JP2007505725A - コーティングされた超吸収性ポリマー類を有する流体獲得領域を含む吸収性物品 - Google Patents
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Abstract
Description
a)この超吸収性ポリマー粒子はさらにカチオン性ポリマー類で表面コーティングされており、このカチオン性ポリマー類は、カチオン性ポリマー類の総重量に対して1〜25mol/kgのプロトン化可能なカチオン性基を有し、カチオン性ポリマー類は前記超吸収性ポリマー粒子に実質的に共有結合されていない、及び
b)この超吸収性ポリマー粒子は、25g/g未満のシリンダー遠心分離保持能(CCRC)を有する
ことを特徴とする。
a)この超吸収性ポリマー粒子はさらにカチオン性ポリマー類で表面コーティングされており、このカチオン性ポリマー類は、カチオン性ポリマー類の総重量に対して1〜25mol/kgのプロトン化可能なカチオン性基を有し、カチオン性ポリマー類は前記超吸収性ポリマー粒子に実質的に共有結合されていない、及び
b)この流体獲得領域は、この流体獲得領域の少なくとも50重量%の濃度で超吸収性ポリマー粒子を含む
ことを特徴とする。
1.透過性
透過性(液体流れ伝導性とも呼ばれる)は、本発明のコーティングされたSAP粒子の重要な特性である。SAP粒子の透過性は、SFC(塩水流伝導度)を測定するための方法の変更に基づいて測定される。SFCは、膨潤したSAPから形成されるヒドロゲル層の、使用圧力下で体液を移送する能力のように、塩水を移送する材料の能力を測定する。SFCを測定する方法は、EP−B−0 752 892のパラグラフ224及び以下に記載されている。
−上述した適切な量に従って乾燥SAP粒子を0.001gの精度で計量する
−完全なサンプルを移し、サンプルホルダーの底部全体(whole are)にSAP粒子を均一に分配する。
−空のサンプルホルダーアセンブリ及び乾燥SAP粒子のキャリパーを0.01mmの精度で測定する:h1
−濾紙(例えば、シュライシャー・アンド・シュール(Schleicher & Schuell)、No.596、90mm直径又は等価物)にそのサンプルホルダーアセンブリを置き、0.9%食塩水溶液を含んだ大きいペトリ皿に沈めるが、ここでこの液体高さは少なくとも3.0cmであり、60分間プレ膨潤させる。
−60分後、ペトリ皿/食塩水溶液からサンプルホルダーアセンブリを取り出し、過剰の液体を滴り落とす。
−サンプルホルダーアセンブリ及び膨潤SAP粒子のキャリパーを0.01mmの精度で測定する:h2。
−サンプルを含むサンプルホルダーアセンブリを支持スクリーン上に移し、200mLの0.9%食塩水溶液をサンプルに貫流させると同時に、シリンダーの底部に取り付けられたスクリーンの上方の5.0cm静水頭部を調整する。
−5分間の透過性データの取得を始め、速い流量のヒドロゲル層に対しては10秒間隔でデータを記録する。
−サンプルホルダーの外側壁を保持することによって30分間過剰の流体を滴り落とすが、SAP粒子から形成されたヒドロゲル層がいかなる表面とも接触するのを回避し、液体が貯蔵器に簡単に滴り落ちるようにする。
−サンプルホルダーアセンブリ及びヒドロゲル層のキャリパーを0.01mmの精度で測定する:h3。
(透過性)K={Fg×L最終}/{ρ×A×ΔP}
式中、
Fgは、取り込み対時間曲線の傾きの計算から決定される[g/秒]単位の流量であり、すなわち各10秒の時間間隔で膨潤ヒドロゲル層を貫流する液体量であり、また
L最終は、60分間の膨潤の後、SAP層の最初の厚さh2−h0と、流れた後及び過剰の液体を滴り落とした後のゲル層の厚さh3−h0との[cm]単位の平均値である。
L最終=[(h2−h0)+(h3−h0)]/2×10
式中、
ρは、[g/cm3]単位のNaCl溶液の密度(20℃での0.9%食塩水溶液については1.005g/cm3)であり、
Aはヒドロゲル層の面積28.27cm2であり、
ΔPは、流体静力学的圧力4920g・cm/s2であり、また
透過性Kは、[cm3s/g]単位である。
SAP粒子の重要な特質は、好ましくは本発明によるSAP粒子により達成されるが、ポリマーが封圧下において体液で膨れる場合に形成されるヒドロゲルの領域又は層の開口性又は多孔性である。これは湿潤多孔性と呼ばれる。
−(透過性と同様に)30分間過剰の流体を滴り落とした後、サンプルホルダーアセンブリ及び間隙中の流体で膨潤したSAPを0.01gの精度で計量する:w1
−SAP粒子及びサンプルホルダーのアセンブリをペーパーハンドタオル(メッツァ・ティッシュ(Metsa Tissue)、カトリン(Katrin)(登録商標)、C−fold2)上に16時間(+/−1又は2時間)置くことによって間隙中の流体を完全に乾燥させる。
−間隙を乾燥した後、サンプルホルダーアセンブリ及びSAP粒子のキャリパーを0.01mmの精度で測定する:h4。
−乾燥した間隙を有するサンプルホルダーアセンブリ及びSAP粒子を0.01gの精度で計量する:w2
(湿潤多孔性)n=V空隙(void)/V全体(tot)
式中、以下のように0.7gの重量補正の追加を加えて得られる。
V空隙=(w1−w0)−(w2−w0)−0.7(サンプルホルダーに流体が付着する時の重量補正)/ρ
式中、
ρは、g/cm3単位のNaCl溶液の密度(20℃での0.9%食塩水溶液については1.005g/cm3)であり、
V全体は、湿潤サンプルキャリパー及びSAP粒子から形成されるヒドロゲル層Aの面積によって得られる。
V全体=(h3−h0/10)×A
h0、h3及びAの値は、透過性測定で測定されたそれらの値である。
この試験は、SAP粒子が遠心分離力にかけられる場合に、本明細書に使用されるSAP粒子の生理食塩水溶液保持能を測定するのに役立つ(それはまた種々の力を材料に適用した場合に、使用中のSAP粒子の吸収能力の維持に関する指標である)。
1.00gの試験されるべきSAP粒子を0.005gの精度で計量し(これは「サンプル」である)、次いでこのサンプルを空の計量されたシリンダーに移す。(これを複製のために繰り返す。)
mCS:遠心分離後のサンプルを有するシリンダー質量[g]
mCb:サンプルのない乾燥シリンダー質量[g]
mS:食塩水溶液を含まないサンプルの質量[g]
この方法は、攪拌又は封圧なしに、本明細書で使用されるSAP粒子の0.9%食塩水溶液での膨潤速度を測定するのに役立つ。特定量の流体を吸収するのにかかる時間量が記録され、これは、毎秒SAP粒子のグラムあたり吸収される流体(0.9%生理食塩水)のグラム、例えばg/g/秒として報告される。
w乾燥=乾燥重量[g]=20[g]/(0.75×CCRC[g/g])
FSR=w液体/(w乾燥×ts)
流体獲得試験は、使用中の条件を模倣する、吸収性物品に流体を取り入れる手段を提供する。物品に、75mL/噴出の0.9%食塩水溶液を15mL・s−1の速度で、ポンプ(モデル7520−00コール・パーマー・インスツルメンツ社(Cole Parmer Instruments Co.)(米国シカゴ))を用いて加える。食塩水溶液を吸収する時間をタイマーで記録する。噴出を正確に5分の噴出間隔で5分毎に4回まで繰り返す。
以下の方法を用いて、カチオン性ポリマー類でコーティングされたSAP粒子が、SAP粒子上にカチオン性ポリマーコーティングを適用する前に表面架橋されていたかどうかを判断できる。
20mgのトルイジンブルーO[CAS:540−23−8]を250mLの0.9%(w/w)NaCl溶液に溶解させる。混合物を1時間超音波浴に入れ、濾紙を通して濾過し、0.9%NaCl溶液を用いて1000mLまで満たす。
30〜50mgのカチオン性ポリマー類でコーティングされたSAP粒子のサンプルを40mLのスクリューキャップガラスバイアル瓶に入れ、30mLの上記染色溶液を添加する。バイアル瓶を閉じ、SAP粒子を穏やかに攪拌しながら(例えば、ローラーミル上のバイアル瓶を穏やかに旋回させる又はゆっくり回転させる)20〜25℃で18時間膨潤及び平衡させる。
膨潤し染色された、カチオン性ポリマー類でコーティングされた表面架橋されていないSAP粒子は、個々のゲル粒子全体において均一、均質な染色及び本質的に平面を示す。
基本的SAP(basic SAP)は、上述のように当該技術分野において既知の従来のいかなる方式によっても形成することができる。これらのポリマー類を製造するための典型的で好ましい方法は、多くの特許出願文書及び特に教科書である、上記のF.L.ブーフホルツ(F.L.Buchholz)及びA.T.グラハム(A.T.Graham)著、「最新超吸収体技術(Modern Super Absorbent Technology)」、米国再発行特許第32,649号、米国特許第4,666,983号、米国特許第4,625,001号、米国特許第4,340,706号、米国特許第4,506,052号、米国特許第4,735,987号、米国特許第4,541,871号、PCT国際特許出願WO92/16565、PCT国際特許出願WO90/08789、PCT国際特許出願WO93/05080;米国特許第4,824,901号;米国特許第4,789,861号、米国特許第4,587,30号、米国特許第4,734,478号;米国特許第5,164,459号;ドイツ特許出願4,020,780、及び公開された欧州特許出願509,708を含む、多くの文献に記載されている。
本発明によれば、使い捨て吸収性物品のための吸収性コアは、カチオン性ポリマー類のコーティングを有する前述のSAP粒子を含み、他の任意成分、例えば繊維、熱可塑性材料、フォーム、スクリムなどを含んでいてもいなくてもよい。こうしたコアの主な機能は、このコアを用いて製造された吸収性物品の着用者が動く結果として通常遭遇する圧力及び張力及びねじれを受けても、***された体液を吸収し、次いでこうした流体を保持することである。
本発明のおむつの主要な構成要素は、本発明のSAP粒子を含む流体獲得領域である。この流体獲得領域は、***された体液を素早く収集し、一時的に保持するのに役立つ。***された流体の一部は、着用者の姿勢に応じて、獲得領域に浸透し、***物に近位の場所において流体貯蔵領域によって吸収されることができる。しかし、流体は噴出の状態で***されることが多く、こうした場所の流体貯蔵領域は、***されるのと同様の素早さで流体を吸収しないことがある。そのため、本明細書の流体獲得領域はまた、最初の流体が接触した地点から吸収性コアの他の部分への流体の移送を促進する。本発明の関連において、「流体」という用語は、これらに限定されないが、液体、尿、経血、発汗、及び水ベースの体液を含むことに留意すべきである。
図1は、本発明に従う吸収性物品の好ましい実施形態としてのおむつ20の平面図である。おむつは、広げて非収縮状態(すなわち、弾性による収縮なし)で示される。構造の一部を切り欠いて、おむつ20の下にある構造をより明瞭に示している。着用者に接触するおむつ20の部分が、読者に向いている。図1のおむつ20のシャーシ22は、おむつ20の本体を含む。シャーシ22は、液体透過性トップシート24及び/又は液体不透過性バックシート26を含む外側カバーを備える。また、シャーシ22は、トップシート24及びバックシート26の間に包まれた吸収性コア28のほとんど又は全てを含んでもよい。シャーシ22は好ましくは、サイドパネル30、弾性部材33を備えたレッグカフ32、及び腰部機構34をさらに含む。レッグカフ32及び腰部機構34は、典型的には、弾性部材を含む。おむつの1つの末端部は、おむつ20の前腰部領域36として構成されている。反対側の末端部は、おむつ20の後腰部領域38として構成されている。おむつの中間部は、前腰部領域と後腰部領域との間を長手方向に延びる、股部領域37として構成されている。股部領域37は、おむつを着用した時に着用者の脚の間に通常位置するおむつ20の部分である。
1.ベース超吸収性ポリマー(base superabsorbent polymer)の調製
300gの氷アクリル酸(AA)に、12.837gのメチレンビスアクリルアミド(MBAA)を添加し、室温で溶解させる。2500mLの樹脂製ケットル(温度計、注射器の針、及び適宜機械的攪拌器を導入するのに適した、隔膜で閉じられた4ツ口のガラスカバーを備える)にこのアクリル酸/架橋剤溶液を入れる。内容物全体を混合できる磁性攪拌器を加える。次いで1166.8gの水を添加する(AAの濃度は20w/w%)。大部分の水を樹脂製ケットルに添加し、混合物をモノマー及び水が十分に混合されるまで攪拌する。300mgの反応開始剤(ワコ・ケミカルズ(Waco Chemicals)からの「V50」)を、20mLの脱イオン水に溶解させる。次いで反応開始剤溶液を残りの水と共に添加する。樹脂製ケットルを閉じ、圧力解除を、例えば2つの注射器の針を隔膜に通すことによって提供する。次いで溶液をおよそ31rad/s(300RPM)で攪拌しながら、80cmの注入針を介してアルゴンで勢いよく散布する。アルゴン散布(argon spurging)を継続させるが、攪拌は約8分後に停止させる。溶液は、通常全体で12〜20分後にゲル化し始める。この時点で、持続性の泡がゲル表面に形成され、アルゴン注入針がゲル表面の上方に上昇する。アルゴンパージをより低い流量で継続する。温度を監視すると、通常、1時間以内に温度が20℃から60℃〜70℃まで上昇する。温度が60℃未満に下がった後、ケットルを循環オーブンに移し、60℃で15〜18時間維持する。
SAP粒子の表面架橋をコーティングの前に行う。150mLのガラスビーカーは、プラスチックブレードを持つ機械的攪拌器を備え、これに乾燥SAP粒子100gを入れる。機械的攪拌器は、ポリマー類の良好な流動化が31〜52rad/s(300〜500RPM)で得ることができるように選択される。注射器に、エチレングリコールジグリシジルエーテル(EGDGE)の1,2−プロパンジオール4%溶液(w/w)を入れ;別の300μL注射器に脱イオン水を入れる。
実施例B〜D、F〜H及びK
1Lのプラスチックビーカーに50gの乾燥SAP粒子を入れる。室温で従来の料理用ミキサーによって混合しつつ、それぞれ30%(実施例Bに対して)、50%(実施例C、F、G、H及びKに対して)及び>90%(実施例Dに対して)の加水分解レベルの部分的に加水分解されたカチオン性ポリマー(それぞれBASFからの、ルパミン(Lupamin)9030、ルレデュア(Luredur)8097、ルパミン9095)を、0.5重量%(例えば、10%のカチオン性ポリマー含量を有するコーティング溶液2.5g)で、約2分間かけて添加する。カチオン性ポリマーの添加量は、コーティング溶液のカチオン性ポリマー含量に基づいて、それぞれ0.1重量%(実施例Fに対して)、1.0重量%(実施例Gに対して)及び5.0重量%(実施例B、C、D、H及びKに対して)の異なる付加レベルに合うように調整される。得られた材料をガラスペトリ皿に移し、付着した粒子を取り外す。コーティングされたSAP粒子をさらに60℃で一晩(約16時間)オーブンで乾燥させる。大きい凝集体を注意深く破断してもよい。次いで、得られたコーティングされたSAP粒子を所望の粒径、例えば150〜850μmにふるい分けてもよい。
1Lのプラスチックビーカーに40gの乾燥SAP粒子を入れる。室温で従来の料理用ミキサーによって混合しつつ、PEI(アルドリッチ・ケミカルズ(Aldrich Chemicals)(米国ウィスコンシン州ミルウォーキー(Milwaukee))からのポリエチレンイミン、MW750,000)を0.4重量%(例えば、50%のカチオン性ポリマー含量を有するコーティング溶液0.78g)で、約2分間かけて添加する。得られた材料をガラスペトリ皿に移し、付着した粒子を取り外す。コーティングされたSAP粒子をさらに60℃で一晩(約16時間)オーブンで乾燥させる。大きい凝集体を注意深く破断してもよい。次いで、得られたコーティングされたSAP粒子を所望の粒径、例えば150〜850μmにふるい分けてもよい。
−商品名:BASFからそれぞれルパミン(Lupamin)及びルレデュア(Luredur)
−ルパミン(Lupamin)9030を30%の加水分解レベルを有するサンプルに対して使用した(サンプルB)
−ルパミン(Lupamin)9095を>90%の加水分解レベルを有するサンプルに対して使用した(サンプルD)
−ルレデュア(Luredur)8097を50%の加水分解レベルを有するサンプルに対して使用した(サンプルC、F〜H、及びK)
−Mw400,000
−10%のカチオン性ポリマー溶液を用いた調製
PEI(ポリエチレンイミン):
−サンプルEに対して使用
−Mw750,000
−50%のカチオン性ポリマー溶液を用いた調製
Claims (13)
- 実質的に液体透過性のトップシートと、実質的に液体不透過性のバックシートと、前記トップシート及び前記バックシートの間にある吸収性コアと、を含む吸収性物品であって、前記トップシート及び前記バックシートは少なくとも部分的に互いに接合され、前記吸収性コアは少なくとも1つの流体獲得領域を含み、前記流体獲得領域は超吸収性ポリマー粒子を含み、
a)前記超吸収性ポリマー粒子はさらにカチオン性ポリマー類で表面コーティングされており、前記カチオン性ポリマー類は、前記カチオン性ポリマー類の総重量に対して1〜25mol/kgのプロトン化可能なカチオン性基を有し、前記カチオン性ポリマー類は前記超吸収性ポリマー粒子に実質的に共有結合されていない、並びに
b)前記超吸収性ポリマー粒子は、25g/g未満のシリンダー遠心分離保持能(CCRC)を有する
ことを特徴とする吸収性物品。 - 実質的に液体透過性のトップシートと、実質的に液体不透過性のバックシートと、前記トップシート及び前記バックシートの間にある吸収性コアと、を含む吸収性物品であって、前記トップシート及び前記バックシートは少なくとも部分的に互いに接合され、前記吸収性コアは少なくとも1つの流体獲得領域を含み、前記流体獲得領域は超吸収性ポリマー粒子を含み、
a)前記超吸収性ポリマー粒子はさらにカチオン性ポリマー類で表面コーティングされており、前記カチオン性ポリマー類は、前記カチオン性ポリマー類の総重量に対して1〜25mol/kgのプロトン化可能なカチオン性基を有し、前記カチオン性ポリマー類は前記超吸収性ポリマー粒子に実質的に共有結合されていない、並びに
b)前記流体獲得領域は、前記流体獲得領域の少なくとも50重量%の濃度で前記超吸収性ポリマー粒子を含む
ことを特徴とする吸収性物品。 - 前記流体獲得領域は、前記流体獲得領域の少なくとも50重量%の濃度で前記超吸収性ポリマー粒子を含む、請求項1に記載の吸収性物品。
- 前記超吸収性ポリマー粒子は、25g/g未満、好ましくは20g/g未満のシリンダー遠心分離保持能(CCRC)を有する、請求項2に記載の吸収性物品。
- 前記流体獲得領域が少なくとも1つの層を含み、前記超吸収性粒子は、前記獲得層の少なくとも70重量%の濃度で前記少なくとも1つの層に含まれる、請求項1に記載の吸収性物品。
- 前記カチオン性ポリマー類は実質的に互いに非共有架橋されている、請求項1に記載の吸収性物品。
- 前記カチオン性ポリマー類は窒素含有カチオン性ポリマー類である、請求項1に記載の吸収性物品。
- 前記窒素含有カチオン性ポリマー類は部分的に加水分解されている、請求項7に記載の吸収性物品。
- 前記窒素含有カチオン性ポリマー類は30%〜80%の範囲で加水分解されている、請求項8に記載の吸収性物品。
- 前記カチオン性ポリマー類は一級アミン類、二級アミン類又は三級アミン類である、請求項1に記載の吸収性物品。
- 前記超吸収性ポリマー粒子は、少なくとも400×10−7cm3秒/gの透過性を有する、請求項1に記載の吸収性物品。
- 前記超吸収性ポリマー粒子は、少なくとも0.20の湿潤多孔性を有する、請求項1に記載の吸収性物品。
- 前記超吸収性ポリマー粒子は実質的に共有表面架橋を含まない、請求項1に記載の吸収性物品。
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