルは２５分間攪拌された。結果として生じたゲルはメタノール（１２００ｍＬ）で混合されて、粉砕されて、そしてビーカーの中に移された。ｐＨは塩酸溶液（１０％）を使って激しい攪拌の下で７．９０に調整された。そのようにして得られた固体はろ過され、メタノール（３Ｘ５０ｍｌ）で洗浄され、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥され、白い微粒子粉を供給するため粉砕された。結果として生じた粉末はメッシュ３０、６０、１００と１７０のふるいを使って分粒された。分粒された各々の生成物について、ＦＳＣ、ＣＲＣ及びＡＵＬが決定された。もとのグアボレート（例４０）及びグアボレートベントナイトナノコンポジット（例４１）に関して得られた結果はそれぞれ図２３と２２で説明される。図２２で示された結果から、グアボレートベントナイトナノコンポジットが粒度分布を通じて本質的に安定したＦＳＣとＣＲＣ特徴を示すことを観察することができる。しかしながら、もとのグアボレートは約１５０μｍのサイズを有する粒子に関しては、ＦＳＣとＣＲＣ特性の減少を示す（図２３）。
【０１７４】
例４２−４５
グアボレートベントナイトナノコンポジットにおける相乗効果
白色ベントナイト［Ｍｉｎｅｌｃｏ（登録商標） ＭＢ ３００；０．０９４ｇ（３％）；０．１８８ｇ（５％）；０．３１６ｇ（１０％）］は脱イオン水（１５０ｍｌ）で懸濁され、７０℃で加熱された。室温に冷えるとすぐに、グア粉末（３．００ｇ；Ｐｒｏｃｏｌ（登録商標））が加えられた。ホウ砂溶液（２０ｍＬ；２００ｍｌの脱イオン水にホウ砂の５，６５ｇ）がその後加えられ、そして結果として生じたゲルは２５分間攪拌された。結果として生じたゲルはメタノール（３５０ｍＬ）に混合され、粉砕されて、そしてビーカーの中に移された。ｐＨは塩酸（１０％）を使って激しい攪拌の下で７．９０に調整された。そのようにして得られた固体はろ過されて、メタノール（３Ｘ５０ｍｌ）で洗浄され、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥され、表１５に示される特徴を有する白い微粒子粉を供給するため粉砕された。以下に表１５で説明されるように、ベントナイトの充填量は０％から１０％まで変化した。
【０１７５】
【表１５】
【０１７６】
本発明がその望ましい実施形態を通して上に記載されたが、添付された請求項で定義されるような主題の発明の精神と性質から逸脱しないように修正されうる。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１】２０％（ｗ／ｗ）カルシウムベントナイト（Ｍｉｎｅｌｃｏ ＭＢ３００）−グアホウ砂ナノコンポジットの走査型電子顕微鏡像（７，０００倍）（例７）。
【図２】もとのグア−ホウ砂の走査型電子顕微鏡像（７，０００倍）（比較例ＩＩ）。
【図３】９．１％（ｗ／ｗ）ベントナイト（Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ）−ガラス状澱粉ナノコンポジットの走査型電子顕微鏡像（７，０００倍）（例１）。
【図４】もとのガラス状澱粉の走査型電子顕微鏡像（７，０００倍）（比較例Ｉ）。
【図５】２０％（ｗ／ｗ）カルシウムベントナイト（Ｍｉｎｅｌｃｏ ＭＢ３００）−グアホウ砂ナノコンポジット（例７）の分子間力顕微鏡像、半剥離した形態を示す層状珪酸塩ブロックはＰＨＢとして示されている。
【図６】もとのグア−ホウ砂の分子間力顕微鏡像（比較例ＩＩ）。
【図７】９．１％（ｗ／ｗ）ベントナイト（Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ）−ガラス状澱粉ナノコンポジットのＸ線回折スペクトル（例１）。
【図８】２３．１％（ｗ／ｗ）ベントナイト（Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ）−ガラス状澱粉ナノコンポジットのＸ線回折スペクトル（例２）。
【図９】もとのガラス状澱粉のＸ線回折スペクトル（比較例Ｉ）
【図１０】ベントナイト（Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ， ＬＤ−１２ ｄｕｓｔ）のＸ線回折スペクトル。
【図１１】２０％（ｗ／ｗ）ベントナイト（Ｍｉｎｅｌｃｏ ＭＢ３００）−グアホウ砂ナノコンポジット（例７）のＸ線回折スペクトル。
【図１２】ベントナイト（Ｍｉｎｅｌｃｏ ＭＢ３００）のＸ線回折スペクトル
【図１３】もとのグア−ホウ砂のＸ線回折スペクトル（比較例ＩＩ）
【図１４】高速空気流を用いて、フラフパルプ及び高吸収性粒子が移送されサーマルボンド不織フィルター上に堆積される吸収性コア形成装置を示す。吸収性コア形成装置はフレキシブルホース（１）を経由して前記装置に接続されたコンプレッサーによって移送される圧縮空気（７９０ＫＰａ）を用いる。加圧されたエアレギュレーターはコンプレッサーに接続される。フラフパルプ及び吸収性または高吸収性材料は漏斗（３）を通して吸収性コア形成装置のミキシングチャンバー（ｍｉｘｉｎｇ ｃｈａｍｂｅｒ）（２）内部に導入される。フラフパルプ及び吸収性または高吸収性材料はミキシングチャンバー内で電気モーター（５）に接続された６ブレードプロペラ（４）を用いて完全に混合される。プロペラは、４−メッシュスクリーン（６）上方５９．４ｍｍの位置に配置される。ブラシ（１０）は、スクリーンをこするようにスクリーン上方に配置される。上記スクリーンを通過するのに十分な程小さい粒子は、空気の流れによって第２のミキシングチャンバー（７）へと移され、そこから粒子形成セル（８）へと移送される（図２０により詳細に示される）。エアバキュームチャンバー（９）は粒子形成セルの下部に配置される。バキュームチャンバーはバキュームクリーナーに接続される。コア形成プロセスは可視化窓（１１）を通じて観察される。
【図１５】ダイプレート（１３）を含む二軸押出機（ｔｗｉｎ ｓｃｒｅｗ ｅｘｔｒｕｄｅｒ （ＴＳＥ））；バレル直径はＤｂで示され、加熱セクションＴｂ１、Ｔｂ２、Ｔｂ３、Ｔｂ４，Ｔｂ５、Ｔｂ６、Ｔｂ７、Ｔｂ８及びＴｄを含む。
【図１６】ＴＳＥ内部で使用されるツインリードフィードスクリュエレメントの実施形態を示す。この実施形態では、ツインリードフィードスクリュピッチ（１４）は５０．８ｍｍ、フライト幅（１５）は１．５ｍｍ、内径（１６）及び外径（１７）は各々２７．７ｍｍ及び４８．９ｍｍであった。
【図１７】ＴＳＥ内部で使用されるシングルリードスクリュエレメントの実施形態を示す。この実施形態では、シングルリードスクリュピッチ（２０）は１２．７ｍｍ、フライト幅（２１）は２．７ｍｍ、内径（１８）及び外径（１９）は各々２７．７ｍｍ及び３８．３ｍｍであった。
【図１８】ＴＳＥ内部で使用され、前方ねじれ角度（ｆｏｒｗａｒｄ ｓｔａｇｇｅｒｉｎｇ ａｎｇｌｅ）が３０°の単一ブロックエレメントを７個含むパドルブロックエレメント（ｐａｄｄｌｅ ｂｌｏｃｋ ｅｌｅｍｅｎｔ）（２４）を示す。この実施形態では単一のパドルブロックエレメント（２２）は幅（２３）が１２．７ｍｍであり、内径（２５）及び外径（２６）は各々２７．７ｍｍ及び４８．９ｍｍであった。
【図１９】ＴＳＥで使用されるダイ断面（３０）（ラインＡ−Ａに沿った）に加えて、構造の実施例を示している。この実施形態では、ダイは各々６ｍｍ（直径）の２箇所の開口部（２７）を有し、ダイ開口部の間隔（２９）は３０ｍｍであり、スクリューバレルと最も離れた位置における間隔（２８）は８９ｍｍ、バレル直径（３１）は５０ｍｍ、ダイの円柱部の長さ（３４）は３８ｍｍ且つその直径（３２）は３０ｍｍ、ダイの円柱部から開口部までの円錐形の中間部の長さ（３５）は２０ｍｍ、及びダイの全押出体積は２５０ｃｍ３であった。
【図２０】高吸収性粒子形成セルの断面図を示す。漏斗（３６）は吸収性コア（４０）が製造される成型セル（３７）の上部に配置される。成型セルの底部には２０−メッシュスクリーン（３８）が配置され、スクリーンはＤｏｕｎｏｒ（登録商標）２３ＧＳＭ（グラム パー スクエア メーター）プロピレンサーマルボンド不織フィルター（３９）の下部に配置され、細かいフラフ及び吸収性粒子を成型セル（３７）内に保持する。成型セルを通過する空気は減圧部に接続されたバキュームチャンバー（１１）に移送される。吸収性コアの形成を完了すると、成型セル（３７）はハンドル付きプレート（４１）によって移動される。
【図２１】不織エアレイド（４４）から作られるＣ−フォールドデザインの断面図を示す。高吸収性材（４５）は主セクション（４２）内部に配置され、二つの折り曲げ部分（４３）は曲げられ、互いに接着された。
【図２２】粒子サイズ分布の関数としてのグア−ホウ砂ナノコンポジット（３％ベントナイト）のＦＳＣ、ＣＲＣ挙動を示す。
【図２３】粒子サイズ分布の関数としてのもとのグア−ホウ砂（３％ベントナイト）のＦＳＣ、ＣＲＣ挙動を示す。
【図２４】グア−ホウ砂、３０％ベントナイト−グアホウ砂ナノコンポジット、及び４０％ベントナイト−グアホウ砂ナノコンポジットの吸収動力学を示す。
【図２５】オムツ模型におけるリウェット特性を測定するために用いられる“リウェットシリンダー”を示す。シリンダーの対向する末端（４６）はプレキシグラス（商標）で構成され、それらの中央部における直径が２．５ｃｍのオリフィスを有する。双方のオリフィスは内部シリンダー（４８）で接続され、外部シリンダーと内部シリンダーとの間に隙間（４９）を作る。ふたつのねじ（５２）によって支持されたおもり（５１）は、隙間内部に配置される。おもりによってシリンダーの全重量は３．８７ｋｇとなる。その後内部シリンダーは水（５３）で満たされる。
【符号の説明】
【０１７８】
１ フレキシブルホース
２ ミキシングチャンバー
３ 漏斗
４ ６ブレードプロペラ
５ 電気モーター
６ ４−メッシュスクリーン
７ 第２のミキシングチャンバー
８ 粒子形成セル
９ エアバキュームチャンバー
１１ 可視化窓
１３ ダイプレート
１４ ツインリードフィードスクリュピッチ
１５、２１ フライト幅
２０ シングルリードスクリュピッチ
２４ パドルブロックエレメント
３６ 漏斗
３７ 成型セル
３８ ２０−メッシュスクリーン
３９ プロピレンサーマルボンド不織フィルター
４０ 吸収性コア
４１ ハンドル付きプレート
４４ 不織エアレイド
４５ 高吸収性材
４６ シリンダーの対向する末端
４８ 内部シリンダー
４９ 隙間
５１ おもり
５２ ねじ
５３ 水
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規の多糖類層状珪酸塩吸収性または高吸収性材料、及びそれらを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高吸収性ポリマー等の吸収性材料は、例えば使い捨て衛生用品（例えば、オムツ、インコンチネンス製品、婦人衛生製品、エアレイド（ａｉｒｌａｉｄ）、吸収性ドレッシング材（ａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｄｒｅｓｓｉｎｇｓ））、家庭用品、シーリング材、土壌調整のための農業製品の保湿剤、石油掘削、防露被覆、農業／園芸における水分保持材料、吸い取り紙製品、ばんそうこう及び外科用パッド、ペット用シート、創傷被覆材、及び化学的な吸収剤等、多くの用途で使用することができる。さらに、吸収性材料は、生鮮食料品またはシーフードの輸送に関する用途、及び食料品の包装用途で使うことができる。
【０００３】
しかしながら、高吸収性材料の最も大きな用途は個人用の使い捨て衛生製品である。これらの製品には、使用される高吸収性材料の体積の順に、オムツ、トレーニングパンツ、アダルトインコンチネンス製品及び婦人衛生製品が含まれる。これらの中で、２００２年に販売された高吸収性材料の全ての量の８５％以上がオムツである（Ｏｈｍｕｒａ Ｋ．，Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，２００３，３４（５），ｐ．２４）。結果として、高吸収性材料の開発は尿を吸収する性質が最適である材料を作り出すことに重点が置かれてきた。
【０００４】
様々な使い捨て吸収製品において、吸収の対象である多くの流体の間の大きな違いは、どの衛生製品の製造者にとっても実際挑戦的なものである。
【０００５】
オムツの場合、吸収される流体は一般的に尿であり、そのほとんどは水分であり、塩分、及び尿素等の窒素を含む材料から構成される。婦人衛生製品の場合には、吸収される流体は一般的に月経分泌物であり、水分、粘液性流体、塩分、たんぱく質、フィブリノーゲン、血液及び細胞堆積物を含む複雑な流体である（Ｂｊｏｒｎｂｅｒｇ， Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｗｏｒｌｄ，２０００，９（２），ｐｐ５４−６２）。そのような複雑流体中では、細胞や凝固物質は高吸収性材料の構造的なネットワーク内部に拡散していくにはサイズが大きすぎる。その代わりとして、それらは高吸収材料を構成する粒子表面上部に吸収する。部分的に膨潤した高吸収性材料は高い浸透圧を有するので、細胞及び凝固物質は水分を失い、ほとんど高吸収性材料を囲むほとんど不浸透性の層を形成する。この本質的に不浸透性の層は高吸収性材料の効率を強く妨げると思われる。結果的に月経分泌物等の複雑な流体を吸収するのに使用される高吸収性材料の性質は、尿等の単純流体を吸収するのに使用されるものとは異なるべきである。
【０００６】
月経分泌物等の複雑流体を吸収することが可能な高吸収性材料の開発に関して様々な取り組みが明らかにされてきた。しかしながら、複雑流体を吸収するという特定の目的のために設計された高吸収性材料の性能を改良することは、しばしば単純流体を吸収する性能の減少によって相殺される。さらに、これらの特定の目的で設計された高吸収性材料は、本来尿等の単純流体を吸収するために開発された大量生産の高吸収性材料と比較して高価な場合がある。
【０００７】
化学的に処理され、複雑流体を吸収する性能が強化された高吸収性材料の使用は、以前から複数の文献に開示されてきた（Ｐｏｔｔｓら、米国特許６，３５０，７１１号明細書；Ｄｉ Ｌｕｃｃｉｏｎら、国際公開第０１／９１６８４号パンフレット）。ある程度有効であるとみなされると同時に、これらの材料はしばしば複雑な製造工程を必要とし、結果として得られる高吸収性材料のコストを一定に増加させる。
【０００８】
複雑流体を吸収する性能を有する高吸収性材料を設計するために用いられる多くの取り組みから、植物性ポリマー及び粘土または鉱物配合材料が特に有用であることがわかってきた。
【０００９】
石油系原料を再生可能な植物性材料で置き換えようとする世界的な要求がある。天然の、生分解性ガラス状アルファ化澱粉を液体の吸収剤として利用することが、Ｌｅ Ｇｒｏｕｐｅ Ｌｙｓａｃ（Ｈｕｐｐｅら カナダ特許第２，３０８，５３７号明細書）によって開示されている。
【００１０】
化工澱粉（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｓｔａｒｃｈ）は相乗的に多糖類、イオン性多糖類、ゲル化たんぱく質またはそれらの混合物を含むマンノースと相互作用可能である結果が得られている（Ｂｅｒｇｅｒｏｎ、カナダ特許第２，４２６，４７８号明細書）。これらの相乗的相互作用は吸収性材料を配合する際に特に有効であることがわかっている。これらの化工澱粉の吸収性の特徴は、グルコースの高分子量分岐ポリマーであるアミロペクチンによるものである。架橋またはネットワーク形成時にアミロペクチンは材料の吸収性を向上する（Ｌｅ Ｇｒｏｕｐｅ Ｌｙｓａｃ；Ｔｈｉｂｏｄｅａｕら、カナダ特許第２，４６２，０５３号明細書）。
【００１１】
Ｌｅ Ｇｒｏｕｐｅ Ｌｙｓａｃ（Ｃｏｕｔｕｒｅら，カナダ特許第２，３６２，００６号明細書）は以前ポリエチレングリコールで架橋された多糖類を特に有効な吸収剤であるとして開示した。吸収性が改善された他の変性多糖類は、Ｑｉｎら（米国特許第５，５５０，１８９号明細書；米国特許第５，４９８，７０５号明細書；及び米国特許第５，４７０，９６４号明細書）；Ｂｅｓｅｍｅｒら（国際公開第００３５５０４Ａ１号パンフレット；国際公開第０１３４６５６Ａ１号パンフレット；及び国際公開第９９２９３５２Ａ１号パンフレット）；Ｃｈｕｎｇ−Ｗａｉら（米国特許第５，９３２，０１７号明細書；米国特許第６，２３１，６７５号明細書；及び米国特許第６，４５１，１２１号明細書）；Ｓｈａｈら（米国特許第５，７１８，７７０号明細書）；Ｓｈｉら（米国特許第６，２７７，１８６号明細書）；同様にＢｅｅｎａｃｋｅｒｓ Ａ．Ａ．Ｃ．Ｍ．ら（Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ．Ｐｏｌｙｍ．，２００１，４５，２１９−２２６）に既に報告されている。
【００１２】
ホウ酸塩またはジルコニウムイオンと架橋したガラクトマンナンを吸収性多糖類として利用することは多くの特許で開示されている：米国特許第４，６２４，８６８号明細書；米国特許第４，３３３，４６１号明細書；特開２００２−２５３９６１号公報；特開２００２−０３５０３７号公報；特開２００１−２７８９９８号公報；特開２００２−０３７９２４号公報；特開２００２−０５３８５９号公報；特開２００１−１２０９９２号公報；特開２００２−０５３８５９号公報；特開２００１−２２６５２５号公報。しかしながら、これらの多糖類は離漿及びゲル流動の問題を有する。
【００１３】
Ｃｏｔｔｒｅｌｌら（米国特許第５，５３６，８２５号明細書及び米国特許第５，４８９，６７４号明細書）は吸収性多糖類として溶媒（メタノールまたはイソプロパノール）精製したガラクトマンナンを利用することを開示した。さらに、Ａｎｎｅｒｇｒｅｎら（国際公開第００２１５８１Ａ１号パンフレット）は、架橋性を有する多糖類をメタノールに浸漬することによって材料により高い吸収性が与えられることを開示した。しかしながら、アルコールを使用することで、環境に対するさらなる配慮が必要とされ、また製造コストが増大する。
【００１４】
パーソナルケア製品に多糖類ベースの吸収材料を利用することは知られているが、そのような用途では広く受け入れられているわけではない。その理由は、少なくとも部分的には、それらの吸収性が例えばポリアクリレート等の合成の吸収性材料と比べて一般的に劣ることにある。さらに、天然ベースの材料の多くは、特に外部から圧力を受けるときに吸収性が低い。天然ベース材料の多くが、液体で膨潤したとき柔らかくゼラチン状の塊を形成する傾向がある。吸収製品に使われるとき、そのような柔らかくゼラチン状の塊の存在は吸収性材料が含まれる繊維マトリックスを通じた液体（生理溶液または水溶液等）の通過を妨げる傾向がある。この現象はゲルブロッキングとして知られている。一度ゲルブロッキングが起こると、その後の液体は製品によって効果的に吸収されることができなくなり、製品は漏れを生じる傾向がある。
【００１５】
珪藻土のような粘土及び他の鉱物の組成物は環境調和材料であり、自然に豊富に存在し、実用的である。多くのタイプの粘土について液体吸収性が知られているが、水中におけるコロイド性、分散性により利用が制限される場合がある。ポリマー等の他の材料とともに粘土を使用することは既に開示されている。
【００１６】
Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒら（米国特許第３，９３５，３６３号明細書）は、水分吸収性が強化された粘土鉱物が、少量の無機塩溶液及び／またはポリアクリル酸等の水溶性ポリマー凝集剤（ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）を使って粒状の集合体に凝集され、乾燥されたときに得られうることを開示した。
【００１７】
さらに、粘土及びポリアクリレートの物理的ブレンドが、Ｓｈｉｎｊｉら（特開平１０−２４４２４９）、小林ら（米国特許第５，４８９，４６９号明細書）、ＭｃＫｉｎｌｅｙら（米国特許第４，５００，６７０号明細書）、Ｒｉｃｈｍａｎら（米国特許第４，４５４，０５５号明細書）、Ｓｕｎら（米国特許第６，１２４，３９１号明細書）、Ｒｏｅら（米国特許第５，４１９，９５６号明細書）、Ｓｃｏｎｅ（米国特許第６，１７５，０５５号明細書）において報告されてきた。
【００１８】
生理液の吸収を促進するために表面に粘土凝集体を有する高吸収材の物理的なブレンドはＨｅｒｆｅｒｔら（米国特許出願公開第２００４０１８００６Ａ１号明細書）及びＲｅｅｖｅｓら（米国特許第６，３８７，４９５号明細書及び米国特許第６，３７６，０１１号明細書）によって開示された。
【００１９】
ベントナイトクレイ（８５％以上）のブレンドであり、且つ水に対して膨潤性を有し水には不溶な有機ポリマー親水コロイドで、猫用シート用途において使用するため吸収性が改良されたものが、Ｗｏｏｄｒｕｍ（米国特許第４，９１４，０６６号明細書）によって開示されている。ホウ砂架橋ガラクトマンナン（ｂｏｒａｘ ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄｇａｌａｃｔｏｍａｎａｎｓ）及びベントナイトを含む猫用シートはＭａｒｓｈａｌ（米国特許出願第２００４００３５３６９号明細書）開示されている。
【００２０】
食品包装材の吸収性パッドにおいて使用される多孔質珪藻土（ｋｉｅｓｅｌｇｕｈｒ （ｄｉａｔｏｍａｃｅｏｕｓ ｅａｒｔｈ））及び有機ゲル形成剤（ＣＭＣ、澱粉、ブドウ糖、ゼラチン等）がＭａｒｘ（米国特許第４，６１５，９２３号明細書）によって開示されている。
【００２１】
カルボキシメチルセルロースナトリウム等のイオン性ポリマー、イオン性架橋剤及び粘土を含むドライブレンドがＢｒａｎｄｅｒ（米国特許第６，３７６，０３４号明細書及び米国特許第５，８２０，９５５号明細書）によって開示されている。これらのブレンドは特に食品放送用途において吸収性パッドとして開示されている。
【００２２】
多糖類−粘土の物理ブレンドは、それらの吸収性に関して相乗的効果を提供するが、変性多糖類または合成ポリマーに対する吸収能を持たない。
【００２３】
ナノコンポジットは材料の区分としては比較的新しいものである。“ナノコンポジット”という用語が示唆するように、ナノコンポジット材料を構成する成分はナノメートルサイズであり、１ナノメーターは１ミリメーターの１００万分の１である。ナノコンポジット材料は、多くの場合コンポジットを構成する材料を反映した性質を示す。ナノコンポジット材料は、驚くほど簡単で定コストの技術を用いて合成することができる。
【００２４】
粘土は層状珪酸塩（または層状シリケートとも呼ばれる）で構成される。これらの珪酸塩は、約１ナノメーター（ｎｍ）の厚みを有するが、一方で長さ及び幅は３００から５００ｎｍにわたる。層状珪酸塩のサイズ、組成、及び形状は、材料となる粘土に依存して変化すると考えられる。カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、またはカリウムイオン等のカチオンが層状珪酸塩の間に、“サンドイッチ型”の配列で配置される。水系の環境にさらすと、これらのカチオンは水和して、別個の層状珪酸塩の間の空間を増大させ、粘土を膨潤させる。
【００２５】
層状珪酸塩ナノコンポジットはポリマーネットワーク中にナノスケールで分散した層状珪酸塩を含む材料である。一般的な層状珪酸塩ナノコンポジットは、層剥離型ナノコンポジット、インターカレーション型ナノコンポジット、半層剥離型ナノコンポジットである。
【００２６】
層剥離型ナノコンポジットは、“層状珪酸塩分散系”とも呼ばれる。これらの層状珪酸塩ナノコンポジット内部では、層状珪酸塩は剥離され、ポリマーネットワークを通って均一に分散される。
【００２７】
インターカレーション型ナノコンポジットは、“サンドイッチナノコンポジット”とも呼ばれる。インターカレーション型ナノコンポジットは、繰り返し且つ交互の層状珪酸塩−ポリマー層から構成される。
【００２８】
半剥離型ナノコンポジットは部分的に剥離した粘土から構成される。これらの半剥離型ナノコンポジット内部では、粘土は剥離して、約４５から７０の層状珪酸塩ブロックを含むより小さなユニットとなる。Ｃｈｅｎｕらによって定義されたように、粘土は通常約８５から１４０の層状珪酸塩ブロックを有するユニットを含む（Ｃｏｍｐｔｅｓ Ｒｅｎｄｕｓ ｄｅｌ’Ａｃａｄｅｍｉｅ ｄｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，１９９０，Ｓｅｒｉｅ ２，３１０（７ ｓｅｒｉｅ ２），ＰＰ．９７５−９８０）。これらのより小さな層状珪酸塩ユニットはポリマーネットワークを通して均一に分散される。
【００２９】
ナノコンポジットは様々な方法によって調整することができる。最も一般的な方法は粘土層間の空間内部に位置するカチオンを、カチオン性界面活性剤（Ｃ８−Ｃ３０の脂肪族鎖を有するカチオン性分子）を用いてイオン交換する方法を含む。この方法は、最初にＯｋａｄａら（Ｍａｔ Ｒｅｓ． Ｓｏｃ． Ｐｒｏｃ． ，１９９０，１７１，４５−５０）によって、その後Ｐｉｎｎａｖａｉａらによって報告された（米国特許第６，２６１，６４０号明細書；米国特許第６，４１４，０６９号明細書、及び米国特許第６，２６１，６４０号明細書）。
【００３０】
粘土を構成する層状珪酸塩の層間の空間を増大する方法は、Ｂｅａｌｌら（米国特許第６，２２８，９０３号明細書及び米国特許第５，７６０，１２１号明細書）；Ｌａｎら（米国特許第６，３９９，６９０号明細書）；Ｑｉａｎら（米国特許第６，４０７，１５５号明細書）；Ｚｉｌｇら（米国特許第６，１９７，８４９号明細書），Ｒｏｓｓら（米国特許第６，５２１，６９０号明細書）；Ｂａｒｂｅｅら（米国特許出願第２００２０１６９２４６号明細書）；Ｉｓｈｉｄａ（米国特許第６，２７１，２９７号明細書）；Ｐｏｗｅｌｌら（米国特許第６，７３０，７１９号明細書）；Ｋｎｕｄｓｏｎら（米国特許出願第２００２０１６５３０５号明細書）；Ｌｏｒａｈら（米国特許出願第２００３００６０５５５号明細書）；Ｆｉｓｃｈｅｒら（米国特許第６，５７９，９２７号明細書）、Ｂａｇｒｏｄｉａら（米国特許第６，５８６，５００号明細書）によって開示されている。
【００３１】
ナノコンポジットは、例えばＴｏｒｋｅｌｓｏｎら（国際公開第２００４０４３６６３号パンフレット）；Ｌｅｅら（米国特許出願公開第２００３０１３４９４２号明細書）；Ｎｏｂｕｙｏｓｈｉ（特開平０２−２０３９３６），ＭｃＣｌｅｌｌａｎｄら（カナダ特許第２，３５２，５０２号明細書）によって開示されたように、押出、凍結乾燥、超音波処理等の物理化学的な方法を用いて調整される場合もある。
【００３２】
活性化４級アンモニウム−１８ベントナイト（ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｑｕａｒｔｅｒｎｉｕｍ−１８ ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ）のような有機親和性粘土を、便のたんぱく質分解酵素の吸収及び不活性化のために利用することは、Ｓｃｈｕｌｚ（米国特許第５，８６９，０３３号明細書）に開示されている。これらの有機親和性粘土はオムツかぶれを防ぐために使用された。
【００３３】
化粧品または薬剤用の組成物として使用されるハイブリッド有機−無機ゲルは、Ｌａｈａｎａｓら（米国特許第６，０４２，８３９号明細書）；Ｕｄａｇａｗａ（特開平０９−１８７４９３）；Ｃｏｌｌｉｎら（欧州特許出願公開第１３２７４３５号明細書）及びＣｈｅｖａｌｉｅｒら（欧州特許出願公開第１２０３７８９号明細書）によって開示されている。しかしながら、これらのゲルは衛生関連用途において使用する吸収材料としては報告されていない。
【００３４】
澱粉もまた、ナノコンポジット材料の成分としての使用が報告されている。ハイドロキシアパタイトによって補強された澱粉／エチレンビニルアルコールコポリマーコンポジットがＲｅｉｓら（Ｊ． Ａｄｖ． Ｐｏｌｙｍ． Ｔｅｃｈｎｏｌ．１９９７，１６，２６３）によって報告された。焼成カオリン／熱可塑性澱粉コンポジットがＤｅＣａｒｖａｌｈｏら（Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ．Ｐｏｌｙｍ．２００１，４５（２），１８９−１９４）によって開示されている。モンモリロナイト／熱可塑性澱粉のハイブリッドはＰａｒｋら（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００２，２８７（８），ｐｐ．５５３−５５８、Ｊ． ｏｆ Ｍａｔ Ｓｃｉ，２００３，３８（５），ｐｐ．９０９−９１５）及びＭｃＧｌａｓｈａｎら（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２００３，５（１１）， ＰＰ１７６７−１７７３）によって開示されている。しかしながら、これらのナノコンポジットを含む澱粉は吸収性を示すものとしては報告されていない。
【００３５】
ナノコンポジット材料にキトサンを使用することも報告されている。モンモリロナイトにインターカレートされたカチオン性キトサンが、Ｄａｒｄｅｒら（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００３，１５（２０），ＰＰ３７７４−３７８０）により開示されている。ブチルアクリレートグラフト化キトサン−モンモリロナイトナノコンポジットは、Ｌｉら（Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００４，６９（６）ＡＰＲ，ＰＰ４６７−４７１）によって開示されている。ナノコンポジット材料におけるキサンタン及びスクレログルカンの使用もまた開示されている。
【００３６】
エチレン不飽和モノマーから製造された高吸収性ナノコンポジットは、Ｅｉｊｉら（特開平０４−２９０５４７号公報）で報告されている。高い吸収及び保持性能を有しているが、それらは再生不可能であり、且つ一般的には生分解性ではなく低アレルギー誘発性でもない。ポリアクリルアミドナノコンポジットはＭ’Ｂｏｄｊ，Ｏ．ら（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｌｌｏｉｄ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｓｃｉｅｎｃｅ，２００４，２７３（２）（Ｍａｙ １５），ＰＰ６７５−６８４）によって報告されている。
【００３７】
澱粉―ポリアクリルアミドグラフト共重合体は、最高の吸収性を有する高吸収剤のうちの一つである（Ｒｉｃｃａｒｄｏ Ｐ． Ｏ．， Ｗａｔｅｒ−Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ： Ａ Ｐａｔｅｎｔ Ｓｕｒｖｅｙ． Ｊ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｃｉ．， Ｒｅｖ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ． Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．，１９９４，６０７−６６２（ｐ．６３４）及び他に引用されている参考文献）。しかしながら、高い製造コストと比較的低いゲル強度のために、澱粉―ポリアクリルアミドグラフト共重合体の用途は限られている。
【００３８】
吸収性を高めた、澱粉―ポリアクリルアミドグラフト共重合体／粘土高吸収性コンポジットの合成及び性質は、Ｊｉｈｕａｉ Ｗｕら（Ｍａｃｒｏｍｏｌ． Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎ．２０００，２１，（１５），ｐｐ１０３２−１０３４，Ｐｏｌｙｍｅｒ，２００３，４４（２１），ＰＰ６５１３−６５２０）で報告されている。しかしながら、これらのコンポジット材料は生分解性でもなく、低アレルギー誘発性でもない。
【００３９】
残念ながら、ほとんどの変性多糖類ベースの材料は多くの高吸収性の合成材料と比較し得るほどの吸収性を有しておらず、個人向け衛生製品における吸収材料としての使用が厳しく制限される。
【００４０】
個人向け衛生製品における使用に適した高吸収性の多糖類−粘土ナノコンポジット材料、また同様にこれらの高吸収性ナノコンポジット材料を製造する方法の必要性は依然として存在する。
【００４１】
本発明はこれらの、及び他の要求を満たすことを目的としている。
【００４２】
本発明は多くの文献を参照しているが、この内容は、参考として全てここに組み込まれている。
【特許文献１】米国特許６，３５０，７１１号明細書
【特許文献２】国際公開第０１／９１６８４号パンフレット
【特許文献３】カナダ特許第２，３０８，５３７号明細書
【特許文献４】カナダ特許第２，４６２，０５３号明細書
【特許文献５】カナダ特許第２，３６２，００６号明細書
【特許文献６】米国特許第５，５５０，１８９号明細書
【特許文献７】米国特許第５，４９８，７０５号明細書
【特許文献８】米国特許第５，４７０，９６４号明細書
【特許文献９】国際公開第００３５５０４Ａ１号パンフレット
【特許文献１０】国際公開第０１３４６５６Ａ１号パンフレット
【特許文献１１】国際公開第９９２９３５２Ａ１号パンフレット
【特許文献１２】米国特許第５，９３２，０１７号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，２３１，６７５号明細書
【特許文献１４】米国特許第６，４５１，１２１号明細書
【特許文献１５】米国特許第５，７１８，７７０号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，２７７，１８６号明細書
【特許文献１７】米国特許第４，６２４，８６８号明細書
【特許文献１８】米国特許第４，３３３，４６１号明細書
【特許文献１９】特開２００２−２５３９６１号公報
【特許文献２０】特開２００２−０３５０３７号公報
【特許文献２１】特開２００１−２７８９９８号公報
【特許文献２２】特開２００２−０３７９２４号公報
【特許文献２３】特開２００２−０５３８５９号公報
【特許文献２４】特開２００１−１２０９９２号公報
【特許文献２５】特開２００２−０５３８５９号公報
【特許文献２６】特開２００１−２２６５２５号公報
【特許文献２７】米国特許第５，５３６，８２５号明細書
【特許文献２８】米国特許第５，４８９，６７４号明細書
【特許文献２９】国際公開第００２１５８１Ａ１号パンフレット
【特許文献３０】米国特許第３，９３５，３６３号明細書
【特許文献３１】特開平１０−２４４２４９号公報
【特許文献３２】米国特許第５，４８９，４６９号明細書
【特許文献３３】米国特許第４，５００，６７０号明細書
【特許文献３４】米国特許第４，４５４，０５５号明細書
【特許文献３５】米国特許第６，１２４，３９１号明細書
【特許文献３６】米国特許第５，４１９，９５６号明細書
【特許文献３７】米国特許第６，１７５，０５５号明細書
【特許文献３８】米国特許第４，９１４，０６６号明細書
【特許文献３９】米国特許出願第２００４００３５３６９号明細書
【特許文献４０】米国特許第４，６１５，９２３号明細書
【特許文献４１】米国特許第６，３７６，０３４号明細書
【特許文献４２】米国特許第５，８２０，９５５号明細書
【特許文献４３】米国特許第６，２６１，６４０号明細書
【特許文献４４】米国特許第６，４１４，０６９号明細書
【特許文献４５】米国特許第６，２６１，６４０号明細書
【特許文献４６】米国特許第６，２２８，９０３号明細書
【特許文献４７】米国特許第５，７６０，１２１号明細書
【特許文献４８】米国特許第６，３９９，６９０号明細書
【特許文献４９】米国特許第６，４０７，１５５号明細書
【特許文献５０】米国特許第６，１９７，８４９号明細書
【特許文献５１】米国特許第６，５２１，６９０号明細書
【特許文献５２】米国特許出願第２００２０１６９２４６号明細書
【特許文献５３】米国特許第６，２７１，２９７号明細書
【特許文献５４】米国特許第６，７３０，７１９号明細書
【特許文献５５】米国特許出願第２００２０１６５３０５号明細書
【特許文献５６】米国特許出願第２００３００６０５５５号明細書
【特許文献５７】米国特許第６，５７９，９２７号明細書
【特許文献５８】米国特許第６，５８６，５００号明細書
【特許文献５９】国際公開第２００４０４３６６３号パンフレット
【特許文献６０】米国特許出願公開第２００３０１３４９４２号明細書
【特許文献６１】特開平０２−２０３９３６号公報
【特許文献６２】カナダ特許第２，３５２，５０２号明細書
【特許文献６３】米国特許第５，８６９，０３３号明細書
【特許文献６４】米国特許第６，０４２，８３９号明細書
【特許文献６５】特開平０９−１８７４９３号公報
【特許文献６６】欧州特許出願公開第１３２７４３５号明細書
【特許文献６７】欧州特許出願公開第１２０３７８９号明細書
【特許文献６８】特開平０４−２９０５４７号公報
【特許文献６９】カナダ特許第２，３０８，５３７号明細書
【特許文献７０】米国特許第４，６２４，８６８号明細書
【非特許文献１】Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｗｏｒｌｄ，２０００，９（２），ｐｐ５４−６２
【非特許文献２】Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，２００３，３４（５），ｐ．２４
【非特許文献３】Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ．Ｐｏｌｙｍ．，２００１，４５，２１９−２２６
【非特許文献４】Ｃｏｍｐｔｅｓ Ｒｅｎｄｕｓ ｄｅｌ’Ａｃａｄｅｍｉｅ ｄｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，１９９０，Ｓｅｒｉｅ ２，３１０（７ ｓｅｒｉｅ ２），ＰＰ．９７５−９８０
【非特許文献５】Ｍａｔ Ｒｅｓ． Ｓｏｃ． Ｐｒｏｃ． ，１９９０，１７１，４５−５０
【非特許文献６】Ｊ． Ａｄｖ． Ｐｏｌｙｍ． Ｔｅｃｈｎｏｌ．１９９７，１６，２６３）
【非特許文献７】Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ．Ｐｏｌｙｍ．２００１，４５（２），１８９−１９４
【非特許文献８】Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００２，２８７（８），ｐｐ．５５３−５５８
【非特許文献９】Ｊ． ｏｆ Ｍａｔ Ｓｃｉ，２００３，３８（５），ｐｐ．９０９−９１５
【非特許文献１０】Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２００３，５（１１）， ＰＰ１７６７−１７７３
【非特許文献１１】Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００３，１５（２０），ＰＰ３７７４−３７８０
【非特許文献１２】Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００４，６９（６）ＡＰＲ，ＰＰ４６７−４７１
【非特許文献１３】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｌｌｏｉｄ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｓｃｉｅｎｃｅ，２００４，２７３（２）（Ｍａｙ １５），ＰＰ６７５−６８４
【非特許文献１４】Ｍａｃｒｏｍｏｌ． Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎ．２０００，２１，（１５），ｐｐ１０３２−１０３４
【非特許文献１５】Ｐｏｌｙｍｅｒ，２００３，４４（２１），ＰＰ６５１３−６５２０
【非特許文献１６】Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ： Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ， Ｘａｎｔｈｏｓ Ｍ． Ｅｄ． ， Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， １９９２
【非特許文献１７】Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，１９８８，２１，１１２１−１１２５
【非特許文献１８】Ｊ． ｏｆ Ｐｏｌｙｍ． Ｓｃｉ．， ｐａｒｔ． Ｂ，１９９６，３４，ｐｐ．１４７７−１４８８
【非特許文献１９】Ｍｏｄｅｒｎ Ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ ＰｏｌｙｍｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｂｕｃｈｈｏｌｚ Ｆ． Ｌ．、 Ｇｒａｈａｍ Ａ． Ｔ． Ｅｄｓ．， Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， １９９８， ｓｅｃｔｉｏｎ ４．６． １． Ｓｗｅｌｌｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ： Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ， ｐ． １４７）
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００４３】
本発明は新規の吸収性または高吸収性材料に関する。より詳細には、本発明は多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料に関する。さらに詳細には、本発明は生分解性を有する吸収性または高吸収性多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料に関する。生分解性を有する吸収性または高吸収性多糖類は、ガラス状パターン内部で自己絡み合いしてもよく、及び／または架橋していてもよい。さらに、本発明の高吸収性ナノコンポジット材料は、好ましくは無水の、固体材料であり、液体に対する膨潤性が良好である。
【発明の効果】
【００４４】
好ましい実施形態としては、本発明は変性ガラクトマンナンまたは澱粉を含む新規の吸収性または高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料に関する。
【００４５】
本発明は、例えば、オムツ、インコンチネンス製品、婦人衛生製品、エアレイド、及び吸収性ドレッシング材等の使い捨て衛生製品における、多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料の利用にも関する。さらに、本発明は多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料の、家庭用品、シーリング材、土壌調整のための農業製品の保湿剤、採掘、石油掘削、防露被覆、農業／園芸／林業における水分保持材料、吸い取り紙製品、ばんそうこう及び外科用パッド、化学物質流出時の吸収材、化粧品及び薬剤のためのポリマーゲル、人工雪、消防技術における利用にも関する。さらに、本発明は食品包装用途に加えて生鮮食料品またはシーフードの輸送に関する用途における多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料の利用に関する。
【００４６】
さらに好ましい実施形態としては、本発明は、これらの例で制限されるわけではないが、例えば水、水溶液、生理液及び塩水を含む液体を吸収するための、多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料の利用にも関する。
【００４７】
本発明は多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料及び共吸収（ｃｏ−ａｂｓｏｒｂｅｎｔ）材料を含む組成物にも関する。
【００４８】
結果的に、本発明は多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料の調整方法に関する。
【００４９】
さらに好ましい実施形態としては、本発明は生分解性を有する吸収性または高吸収性の多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料の調整方法にも関する。
【００５０】
さらにこの後の詳細な記述から、目的および適用範囲は明確になるであろう。しかしながら、本発明の精神や目的を逸脱しない範囲における様々な変化や変更は当業者にとっては自明なものであり、この詳細な記述は発明の好ましい実施形態を示すと同時に説明を目的として与えられるものであると理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
発明の詳細な記述
本発明の記述は多くの通常使用される化学用語に関する。しかし、明瞭性及び整合性のためにいくつかの用語を定義する。
【００５２】
ここで使用される、“フリースウェルキャパシティ（Ｆｒｅｅ Ｓｗｅｌｌ Ｃａｐａｃｉｔｙ）”（ＦＳＣ）、または“全吸収量”という用語は、組成物１グラムあたりに吸収される流体の量（ｇ）を示す。典型的な流体は血液、合成血液及び塩水（０．９％ 重量／重量 ＮａＣｌ溶液、これ以降０．９％ＮａＣｌ溶液または塩水とよぶ）である。
【００５３】
ここで使用される、“遠心分離機保持容量（Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ）”（ＣＲＣ）または“保持率”という用語は、組成物に２５０Ｇの遠心力を加えた後に、組成物１グラムあたりに保持される流体の量（ｇ）を示す。典型的な流体は血液、合成血液及び塩水（０．９％ 重量／重量 ＮａＣｌ溶液、これ以降０．９％ＮａＣｌ溶液または塩水とよぶ）である。
【００５４】
ここで使用される、０．３ＰＳＩ、０．７ＰＳＩまたは０．９ＰＳＩにおける“荷重下での吸収（Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ Ｌｏａｄ）”（ＡＵＬ）、または“圧力に対する吸収”という用語は、組成物１グラムあたりに吸収される流体の量（ｇ）を示す。典型的な流体は血液、合成血液及び塩水（０．９％ 重量／重量 ＮａＣｌ溶液、これ以降０．９％ＮａＣｌ溶液または塩水とよぶ）である。
【００５５】
ここで使用される、“リウェット（ｒｅｗｅｔ）”または“ウェットバック（ｗｅｔ−ｂａｃｋ）”という用語は、オムツ、生理用ナプキン、エアレイド、吸収性コア（ａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｃｏｒｅ）またはインコンチネンス衣料品の物理的特性を示し、適用された圧力（０．７ＰＳＩ）下でこれらの吸収性製品の性能を測るものである。
【００５６】
ここで使用される“着色面積（ｓｔａｉｎ ａｒｅａ）”または“拡散”という用語は、オムツ、生理用ナプキン、エアレイド、Ｃ−フォールド（Ｃ−ＦＯＬＤ）、吸収性コアまたはインコンチネンス衣料品の物理的特性を示し、与えられた液体の量に対する、生じた着色面積（ｃｍ２）を測るものである。
【００５７】
ここで使用される“浸透時間（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）”という用語は、オムツ、生理用ナプキン、エアレイド、吸収性コアまたはインコンチネンス衣料品の物理的特性を示し、吸収性製品が与えられた量の液体を吸収するのにかかった時間を測るものである。
【００５８】
ここで使用される“ナノコンポジット”という用語は、ポリマーネットワーク中にナノスケールで分散した層状珪酸塩を含む材料を示す。一般的な層状珪酸塩ナノコンポジットは剥離型ナノコンポジット、インターカレーション型ナノコンポジット、半剥離型ナノコンポジットである。
【００５９】
ここで使用される“層状珪酸塩”または“層状シリケート”という用語は、約１ｎｍの厚みを有し、同時に長さ及び幅が３００から５００ｎｍであるアルミノシリケートを示す。層状珪酸塩は粘土の主な成分である。層状珪酸塩のサイズ、組成及び形状は原料となる粘土に依存して変わり得る。層状珪酸塩は一般的に分子式Ａｌ２０３・４Ｓｉ０２・Ｈ２０である。
【００６０】
ここで使用される“インターカレートナノコンポジット”または“サンドイッチナノコンポジット”という用語は、繰り返し且つ交互の層状珪酸塩−ポリマー層から構成されるナノコンポジットを示す。これらのインターカレートナノコンポジット内部では、層状珪酸塩の層間の空間はポリマーを挿入するために増大される。
【００６１】
ここで使用される“剥離型ナノコンポジット”または“層状珪酸塩分散系”という用語は、ポリマーネットワークを通して分散された、剥離した層状珪酸塩を含むナノコンポジットを示す。
【００６２】
ここで使用される“半剥離型ナノコンポジット”という用語は、部分的に剥離した粘土を含むナノコンポジットを示す。これらの半剥離したナノコンポジット内部では、粘土は剥離して約４５〜７０の層状珪酸塩ブロックを含む相対的に小さなユニットとなっている。Ｃｈｅｎｕら（Ｃｏｍｐｔｅｓ Ｒｅｎｄｕｓ ｄｅｌ’Ａｃａｄｅｍｉｅ ｄｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｕｒｉｅ ２，１９９０，３１０（７ ｓｅｒｉｅ ２），ＰＰ．９７５−９８０）が定義したように、粘土は通常約８５から１４０の層状珪酸塩ブロックを有するユニットを含む。これらの半剥離型ナノコンポジット内部では、相対的に小さな層状珪酸塩ユニットがポリマー全体にわたって均一に分散している。
【００６３】
ここで使用される“多糖類”という用語は、主に（少なくとも９０％）単糖類の繰り返しユニット及び／または単糖類の誘導体の繰り返しユニットからなる主鎖を含むポリマーを示す。これによって制限するものではないが、例としては澱粉、化工澱粉、アミロペクチン、変性アミロペクチン、アミロース、変性アミロース、キトサン、キチン、グアガム、変性グアガム、ローカストビーンガム、タラガム、コンニャクガム（ｋｏｎｊａｃ ｇｕｍ）、コンニャク粉末（ｋｏｎｊａｃ ｆｌｏｕｒ）、フェヌグリークガム、メスキートガム、アロエマンナン、セルロース、変性セルロース（代表例はカルボキシアルキル化セルロース（ｃａｒｂｏｘｙａｌｋｙｌａｔｅｄ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）及びカルボキシメチルセルロース）、酸化型多糖類（ｏｘｉｄｉｚｅｄ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ）、硫酸化多糖類、カチオン性多糖類、ペクチン、アラビアガム、カラヤガム、キサンタン、κ（ｋａｐｐａ）、ι（ｉｏｔａ）、λ（ｌａｍｂｄａ）カラギナン、寒天、アルギン酸塩（ａｌｇｉｎａｔｅｓ）を含む。これによって制限するものではないが、例としてはグアガム、タラガム、ローカストビーンガム、コンニャク、メスキートガム、及びフェヌグリーク抽出物を含むマンノースを主材料とした（ｍａｎｎｏｓｅ−ｂａｓｅｄ）多糖類が挙げられる。
【００６４】
ここで使用される“単糖類ユニット”という用語は、環状のＣ５−Ｃ６アルドースまたはケトースを示す。これによって制限するものではないが、Ｃ５−Ｃ６アルドースの例としてはアロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロース、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース、が挙げられる。これによって制限するものではないが、Ｃ５−Ｃ６ケトースの例としては、リブロース、キシルロース、フルクトース、ソルボース、タガトースが挙げられる。
【００６５】
ここで使用される“単糖類誘導体”という用語は、化学的にまたは酵素によって変性された単糖類ユニットを示す。
【００６６】
ここで使用される“生分解性”という用語は、ＯＥＣＤ試験法３０２Ｂに従って、５６日以内に少なくとも５０％に分解される全ての物質を示す。詳細には、これによって制限するものではないが、生分解性物質の例としては多糖類が挙げられる。
【００６７】
ここで使用される“エアレイド”という用語は、吸収性コアのタイプを示し、通常生理用ナプキン及び赤ちゃんのオムツ内部にある。エアレイドはセルロース“フラフ”繊維を用いて作られる。しかしながら、吸収性または高吸収性材料及び／またはバイコンポーネントファイバを用いて製造されてもよい。エアレイドは一般的に真空スクリーン上に強制的に堆積させた粒子及び繊維のエアサスペンションを用いて作成される。結果として得られる堆積物は圧縮され、エアレイドとなる。
【００６８】
ここで使用される“Ｃ−フォールド”という用語は吸収性コアのタイプを示し、通常生理用ナプキン内部にあり、エアレイドを用いて製造される（図２１参照）。“Ｃ−フォールド”の内部空間は通常高吸収性材料を含む。
【００６９】
ここで使用される“もとの（ｐｒｉｓｔｉｎｅ）”という用語は、層状珪酸塩分散系を全く含まない（すなわち、ナノコンポジットではない）多糖類を示す。
【００７０】
ここで使用される“滞留時間”という用語は、材料がフィード口からダイへと押出機を通過するのに要する時間を示す。滞留時間は一般的に着色剤を含む少量の材料をフィード口内へと加えることによって測定される。滞留時間は、着色剤を含む材料がバレルに入ったときを開始とし、ダイ出口で観察されたときを終了とする。
【００７１】
ここで使用される“押出物の温度”という用語は、携帯用熱電対をダイ開口部のひとつに差し込んで測定された、ダイ出口における材料の温度を示す。
【００７２】
ここで使用される“イオン性多糖類”という用語は、アニオン性及びカチオン性多糖類の双方を示す。
【００７３】
ここで使用される“繊維”という用語は、天然及び合成繊維の双方を示す。
【００７４】
Ｔ：押出物温度（℃）； Ω：スクリュー回転速度、ＲＰＭ（１分あたりの回転数）； Ｑ：押出機処理量または吐出量（Ｋｇ／ｈ）； Ｑｄｉｅ：ダイ押出処理量（Ｋｇ／ｈ）； Ｔｂｘ：バレル部分Ｘの温度（℃）（図１５）； Ｔｄ：ダイ温度（℃）（図１５）； ＨＰ：押出機のモーター出力（馬力）； Ｄｂ：押出機バレル直径（ｍｍ）（図１５）
ＡＦＭ： 分子間力顕微鏡
ＳＥＭ： 走査型電子顕微鏡
【００７５】
広い意味では、本発明は新規の吸収性または高吸収性材料に関する。より詳細には、本発明は多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料に関する。さらに詳細には、本発明は生分解性の多糖類及び層状珪酸塩を含む高吸収性ナノコンポジット材料に関する。生分解性の吸収性または高吸収性多糖類はガラス状パターン内部で自己絡み合いした形態であってもよいし、架橋していてもよい。
【００７６】
本発明の高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料は、異なる高分子の型を有する。これらのナノコンポジット材料内部で、層状珪酸塩は剥離して、及び／または半剥離した状態で、多糖類ネットワークの領域にわたって分散される。驚いたことに、これらの剥離の状態は混錬（剪断力）と、ナノコンポジット材料を調整する際のプロセス条件との双方に影響されることがわかった。
【００７７】
好ましい多糖類はグア及び澱粉である。層状珪酸塩の存在下で架橋される場合にはグアは特に好ましく、層状珪酸塩の存在下で自己絡み合いを生じる（ガラス状多糖類を形成する）場合には澱粉が特に好ましい。
【００７８】
生分解性多糖類−層状珪酸塩高吸収ナノコンポジットは材料の新しい区分けである。層状珪酸塩は粘土の主な構成物であり、環境親和性であり天然に豊富に存在する材料である。驚くことに、高吸収性を有する多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料は、多糖類の性質である生分解性及び高吸収性と、粘土の性質である強度及び安定性を兼ね備えるよう調整可能であることが見出された。
【００７９】
押出法によるナノコンポジット（例１及び例２）はＸ線回折によって解析された（各々図７及び図８）。どちらのスペクトルにおいても４°シータにブロードなショルダーが観測される。純粋なガラス状澱粉（図９、比較例Ｉ）及び純粋なベントナイト（図１０）はそのようなブロードなショルダーは示さない。このブロードなショルダーは、剥離した形態によって特徴づけられる押出法によるナノコンポジットが約２０−２５Åの層間の空間を有することを示している。剥離した形態の存在は、走査型電子顕微鏡“ＳＥＭ”によって確認することができる（図３及び４）。図３から、無秩序な、しかしガラス状の表面（小さな亀裂によって分断された平坦な表面）が認められる。図４からは、より平滑な、ガラス状澱粉の表面が確認される。
【００８０】
溶液で作られたナノコンポジットは異なる高分子のパターンを有する。溶液ベースのナノコンポジット（例７）もＸ線回折によって解析された（図１１）。しかしながら、３−４°のあたりにはショルダリングの効果が認められなかった。さらに、純粋なグアホウ砂（ｇｕａｒ ｂｏｒａｘ）（図１３、比較例ＩＩ）及び純粋なベントナイト（図１２）もショルダリングを示さない。ショルダリングの効果が全くみられないということは、溶液ベースのナノコンポジット中では層状珪酸塩間の空間が変化していないことを示している。
【００８１】
溶液で作られたナノコンポジットは、さらに分子間力顕微鏡“ＡＦＭ”によって解析され、半剥離した形態の形成を示した。半剥離した形態の存在を示す多くの層状珪酸塩ブロック（ＰＨＢ）は、２０％カルシウムベントナイト／グア−ホウ砂ナノコンポジットの分子間力顕微鏡像で確認することができる（図５）。層状珪酸塩ブロックは一般的に５０ｎｍの厚みを有する。しかしながら、図６から確認できるように、グア−ホウ砂は材料中の長く曲線的な亀裂によってのみ分断された平滑な表面を含んでいる。半剥離した形態の存在は、走査型電子顕微鏡“ＳＥＭ”によっても確認された（図１及び例７）。多くの小さな粒子が埋め込まれた無秩序な表面が２０％ベントナイト／グア−ホウ砂ナノコンポジットに関して確認される（図１）。組織化された、小さなしわによってのみ分断された比較的平滑な表面が、もとの（ｐｒｉｓｔｉｎｅ）グア−ホウ砂に関して確認される（図６、比較例ＩＩ）。
【００８２】
粒子サイズが約８８μｍから約５９０μｍの範囲である多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは、流体を吸収するのに特に有効であることがわかった（例４０及び４１）。さらに、もとの多糖類と比較して、これらのナノコンポジットは広い範囲の粒子サイズにわたって安定的な性能を示す。
【００８３】
さらに、もとの多糖類と比較して、本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットはゲル流動または離漿を示さない（図２４）。図２４で観察されるように、３０分間浸漬することによって、多糖類と、ナノコンポジット材料との双方でＦＳＣ値が最大に達した。ＦＳＣの最大値はナノコンポジット材料において維持され、このことはゲル流動や離漿が起こっていないことを示す。しかしながら、多糖類（グア−ホウ砂）の場合、ゲル流動及び離漿の存在を示すＦＳＣ値の降下が観察される可能性がある。
【００８４】
本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは、単純流体及び複雑流体のどちらについても、それらを吸収するのに使われてよい（すなわち、水、水溶液、生理溶液、塩水、血液、合成血液、血清、月経分泌液）。実は驚くべきことに、本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは、もとの多糖類（層状珪酸塩なしの多糖類）と比較してウシの血液の吸収性能が高いことがわかった。これは、吸収材が生理液のみではなく血液、合成血液、血清、月経分泌物を吸収しなくてはならない婦人衛生製品及び創傷ドレッシング材を考えると、重要な示唆である。本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットが複雑流体を吸収する性能を向上させたとしても、単純流体を吸収する性能において有効であり続けることを指摘しておくのは重要なことである。これら吸収特性の改良に関しては、例３−６及び４２−４５で説明されている。２０％ベントナイト／グア−ホウ砂ナノコンポジットは、もとの多糖類と比較して、血液または合成血液におけるＦＳＣ及びＣＲＣの値が高い場合が多かった。さらに例７の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは、多くのエアレイド及びＣ−フォールドにおいて浸透時間を短くし、同時に着色面積（血液または合成血液）を減少することを示した。吸収時間が減少することにより生理用ナプキンの流体流動速度を早くすることができ、一方で着色領域が小さいことにより衛生製品からの漏れを防ぐことができる。
【００８５】
驚くことに、粘土及びもとの多糖類の吸収性能と比較して、本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットには相乗効果がみられる。相乗効果は、ナノコンポジット材料の吸収性能が予想される理論値を超える場合に認められる。下記の式１で説明されるように、理論値はナノコンポジット（すなわち多糖類及び粘土）の各成分について、各々の寄与の和によって得られる。
【００８６】
［式１］
Ｓｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ＞ （Ｓｃｌａｙ Ｘ Ｃｃｌａｙ） ＋ （Ｓｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ Ｘ Ｃｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ）
【００８７】
式１においてＳｃｌａｙ、Ｓｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ、Ｓｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅは各々原料となる粘土、もとの多糖類、ナノコンポジットの吸収性能であり、Ｃｃｌａｙ及びＣｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅはナノコンポジット材料を構成する成分の重量分率である。
【００８８】
観察された相乗効果は特に剥離型ナノコンポジットで特に顕著なものである。観察された相乗効果は半剥離型ナノコンポジットでは満足できるものである。この相乗効果は単純流体及び複雑流体（血液、月経分泌物または血清）の両方で観察される。
【００８９】
製造コストが低いことは、本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットのさらなる強みである。粘土は低価格で容易に入手可能な材料である。
【００９０】
本発明の高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは、例えば赤ちゃんのオムツ、インコンチネンス製品、生理用ナプキン、及びそれに類似する製品等、吸収剤としての個人向け衛生製品に包含されてもよい。または、例えば吸収性コア、エアレイドまたは発泡構造物等のような吸収材として使用されてもよい。
【００９１】
本発明の高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは、その他にも、例えば食料品パッド、土壌中に水分を保持するため及び植物や樹木の根に水分を与えるための農業及び林業用途、消防技術、ばんそうこう及び外科用パッド、水溶性化学物質流出物を含む酸性または塩基性溶液流出物の清掃、化粧品及び薬品における徐放性ポリマーゲル（ドラッグデリバリーシステムとしても知られている）、人口雪等の他のいくつかの用途において使われてもよい。
【００９２】
本発明の高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは、高吸収性の組成物を与えるために、他の共吸収剤と混合されてもよい。好ましい実施形態において、高吸収性組成物は約１〜約９９％（ｗ／ｗ）のナノコンポジット材料と、約９９〜約１％（ｗ／ｗ）の共吸収剤を含む。これに制限されるものではないが、共吸収剤の例としては、高吸収性合成ポリマー、マンノースを主材料とした多糖類、イオン性多糖類、繊維およびそれらの混合物が挙げられる。
【００９３】
より好ましい実施形態では、高吸収性組成物は多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットをイオン性の多糖類（カチオン性またはアニオン性多糖類、またはそれらの混合物）と混合することによって調整される。さらに好ましい実施形態では、高吸収性組成物は多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットを一つ以上のアニオン性多糖類と混合することによって調整される。これによって制限されるものではないが、アニオン性多糖類の例としては、カルボキシアルキル多糖類、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチル澱粉、酸化型多糖類、キサンタン、カラギナン、ペクチン及びそれらの混合物が挙げられる。これによって制限されるものではないが、繊維の例としては、セルロース、ビスコース、レーヨン、セルロースアセテート、ナイロン（商標）、ポリアルキレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、バイコンポーネントファイバ、ポリエステル、ポリ乳酸、ポリプロパンジオール、リヨセル（商標）、ミズゴケ、及びそれらの混合物が挙げられる。これによって制限されるものではないが、マンノースを主材料とする多糖類の例としては、グア、タラ、ローカストビーン、コンニャク、フェヌグリーク抽出物、メスキート抽出物及びアロエマンナンが挙げられる。
【００９４】
高吸収性組成物に包含された高吸収性合成ポリマーは、一般的に重合から得られ、好ましくはモノマーをラジカル重合、またはラジカルグラフト重合することによって得られ、これによって制限されるものではないがモノマーの例としては、アクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、アクリル酸無水物、メタクリル酸、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステル、メタクリル酸無水物、無水マレイン酸、マレイン酸塩、マレイン酸エステル、アクリルアミド、アクリロニトリル、ビニルアルコール、ビニルピロリドン、ビニルアセテート、ビニルグアニジン、アスパラギン酸、アスパラギン酸塩、及びそれらの混合物が挙げられる。
【００９５】
本発明の高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジットは以下に示す簡単な手順に従って調整することが可能である。ひとつの実施形態においては、水溶性多糖類の水溶液または懸濁液は、水に分散させた粘土と均一になるまで混合される。粘土はまず膨潤し、剪断条件下で剥離する。このように、水溶性多糖類の溶液または懸濁液を加える前に粘土を膨潤させることは重要である。
【００９６】
剪断速度はナノコンポジット材料の高分子パターンに大きく影響する。例えばマグネチックスターラー等で得られるような低剪断速度においては、結果的に半剥離した形態が形成される。しかし、例えば押出成形または高剪断ミキサー等で得られるような高剪断速度においては、より剥離した形態が形成される。より剥離した形態は本発明のナノコンポジット材料において好ましいものである。
【００９７】
押出機は、例えば重合、ポリマー変性、またはポリマーブレンドを相溶させる等の工程において連続リアクターとして普及している。押出機は、Ｈｕｐｐｅら（カナダ特許第２，３０８，５３７号明細書）に開示されるように、ガラス状吸収性澱粉の調整に使用された。反応押出の場合、重合、グラフト化、コポリマー形成、分子ネットワーク形成、架橋、官能化、コントロールされた分解等（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ： Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ， Ｘａｎｔｈｏｓ Ｍ． Ｅｄ． ， Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， １９９２）、いくつかの有機反応が押出機中で行われうる。
【００９８】
層状珪酸塩ガラス状澱粉ナノコンポジットは、膨潤し且つ水和した粘土を単純に澱粉ペーストに加え、混合し、粘土−澱粉混合物を押出成形することによって作られることがわかった。押出後、粘土−澱粉混合物は乾燥され、粉砕される。これらの層状珪酸塩ガラス状澱粉ナノコンポジットは、層状珪酸塩含量が高い（２５％）けれども、もとのガラス状澱粉と比較してより良好な吸収性能を示す。
【００９９】
ガラス状澱粉は自己絡み合い状態の多糖類の分子鎖、例えばアミロペクチン、及び／またはアミロースの分子鎖、のアモルファスネットワークからなる。この分子ネットワーク内部のノードは単純に水素結合で形成される。アミロペクチンの含量が９０％を超えるナノコンポジット吸収性材料は、多糖類成分と層状珪酸塩成分との間で相乗効果を示さない。
【０１００】
前述のように、多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット吸収性材料は溶液法を用いて（すなわち、多糖類の水溶液または水性懸濁液を用いて）調整されてもよい。これによって制限されるものではないが水溶性多糖類の例としては、澱粉、化工澱粉、アミロペクチン、変性アミロペクチン、アミロース、変性アミロース、キトサン、キチン、グアガム、変性グアガム、ローカストビーンガム、タラガム、コンニャクガム、コンニャク粉末、フェヌグリークガム、メスキートガム、アロエマンナン、セルロース、変性セルロース（カルボキシアルキル化セルロース、カルボキシメチルセルロース）、酸化型多糖類、硫酸化多糖類、カチオン性多糖類、ペクチン、アラビアガム、カラヤガム、キサンタン、κ（ｋａｐｐａ）、ι（ｉｏｔａ）、またはλ（ｌａｍｂｄａ）カラギナン、寒天、アルギン酸塩が挙げられる。特に好ましい水溶性多糖類はガラクトマンナンガムを含む。ガラクトマンナンは天然に生じる中性の多糖類であり、様々な置換の程度（ｄｅｇｒｅｅｓ ｏｆ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ，ＤＳ）を有するポリβ−（１−４）−マンノース主鎖からなり、単一のＤ−ガラクトピラノシル残基がα−（１−６）結合を通して結合されている。
【０１０１】
グアガムはグア植物の粉砕された胚乳から取り出されたものであり、パキスタン及びインドの半乾燥地帯に広く生育する。以下の化学式１に示されるように、グアガムの構造は１．６：１の置換比でランダムにガラクトースを含む。この比は、作物によって、または亜種によって変動を受ける（Ｊａｓｉｎｓｋｉｅｔ ａｌ． Ｊ． ｏｆ Ｐｏｌｙｍ． Ｓｃｉ．， ｐａｒｔ． Ｂ，１９９６，３４，ｐｐ．１４７７−１４８８）。
【０１０２】
【化１】
【０１０３】
本発明の吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料が調整される際溶液法が用いられる場合には、多糖類は架橋していることが望ましい。架橋によって水系懸濁液中での多糖類の完全な溶解を防ぐ。しかしながら、架橋度が高すぎると、過剰な架橋剤によって続くナノコンポジット材料の膨潤が妨害され、吸収性能を低下させる。
【０１０４】
水溶性多糖類の懸濁液と水に分散した粘土とを混合した後、続いて架橋剤を含む溶液が混合物に加えられる。架橋剤の例としては、ホウ砂（マンノースポリマーに関して）に制限されるものではなく、ホウ酸（マンノースポリマーに関して）、グリオキサール、エピクロロヒドリン、トリメタリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、オキシ塩化りん、およびそれらの混合物が挙げられる。加えて、これらで制限されるものではないが、従来技術で知られた架橋剤の例としては、二塩化スクシニル、塩化アクリロイル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、エタンジオールジグリシジルエーテル、ピロメリット酸二無水物、ジビニルスルホン、ジイソシアネート、アルキレンビスアクリルアミド、及びそれらの混合物が挙げられる。特に好ましい架橋剤はホウ酸またはホウ砂である。この架橋剤は、ガラクトマンナンを架橋するのに特に有効である。
【０１０５】
テトラホウ酸ナトリウム（ホウ砂）及びホウ酸はシス−ジオール、特にグアガムの架橋に関連して頻繁に報告されているホウ素誘導体である（Ｍｕｌｌｅｒ 米国特許第４，６２４，８６８号明細書、米国特許第４，３３３，４６１号明細書）。これらの架橋剤を用いてグアガムの高分子構造を硬化することで、吸収性及び保持容量（ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）に加えてゲル強度を改良する。
【０１０６】
ホウ砂（テトラホウ酸ナトリウム）及びホウ酸は、水性の塩基溶液中でホウ酸イオン（ｂｏｒａｔｅ ｉｏｎｓ）を経由してグアガムと反応する（Ｐｅｚｒｏｎ Ｅ． ｅｔ ａｌ． Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，１９８８，２１，１１２１−１１２５）。以下に化学式２で示されるように、ホウ砂の水溶液はホウ砂、ホウ酸イオン、及びホウ酸が平衡状態で存在する系からなる。グアボレート誘導体（ｇｕａｒ−ｂｏｒａｔｅ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）の１１ＢＮＭＲによる研究から、マンノシル−ボレート五員環及びガラクトシル−ボレート六員環の２：１複合体（ｃｏｍｐｌｅｘ）の存在が説明された（Ｊａｓｉｎｓｋｉ Ｒ． ｅｔ ａｌ． Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃ．，Ｐａｒｔ．Ｂ−Ｐｏｌｙｍ．Ｐｈｙｓ．，１９９６，３４，１４７７−１４８８）。
【０１０７】
【化２】
【０１０８】
架橋剤を加えた後、混合された組成物はゲル形成を可能とするのに十分な時間放置される。最適な濃度条件下で、阻害剤が存在しない状態で、一般的なゲル化時間は約３０分を越えない程度である。この時点で混合物は極めて粘稠であり、さらに処理が必要である。望むような粘稠度を得るためには、ゲル生成物は過剰量のアルコール中で沈殿させる。他の沈殿または乾燥方法が使われてもよい。
【０１０９】
沈殿の段階を組み入れる際には、例えばメタノール、エタノールまたはイソプロパノール等のアルコールを使用することが望ましい。さらに、アルコール沈殿の段階によって、高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料から不純物を除く。しかも、ｐＨを調整することによって、得られた高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料の、防腐性を改良するだけではなく、テキスチャーを改良する。生成物は、その後ろ過によって取り出され、粉状のテキスチャーを有する粒子サイズに粉砕されまたは製粉することによって均一化される。ナノコンポジット生成物は、最終的な利用目的に合わせてさらに加工されてもよい。
【０１１０】
本発明の高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料の製造には、水溶液中において剥離するか、または半剥離する性能を有するどのような粘土が使用されてもよい。材料の粘土は天然のものであっても、合成のものであってもよい。粘土の例としては、スメクタイトに制限されるものではないが、ヘクトライト、ベントナイト、モンモリロナイト、ラポナイト（商標）、セライト、イライト及びそれらの混合物が挙げられる。特に好ましい粘土は、モンモリロナイト型の粘土であるベントナイトである。ベントナイトは基本的にコロイド状の水和アルミニウム層状珪酸塩から構成され、様々な量の鉄、アルカリ、及びアルカリ土類金属を含む。カルシウム、ナトリウム、カリウム及びマグネシウムベントナイトが好ましい。イオン交換性のベントナイトは、本発明の高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料の調整に用いられてもよい。
【０１１１】
さらに有効な高吸収性多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料は、粘土の成分の寄与が約１％（ｗ／ｗ）から約４０％（ｗ／ｗ）の範囲のときに得られる。粘土含量が約１％（ｗ／ｗ）から約２５％（ｗ／ｗ）の範囲である多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料は特に好ましい。
【０１１２】
本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料は実施例１−４５においてさらに説明される。
【０１１３】
生分解性
本発明の多糖類−層状珪酸塩ナノコンポジット材料を製造するのに使用されるもとの多糖類は、吸収性を有し生分解性であることが望ましい。もとの多糖類の生分解性は、５６日後に“分解した有機炭素（Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃａｒｂｏｎ、ＤＯＣ）”含量の少なくとも５０％が消えたときに、確認される。
【０１１４】
ガラス状澱粉は、濃度２５０ｍｇ／Ｌで分散され、ＤＯＣによって測定される。イノキュラム（０．２ｇ／Ｌ、Ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｍｕｄ， Ｖａｌｃａｒｔｉｅｒ、カナダ）がサンプルに加えられ、溶液のｐＨは６．５と８との間に保たれた。溶液は１７５ｒｐｍで攪拌され、２０℃で５６日間保温された。ＤＯＣ含量はｔ＝０（イノキュラムを加える前）、ｔ＝３時間、ｔ＝１４日、ｔ＝２８日、ｔ＝４２日、及びｔ＝５６日で測定された。イノキュラムに接触させてから１４日後にガラス状澱粉の９２．５％が生分解したことが観察された。
【０１１５】
グアボレート（ｇｕａｒ ｂｏｒａｔｅ）は、濃度２５０ｍｇ／Ｌで分散され、ＤＯＣによって測定された。イノキュラム（０．２ｇ／Ｌ、Ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｍｕｄ、Ｖａｌｃａｒｔｉｅｒ、カナダ）がサンプルに加えられ、溶液のｐＨは６．５と８との間に保たれた。溶液は１７５ｒｐｍで攪拌され、２０℃で５６日間保温された。ＤＯＣ含量はｔ＝０（イノキュラムを加える前）、ｔ＝３時間、ｔ＝１４日、ｔ＝２８日、ｔ＝４２日、及びｔ＝５６日で測定された。イノキュラムに接触させてから１４日後にグアボレートの８６．７％が生分解したことが観察された。
【０１１６】
血液試験
血液試験は、ウシの血液及び合成血液を用いて実施された。合成血液は以下のように調整された：
【０１１７】
２Ｌのビーカーに、７００ｍＬの脱イオン水を加え、続けてカルボキシメチルセルロースナトリウムを加えた（１４ｇ；ＤＳ：０．７；ＭＷ：９０ＫＤａ）。セルロースが完全に溶解したら、アルブミン（２０ｇ；Ｓｉｇｍａ Ａ５２５３）及びＤ−ＭＥＭ／Ｆ−１２（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｅａｇｌｅ ｍｅｄｉｕｍ，１５ｍＭ，Ｈｅｐｅｓ ＃１２４０００２４、Ｇｉｂｃｏ−Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ Ｃｏｒｐ．）を１袋（１５．６ｇ）加え、完全に溶解するまで攪拌した。ＮａＨＣＯ３（１．２ｇ）及びヘモグロブリン（ｈｅｍｏｇｌｏｂｕｌｉｎ）（１．７５ｇ、ウシ血液から、Ｓｉｇｍａ Ｈ２６２５）が溶液に加えられ、完全に溶解するまで攪拌された。必要に応じて、ＮａＯＨ（１Ｎ）またはＨＣｌ（１Ｎ）を用いて溶液のｐＨは７．２に調整された。最後に、溶液の全重量が１０００ｇに達するまでさらに脱イオン水が加えられた。溶液は約３０分間立たせておき、その後ろ過された（４層のチーズコットン、ｃｈｅｅｓｅ ｃｏｔｔｏｎ）。ろ過溶液は冷蔵され、１０日後に廃棄した。
【０１１８】
吸収性コアの製造
吸収性コアは、吸収性コア形成装置（図１４及び２０参照）を含む工程で調整された。
【０１１９】
エアレイドは、ポリプロピレンサーマルボンド不織布（３９）上にフラフパルプ（ｆｌｕｆｆ ｐｕｌｐ）（０．５ｇ；ＳＣＡ、ドラモンドヴィル、カナダ）を均一に分散することによって製造された（図２０）。成形セル（６ｘ２０ｃｍ）（３７）（図２０）は、吸収性コア形成装置内部に取り付けられ、位置決めされた。続いてバキュームチャンバー（１１）（図１４）内を減圧し、モーターを作動した。加圧されたエアレギュレーター（１）（図１４）が起動され、装置内の空気を減圧された状態にした。吸収性コア形成装置に漏斗を通じてフラフパルプ（０．５ｇ）が加えられ、吸収性または高吸収性材料（１ｇ）、及び別途フラフパルプ（２ｇ）が加えられた。材料は成形セル内に堆積することが可能であり、吸収性コア（４０）が生成された（図２０）。その後、成形セルは吸収性コア形成装置からゆっくりと取り外された。得られた吸収性コア（４０）及び不織フィルター（３９）は１から３トンの範囲の圧力下で圧縮され、厚さが約３〜約３．５ｍｍの範囲の吸収性コアが作られた。その後不織フィルター（３９）は圧縮コアから取り外され、１平方メートルあたり約３００グラム（ｇｒａｍｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｍｅｔｅｒ、ＧＳＭ）の密度で、且つ約２５％の高吸収性チャージ（ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｃｈａｒｇｅ）を有するエアレイドが与えられた。
【０１２０】
オムツ模型はポリプロピレンサーマルボンド不織フィルター（３９）上にフラフパルプ（１．５ｇ；ＳＣＡ、ドラモンドヴィル、カナダ）を均一に分散することによって製造された（図２０）。成形セル（１０ｘ２０ｃｍ）（３７）（図２０）は、吸収性コア形成装置内に取り付けられ、位置決めされた。その後バキュームチャンバー内を減圧し（１１）（図１４）、モーターが起動された。加圧されたエアレギュレーター（１）（図１４）が起動され、装置内の空気を減圧された状態にした。フラフパルプ（２．３９ｇ）が漏斗（４）を通して吸収性コア形成装置に加えられ（図１４）、その後吸収性または高吸収性材料（１．７９ｇ）を加えた。別途フラフパルプ（２．３９ｇ）及び吸収性または高吸収性材料（１．７９ｇ）を引き続きさらに２度加えた。材料は成形セル内に堆積され、吸収性コア（４０）を形成した（図２０）。その後成形セルは吸収性コア形成装置からゆっくりと取り外された。得られた吸収性コア（４０）及び不織フィルター（３９）は１から３トンの範囲の圧力下で圧縮され、厚さが約４．２２から約４．４５ｍｍの範囲の吸収性コアが形成された。圧縮されたコアは密度が１平方センチメートルあたり０．１７ｇであり、且つ高吸収性チャージが約３８％であった。ＢＢＡ（登録商標）１５ＧＳＭスパンボンド不織材料が、圧縮された吸収性コア上に、より詳細にはオムツの表面シートを模したプロピレンサーマルボンド不織材料上に配置された。
【０１２１】
Ｃ−フォールド形成
エアレイド（４４）（１４ｘ２０ｃｍ、１００ ＧＳＭ、Ｔｈｕｒｓｏ、カナダ）はＣ−形状に折り曲げられる（図２１）。エアレイドは主部分（４２）が６ｃｍになり、折り曲げ部分が７ｃｍとなるようたたまれた。吸収性または高吸収性材料（４５）は、その後主部分内部に撒き散らされた。その後折り曲げ部分は吸収性材料上部に折り曲げられ、接着された。
【０１２２】
実験
材料
Ａグレードの小麦粉澱粉はＡｒｃｈｅｒ Ｄａｎｉｅｌｓ Ｍｉｄｌａｎｄ（登録商標）（ディケーター、米国）から入手した。グアスプリット及びグアガムはＴＩＣ−Ｇｕｍ（登録商標）（Ｂｅｌｃａｍｐ、米国）及びＰｏｌｙｐｒｏ（ミネアポリス、米国）から購入した。白色カルシウムベントナイト（Ｍｉｎｅｌｃｏ（登録商標） ＭＢ ３００）はＭｉｎｅｌｃｏ Ｍｉｎｅｒａｌｓ（登録商標）（Ｆｌｉｘｂｏｒｏｕｇｈ、英国）から入手した。グレイベントナイトはＡｌｄｒｉｃｈ（登録商標）（セントルイス、米国）及びＢｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ（登録商標）（デンバー、米国、ＬＤ−１２）から購入した。セライトはＡｌｄｒｉｃｈ（登録商標）（セントルイス、米国）から購入した。ラポナイト（商標）及びイライトはＳｏｕｒｃｅ Ｃｌａｙ Ｒｅｐｏｓｉｔｏｒｙ（パーデュー大学、ウエストラファイエット、米国）から購入した。リサーチグレードのメタノール、水酸化ナトリウム、塩酸はＬａｂｏｒａｔｏｉｒｅ ＭＡＴ（登録商標）（ビューポート、カナダ）から入手した。ホウ酸及びホウ砂、トリメタリン酸三ナトリウム（ｔｒｉｓｏｄｉｕｍ ｔｒｉｍｅｔａｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、トリポリリン酸ナトリウム、オキシ塩化リンは全てＡｌｄｒｉｃｈ（登録商標）（セントルイス、米国）から入手した。フラフパルプはＳＣＡ（登録商標）（ドラモンドヴィル， カナダ）から入手した。Ｃ−フォールド形成のためのエアレイドはＣｏｎｃｅｒｔ（Ｔｈｕｒｓｏ、カナダ）から供給された。オムツ模型を作成するのに使用されたＢＢＡ（登録商標） １５ ＧＳＭ スパンボンド不織材料は、ＢＢＡ Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ（Ｎａｓｈｖｉｌｌｅ、米国）から購入された。Ｄｏｕｎｏｒ（登録商標） ２３ ＧＳＭポリプロピレンサーマルボンド不織材料はＤｏｕｎｏｒ（Ｎｅｕｖｉｌｌｅ ｅｎ Ｆｅｒｒａｉｎ、フランス）から購入された。
【０１２３】
押出機
共回転インターメッシュ二軸押出機（ｃｏ−ｒｏｔａｔｉｎｇ ｉｎｔｅｒｍｅｓｈｉｎｇ ｔｗｉｎ ｓｃｒｅｗ ｅｘｔｒｕｄｅｒ）（ＴＳＥ）が使用された（表１）。ＴＳＥ構成のスクリューデザインは以下表２に説明される。
【０１２４】
【表１】
【０１２５】
【表２】
【０１２６】
粉砕機
Ｂｒａｕｎ（商標）モデルＫＳＭコーヒーグラインダーが、製造された押出サンプルを粉砕するのに用いられた。
【０１２７】
ふるい（Ｓｉｅｖｅｒ）
示された場合、サンプルはＴｙｌｅｒ Ｒｏｔａ−Ｔａｐ（商標）テストシーブシェイカーをもちいてふるい、分粒された。
【０１２８】
試験方法
Ｍｏｄｅｒｎ Ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ ＰｏｌｙｍｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｂｕｃｈｈｏｌｚ Ｆ． Ｌ．、 Ｇｒａｈａｍ Ａ． Ｔ． Ｅｄｓ．， Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， １９９８， ｓｅｃｔｉｏｎ ４．６． １． Ｓｗｅｌｌｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ： Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ， ｐ． １４７）で議論されるように、ポリマーのスウェリングキャパシティ（ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ）を解析するためにいくつかの測定方法が使用されている。高吸収性材料の分野において、重量膨潤容量（Ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ Ｓｗｅｌｌｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ）［またはフリースウェルキャパシティ（Ｆｒｅｅ Ｓｗｅｌｌ Ｃａｐａｃｉｔｙ）（ＦＳＣ）とよぶ］及び遠心容量（Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ Ｃａｐａｃｉｔｙ）［または遠心機保持容量（Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ）（ＣＲＣ）とよぶ］が推奨される方法である。ＦＳＣ及びＣＲＣは得られた吸収性材料のスウェリングキャパシティを比較するために使用された。
【０１２９】
ＡＵＬ測定
０．９％ＮａＣｌ溶液中での０．３ＰＳＩ、０．７ＰＳＩ及び０．９ＰＳＩにおける荷重下での吸収（Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｕｎｄｅｒ Ｌｏａｄ）（ＡＵＬ）は装置内において、０．１または０．９グラムの吸収性材料を使用して、推奨される試験方法であるＥＤＡＮＡ４４２．２−０２に従って決定された。
【０１３０】
ＦＳＣ及びＣＲＣ測定用ティーバッグ
ティーバッグ（１０×１０ｃｍ）は熱シール可能なＡｈｌｓｔｒｏｍ（商標）ろ紙（１６．５±０．５）ｇ／ｍ２から作成された。
【０１３１】
ＦＳＣ測定
０．９％のＮａＣｌ溶液でのフリースウェルキャパシティ（ＦＳＣ）はＥＤＡＮＡから推奨される試験方法である４４０．２−０２に従って決定された（フリースウェルキャパシティＮｏ．４４０．２−０２、推奨される試験方法：高吸収性材料−ポリアクリレート（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）高吸収性材料粉末−の塩水中での重量測定での決定によるフリースウェルキャパシティ、２００２）。
【０１３２】
ＣＲＣ測定
０．９％のＮａＣｌ溶液での遠心分離機保持容量（Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ、ＣＲＣ）はＥＤＡＮＡから４４１．２−０２の推奨される試験方法に従って決定された（遠心分離機保持容量Ｎｏ．４４１．２−０２、推奨される試験方法：高吸収性材料−ポリアクリレート高吸収性粉末−遠心分離後の塩水内での流体保持容量（Ｆｌｕｉｄ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ）の決定、２００２）。
【０１３３】
リウェット
オムツ模型、Ｃ−フォールド及びエアレイドにおけるリウェット特性が、以下の方法を用いて決定された。
【０１３４】
天然血液（７ｍＬ）、合成血液（７ｍＬ）または０．９％のＮａＣｌ水溶液（５５ｍＬ）が、エアレイド、Ｃ−フォールド、またはオムツ模型の表面に注がれた。濡れた表面はその後重みをかけられたろ紙（Ｃ−フォールド及びエアレイドでは約８ｇ、オムツ模型では約１５ｇ）（ＶＷＲ ウェストチェスター、米国、＃２８３２０−０４１ フィルター＃４１５）で覆われた。その後外部の圧力（０．７ＰＳＩ）が直径９ｃｍ高さ７ｃｍの円形のステンレス・スチールの重り（３．１３Ｋｇ）を使って与えられた。代わりに、どんな重量でも直径７センチであって、０．７ＰＳＩまたは４．８３ＫＰａと等しい圧力を提供するという状態であればどのような重りが使われてもよい。圧力は２分間維持された。ろ紙の重量の増加はオムツ、Ｃ−フォールドとエアレイドから放出された液体の量に対応する。
【０１３５】
浸透時間
Ｃ−フォールドとエアレイドの浸透特性は次の方法を使って決定された。
【０１３６】
Ｃ−フォールドまたはエアレイドが平滑面の上に置かれた。円形のオリフィスを有するプレキシガラス（商標）（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ）プレート（１９．５ｃｍＸ１０ｃｍＸ０．４ｃｍ）は、オリフィスがＣ−フォールド及びエアレイドの中心に配置されるように、Ｃ−フォールド及びエアレイドの最上部に置かれた。円形のオリフィスはそれで天然または合成血液（７ｍＬ）で満たされた。液体がＣ−フォールドまたはエアレイドと接触するとすぐに、クロノメーター（ｃｈｒｏｎｏｍｅｔｅｒ）はスタートされた。液体が使い尽くされるまで、オリフィスが常に液体で満たされていたことを保証するため特別な用心がなされた。液体のすべてが吸収性の物の表面（Ｃ−フォールドあるいはエアレイド）から見えなくなるとすぐに、クロノメーターは止められた。
【０１３７】
オムツ模型の浸透特性は次の方法を使って決定された。
【０１３８】
オムツ模型が平面の上に置かれ、中心には消えることのないマークが付けられた。丸いプレキシガラス試験シリンダー（図２５）が塩水溶液（２５ｍＬ）で満たされた。液体がオムツ模型と接触するとすぐに、クロノメーターはスタートされた。液体のすべてが吸収性の物（オムツ模型）の表面から見えなくなるとすぐに、クロノメーターは止められ、経過時間はＴ１で示された。シリンダーはその後追加の量の塩水溶液（１５ｍＬ）で満たされ、そして、液体がオムツ模型と接触するとすぐに、クロノメーターはスタートされた。液体のすべてが吸収性の物（オムツ模型）の表面から見えなくなるとすぐに、クロノメーターは止められ、経過時間はＴ２で示された。前記手順３回目がさらに１５ｍＬの塩水溶液を使って繰り返され、Ｔ３で示される経過時間が与えられた。オムツ模型の浸透時間（Ｔ）はＴ１＋Ｔ２＋Ｔ３と同等であると考えられる。
【０１３９】
拡散または着色面積
浸透実験の後に、吸収性の物（Ｃ−フォールド、エアレイド及びオムツ模型）の拡散あるいは着色面積がマルチメータ（ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒ）を使って分析され、決定された。マルチメータは液体にさらされた後に吸収性の物に残された湿った領域の輪郭をトレースする。着色の寸法は測られて、そして計算された。
【０１４０】
走査型電子顕微鏡写真
走査型電子顕微鏡写真がＨｉｔａｃｈｉ（登録商標）Ｓ３０００Ｎ走査型電子顕微鏡を使って記録された。サンプルが両面接着紙に配置され、アルミニウム板に接着された。接着されていない微片が空気流で取り除かれた。接着されたサンプルの表面に薄い（約１０ｎｍ）金の層が、スパッタコータによって塗布された。その後表面はスキャンされ、記録された。
【０１４１】
Ｘ線回折スペクトル
Ｘ線回折スペクトルがＸ−ｐｅｒｔ（登録商標）ディフラクトメータで記録された。ディフラクトメータはＣｕ Ｋａソース（１，５４２Å）（５０ＫＶ、４０ｍＡ、０．０２度／秒の走査レート）を用いた。シータ―２シータ法（Ｔｈｅｔａ−２Ｔｈｅｔａ法）はサンプルを解析するために使われた。
【０１４２】
原子間力顕微鏡
原子力顕微鏡写真が、タッチングモードで、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（登録商標）ｎａｎｏｓｃｏｐｅ ＩＩＩ−Ａを使って記録された。サンプルは両面接着紙の片側に接着された。接着紙の一方はインスツルメントニードルの下でしっかり固定された磁気のプレートに接着された。
【０１４３】
例
比較例Ｉ
ガラス状澱粉の準備
グレードＡ小麦澱粉（１５Ｋｇ）を水（３．７Ｋｇ）と混合することによって、全体の水分含量が２２．８％であるペーストが準備された。その後ペーストは２４ｒｐｍで回転しているＫｔｒｏｎ（商標）Ｔ３５定量フィーダを用いる押出機にフィードされた。押出機は次のバレル温度プロファイルを有する、すなわちＴｂ１＝３２℃、Ｔｂ２＝３８℃、Ｔｂ３＝４９℃、Ｔｂ４＝６６℃、Ｔｂ５＝８２℃、Ｔｂ６＝９３℃、Ｔｂ７＝１０４℃、Ｔｂ８＝１１６℃であった。突出速度は１６．８Ｋｇ／ｈ、押出温度は１２９℃であった。押出機スクリューの回転数は１００ｒｐｍであった。続いて、得られた混練サンプルは循環式オーブン内で２４時間６０℃において放置され、そして粉砕器を使って粉砕された。粉砕された混練サンプルは、約１５０μｍから約６００μｍの範囲の粒子サイズを有する混練サンプルを提供するためにふるいにかけられた。生成物のＦＳＣとＣＲＣは各々７．９ｇ／ｇ及び５．３ｇ／ｇであった。混練サンプル粒子はＸ線回折及びＳＥＭによって解析された。
【０１４４】
比較例ＩＩ
グアボレートのバッチ準備
グア粉末（０．５Ｋｇ、Ｐｒｏｃｏｌ Ｐ３）がＣｒｅｐａｃｏ（登録商標）（Ｒｏｓｅｍｏｎｔ、米国）はＬｉｑｕｉｖｅｒｔｅｒ（商標）ＣＬＶ２５ミキサーが設置された８５リットルのミキシングバット内で２５リットルの水で溶かされた。その後５７ｇのホウ砂を含む２リットルの水溶液が、（２５リットルのミキシングバット内で）予め準備されたグア混合物１５．３Ｋｇに加えられた。硬いゲルがすぐに形成された。ゲルテキスチャーが安定するまで、ゲルはおよそ３０分間回転翼攪拌機（ｉｍｐｅｌｌｅｒ ａｇｉｔａｔｏｒ）で完全に混合された。ゲルはその後４５のサンプルに分けられ（各々３８２ｍｌ）、Ｂｒａｕｎ（登録商標）台所ミキサーに移された。それぞれのサンプルにメタノール（５５０−６００ｍL）が加えられ、その後およそ１分間攪拌された。ｐＨは濃塩酸を使って７．９に調整された。溶液はＷｅｓｔｅｒｎ Ｓｔａｔｅｓ（登録商標）バスケット型遠心分離機（１μｍのろ布、３６００ｒｐｍ）を使ってろ過された。ろ液は新鮮なメタノール（１．３Ｌ）で洗浄され、その後循環式オーブン内で６０℃において終夜で乾燥した。生成した粒子は、Ｂｒａｕｎ（登録商標）コーヒーグラインダーで粉砕され、その後、ふるいにかけ１２２μｍから５５９μｍまでの範囲のサイズを有する粒子のみが集められた。材料はＸ線回折、ＡＦＭ及びＳＥＭによって解析された。このボレートーグア（ｂｏｒａｔｅｄ−ｇｕａｒ）の種々の物理的特性を以下の表３において示す。
【０１４５】
【表３】
【０１４６】
例１
ガラス状澱粉ナノコンポジット（９．１％のベントナイト）の準備
グレードＡの小麦澱粉（１５Ｋｇ）、水（４．２３Ｋｇ）とベントナイト（Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ（登録商標） １．５Ｋｇ）を混合することによって、ペーストが調整された。その後ペーストは２２ｒｐｍで回転しているＫｔｒｏｎ（商標）Ｔ３５ 定量フィーダを用いる押出機にフィードされた。押出機は次のバレル温度プロファイルを有する、すなわちＴｂ１＝３２℃、Ｔｂ２＝３８℃、Ｔｂ３＝４９℃、Ｔｂ４＝６６℃、Ｔｂ５＝８２℃、Ｔｂ６＝９３℃、Ｔｂ７＝１０４℃、及びＴｂ８＝１１６℃であった。突出速度は１３．２Ｋｇ／ｈ、混練サンプル温度は１２２℃であった。押出機スクリューの回転数は１００ｒｐｍであった。続いて、得られた混練サンプルは循環式オーブンで２４時間６０℃において放置され、その後粉砕器を使って粉砕された。粉砕された混練サンプルは、約１５０μｍから約６００μｍの範囲の粒子サイズを有する混練サンプルを提供するためにふるいにかけられた。生成物のＦＳＣとＣＲＣは各々８．３ｇ／ｇ及び５．２ｇ／ｇであった。混練サンプル粒子はＸ線回折及びＳＥＭによって解析された。
【０１４７】
例２
ガラス状澱粉ナノコンポジット（２３．１％のベントナイト）の準備
グレードＡの小麦澱粉（１５Ｋｇ）、水（５．３６Ｋｇ）とベントナイト（Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ（登録商標）；４．５Ｋｇ）を混合することによって、ペーストが調整された。その後ペーストは２４ｒｐｍで回転しているＫｔｒｏｎ（商標）Ｔ３５定量フィーダを用いる押出機にフィードされた。押出機は次のバレル温度プロファイルを有する、すなわちＴｂ１＝３２℃、Ｔｂ２＝３８℃、Ｔｂ３＝４９℃、Ｔｂ４＝６６℃、Ｔｂ５＝８２℃、Ｔｂ６＝９３℃、Ｔｂ７＝１０４℃、Ｔｂ８＝１１６℃であった。突出速度は１２．０ｋｇ／ｈ、混練サンプル温度は１２５．５℃であった。押出機スクリューの回転数は１００ｒｐｍであった。続いて、得られた混練サンプルは循環式オーブン内で２４時間６０℃において放置され、そして粉砕器を使って粉砕された。粉砕された混練サンプルは、約１５０μｍから約６００μｍの範囲の粒子サイズを有する混練サンプルを提供するためにふるいにかけられた。生成物のＦＳＣとＣＲＣは各々７．３ｇ／ｇ及び３．８ｇ／ｇであった。混練サンプル粒子はＸ線回折及びＳＥＭによって解析された。
【０１４８】
例３から６
ガラス状澱粉ナノコンポジットにおけるベントナイトの充填量（ｃｈａｒｇｅ）の効果の比較研究
例２に記載された方法で、以下の表４に示されたパラメータを使ってペーストが準備された。
【０１４９】
【表４】
【０１５０】
相乗的な寄与はベントナイト（Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ（登録商標））のＦＳＣが５．１８であることから決定されうる。観察された相乗効果は表５に示される。
【０１５１】
【表５】
【０１５２】
表５に示される相乗効果から導き出されるように、約５〜約２５％の範囲のベントナイト含量を有するナノコンポジット材料が好ましい。
【０１５３】
例７
ボレートグア ベントナイトナノコンポジット（２０％のベントナイト）のバッチ準備
グア粉末（０．５Ｋｇ Ｐｒｏｃｏｌ Ｐ３）及びベントナイト（１２５ｇ）（Ｍｉｎｅｌｃｏ（登録商標） Ｍｉｃｒｏｇｅｌ ＭＢ３００）が、Ｃｒｅｐａｃｏ（登録商標）（Ｒｏｓｅｍｏｎｔ、米国）Ｌｉｑｕｉｖｅｒｔｅｒ（商標）ＣＬＶ２５ミキサーが設置された８５リットルのミキシングバット内において２５リットルの水で溶かされた。ホウ砂５７ｇを含んでいる２リットルの水溶液が、１５．３Ｋｇの予め準備されたグア混合物に加えられた（２５リットルのミキシングバット内で）。硬いゲルがすぐに形成された。ゲルのテキスチャーが安定するまで、ゲルはおよそ３０分間完全に攪拌翼攪拌機で混合された。その後ゲルは（それぞれ３８４ｍｌ）４５のサンプルに分けられ、Ｂｒａｕｎ（登録商標）台所ミキサーに移された。その後メタノール（５５０−６００ｍＬ）が加えられ、約１分間攪拌された。ｐＨは濃塩酸を使って７．９に調整された。溶液はＷｅｓｔｅｒｎ Ｓｔａｔｅｓ（登録商標）バスケット遠心分離機を使ってろ過された（１μｍろ布、３６００ｒｐｍ）。ろ液は新鮮なメタノール（１．３Ｌ）で洗浄され、循環式オーブンで６０℃において終夜で乾燥された。結果として生じた粉末はＢｒａｕｎ（登録商標）コーヒーグラインダーで粉砕され、ふるいにかけられ、１２２から５５９μｍの範囲の大きさの粒子のみ保持された。材料はＸ線回折、ＡＦＭ及びＳＥＭによって解析された。ボレートーグア（ｂｏｒａｔｅｄ−ｇｕａｒ）のベントナイトナノコンポジット材料の種々の物理的性質は以下に表６において列挙される。
【０１５４】
【表６】
【０１５５】
表６のデータから推論することができるように、ナノコンポジット材料は、もとのグアホウ砂と比較して、天然の血液（牛の血液）と合成の血液両方で際立ってＦＳＣとＣＲＣを増やす。さらに、浸透時間の減少と吸収速度の増加がボレートーグア（ｂｏｒａｔｅｄ−ｇｕａｒ）のベントナイトナノコンポジット材料に関して一般的に認識された。
【０１５６】
例８
グアボレートベントナイトナノコンポジット（１０％ベントナイト）
グアスプリット（３．００ｇ；１．０当量）が脱イオン水（１５０ｍｌ）で懸濁され、マグネチックスターラーで攪拌された。水酸化ナトリウム（３０％ Ｗ／Ｖ；３．０ｍｌ；１．２２当量）がその後加えられ、そして混合物は６０℃で５時間加熱された。ベントナイト（０．３３４ｇ；グレイベントナイト、Ａｌｄｒｉｃｈ）が蒸留水（１０ｍＬ）で懸濁され、結果として得られた懸濁液は５０℃において攪拌された。ベントナイト懸濁液をその後グアスラリーに加えて、１時間反応させた。脱イオン水（２０ｍＬ）に溶解されたホウ酸（０．３６６４ｇ；０．３２当量）は、攪拌の間に加えられた。結果として生じたゲルはメタノール（２００ｍＬ）に混合され、粉砕されて、そしてビーカーに移された。ｐＨは塩酸（１０％）を使って激しい機械的攪拌によって７．９１に調整された。そのように得られた固体はろ過されて、メタノール（３Ｘ２５ｍｌ）で洗浄され、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥し、表７に示される特徴を有する白い微粒子粉を供給するため粉砕された。
【０１５７】
【表７】
【０１５８】
例９−１６
グアボレート白色ベントナイトナノコンポジット；ナノコンポジット材料におけるベントナイト充填量効果
例９−１６のグアボレートベントナイトナノコンポジットは既に例８に記載された手順に従って調整された。白色ベントナイト（Ｍｉｎｅｌｃｏ（登録商標）ＭＢ ３００）が使用された。以下に表８で説明されるように、ベントナイトの充填量は０％から４０％（白色ベントナイト重量／グア重量）まで変化した。
【０１５９】
【表８】
【０１６０】
例１７
最適化グア−リン酸塩／グレイベントナイトナノコンポジット（１０％のベントナイト）
グアスプリット（５．０ｇ）が脱イオン水（１６７ｍＬ）で懸濁され、マグネチックスターラーで攪拌された。ベントナイト（０．５６ｇ；グレイベントナイト、Ａｌｄｒｉｃｈ）が蒸留水（１０ｍＬ）で懸濁され、結果として生じる懸濁液は５０℃で攪拌された。その後ベントナイト懸濁液は前記グアスラリーに加えられ、１時間反応を進めた。水酸化ナトリウム（３０％ Ｗ／Ｖ；６．０ｍｌ；１．４６当量）が加えられ、その後トリポリリン酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ ｔｒｉｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈａｔｅ、ＳＴＰＰ；０．１６ｇ；０．０１４１当量）が付加され、混合物は１５時間７０℃で加熱された。室温まで下げた後、結果として生じたゲルはメタノール（２００ｍＬ）に混合されて、粉砕されて、そしてビーカーの中に移された。ｐＨは塩酸溶液（１０％）を使って激しく攪拌しながら７．４１に調整された。そのように得られた固体はろ過され、メタノールで洗浄されて（３Ｘ５０ｍｌ）、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥され、表９に示される特徴を有する白い微粒子粉を供給するため粉砕された。
【０１６１】
【表９】
【０１６２】
例１８−２１
グア−リン酸グレイベントナイトナノコンポジット；ナノコンポジット材料に対するベントナイト充填量効果
例１８−２１のグア−リン酸ベントナイトナノコンポジットは、すでに例１７において記述された手続きに従って準備された。以下に表１０で説明されるように、ベントナイトの充填量は０％から４０％（グレイベントナイトの重量／グアの重量）まで変化した。
【０１６３】
【表１０】
【０１６４】
例２２−２６
グアーホウ砂白色ベントナイトナノコンポジット；高剪断ミキサーを使ったナノコンポジット材料に対するベントナイト充填量結果
白色ベントナイト［Ｍｉｎｅｌｃｏ（登録商標） ＭＢ３００；０，３３４ｇ（１０％）；０．７５５ｇ（２０％）；１．２９ｇ（３０％）；２．００ｇ（４０％）］が脱イオン水（１５０ｍｌ）に懸濁され、７０℃に加熱された。室温に冷えるとすぐに、グア粉末（３．００ｇ；Ｐｒｏｃｏｌ（登録商標））が加えられた。結果として生じた溶液は（３０分８０００ｒｐｍにおいて）Ｓｉｌｖｅｒｓｏｎ（登録商標）高剪断ミキサーを使って攪拌された。ホウ砂溶液（２０ｍＬ；２００ｍｌの脱イオン水にホウ砂５．６５ｇ）がその後加えられ、結果として生じたゲルは２５分間攪拌された。結果として生じたゲルはメタノール（３５０ｍＬ）で混合されて、粉砕されて、そしてビーカーの中に移された。ｐＨは塩酸（１０％）を使って激しい攪拌の下で７．９０に調整された。そのように得られた固体はろ過され、メタノール（３Ｘ５０ｍｌ）で洗浄され、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥され、そして表１１に示される特徴を有する白い微粒子粉を供給するため粉砕された。以下に表１１で説明されるように、ベントナイトの充填量は０％から４０％（グレイベントナイトの重量／グアの重量）まで変化した。
【０１６５】
【表１１】
【０１６６】
例２７−３０
グアボレートセライトナノコンポジット
例２７−３０のグアボレートセライトナノコンポジットは、すでに例８に記載された方法に従って準備された。セライト（Ａｌｄｒｉｃｈ）はグレイベントナイトの代わりに使われた。以下に表１２で説明されるように、セライトの充填量は０％から４０％（セライトの重量／グアの重量）まで変化した。
【０１６７】
【表１２】
【０１６８】
例３１−３３
グアボレート ラポナイト（商標） ナノコンポジット
ラポナイト（商標）［０．１８７ｇ（３％）；０．３１６ｇ（５％）］は脱イオン水（１５０ｍｌ）で懸濁され、７０℃に加熱された。室温に冷えるとすぐ、グア粉末（６．００ｇ；Ｐｒｏｃｏｌ（登録商標））が加えられた。ホウ砂溶液（４０ｍＬ；２００ｍｌの脱イオン水にホウ砂５．６５ｇ）がその後加えられ、結果として生じたゲルは２５分間攪拌された。結果として生じたゲルはメタノール（７００ｍＬ）に混合され、粉砕されて、そしてビーカーの中に移された。ｐＨは塩酸（１０％）を使って激しい攪拌下で７．９０に調整された。そのようにして得られた固体はろ過され、メタノール（３Ｘ１００ｍｌ）で洗浄され、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥され、表１３に示される特徴を有する白い微粒子粉を供給するため粉砕された。以下に表１３で説明されるように、Ｌａｐｏｎｉｔｅ（商標）の充填量は０％から５％（ラポナイト（商標）重量／グア重量）まで変化した。
【０１６９】
【表１３】
【０１７０】
例３４−３６
グアボレートイライトナノコンポジット
イライト［０．１８７ｇ（３％）；０．３１６ｇ（５％）］が脱イオン水（１５０ｍｌ）に懸濁され、７０℃で加熱された。室温に冷えるとすぐに、グア粉末（６．００ｇ；Ｐｒｏｃｏｌ（登録商標））が加えられた。ホウ砂溶液（４０ｍＬ；２００ｍｌの脱イオン水にホウ砂５，６５ｇ）がその後加えられ、結果として生じたゲルは２５分間攪拌された。結果として生じたゲルはメタノール（７００ｍＬ）に混合されて、粉砕され、ビーカーの中に移された。ｐＨは塩酸（１０％）を使って激しい攪拌の下で７．９０に調整された。そのように得られた固体はろ過されて、メタノール（３Ｘ１００ｍｌ）で洗浄され、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥され、表１４に示される特徴を有する白い微粒子粉を供給するため粉砕された。以下に表１４で説明されるように、イライトの充填量は０％から５％（イライトの重量／グア重量）まで変化した。
【０１７１】
【表１４】
【０１７２】
例３７−３９
グアボレートベントナイトナノコンポジットの吸収動力学
ベントナイト［Ｍｉｎｅｌｃｏ（登録商標） ＭＢ ３００；例３７：０％（もとのグアボレート）；例３８：１．８７ｇ（３０％）；例３９：２．４９ｇ（４０％）］は脱イオン水（１５０ｍＬ）で懸濁され、３０分間７０℃で加熱された。室温に冷えるとすぐに、グア粉末（６．００ｇ；Ｐｒｏｃｏｌ（登録商標））が加えられた。結果として生じた溶液は４５分間攪拌された。ホウ砂溶液（４０ｍＬ；２００ｍｌの脱イオン水にホウ砂５．６５ｇ）がその後加えられ、結果として生じたゲルは２５分間攪拌された。結果として生じたゲルはメタノール（７００ｍＬ）に混合され、粉砕されて、そしてビーカーの中に移された。ｐＨは塩酸（１０％）を使って激しい攪拌の下で７．９０に調整された。そのように得られた固体はろ過され、メタノール（３Ｘ１００ｍｌ）で洗浄され、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥され、白い微粒子粉を供給するため粉砕された。ＦＳＣ測定の間に、ティーバッグは設定された期間塩水にさらされた（５分、１０分、１５分、３０分、１時間、１と１／２時間、２時間、２と１／２時間及び３時間）。図２４で説明された結果から、もとのグア−ホウ砂（ｐｒｉｓｔｉｎｅ ｇｕａｒ−ｂｏｒａｘ）が３０分において最大の吸収を示すことを観察することができた。しかしながら、吸収容量は次の３０分でいくぶん減少し、離漿及びゲル流動問題の存在を示唆した。もとのグアボレートと対照して、グアボレートベントナイトナノコンポジットは離漿とゲル流動問題がみられなかった。
【０１７３】
例４０−４１
グアボレートベントナイトナノコンポジット；吸収性能に対する粒子サイズの効果
白色ベントナイト［Ｍｉｎｅｌｃｏ（登録商標） ＭＢ ３００；例４０：０％（もとのグアボレート）；例４１：０．３７３ｇ（３％）］は脱イオン水（６００ｍＬ）で懸濁され、３０分間７０℃で加熱された。室温に冷えるとすぐにグアガム（１２．０ｇ；Ｐｒｏｃｏｌ（登録商標）、１当量）が加えられた。結果として生じた溶液は４５分間攪拌された。ホウ砂溶液（８０ｍＬ；０．０７４Ｎ、０．０８当量）がその後加えられ、結果として生じたゲルは２５分間攪拌された。結果として生じたゲルはメタノール（１２００ｍＬ）で混合されて、粉砕されて、そしてビーカーの中に移された。ｐＨは塩酸溶液（１０％）を使って激しい攪拌の下で７．９０に調整された。そのようにして得られた固体はろ過され、メタノール（３Ｘ５０ｍｌ）で洗浄され、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥され、白い微粒子粉を供給するため粉砕された。結果として生じた粉末はメッシュ３０、６０、１００と１７０のふるいを使って分粒された。分粒された各々の生成物について、ＦＳＣ、ＣＲＣ及びＡＵＬが決定された。もとのグアボレート（例４０）及びグアボレートベントナイトナノコンポジット（例４１）に関して得られた結果はそれぞれ図２３と２２で説明される。図２２で示された結果から、グアボレートベントナイトナノコンポジットが粒度分布を通じて本質的に安定したＦＳＣとＣＲＣ特徴を示すことを観察することができる。しかしながら、もとのグアボレートは約１５０μｍのサイズを有する粒子に関しては、ＦＳＣとＣＲＣ特性の減少を示す（図２３）。
【０１７４】
例４２−４５
グアボレートベントナイトナノコンポジットにおける相乗効果
白色ベントナイト［Ｍｉｎｅｌｃｏ（登録商標） ＭＢ ３００；０．０９４ｇ（３％）；０．１８８ｇ（５％）；０．３１６ｇ（１０％）］は脱イオン水（１５０ｍｌ）で懸濁され、７０℃で加熱された。室温に冷えるとすぐに、グア粉末（３．００ｇ；Ｐｒｏｃｏｌ（登録商標））が加えられた。ホウ砂溶液（２０ｍＬ；２００ｍｌの脱イオン水にホウ砂の５，６５ｇ）がその後加えられ、そして結果として生じたゲルは２５分間攪拌された。結果として生じたゲルはメタノール（３５０ｍＬ）に混合され、粉砕されて、そしてビーカーの中に移された。ｐＨは塩酸（１０％）を使って激しい攪拌の下で７．９０に調整された。そのようにして得られた固体はろ過されて、メタノール（３Ｘ５０ｍｌ）で洗浄され、循環式オーブン内で６０℃で終夜乾燥され、表１５に示される特徴を有する白い微粒子粉を供給するため粉砕された。以下に表１５で説明されるように、ベントナイトの充填量は０％から１０％まで変化した。
【０１７５】
【表１５】
【０１７６】
本発明がその望ましい実施形態を通して上に記載されたが、添付された請求項で定義されるような主題の発明の精神と性質から逸脱しないように修正されうる。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１】２０％（ｗ／ｗ）カルシウムベントナイト（Ｍｉｎｅｌｃｏ ＭＢ３００）−グアホウ砂ナノコンポジットの走査型電子顕微鏡像（７，０００倍）（例７）。
【図２】もとのグア−ホウ砂の走査型電子顕微鏡像（７，０００倍）（比較例ＩＩ）。
【図３】９．１％（ｗ／ｗ）ベントナイト（Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ）−ガラス状澱粉ナノコンポジットの走査型電子顕微鏡像（７，０００倍）（例１）。
【図４】もとのガラス状澱粉の走査型電子顕微鏡像（７，０００倍）（比較例Ｉ）。
【図５】２０％（ｗ／ｗ）カルシウムベントナイト（Ｍｉｎｅｌｃｏ ＭＢ３００）−グアホウ砂ナノコンポジット（例７）の分子間力顕微鏡像、半剥離した形態を示す層状珪酸塩ブロックはＰＨＢとして示されている。
【図６】もとのグア−ホウ砂の分子間力顕微鏡像（比較例ＩＩ）。
【図７】９．１％（ｗ／ｗ）ベントナイト（Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ）−ガラス状澱粉ナノコンポジットのＸ線回折スペクトル（例１）。
【図８】２３．１％（ｗ／ｗ）ベントナイト（Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ）−ガラス状澱粉ナノコンポジットのＸ線回折スペクトル（例２）。
【図９】もとのガラス状澱粉のＸ線回折スペクトル（比較例Ｉ）
【図１０】ベントナイト（Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ， ＬＤ−１２ ｄｕｓｔ）のＸ線回折スペクトル。
【図１１】２０％（ｗ／ｗ）ベントナイト（Ｍｉｎｅｌｃｏ ＭＢ３００）−グアホウ砂ナノコンポジット（例７）のＸ線回折スペクトル。
【図１２】ベントナイト（Ｍｉｎｅｌｃｏ ＭＢ３００）のＸ線回折スペクトル
【図１３】もとのグア−ホウ砂のＸ線回折スペクトル（比較例ＩＩ）
【図１４】高速空気流を用いて、フラフパルプ及び高吸収性粒子が移送されサーマルボンド不織フィルター上に堆積される吸収性コア形成装置を示す。吸収性コア形成装置はフレキシブルホース（１）を経由して前記装置に接続されたコンプレッサーによって移送される圧縮空気（７９０ＫＰａ）を用いる。加圧されたエアレギュレーターはコンプレッサーに接続される。フラフパルプ及び吸収性または高吸収性材料は漏斗（３）を通して吸収性コア形成装置のミキシングチャンバー（ｍｉｘｉｎｇ ｃｈａｍｂｅｒ）（２）内部に導入される。フラフパルプ及び吸収性または高吸収性材料はミキシングチャンバー内で電気モーター（５）に接続された６ブレードプロペラ（４）を用いて完全に混合される。プロペラは、４−メッシュスクリーン（６）上方５９．４ｍｍの位置に配置される。ブラシ（１０）は、スクリーンをこするようにスクリーン上方に配置される。上記スクリーンを通過するのに十分な程小さい粒子は、空気の流れによって第２のミキシングチャンバー（７）へと移され、そこから粒子形成セル（８）へと移送される（図２０により詳細に示される）。エアバキュームチャンバー（９）は粒子形成セルの下部に配置される。バキュームチャンバーはバキュームクリーナーに接続される。コア形成プロセスは可視化窓（１１）を通じて観察される。
【図１５】ダイプレート（１３）を含む二軸押出機（ｔｗｉｎ ｓｃｒｅｗ ｅｘｔｒｕｄｅｒ （ＴＳＥ））；バレル直径はＤｂで示され、加熱セクションＴｂ１、Ｔｂ２、Ｔｂ３、Ｔｂ４，Ｔｂ５、Ｔｂ６、Ｔｂ７、Ｔｂ８及びＴｄを含む。
【図１６】ＴＳＥ内部で使用されるツインリードフィードスクリュエレメントの実施形態を示す。この実施形態では、ツインリードフィードスクリュピッチ（１４）は５０．８ｍｍ、フライト幅（１５）は１．５ｍｍ、内径（１６）及び外径（１７）は各々２７．７ｍｍ及び４８．９ｍｍであった。
【図１７】ＴＳＥ内部で使用されるシングルリードスクリュエレメントの実施形態を示す。この実施形態では、シングルリードスクリュピッチ（２０）は１２．７ｍｍ、フライト幅（２１）は２．７ｍｍ、内径（１８）及び外径（１９）は各々２７．７ｍｍ及び３８．３ｍｍであった。
【図１８】ＴＳＥ内部で使用され、前方ねじれ角度（ｆｏｒｗａｒｄ ｓｔａｇｇｅｒｉｎｇ ａｎｇｌｅ）が３０°の単一ブロックエレメントを７個含むパドルブロックエレメント（ｐａｄｄｌｅ ｂｌｏｃｋ ｅｌｅｍｅｎｔ）（２４）を示す。この実施形態では単一のパドルブロックエレメント（２２）は幅（２３）が１２．７ｍｍであり、内径（２５）及び外径（２６）は各々２７．７ｍｍ及び４８．９ｍｍであった。
【図１９】ＴＳＥで使用されるダイ断面（３０）（ラインＡ−Ａに沿った）に加えて、構造の実施例を示している。この実施形態では、ダイは各々６ｍｍ（直径）の２箇所の開口部（２７）を有し、ダイ開口部の間隔（２９）は３０ｍｍであり、スクリューバレルと最も離れた位置における間隔（２８）は８９ｍｍ、バレル直径（３１）は５０ｍｍ、ダイの円柱部の長さ（３４）は３８ｍｍ且つその直径（３２）は３０ｍｍ、ダイの円柱部から開口部までの円錐形の中間部の長さ（３５）は２０ｍｍ、及びダイの全押出体積は２５０ｃｍ３であった。
【図２０】高吸収性粒子形成セルの断面図を示す。漏斗（３６）は吸収性コア（４０）が製造される成型セル（３７）の上部に配置される。成型セルの底部には２０−メッシュスクリーン（３８）が配置され、スクリーンはＤｏｕｎｏｒ（登録商標）２３ＧＳＭ（グラム パー スクエア メーター）プロピレンサーマルボンド不織フィルター（３９）の下部に配置され、細かいフラフ及び吸収性粒子を成型セル（３７）内に保持する。成型セルを通過する空気は減圧部に接続されたバキュームチャンバー（１１）に移送される。吸収性コアの形成を完了すると、成型セル（３７）はハンドル付きプレート（４１）によって移動される。
【図２１】不織エアレイド（４４）から作られるＣ−フォールドデザインの断面図を示す。高吸収性材（４５）は主セクション（４２）内部に配置され、二つの折り曲げ部分（４３）は曲げられ、互いに接着された。
【図２２】粒子サイズ分布の関数としてのグア−ホウ砂ナノコンポジット（３％ベントナイト）のＦＳＣ、ＣＲＣ挙動を示す。
【図２３】粒子サイズ分布の関数としてのもとのグア−ホウ砂（３％ベントナイト）のＦＳＣ、ＣＲＣ挙動を示す。
【図２４】グア−ホウ砂、３０％ベントナイト−グアホウ砂ナノコンポジット、及び４０％ベントナイト−グアホウ砂ナノコンポジットの吸収動力学を示す。
【図２５】オムツ模型におけるリウェット特性を測定するために用いられる“リウェットシリンダー”を示す。シリンダーの対向する末端（４６）はプレキシグラス（商標）で構成され、それらの中央部における直径が２．５ｃｍのオリフィスを有する。双方のオリフィスは内部シリンダー（４８）で接続され、外部シリンダーと内部シリンダーとの間に隙間（４９）を作る。ふたつのねじ（５２）によって支持されたおもり（５１）は、隙間内部に配置される。おもりによってシリンダーの全重量は３．８７ｋｇとなる。その後内部シリンダーは水（５３）で満たされる。
【符号の説明】
【０１７８】
１ フレキシブルホース
２ ミキシングチャンバー
３ 漏斗
４ ６ブレードプロペラ
５ 電気モーター
６ ４−メッシュスクリーン
７ 第２のミキシングチャンバー
８ 粒子形成セル
９ エアバキュームチャンバー
１１ 可視化窓
１３ ダイプレート
１４ ツインリードフィードスクリュピッチ
１５、２１ フライト幅
２０ シングルリードスクリュピッチ
２４ パドルブロックエレメント
３６ 漏斗
３７ 成型セル
３８ ２０−メッシュスクリーン
３９ プロピレンサーマルボンド不織フィルター
４０ 吸収性コア
４１ ハンドル付きプレート
４４ 不織エアレイド
４５ 高吸収性材
４６ シリンダーの対向する末端
４８ 内部シリンダー
４９ 隙間
５１ おもり
５２ ねじ
５３ 水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多糖類及び層状珪酸塩を含む吸収性または高吸収性のナノコンポジット材料。
【請求項２】
前記多糖類は生分解性多糖類である、請求項１に記載のナノコンポジット材料。
【請求項３】
前記生分解性多糖類は自己絡み合いを形成するガラス状多糖類または架橋した多糖類である、請求項２に記載のナノコンポジット材料。
【請求項４】
前記生分解性多糖類が、セルロース、変性セルロース、澱粉、化工澱粉、アミロペクチン、変性アミロペクチン、アミロース、変性アミロース、キトサン、変性キトサン、キチン、変性キチン、グアガム、変性グアガム、ローカストビーンガム、変性ローカストビーンガム、タラガム、変性タラガム、コンニャク、変性コンニャク、フェヌグリークガム、変性フェヌグリークガム、メスキートガム、変性メスキートガム、アロエマンナン、変性アロエマンナン、カルボキシアルキル化セルロース、カルボキシメチルセルロース、酸化型多糖類、硫酸化多糖類、カチオン性多糖類、ペクチン、アラビアガム、カラヤガム、キサンタン、カッパ、イオータ、またはラムダカラギナン、寒天、アルギン酸塩及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項２に記載のナノコンポジット材料。
【請求項５】
前記生分解性多糖類はグア及び澱粉からなるグループから選択される、請求項３に記載のナノコンポジット材料。
【請求項６】
前記グアは架橋したグアである、請求項５に記載のナノコンポジット材料。
【請求項７】
前記澱粉はガラス状澱粉である、請求項５に記載のナノコンポジット材料。
【請求項８】
前記架橋グアは、ホウ砂、ホウ酸、ボレート、グリオキサール、エピクロロヒドリン、トリメタリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、オキシ塩化りん、二塩化スクシニル、塩化アクリロイル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、エタンジオールジグリシジルエーテル、ピロメリット酸二無水物、ジビニルスルホン、ジイソシアネート、アルキレンビスアクリルアミド及びそれらの混合物からなるグループから選択される架橋剤で架橋された、請求項６に記載のナノコンポジット材料。
【請求項９】
前記架橋剤が、ホウ砂、ホウ酸、ボレート及びそれらの組み合わせからなるグループから選択される、請求項８に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１０】
前記層状珪酸塩が剥離した粘土または半剥離した粘土である、請求項１に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１１】
前記粘土が、スメクタイト、ヘクトライト、ベントナイト、モンモリロナイト、ラポナイト、セライト、イライト及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項１０に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１２】
前記粘土はベントナイトである、請求項１１に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１３】
前記ベントナイトはカルシウムベントナイト、ナトリウムベントナイト、マグネシウムベントナイト、カリウムベントナイトからなるグループから選択される、請求項１２に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１４】
層状珪酸塩の含量が約１％から約４０％（ｗ／ｗ）の範囲である、請求項１に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１５】
層状珪酸塩の含量が約１％から約２５％（ｗ／ｗ）の範囲である、請求項１４に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１６】
前記層状珪酸塩が剥離した粘土である、請求項１０に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１７】
前記層状珪酸塩が半剥離した粘土である、請求項１０に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１８】
約８０μｍから約６００μｍの範囲の粒子サイズを含む、請求項１に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１９】
オムツ、インコンチネンス製品、婦人衛生製品、エアレイド、吸収性ドレッシング材、家庭用品、シーリング材、土壌調整のための農業製品の保湿剤、防露被覆、農業／園芸／林業における水分保持材料、吸い取り紙製品、ばんそうこう及び外科用パッド、化学物質流出時の吸収材、化粧品及び薬剤のためのポリマーゲル、人工雪、からなるグループから選択される吸収材製品に使用するための、請求項１に記載のナノコンポジット材料。
【請求項２０】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び少なくともひとつの共吸収材を含む、吸収材組成物。
【請求項２１】
前記共吸収材が、合成高吸収性ポリマー、マンノースを主材料とする多糖類、イオン性多糖類、繊維及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項２０に記載の吸収材組成物。
【請求項２２】
前記合成高吸収性ポリマーはアクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、アクリル酸無水物、メタクリル酸、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステル、メタクリル酸無水物、無水マレイン酸、マレイン酸塩、マレイン酸エステル、アクリルアミド、アクリロニトリル、ビニルアルコール、ビニルピロリドン、ビニルアセテート、ビニルグアニジン、アスパラギン酸、アスパラギン酸塩、及びそれらの混合物からなるグループから選択されるモノマーを主材料とする、請求項２１に記載の吸収材組成物。
【請求項２３】
前記マンノースを主材料とする多糖類は、グアガム、タラガム、ローカストビーンガム、コンニャク、メスキートガム、フェヌグリークガム、及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項２１に記載の吸収材組成物。
【請求項２４】
前記イオン性多糖類は、カルボキシアルキル多糖類、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチル澱粉、酸化型多糖類、キサンタン、カラギナン、ペクチン及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項２１に記載の吸収材組成物。
【請求項２５】
前記繊維が、セルロース、ビスコース、レーヨン、セルロースアセテート、ナイロン（商標）、ポリアルキレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、バイコンポーネントファイバ、ポリエステル、ポリ乳酸、ポリプロパンジオール、リヨセル（商標）、ミズゴケ、及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項２１に記載の吸収材組成物。
【請求項２６】
オムツ、インコンチネンス製品、婦人衛生製品、エアレイド、吸収性ドレッシング材、家庭用品、シーリング材、土壌調整のための農業製品の保湿剤、防露被覆、農業／園芸／林業における水分保持材料、吸い取り紙製品、ばんそうこう及び外科用パッド、化学物質流出時の吸収材、化粧品及び薬剤のためのポリマーゲル、人工雪、からなるグループから選択される吸収材製品に使用するための、請求項２０に記載の吸収材組成物。
【請求項２７】
水、水溶液、生理液、及び塩水からなるグループから選択される流体を吸収するための方法であって、前記流体と、請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料を含む吸収材製品との接触を含む、流体を吸収するための方法。
【請求項２８】
前記吸収材製品がさらに少なくともひとつの共吸収性材料を含む、請求項２７において定義される方法。
【請求項２９】
前記共吸収性材料が合成高吸収性ポリマー、マンノースを主材料とする多糖類、イオン性多糖類、繊維及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項２８において定義される方法。
【請求項３０】
前記吸収材製品が、オムツ、インコンチネンス製品、婦人衛生製品、エアレイド、吸収性ドレッシング材、家庭用品、吸い取り紙製品、ばんそうこう及び外科用パッド、化学物質流出時の吸収材からなるグループから選択される、請求項２９において定義される方法。
【請求項３１】
水、水溶液、生理液、及び塩水からなるグループから選択される流体を吸収するための吸収材製品の製造における、請求項１に定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料の使用。
【請求項３２】
前記吸収材製品がさらに少なくともひとつの共吸収性材料を含む、請求項３１において定義される使用。
【請求項３３】
前記共吸収性材料が合成高吸収性ポリマー、マンノースを主材料とする多糖類、イオン性多糖類、繊維及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項３２において定義される使用。
【請求項３４】
前記吸収材製品が、オムツ、インコンチネンス製品、婦人衛生製品、エアレイド、吸収性ドレッシング材、家庭用品、吸い取り紙製品、ばんそうこう及び外科用パッド、化学物質流出時の吸収材からなるグループから選択される、請求項３３において定義される使用。
【請求項３５】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び任意に少なくともひとつの共吸収性材料を含むオムツ。
【請求項３６】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び任意に少なくともひとつの共吸収性材料を含むインコンチネンス製品。
【請求項３７】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び任意に少なくともひとつの共吸収性材料を含む婦人衛生製品。
【請求項３８】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び任意に少なくともひとつの共吸収性材料を含むエアレイド。
【請求項３９】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び任意に少なくともひとつの共吸収性材料を含む吸収性ドレッシング材。
【請求項４０】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び任意に少なくともひとつの共吸収性材料を含むばんそうこう。
【請求項４１】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び任意に少なくともひとつの共吸収性材料を含む外科用パッド。
【請求項１】
多糖類及び層状珪酸塩を含む吸収性または高吸収性のナノコンポジット材料。
【請求項２】
前記多糖類は生分解性多糖類である、請求項１に記載のナノコンポジット材料。
【請求項３】
前記生分解性多糖類は自己絡み合いを形成するガラス状多糖類または架橋した多糖類である、請求項２に記載のナノコンポジット材料。
【請求項４】
前記生分解性多糖類が、セルロース、変性セルロース、澱粉、化工澱粉、アミロペクチン、変性アミロペクチン、アミロース、変性アミロース、キトサン、変性キトサン、キチン、変性キチン、グアガム、変性グアガム、ローカストビーンガム、変性ローカストビーンガム、タラガム、変性タラガム、コンニャク、変性コンニャク、フェヌグリークガム、変性フェヌグリークガム、メスキートガム、変性メスキートガム、アロエマンナン、変性アロエマンナン、カルボキシアルキル化セルロース、カルボキシメチルセルロース、酸化型多糖類、硫酸化多糖類、カチオン性多糖類、ペクチン、アラビアガム、カラヤガム、キサンタン、カッパ、イオータ、またはラムダカラギナン、寒天、アルギン酸塩及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項２に記載のナノコンポジット材料。
【請求項５】
前記生分解性多糖類はグア及び澱粉からなるグループから選択される、請求項３に記載のナノコンポジット材料。
【請求項６】
前記グアは架橋したグアである、請求項５に記載のナノコンポジット材料。
【請求項７】
前記澱粉はガラス状澱粉である、請求項５に記載のナノコンポジット材料。
【請求項８】
前記架橋グアは、ホウ砂、ホウ酸、ボレート、グリオキサール、エピクロロヒドリン、トリメタリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、オキシ塩化りん、二塩化スクシニル、塩化アクリロイル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、エタンジオールジグリシジルエーテル、ピロメリット酸二無水物、ジビニルスルホン、ジイソシアネート、アルキレンビスアクリルアミド及びそれらの混合物からなるグループから選択される架橋剤で架橋された、請求項６に記載のナノコンポジット材料。
【請求項９】
前記架橋剤が、ホウ砂、ホウ酸、ボレート及びそれらの組み合わせからなるグループから選択される、請求項８に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１０】
前記層状珪酸塩が剥離した粘土または半剥離した粘土である、請求項１に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１１】
前記粘土が、スメクタイト、ヘクトライト、ベントナイト、モンモリロナイト、ラポナイト、セライト、イライト及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項１０に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１２】
前記粘土はベントナイトである、請求項１１に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１３】
前記ベントナイトはカルシウムベントナイト、ナトリウムベントナイト、マグネシウムベントナイト、カリウムベントナイトからなるグループから選択される、請求項１２に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１４】
層状珪酸塩の含量が約１％から約４０％（ｗ／ｗ）の範囲である、請求項１に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１５】
層状珪酸塩の含量が約１％から約２５％（ｗ／ｗ）の範囲である、請求項１４に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１６】
前記層状珪酸塩が剥離した粘土である、請求項１０に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１７】
前記層状珪酸塩が半剥離した粘土である、請求項１０に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１８】
約８０μｍから約６００μｍの範囲の粒子サイズを含む、請求項１に記載のナノコンポジット材料。
【請求項１９】
オムツ、インコンチネンス製品、婦人衛生製品、エアレイド、吸収性ドレッシング材、家庭用品、シーリング材、土壌調整のための農業製品の保湿剤、防露被覆、農業／園芸／林業における水分保持材料、吸い取り紙製品、ばんそうこう及び外科用パッド、化学物質流出時の吸収材、化粧品及び薬剤のためのポリマーゲル、人工雪、からなるグループから選択される吸収材製品に使用するための、請求項１に記載のナノコンポジット材料。
【請求項２０】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び少なくともひとつの共吸収材を含む、吸収材組成物。
【請求項２１】
前記共吸収材が、合成高吸収性ポリマー、マンノースを主材料とする多糖類、イオン性多糖類、繊維及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項２０に記載の吸収材組成物。
【請求項２２】
前記合成高吸収性ポリマーはアクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、アクリル酸無水物、メタクリル酸、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステル、メタクリル酸無水物、無水マレイン酸、マレイン酸塩、マレイン酸エステル、アクリルアミド、アクリロニトリル、ビニルアルコール、ビニルピロリドン、ビニルアセテート、ビニルグアニジン、アスパラギン酸、アスパラギン酸塩、及びそれらの混合物からなるグループから選択されるモノマーを主材料とする、請求項２１に記載の吸収材組成物。
【請求項２３】
前記マンノースを主材料とする多糖類は、グアガム、タラガム、ローカストビーンガム、コンニャク、メスキートガム、フェヌグリークガム、及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項２１に記載の吸収材組成物。
【請求項２４】
前記イオン性多糖類は、カルボキシアルキル多糖類、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチル澱粉、酸化型多糖類、キサンタン、カラギナン、ペクチン及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項２１に記載の吸収材組成物。
【請求項２５】
前記繊維が、セルロース、ビスコース、レーヨン、セルロースアセテート、ナイロン（商標）、ポリアルキレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、バイコンポーネントファイバ、ポリエステル、ポリ乳酸、ポリプロパンジオール、リヨセル（商標）、ミズゴケ、及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項２１に記載の吸収材組成物。
【請求項２６】
オムツ、インコンチネンス製品、婦人衛生製品、エアレイド、吸収性ドレッシング材、家庭用品、シーリング材、土壌調整のための農業製品の保湿剤、防露被覆、農業／園芸／林業における水分保持材料、吸い取り紙製品、ばんそうこう及び外科用パッド、化学物質流出時の吸収材、化粧品及び薬剤のためのポリマーゲル、人工雪、からなるグループから選択される吸収材製品に使用するための、請求項２０に記載の吸収材組成物。
【請求項２７】
水、水溶液、生理液、及び塩水からなるグループから選択される流体を吸収するための方法であって、前記流体と、請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料を含む吸収材製品との接触を含む、流体を吸収するための方法。
【請求項２８】
前記吸収材製品がさらに少なくともひとつの共吸収性材料を含む、請求項２７において定義される方法。
【請求項２９】
前記共吸収性材料が合成高吸収性ポリマー、マンノースを主材料とする多糖類、イオン性多糖類、繊維及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項２８において定義される方法。
【請求項３０】
前記吸収材製品が、オムツ、インコンチネンス製品、婦人衛生製品、エアレイド、吸収性ドレッシング材、家庭用品、吸い取り紙製品、ばんそうこう及び外科用パッド、化学物質流出時の吸収材からなるグループから選択される、請求項２９において定義される方法。
【請求項３１】
水、水溶液、生理液、及び塩水からなるグループから選択される流体を吸収するための吸収材製品の製造における、請求項１に定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料の使用。
【請求項３２】
前記吸収材製品がさらに少なくともひとつの共吸収性材料を含む、請求項３１において定義される使用。
【請求項３３】
前記共吸収性材料が合成高吸収性ポリマー、マンノースを主材料とする多糖類、イオン性多糖類、繊維及びそれらの混合物からなるグループから選択される、請求項３２において定義される使用。
【請求項３４】
前記吸収材製品が、オムツ、インコンチネンス製品、婦人衛生製品、エアレイド、吸収性ドレッシング材、家庭用品、吸い取り紙製品、ばんそうこう及び外科用パッド、化学物質流出時の吸収材からなるグループから選択される、請求項３３において定義される使用。
【請求項３５】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び任意に少なくともひとつの共吸収性材料を含むオムツ。
【請求項３６】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び任意に少なくともひとつの共吸収性材料を含むインコンチネンス製品。
【請求項３７】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び任意に少なくともひとつの共吸収性材料を含む婦人衛生製品。
【請求項３８】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び任意に少なくともひとつの共吸収性材料を含むエアレイド。
【請求項３９】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び任意に少なくともひとつの共吸収性材料を含む吸収性ドレッシング材。
【請求項４０】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び任意に少なくともひとつの共吸収性材料を含むばんそうこう。
【請求項４１】
請求項１において定義された吸収性または高吸収性ナノコンポジット材料、及び任意に少なくともひとつの共吸収性材料を含む外科用パッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公表番号】特表２００７−５３３７８０（Ｐ２００７−５３３７８０Ａ）
【公表日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２７２５２（Ｐ２００６−５２７２５２）
【出願日】平成１６年９月２９日（２００４．９．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２００４／００１７６０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３０２７９
【国際公開日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【出願人】（５０６１０４０５７）ル・グループ・リサック・インコーポレーテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２９日（２００４．９．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２００４／００１７６０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３０２７９
【国際公開日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【出願人】（５０６１０４０５７）ル・グループ・リサック・インコーポレーテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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