JP2002513043A - 改良された吸収特性を有する吸収構造体 - Google Patents
改良された吸収特性を有する吸収構造体Info
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Abstract
Description
物の如き吸収物品中の吸収構造体に関し、前記構造体は繊維及び/又はフォーム
の如き多孔質材料と超吸収材の組合せを含む。また、本発明はかかる吸収構造体
を含有する吸収物品に関する。
能力を有することが極めて重要である。さらに、物品の全吸収能力を利用できる
ように、液体を吸収構造体の湿潤領域から他の部分に分配できることが重要であ
る。
荷を受けるときも吸収構造体は液体を保持できることが不可欠である。
ガードのための一つの問題はそれらの全吸収能力が完全に利用されるまでに漏出
する危険を有することである。かかる漏出の理由は吸収構造体が特に繰り返し湿
潤されると多量の液体を迅速に受け入れ吸収する能力が減少することである。
らの間に配置された吸収構造体を含み、前記吸収構造体は液体透過性上部シート
に隣接して位置される液体取得層、及び1以上の液体貯蔵及び液体分配層を含む
。
に、いわゆる超吸収材を含有することが多い。超吸収材は自重の数倍、10倍以
上の量の液体を吸収する能力を有する架橋ポリマーである。さらに、それらは外
的圧力を受けるときも吸収された液体を保持する能力を有する。それらは吸収物
品において幅広く使用され、そこではそれらは通常、粒子、顆粒、フレーク又は
繊維の如き粒子形態であり、それらは他の吸収材料、通常セルロース繊維と混合
又は層状化される。
るか、超吸収材粒子がどのような物理的形状を有するか、及び吸収速度、ゲル強
度及び液体保持能力の如き超吸収材の特性の如き多くの要因に依存する。
しない大きな理由は超吸収材粒子が膨潤した後に超吸収材がその構造及び形状を
保持することが難しいことである。超吸収材粒子の硬さ及び形状は例えば外的負
荷で弱まることがあり得る。1回及び2回湿潤した後に外的負荷を受けた超吸収
材がその構造及び形状を維持することが難しいという事実によって、ゲルブロッ
キングと称される共通の現象が起こる。ゲルブロッキングは超吸収材が湿潤する
と多孔質繊維構造体中の細孔をブロックするゲルを形成し、それによって吸収構
造体の湿潤領域から他の部分までの液体移動を悪くすることを意味する。これは
吸収構造体の全吸収能力が最適に利用されず、漏出の危険が増大することを意味
する。
。しかしながら、目立たずに快適に装着できる物品を作るためには、物品は薄い
ことが望ましい。高い液体吸収能力を維持するためにかかる薄い物品は相対的に
多量の超吸収材を有することが多い。
持するためには超吸収材はしばしば2工程で架橋される。第1の架橋はいわゆる
内部架橋であり、ネットワークの形成下、アクリル酸と少なくとも一つの二官能
価の薬剤を共重合することによって作られる。
テル及びアリルメタアクリレートの如き2官能物質及び1,1,1−トリメチロ
ールプロパントリアクリレート及びトリアリルアミンの如き3官能物質又はテト
ラアリロキシエタンの如き4官能物質からなる。
的負荷を受けたときでもその元の形状を容易に維持することを可能にする。超吸
収材の表面架橋は通常カルボキシル基のエステル化によって作られる。表面架橋
剤の一例はポリヒドロキシ物質である。別の例は有機カーボネート、好ましくは
水溶液中のエチレンカーボーネートである。第三例はジグリシジル化合物、特に
エチレングリコール−ジグリシジルエーテル(EDGE)の使用である。
材を多価金属イオン、例えばアルミニウムと表面架橋することも知られている。
表面架橋はイオン結合で起こる。問題の超吸収材が水性媒体において改良された
分散性を有することが述べられている。吸収物品の吸収能力に対する効果につい
ては何も述べられていない。
オン性の超吸収材を高分子4級アミンと表面架橋することが知られている。ここ
でも架橋はイオン結合によってなされている。
体であって繰り返し湿潤時の液体取得能力及び分配能力に関して改良された特性
を有する吸収構造体を提供することである。これは本発明によれば吸収構造体が
超吸収材が分布される構造体の少なくとも一つの領域において乾燥状態の構造体
の全重量に基づいて少なくとも50重量%の超吸収材を含有し、前記超吸収材が
イオン結合によって架橋されていることによって達成される。
るポリアクリレートの架橋ポリマーを含むことが好ましい。
超吸収材のアニオン官能基に結合される。一例によればカチオン架橋剤は多価金
属イオン、例えばアルミニウム、ジルコニウム、クロム、チタン又は亜鉛を含む
。好ましい例によればイオン架橋はアルミネートイオン、Al(OH)4 −によ
って作られる。
れることができる。
て乾燥状態の構造体の全重量に基づいて少なくとも70重量%の超吸収材を含有
する。
の間に配置された吸収構造体を含み、吸収構造体が上述の種類のものである、お
むつ、パンツおむつ、失禁ガード、衛生ナプキン又はそれらの類似物の如き吸収
物品に関する。
をダイヤグラムの形で示し、それぞれ吸収物品が50重量%及び70重量%の量
の異なる超吸収材を含有する場合を示す。 図2a及びbはそれぞれ50重量%及び70重量%の量の異なる超吸収材を含
有する吸収物品における第1回、第2回及び第3回の湿潤の場合の取得時間を棒
図表の形で示す。 図3a及びbはそれぞれ50重量%及び70重量%の量の異なる超吸収材を含
有する吸収物品における第1回、第2回及び第3回の湿潤の場合の後の再湿潤を
ダイヤグラムの形で示す。 図4a及びbはそれぞれ50重量%及び70重量%の含有量の異なる超吸収材
を含有する吸収物品における第1回、第2回及び第3回及び第4回の湿潤の場合
の一定負荷下での瞬間取得時間を棒図表の形で示す。
重の10倍以上多数回ゲル形成下で吸収できる材料として規定される。かかる材
料は例えばポリアクリル酸、ポリメタクリル酸のアルカリ塩の形のヒドロゲル形
成ポリマー、アクリル酸及びメタクリル酸と他のモノマーのコポリマー、アクリ
ル酸をグラフトしたスターチ、カルボキシメチルスターチの如きポリサッカライ
ド、カルボキシメチルセルロース、キサンタン、アルギネート、キトサン、ペク
チン、グアーガム、及びペプチド及び蛋白質などであってもよい。ヒドロゲル形
成ポリマーはそれらを水不溶性にするために通常架橋されている。一般に使用さ
れている架橋剤はエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコール
ジアクリレート、アリルメタクリレート、1,1,1−トリメチロールプロパン
トリアクリレート、トリアリルアミン及びテトラアリルオキシエタンであり、そ
れらは共有結合によってポリマー構造に結合される。
ているか又は均質に架橋されている。さらに、それは別の架橋剤によって共有結
合的に架橋されることも好ましい。超吸収材はカルボキシル基、スルホネート基
、スルフェート基、ホスフェート基、アミド基又はニトリル基(好ましくはカル
ボキシル基)の如きアニオン官能基を持つポリマーを含むことが好ましい。イオ
ン架橋剤はカチオンからなり、それはイオン結合によって超吸収材のアニオン官
能基に結合される。カチオンはアルミニウム、ジルコニウム、クロム、チタン又
は亜鉛の如き多価金属イオンを含むことが好ましい。
2.8に開示されたものに従ったアルミネートイオン、Al(OH)4 −である
。かかる超吸収材を製造するときアルミネートイオンはカルボキシル基含有ポリ
マー(例えばポリアクリレート)の水含有ゲルに添加される。それは通常の方法
で共有結合によって架橋されることが好ましい。ゲルは乾燥して粉末又は顆粒に
する前にアルミネートイオンと架橋され、それによって均質にイオン架橋された
ヒドロゲル構造が得られる。
され、それは超吸収材が膨潤と関連してそのゲル安定性を失うことに導く。しか
しながら、イオン架橋剤によって表面架橋又は均質架橋されている超吸収材はポ
リマーが膨潤するにつれてイオン結合が再配置及び再創造されることができるた
めにより良い方法で膨潤した後にそのゲル安定性を維持する。共有結合ではそう
することはできない。
又はイオン架橋だけされることができる。イオン架橋は超吸収材粒子の表面上に
又は超吸収材の全構造を通して均質にあることができる。
成繊維、再生セルロース繊維又はそれらの混合物の繊維構造体の如き任意の種類
のものであることができる。多孔質構造体は吸収フォーム材料からなることもで
きる。
ができる。また、多孔質材料の二つの層の間に超吸収材の層を適用することもで
きる。
おいて乾燥状態の構造体の重量について計算すると少なくとも50重量%である
べきである。これは例えば異なる層において異なる量の超吸収材を有する2層又
は多層構造体において超吸収材の量が層の少なくとも一つにおいて少なくとも5
0重量%であるべきであることを意味する。しかしながら、全体の吸収構造体中
の超吸収材の全量は50重量%より低くされることができる。
一つの領域において乾燥状態の構造体の重量について計算すると少なくとも70
重量%であるべきである。
末、粒子又は顆粒の形であることが好ましい。
とパルプ繊維(ケミカルパルプ)の組合せを含有する吸収構造体において利用度
、取得時間及び再湿潤に関してなされた多数の試験が開示されている。試験吸収
体は28×10cmのサイズ、300g/m2の表面重量及び3cm3/gの嵩
を有していた。超吸収材粒子はパルプ繊維と実質的に均質に混合された。
に入手可能な超吸収材及び上に従ってアルミネートイオンによって均質に架橋さ
れ、さらに共有結合的に架橋されたポリアクリレートの三つの異なる試験物質で
あった。試験物質はE271/97、E214/97及びE222/97という
名称であり、Clariant GmbH及びClariant Corpによって供給された。
端は合成尿(以下の配合)の液浴と接触させ、60分間液体を吸収させた。湿潤
領域の長さを測定した。試験体を様々な長さに相当する小さな片に切断し、秤量
した。利用度は次の式に従って計算された: 利用度=吸収された尿の重量(g)/理論的吸収能力(g) 式中、 吸収された尿の重量=吸収後の試料の重量−乾燥重量; 理論的吸収能力=試料中の超吸収材の重量(g)・合成尿中の自由膨潤能力+
パルプ繊維重量(g)・パルプの吸収能力
尿/gパルプであった。
離れて位置される部分の利用度は参照と比較すると試験物質に対して明らかに良
好であったことがわかる。
0g/l 塩化ナトリウム、18.00g/l 尿素、3.54g/l 燐酸二
水素カリウム、0.745g/l 燐酸水素ナトリウム、1.00g/l 0.
1%igトリトン、0.4g/l Nykockin(着色剤)、残り脱イオン水。
量し、パウチ中に置いた。パウチは溶接され秤量された。パウチは60分間合成
尿に浸漬され、その後パウチを取り上げ、排水させて秤量した。吸収前後の重量
の差は自由膨潤能力を与える。
内径23mm)を通して行った。添加間の時間間隔は10分であった。全ての液
体が吸収されるまでにかかる時間を測定した(視覚観察)。測定の結果を図2a
及びbに示す。第2回及び特に第3回の添加における取得時間は参照物質と比較
すると試験物質を含有する吸収体に対して低いことがわかる。
って各添加後10分後の再湿潤を測定した。負荷前後の濾紙を測定し、再湿潤を
計算した。
り、試験物質及び参照物質をそれぞれ含有する吸収体の両方に対して極めて低い
ことがわかる。50%超吸収材を含有する吸収体(図1a)に対して第2回添加
後参照体と試験体の間の再湿潤の差を観察したが、第3回添加後も差は残ったま
まであった。70%超吸収材を含有する吸収体(図3a)に対して再湿潤は第2
回添加後も同じであったが、第3回添加後試験体と参照体の間の差は有意になり
、試験体は参照体よりかなり低い再湿潤を有していた。
。80mlの合成尿の各々の4回の添加は漏斗及びペトリ皿を介して円形開口を
通してなされた。添加間の時間間隔は10分であった。全ての液体が吸収される
までにかかる時間を測定した(視覚的観察)。結果を図4a及びbに示す。試験
物質(E−222/97)に対する取得時間は参照物質(IM 7100)と比較する
と全ての添加において低かった。その差は第3回及び第4回添加において最も大
きかった。同様の結果は50重量%及び70重量%超吸収材に関して得られた。
て示された利点に加えて、その超吸収材はさらなる重要な利点を有する。即ち、
それらは例えばおむつ製造機において超吸収材粒子を取り扱うときに起こるかも
しれない機械的応力に対して高い抵抗を有する。共有結合的に表面架橋されてい
るにすぎず、しかも表面層が機械的応力によって損傷されている超吸収材粒子は
そのゲル安定性の多くを失うだろう。均質に又は表面上だけイオン架橋されてい
る超吸収材粒子は表面層の一部の機械的損傷後であってもそのゲル安定性を実質
的に維持するだろう。イオン表面架橋されている超吸収材粒子ではイオン架橋結
合は粒子表面にわたって再分布されることができ、かかる方法で表面層中で生じ
た損傷を修復することができる。
の形で示し、吸収物品が50重量%の量の異なる超吸収材を含有する場合を示す
。
の形で示し、吸収物品が70重量%の量の異なる超吸収材を含有する場合を示す
。
及び第3回の湿潤の場合の取得時間を棒図表の形で示す。
及び第3回の湿潤の場合の取得時間を棒図表の形で示す。
及び第3回の湿潤の場合の後の再湿潤をダイヤグラムの形で示す。
及び第3回の湿潤の場合の後の再湿潤をダイヤグラムの形で示す。
回及び第3回及び第4回の湿潤の場合の一定負荷下での瞬間取得時間を棒図表の
形で示す。
2回及び第3回及び第4回の湿潤の場合の一定負荷下での瞬間取得時間を棒図表
の形で示す。
Claims (13)
- 【請求項1】 おむつ、パンツおむつ、失禁ガード、衛生ナプキン又はそれ
らの類似物の如き吸収物品中の吸収構造体であって、前記構造体が繊維及び/又
はフォームの如き多孔質材料と超吸収材の組合せを含む場合において、吸収構造
体が超吸収材が分布される構造体の少なくとも一つの領域において乾燥状態の構
造体の全重量に基づいて少なくとも50重量%の超吸収材を含有し、前記超吸収
材がイオン結合によって架橋されていることを特徴とする吸収構造体。 - 【請求項2】 超吸収材がさらに共有結合的に架橋されていることを特徴と
する請求項1記載の吸収構造体。 - 【請求項3】 超吸収材がアニオン官能基を持つポリマーを含むことを特徴
とする請求項1又は2記載の吸収構造体。 - 【請求項4】 超吸収材が官能カルボキシル基を有するポリアクリレートの
架橋ポリマーであることを特徴とする請求項3記載の吸収構造体。 - 【請求項5】 超吸収材がイオン結合によって超吸収材のアニオン官能基に
結合されるカチオンによって架橋されていることを特徴とする請求項1〜4のい
ずれか記載の吸収構造体。 - 【請求項6】 カチオン架橋剤が多価金属イオンを含むことを特徴とする請
求項1〜5のいずれか記載の吸収構造体。 - 【請求項7】 金属イオンがアルミニウム、ジルコニウム、クロム、チタン
又は亜鉛であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか記載の吸収構造体。 - 【請求項8】 架橋剤がアルミネートイオン、Al(OH)4 −であること
を特徴とする請求項1〜7のいずれか記載の吸収構造体。 - 【請求項9】 超吸収材がイオン架橋剤によって表面架橋されていることを
特徴とする請求項1〜8のいずれか記載の吸収構造体。 - 【請求項10】 超吸収材がイオン架橋剤で実質的に均質に架橋されている
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか記載の吸収構造体。 - 【請求項11】 吸収構造体が超吸収材が分布される構造体の少なくとも一
つの領域において乾燥状態の構造体の全重量について計算すると少なくとも70
重量%の超吸収材を含有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか記載の
吸収構造体。 - 【請求項12】 超吸収材が粉末、粒子又は顆粒の形である請求項1〜11
のいずれか記載の吸収構造体。 - 【請求項13】 液体透過性上部シート、液体不透過性下部シート及びそれ
らの間に包囲される吸収構造体を含む種類のおむつ、パンツおむつ、失禁ガード
、衛生ナプキン又はそれらの類似物の如き吸収物品において、吸収構造体が請求
項1〜12のいずれか記載の種類のものであることを特徴とする吸収物品。
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