吸収性材料及び物品
【課題】使い捨て物品のための吸収性構造体を製造するのに用いられるような吸収性材料、特に荷重下ゲルベッド透過率を向上させた吸収性材料を提供する。
【解決手段】少なくとも部分的に架橋ポリマーで形成された吸収性材料。吸収性材料は、「遠心保持容量試験」による判定で少なくとも約２０ｇ／ｇの遠心保持容量、及び「荷重下ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約２００×１０-9ｃｍ2の荷重下ゲルベッド透過率、又は「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」で判断される時の少なくとも約２，５００×１０-9ｃｍ2の自由膨潤ゲルベッド透過率を有する。架橋ポリマーは、少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマー又は少なくとも約７５重量パーセントの陽イオン性ポリマーのいずれかを含むことができる。一実施形態では、架橋ポリマーは、架橋ポリマーと反対の荷電状態になる可能性を有する水溶性非架橋ポリマーで表面処理される。
【解決手段】少なくとも部分的に架橋ポリマーで形成された吸収性材料。吸収性材料は、「遠心保持容量試験」による判定で少なくとも約２０ｇ／ｇの遠心保持容量、及び「荷重下ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約２００×１０-9ｃｍ2の荷重下ゲルベッド透過率、又は「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」で判断される時の少なくとも約２，５００×１０-9ｃｍ2の自由膨潤ゲルベッド透過率を有する。架橋ポリマーは、少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマー又は少なくとも約７５重量パーセントの陽イオン性ポリマーのいずれかを含むことができる。一実施形態では、架橋ポリマーは、架橋ポリマーと反対の荷電状態になる可能性を有する水溶性非架橋ポリマーで表面処理される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、おむつ、小児用トレーニングパンツ、女性用ケア物品、失禁用物品、包帯、手術衣、及び吸収性ワイプなどを含む使い捨て物品のための吸収性構造体を製造するのに用いられるもののような吸収性材料に関し、より詳細には、荷重下ゲルベッド透過率を向上させた吸収性材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の使い捨て物品には、一般的に、空気形成、空気堆積、コフォーム、湿潤堆積、又は他の公知の形成技術により形成された吸収性コア又は吸収性複合体とも呼ばれることがある吸収性構造体が含まれる。吸収性構造体の液体吸い込み性能を改善し、それによって使用中にそれが次第に飽和状態になる時に、特に構造体が廃棄される前に繰返して液体放出を受ける場合に、このような構造体が漏れる傾向を低減するための努力が吸収性構造体製造業者によって続けられている。例えば、吸収性構造体の漏れを低減する手段の１つは、超吸収性材料の大量使用である。超吸収性材料の質量を増大させることに加え、市販の吸収性構造体設計における近年の努力は、一般的に、より高濃度の超吸収性材料及びより少量の繊維を用いて吸収性構造体をより薄くかつ高密度にすることに集中している。
【０００３】
しかし、超吸収性材料の濃度を増大させることにより得られる全吸収容量の増大にも関わらず、このような吸収性構造体は、使用中に依然として漏れることがある。この漏れは、部分的には、構造体が有する吸い込み率、例えば、液体放出が取り込まれて、その後の超吸収性材料による吸収のために構造体内に取り込むことができる割合が不十分であることの結果であろう。より詳細には、このような吸収性構造体の吸込み率は、構造体内の超吸収性材料が吸収すると膨潤し、従って超吸収性粒子間又は吸収性構造体内の粒子及び親水性繊維間の開放チャンネルを制限又はそうでなければ遮断する傾向があるために、それが繰返し放出を受けると減少する場合がある。この現象は、多くの場合にゲルブロックの形成と呼ばれ、着用者が移動する間又は座る時に加わる荷重のような外部圧力下で超吸収性材料に十分なゲル一体性が欠ける結果として起こる場合がある。
【０００４】
吸収性構造内のチャンネル及び空隙容積の開放性及びアクセス可能性を維持する性能は、ほとんど構造体内の超吸収性材料の荷重下ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）の機能とすることができる。荷重下ＧＢＰが高いことは、超吸収性材料が使用中に遭遇するような荷重下で膨潤する時に吸収性構造内の開放チャンネルを維持す性能が高いことを示している。
【０００５】
従って、比較的高吸収性であり、自由膨潤ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）及び荷重下ゲルベッド透過率が改善された吸収性材料を組み込む吸収性構造体に対する必要性が存在する。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，１０８，８２０号
【特許文献２】米国特許第４，７９５，６６８号
【特許文献３】米国特許第５，５４０，９９２号
【特許文献４】米国特許第５，３３６，５５２号
【特許文献５】米国特許第５，３８２，４００号
【特許文献６】米国特許第３，８４９，２４１号
【特許文献７】米国特許第４，３４０，５６３号
【特許文献８】米国特許第３，６９２，６１８号
【特許文献９】米国特許第３，８０２，８１７号
【特許文献１０】米国特許第３，３３８，９９２号
【特許文献１１】米国特許第３，３４１，３９４号
【特許文献１２】米国特許第３，５０２，７６３号
【特許文献１３】米国特許第３，５０２，５３８号
【特許文献１４】米国特許第３，５４２，６１５号
【特許文献１５】米国特許第４，７７７，０７３号
【非特許文献１】Ｌｉｃｈｓｔｅｉｎ、「ＩＮＤＡ技術シンポジウム抄録集」、１９７４年３月、１２９〜１４２頁
【発明の開示】
【０００７】
一実施形態では、本発明の吸収性材料は、一般的に、少なくとも部分的には架橋ポリマーを含む。「遠心保持容量試験」で判断された吸収性材料の遠心保持容量は、少なくとも約２０ｇ／ｇであり、「荷重下ゲルベッド透過率試験」で判断された荷重下ゲルベッド透過率は、少なくとも約２００×１０-9ｃｍ2である。
【０００８】
別の実施形態では、本発明の吸収性材料は、一般的に、少なくとも部分的には架橋ポリマーを含む。「遠心保持容量試験」で判断された吸収性材料の遠心保持容量は、少なくとも約２０ｇ／ｇであり、「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」で判断された自由膨潤ゲルベッド透過率は、少なくとも約２，５００×１０-9ｃｍ2である。
【０００９】
本発明の一実施形態による表面処理された吸収性材料は、一般的に、ゲル剛性指数が少なくとも約０．８である超吸収性材料を含む。超吸収性材料は、少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含む。少なくとも約５０重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む水溶性非架橋ポリマーを含む表面処理剤が、超吸収性材料に付加される。
【００１０】
別の実施形態では、表面処理された吸収性材料は、ゲル剛性指数が少なくとも約０．８である超吸収性材料を含む。超吸収性材料は、少なくとも約７５重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含む。少なくとも約５０重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む水溶性非架橋ポリマーを含む表面処理剤が、超吸収性材料に付加される。
【００１１】
一般的に、表面処理された吸収性材料を製造する方法の一実施形態は、水溶性陽イオン性ポリマーを水中で可溶化して水溶液を形成する段階を一般的に含む。この溶液は、ゲル剛性指数が少なくとも約０．８で少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含む超吸収性材料の外面に付加される。
【００１２】
別の実施形態では、表面処理された吸収性材料を製造する方法は、水溶性陰イオン性ポリマーを水中で可溶化して水溶液を形成する段階を一般的に含む。この溶液は、ゲル剛性指数が少なくとも約０．８で少なくとも約７５重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含む超吸収性材料の外面に付加される。
【００１３】
本発明の他の特徴は、一部は明らかであり、一部は以下に指摘することにする。
【００１４】
定義
本明細書の関連では、以下の各用語又は語句は、以下の１つ又は複数の意味を含むことになる。
【００１５】
「２成分」又は「多成分」繊維とは、本明細書で用いる場合、別々の押出し機から押出された天然繊維及びポリマー又は２つ又はそれよりも多いポリマーを互いに結合させて単一の繊維を形成したもののような２つ（例えば、２成分）又はそれよりも多い成分で形成された繊維を意味する。この成分は、多成分繊維の断面にわたって実質的に一定に位置決めされた区別可能な区域に配列され、繊維長さの少なくとも一部、より望ましくは全体に沿って連続的に延びる。多成分繊維の構成は、例えば、１つのポリマーが他のポリマーで囲まれている鞘／芯配列、並列型配列、パイ型配列、「海島型」配列、又は他の適切な配列とすることができる。２成分繊維は、Ｋａｎｅｋｏ他に付与された米国特許第５，１０８，８２０号、Ｋｒｕｅｇｅｒ他に付与された米国特許第４，７９５，６６８号、Ｍａｒｃｈｅｒ他に付与された米国特許第５，５４０，９９２号、及びＳｔｒａｃｋ他に付与された米国特許第５，３３６，５５２号に開示されている。また、２成分繊維は、Ｐｉｋｅ他に付与された米国特許第５，３８２，４００号にも教示されており、これを用いて２つ（又はそれよりも多く）のポリマーの差別的膨張及び収縮率を用いることにより、繊維の捲縮を生成することができる。
【００１６】
「ボンデッドカーデッド」とは、コーミング又はカーディングユニットを通して送られ、これによって繊維を機械方向に分離又は分裂させて整列させ、ほぼ機械方向に配向された繊維状不織ウェブに形成されたステープル長繊維から作られたウェブを意味する。この材料は、ポイント結合、通気結合、超音波結合、接着剤結合、又は他の適切な結合技術を含む方法により互いに結合することができる。
【００１７】
「親水性」とは、水性液体に接触するとそれによって濡れる材料又は表面を説明するものである。湿潤の程度は、次に、液体と関連材料との接触角及び表面張力によって説明することができる。特定の材料又は表面の濡れ性を測定するのに適切な機器及び技術は、「Ｃａｈｎ ＳＦＡ−２２２表面力分析システム」又は実質的に同等のシステムによって提供することができる。このシステムで測定する場合、接触角が９０度よりも小さい材料又は表面は、「濡れ性」又は親水性とされ、接触角が９０度よりも大きいものは、「非濡れ性」又は疎水性とされる。
【００１８】
「メルトブローン」とは、複数の細くて通常円形のダイ毛管を通して、収束する高速の加熱気体（例えば、空気）流内に溶融熱可塑性材料を溶融糸又はフィラメントとして押出し、その流れが溶融熱可塑性材料のフィラメントを細くしてそれらの直径を低減することにより形成された繊維を意味する。その後、メルトブローン繊維は、高速気体流により運ばれ、收集表面上に堆積してランダムに分散したメルトブローン繊維のウェブを形成する。このような工程は、例えば、本明細書において引用により組み込まれている、Ｂｕｔｉｎ他に付与された米国特許第３，８４９，２４１号に開示されている。メルトブローン繊維は、一般的に連続又は不連続とすることができるミクロ繊維であり、一般的に約０．６デニール又はそれよりも小さく、一般的に收集表面上に堆積する時に自己結合性である。
【００１９】
「不織」又は「不織ウェブ」とは、織物又は編物工程の助けを借りることなく形成された材料又はウェブを意味する。不織構造体は、例えば、メルトブローン工程、スパンボンド工程、及びボンデッドカーデッド工程のような多くの工程から形成されている。
【００２０】
「スパンボンド」とは、溶融熱可塑性材料を円形又は他の構成を有する紡糸口金の複数の細い毛管からフィラメントとして押出し、次に、押出されたフィラメントの直径が、Ａｐｐｅｌ他に付与された米国特許第４，３４０，５６３号、Ｄｏｒｓｃｈｎｅｒ他に付与された米国特許第３，６９２，６１８号、Ｍａｔｓｕｋｉ他に付与された米国特許第３，８０２，８１７号、Ｋｉｎｎｅｙに付与された米国特許第３，３３８，９９２号及び第３，３４１，３９４号、Ｈａｒｔｍａｎｎに付与された米国特許第３，５０２，７６３号、Ｐｅｔｅｒｓｏｎに付与された米国特許第３，５０２，５３８号、及びＤｏｂｏ他に付与された米国特許第３，５４２，６１５号に説明されたもののような空気吸引工程により急速に減少されることによって形成された直径の小さな繊維を意味し、これらの特許の各々は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている。スパンボンド繊維は、一般的に連続であり、多くの場合に約０．３又はそれよりも大きい、より詳細には、約０．６と約１０の間の平均デニールを有する。
【００２１】
「超吸収性構造体」及び「超吸収性材料」とは、最も好ましい条件下で、０．９重量パーセント塩化ナトリウム水溶液を含有する水溶液中でその重量の少なくとも約１０倍、より適切には、その重量の少なくとも約２０倍を吸収することができる水膨潤性で水不溶性の有機又は無機材料を意味する。
【００２２】
「熱可塑性」とは、熱に露出されると軟化し、室温まで冷却されると非軟化状態に実質的に戻る材料を説明するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、一般的に、液体処理特性に優れた表面処理された吸収性材料に関し、より詳細には、ゲル吸収性が高く、荷重下ゲルベッド透過率が向上した吸収性材料に関する。また、本発明は、このような表面処理された吸収性材料を含む吸収性構造体及びこれらの吸収性構造体を組み込んだ吸収性物品にも関する。例えば、このような吸収性物品には、以下に限定されるものではないが、女性用ケアパッド、陰唇間製品、タンポン、おむつ、失禁用物品（パッド、ガード、パンツ、及び下着など）、トレーニングパンツ、医療用衣類、ベッドパッド、吸汗性パッド、靴パッド、包帯、ヘルメットライナ、ワイプなどが含まれる。別の例として、吸収性構造体は、ティッシュ、タオル、又はナプキンなどの形態におけるようにそれ自体としても有用である場合がある。
【００２４】
本発明の一実施形態によれば、表面処理された吸収性材料には、一般的に、超吸収性材料と超吸収性材料の外面に付加された表面処理剤とが含まれる。適切な超吸収性材料は、天然、生物分解可能、合成及び修正天然ポリマー及び材料から選択することができる。更に、超吸収性材料は、シリカゲルのような無機材料とすることができ、架橋ポリマーのような有機化合物とすることもできる。「架橋」という用語は、超吸収性材料に関して用いる場合、通常は水溶性の材料を実質的に水不溶性であるが膨潤可能に実質的にするためのあらゆる手段を意味する。このような手段には、例えば、物理的交絡、結晶ドメイン、共有結合、イオン錯体及び会合、水素結合のような親水性会合、及び疎水性会合又はファンデルワールス力を含むことができる。架橋には、表面架橋及び／又はバルク架橋が含まれることは理解される。
【００２５】
１つの特定的な実施形態では、超吸収性材料には、少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーが含まれる。ポリマーという用語は、本明細書で用いる場合、単一のポリマー又はポリマーの混合物のいずれかを意味するものとする。「陰イオン性ポリマー」という用語は、水溶液中でイオン化すると負に荷電するイオンになる可能性のある１つ又は複数の官能基を含むポリマー又はポリマーの混合物を意味するものとする。より適切には、超吸収性材料には、少なくとも約８５重量パーセントの陰イオン性ポリマー、更に適切には、少なくとも約９０重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーが含まれる。一般的に、陰イオン性ポリマーに適切な官能基には、以下に限定されるものではないが、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸基、亜硫酸基、及びリン酸基が含まれる。適切には、官能基は、カルボキシル基である。これらの官能基は、中和された形態であることが好ましい。適切な中和の程度は、少なくとも５０％、より適切には少なくとも６０％、更に適切には少なくとも７０％である。
【００２６】
合成の陰イオン性ポリマーの例には、ポリ（アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸）、加水分解ポリ（アクリルアミド）、ビニルエーテルとα−オレフィンとの無水マレイン酸コポリマー、ポリ（ビニル酢酸）、ポリ（ビニルスルホン酸）、ポリ（ビニルホスホン酸）、ポリ（ビニルエーテル）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（ビニルモルホリノン）、ポリ（ビニルアルコール）、及びその混合物及びコポリマーのアルカリ金属及びアンモニウム塩又は部分塩が含まれる。天然ベースの陰イオン性ポリマーの例には、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルデンプン、アルギン酸、及びカラギーナンの塩又は部分塩が含まれる。陰イオン性ポリマーの別の適切な例には、ポリアスパラギン酸及びポリグルタミン酸のような合成ポリペプチドが含まれる。
【００２７】
別の実施形態では、超吸収性材料には、少なくとも約７５重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーが含まれる。陽イオン性ポリマーとは、本明細書で用いる場合、水溶液中でイオン化すると正に荷電したイオンになる可能性がある１つ又は複数の官能基を含むポリマー又はポリマーの混合物を意味する。より適切には、超吸収性材料には、少なくとも約８５重量パーセントの陽イオン性ポリマー、更に適切には、少なくとも約９０重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーが含まれる。一般的に、陽イオン性ポリマーに適切な官能基には、以下に限定されるものではないが、一級、二級、又は三級アミノ基、イミノ基、イミド基、アミド基、及び四級アンモニウム基が含まれる。これらの官能基は、中和された形態であることが好ましい。中和の適切な程度は、少なくとも５０％、より適切には少なくとも６０％、更に適切には少なくとも７０％である。
【００２８】
合成の陽イオン性ポリマーの例には、ポリ（ビニルアミン）、ポリ（アリルアミン）、ポリ（エチレンイミン）、ポリ（アミノプロパノールビニルエーテル）、ポリ（アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド）、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）の塩又は部分塩が含まれる。天然ベースの陽イオン性ポリマーの例には、部分的に脱アセチル化したキチン、キトサン、及びキトサン塩が含まれる。また、ポリアスパラギン、ポリリジン、ポリグルタミン、ポリアルギニンのような合成ポリペプチドも陽イオン性ポリマーの例とすることができる。
【００２９】
一実施形態では、表面処理された吸収性材料を製造するのに有用な超吸収性材料は、個別の粒子の形態である。超吸収性材料粒子は、あらゆる適切な形状、例えば、螺旋又は半螺旋、立方体、棒状、多面体などとすることができる。また、本明細書では、針、薄片、薄膜、及び繊維のような粒子の形状を用いることも考えられている。超吸収性材料の粒子の集塊を用いることができる。また、超吸収性材料は、様々な長さ及び断面寸法とすることもできる。
【００３０】
本発明によれば、表面処理された吸収性材料を製造するのに適切な超吸収性材料は、適切には少なくとも約０．８、より適切には少なくとも約０．８５、更に適切には少なくとも約０．９０、更に適切には少なくとも約０．９５のゲル剛性指数を含むある一定の液体処理特性を有する。超吸収性材料のゲル剛性指数とは、一般的に、材料が荷重下の変形に抵抗する性能を意味し、本明細書では、約０．９ｐｓｉの荷重下で行った「荷重下吸収性試験」で判断される超吸収性材料の荷重下吸収性値（ＡＵＬ）を「遠心保持容量試験」により判断される超吸収性材料の遠心保持容量（ＣＲＣ）で割ったものであると特に定義される。「荷重下吸収性試験」及び「遠心容量試験」は、本明細書で後に説明する。
【００３１】
１つの特定的な実施形態では、本発明の表面処理した超吸収性材料の遠心保持容量（ＣＲＣ）は、「遠心保持容量試験」により判断される時に、少なくとも約２０グラム液体／超吸収性材料のグラム重、より適切には少なくとも約２３グラム液体／超吸収性材料のグラム重、更に適切には約２５グラム液体／超吸収性材料のグラム重、更に適切には少なくとも約２８グラム液体／超吸収性材料のグラム重である。
【００３２】
一例として、適切な超吸収性材料の１つは、米国ノースカロライナ州グリーンズボロ所在の「Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ，Ｉｎｃ．」により商品名「ＳＸＭ ９５４３」の下で製造されている。この超吸収性材料は、架橋ポリアクリル酸ナトリウムベースの（陰イオン性）ポリマーであり、上述のＡＵＬ試験で判断された０．９ｐｓｉ（６．２ｋＰａ）ＡＵＬが約２１．６ｇ／ｇ、ＣＲＣ試験で判断されたＣＲＣが約２３．２ｇ／ｇである。従って、このような超吸収性材料のゲル剛性指数は、約０．９３である。
【００３３】
表面処理された吸収性材料の表面処理剤には、少なくとも部分的には、超吸収性材料の外面の全体又は一部に付加され、超吸収性材料と反対に荷電する可能性がある水溶性非架橋ポリマーが含まれる。例えば、超吸収性材料が全体的に陰イオン性（例えば、少なくとも約７５重量％の陰イオン性ポリマーを含む）架橋ポリマーを含み、負に荷電する可能性を有する場合には、表面処理剤は、正に荷電する可能性を有する陽イオン性ポリマーを含む水溶性非架橋ポリマーを少なくとも部分的に含む。より詳細には、非架橋ポリマーは、少なくとも約５０重量％の陽イオン性ポリマー、より適切には少なくとも約６０重量％の陽イオン性ポリマー、更に適切には少なくとも約７０重量％の陽イオン性ポリマー、更に適切には少なくとも約８０重量％の陽イオン性ポリマーを含む。陽イオン性ポリマーは、適切には非架橋で水溶性であるが、この理由は後に明らかにする。
【００３４】
表面処理剤として用いるのに適切な合成の陽イオン性ポリマーの例には、ポリ（ビニルアミン）、ポリ（アリルアミン）、ポリ（エチレンイミン）、ポリ（アミノプロパノールビニルエーテル）、ポリ（アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド）、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）の塩又は部分塩が含まれる。適切な天然ベースの陽イオン性ポリマーの例には、部分的に脱アセチル化したキチン、キトサン、及びキトサン塩が含まれる。ポリアスパラギン、ポリリジン、ポリグルタミン、ポリアルギニンのような合成ポリペプチドは、適切な陽イオン性ポリマーの付加的な例である。
【００３５】
表面処理剤として用いるのに適切な合成陰イオン性ポリマーの例には、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、無水マレイン酸コポリマー、ポリビニル酢酸、ポリビニルホスホン酸、及びポリビニルスルホン酸の塩又は部分塩が含まれる。適切な天然ベースの陰イオン性ポリマーの例には、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルデンプン、カラギーナン、アルギン酸、及びアルギン酸塩が含まれる。ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、及びポリコハク酸のような合成ポリペプチドは、適切な陰イオン性ポリマーの付加的な例である。
【００３６】
超吸収性材料が全体的に陽イオン性（例えば、少なくとも約７５重量％の陽イオン性ポリマーを含む）架橋ポリマーを含む場合には、表面処理剤は、陰イオン性ポリマーを含む水溶性非架橋ポリマーを少なくとも部分的に含むことが適切である。より詳細には、非架橋ポリマーは、少なくとも約５０重量％の陰イオン性ポリマー、より適切には少なくとも約６０重量％の陰イオン性ポリマー、更に適切には少なくとも約７０重量％の陰イオン性ポリマー、更に適切には少なくとも約８０重量％の陰イオン性ポリマーを含む。陰イオン性ポリマーは、非架橋性で水溶性であることが適切であるが、この理由は後に明らかにする。
【００３７】
超吸収性材料上の表面処理ポリマーの濃度は、適切には、超吸収性材料の重量で約０．０５〜約１０パーセントの範囲、より適切には、超吸収性材料の重量で約０．５〜約５パーセントの範囲である。
【００３８】
表面処理剤は、水（及び、より詳細には蒸留水）のような可溶化剤を更に含むことができ、その場合、表面処理ポリマーが可溶化されて表面処理剤を超吸収性材料に付加することが容易になり、超吸収性材料の初期膨潤量が比較的少なくなる。表面処理ポリマーを水中で可溶化すると、表面処理剤は水溶液になる。
【００３９】
表面処理された吸収性材料を製造する１つの方法によれば、表面処理ポリマーは、表面処理ポリマーと反対に荷電する可能性がある超吸収性材料に付加される。また、本発明の範囲から逸脱することなく、表面処理ポリマーを付加する超吸収性材料のゲル剛性指数を少なくとも約０．８にすることができることが考えられている。特定的な実施形態では、水溶液は、表面処理ポリマーを水中で、及びより適切には蒸留水中で可溶化することにより調製される。
【００４０】
表面処理ポリマーを可溶化する水の量は、一般的に、水性表面処理剤を超吸収性材料に付加する時の超吸収性材料の望ましい「膨潤比」、及び表面処理ポリマーが超吸収性材料に残る望ましい濃度にも依存する。本明細書で用いる場合、膨潤比は、水性表面処理剤の水の量（重量による）／表面処理を行う超吸収性材料の１グラム重であると定義される。膨潤比が高ければ、表面処理ポリマーが超吸収性材料に深く浸透するように促進される。しかし、高分子量表面処理ポリマーを用いる場合には、潜在的粘性が高いために比較的高い膨潤比が必要である可能性がある。一例として、膨潤比は、適切には約０．５〜約２０の範囲、より適切には約０．５〜約１０の範囲、更に適切には約１〜約５の範囲である。
【００４１】
付加的な例として、１０グラムの超吸収性材料が表面処理されると仮定すると、超吸収性材料上の表面処理ポリマー濃度は、超吸収性材料の重量でほぼ２．５パーセントである。従って、必要な表面処理ポリマーの量は、２．５パーセント×１０グラム、すなわち、０．２５グラム重の表面処理ポリマーである。更に、望ましい膨潤比が約２．５であると仮定すると、表面処理剤を可溶化する水の必要量は、２．５×１０グラム、すなわち、２５グラム重の水である。
【００４２】
表面処理剤は、表面処理ポリマーを可溶化することにより形成した水溶液に超吸収性材料を入れて十分に混合（例えば、撹拌）することによって超吸収性材料に付加することが適切である。しかし、表面処理剤は、噴霧、凝縮、被覆などのような様々な他の適切な技術を用いて超吸収性材料に付加することができ、これも本発明の範囲に含まれることは理解される。
【００４３】
超吸収性材料を水溶液に入れて撹拌すると、少量の表面処理ポリマーと共に水が超吸収性材料に吸収される。処理した超吸収性材料には、次に、従来の乾燥工程を行って超吸収性材料の表面に残る水を除去し、超吸収性材料の表面上に表面処理ポリマーを残す。乾燥作業は、蒸発、真空吸引、熱乾燥、凍結乾燥、有機溶媒凝析、又は他の適切な除去技術によるものとすることができる。
【００４４】
超吸収性材料は、超吸収性材料と反対に荷電する可能性を有するポリマーで表面処理されているために、粒子が乾燥されるか又は飽和度が低い場合には、例えば、材料が流体放出を受けて実質的に膨潤する前には、表面処理された吸収性材料の粒子間に強力なイオン引力はない。粒子がその後に尿のような液体の放出を受けると、超吸収性材料は液体を吸収して膨潤する。その結果、陽イオン性領域及び陰イオン性領域の両方が表面処理された吸収性材料の粒子表面に存在するように、超吸収性材料が露出された状態になる。
【００４５】
膨潤粒子の１つの表面の陽イオンは、他の膨潤粒子表面の陰イオンを引き付けることになってその逆も同様であり、それによって粒子間の結合力が高まり、例えば、粒子が互いに「付着」させられる。これが起こった状態では、粒子間の動きが実質的に阻害され、超吸収性材料のゲル剛性指数が少なくとも約０．８である場合には、更に互いに固着した粒子が膨潤することにより、粒子間に開放空洞又は空気ポケットが発生することになる。着用者が座る、歩く、捻るなどを行うことにより粒子が圧力下で膨潤する時にこれらの開放空洞が維持及び／又は生成されると、表面処理された吸収性材料の透過率が実質的に増大する。
【００４６】
一例として、本明細書で後に説明する「荷重下ゲルベッド透過率試験」により判断される表面処理された吸収性材料の荷重下ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）は、少なくとも約２００×１０-9ｃｍ2、より適切には少なくとも約２５０×１０-9ｃｍ2、更に適切には少なくとも約３００×１０-9ｃｍ2、更に適切には少なくとも約３５０×１０-9ｃｍ2、更に適切には少なくとも約４００×１０-9ｃｍ2、更に適切には少なくとも約４５０×１０-9ｃｍ2、更に適切には少なくとも約５００×１０-9ｃｍ2、更に適切には少なくとも約５５０×１０-9ｃｍ2である。
【００４７】
付加的な例として、本明細書で後に説明する「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」により判断される表面処理された吸収性材料の自由膨潤ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）は、少なくとも約２，０００×１０-9ｃｍ2、２，５００×１０-9ｃｍ2、より適切には、少なくとも約３，０００×１０-9ｃｍ2である。
【００４８】
実験１
３つの市販の超吸収性材料の各々に、本明細書で後に説明するように「遠心保持容量（ＣＲＣ）試験」、「荷重下吸収性（ＡＵＬ）試験」、自由膨潤「ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）試験」、及び「荷重下ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）試験」が行われた。試験した超吸収性材料の２つは、米国ノースカロライナ州グリーンズボロ所在の「Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ，Ｉｎｃ．」からそれぞれ型式名称「Ｆａｖｏｒ ８８０」及び「ＳＸＭ ９５４３」で市販されている。他の試験した超吸収性材料は、米国ミシガン州ミッドランド所在の「Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ」から型式名称「Ｄｒｙｔｅｃｈ ２０３５」で市販されている。試験結果は、以下の表１に報告する。
【００４９】
（表１）
【００５０】
注意すべきことは、「Ｆａｖｏｒ ８８０」及び「Ｄｏｗ ２０３５」超吸収性材料の各々に対するゲル剛性指数が０．８よりも小さく、「ＳＸＭ ９５４３」超吸収性材料のゲル剛性指数が、適切には約０．８よりも大きく、より詳細には、約０．９３であることである。
【００５１】
次に、３つの異なる超吸収性材料の各々に表面処理剤を付加することにより表面処理された吸収性材料が作られた。より詳細には、蒸留水と、水を含む米国ノースカロライナ州シャーロット所在のＢＡＳＦから型式名称「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＰＲ８１０６」で入手可能な溶液とを含む水溶液を１００ｍｌビーカに調製した。「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＰＲ８１０６」は、水中に２５重量パーセントのポリビニルアミン（陽イオン性ポリマーである）を含む水溶液である。「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＰＲ８１０６」の量及び蒸留水の量のそれぞれは、３０グラム重の乾燥超吸収性材料を処理することに基づいており、超吸収性材料に付加されるポリビニルアミンポリマーのターゲット濃度、並びにターゲット膨潤比に依存する。
【００５２】
一例として、望ましいポリビニルアミン（表面処理ポリマー）濃度が約２．５重量パーセントの超吸収性材料である場合には、ほぼ０．７５グラム重のポリビニルアミンが必要であった。「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＰＲ８１０６」は水中で２５重量パーセントのポリビニルアミンであるために、ビーカに加える「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＰＲ８１０６」の量は、ほぼ３グラム重であった（例えば、その０．７５グラムはポリビニルアミンであり、２．２５グラムは水であった）。約２．５の望ましい膨潤比に対しては、ビーカに形成される水溶液には、ほぼ７５グラム重の水が含まれた。「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＰＲ８１０６」は既に２．２５グラム重の水を含むために、ビーカに付加的に７２．７５グラム重の蒸留水を加え、混合物を撹拌して水溶液を形成した。
【００５３】
次に、処理される３０グラムの乾燥超吸収性材料をビーカに加え、水溶液の全てが吸収されるまで手で十分に撹拌した。処理した超吸収性材料を８インチ×１０インチの皿に入れて米国イリノイ州マクゴー・パーク所在の「Ｂａｘｔｅｒ科学製品部門」から入手可能な「Ｂａｘｔｅｒ定温オーブン」（型番：ＤＫ−６３）に入れて６０℃で少なくとも１５時間乾燥し、その後、低速の「Ｏｓｔｅｒｉｚｅｒ」配合機で１０秒間粉砕して粒子にした。次に、得られた超吸収性粒子を篩いに掛け、３００〜６００ミクロンの類別物を吸収性関連の評価に用いた。表面処理された吸収性材料には、それぞれ本明細書で後に説明する「ＣＲＣ試験」、０．９ｐｓｉでの「ＡＵＬ試験」、自由膨潤「ＧＢＰ試験」、及び「荷重下ＧＢＰ試験」が行われた。行った試験の結果を表２に示す。
【００５４】
（表２）
【００５５】
ゲル剛性指数が０．８よりも小さい「Ｆａｖｏｒ ８８０」超吸収性材料に対しては、超吸収性材料と反対に荷電する可能性がある表面処理剤を付加すると、表面処理された吸収性材料の自由膨潤ゲルベッド透過率（例えば、０ｐｓｉのＧＢＰ）を増大させたが、表面処理された吸収性材料の荷重下ゲルベッド透過率（例えば、０．３ｐｓｉでのＧＢＰ）にほとんど影響を及ぼさなかった。同じくゲル剛性指数が０．８よりも小さい表面処理「Ｄｏｗ ２０３５」超吸収性材料の荷重下ゲルベッド透過率は、ある程度増大したが、望ましいほどは増大しなかった。しかし、表面処理剤をゲル剛性が約０．９３である「ＳＸＭ ９５４３」超吸収性材料に付加すると、表面処理された吸収性材料の自由膨潤ＧＢＰ及び荷重下ＧＢＰの両方が実質的に増大した。
【００５６】
しかし、処理済み「ＳＸＭ ９５４３」の荷重下ゲルベッド透過率は、比較的高濃度の表面処理剤により悪影響を及ぼされる傾向がある。例えば、ポリビニルアミン濃度が約５重量パーセント、膨潤比が２．５に対する荷重下ＧＢＰは、ポリビニルアミン濃度が約２．５重量パーセントで同じ膨潤比に対する荷重下ＧＢＰよりも実質的に小さい。これは、高表面処理剤濃度により、その下にある超吸収性材料が膨潤することが阻害され、それによって表面処理された吸収性材料の荷重下吸収性（０．９ｐｓｉでのＡＵＬ）が減少するためであろう。
【００５７】
また、膨潤比は、表面処理ポリマーが超吸収性材料上に適切に分配されるのに十分であるべきであるが、表面処理ポリマーが超吸収性材料中に過剰に浸透しないほど適切に十分に低いことにも注意されたい。例えば、ポリビニルアミン濃度約２．５重量パーセントに対する荷重下ＧＢＰは、膨潤比が１．２５から２．５まで増大する時に増大したが、膨潤比が更に５まで増大する時には減少した。
【００５８】
実験２
別の実験では、表面処理を行っていない「Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ，Ｉｎｃ．」から入手可能な「ＳＸＭ ９５４３」超吸収性材料に対して本明細書で後に説明する「ＣＲＣ試験」、０．９ｐｓｉ（６．２ｋＰａ）での「ＡＵＬ試験」、「自由膨潤ＧＢＰ試験」、及び「荷重下ＧＢＰ試験」が行われた。次に、本発明による表面処理された吸収性材料が以下のように作られた。蒸留水１，２１０グラムをカナダオンタリオ州ニューヨーク所在の「Ｈｏｂａｒｔ Ｃａｎａｄａ」により製造される１ガロン「Ｈｏｂａｒｔｓ（登録商標）」混合機型番Ｎ５０に注入し、次に、混合機を比較的低速（設定１）で撹拌しながら、米国ノースカロライナ州シャーロット所在のＢＡＳＦから型式名称「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＶＦＨ」の下で入手可能な溶液５４グラムを混合機に加えた。
【００５９】
撹拌は、約５分間又は「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＶＦＨ」が完全に溶解するまで続けられた。「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＶＦＨ」は、水中に２２〜２４重量パーセントのポリビニルアミンを含む水溶液である。この溶液に、５００グラムの乾燥「ＳＸＭ ９５４３」超吸収性材料を加え、比較的高速（設定２）で約５分間十分に撹拌した。表面処理された吸収性材料を２つの１０インチ×２０インチの皿に入れ、８０℃の「Ｂａｘｔｅｒ」オーブンで少なくとも１５時間乾燥し、次に、低速の「Ｏｓｔｅｒｉｚｅｒ（登録商標）」配合機で約１０秒間粉砕した（毎回、処理済み超吸収性構造体約５０グラムを配合機に加えた）。粉砕済み超吸収性構造体を篩いに掛け、３００〜６００ミクロンの粒子を評価に用いた。次に、表面処理された吸収性材料に「ＣＲＣ試験」、０．９ｐｓｉでの「ＡＵＬ試験」、自由膨潤「ＧＢＰ試験」、及び「荷重下ＧＢＰ試験」が行われた。結果を以下の表３に示す。
【００６０】
（表３）
【００６１】
一実施形態では、本発明の吸収性構造には、親水性繊維と本発明により作られた表面処理された吸収性材料とを含む不織ウェブが含まれる。適切な親水性繊維の例には、セルロース繊維のような本質的に濡れ性の材料から成る天然有機繊維が含まれる。セルロース繊維の適切な供給源には、漂白クラフト軟材又は硬材、高収量木材繊維、及び「ケミサーモメカニカルパルプ」繊維のような木材繊維と、バガス繊維、トウワタフラフ繊維、麦かん、ケナフ、麻、パイナップル葉繊維、又はピートモスが含まれる。また、再生セルロース及び渦巻状化学的補剛セルロース繊維のような他の親水性繊維を高密度化して、湿潤すると嵩高に膨張することができる吸収性構造体を形成することができる。また、パルプ繊維は、ホルムアルデヒド又はその誘導体、グルタルアルデヒド、エピクロルヒドリン、尿素又は尿素誘導体のようなメチロール化化合物、無水マレイン酸、非メチロール化尿素誘導体、クエン酸、又は他のポリカルボン酸のような散無水物などの架橋剤を用いることにより補剛することができる。
【００６２】
適切な親水性繊維の一例は、米国アラバマ州クーサリバー所在の「Ｂｏｗａｔｅｒ」から型式名称「ＣＲ１６５４」で市販されており、これは、主に軟材繊維を含む漂白した高吸収性の硫酸塩木質パルプである。別の適切な親水性繊維は、米国ワシントン州フェデラルウェイ所在の「Ｗｅｙｅｒｈａｕｓｅｒ」から型式名称「ＮＢ−４１６」で市販されており、これは、漂白した南方軟材パルプである。
【００６３】
適切な親水性繊維の他の例には、レーヨン繊維のようなセルロース又はセルロース誘導体から成る合成繊維、ガラス繊維のような本質的に濡れ性の材料から成る無機繊維、特定のポリエステル又はポリアミド繊維のような本質的に濡れ性の熱可塑ポリマーで作られる合成繊維、適切な手段で親水性にしたポリプロピレン繊維のような非濡れ性の熱可塑ポリマーから成る合成繊維が含まれる。繊維は、例えば、シリカで処理するか、適切な親水性成分を有して繊維から容易に除去されない材料で処理するか、又は、繊維の形成中又はその後に親水性ポリマーで非濡れ性の疎水性繊維を外装することによって親水性にすることができる。
【００６４】
本発明の目的に対しては、上述の様々な種類の繊維の選択した配合物を用いることができるように考えられている。更に、繊維の選択は、その代わりに又は付加的に、親水性であるか又は親水性になるように処理されて熱活性化で結合することにより吸収性構造体の一体性及び／又は柔らかさを向上させるために用いられる２成分又は２組成繊維を含むことができる。
【００６５】
また、吸収性構造体は、その代わりに又は付加的に、本発明の範囲から逸脱することなく疎水性繊維を含むことができるように考えられている。別の実施形態では、吸収性構造体は、従来の発泡技術を用いて吸収性構造体を形成することなどにより表面処理された吸収性材料のみを含むことができる。
【００６６】
吸収性構造体は、空気形成、空気堆積、コフォーム、湿潤堆積、ボンデッドカーデッドによるなどのあらゆる従来の方式で、又は繊維及び吸収性材料を混ぜ合わせて不織ウェブを形成する他の公知の技術により形成することができる。また、吸収性構造体は、あらゆる形状の単層とすることも多層とすることもできる。また、吸収性構造体は、発泡体構造とすることができ、又は、表面処理された吸収性材料が透湿性及び親水性のある繊維又はウェブの少なくとも１つの層上に又はこのような層の間に均一な又はパターン状のアレイに配置された積層体とすることもできる。
【００６７】
吸収性構造体は、その意図する目的に適切な実質的にあらゆる形状及び大きさとすることができる。また、吸収性構造体は、並列関係又は面合わせ関係に位置決めすることができる２つ又はそれよりも多い不織ウェブ又は層を含むことができ、隣接するウェブ又は層の全て又は一部分は、互いに固定されて吸収性構造体を形成することができる。
【００６８】
表面処理された吸収性材料は、親水性繊維と実質的に均質に混合して、吸収性材料及び繊維を吸収性構造中に均一に分配することができる。代替的に、表面処理された吸収性材料は、構造体の幅にわたって、長さに沿って、及び／又は厚さを通してなどにより吸収性構造内に不均一に分配され、吸収性材料が内部に分配される構造体の個別のターゲット領域又は区域を形成することができる。また、吸収性構造内の表面処理された吸収性材料の濃度は、吸収性構造体の厚さの全て又は一部を通して、幅の全て又は一部にわたって、及び／又は長さの全て又は一部に沿って不均一とすることができる。
【００６９】
一般的に、吸収性構造内の表面処理された吸収性材料の濃度は、適切には、吸収性構造体の全重量に基づいて約９０重量パーセント又はそれよりも少ないが、いずれの場合でもゼロよりは大きい。一実施形態では、吸収性構造内の表面処理された吸収性材料の濃度は、適切には約５〜約９０重量パーセントの範囲、より適切には約４０〜約９０重量パーセントの範囲、更に適切には約４０〜約８０重量パーセントの範囲である。別の実施形態では、吸収性構造内の表面処理された吸収性材料の濃度は、約４０〜約６０重量パーセントの範囲である。
【００７０】
吸収性構造体は、吸収性構造体の一体性及び／又は形状を維持するために適切なティッシュ又はウェブラップによって包むか又は他の方法で取り囲むことができ、又はそうでなくてもよい。
【００７１】
上述のように、本発明により形成された吸収性構造体を吸収性物品に組み込むことができる。本明細書で用いる場合、吸収性物品とは、着用者の身体に接触又は近接して（例えば、身体に隣接して）身体から排出される様々な廃棄物を吸収及び／又は保持することができる物品を意味する。使い捨て物品のような一部の吸収性物品は、洗濯するか又は他の方法で復元して再使用する代わりに、限定された期間使用した後に廃棄されるように意図されている。一実施形態では、本発明の吸収性物品には、外側カバーと、外側カバーと対面する関係に位置決めされ、着用者の身体と隣接する関係になった身体側ライナと、外側カバーとライナの間に配置された吸収性本体とが含まれる。身体側ライナは、一般的に外側カバーと同じ広がりを有することができ、又はその代わりに、必要に応じて外側カバーの区域よりも大きいか又は小さい区域の上に重なることができる。
【００７２】
一実施形態では、外側カバーは延伸可能であり、幾分弾性があってもなくてもよい。より詳細には、外側カバーは、流体放出を受けた吸収性本体の重量の下で延伸した状態で外側カバーがその本来の位置まで実質的に収縮することにならないように十分に伸張可能である。しかし、その代わりに、外側カバーは、ほぼ伸張不能にすることもでき、これも本発明の範囲に留まるように考えられている。
【００７３】
外側カバーは、単層構造とすることができ、又は多層積層体構造として望ましいレベルの伸張性、並びに液体不透過性及び蒸気透過性を与えることができる。例えば、外側カバーは、蒸気透過性材料で構成された外側層と、液体不透過性材料で構成された内側層とを含み、２つの層が適切な積層接着剤又は他の結合技術により互いに固定された２層構成とすることができる。蒸気透過性の外側層は、あらゆる適切な材料とすることができるが、ほぼ布状のきめを有することが望ましい。外側層に適切な材料には、不織ウェブ、織材料、編み材料、及びフィルムが含まれる。不織布又はウェブは、多くの公知の工程、例えば、ボンデッドカーデッドウェブ工程、メルトブロー工程、及びスパンボンド工程で形成されている。
【００７４】
外側カバーの液体不透過性内側層は、蒸気透過性（すなわち、「通気性」）又は蒸気不透過性のいずれかとすることができる。内側層は、薄いプラスチックフィルムで製造されることが望ましいが、他の可撓性のある液体不透過性材料を用いることもできる。より詳細には、内側層は、キャスト又はブローンフィルム機器で製造することができ、共押出しすることができ、必要に応じてエンボス加工することができる。内側層は、それ以外にあらゆる適切な非弾性ポリマー組成物で製造することができ、また、複数の層を含むことができることが理解される。内側層が蒸気透過性である場合には、それは、炭酸カルシウムなどの微小孔生成充填剤、二酸化チタンなどの乳白剤、及び珪藻土などの粘着防止剤のような充填剤を含有することができる。内側層に適切なポリマーには、以下に限定されるものではないが、ポリオレフィン、又はポリオレフィン、ナイロン、ポリエステル、及びエチレンビニルアルコールの配合物のような非弾性押出し可能ポリマーが含まれる。より詳細には、有用なポリオレフィンには、ポリプロピレン及びポリエチレンが含まれる。他の有用なポリマーには、ポリプロピレン及び低密度ポリエチレン又は鎖状低密度ポリエチレンのコポリマーのような、Ｓｈｅｔｈに付与されて「Ｅｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐａｔｅｎｔｓ Ｉｎｃ．」に譲渡された米国特許第４，７７７，０７３号に説明されているようなものが含まれる。
【００７５】
身体側ライナは、柔軟で柔らかい感触であり、着用者の皮膚に刺激がないことが適切であり、これは、吸収性本体から着用者の皮膚を隔離するのを助けるために用いられる。ライナは、吸収性本体よりも親水性が小さくて着用者に比較的乾燥した表面を呈することが望ましく、液体透過性になるのに十分な多孔性であることにより液体がその厚さを通して容易に透過することができる。適切な身体側ライナは、各種のウェブ材料で製造することができる。ライナには、合成及び天然繊維のいずれか又は両方を含む様々な織及び不織布又はフィルム積層体を用いることができる。例えば、身体側ライナは、望ましい繊維のメルトブローン又はスパンボンデッドウェブで構成することができ、又はボンデッドカーデッドウェブで構成することもできる。また、異なる繊維デニールを有することができる異なる材料の層を用いることもできる。様々な布は、天然繊維、合成繊維、又はその組合せで構成することができる。また、身体側ライナは、流体の取得を促進するために又は審美的に好ましいパターンを付与するために穿孔することもできる。
【００７６】
吸収性物品の様々な構成要素は、接着剤、音波結合、熱結合、又はその組合せのような適切な形式の取付け法を用いて互いに組み立てられる。例えば、一実施形態では、外側カバー及び吸収性本体は、ホットメルト又は感圧接着剤のような接着剤の線で互いに固定される。また、身体側ライナは、外側カバーに固定され、同じ形式の取付け法を用いて吸収性本体にも固定することができる。
【００７７】
本発明によれば、吸収性本体には、少なくとも部分的には、本明細書で上述したような吸収性構造体が含まれる。吸収性本体は、本発明の範囲から逸脱することなく、上に重なった関係又は並列関係などで吸収性構造体の１つ又はそれよりも多くを含むことができ、及び／又は吸収性構造体に加えてサージ層のような１つ又はそれよりも多くの層を含むことができるように考えられている。
【００７８】
ここで、本明細書で先に参照した様々な試験を以下に説明する。
【００７９】
自由膨潤ゲルベッド透過率試験
本明細書で用いる場合、「自由膨潤ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）試験」は、一般的に「自由膨潤」条件と呼ばれる条件の下でゲル粒子（例えば、表面処理済み吸収性材料又は表面処理前の超吸収性材料など）の膨潤ベッドの透過率を判断するものである。「自由膨潤」という用語は、これから説明するように試験溶液を吸収する時に制限荷重なしにゲル粒子が膨潤することができることを意味する。「ゲルベッド透過率試験」に適切な装置は、図１及び図２に全体的に２８で示されている。試験装置２８には、全体的に３０で示すサンプル容器及び全体的に３６で示すピストンが含まれる。ピストン３６には、シャフトの縦方向軸線に下向きに穿孔された同心の円筒形穴４０を有する円筒形「ＬＥＸＡＮ」シャフト３８が含まれる。シャフト３８の両端を機械加工し、それぞれ４２及び４６で示す上端及び下端を設ける。４８で示す重りが一端４２に載せられており、それは、少なくともその中心の一部分を通って穿孔された円筒形の穴４８を有する。
【００８０】
円形のピストンヘッド５０を他端４６に位置決めし、各々直径が約０．９５ｃｍの７個の穴の同心内側リング６０と、これも各々直径が約０．９５ｃｍの１４個の穴の同心外側リング５４とを設ける。穴５４及び６０は、ピストンヘッド５０の上部から下部まで穿孔されたものである。ピストンヘッド５０はまた、その中心に穿孔された円筒形の穴６２を有し、シャフト３８の端部４６を受け取る。ピストンヘッド５０の下部はまた、２軸延伸１００メッシュステンレス鋼スクリーン６４で覆うことができる。
【００８１】
サンプル容器３０には、シリンダ３４と、２軸延伸して緊縮させてシリンダの下端に取り付けられた４００メッシュステンレス鋼布スクリーン６６とが含まれる。図１に６８で示すゲル粒子サンプルは、試験中にシリンダ３４内のスクリーン６６上に支持される。
【００８２】
シリンダ３４は、透明「ＬＥＸＡＮ」ロッド又は同等の材料に穿孔することができ、又は「ＬＥＸＡＮ」チューブ又は同等の材料から切断することもでき、内径が約６ｃｍ（例えば、断面積が約２８．２７ｃｍ2）、壁厚が約０．５ｃｍ、高さがほぼ１０ｃｍである。スクリーン６６の上方の高さほぼ７．８ｃｍのシリンダ３４の側壁に排水穴（図示せず）を形成し、液体がシリンダから排水されるようにして、それによってサンプル容器内の流体レベルをスクリーン６６の上方ほぼ７．８ｃｍに維持することができる。ピストンヘッド５０は、「ＬＥＸＡＮ」ロッド又は同等の材料を機械加工して作られ、高さほぼ１６ｍｍであり、直径がシリンダ３４内部に適合し、壁間隙が最小であるが依然として自由に滑る大きさにされる。シャフト３８は、「ＬＥＸＡＮ」ロッド又は同等の材料を機械加工して作られ、外径が約２．２２ｃｍ、内径が約０．６４ｃｍである。
【００８３】
シャフトの上端４２は、長さほぼ２．５４ｃｍ、直径ほぼ１．５８ｃｍであり、重り４８を支持するための環状肩部４７を形成する。環状重り４８の内径は約１．５９ｃｍであり、シャフト３８の上端４２上に滑り、それに形成された環状肩部４７に載るようになっている。環状重り４８は、ステンレス鋼又は０．９重量パーセント塩化ナトリウム蒸留水溶液である試験溶液の存在下で耐腐食性の他の適切な材料で作ることができる。ピストン３６及び環状重り４８を組み合わせた重量は、ほぼ５９６グラム（ｇ）に等しく、これは、約２８．２７ｃｍ2のサンプル面積にわたって約０．３ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）又は約２０．７ダイン／ｃｍ2（２．０７ｋＰａ）であるサンプル６８に加えられた圧力に一致する。
【００８４】
試験溶液が、以下に説明するように試験中に試験装置を通して流れる時に、サンプル容器３０は、全体的に１６メッシュ剛直ステンレス鋼支持スクリーン（図示せず）上に載っている。代替的に、サンプル容器３０は、支持リングが容器の下部からの流れを制限しないようにシリンダ３４と実質的に等しい直径方向の大きさにされた支持リング（図示せず）上に載せることができる。
【００８５】
「自由膨潤」条件下で「ゲルベッド透過率試験」を行うために、重り４８を載せたピストン３６を空のサンプル容器３０に入れ、圧板を除去して０．０１ｍｍ精度の適切なゲージを用いて高さを測定する。各サンプル容器３０を空にして高さを測定し、複数の試験装置を用いる場合には、どのピストン３６及び重り４８を用いるかの経過を把握することが重要である。後にサンプル６８を飽和させてから膨潤させる時に測定するために、同じピストン３６及び重り４８を用いる必要がある。
【００８６】
試験するサンプルは、米国標準３０メッシュスクリーンを通して事前に篩い分けし、米国標準５０メッシュスクリーン上に保持された粒子から調製される。その結果、試験サンプルには、約３００〜約６００ミクロンの範囲の大きさの粒子が含まれる。粒子は、手動又は自動で事前に振り分けることができる。ほぼ０．９グラムのサンプルをサンプル容器３０に入れ、サンプル容器の下部で均等に広げる。０．９グラムのサンプルを入れてピストン３６及び重り４８を出した容器は、次に、試験溶液に約６０分間浸漬してサンプルを飽和させ、制限荷重を掛けることなくサンプルを膨潤させる。
【００８７】
この期間の終了時に、ピストン３６及び重り４８アセンブリをサンプル容器３０の飽和サンプル６８上に置き、その後、サンプル容器３０、ピストン３６、重り４８、及びサンプル６８を溶液から除去する。飽和サンプル６８の厚さは、ゼロ点が最初の高さ測定から変化していなければ同じ厚さゲージを用いて重り４８の下部からシリンダ３４の上部までの高さを再び測定することにより判断される。サンプル６８を飽和した後に得られた高さ測定値から、空のサンプル容器３０、ピストン３６、及び重り４８を測定することから得られた高さ測定値が差し引かれる。得られる値は、膨潤サンプルの厚さ、すなわち、高さ「Ｈ」である。
【００８８】
透過率測定は、飽和サンプル６８、ピストン３６、及び重り４８を内部に入れたサンプル容器３０に試験溶液の流れを送出することにより開始される。試験溶液を容器に流す流量を調節し、流体の高さをサンプル容器の下部の上方約７．８ｃｍに維持する。サンプル６８を通過する溶液量対時間は、重量測定法で測定する。流体レベルが高さ約７．８ｃｍに安定して維持された状態で、データ点は、少なくとも２０秒間にわたって毎秒収集される。膨潤サンプル６８を通る流量Ｑは、サンプル６８を通過する流体（グラム単位）対時間（秒単位）の線形最小二乗当て嵌め法によりグラム／秒（ｇ／ｓ）単位で判断される。
【００８９】
ｃｍ2単位の透過率は、以下の式により得られる。
【００９０】
Ｋ＝［Ｑ*Ｈ*μ］／［Ａ*ρ*Ｐ］
【００９１】
ここで、Ｋ＝透過率（ｃｍ2）、Ｑ＝流量（ｇ／ｓｅｃ）、Ｈ＝サンプルの高さ（ｃｍ）、μ＝液体粘性（ポアズ）（この「試験」に用いた試験溶液では、ほぼ１センチポアズ）、Ａ＝液体流に対する断面積（ｃｍ2）、ρ＝液体密度（ｇ／ｃｍ3）（この「試験」に用いた試験溶液では、ほぼ１ｇ／ｃｍ3）、及びＰ＝静水圧（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ2）（通常、ほぼ３，９２３ｄｙｎｅｓ／ｃｍ2）である。静水圧は、次式で計算される。
【００９２】
Ｐ＝ρ*ｇ*ｈ
【００９３】
ここで、ρ＝液体密度（ｇ／ｃｍ3）、ｇ＝重力加速度、公称９８１ｃｍ／ｓｅｃ2、及びｈ＝流体高さ、例えば、本明細書に説明する「ゲルベッド透過率試験」では７．８ｃｍである。
【００９４】
最少でも３つのサンプルを試験し、結果を平均してサンプルのゲルベッド透過率を判断する。
【００９５】
荷重下ゲルベッド透過率試験
本明細書で用いる場合、「荷重下ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）試験」は、本明細書ではそれ以外に０．３ｐｓｉでのＧＢＰとも呼ばれ、一般的に「荷重下」条件と呼ばれる条件下でゲル粒子（例えば、本明細書で用いられる時の用語である超吸収性材料又は吸収性材料）の膨潤ベッドの透過率を判断するものである。「荷重下」という用語は、着用者が座ったり、歩いたり、捻ったりする時のように粒子に加えられる通常の使用時荷重とほぼ一致する荷重により粒子の膨潤が制限されることを意味する。
【００９６】
より詳細には、「荷重下ゲルベッド透過率試験」は、上述の「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」と以下の例外を除いて実質的に同じである。ほぼ０．９グラムのサンプルをサンプル容器３０に入れてサンプル容器の下部に均等に広げ、ピストン３６及び重り４８が、サンプル容器（ピストン及び重りを入れたもの）を試験溶液（０．９重量％ＮａＣｌ生理食塩水）に約６０分間浸漬する前にサンプル容器内のサンプル上に置かれる。その結果、サンプルが飽和して膨潤する時に０．３ｐｓｉ制限荷重がサンプルに加わる。
【００９７】
荷重下吸収性試験
「荷重下吸収性（ＡＵＬ）試験」は、材料を０．９ｐｓｉ荷重下にしながら、ゲル粒子サンプル（例えば、表面処理済み吸収性材料又は表面処理前の超吸収性材料など）が室温の塩化ナトリウムの０．９重量パーセント蒸留水溶液（試験溶液）を吸収する機能を測定するものである。「ＡＵＬ試験」を行うための装置１０６を図３に示しており、全体的に１００で示す「要求吸収性試験器（ＤＡＴ）」を含み、これは、米国マサチューセッツ州ダナーズ所在のＭ／Ｋ・システムズから入手可能な「重量分析吸収性試験システム（ＧＡＴＳ）」及び「ＩＮＤＡ技術シンポジウム抄録集」、１９７４年３月の１２９〜１４２頁にＬｉｃｈｓｔｅｉｎにより説明されたシステムに類似している。
【００９８】
試験装置は、全体として１０１（図４）で示されており、そこに形成された空洞１０２及び空洞に入れた多孔性プレート１０３を有し、プレートを通って延びる複数の穴１０４により形成された直径約２．５４ｃｍの中心の孔領域を有する試験スタンドを更に含む。図４に示す空洞１０２の直径は約３．２ｃｍ、多孔性プレート１０３の直径は約３．１ｃｍであり、各々直径が約０．３ｃｍの７つの穴１０４を含む。穴１０４の１つは中心に位置し、残る６つの穴は、中心穴の中心から各隣接する穴の中心までの間隔が約１センチメートルになるように中心穴の周りに同心円状に位置決めされている。
【００９９】
試験するサンプル１１０を含むためのサンプル容器には、シリンダ１１２と、２軸延伸して緊縮させてシリンダの下端に取り付けたステンレス鋼布スクリーン１１４とが含まれる。シリンダ１１２は、透明「ＬＥＸＡＮ」ロッド又は同等の材料に穿孔することができ、又は「ＬＥＸＡＮ」チューブ又は同等の材料から切断することもでき、内径が約１インチ（約２．５４ｃｍ）である。ステンレス鋼布スクリーン１１４は、１００メッシュスクリーンであることが適切である。
【０１００】
ディスク又はピストン１１６は、「ＬＥＸＡＮ」ロッド、「Ｐｌｅｘｉｇｌａｓｓ」、又は同等の材料を機械加工して作られ、壁間隙が最小であるが依然として自由に滑るようにシリンダ１１２内に適合する直径にされる。ピストン１１６の高さは、ほぼ０．８ｃｍであり、ピストンの重量は、約４．４グラムにして容器内のサンプルの断面積にわたる荷重が約０．０１ｐｓｉになるようにすることが適切である。重り１１８は、ピストン１１６に載ってサンプル上の荷重（例えば、ピストンの重量に加えて）を増大させる大きさ（例えば、直径約２．５ｃｍ）にされる。例えば、約３１７グラムの重りを用いて、容器内のサンプルの断面積にわたり約０．９ｐｓｉの荷重（例えば、ピストン重量を含む）を与える。
【０１０１】
空洞１０２、及び従って多孔性プレート１０３は、適切な導管１２２を通じて試験溶液（室温の０．９重量パーセント塩化ナトリウム蒸留水溶液）を含有するリザーバ１２０と流体連通する。図３に示すように、リザーバ１２０は、静電気秤１０８上に着座している。
【０１０２】
米国標準３０メッシュスクリーンを通して粒子を篩い分けし、米国標準５０メッシュスクリーン上に粒子を保持させ、サンプルが約３００〜約６００ミクロンの範囲の大きさの粒子を含むようにすることにより、約０．１６０グラムの重さのゲル粒子のサンプル１１０を調製する。サンプルは、適切な秤量紙に載せて秤量し、次に、粒子が均一に分布して容器の下部でスクリーンの上に重なるように、サンプル容器（ピストン１１６を除去した）の中に装填される。サンプル容器を軽く叩いて容器内の粒子のベッドを平らにする。
【０１０３】
「ＡＵＬ試験」は、ＧＦ／Ａガラスフィルタ紙１２４の円形の一片を多孔性プレート１０３上に形成された穴１０４を覆って置き、導管１２２を通じてリザーバ１２０から多孔性プレートまで送出される試験溶液によって飽和させることにより開始される。紙１２４は、シリンダ１１２の内径よりも大きく、外径よりも小さい大きさにし、穴１０４にわたる蒸発を阻害しながら確実に良好に接触させることが適切である。この時点で、静電気秤１０８のゼロ点を合わせる。ピストン１１６及び重り１１８を容器内のサンプル上に置き、容器（サンプル、ピストン、及び重りを入れたもの）を飽和ガラスフィルタ紙１２４を覆ってプレート１０３上に置き、試験溶液が導管１２２、プレート１０２の穴１０４、及びフィルタ紙を通じて容器内のサンプルに取り込まれることを可能にする。
【０１０４】
静電気秤１０８を用いて、試験溶液のサンプルまでの流れを約６０分にわたって測定する。約６０分後にサンプルに取り込まれた溶液の量（グラム）をサンプルの乾燥重量（例えば、約０．１６０グラム）で割ったものが、液体のグラム／サンプルグラム重量で表されるサンプルのＡＵＬ値である。
【０１０５】
測定値の精度は、２回検査して確認することができる。第１に、サンプル容器の下部のスクリーン１１４の上方にピストン１１６の高さが上昇した値にピストンの断面積を乗じたものは、６０分間にわたってサンプルに取り込まれた溶液の量とほぼ等しくなるべきである。第２に、サンプル容器は、試験の前（例えば、超吸収性材料が乾燥している間）及びその後に重量を測定し、その重量の差は、６０分間にわたってサンプルに取り込まれる溶液の量にほぼ等しくなるべきである。
【０１０６】
最低でも３回試験を行い、結果を平均して０．９ｐｓｉでのＡＵＬ値を判断する。サンプルは、２３±１℃及び５０±２パーセント相対湿度で試験する。
【０１０７】
遠心保持容量試験
「遠心保持容量（ＣＲＣ）試験」では、ゲル粒子（例えば、表面処理済み吸収性材料又は表面処理される前の超吸収性材料など）を飽和し、制御した条件下で遠心分離が行われた後に液体をその内部に保持する機能を測定する。得られる保持容量は、サンプルのグラム重量あたりの保持された液体のグラム（ｇ／ｇ）で表される。試験されるサンプルは、米国標準３０メッシュスクリーンを通して事前に篩い分けされ、米国標準５０メッシュスクリーン上に保持された粒子から調製される。その結果、サンプルには、約３００〜約６００ミクロンの範囲の大きさの粒子が含まれる。粒子は、手動又は自動で事前に篩い分けすることができ、試験するまで密封気密容器に保存される。
【０１０８】
保持容量は、試験溶液（０．９重量パーセント塩化ナトリウムの蒸留水溶液）がサンプルに自由に吸収されるようにしながらサンプルを収容することになる水透過率バッグに０．２±０．００５グラムの事前に篩い分けしたサンプルを入れることにより測定する。米国コネチカット州ウィンザーロックス所在のデクスター・コーポレーションから入手可能な型式番号「１２３４Ｔ」ヒートシール可能フィルタ紙のようなヒートシール可能なティーバッグ材料は、ほとんどの用途で良好に機能する。このバッグは、バッグ材料の５インチ×３インチサンプルを半分に折って２つの開放縁部をヒートシールし、２．５インチ×３インチの矩形パウチを形成することにより形成される。ヒートシールは、材料の縁部の内側約０．２５インチとすべきである。サンプルをパウチに入れた後に、パウチの残りの開放縁部もヒートシールする。空のバッグも作って対照として用いる。試験のために３つのサンプル（例えば、充填して密封したバッグ）を調製する。充填したバッグは、直ちに密封容器に入れなければ、調製して３分以内に試験する必要があり、密封容器に入れる場合は、充填したバッグは、調製から３０分以内に試験すべきである。
【０１０９】
バッグは、３インチ開口部を有する２つの「ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）」被覆ガラス繊維スクリーン（米国ニューヨーク州ピーターズバーグ所在のタコニック・プラスチックス・インコーポレーテッド）の間に挟んで２３℃の試験溶液の皿に浸漬し、バッグが完全に濡れるまでスクリーンが確実に押し下げられるようにする。湿潤後、サンプルは、溶液中に約３０±１分間入れたままにし、その時点で溶液から除去して非吸収性の平坦な表面に一時的に置く。複数回試験するために、２４個のバッグが皿内で飽和した後に、皿を空にして新しい試験溶液を補充すべきである。
【０１１０】
次に、サンプルに約３５０のｇの力を与えることができる適切な遠心分離機のバスケットに湿潤バッグを入れる。適切な遠心分離機の１つは、水収集バスケット、デジタルｒｐｍゲージ、及びバッグサンプルを保持して排水するように構成された機械加工排水バスケットを有する「Ｈｅｒａｅｕｓ ＬａｂｏＦｕｇｅ ４００」である。複数のサンプルを遠心分離する場合には、サンプルは、遠心分離機内の対向する位置に置き、回転する時にバスケットの均衡を取るようにすべきである。バッグ（湿潤した空のバッグを含む）は、約１，６００ｒｐｍ（例えば、目標の約３５０のｇの力を達成するための）で３分間遠心分離する。バッグを除去して重さを量るが、最初に空のバッグ（対照）の重さを量り、次にサンプルを含むバッグの重さを量る。サンプルに保持される溶液の量は、バッグ自体に保持される溶液を考慮すると、流体のグラム／サンプルのグラムで表されるサンプルの遠心保持容量（ＣＲＣ）である。より詳細には、保持容量は、以下のように判断される。
ＣＲＣ＝（遠心分離後のサンプル／バッグ重量−遠心分離後の空のバッグ重量−乾燥サンプル重量）／乾燥サンプル重量
【０１１１】
３つのサンプルを試験して結果を平均し、遠心保持容量（ＣＲＣ）を判断する。サンプルは、２３±１℃及び５０±２パーセント相対湿度で試験する。
【０１１２】
以上の実施形態の詳細は、説明のために挙げたものであり、本発明の範囲を制限するものではないことは理解されるであろう。先に本発明のいくつかの例示的な実施形態のみを詳細に説明したが、この例示的な実施形態には、本発明の新規な教示及び利点から実質的に逸脱することなく多くの修正が可能であることを当業者は容易に認めるであろう。例えば、一実施形態に関連して説明した特徴を本発明のいずれかの他の実施形態に組み込むことができる。
【０１１３】
従って、全てのこのような修正は、特許請求の範囲及びその全ての均等物に規定される本発明の範囲に含まれるものとする。更に、いくつかの実施形態の利点、特に、好ましい実施形態の利点の全てを達成しない多くの実施形態を考えることができるが、特定の利点が欠けてもこのような実施形態が本発明の範囲外であると必ずしも解釈されるべきではないことが認識される。
【０１１４】
本発明又はその好ましい実施形態の要素を導入する時に、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、要素の１つ又はそれよりも多くが存在することを意味するものとする。「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、及び「ｈａｖｉｎｇ」という用語は、包括的であり、列記した要素の他に付加的な要素が存在する場合があることを意味するものとする。
【０１１５】
本発明の範囲から逸脱することなく上述の構成に様々な変更を行うことができると考えられるので、以上の説明に含まれる全ての事柄は、制限的な意味ではなく例示的に解釈されるべきであることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】「ゲルベッド透過率試験」を行うための装置の断面図である。
【図２】図１の線２−２の平面で取った断面図である。
【図３】「荷重下吸収性試験」を行うための装置の断面図である。
【図４】図３の線４−４の平面で取った断面図である。
【符号の説明】
【０１１７】
２８ 「ゲルベッド透過率試験」装置
３０ サンプル容器
３６ ピストン
３８ 「ＬＥＸＡＮ」シャフト
４８ 重り
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、おむつ、小児用トレーニングパンツ、女性用ケア物品、失禁用物品、包帯、手術衣、及び吸収性ワイプなどを含む使い捨て物品のための吸収性構造体を製造するのに用いられるもののような吸収性材料に関し、より詳細には、荷重下ゲルベッド透過率を向上させた吸収性材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の使い捨て物品には、一般的に、空気形成、空気堆積、コフォーム、湿潤堆積、又は他の公知の形成技術により形成された吸収性コア又は吸収性複合体とも呼ばれることがある吸収性構造体が含まれる。吸収性構造体の液体吸い込み性能を改善し、それによって使用中にそれが次第に飽和状態になる時に、特に構造体が廃棄される前に繰返して液体放出を受ける場合に、このような構造体が漏れる傾向を低減するための努力が吸収性構造体製造業者によって続けられている。例えば、吸収性構造体の漏れを低減する手段の１つは、超吸収性材料の大量使用である。超吸収性材料の質量を増大させることに加え、市販の吸収性構造体設計における近年の努力は、一般的に、より高濃度の超吸収性材料及びより少量の繊維を用いて吸収性構造体をより薄くかつ高密度にすることに集中している。
【０００３】
しかし、超吸収性材料の濃度を増大させることにより得られる全吸収容量の増大にも関わらず、このような吸収性構造体は、使用中に依然として漏れることがある。この漏れは、部分的には、構造体が有する吸い込み率、例えば、液体放出が取り込まれて、その後の超吸収性材料による吸収のために構造体内に取り込むことができる割合が不十分であることの結果であろう。より詳細には、このような吸収性構造体の吸込み率は、構造体内の超吸収性材料が吸収すると膨潤し、従って超吸収性粒子間又は吸収性構造体内の粒子及び親水性繊維間の開放チャンネルを制限又はそうでなければ遮断する傾向があるために、それが繰返し放出を受けると減少する場合がある。この現象は、多くの場合にゲルブロックの形成と呼ばれ、着用者が移動する間又は座る時に加わる荷重のような外部圧力下で超吸収性材料に十分なゲル一体性が欠ける結果として起こる場合がある。
【０００４】
吸収性構造内のチャンネル及び空隙容積の開放性及びアクセス可能性を維持する性能は、ほとんど構造体内の超吸収性材料の荷重下ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）の機能とすることができる。荷重下ＧＢＰが高いことは、超吸収性材料が使用中に遭遇するような荷重下で膨潤する時に吸収性構造内の開放チャンネルを維持す性能が高いことを示している。
【０００５】
従って、比較的高吸収性であり、自由膨潤ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）及び荷重下ゲルベッド透過率が改善された吸収性材料を組み込む吸収性構造体に対する必要性が存在する。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，１０８，８２０号
【特許文献２】米国特許第４，７９５，６６８号
【特許文献３】米国特許第５，５４０，９９２号
【特許文献４】米国特許第５，３３６，５５２号
【特許文献５】米国特許第５，３８２，４００号
【特許文献６】米国特許第３，８４９，２４１号
【特許文献７】米国特許第４，３４０，５６３号
【特許文献８】米国特許第３，６９２，６１８号
【特許文献９】米国特許第３，８０２，８１７号
【特許文献１０】米国特許第３，３３８，９９２号
【特許文献１１】米国特許第３，３４１，３９４号
【特許文献１２】米国特許第３，５０２，７６３号
【特許文献１３】米国特許第３，５０２，５３８号
【特許文献１４】米国特許第３，５４２，６１５号
【特許文献１５】米国特許第４，７７７，０７３号
【非特許文献１】Ｌｉｃｈｓｔｅｉｎ、「ＩＮＤＡ技術シンポジウム抄録集」、１９７４年３月、１２９〜１４２頁
【発明の開示】
【０００７】
一実施形態では、本発明の吸収性材料は、一般的に、少なくとも部分的には架橋ポリマーを含む。「遠心保持容量試験」で判断された吸収性材料の遠心保持容量は、少なくとも約２０ｇ／ｇであり、「荷重下ゲルベッド透過率試験」で判断された荷重下ゲルベッド透過率は、少なくとも約２００×１０-9ｃｍ2である。
【０００８】
別の実施形態では、本発明の吸収性材料は、一般的に、少なくとも部分的には架橋ポリマーを含む。「遠心保持容量試験」で判断された吸収性材料の遠心保持容量は、少なくとも約２０ｇ／ｇであり、「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」で判断された自由膨潤ゲルベッド透過率は、少なくとも約２，５００×１０-9ｃｍ2である。
【０００９】
本発明の一実施形態による表面処理された吸収性材料は、一般的に、ゲル剛性指数が少なくとも約０．８である超吸収性材料を含む。超吸収性材料は、少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含む。少なくとも約５０重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む水溶性非架橋ポリマーを含む表面処理剤が、超吸収性材料に付加される。
【００１０】
別の実施形態では、表面処理された吸収性材料は、ゲル剛性指数が少なくとも約０．８である超吸収性材料を含む。超吸収性材料は、少なくとも約７５重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含む。少なくとも約５０重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む水溶性非架橋ポリマーを含む表面処理剤が、超吸収性材料に付加される。
【００１１】
一般的に、表面処理された吸収性材料を製造する方法の一実施形態は、水溶性陽イオン性ポリマーを水中で可溶化して水溶液を形成する段階を一般的に含む。この溶液は、ゲル剛性指数が少なくとも約０．８で少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含む超吸収性材料の外面に付加される。
【００１２】
別の実施形態では、表面処理された吸収性材料を製造する方法は、水溶性陰イオン性ポリマーを水中で可溶化して水溶液を形成する段階を一般的に含む。この溶液は、ゲル剛性指数が少なくとも約０．８で少なくとも約７５重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含む超吸収性材料の外面に付加される。
【００１３】
本発明の他の特徴は、一部は明らかであり、一部は以下に指摘することにする。
【００１４】
定義
本明細書の関連では、以下の各用語又は語句は、以下の１つ又は複数の意味を含むことになる。
【００１５】
「２成分」又は「多成分」繊維とは、本明細書で用いる場合、別々の押出し機から押出された天然繊維及びポリマー又は２つ又はそれよりも多いポリマーを互いに結合させて単一の繊維を形成したもののような２つ（例えば、２成分）又はそれよりも多い成分で形成された繊維を意味する。この成分は、多成分繊維の断面にわたって実質的に一定に位置決めされた区別可能な区域に配列され、繊維長さの少なくとも一部、より望ましくは全体に沿って連続的に延びる。多成分繊維の構成は、例えば、１つのポリマーが他のポリマーで囲まれている鞘／芯配列、並列型配列、パイ型配列、「海島型」配列、又は他の適切な配列とすることができる。２成分繊維は、Ｋａｎｅｋｏ他に付与された米国特許第５，１０８，８２０号、Ｋｒｕｅｇｅｒ他に付与された米国特許第４，７９５，６６８号、Ｍａｒｃｈｅｒ他に付与された米国特許第５，５４０，９９２号、及びＳｔｒａｃｋ他に付与された米国特許第５，３３６，５５２号に開示されている。また、２成分繊維は、Ｐｉｋｅ他に付与された米国特許第５，３８２，４００号にも教示されており、これを用いて２つ（又はそれよりも多く）のポリマーの差別的膨張及び収縮率を用いることにより、繊維の捲縮を生成することができる。
【００１６】
「ボンデッドカーデッド」とは、コーミング又はカーディングユニットを通して送られ、これによって繊維を機械方向に分離又は分裂させて整列させ、ほぼ機械方向に配向された繊維状不織ウェブに形成されたステープル長繊維から作られたウェブを意味する。この材料は、ポイント結合、通気結合、超音波結合、接着剤結合、又は他の適切な結合技術を含む方法により互いに結合することができる。
【００１７】
「親水性」とは、水性液体に接触するとそれによって濡れる材料又は表面を説明するものである。湿潤の程度は、次に、液体と関連材料との接触角及び表面張力によって説明することができる。特定の材料又は表面の濡れ性を測定するのに適切な機器及び技術は、「Ｃａｈｎ ＳＦＡ−２２２表面力分析システム」又は実質的に同等のシステムによって提供することができる。このシステムで測定する場合、接触角が９０度よりも小さい材料又は表面は、「濡れ性」又は親水性とされ、接触角が９０度よりも大きいものは、「非濡れ性」又は疎水性とされる。
【００１８】
「メルトブローン」とは、複数の細くて通常円形のダイ毛管を通して、収束する高速の加熱気体（例えば、空気）流内に溶融熱可塑性材料を溶融糸又はフィラメントとして押出し、その流れが溶融熱可塑性材料のフィラメントを細くしてそれらの直径を低減することにより形成された繊維を意味する。その後、メルトブローン繊維は、高速気体流により運ばれ、收集表面上に堆積してランダムに分散したメルトブローン繊維のウェブを形成する。このような工程は、例えば、本明細書において引用により組み込まれている、Ｂｕｔｉｎ他に付与された米国特許第３，８４９，２４１号に開示されている。メルトブローン繊維は、一般的に連続又は不連続とすることができるミクロ繊維であり、一般的に約０．６デニール又はそれよりも小さく、一般的に收集表面上に堆積する時に自己結合性である。
【００１９】
「不織」又は「不織ウェブ」とは、織物又は編物工程の助けを借りることなく形成された材料又はウェブを意味する。不織構造体は、例えば、メルトブローン工程、スパンボンド工程、及びボンデッドカーデッド工程のような多くの工程から形成されている。
【００２０】
「スパンボンド」とは、溶融熱可塑性材料を円形又は他の構成を有する紡糸口金の複数の細い毛管からフィラメントとして押出し、次に、押出されたフィラメントの直径が、Ａｐｐｅｌ他に付与された米国特許第４，３４０，５６３号、Ｄｏｒｓｃｈｎｅｒ他に付与された米国特許第３，６９２，６１８号、Ｍａｔｓｕｋｉ他に付与された米国特許第３，８０２，８１７号、Ｋｉｎｎｅｙに付与された米国特許第３，３３８，９９２号及び第３，３４１，３９４号、Ｈａｒｔｍａｎｎに付与された米国特許第３，５０２，７６３号、Ｐｅｔｅｒｓｏｎに付与された米国特許第３，５０２，５３８号、及びＤｏｂｏ他に付与された米国特許第３，５４２，６１５号に説明されたもののような空気吸引工程により急速に減少されることによって形成された直径の小さな繊維を意味し、これらの特許の各々は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている。スパンボンド繊維は、一般的に連続であり、多くの場合に約０．３又はそれよりも大きい、より詳細には、約０．６と約１０の間の平均デニールを有する。
【００２１】
「超吸収性構造体」及び「超吸収性材料」とは、最も好ましい条件下で、０．９重量パーセント塩化ナトリウム水溶液を含有する水溶液中でその重量の少なくとも約１０倍、より適切には、その重量の少なくとも約２０倍を吸収することができる水膨潤性で水不溶性の有機又は無機材料を意味する。
【００２２】
「熱可塑性」とは、熱に露出されると軟化し、室温まで冷却されると非軟化状態に実質的に戻る材料を説明するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、一般的に、液体処理特性に優れた表面処理された吸収性材料に関し、より詳細には、ゲル吸収性が高く、荷重下ゲルベッド透過率が向上した吸収性材料に関する。また、本発明は、このような表面処理された吸収性材料を含む吸収性構造体及びこれらの吸収性構造体を組み込んだ吸収性物品にも関する。例えば、このような吸収性物品には、以下に限定されるものではないが、女性用ケアパッド、陰唇間製品、タンポン、おむつ、失禁用物品（パッド、ガード、パンツ、及び下着など）、トレーニングパンツ、医療用衣類、ベッドパッド、吸汗性パッド、靴パッド、包帯、ヘルメットライナ、ワイプなどが含まれる。別の例として、吸収性構造体は、ティッシュ、タオル、又はナプキンなどの形態におけるようにそれ自体としても有用である場合がある。
【００２４】
本発明の一実施形態によれば、表面処理された吸収性材料には、一般的に、超吸収性材料と超吸収性材料の外面に付加された表面処理剤とが含まれる。適切な超吸収性材料は、天然、生物分解可能、合成及び修正天然ポリマー及び材料から選択することができる。更に、超吸収性材料は、シリカゲルのような無機材料とすることができ、架橋ポリマーのような有機化合物とすることもできる。「架橋」という用語は、超吸収性材料に関して用いる場合、通常は水溶性の材料を実質的に水不溶性であるが膨潤可能に実質的にするためのあらゆる手段を意味する。このような手段には、例えば、物理的交絡、結晶ドメイン、共有結合、イオン錯体及び会合、水素結合のような親水性会合、及び疎水性会合又はファンデルワールス力を含むことができる。架橋には、表面架橋及び／又はバルク架橋が含まれることは理解される。
【００２５】
１つの特定的な実施形態では、超吸収性材料には、少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーが含まれる。ポリマーという用語は、本明細書で用いる場合、単一のポリマー又はポリマーの混合物のいずれかを意味するものとする。「陰イオン性ポリマー」という用語は、水溶液中でイオン化すると負に荷電するイオンになる可能性のある１つ又は複数の官能基を含むポリマー又はポリマーの混合物を意味するものとする。より適切には、超吸収性材料には、少なくとも約８５重量パーセントの陰イオン性ポリマー、更に適切には、少なくとも約９０重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーが含まれる。一般的に、陰イオン性ポリマーに適切な官能基には、以下に限定されるものではないが、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸基、亜硫酸基、及びリン酸基が含まれる。適切には、官能基は、カルボキシル基である。これらの官能基は、中和された形態であることが好ましい。適切な中和の程度は、少なくとも５０％、より適切には少なくとも６０％、更に適切には少なくとも７０％である。
【００２６】
合成の陰イオン性ポリマーの例には、ポリ（アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸）、加水分解ポリ（アクリルアミド）、ビニルエーテルとα−オレフィンとの無水マレイン酸コポリマー、ポリ（ビニル酢酸）、ポリ（ビニルスルホン酸）、ポリ（ビニルホスホン酸）、ポリ（ビニルエーテル）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（ビニルモルホリノン）、ポリ（ビニルアルコール）、及びその混合物及びコポリマーのアルカリ金属及びアンモニウム塩又は部分塩が含まれる。天然ベースの陰イオン性ポリマーの例には、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルデンプン、アルギン酸、及びカラギーナンの塩又は部分塩が含まれる。陰イオン性ポリマーの別の適切な例には、ポリアスパラギン酸及びポリグルタミン酸のような合成ポリペプチドが含まれる。
【００２７】
別の実施形態では、超吸収性材料には、少なくとも約７５重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーが含まれる。陽イオン性ポリマーとは、本明細書で用いる場合、水溶液中でイオン化すると正に荷電したイオンになる可能性がある１つ又は複数の官能基を含むポリマー又はポリマーの混合物を意味する。より適切には、超吸収性材料には、少なくとも約８５重量パーセントの陽イオン性ポリマー、更に適切には、少なくとも約９０重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーが含まれる。一般的に、陽イオン性ポリマーに適切な官能基には、以下に限定されるものではないが、一級、二級、又は三級アミノ基、イミノ基、イミド基、アミド基、及び四級アンモニウム基が含まれる。これらの官能基は、中和された形態であることが好ましい。中和の適切な程度は、少なくとも５０％、より適切には少なくとも６０％、更に適切には少なくとも７０％である。
【００２８】
合成の陽イオン性ポリマーの例には、ポリ（ビニルアミン）、ポリ（アリルアミン）、ポリ（エチレンイミン）、ポリ（アミノプロパノールビニルエーテル）、ポリ（アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド）、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）の塩又は部分塩が含まれる。天然ベースの陽イオン性ポリマーの例には、部分的に脱アセチル化したキチン、キトサン、及びキトサン塩が含まれる。また、ポリアスパラギン、ポリリジン、ポリグルタミン、ポリアルギニンのような合成ポリペプチドも陽イオン性ポリマーの例とすることができる。
【００２９】
一実施形態では、表面処理された吸収性材料を製造するのに有用な超吸収性材料は、個別の粒子の形態である。超吸収性材料粒子は、あらゆる適切な形状、例えば、螺旋又は半螺旋、立方体、棒状、多面体などとすることができる。また、本明細書では、針、薄片、薄膜、及び繊維のような粒子の形状を用いることも考えられている。超吸収性材料の粒子の集塊を用いることができる。また、超吸収性材料は、様々な長さ及び断面寸法とすることもできる。
【００３０】
本発明によれば、表面処理された吸収性材料を製造するのに適切な超吸収性材料は、適切には少なくとも約０．８、より適切には少なくとも約０．８５、更に適切には少なくとも約０．９０、更に適切には少なくとも約０．９５のゲル剛性指数を含むある一定の液体処理特性を有する。超吸収性材料のゲル剛性指数とは、一般的に、材料が荷重下の変形に抵抗する性能を意味し、本明細書では、約０．９ｐｓｉの荷重下で行った「荷重下吸収性試験」で判断される超吸収性材料の荷重下吸収性値（ＡＵＬ）を「遠心保持容量試験」により判断される超吸収性材料の遠心保持容量（ＣＲＣ）で割ったものであると特に定義される。「荷重下吸収性試験」及び「遠心容量試験」は、本明細書で後に説明する。
【００３１】
１つの特定的な実施形態では、本発明の表面処理した超吸収性材料の遠心保持容量（ＣＲＣ）は、「遠心保持容量試験」により判断される時に、少なくとも約２０グラム液体／超吸収性材料のグラム重、より適切には少なくとも約２３グラム液体／超吸収性材料のグラム重、更に適切には約２５グラム液体／超吸収性材料のグラム重、更に適切には少なくとも約２８グラム液体／超吸収性材料のグラム重である。
【００３２】
一例として、適切な超吸収性材料の１つは、米国ノースカロライナ州グリーンズボロ所在の「Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ，Ｉｎｃ．」により商品名「ＳＸＭ ９５４３」の下で製造されている。この超吸収性材料は、架橋ポリアクリル酸ナトリウムベースの（陰イオン性）ポリマーであり、上述のＡＵＬ試験で判断された０．９ｐｓｉ（６．２ｋＰａ）ＡＵＬが約２１．６ｇ／ｇ、ＣＲＣ試験で判断されたＣＲＣが約２３．２ｇ／ｇである。従って、このような超吸収性材料のゲル剛性指数は、約０．９３である。
【００３３】
表面処理された吸収性材料の表面処理剤には、少なくとも部分的には、超吸収性材料の外面の全体又は一部に付加され、超吸収性材料と反対に荷電する可能性がある水溶性非架橋ポリマーが含まれる。例えば、超吸収性材料が全体的に陰イオン性（例えば、少なくとも約７５重量％の陰イオン性ポリマーを含む）架橋ポリマーを含み、負に荷電する可能性を有する場合には、表面処理剤は、正に荷電する可能性を有する陽イオン性ポリマーを含む水溶性非架橋ポリマーを少なくとも部分的に含む。より詳細には、非架橋ポリマーは、少なくとも約５０重量％の陽イオン性ポリマー、より適切には少なくとも約６０重量％の陽イオン性ポリマー、更に適切には少なくとも約７０重量％の陽イオン性ポリマー、更に適切には少なくとも約８０重量％の陽イオン性ポリマーを含む。陽イオン性ポリマーは、適切には非架橋で水溶性であるが、この理由は後に明らかにする。
【００３４】
表面処理剤として用いるのに適切な合成の陽イオン性ポリマーの例には、ポリ（ビニルアミン）、ポリ（アリルアミン）、ポリ（エチレンイミン）、ポリ（アミノプロパノールビニルエーテル）、ポリ（アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド）、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）の塩又は部分塩が含まれる。適切な天然ベースの陽イオン性ポリマーの例には、部分的に脱アセチル化したキチン、キトサン、及びキトサン塩が含まれる。ポリアスパラギン、ポリリジン、ポリグルタミン、ポリアルギニンのような合成ポリペプチドは、適切な陽イオン性ポリマーの付加的な例である。
【００３５】
表面処理剤として用いるのに適切な合成陰イオン性ポリマーの例には、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、無水マレイン酸コポリマー、ポリビニル酢酸、ポリビニルホスホン酸、及びポリビニルスルホン酸の塩又は部分塩が含まれる。適切な天然ベースの陰イオン性ポリマーの例には、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルデンプン、カラギーナン、アルギン酸、及びアルギン酸塩が含まれる。ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、及びポリコハク酸のような合成ポリペプチドは、適切な陰イオン性ポリマーの付加的な例である。
【００３６】
超吸収性材料が全体的に陽イオン性（例えば、少なくとも約７５重量％の陽イオン性ポリマーを含む）架橋ポリマーを含む場合には、表面処理剤は、陰イオン性ポリマーを含む水溶性非架橋ポリマーを少なくとも部分的に含むことが適切である。より詳細には、非架橋ポリマーは、少なくとも約５０重量％の陰イオン性ポリマー、より適切には少なくとも約６０重量％の陰イオン性ポリマー、更に適切には少なくとも約７０重量％の陰イオン性ポリマー、更に適切には少なくとも約８０重量％の陰イオン性ポリマーを含む。陰イオン性ポリマーは、非架橋性で水溶性であることが適切であるが、この理由は後に明らかにする。
【００３７】
超吸収性材料上の表面処理ポリマーの濃度は、適切には、超吸収性材料の重量で約０．０５〜約１０パーセントの範囲、より適切には、超吸収性材料の重量で約０．５〜約５パーセントの範囲である。
【００３８】
表面処理剤は、水（及び、より詳細には蒸留水）のような可溶化剤を更に含むことができ、その場合、表面処理ポリマーが可溶化されて表面処理剤を超吸収性材料に付加することが容易になり、超吸収性材料の初期膨潤量が比較的少なくなる。表面処理ポリマーを水中で可溶化すると、表面処理剤は水溶液になる。
【００３９】
表面処理された吸収性材料を製造する１つの方法によれば、表面処理ポリマーは、表面処理ポリマーと反対に荷電する可能性がある超吸収性材料に付加される。また、本発明の範囲から逸脱することなく、表面処理ポリマーを付加する超吸収性材料のゲル剛性指数を少なくとも約０．８にすることができることが考えられている。特定的な実施形態では、水溶液は、表面処理ポリマーを水中で、及びより適切には蒸留水中で可溶化することにより調製される。
【００４０】
表面処理ポリマーを可溶化する水の量は、一般的に、水性表面処理剤を超吸収性材料に付加する時の超吸収性材料の望ましい「膨潤比」、及び表面処理ポリマーが超吸収性材料に残る望ましい濃度にも依存する。本明細書で用いる場合、膨潤比は、水性表面処理剤の水の量（重量による）／表面処理を行う超吸収性材料の１グラム重であると定義される。膨潤比が高ければ、表面処理ポリマーが超吸収性材料に深く浸透するように促進される。しかし、高分子量表面処理ポリマーを用いる場合には、潜在的粘性が高いために比較的高い膨潤比が必要である可能性がある。一例として、膨潤比は、適切には約０．５〜約２０の範囲、より適切には約０．５〜約１０の範囲、更に適切には約１〜約５の範囲である。
【００４１】
付加的な例として、１０グラムの超吸収性材料が表面処理されると仮定すると、超吸収性材料上の表面処理ポリマー濃度は、超吸収性材料の重量でほぼ２．５パーセントである。従って、必要な表面処理ポリマーの量は、２．５パーセント×１０グラム、すなわち、０．２５グラム重の表面処理ポリマーである。更に、望ましい膨潤比が約２．５であると仮定すると、表面処理剤を可溶化する水の必要量は、２．５×１０グラム、すなわち、２５グラム重の水である。
【００４２】
表面処理剤は、表面処理ポリマーを可溶化することにより形成した水溶液に超吸収性材料を入れて十分に混合（例えば、撹拌）することによって超吸収性材料に付加することが適切である。しかし、表面処理剤は、噴霧、凝縮、被覆などのような様々な他の適切な技術を用いて超吸収性材料に付加することができ、これも本発明の範囲に含まれることは理解される。
【００４３】
超吸収性材料を水溶液に入れて撹拌すると、少量の表面処理ポリマーと共に水が超吸収性材料に吸収される。処理した超吸収性材料には、次に、従来の乾燥工程を行って超吸収性材料の表面に残る水を除去し、超吸収性材料の表面上に表面処理ポリマーを残す。乾燥作業は、蒸発、真空吸引、熱乾燥、凍結乾燥、有機溶媒凝析、又は他の適切な除去技術によるものとすることができる。
【００４４】
超吸収性材料は、超吸収性材料と反対に荷電する可能性を有するポリマーで表面処理されているために、粒子が乾燥されるか又は飽和度が低い場合には、例えば、材料が流体放出を受けて実質的に膨潤する前には、表面処理された吸収性材料の粒子間に強力なイオン引力はない。粒子がその後に尿のような液体の放出を受けると、超吸収性材料は液体を吸収して膨潤する。その結果、陽イオン性領域及び陰イオン性領域の両方が表面処理された吸収性材料の粒子表面に存在するように、超吸収性材料が露出された状態になる。
【００４５】
膨潤粒子の１つの表面の陽イオンは、他の膨潤粒子表面の陰イオンを引き付けることになってその逆も同様であり、それによって粒子間の結合力が高まり、例えば、粒子が互いに「付着」させられる。これが起こった状態では、粒子間の動きが実質的に阻害され、超吸収性材料のゲル剛性指数が少なくとも約０．８である場合には、更に互いに固着した粒子が膨潤することにより、粒子間に開放空洞又は空気ポケットが発生することになる。着用者が座る、歩く、捻るなどを行うことにより粒子が圧力下で膨潤する時にこれらの開放空洞が維持及び／又は生成されると、表面処理された吸収性材料の透過率が実質的に増大する。
【００４６】
一例として、本明細書で後に説明する「荷重下ゲルベッド透過率試験」により判断される表面処理された吸収性材料の荷重下ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）は、少なくとも約２００×１０-9ｃｍ2、より適切には少なくとも約２５０×１０-9ｃｍ2、更に適切には少なくとも約３００×１０-9ｃｍ2、更に適切には少なくとも約３５０×１０-9ｃｍ2、更に適切には少なくとも約４００×１０-9ｃｍ2、更に適切には少なくとも約４５０×１０-9ｃｍ2、更に適切には少なくとも約５００×１０-9ｃｍ2、更に適切には少なくとも約５５０×１０-9ｃｍ2である。
【００４７】
付加的な例として、本明細書で後に説明する「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」により判断される表面処理された吸収性材料の自由膨潤ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）は、少なくとも約２，０００×１０-9ｃｍ2、２，５００×１０-9ｃｍ2、より適切には、少なくとも約３，０００×１０-9ｃｍ2である。
【００４８】
実験１
３つの市販の超吸収性材料の各々に、本明細書で後に説明するように「遠心保持容量（ＣＲＣ）試験」、「荷重下吸収性（ＡＵＬ）試験」、自由膨潤「ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）試験」、及び「荷重下ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）試験」が行われた。試験した超吸収性材料の２つは、米国ノースカロライナ州グリーンズボロ所在の「Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ，Ｉｎｃ．」からそれぞれ型式名称「Ｆａｖｏｒ ８８０」及び「ＳＸＭ ９５４３」で市販されている。他の試験した超吸収性材料は、米国ミシガン州ミッドランド所在の「Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ」から型式名称「Ｄｒｙｔｅｃｈ ２０３５」で市販されている。試験結果は、以下の表１に報告する。
【００４９】
（表１）
【００５０】
注意すべきことは、「Ｆａｖｏｒ ８８０」及び「Ｄｏｗ ２０３５」超吸収性材料の各々に対するゲル剛性指数が０．８よりも小さく、「ＳＸＭ ９５４３」超吸収性材料のゲル剛性指数が、適切には約０．８よりも大きく、より詳細には、約０．９３であることである。
【００５１】
次に、３つの異なる超吸収性材料の各々に表面処理剤を付加することにより表面処理された吸収性材料が作られた。より詳細には、蒸留水と、水を含む米国ノースカロライナ州シャーロット所在のＢＡＳＦから型式名称「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＰＲ８１０６」で入手可能な溶液とを含む水溶液を１００ｍｌビーカに調製した。「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＰＲ８１０６」は、水中に２５重量パーセントのポリビニルアミン（陽イオン性ポリマーである）を含む水溶液である。「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＰＲ８１０６」の量及び蒸留水の量のそれぞれは、３０グラム重の乾燥超吸収性材料を処理することに基づいており、超吸収性材料に付加されるポリビニルアミンポリマーのターゲット濃度、並びにターゲット膨潤比に依存する。
【００５２】
一例として、望ましいポリビニルアミン（表面処理ポリマー）濃度が約２．５重量パーセントの超吸収性材料である場合には、ほぼ０．７５グラム重のポリビニルアミンが必要であった。「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＰＲ８１０６」は水中で２５重量パーセントのポリビニルアミンであるために、ビーカに加える「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＰＲ８１０６」の量は、ほぼ３グラム重であった（例えば、その０．７５グラムはポリビニルアミンであり、２．２５グラムは水であった）。約２．５の望ましい膨潤比に対しては、ビーカに形成される水溶液には、ほぼ７５グラム重の水が含まれた。「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＰＲ８１０６」は既に２．２５グラム重の水を含むために、ビーカに付加的に７２．７５グラム重の蒸留水を加え、混合物を撹拌して水溶液を形成した。
【００５３】
次に、処理される３０グラムの乾燥超吸収性材料をビーカに加え、水溶液の全てが吸収されるまで手で十分に撹拌した。処理した超吸収性材料を８インチ×１０インチの皿に入れて米国イリノイ州マクゴー・パーク所在の「Ｂａｘｔｅｒ科学製品部門」から入手可能な「Ｂａｘｔｅｒ定温オーブン」（型番：ＤＫ−６３）に入れて６０℃で少なくとも１５時間乾燥し、その後、低速の「Ｏｓｔｅｒｉｚｅｒ」配合機で１０秒間粉砕して粒子にした。次に、得られた超吸収性粒子を篩いに掛け、３００〜６００ミクロンの類別物を吸収性関連の評価に用いた。表面処理された吸収性材料には、それぞれ本明細書で後に説明する「ＣＲＣ試験」、０．９ｐｓｉでの「ＡＵＬ試験」、自由膨潤「ＧＢＰ試験」、及び「荷重下ＧＢＰ試験」が行われた。行った試験の結果を表２に示す。
【００５４】
（表２）
【００５５】
ゲル剛性指数が０．８よりも小さい「Ｆａｖｏｒ ８８０」超吸収性材料に対しては、超吸収性材料と反対に荷電する可能性がある表面処理剤を付加すると、表面処理された吸収性材料の自由膨潤ゲルベッド透過率（例えば、０ｐｓｉのＧＢＰ）を増大させたが、表面処理された吸収性材料の荷重下ゲルベッド透過率（例えば、０．３ｐｓｉでのＧＢＰ）にほとんど影響を及ぼさなかった。同じくゲル剛性指数が０．８よりも小さい表面処理「Ｄｏｗ ２０３５」超吸収性材料の荷重下ゲルベッド透過率は、ある程度増大したが、望ましいほどは増大しなかった。しかし、表面処理剤をゲル剛性が約０．９３である「ＳＸＭ ９５４３」超吸収性材料に付加すると、表面処理された吸収性材料の自由膨潤ＧＢＰ及び荷重下ＧＢＰの両方が実質的に増大した。
【００５６】
しかし、処理済み「ＳＸＭ ９５４３」の荷重下ゲルベッド透過率は、比較的高濃度の表面処理剤により悪影響を及ぼされる傾向がある。例えば、ポリビニルアミン濃度が約５重量パーセント、膨潤比が２．５に対する荷重下ＧＢＰは、ポリビニルアミン濃度が約２．５重量パーセントで同じ膨潤比に対する荷重下ＧＢＰよりも実質的に小さい。これは、高表面処理剤濃度により、その下にある超吸収性材料が膨潤することが阻害され、それによって表面処理された吸収性材料の荷重下吸収性（０．９ｐｓｉでのＡＵＬ）が減少するためであろう。
【００５７】
また、膨潤比は、表面処理ポリマーが超吸収性材料上に適切に分配されるのに十分であるべきであるが、表面処理ポリマーが超吸収性材料中に過剰に浸透しないほど適切に十分に低いことにも注意されたい。例えば、ポリビニルアミン濃度約２．５重量パーセントに対する荷重下ＧＢＰは、膨潤比が１．２５から２．５まで増大する時に増大したが、膨潤比が更に５まで増大する時には減少した。
【００５８】
実験２
別の実験では、表面処理を行っていない「Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ，Ｉｎｃ．」から入手可能な「ＳＸＭ ９５４３」超吸収性材料に対して本明細書で後に説明する「ＣＲＣ試験」、０．９ｐｓｉ（６．２ｋＰａ）での「ＡＵＬ試験」、「自由膨潤ＧＢＰ試験」、及び「荷重下ＧＢＰ試験」が行われた。次に、本発明による表面処理された吸収性材料が以下のように作られた。蒸留水１，２１０グラムをカナダオンタリオ州ニューヨーク所在の「Ｈｏｂａｒｔ Ｃａｎａｄａ」により製造される１ガロン「Ｈｏｂａｒｔｓ（登録商標）」混合機型番Ｎ５０に注入し、次に、混合機を比較的低速（設定１）で撹拌しながら、米国ノースカロライナ州シャーロット所在のＢＡＳＦから型式名称「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＶＦＨ」の下で入手可能な溶液５４グラムを混合機に加えた。
【００５９】
撹拌は、約５分間又は「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＶＦＨ」が完全に溶解するまで続けられた。「ＣＡＴＩＯＦＡＳＴ ＶＦＨ」は、水中に２２〜２４重量パーセントのポリビニルアミンを含む水溶液である。この溶液に、５００グラムの乾燥「ＳＸＭ ９５４３」超吸収性材料を加え、比較的高速（設定２）で約５分間十分に撹拌した。表面処理された吸収性材料を２つの１０インチ×２０インチの皿に入れ、８０℃の「Ｂａｘｔｅｒ」オーブンで少なくとも１５時間乾燥し、次に、低速の「Ｏｓｔｅｒｉｚｅｒ（登録商標）」配合機で約１０秒間粉砕した（毎回、処理済み超吸収性構造体約５０グラムを配合機に加えた）。粉砕済み超吸収性構造体を篩いに掛け、３００〜６００ミクロンの粒子を評価に用いた。次に、表面処理された吸収性材料に「ＣＲＣ試験」、０．９ｐｓｉでの「ＡＵＬ試験」、自由膨潤「ＧＢＰ試験」、及び「荷重下ＧＢＰ試験」が行われた。結果を以下の表３に示す。
【００６０】
（表３）
【００６１】
一実施形態では、本発明の吸収性構造には、親水性繊維と本発明により作られた表面処理された吸収性材料とを含む不織ウェブが含まれる。適切な親水性繊維の例には、セルロース繊維のような本質的に濡れ性の材料から成る天然有機繊維が含まれる。セルロース繊維の適切な供給源には、漂白クラフト軟材又は硬材、高収量木材繊維、及び「ケミサーモメカニカルパルプ」繊維のような木材繊維と、バガス繊維、トウワタフラフ繊維、麦かん、ケナフ、麻、パイナップル葉繊維、又はピートモスが含まれる。また、再生セルロース及び渦巻状化学的補剛セルロース繊維のような他の親水性繊維を高密度化して、湿潤すると嵩高に膨張することができる吸収性構造体を形成することができる。また、パルプ繊維は、ホルムアルデヒド又はその誘導体、グルタルアルデヒド、エピクロルヒドリン、尿素又は尿素誘導体のようなメチロール化化合物、無水マレイン酸、非メチロール化尿素誘導体、クエン酸、又は他のポリカルボン酸のような散無水物などの架橋剤を用いることにより補剛することができる。
【００６２】
適切な親水性繊維の一例は、米国アラバマ州クーサリバー所在の「Ｂｏｗａｔｅｒ」から型式名称「ＣＲ１６５４」で市販されており、これは、主に軟材繊維を含む漂白した高吸収性の硫酸塩木質パルプである。別の適切な親水性繊維は、米国ワシントン州フェデラルウェイ所在の「Ｗｅｙｅｒｈａｕｓｅｒ」から型式名称「ＮＢ−４１６」で市販されており、これは、漂白した南方軟材パルプである。
【００６３】
適切な親水性繊維の他の例には、レーヨン繊維のようなセルロース又はセルロース誘導体から成る合成繊維、ガラス繊維のような本質的に濡れ性の材料から成る無機繊維、特定のポリエステル又はポリアミド繊維のような本質的に濡れ性の熱可塑ポリマーで作られる合成繊維、適切な手段で親水性にしたポリプロピレン繊維のような非濡れ性の熱可塑ポリマーから成る合成繊維が含まれる。繊維は、例えば、シリカで処理するか、適切な親水性成分を有して繊維から容易に除去されない材料で処理するか、又は、繊維の形成中又はその後に親水性ポリマーで非濡れ性の疎水性繊維を外装することによって親水性にすることができる。
【００６４】
本発明の目的に対しては、上述の様々な種類の繊維の選択した配合物を用いることができるように考えられている。更に、繊維の選択は、その代わりに又は付加的に、親水性であるか又は親水性になるように処理されて熱活性化で結合することにより吸収性構造体の一体性及び／又は柔らかさを向上させるために用いられる２成分又は２組成繊維を含むことができる。
【００６５】
また、吸収性構造体は、その代わりに又は付加的に、本発明の範囲から逸脱することなく疎水性繊維を含むことができるように考えられている。別の実施形態では、吸収性構造体は、従来の発泡技術を用いて吸収性構造体を形成することなどにより表面処理された吸収性材料のみを含むことができる。
【００６６】
吸収性構造体は、空気形成、空気堆積、コフォーム、湿潤堆積、ボンデッドカーデッドによるなどのあらゆる従来の方式で、又は繊維及び吸収性材料を混ぜ合わせて不織ウェブを形成する他の公知の技術により形成することができる。また、吸収性構造体は、あらゆる形状の単層とすることも多層とすることもできる。また、吸収性構造体は、発泡体構造とすることができ、又は、表面処理された吸収性材料が透湿性及び親水性のある繊維又はウェブの少なくとも１つの層上に又はこのような層の間に均一な又はパターン状のアレイに配置された積層体とすることもできる。
【００６７】
吸収性構造体は、その意図する目的に適切な実質的にあらゆる形状及び大きさとすることができる。また、吸収性構造体は、並列関係又は面合わせ関係に位置決めすることができる２つ又はそれよりも多い不織ウェブ又は層を含むことができ、隣接するウェブ又は層の全て又は一部分は、互いに固定されて吸収性構造体を形成することができる。
【００６８】
表面処理された吸収性材料は、親水性繊維と実質的に均質に混合して、吸収性材料及び繊維を吸収性構造中に均一に分配することができる。代替的に、表面処理された吸収性材料は、構造体の幅にわたって、長さに沿って、及び／又は厚さを通してなどにより吸収性構造内に不均一に分配され、吸収性材料が内部に分配される構造体の個別のターゲット領域又は区域を形成することができる。また、吸収性構造内の表面処理された吸収性材料の濃度は、吸収性構造体の厚さの全て又は一部を通して、幅の全て又は一部にわたって、及び／又は長さの全て又は一部に沿って不均一とすることができる。
【００６９】
一般的に、吸収性構造内の表面処理された吸収性材料の濃度は、適切には、吸収性構造体の全重量に基づいて約９０重量パーセント又はそれよりも少ないが、いずれの場合でもゼロよりは大きい。一実施形態では、吸収性構造内の表面処理された吸収性材料の濃度は、適切には約５〜約９０重量パーセントの範囲、より適切には約４０〜約９０重量パーセントの範囲、更に適切には約４０〜約８０重量パーセントの範囲である。別の実施形態では、吸収性構造内の表面処理された吸収性材料の濃度は、約４０〜約６０重量パーセントの範囲である。
【００７０】
吸収性構造体は、吸収性構造体の一体性及び／又は形状を維持するために適切なティッシュ又はウェブラップによって包むか又は他の方法で取り囲むことができ、又はそうでなくてもよい。
【００７１】
上述のように、本発明により形成された吸収性構造体を吸収性物品に組み込むことができる。本明細書で用いる場合、吸収性物品とは、着用者の身体に接触又は近接して（例えば、身体に隣接して）身体から排出される様々な廃棄物を吸収及び／又は保持することができる物品を意味する。使い捨て物品のような一部の吸収性物品は、洗濯するか又は他の方法で復元して再使用する代わりに、限定された期間使用した後に廃棄されるように意図されている。一実施形態では、本発明の吸収性物品には、外側カバーと、外側カバーと対面する関係に位置決めされ、着用者の身体と隣接する関係になった身体側ライナと、外側カバーとライナの間に配置された吸収性本体とが含まれる。身体側ライナは、一般的に外側カバーと同じ広がりを有することができ、又はその代わりに、必要に応じて外側カバーの区域よりも大きいか又は小さい区域の上に重なることができる。
【００７２】
一実施形態では、外側カバーは延伸可能であり、幾分弾性があってもなくてもよい。より詳細には、外側カバーは、流体放出を受けた吸収性本体の重量の下で延伸した状態で外側カバーがその本来の位置まで実質的に収縮することにならないように十分に伸張可能である。しかし、その代わりに、外側カバーは、ほぼ伸張不能にすることもでき、これも本発明の範囲に留まるように考えられている。
【００７３】
外側カバーは、単層構造とすることができ、又は多層積層体構造として望ましいレベルの伸張性、並びに液体不透過性及び蒸気透過性を与えることができる。例えば、外側カバーは、蒸気透過性材料で構成された外側層と、液体不透過性材料で構成された内側層とを含み、２つの層が適切な積層接着剤又は他の結合技術により互いに固定された２層構成とすることができる。蒸気透過性の外側層は、あらゆる適切な材料とすることができるが、ほぼ布状のきめを有することが望ましい。外側層に適切な材料には、不織ウェブ、織材料、編み材料、及びフィルムが含まれる。不織布又はウェブは、多くの公知の工程、例えば、ボンデッドカーデッドウェブ工程、メルトブロー工程、及びスパンボンド工程で形成されている。
【００７４】
外側カバーの液体不透過性内側層は、蒸気透過性（すなわち、「通気性」）又は蒸気不透過性のいずれかとすることができる。内側層は、薄いプラスチックフィルムで製造されることが望ましいが、他の可撓性のある液体不透過性材料を用いることもできる。より詳細には、内側層は、キャスト又はブローンフィルム機器で製造することができ、共押出しすることができ、必要に応じてエンボス加工することができる。内側層は、それ以外にあらゆる適切な非弾性ポリマー組成物で製造することができ、また、複数の層を含むことができることが理解される。内側層が蒸気透過性である場合には、それは、炭酸カルシウムなどの微小孔生成充填剤、二酸化チタンなどの乳白剤、及び珪藻土などの粘着防止剤のような充填剤を含有することができる。内側層に適切なポリマーには、以下に限定されるものではないが、ポリオレフィン、又はポリオレフィン、ナイロン、ポリエステル、及びエチレンビニルアルコールの配合物のような非弾性押出し可能ポリマーが含まれる。より詳細には、有用なポリオレフィンには、ポリプロピレン及びポリエチレンが含まれる。他の有用なポリマーには、ポリプロピレン及び低密度ポリエチレン又は鎖状低密度ポリエチレンのコポリマーのような、Ｓｈｅｔｈに付与されて「Ｅｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐａｔｅｎｔｓ Ｉｎｃ．」に譲渡された米国特許第４，７７７，０７３号に説明されているようなものが含まれる。
【００７５】
身体側ライナは、柔軟で柔らかい感触であり、着用者の皮膚に刺激がないことが適切であり、これは、吸収性本体から着用者の皮膚を隔離するのを助けるために用いられる。ライナは、吸収性本体よりも親水性が小さくて着用者に比較的乾燥した表面を呈することが望ましく、液体透過性になるのに十分な多孔性であることにより液体がその厚さを通して容易に透過することができる。適切な身体側ライナは、各種のウェブ材料で製造することができる。ライナには、合成及び天然繊維のいずれか又は両方を含む様々な織及び不織布又はフィルム積層体を用いることができる。例えば、身体側ライナは、望ましい繊維のメルトブローン又はスパンボンデッドウェブで構成することができ、又はボンデッドカーデッドウェブで構成することもできる。また、異なる繊維デニールを有することができる異なる材料の層を用いることもできる。様々な布は、天然繊維、合成繊維、又はその組合せで構成することができる。また、身体側ライナは、流体の取得を促進するために又は審美的に好ましいパターンを付与するために穿孔することもできる。
【００７６】
吸収性物品の様々な構成要素は、接着剤、音波結合、熱結合、又はその組合せのような適切な形式の取付け法を用いて互いに組み立てられる。例えば、一実施形態では、外側カバー及び吸収性本体は、ホットメルト又は感圧接着剤のような接着剤の線で互いに固定される。また、身体側ライナは、外側カバーに固定され、同じ形式の取付け法を用いて吸収性本体にも固定することができる。
【００７７】
本発明によれば、吸収性本体には、少なくとも部分的には、本明細書で上述したような吸収性構造体が含まれる。吸収性本体は、本発明の範囲から逸脱することなく、上に重なった関係又は並列関係などで吸収性構造体の１つ又はそれよりも多くを含むことができ、及び／又は吸収性構造体に加えてサージ層のような１つ又はそれよりも多くの層を含むことができるように考えられている。
【００７８】
ここで、本明細書で先に参照した様々な試験を以下に説明する。
【００７９】
自由膨潤ゲルベッド透過率試験
本明細書で用いる場合、「自由膨潤ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）試験」は、一般的に「自由膨潤」条件と呼ばれる条件の下でゲル粒子（例えば、表面処理済み吸収性材料又は表面処理前の超吸収性材料など）の膨潤ベッドの透過率を判断するものである。「自由膨潤」という用語は、これから説明するように試験溶液を吸収する時に制限荷重なしにゲル粒子が膨潤することができることを意味する。「ゲルベッド透過率試験」に適切な装置は、図１及び図２に全体的に２８で示されている。試験装置２８には、全体的に３０で示すサンプル容器及び全体的に３６で示すピストンが含まれる。ピストン３６には、シャフトの縦方向軸線に下向きに穿孔された同心の円筒形穴４０を有する円筒形「ＬＥＸＡＮ」シャフト３８が含まれる。シャフト３８の両端を機械加工し、それぞれ４２及び４６で示す上端及び下端を設ける。４８で示す重りが一端４２に載せられており、それは、少なくともその中心の一部分を通って穿孔された円筒形の穴４８を有する。
【００８０】
円形のピストンヘッド５０を他端４６に位置決めし、各々直径が約０．９５ｃｍの７個の穴の同心内側リング６０と、これも各々直径が約０．９５ｃｍの１４個の穴の同心外側リング５４とを設ける。穴５４及び６０は、ピストンヘッド５０の上部から下部まで穿孔されたものである。ピストンヘッド５０はまた、その中心に穿孔された円筒形の穴６２を有し、シャフト３８の端部４６を受け取る。ピストンヘッド５０の下部はまた、２軸延伸１００メッシュステンレス鋼スクリーン６４で覆うことができる。
【００８１】
サンプル容器３０には、シリンダ３４と、２軸延伸して緊縮させてシリンダの下端に取り付けられた４００メッシュステンレス鋼布スクリーン６６とが含まれる。図１に６８で示すゲル粒子サンプルは、試験中にシリンダ３４内のスクリーン６６上に支持される。
【００８２】
シリンダ３４は、透明「ＬＥＸＡＮ」ロッド又は同等の材料に穿孔することができ、又は「ＬＥＸＡＮ」チューブ又は同等の材料から切断することもでき、内径が約６ｃｍ（例えば、断面積が約２８．２７ｃｍ2）、壁厚が約０．５ｃｍ、高さがほぼ１０ｃｍである。スクリーン６６の上方の高さほぼ７．８ｃｍのシリンダ３４の側壁に排水穴（図示せず）を形成し、液体がシリンダから排水されるようにして、それによってサンプル容器内の流体レベルをスクリーン６６の上方ほぼ７．８ｃｍに維持することができる。ピストンヘッド５０は、「ＬＥＸＡＮ」ロッド又は同等の材料を機械加工して作られ、高さほぼ１６ｍｍであり、直径がシリンダ３４内部に適合し、壁間隙が最小であるが依然として自由に滑る大きさにされる。シャフト３８は、「ＬＥＸＡＮ」ロッド又は同等の材料を機械加工して作られ、外径が約２．２２ｃｍ、内径が約０．６４ｃｍである。
【００８３】
シャフトの上端４２は、長さほぼ２．５４ｃｍ、直径ほぼ１．５８ｃｍであり、重り４８を支持するための環状肩部４７を形成する。環状重り４８の内径は約１．５９ｃｍであり、シャフト３８の上端４２上に滑り、それに形成された環状肩部４７に載るようになっている。環状重り４８は、ステンレス鋼又は０．９重量パーセント塩化ナトリウム蒸留水溶液である試験溶液の存在下で耐腐食性の他の適切な材料で作ることができる。ピストン３６及び環状重り４８を組み合わせた重量は、ほぼ５９６グラム（ｇ）に等しく、これは、約２８．２７ｃｍ2のサンプル面積にわたって約０．３ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）又は約２０．７ダイン／ｃｍ2（２．０７ｋＰａ）であるサンプル６８に加えられた圧力に一致する。
【００８４】
試験溶液が、以下に説明するように試験中に試験装置を通して流れる時に、サンプル容器３０は、全体的に１６メッシュ剛直ステンレス鋼支持スクリーン（図示せず）上に載っている。代替的に、サンプル容器３０は、支持リングが容器の下部からの流れを制限しないようにシリンダ３４と実質的に等しい直径方向の大きさにされた支持リング（図示せず）上に載せることができる。
【００８５】
「自由膨潤」条件下で「ゲルベッド透過率試験」を行うために、重り４８を載せたピストン３６を空のサンプル容器３０に入れ、圧板を除去して０．０１ｍｍ精度の適切なゲージを用いて高さを測定する。各サンプル容器３０を空にして高さを測定し、複数の試験装置を用いる場合には、どのピストン３６及び重り４８を用いるかの経過を把握することが重要である。後にサンプル６８を飽和させてから膨潤させる時に測定するために、同じピストン３６及び重り４８を用いる必要がある。
【００８６】
試験するサンプルは、米国標準３０メッシュスクリーンを通して事前に篩い分けし、米国標準５０メッシュスクリーン上に保持された粒子から調製される。その結果、試験サンプルには、約３００〜約６００ミクロンの範囲の大きさの粒子が含まれる。粒子は、手動又は自動で事前に振り分けることができる。ほぼ０．９グラムのサンプルをサンプル容器３０に入れ、サンプル容器の下部で均等に広げる。０．９グラムのサンプルを入れてピストン３６及び重り４８を出した容器は、次に、試験溶液に約６０分間浸漬してサンプルを飽和させ、制限荷重を掛けることなくサンプルを膨潤させる。
【００８７】
この期間の終了時に、ピストン３６及び重り４８アセンブリをサンプル容器３０の飽和サンプル６８上に置き、その後、サンプル容器３０、ピストン３６、重り４８、及びサンプル６８を溶液から除去する。飽和サンプル６８の厚さは、ゼロ点が最初の高さ測定から変化していなければ同じ厚さゲージを用いて重り４８の下部からシリンダ３４の上部までの高さを再び測定することにより判断される。サンプル６８を飽和した後に得られた高さ測定値から、空のサンプル容器３０、ピストン３６、及び重り４８を測定することから得られた高さ測定値が差し引かれる。得られる値は、膨潤サンプルの厚さ、すなわち、高さ「Ｈ」である。
【００８８】
透過率測定は、飽和サンプル６８、ピストン３６、及び重り４８を内部に入れたサンプル容器３０に試験溶液の流れを送出することにより開始される。試験溶液を容器に流す流量を調節し、流体の高さをサンプル容器の下部の上方約７．８ｃｍに維持する。サンプル６８を通過する溶液量対時間は、重量測定法で測定する。流体レベルが高さ約７．８ｃｍに安定して維持された状態で、データ点は、少なくとも２０秒間にわたって毎秒収集される。膨潤サンプル６８を通る流量Ｑは、サンプル６８を通過する流体（グラム単位）対時間（秒単位）の線形最小二乗当て嵌め法によりグラム／秒（ｇ／ｓ）単位で判断される。
【００８９】
ｃｍ2単位の透過率は、以下の式により得られる。
【００９０】
Ｋ＝［Ｑ*Ｈ*μ］／［Ａ*ρ*Ｐ］
【００９１】
ここで、Ｋ＝透過率（ｃｍ2）、Ｑ＝流量（ｇ／ｓｅｃ）、Ｈ＝サンプルの高さ（ｃｍ）、μ＝液体粘性（ポアズ）（この「試験」に用いた試験溶液では、ほぼ１センチポアズ）、Ａ＝液体流に対する断面積（ｃｍ2）、ρ＝液体密度（ｇ／ｃｍ3）（この「試験」に用いた試験溶液では、ほぼ１ｇ／ｃｍ3）、及びＰ＝静水圧（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ2）（通常、ほぼ３，９２３ｄｙｎｅｓ／ｃｍ2）である。静水圧は、次式で計算される。
【００９２】
Ｐ＝ρ*ｇ*ｈ
【００９３】
ここで、ρ＝液体密度（ｇ／ｃｍ3）、ｇ＝重力加速度、公称９８１ｃｍ／ｓｅｃ2、及びｈ＝流体高さ、例えば、本明細書に説明する「ゲルベッド透過率試験」では７．８ｃｍである。
【００９４】
最少でも３つのサンプルを試験し、結果を平均してサンプルのゲルベッド透過率を判断する。
【００９５】
荷重下ゲルベッド透過率試験
本明細書で用いる場合、「荷重下ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）試験」は、本明細書ではそれ以外に０．３ｐｓｉでのＧＢＰとも呼ばれ、一般的に「荷重下」条件と呼ばれる条件下でゲル粒子（例えば、本明細書で用いられる時の用語である超吸収性材料又は吸収性材料）の膨潤ベッドの透過率を判断するものである。「荷重下」という用語は、着用者が座ったり、歩いたり、捻ったりする時のように粒子に加えられる通常の使用時荷重とほぼ一致する荷重により粒子の膨潤が制限されることを意味する。
【００９６】
より詳細には、「荷重下ゲルベッド透過率試験」は、上述の「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」と以下の例外を除いて実質的に同じである。ほぼ０．９グラムのサンプルをサンプル容器３０に入れてサンプル容器の下部に均等に広げ、ピストン３６及び重り４８が、サンプル容器（ピストン及び重りを入れたもの）を試験溶液（０．９重量％ＮａＣｌ生理食塩水）に約６０分間浸漬する前にサンプル容器内のサンプル上に置かれる。その結果、サンプルが飽和して膨潤する時に０．３ｐｓｉ制限荷重がサンプルに加わる。
【００９７】
荷重下吸収性試験
「荷重下吸収性（ＡＵＬ）試験」は、材料を０．９ｐｓｉ荷重下にしながら、ゲル粒子サンプル（例えば、表面処理済み吸収性材料又は表面処理前の超吸収性材料など）が室温の塩化ナトリウムの０．９重量パーセント蒸留水溶液（試験溶液）を吸収する機能を測定するものである。「ＡＵＬ試験」を行うための装置１０６を図３に示しており、全体的に１００で示す「要求吸収性試験器（ＤＡＴ）」を含み、これは、米国マサチューセッツ州ダナーズ所在のＭ／Ｋ・システムズから入手可能な「重量分析吸収性試験システム（ＧＡＴＳ）」及び「ＩＮＤＡ技術シンポジウム抄録集」、１９７４年３月の１２９〜１４２頁にＬｉｃｈｓｔｅｉｎにより説明されたシステムに類似している。
【００９８】
試験装置は、全体として１０１（図４）で示されており、そこに形成された空洞１０２及び空洞に入れた多孔性プレート１０３を有し、プレートを通って延びる複数の穴１０４により形成された直径約２．５４ｃｍの中心の孔領域を有する試験スタンドを更に含む。図４に示す空洞１０２の直径は約３．２ｃｍ、多孔性プレート１０３の直径は約３．１ｃｍであり、各々直径が約０．３ｃｍの７つの穴１０４を含む。穴１０４の１つは中心に位置し、残る６つの穴は、中心穴の中心から各隣接する穴の中心までの間隔が約１センチメートルになるように中心穴の周りに同心円状に位置決めされている。
【００９９】
試験するサンプル１１０を含むためのサンプル容器には、シリンダ１１２と、２軸延伸して緊縮させてシリンダの下端に取り付けたステンレス鋼布スクリーン１１４とが含まれる。シリンダ１１２は、透明「ＬＥＸＡＮ」ロッド又は同等の材料に穿孔することができ、又は「ＬＥＸＡＮ」チューブ又は同等の材料から切断することもでき、内径が約１インチ（約２．５４ｃｍ）である。ステンレス鋼布スクリーン１１４は、１００メッシュスクリーンであることが適切である。
【０１００】
ディスク又はピストン１１６は、「ＬＥＸＡＮ」ロッド、「Ｐｌｅｘｉｇｌａｓｓ」、又は同等の材料を機械加工して作られ、壁間隙が最小であるが依然として自由に滑るようにシリンダ１１２内に適合する直径にされる。ピストン１１６の高さは、ほぼ０．８ｃｍであり、ピストンの重量は、約４．４グラムにして容器内のサンプルの断面積にわたる荷重が約０．０１ｐｓｉになるようにすることが適切である。重り１１８は、ピストン１１６に載ってサンプル上の荷重（例えば、ピストンの重量に加えて）を増大させる大きさ（例えば、直径約２．５ｃｍ）にされる。例えば、約３１７グラムの重りを用いて、容器内のサンプルの断面積にわたり約０．９ｐｓｉの荷重（例えば、ピストン重量を含む）を与える。
【０１０１】
空洞１０２、及び従って多孔性プレート１０３は、適切な導管１２２を通じて試験溶液（室温の０．９重量パーセント塩化ナトリウム蒸留水溶液）を含有するリザーバ１２０と流体連通する。図３に示すように、リザーバ１２０は、静電気秤１０８上に着座している。
【０１０２】
米国標準３０メッシュスクリーンを通して粒子を篩い分けし、米国標準５０メッシュスクリーン上に粒子を保持させ、サンプルが約３００〜約６００ミクロンの範囲の大きさの粒子を含むようにすることにより、約０．１６０グラムの重さのゲル粒子のサンプル１１０を調製する。サンプルは、適切な秤量紙に載せて秤量し、次に、粒子が均一に分布して容器の下部でスクリーンの上に重なるように、サンプル容器（ピストン１１６を除去した）の中に装填される。サンプル容器を軽く叩いて容器内の粒子のベッドを平らにする。
【０１０３】
「ＡＵＬ試験」は、ＧＦ／Ａガラスフィルタ紙１２４の円形の一片を多孔性プレート１０３上に形成された穴１０４を覆って置き、導管１２２を通じてリザーバ１２０から多孔性プレートまで送出される試験溶液によって飽和させることにより開始される。紙１２４は、シリンダ１１２の内径よりも大きく、外径よりも小さい大きさにし、穴１０４にわたる蒸発を阻害しながら確実に良好に接触させることが適切である。この時点で、静電気秤１０８のゼロ点を合わせる。ピストン１１６及び重り１１８を容器内のサンプル上に置き、容器（サンプル、ピストン、及び重りを入れたもの）を飽和ガラスフィルタ紙１２４を覆ってプレート１０３上に置き、試験溶液が導管１２２、プレート１０２の穴１０４、及びフィルタ紙を通じて容器内のサンプルに取り込まれることを可能にする。
【０１０４】
静電気秤１０８を用いて、試験溶液のサンプルまでの流れを約６０分にわたって測定する。約６０分後にサンプルに取り込まれた溶液の量（グラム）をサンプルの乾燥重量（例えば、約０．１６０グラム）で割ったものが、液体のグラム／サンプルグラム重量で表されるサンプルのＡＵＬ値である。
【０１０５】
測定値の精度は、２回検査して確認することができる。第１に、サンプル容器の下部のスクリーン１１４の上方にピストン１１６の高さが上昇した値にピストンの断面積を乗じたものは、６０分間にわたってサンプルに取り込まれた溶液の量とほぼ等しくなるべきである。第２に、サンプル容器は、試験の前（例えば、超吸収性材料が乾燥している間）及びその後に重量を測定し、その重量の差は、６０分間にわたってサンプルに取り込まれる溶液の量にほぼ等しくなるべきである。
【０１０６】
最低でも３回試験を行い、結果を平均して０．９ｐｓｉでのＡＵＬ値を判断する。サンプルは、２３±１℃及び５０±２パーセント相対湿度で試験する。
【０１０７】
遠心保持容量試験
「遠心保持容量（ＣＲＣ）試験」では、ゲル粒子（例えば、表面処理済み吸収性材料又は表面処理される前の超吸収性材料など）を飽和し、制御した条件下で遠心分離が行われた後に液体をその内部に保持する機能を測定する。得られる保持容量は、サンプルのグラム重量あたりの保持された液体のグラム（ｇ／ｇ）で表される。試験されるサンプルは、米国標準３０メッシュスクリーンを通して事前に篩い分けされ、米国標準５０メッシュスクリーン上に保持された粒子から調製される。その結果、サンプルには、約３００〜約６００ミクロンの範囲の大きさの粒子が含まれる。粒子は、手動又は自動で事前に篩い分けすることができ、試験するまで密封気密容器に保存される。
【０１０８】
保持容量は、試験溶液（０．９重量パーセント塩化ナトリウムの蒸留水溶液）がサンプルに自由に吸収されるようにしながらサンプルを収容することになる水透過率バッグに０．２±０．００５グラムの事前に篩い分けしたサンプルを入れることにより測定する。米国コネチカット州ウィンザーロックス所在のデクスター・コーポレーションから入手可能な型式番号「１２３４Ｔ」ヒートシール可能フィルタ紙のようなヒートシール可能なティーバッグ材料は、ほとんどの用途で良好に機能する。このバッグは、バッグ材料の５インチ×３インチサンプルを半分に折って２つの開放縁部をヒートシールし、２．５インチ×３インチの矩形パウチを形成することにより形成される。ヒートシールは、材料の縁部の内側約０．２５インチとすべきである。サンプルをパウチに入れた後に、パウチの残りの開放縁部もヒートシールする。空のバッグも作って対照として用いる。試験のために３つのサンプル（例えば、充填して密封したバッグ）を調製する。充填したバッグは、直ちに密封容器に入れなければ、調製して３分以内に試験する必要があり、密封容器に入れる場合は、充填したバッグは、調製から３０分以内に試験すべきである。
【０１０９】
バッグは、３インチ開口部を有する２つの「ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）」被覆ガラス繊維スクリーン（米国ニューヨーク州ピーターズバーグ所在のタコニック・プラスチックス・インコーポレーテッド）の間に挟んで２３℃の試験溶液の皿に浸漬し、バッグが完全に濡れるまでスクリーンが確実に押し下げられるようにする。湿潤後、サンプルは、溶液中に約３０±１分間入れたままにし、その時点で溶液から除去して非吸収性の平坦な表面に一時的に置く。複数回試験するために、２４個のバッグが皿内で飽和した後に、皿を空にして新しい試験溶液を補充すべきである。
【０１１０】
次に、サンプルに約３５０のｇの力を与えることができる適切な遠心分離機のバスケットに湿潤バッグを入れる。適切な遠心分離機の１つは、水収集バスケット、デジタルｒｐｍゲージ、及びバッグサンプルを保持して排水するように構成された機械加工排水バスケットを有する「Ｈｅｒａｅｕｓ ＬａｂｏＦｕｇｅ ４００」である。複数のサンプルを遠心分離する場合には、サンプルは、遠心分離機内の対向する位置に置き、回転する時にバスケットの均衡を取るようにすべきである。バッグ（湿潤した空のバッグを含む）は、約１，６００ｒｐｍ（例えば、目標の約３５０のｇの力を達成するための）で３分間遠心分離する。バッグを除去して重さを量るが、最初に空のバッグ（対照）の重さを量り、次にサンプルを含むバッグの重さを量る。サンプルに保持される溶液の量は、バッグ自体に保持される溶液を考慮すると、流体のグラム／サンプルのグラムで表されるサンプルの遠心保持容量（ＣＲＣ）である。より詳細には、保持容量は、以下のように判断される。
ＣＲＣ＝（遠心分離後のサンプル／バッグ重量−遠心分離後の空のバッグ重量−乾燥サンプル重量）／乾燥サンプル重量
【０１１１】
３つのサンプルを試験して結果を平均し、遠心保持容量（ＣＲＣ）を判断する。サンプルは、２３±１℃及び５０±２パーセント相対湿度で試験する。
【０１１２】
以上の実施形態の詳細は、説明のために挙げたものであり、本発明の範囲を制限するものではないことは理解されるであろう。先に本発明のいくつかの例示的な実施形態のみを詳細に説明したが、この例示的な実施形態には、本発明の新規な教示及び利点から実質的に逸脱することなく多くの修正が可能であることを当業者は容易に認めるであろう。例えば、一実施形態に関連して説明した特徴を本発明のいずれかの他の実施形態に組み込むことができる。
【０１１３】
従って、全てのこのような修正は、特許請求の範囲及びその全ての均等物に規定される本発明の範囲に含まれるものとする。更に、いくつかの実施形態の利点、特に、好ましい実施形態の利点の全てを達成しない多くの実施形態を考えることができるが、特定の利点が欠けてもこのような実施形態が本発明の範囲外であると必ずしも解釈されるべきではないことが認識される。
【０１１４】
本発明又はその好ましい実施形態の要素を導入する時に、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、要素の１つ又はそれよりも多くが存在することを意味するものとする。「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、及び「ｈａｖｉｎｇ」という用語は、包括的であり、列記した要素の他に付加的な要素が存在する場合があることを意味するものとする。
【０１１５】
本発明の範囲から逸脱することなく上述の構成に様々な変更を行うことができると考えられるので、以上の説明に含まれる全ての事柄は、制限的な意味ではなく例示的に解釈されるべきであることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】「ゲルベッド透過率試験」を行うための装置の断面図である。
【図２】図１の線２−２の平面で取った断面図である。
【図３】「荷重下吸収性試験」を行うための装置の断面図である。
【図４】図３の線４−４の平面で取った断面図である。
【符号の説明】
【０１１７】
２８ 「ゲルベッド透過率試験」装置
３０ サンプル容器
３６ ピストン
３８ 「ＬＥＸＡＮ」シャフト
４８ 重り
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも部分的に架橋ポリマーを含む吸収性材料であって、
「遠心保持容量試験」による判定で少なくとも約２０ｇ／ｇの遠心保持容量を有し、「荷重下ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約２００×１０-9ｃｍ2の荷重下ゲルベッド透過率を有する、
ことを特徴とする吸収性材料。
【請求項２】
前記架橋ポリマーは、少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の吸収性材料。
【請求項３】
前記「荷重下ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約４００×１０-9ｃｍ2の荷重下ゲルベッド透過率を有することを特徴とする請求項１に記載の吸収性材料。
【請求項４】
「遠心保持容量試験」による判定で少なくとも約２５ｇ／ｇの遠心保持容量を有することを特徴とする請求項１に記載の吸収性材料。
【請求項５】
「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約２，０００×１０-9ｃｍ2の自由膨潤ゲルベッド透過率を有することを特徴とする請求項１に記載の吸収性材料。
【請求項６】
前記「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約３，０００×１０-9ｃｍ2の自由膨潤ゲルベッド透過率を有することを特徴とする請求項５に記載の吸収性材料。
【請求項７】
前記架橋ポリマーは、少なくとも約８５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の吸収性材料。
【請求項８】
請求項１に記載の吸収性材料と親水性繊維及び疎水性繊維の少なくとも一方とを含むことを特徴とする吸収性構造体。
【請求項９】
前記吸収性材料は、吸収性構造体の重量で約５パーセント〜約９０パーセントの範囲であることを特徴とする請求項８に記載の吸収性構造体。
【請求項１０】
請求項８に記載の吸収性構造体を少なくとも部分的に含むことを特徴とする吸収性物品。
【請求項１１】
おむつ、トレーニングパンツ、女性用衛生製品、及び失禁用製品のうちの１つであることを特徴とする請求項１０に記載の吸収性物品。
【請求項１２】
前記架橋ポリマーは、少なくとも約７５重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の吸収性材料。
【請求項１３】
ゲル剛性指数が少なくとも約０．８の超吸収性材料を含む表面処理された吸収性材料であって、
超吸収性材料が、少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含み、
少なくとも約５０重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む水溶性非架橋ポリマーを含む表面処理剤が、前記超吸収性材料に付加されている、
ことを特徴とする吸収性材料。
【請求項１４】
「荷重下ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約２００×１０-9ｃｍ2の荷重下ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）を有することを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項１５】
前記「荷重下ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約４００×１０-9ｃｍ2の荷重下ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）を有することを特徴とする請求項１４に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項１６】
前記超吸収性材料は、「遠心保持容量試験」による判定で少なくとも約２０ｇ／ｇの遠心保持容量（ＣＲＣ）を有することを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項１７】
前記超吸収性材料は、「遠心保持容量試験」による判定で少なくとも約２５ｇ／ｇの遠心保持容量（ＣＲＣ）を有することを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項１８】
前記陽イオン性ポリマーは、ポリビニルアミンであることを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項１９】
陽イオン性ポリマーの濃度は、前記超吸収性材料の約０．０５〜約５重量パーセントの範囲であることを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項２０】
前記超吸収性材料は、少なくとも約０．８５のゲル剛性指数を有することを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項２１】
前記表面処理剤は、前記超吸収性材料の実質的に外面全体に付加されていることを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項２２】
前記表面処理剤の前記水溶性非架橋ポリマーは、少なくとも約７０重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含むことを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項２３】
前記表面処理剤は、１グラム重の超吸収性材料あたり約０．５〜約５グラム重の範囲の水を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項２４】
「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約２，０００×１０-9ｃｍ2の自由膨潤ゲルベッド透過率を有することを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項２５】
「荷重下ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約２００×１０-9ｃｍ2の荷重下ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）を有することを特徴とする請求項２４に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項２６】
少なくとも部分的に架橋ポリマーを含む吸収性材料であって、
「遠心保持容量試験」による判定で少なくとも２０ｇ／ｇの遠心保持容量、及び「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約２，５００×１０-9ｃｍ2の自由膨潤ゲルベッド透過率、
を有することを特徴とする吸収性材料。
【請求項２７】
「遠心保持容量試験」による判定で少なくとも約２５ｇ／ｇの遠心保持容量を有することを特徴とする請求項２６に記載の吸収性材料。
【請求項２８】
前記架橋ポリマーは、少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含むことを特徴とする請求項２６に記載の吸収性材料。
【請求項２９】
表面処理された吸収性材料を製造する方法であって、
水溶性陽イオン性ポリマーを水中で可溶化して水溶液を形成する段階と、
少なくとも約０．８のゲル剛性を有し、かつ少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含む、超吸収性材料の外面に前記水溶液を付加する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
前記水溶液を前記超吸収性材料に付加した後に該溶液から水を除去し、それによって該超吸収性材料の前記表面上に陽イオン性ポリマーを残す段階を更に含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
陽イオン性ポリマーの濃度は、前記超吸収性材料の約０．０５〜約１０重量パーセントの範囲であることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記可溶化する段階は、前記陽イオン性ポリマーを１グラム重の超吸収性材料あたり少なくとも約０．５から少なくとも約１０グラム重の水中で可溶化する段階を含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記水溶液を超吸収性材料の外面に付加する前記段階は、該超吸収性材料が該水溶液の少なくとも一部分を吸収するまで該水溶液及び超吸収性材料を互いに混合する段階を含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
ゲル剛性指数が少なくとも約０．８の超吸収性材料を含む表面処理された吸収性材料であって、
超吸収性材料が、少なくとも約７５重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含み、
少なくとも約５０重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む水溶性非架橋ポリマーを含む表面処理剤が、前記超吸収性材料に付加されている、
ことを特徴とする吸収性材料。
【請求項３５】
表面処理された吸収性材料を製造する方法であって、
水溶性陰イオン性ポリマーを水中で可溶化させて水溶液を形成する段階と、
少なくとも約０．８のゲル剛性指数を有し、かつ少なくとも約７５重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含む、超吸収性材料の外面に前記水溶液を付加する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３６】
前記水溶液を前記超吸収性材料に付加した後に該溶液から水を除去し、それによって該超吸収性材料の前記表面上に陰イオン性ポリマーを残す段階を更に含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記水溶液を超吸収性材料の外面に付加する前記段階は、該超吸収性材料が該水溶液の少なくとも一部分を吸収するまで該水溶液及び超吸収性材料を互いに混合する段階を含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記水溶液を前記超吸収性材料に付加した後に該溶液から水を除去し、それによって該超吸収性材料の前記表面上に陰イオン性ポリマーを残す段階を更に含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項１】
少なくとも部分的に架橋ポリマーを含む吸収性材料であって、
「遠心保持容量試験」による判定で少なくとも約２０ｇ／ｇの遠心保持容量を有し、「荷重下ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約２００×１０-9ｃｍ2の荷重下ゲルベッド透過率を有する、
ことを特徴とする吸収性材料。
【請求項２】
前記架橋ポリマーは、少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の吸収性材料。
【請求項３】
前記「荷重下ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約４００×１０-9ｃｍ2の荷重下ゲルベッド透過率を有することを特徴とする請求項１に記載の吸収性材料。
【請求項４】
「遠心保持容量試験」による判定で少なくとも約２５ｇ／ｇの遠心保持容量を有することを特徴とする請求項１に記載の吸収性材料。
【請求項５】
「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約２，０００×１０-9ｃｍ2の自由膨潤ゲルベッド透過率を有することを特徴とする請求項１に記載の吸収性材料。
【請求項６】
前記「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約３，０００×１０-9ｃｍ2の自由膨潤ゲルベッド透過率を有することを特徴とする請求項５に記載の吸収性材料。
【請求項７】
前記架橋ポリマーは、少なくとも約８５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の吸収性材料。
【請求項８】
請求項１に記載の吸収性材料と親水性繊維及び疎水性繊維の少なくとも一方とを含むことを特徴とする吸収性構造体。
【請求項９】
前記吸収性材料は、吸収性構造体の重量で約５パーセント〜約９０パーセントの範囲であることを特徴とする請求項８に記載の吸収性構造体。
【請求項１０】
請求項８に記載の吸収性構造体を少なくとも部分的に含むことを特徴とする吸収性物品。
【請求項１１】
おむつ、トレーニングパンツ、女性用衛生製品、及び失禁用製品のうちの１つであることを特徴とする請求項１０に記載の吸収性物品。
【請求項１２】
前記架橋ポリマーは、少なくとも約７５重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の吸収性材料。
【請求項１３】
ゲル剛性指数が少なくとも約０．８の超吸収性材料を含む表面処理された吸収性材料であって、
超吸収性材料が、少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含み、
少なくとも約５０重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む水溶性非架橋ポリマーを含む表面処理剤が、前記超吸収性材料に付加されている、
ことを特徴とする吸収性材料。
【請求項１４】
「荷重下ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約２００×１０-9ｃｍ2の荷重下ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）を有することを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項１５】
前記「荷重下ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約４００×１０-9ｃｍ2の荷重下ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）を有することを特徴とする請求項１４に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項１６】
前記超吸収性材料は、「遠心保持容量試験」による判定で少なくとも約２０ｇ／ｇの遠心保持容量（ＣＲＣ）を有することを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項１７】
前記超吸収性材料は、「遠心保持容量試験」による判定で少なくとも約２５ｇ／ｇの遠心保持容量（ＣＲＣ）を有することを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項１８】
前記陽イオン性ポリマーは、ポリビニルアミンであることを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項１９】
陽イオン性ポリマーの濃度は、前記超吸収性材料の約０．０５〜約５重量パーセントの範囲であることを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項２０】
前記超吸収性材料は、少なくとも約０．８５のゲル剛性指数を有することを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項２１】
前記表面処理剤は、前記超吸収性材料の実質的に外面全体に付加されていることを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項２２】
前記表面処理剤の前記水溶性非架橋ポリマーは、少なくとも約７０重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含むことを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項２３】
前記表面処理剤は、１グラム重の超吸収性材料あたり約０．５〜約５グラム重の範囲の水を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項２４】
「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約２，０００×１０-9ｃｍ2の自由膨潤ゲルベッド透過率を有することを特徴とする請求項１３に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項２５】
「荷重下ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約２００×１０-9ｃｍ2の荷重下ゲルベッド透過率（ＧＢＰ）を有することを特徴とする請求項２４に記載の表面処理された吸収性材料。
【請求項２６】
少なくとも部分的に架橋ポリマーを含む吸収性材料であって、
「遠心保持容量試験」による判定で少なくとも２０ｇ／ｇの遠心保持容量、及び「自由膨潤ゲルベッド透過率試験」による判定で少なくとも約２，５００×１０-9ｃｍ2の自由膨潤ゲルベッド透過率、
を有することを特徴とする吸収性材料。
【請求項２７】
「遠心保持容量試験」による判定で少なくとも約２５ｇ／ｇの遠心保持容量を有することを特徴とする請求項２６に記載の吸収性材料。
【請求項２８】
前記架橋ポリマーは、少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含むことを特徴とする請求項２６に記載の吸収性材料。
【請求項２９】
表面処理された吸収性材料を製造する方法であって、
水溶性陽イオン性ポリマーを水中で可溶化して水溶液を形成する段階と、
少なくとも約０．８のゲル剛性を有し、かつ少なくとも約７５重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含む、超吸収性材料の外面に前記水溶液を付加する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
前記水溶液を前記超吸収性材料に付加した後に該溶液から水を除去し、それによって該超吸収性材料の前記表面上に陽イオン性ポリマーを残す段階を更に含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
陽イオン性ポリマーの濃度は、前記超吸収性材料の約０．０５〜約１０重量パーセントの範囲であることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記可溶化する段階は、前記陽イオン性ポリマーを１グラム重の超吸収性材料あたり少なくとも約０．５から少なくとも約１０グラム重の水中で可溶化する段階を含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記水溶液を超吸収性材料の外面に付加する前記段階は、該超吸収性材料が該水溶液の少なくとも一部分を吸収するまで該水溶液及び超吸収性材料を互いに混合する段階を含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
ゲル剛性指数が少なくとも約０．８の超吸収性材料を含む表面処理された吸収性材料であって、
超吸収性材料が、少なくとも約７５重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含み、
少なくとも約５０重量パーセントの陰イオン性ポリマーを含む水溶性非架橋ポリマーを含む表面処理剤が、前記超吸収性材料に付加されている、
ことを特徴とする吸収性材料。
【請求項３５】
表面処理された吸収性材料を製造する方法であって、
水溶性陰イオン性ポリマーを水中で可溶化させて水溶液を形成する段階と、
少なくとも約０．８のゲル剛性指数を有し、かつ少なくとも約７５重量パーセントの陽イオン性ポリマーを含む架橋ポリマーを含む、超吸収性材料の外面に前記水溶液を付加する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３６】
前記水溶液を前記超吸収性材料に付加した後に該溶液から水を除去し、それによって該超吸収性材料の前記表面上に陰イオン性ポリマーを残す段階を更に含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記水溶液を超吸収性材料の外面に付加する前記段階は、該超吸収性材料が該水溶液の少なくとも一部分を吸収するまで該水溶液及び超吸収性材料を互いに混合する段階を含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記水溶液を前記超吸収性材料に付加した後に該溶液から水を除去し、それによって該超吸収性材料の前記表面上に陰イオン性ポリマーを残す段階を更に含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００７−５００７６５（Ｐ２００７−５００７６５Ａ）
【公表日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２１８１０（Ｐ２００６−５２１８１０）
【出願日】平成１６年４月２日（２００４．４．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１０２０５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１６３９３
【国際公開日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（５０４４６０４４１）キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド (396)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年４月２日（２００４．４．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１０２０５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１６３９３
【国際公開日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（５０４４６０４４１）キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド (396)
【Ｆターム（参考）】
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