JP3280973B2 - 吸収性フォーム材料の親水化法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、通常疎水性高分子フォームを親水性フォー
ムに転化するための方法に関する。このように「親水
化」されたフォームは、各種の水性体液を吸収するのに
特に適しているおむつ、成人失禁用ガーメント、生理用
ナプキン、包帯などの吸収性デバイスにおいて使用する
のに好適である。

背景技術 水分を有効に吸収する各種のフォーム材料または普通
の「スポンジ」は、商業的なプラクティスで周知であ
る。典型的には、このようなフォームは、連続気泡構造
物であり且つ各種のセルロース系または高分子材料から
なる。例えば、各種のポリウレタンおよび同様の材料
は、合成フォームを製造するために以前から使用されて
きた。当該技術上既に知られているように、フォーム材
料は、それらの表面が実質上親水性である時に水性液体
用吸収剤として最も効率的に機能する。しかしながら、
多くの合成フォームは、性状が実質上疎水性である高分
子フォームを生ずる有機性単量体の重合によって製造さ
れている。従って、別法で疎水性の合成フォームを親水
性にさせることができる手段を見出すことにかなりの注
意が払われてきた。

例えば、若干の種類のフォームは、得られる重合フォ
ームにそれ自体少なくともある程度の親水特性を付与す
る或る所定の単量体を使用して製造していることが既知
である。この際、このような単量体は、重合プロセス時
にフォーム網目の基本構造に配合される。不幸なこと
に、単量体に存在する親水性置換基は、得られるフォー
ムの基本特性を望ましくない程変性させ得る。従って、
得られるフォームは所望の親水特性を有するかもしれな
いが、他の望ましい構造上の特徴または性能上の品質の
若干を失うこともある。更に、このように特殊化な親水
性単量体は、フォームを製造するために使用され標準の
単量体と比較して高価であり得、従ってそれらの使用
は、フォームの全コストを増大させ得る。

他の方法においては、若干のフォームは、カルボキシ
レート、スルホネート部分などの陰イオン置換基を高分
子構造体に付与するように処理されている。このような
陰イオン置換基は、フォームの表面を親水化する際に有
効であり得るが、不幸なことに、それらの利用は、むし
ろ剛性であり且つレジリエンスに欠けたフォームを生ず
ることがある。このようなフォームを、例えば、おむつ
および生理用品においてヒトの皮膚と密着して使用する
場合必ずしも心地よくはない。

若干の場合には、少量の界面活性剤をフォームマトリ
ックスに配合することによって合成疎水性フォームを親
水性にすることができる。このことはフォームを親水性
にさせ且つ若干の目的でかなり有用であるが、界面活性
剤含有フォームを皮膚との長期接触状態で使用するには
必ずしも好適ではない。その理由は、界面活性剤が皮膚
刺激を生ずることがあるからである。加えて、若干の界
面活性剤、例えば、水溶性のものは、フォームから脱着
し且つフォームにより吸収されている流体に溶解するこ
とがある。このことは、流体の表面張力を有意に変化さ
せ且つ流体がフォームによって保持される強さに劇的に
影響することがある。

衛生物品、特に使い捨ておむつおよび生理用ナプキン
で流体吸収剤として使用するための親水性フォームの製
造には、フォームが優れた流体取扱性を有するだけでは
なく、長い着用期間にわたってヒトの皮膚に極めて接近
して使用する時に着用者に心地よく且つ安全であること
が必要とされる。更に、若干の界面活性剤、例えば、水
溶性のものが吸収性フォームを親水化するために使用さ
れる時に生ずるように尿、経血などの体液の流動性が親
水化剤によって実質上影響されないことは、おむつおよ
び生理用品で使用するために設計されたフォームの性能
に重要である。従って、吸収性フォームを親水化するた
めの安全で有効な経済的な手段は、このような品目の製
造業者に実質的な興味を有する。本発明は、前記要件を
満たす安全な有効でフォーム親水化法を提供する。

1971年２月16日発行のリンドクイストの米国特許第3,
563,243号明細書は、オキシアルキレン置換ポリウレタ
ンフォームをおむつで使用することに関する。1990年９
月21日公開の花王の特開平２−239863号公報も参照。

1986年９月16日発行のジョーズ等の米国特許第4,612,
334号明細書および1986年８月19日発行のハク等の米国
特許第4,606,948号明細書は、両方ともカルボキシおよ
び他の陰イオン置換基を有する或るフォームに関する。

1989年１月18日公告のユニリーバのEPO特許出願第299
762号明細書は、高い内部相乳濁液フォームの製造にお
ける塩化カルシウムの使用に関する。

1991年１月15日発行のケリー等の米国特許第4,985,46
7号明細書は、超吸収性材料を含む親水性ポリウレタン
フォームを開示している。この特許は、吸収性フォーム
および／または他の吸収性材料に関する下記の文献も引
用している：米国特許第4,104,435号明細書、第4,717,7
38号明細書、第4,725,629号明細書、第4,076,663号明細
書、第4,454,268号明細書、第4,337,181号明細書、第4,
133,784号明細書、第3,669,103号明細書、第4,464,428
号明細書、第4,394,930号明細書、第3,900,030号明細
書、第4,239,043号明細書、第4,731,391号明細書および
特開昭55−168104号公報（1982）、特開昭57−92032号
公報（1982）、また米国特許第3,021,290号明細書、第
3,171,820号明細書、第3,175,025号明細書、第4,359,55
8号明細書および第4,521,544号明細書。

1989年１月10日発行のバービー等の米国特許第4,797,
310号明細書、1988年11月29日発行のエドワーズ等の米
国特許第4,788,225号明細書および1985年６月11日発行
のバービー等の米国特許第4,522,953号明細書は、すべ
て多孔性高分子材料（フォーム）に関し、それらの若干
は界面活性剤を含有し且つ多分親水性である。

発明の開示 本発明は、実質上疎水性の高分子フォームを親水性液
体を吸収するのに適したものとするための方法を提供す
る。このような方法の第一工程において、或る種類の界
面活性剤と、水などの溶媒および或る種類の親水化剤塩
から調製される溶液の両方を、添加さえるかまたは残留
する親水化剤の存在しない実質上疎水性の高分子フォー
ム材料に配合する。本法の第二工程において、この処理
された高分子フォーム材料を乾燥して、それから溶媒を
除去し且つそれによってフォーム材料内に親水化量の界
面活性剤と親水化剤塩との両方を実質上均一に分布させ
て配合させる。使用する界面活性剤は、実質上水不溶性
であり且つマイルドであり且つ皮膚を比較的刺激しない
ものである。本法で実質的に使用される特定の親水化剤
塩は、毒物学上許容可能な水和または水和性カルシウム
塩およびマグネシウム塩、例えば、塩化カルシウムおよ
び塩化マグネシウムである。

また、本発明は、親水性液体を吸収するのに好適であ
る親水化高分子フォーム材料自体に係わる。このような
フォームは、フォームの少なくとも約0.05重量％を占め
る実質上均一に分布した親水化量で配合された前記界面
活性剤および親水化剤塩を有する。このようなフォーム
処方物は、フォームの約50重量％以下の遊離水を更に含
有する。

図面の簡単な説明 図面の第１図は、本発明の典型的な親水化性吸収性フ
ォームの間隙の顕微鏡写真である。

図面の第２図は、２層吸収性芯形状を有し且つエレメ
ントの１つとして親水化吸収性フォーム材料を使用する
おむつ構造物の部品の分解図を図示する。

発明を実施するための最良の形態 本発明の親水化法は、液体をフォーム構造物内に吸収
するのに好適である高分子フォーム材料処理を扱う。高
分子フォームは、一般に、比較的単量体を含まないガス
または比較的単量体を含まない液体を重合性単量体含有
液体中でバブルとして分散し、次いでバブルを囲む単量
体含有液体中で重合性単量体を重合する時に生ずる構造
物と特徴づけることができる。得られる重合分散体は、
気泡（cell）の凝集体（気泡の境界または壁は固体重合
材料からなる）である多孔性凝固構造物の形態を成すこ
とができる。気泡自体は、重合前に液体分散液中で「バ
ブル」を形成した比較的単量体を含まないガスまたは比
較的単量体を含まない液体を含有する。

以下により十分に記載されるように、本発明で有用な
好ましい高分子フォーム材料は、特定の種類の油中水形
乳濁液を重合することによって製造されるものである。
このような乳濁液は、比較的少量の重合性単量体含有油
相および比較的多量の比較的単量体を含まない水相から
調製される。比較的単量体を含まない不連続「内部」水
相は、このように、連続的な重合性単量体含有油相によ
って囲まれた分散「バブル」を形成する。連続油相にお
ける単量体の爾後重合は、海綿状フォーム構造物を形成
する。重合時に形成されたフォーム構造物中に残存する
水性液体は、フォームをプレスしおよび／または乾燥す
ることによって除去できる。

本発明で使用するのに高度に好ましい高分子フォーム
材料は、乳濁液の油相中に或る重合性単量体、例えば、
スチレン、アルキル（メタ）アクリレートおよび／また
はジビニルベンゼンを含有する油中水形乳濁液を重合す
ることによって製造されるものである。この種の最も好
ましい高分子フォーム材料は、米国特許出願番号第743,
839号を有するデスマライス、ストーン、トンプソン、
ヤング、ラボン、およびダイヤーの同時出願特許出願
「水性体液用吸収性フォーム材料およびこのような材料
を含有する吸収性物品」（この出願をここに参考文献と
して編入する）に記載のものである。このような高度に
好ましいフォーム材料は、一般に、細孔容積約12〜100m
l/gおよび毛管吸引比表面積約0.5〜5.0m²/gを有するで
あろう。これらのフォームは、水対油重量比が約12:1か
ら100:1、より好ましくは約20:1から70:1である油中水
形乳濁液から製造できる。

本発明で有用な別の普通の種類の高分子フォーム材料
は、ポリウレタンからなる。ポリウレタンフォームは、
ジイソシアネートなどのポリイソシアネートを水および
触媒の存在下でポリエーテルポリオールなどのヒドロキ
シル含有物質と反応させることによって生成されるもの
である。重合体が生成すると、水は、イソシアネート基
と反応して架橋を生ずる。二酸化炭素も生成し且つこの
ことは発泡を生じさせる。トリフルオロメタンまたは他
の揮発性物質を発泡剤として使用してもよい。

重合性油中水形乳濁液から製造されるここで好ましい
フォームを含めて高分子フォームは、気泡壁または境
界、即ち、気泡窓が高分子材料で充填されているかまた
は保有するかどうかおよび／またはその程度に応じて比
較的独立した気泡または比較的連続した気泡の特性をと
り得る。本発明の方法で有用な高分子フォーム材料は、
フォームの個々の気泡の大部分が気泡壁の高分子材料に
よって互いに完全には隔離されていない所の比較的連続
気泡であるものである。従って、このような実質上連続
気泡フォーム構造物における気泡は、フォーム構造物内
で一方の気泡から他方のものへの迅速な流体移動を可能
にするのに十分な程大きい気泡間開口部または「窓」を
有する。

ここで有用な種類の実質上連続気泡構造物において
は、フォームは一般に網状特性を有するであろうし、個
々の気泡は多数の相互に連結され三次元に分枝したウェ
ブ網を形成する。連続気泡フォーム構造物の分枝ウェブ
を構成する高分子材料のストランドは、「壁体」と称す
ることができる。典型的な壁体型構造を有する連続気泡
フォームは、例として第１図に示す顕微鏡写真で示す。
本発明の目的で、フォーム材料は、フォーム構造物中の
気泡の少なくとも80％が少なくとも１個の隣接する気泡
と流体連通であるならば「連続気泡」である。

本発明の方法で出発物質として使用されフォームを形
成する高分子材料は、一般に、水性液体中で非膨潤性で
あろうし且つまた一般に、それらの重合体構造上に極性
官能基を実質上含まないであろう。従って、このような
フォームの構造物を形成した後、フォーム構造物表面
は、残留または添加界面活性剤または他の親水化剤の不
存在下で特性が実質上疎水性であろう高分子材料からな
る。

高分子フォーム材料が「疎水性」または「親水性」で
ある程度は、吸収性試験液体と接触しているこのような
フォームによって示される「接着張力」を参照すること
によって定量化できる。接着張力は、式 AT＝γCOSθ 〔式中、ATは接着張力（ダイン/cm）であり； γはフォーム材料によって吸収される試験液体の表面
張力（ダイン/cm）であり； θはフォーム重合体材料の表面と試験液体がフォーム
重合体材料と接触する点で試験液体に接するベクトルと
の間の接触角（゜）である〕 によって定義される。

所定のフォーム材料の場合には、フォームによって示
される接着張力は、親水性試験液体、例えば、合成尿の
吸上げ重量を既知の寸法および毛管吸引比表面積のフォ
ーム試料について測定する方法を使用して実験的に測定
できる。このような方法は、後記の試験法セクションで
より詳細に記載される。

本発明の目的で、特定のフォーム材料は、添加または
残留界面活性剤または他の親水化剤の実質的な不存在下
で、表面張力65±５ダイン/cmを有する合成尿の毛管吸
引吸上げ量によって測定した時に約15ダイン/cm未満の
接着張力を示すならば実質上疎水性であるとみなされ
る。逆に、高分子フォーム材料は、この同じ合成尿の毛
管吸引吸上げ量によって測定した時に15ダイン/cm以
上、好ましくは20ダイン/cm以上の接着張力を示すなら
ば比較的親水性であるとみなされる。

本法の第一工程においては、実質上疎水性の高分子フ
ォームは、或る種類の界面活性剤と、好適な溶媒に溶解
する特定の種類の親水化剤を含む溶液との両方をフォー
ム材料に配合するように処理する。フォーム材料に配合
する界面活性剤は、接触し且つ付着してもよい高分子表
面の湿潤性を高める傾向がある実質上水不溶性のマイル
ドな比較的刺激しない界面活性剤化合物からなることが
できる。このような界面活性剤としては、例えば、ソル
ビタン脂肪酸エステル、ポリグリセロール脂肪酸エステ
ルおよびポリオキシエチレン（POE）脂肪酸およびエス
テルを挙げることができる。これらの種類の界面活性剤
の例としては、グリンステッドによって市販されている
商業的に入手可能なポリグリセロールエステルであるト
リオダン（TRIODAN）20およびヘンケルによって市販
されているソルビタンセスキオレエートであるエムソー
ブ（EMSORB）2502が挙げられる。

ソルビタン脂肪酸エステル、例えば、ソルビタンモノ
ラウレート〔スパン（SPAN）20〕、ソルビタンモノオ
レエート（スパン80）およびソルビタントリオレエー
ト（スパン85）とソルビタンモノオレエート（スパン
80）との組み合わせが、特に好ましい。１つのこのよ
うな特に好ましい界面活性剤組み合わせは、約3:1以
上、より好ましくは約4:1よりも大きい重量比のソルビ
タンモノオレエートとソルビタントリオレエートとの組
み合わせからなる。

別の特に好ましいソルビタン脂肪酸エステルは、前記
のように、ソルビタンモノラウレート（スパン20）で
ある。ソルビタンモノラウレートは、事実、親水性の特
性を吸収性フォームに付与する際に非常に有益である
〔親水化剤としての用途は、米国特許出願番号第743,83
8号を有するデスマイラスおよびストーンの別個の同時
出願米国特許出願の主題である（この出願をここに参考
文献として編入する）〕。このソルビタンモノラウレー
ト物質は、従って、本発明に関連して本発明のフォーム
に配合すべき界面活性剤物質として使用するのに高度に
好ましい。

前記種類の界面活性剤物質は、フォーム材料の高分子
表面と接触する１種以上の界面活性剤を生ずるであろう
いかなる好適な手段によっても本発明のフォーム材料に
配合できる。最も好ましくは、このことは、本発明のフ
ォーム材料を製造するために使用する方法において成分
として１種以上の界面活性剤物質を使用することによっ
て生ずることができる。油中水形乳濁液を重合すること
によって製造する本発明の好ましいフォームの場合に
は、実質上水不溶性の界面活性剤物質は、このような乳
濁液の単量体含有油相に乳化剤として添加できる。この
ようにして、界面活性剤物質は、重合すべき乳濁液を安
定化し且つ構造物を形成した後にフォーム構造物の高分
子表面と接触し且つ好ましくは被覆する残留親水化剤と
して作用するという二重の役割を果たす。界面活性剤物
質は、油相中の重合性単量体物質の約0.5〜20重量％の
程度まで重合性単量体含有油相に添加できる。

或いは、本発明で使用される界面活性剤物質は、調製
したままで界面活性剤を含有しないか残留界面活性剤が
除去されたフォーム材料に導入または再導入できる。界
面活性剤のこのような導入または再導入は、このような
フォームを適当な界面活性剤溶液または懸濁液で処理す
ることによって行うことができる。このように、ここで
有用な水不溶性界面活性剤は、好適な溶媒または担体、
例えば、イソプロパノールに溶解または分散でき且つ得
られた溶液または分散液は、それで処理すべきフォーム
材料と接触できる。このようにして、界面活性剤物質
は、フォーム構造物の間隙に配合できる。

本発明で使用する界面活性剤物質は、一般に、親水化
剤塩成分と共に好適な親水性特性をそのように処理され
るフォームに付与する量でフォーム材料に配合される。
しばしば、このような量の配合界面活性剤は、重合フォ
ーム材料の約0.5〜20重量％、より好ましくは高分子フ
ォーム材料の約１〜16重量％であろう。

前記のように、本発明の方法の第一工程は、或る種類
の親水化剤塩溶液を本発明のフォーム材料に配合するこ
とも包含する。このような親水化剤塩溶液の必須成分
は、毒物学上許容可能な水和または水和性カルシウム塩
およびマグネシウム塩から選ばれる親水化剤塩である。

ここで有用な親水化剤の非限定的な例としては、水和
および水和性物質、例えば、下記のものが挙げられる：
酒石酸カルシウム４水和物、チオ硫酸カルシウム６水和
物、塩化カルシウム６水和物、塩化カルシウム４水和
物、クエン酸カルシウム４水和物、臭化カルシウム３水
和物、臭化カルシウム６水和物、硫酸カルシウム２水和
物、オルトリン酸マグネシウム８水和物、酒石酸マグネ
シウム５水和物、塩化マグネシウム６水和物、クエン酸
マグネシウム５水和物、ヨウ化マグネシウム８水和物、
硫酸マグネシウム７水和物、およびサリチル酸マグネシ
ウム４水和物。ここで好ましい親水化剤としては、吸湿
性または潮解性塩、例えば、下記のものが挙げられる：
塩化カルシウム、臭化カルシウム、塩化マグネシウムお
よびヨウ化マグネシウム。これらの塩の混合物を使用し
てもよい。

本発明で使用するカルシウム塩およびマグネシウム塩
は、勿論、毒物学上許容可能であるべきである。毒物学
上許容可能な塩とは、本発明の親水化フォームの使用時
または製造時または処分後に遭遇することがある量で偶
然に摂取または吸入されてもヒトまたは動物に対してほ
とんどまたは何もリスクを与えないものである。従っ
て、例えば、水和ヒ酸マグネシウムは、好適な親水性の
フォームを非常に申し分なく与えるかもしれない。しか
しながら、この塩は、摂取または吸入されると毒性があ
り、それゆえ、本発明の範囲内には包含されないであろ
う。

前記のような親水化剤塩は、一般に、好適な溶媒に溶
解されて、本発明の方法に従って処理すべき高分子フォ
ームに配合できる溶液が調製されるであろう。水は、こ
の処理溶液を調製する際に使用するのに好ましい溶媒で
あるが、各種のアルコールまたは水／アルコール溶媒も
使用できる。親水化剤は好都合な濃度で溶液に配合でき
る。典型的には、溶液の約１〜10重量％の親水化剤を含
有する溶液が使用されるが、より高い濃度のものおよび
飽和溶液でさえも使用できる。塩化カルシウムを親水化
剤として使用する時には、一般に約１〜５重量％の濃度
の水溶液で使用される。

界面活性剤の場合と同様に、親水化剤を含有する溶液
は、フォーム内に有意の多数の気泡を充填する溶液を生
ずるであろういかなる好都合な方法によっても実質上疎
水性の高分子フォーム材料の構造物中に配合され得る。
最も好ましくは、このことは、フォーム構造物を製造す
るのに用いられる工程において親水化剤溶液を実際に使
用することによって行うことができる。従って、例え
ば、適当なカルシウム塩および／またはマグネシウム塩
を、高分子フォームを製造するのに使用される油中水形
乳濁液の水相に添加してもよい。このような乳濁液をそ
の後に重合する時には、フォームの固体海綿状構造物
は、所望の親水化剤塩が溶解した残留水相物質の回りに
形成されるであろう。

或いは、その製造工程において親水化剤溶液を使用せ
ずに製造したフォームを形成後に、親水化剤塩の適当な
溶液との反復接触および洗浄によって処理し、それによ
って溶液をフォーム中に配合してもよい。しかしなが
ら、形成したままでは実質上疎水性であるフォーム材料
のこのような処理は、困難であることがある。その理由
は、しばしば水性である親水化剤溶液が疎水性フォーム
に容易には吸収されないことがあるからである。このよ
うな場合には、圧力の適用により、または反復洗浄およ
び／またはフォーム絞り工程により親水化剤溶液をフォ
ーム構造物に強制的に入れることが必要であることがあ
る。また、例えば、ポリウレタンなどの比較的大きい気
泡（＞90μ）の疎水性フォームの場合には、フォーム構
造物内における親水化剤塩の許容可能な程均一な分布を
実現するために親水化剤用アルコールまたは水／アルコ
ール溶媒を使用することが必要であることがある。

勿論、親水化剤塩溶液を被処理フォーム構造物に配合
する前記技術の組み合わせを使用することは可能であ
る。従って、例えば、最終的に所望の親水化剤塩の一部
分をフォームの製造で使用する工程液体に配合してもよ
い。このようなフォームの形成後、追加または代替親水
化剤塩を、親水化剤溶液でのフォームの爾後の形成後の
処理時、例えば、洗浄時に配合してもよい。

本発明の方法の第二プロセス工程においては、界面活
性剤が配合され且つ親水化剤塩の溶液が配合された高分
子フォーム材料を乾燥法に付して、親水化剤塩溶液由来
の溶媒をそれから除去する。乾燥は、空気、熱、または
マイクロ波処理により、または溶媒をフォーム構造物か
ら除去するのに役立つが過剰量の親水化剤塩自体を除去
しない他の好都合な方法により行うことができる。

本発明によれば、親水化剤塩をフォームに配送するた
めに使用された溶媒をフォームから完全に除去すること
が可能であろう。乾燥工程による溶媒のこのような完全
除去は、フォーム表面上に付着した親水化剤塩の微粒子
を残すであろう。後述の議論から、このようにして処理
されたフォームを「過乾燥」と記述してもよいことが理
解されるであろう。その理由は、完全な乾燥時に、親水
化剤塩が水和水を失うからである。従って、得られるフ
ォームは疎水性と思われる。しかしながら、約40％より
高い相対湿度の存在下では、このような完全に乾燥され
たフォームの親水性表面は元に戻るであろう。より好ま
しくは、フォームは、このような状態に完全に乾燥すべ
きではない。むしろ、乾燥条件は、好ましくは、親水化
剤塩が水和水を保持し且つ得られるフォームを調製した
ままで親水性であるように調節されるであろう。しばし
ば、フォーム中の残留溶媒、例えば、遊離水が（乾燥）
フォームの約50重量％以下、より好ましくは（乾燥）フ
ォームの約10重量％以下を占めるように、本発明の方法
によって処理されたフォーム構造物から溶媒が除去され
るであろう。

本法によってフォーム網目全体にわたって且つフォー
ムの網目構造物の表面上に導入される親水化剤塩の量
は、望まれる親水化度および選ばれる親水化剤塩の有効
性に応じて変化できることが理解されるであろう。例え
ば、真に潮解性の親水化剤塩の場合には、より少ない割
合が満足な結果な必要とされることがある。より低い水
和物を生成する塩物質の場合には、若干多い親水化剤塩
が、使用されなければならないことがある。一般に、本
発明の目的は、親水化量の界面活性剤および１種以上の
カルシウム塩および／またはマグネシウム塩をフォーム
構造物中およびフォーム構造物上に配合することであ
る。本発明の目的に対して、このような量は、塩を十分
に水和する時に、表面張力65±ダイン/cmを有する合成
尿の37℃での毛管吸引取り上げによって測定した時に少
なくとも約15ダイン/cm、好ましくは少なくとも約20ダ
イン/cmの接着張力を示すフォームを与える界面活性剤
の量および１種以上のカルシウム塩および／またはマグ
ネシウム塩の量と定義できる。

典型的には、乾燥されたフォームは、界面活性剤プラ
ス親水化剤塩少なくとも約0.05重量％を含むであろう。
塩化カルシウムなどの物質を使用する時には、フォーム
は、一般に、フォーム材料の重量に対して約0.1〜７重
量％の親水化剤塩を含有するであろう。より多い量は使
用できるが、過剰量の親水化剤塩は、一般に、有用な目
的に役立たないであろうし且つ乾燥親水化剤塩の過負荷
のために得られるフォームがダスト状粒子を落とすこと
があることを認識すべきである。

界面活性剤および親水化剤塩がそれで処理されるフォ
ームに親水性の特性を有効に付与するためには、界面活
性剤と親水化剤塩との両方ともフォームの内部構造内に
実質上均一に分布されなければならないことが理解され
るであろう。界面活性剤および／または親水化剤塩が、
例えば界面活性剤または親水化剤塩溶液が高分子壁体に
よって形成されるフォーム構造物内にビーズまたは液滴
を形成するな場合のようにフォーム内の分離した不連続
域のみに配置されるならば、本発明の方法によって提供
される全部のフォーム親水化効果は実現されないかもし
れない。

本発明の方法による高分子フォーム材料の処理は、こ
のようなフォーム材料を親水性液体を吸収するのに好適
にさせる。理論的に限定するものではないが、界面活性
剤およびここで使用する特定の親水化剤塩は、事実、フ
ォーム重合体材料と化学的に相互作用しないと思れる。
むしろ、本発明の親水化剤塩は、フォームの表面に均一
に分布された水和水の分子を単純に与えることによって
機能するものと思われる。前記のように、本発明の親水
化剤塩で処理されたフォームは、フォーム中の塩から水
和水を除去することによって「過乾燥」となることがあ
る。このような過乾燥フォームは疎水性であると思われ
る。しかしながら、このようなフォームは高湿度環境に
合理的に短い時間置くことができ、それでフォームの親
水特性をかなり元に戻すことができる。

本発明のフォームを使用すべき環境、特に生理用パッ
ド、おむつなどにおいては、体に近いか皮膚と接触して
いる湿度は、ほぼ100％である。本発明の方法により水
和または水和性親水化剤塩で処理されたフォームは、水
の存在下で親水特性を保持する（または元に戻る）。こ
のように、使用中、水和性塩は空気中の湿度のためまた
は体との極めて接近した状態によって与えられる湿度に
より十分に水和または再水和できる。このようにして、
水性体液を吸収するのに有用で好適な親水性フォームが
提供できる。どのような機構でも、界面活性剤成分との
組み合わせの本発明の水和したかまたは水和可能な親水
化剤塩は所望の方式で機能して、その他の方法で疎水性
フォームを親水化するための他の手段に関して前記した
欠点のない親水性フォームを与える。

本発明の親水化フォーム材料は、おむつ、失禁用パッ
ド、生理用品などの吸収性物品で水性体液用吸収剤とし
て特に有用である。このような処理吸収性フォームの親
水特性はこのような材料が尿、経血などの体液をフォー
ム構造物内に容易に受容することを可能にする。親水化
フォーム材料は、一般に吸収された液体が吸収性フォー
ムの１つの領域から別の領域に材料内で移動できるよう
に体液などの水性流体に望ましい流体輸送性、例えば、
灯心作用（wicking）性を示すであろう。

高分子フォーム材料が水性流体を灯心作用し、特に垂
直に灯心作用するであろう速度は、事実、所定の高分子
フォーム材料を親水性にさせた程度を測定するために選
別試験として使用できる。垂直灯心作用速度は、特定の
大きさのフォームの試験ストリップが合成尿などの着色
試験流体を特定の垂直距離（例えば、流体を遠くに灯心
作用するであろうフォームの場合には5cm）灯心作用し
て上がるのにかかる時間の長さを測定することによって
求めることができる。垂直灯心作用速度のこのような測
定法は、以下の試験法セクションでより詳細に記載され
る。

処理フォーム試料の相対親水性を測定するのに有用な
一層単純な選別試験は、フォーム試料の沈下時間の測定
を包含する。このような試験においては、フォーム試料
は水性試験流体、例えば合成尿のビーカーに落下し且つ
試料が沈下するのにかかる時間の量が記録される。より
短い沈下時間は、より高い親水性の試料の場合に観察さ
れる。典型的な沈下時間試験は、以下の試験法セクショ
ンでより詳細に記載される。

試験法 本発明を説明するのに吸収性フォーム材料の或る特性
が示される。報告されているこれらの特性は下記の試験
流体および試験法を使用して測定できる。

Ｉ）試験流体およびフォーム試料調製 Ａ）試験流体−合成尿 ここで試験に記載の測定の幾つかは、合成尿、エタノ
ールなどの試験流体の使用を包含する。後述の試験で利
用する合成尿は、ジェイコ・ファルマセウティカルズ
（ペンシルベニア州メカニックスブルグ17055）によっ
て生産されている市販の合成尿製剤から調製する。製剤
から調製するこのジェイコ合成尿は、KCl 0.2％;Na₂SO
₄ 0.2％;NH₄H₂PO₄0.085％；（NH₄）₂HPO₄ 0.015％;Ca
Cl₂・2H₂O 0.025％；およびMgCl₂・6H₂O 0.05％（重
量％）を含む。合成尿試料は、蒸留水を使用して標識指
図に従って調製する。溶解を助長するために、ジェイコ
塩混合物は、水にゆっくりと加える。試料は、必要なら
ば濾過して粒状物を除去する。いかなる未使用合成尿
も、１週間後に捨てる。流体の可視性を改善するため
に、青色食用染料５滴は、合成尿溶液１リットル当たり
添加できる。利用するジェイコ合成尿は、表面張力65±
５ダイン/cmを有する。

Ｂ）フォーム試料調製 下記の接着張力および垂直灯心作用速度試験は、特定
の規定大きさのフォーム試料の調製および試験を包含す
る。必要な大きさのこれらのフォーム試料は、鋭い往復
ナイフのこぎりを使用してフォームのより大きいブロッ
クから切断すべきである。これまたは均等な種類のフォ
ーム切断デバイスの使用は、後述の試験法を実施する際
に行う測定の或るものに悪影響を有することがあるフォ
ーム試料エッジ傷を実質上排除するのに役立つ。

また、試料サイズ仕様は、フォーム試料カリパー（ca
liper）または厚さの寸法を包含する。本発明の目的で
のカリパーまたは厚さ測定は、フォーム試料が閉込圧力
0.05psi（350Pa）である時に行うべきである。

II）接着張力測定 試験流体を毛管吸引により吸収する親水化フォーム試
料によって示される接着張力は、試験流体の表面張力γ
×フォーム試料の内面と接触している試験流体によって
示される接触角θのコサインの積である。接着張力は、
２種の異なる試験液体を使用して同じフォームの２個の
試験試料によって示される毛管吸引による平衡重量取り
上げを測定することによって実験的に測定できる。この
ような方法の第一工程においては、フォーム試料の比表
面積は、試験流体としてエタノールを使用して測定す
る。次いで、そのように測定された比表面積は、第二試
験流体、合成尿の毛管吸引取り上げを測定することによ
って接着張力を実験的に測定する際に１因子として使用
される。

Ａ）比表面積測定 本発明で使用するフォーム吸収剤の毛管吸引比表面積
は、既知の低表面張力の試験液体の平衡重量取り上げか
ら求めることができる。この場合には、無水エタノール
（引火点は10℃である）が、使用される。

試験を行うために、好適な寸法（例えば、長さ25cm×
幅2cm×厚さ0.8cm）の風袋入りフォーム試料ストリップ
は、22±２℃で平衡し、垂直に配置し、一端においてラ
ブ・ジャックを使用してエタノールの溜めに１〜2mm浸
漬する。エタノールは、フォームストリップを試料長さ
よりも短くあるべきである平衡高さに灯心作用させる。
次いで、エタノール含有ストリップは、溜めに依然とし
て触れながら秤量して、全エタノール取り上げの重量を
測定する。この方法時に、試料は、エタノール蒸発を防
止するために遮蔽すべきである。

フォーム試料の比表面積は、下記の式 S_c＝M_eGL_n M_nγ_ｅ 〔式中、S_cは毛管吸引比表面積（cm²/g）であり;M_eはEt
OHの液体取り上げの質量（ｇ）であり;Gは980cm/平方秒
である重力定数であり;L_nは試料の全長（cm）であり;M_n
は乾燥フォーム試料の質量（ｇ）であり；γ_ｅは22.3ダ
イン/cmであるEtOHの表面張力である〕 から計算できる。

Ｂ）接着張力測定 次いで、ジェイコ合成尿を試験流体として使用し且つ
試験を37℃で行う以外は、フォーム試料の比表面積を測
定するために記載のように使用する毛管吸引取り上げ法
は、エタノール法と同一の方法で同じフォームの他の試
料について繰り返す。次いで、合成尿の接触角は、既知
の比表面積および合成尿取り上げデータから次の通り計
算できる： cosθ_Ｕ＝M_UGL_N M_Nγ_US_c （式中、θ_Ｕはジェイコ合成尿の接触角（゜）であり;M
_Uはジェイコ合成尿の液体取り上げの質量（ｇ）であり;
Gは980cm/平方秒である重力定数であり;M_Nは乾燥フォー
ム試料の質量（ｇ）であり；γ_Ｕは約65ダイン/cmであ
るジェイコ尿の表面張力であり;S_cはエタノール取り上
げ法によって測定した時のフォーム試料の比表面積（cm
²/g）であり;L_nはフォーム試料の長さ（cm）である〕。

界面活性剤が存在する時には（例えば、フォーム試料
表面上および／または前進試験液体中の残留乳化剤）、
前進液体フロントの特性化は、接着張力（AT）式 AT＝M_TGL_N M_NS_c （式中、M_Tはフォーム試料によって取り上げられる試験
液体の質量であり、Ｇ、L_N、M_NおよびS_cは前に定義の通
りである） を適用することによって定義する（ホジソンおよびベル
グのJ.Coll.Int.Sci.,121（１）,1988,pp22−31参
照〕。

所定の試験液体の接着張力を測定する際に、試料表面
上および／または灯心作用時の前進液体中の界面活性剤
濃度の可能な変化が重要でないようにいかなる時点でも
表面張力の数値の仮定を行わない。接着張力の実験値
（γcosθ）は、試験液体の表面張力である最大接着張
力の％として見る時に特に有用である（例えば、ジェイ
コ合成尿を使用した最大接着張力は〔65±５〕〔cos0
゜〕＝65±５ダイン/cmであろう）。

III）垂直灯心作用速度測定 垂直灯心作用速度は、流体を溜めから垂直に灯心作用
する乾燥フォームの能力の尺度である。流体フロントが
フォームのストリップの5cmの垂直長さを通して灯心作
用するのに必要とされる時間は、少なくとも平衡垂直灯
心作用高さ5cm超を有するフォームの場合に、垂直灯心
作用速度を与えるために測定できる。

青色食用染料で着色されたジェイコ合成尿は、垂直灯
心作用速度を測定するために下記の方法で使用される。
この試験法においては、材料は、22℃で平衡し、試験は
同じ温度で行う。

１）試料調製 ｉ）約25cm×2cm×0.8cmのフォームのストリップを前
記接着張力試験と同様に調製する。

ii）流体溜めをラブ・ジャック上に置き、流体溜め上
に垂直に懸垂されるようにフォーム試料を一端で締め
る。

iii）定規の底（0cm）がフォーム試料の底より約１〜
2mm上にあるように定規をフォーム試料の隣に締める。

iv）流体溜めに染色合成尿溶液を全部の約3/4満た
す。

２）垂直灯心作用速度 ｉ）溜めをラブ・ジャックを有するフォーム試料の底
まで上げる。流体がフォーム試料の底に触れるや否や、
タイマーを始動する。

ii）液体が定規の底に正に触れるまで、溜めを直ちに
上げる。ラブ・ジャックは、試料の１〜2mmを浸漬した
ままに保つように調整することが必要であることがあり
且つ試料は、蒸発を防止するために遮蔽すべきである。

iii）流体フロントが5cmに達するのにかかる時間を記
録する。比較の目的で、試験流体が遠くに灯心作用する
ようにフォーム試料が灯心作用特性を有するならば、流
体試験が2cmおよび10cmに達する時間も記録する。

IV.沈下時間測定 好適な厚さ（例えば、0.8cm）の直径1.125インチ（2.
86cm）の円柱状フォーム試料は、より大きいフォーム片
から切断する。円柱状試料は、平らな円柱表面がビーカ
ー中で試験流体と接触するような方式でジェイコ合成尿
約100mlを含有する250mlのビーカー内に高さ２〜３イン
チ（５〜7.6cm）から落下する。ストップウォッチタイ
マーは、フォーム試料の底が試験流体と接触するや否や
始動する。試験流体が試料の上面に灯心作用するまで、
試料は観察する。フォーム試料の上面が実質上完全にぬ
れた時に、タイマーは停止し、沈下時間は記録する。

試験流体の温度は、特に本発明の好ましい油中水をベ
ースとするフォームの場合に沈下時間に有意に影響する
ことがある。このように、試験流体は、特定の沈下時間
選別実行で比較試験すべきすべての試料の場合に同じ温
度に維持すべきである。約70〜80゜F（21〜27℃）の試
験流体「低」温および約110〜120゜F（43〜49℃）の試
験流体「高」温は、しばしば、使用される。

実施例 親水化吸収性フォーム材料の調製、このような親水化
フォーム材料の特性および使い捨ておむつでのこれらの
疎水性フォーム吸収剤の利用は、すべて下記の例によっ
て例示する。

例Ｉ 半パイロットプラント規模での親水化フォーム吸収剤
の調製は、本例によって例示する。

乳濁液調製 塩化カルシウム（320g）および過硫酸カリウム（48
g）を蒸留水32リットルに溶解する。これは、高い内部
相乳濁液を調製するために使用する水相を与える。

スチレン（900g）とジビニルベンゼン（1260g）とア
クリル酸２−エチルヘキシル（3840g）とからなる単量
体組み合わせにソルビタンモノオレエート（スパン80
として960g）およびソルビタントリオレエート（スパン
85として240g）を加える。混合後、これは、高い内部
相乳濁液の調製で使用する油相を構成する。

55℃〜65℃の範囲内の温度において、油相および水相
の別個の流れを動的混合室に供給する。動的混合室内で
の合わせた流れの十分な混合は、ピン羽根車によって達
成される。この操作段階において、適当なピン羽根車
は、直径約1.9cmを有する長さ約22cmの円柱状シャフト
を具備する。シャフトは、シャフトの中心軸から長さ1.
6cm径方向に外方に延出する２列の17個の円柱状ピンお
よび２列の16個の円柱状ピン（各々は直径0.5cmを有す
る）を保持する。４列は、羽根車シャフトの円周の回り
に90゜の角度で配置する。互いに垂直である列は、互い
に垂直であるピンがシャフトの軸から延出する同じ径方
向平面にないようにシャフトの長さに沿って相殺する。
ピン羽根車は、動的混合室を形成する円筒状スリーブに
装着し且つ羽根車中のピンは、円筒状スリーブの壁から
0.8cmのクリアランスを有する。羽根車は、800rpmの速
度で操作する。

静的ミキサー（長さ14インチ×外径1/2インチ×内径
0.43インチ）は、動的混合室から更に下流に装着して若
干の背圧を与えるのを助長する。このことは、ピン羽根
車を有する円筒状スリーブを具備する動的混合室を完全
に保つのを助長する。このことも、油相と水相との適当
な完全な混合を保証するのを助長する。

水相対油相の必要な比率を有する乳濁液に徐々に近づ
く。最初に、流量は、水相３重量部および油相１重量部
がピン羽根車を有する動的混合室に油相流量0.75g/秒
（0.1ポンド／分）で入るように調整する。水相29部対
油相１部の比率が動的混合室内に23ml/秒の速度で通過
するまで、水相対油相比を多少の分にわたって増大す
る。目視的に、この段階の乳濁液は、ホイップクリーム
のコンシステンシーで静的ミキサーオリフィスから流
れ、クリーム状ヨーグルトを思い出させるコンシステン
シーに「セット」する。

乳濁液の重合 この時点で、静的ミキサーから現われ出る乳濁液は、
硬化の準備ができている。乳濁液を、ポリエチレン製で
あり且つ長さ38cm、幅25cm、深さ22cmの寸法を有する一
般に長方形の型に供給する。各型が硬化すべき乳濁液約
20,000mlを含有するまで、乳濁液を空にしてこのような
型に入れる。

硬化は、乳濁液含有型を60℃の温度で硬化オーブンに
約16時間入れることによって行う。硬化後、得られた固
体重合フォーム材料は、水98％までを含有し且つ手ざわ
りが柔軟であり且つびしょぬれである。

フォーム洗浄および親水化 湿潤硬化フォーム材料を硬化型から取り出し、更なる
加工に付す。フォーム中の残留水相は、保持された元の
残留水相物質の少なくとも90％を絞り出すのに十分な圧
力をフォーム材料またはフォーム材料の薄いスライスに
適用することによって絞り出す。

次いで、フォーム試料を親水化剤塩として塩化カルシ
ウムを含有する60℃の水中で20秒間洗浄する。このよう
な親水化性溶液は、塩化カルシウム１重量％を含有す
る。

第一洗浄で使用する塩化カルシウム溶液は、圧力を使
用して再度絞り出し、次いで、フォームを60℃の塩化カ
ルシウム溶液での第二洗浄で処理する。この第二すすぎ
は、乳化剤／界面活性剤（16重量％）と塩化カルシウム
との両方の残渣をフォーム中に残し、それによって内部
フォーム表面を比較的親水性にさせようとする。

フォーム脱水 次いで、２回親水化されたフォームを再度プレスして
過剰の親水化性溶液を多孔性構造物内から絞り出す。次
いで、フォーム材料は、60℃でオーブン乾燥に12時間付
すことによって乾燥する。乾燥後、フォーム材料を後述
のような垂直灯心作用速度速度試験に好適な試料片に切
断する。

例II 別の高分子フォーム材料は、例Ｉに前記したのと同じ
一般法で調製する。本例においては、10％CaCl₂溶液（C
aCl₂ 3200g）を水相として使用する以外は、乳濁液調
製、重合、洗浄、親水化および乾燥法を例Ｉと同様に行
う。

例III 本例においては、例ＩおよびIIの一般法に従って調製
された高分子フォーム材料は、合成尿を垂直に灯心作用
する傾向について試験する。異なる洗浄法に付すことに
よってCaCl₂親水化剤塩を除去または代替する比較用フ
ォーム材料も、試験する。

フォーム試料のすべてを調製し、試験法セクションに
前記の方法で垂直灯心作用速度および沈下時間について
試験する。フォーム試料の説明、フォーム洗浄処理溶液
およびこれらのフォーム試料によって示される垂直灯心
作用速度および沈下時間を表Ｉに示す。

表IIIのデータは、例ＩおよびIIフォーム材料の両方
のCaCl₂およびMgCl₂処理が望ましい程に高い垂直灯心作
用速度および望ましい程に短い沈下時間を与えることを
示す。一方、水単独または他の水和または水和性塩での
処理は、そのように処理されたフォームによって示され
た比較的低い垂直灯心作用速度および比較的長い沈下時
間によって実証されるようにフォームを親水性にさせる
のに余り有効ではない。

例IV 例IIのフォームは、調製し、下記の塩、それぞれCaCl
₂:MgCl₂（重量1:1の混合物）;MgSO₄;およびMgI₂の10％
水溶液を使用して親水化する。

例Ｖ ポリウレタンフォームは、トルエンジイソシアネート
およびポリエーテルポリオールを使用して常法で調製す
る。フォームをイソプロパノール中のCaCl₂とソルビタ
ンモノオレエート／ソルビタントリオレエートとの10％
溶液中で繰り返してソーキングし、絞る。手の圧力を使
用して、過剰の溶液を絞り出す。フォームを風乾し、こ
のようにして、そこに残る残留界面活性剤およびCaCl₂
によって親水化する。

例VI 本発明に従って親水化されたフォーム吸収剤を使用し
た使い捨て乳幼児用おむつは、第２図の拡大ブローンア
ト図に示す形状および部品を使用して次の通り製造す
る。このようなおむつは、熱結合多ポリプロピレントッ
プシート70、流体不浸透性ポリエチレン裏張りシート7
1、およびトップシートと裏張りシートとの間に配置さ
れた２層吸収性芯を具備する。２層吸収性芯は、修正砂
時計状流体獲得／分布層73の下に配置された例Ｉ型の親
水化吸収性フォームからなる修正砂時計状流体貯蔵／再
分布層72を具備する。トップシートは、弾性を有する２
個の実質上平行のバリヤー脚用カフスストリップ74を含
む。２個の長方形の弾性化腰バンド部材75は、おむつバ
ックシートに貼着する。また、ポリエチレン製の２個の
腰遮蔽エレメント76は、ポリエチレンバックシートの各
末端に貼着する。また、２個の平行の脚用弾性ストリッ
プ77は、バックシートに貼着する。ポリエチレンのシー
ト78は、着用者の回りにおむつを締結するために使用で
きるＹ型の２片79用ひたむきな締結表面としてバックシ
ートの外側に貼着する。

おむつ芯の獲得／分布層は、剛性化加撚カール状セル
ロース系繊維と通常の非剛性化セルロース系繊維との92
％/8％湿式抄造混合物からなる。剛性化加撚カール状セ
ルロース系繊維は、乾燥繊維セルロースアンヒドログル
コース基準で約2.5モル％の程度グルタルアルデヒドで
架橋されたサザーン軟材クラフトパルプ（フォレイ毛
羽）から作る。繊維は、1989年４月18日発行のディー
ン、ムーア、オーウェンズおよびショッゲンの米国特許
第4,822,453号明細書（ここに参考文献として編入）に
記載のような「乾式架橋法」に従って架橋する。

これらの剛性化繊維は、表IIに次の通り記載の特性を
有する繊維と同様である。

STCC維との組み合わせで使用する通常の非剛性化セル
ロース繊維も、フォレイ毛羽から作る。これらの剛性化
セルロース繊維を約200CSF（カナダ標準ろ水度）にリフ
ァイニングする。

獲得／分布層は、平均乾燥密度約0.07g/cm³、合成尿
での飽和時の平均密度（乾燥重量基準）約0.08g/cm³、
および平均坪量約0.03g/cm²を有する。流体獲得／分布
層約9.2gをおむつ芯で使用する。獲得／分布層の表面積
は、約46.8平方インチ（302cm²）である。それは、カリ
パー（caliper）約0.44cmを有する。

おむつ芯の流体貯蔵／再分布層は、例Ｉに前記の種類
の親水化吸収性フォームの修正砂時計状片からなる。こ
のフォーム約12gを使用して、表面積約65.9平方インチ
（425cm²）およびカリパー約0.325インチ（0.826cm）を
有するこの貯蔵／再分布層を形成する。

この特定の芯形状を有するおむつは、排泄された尿を
保持するための芯の特に望ましい効率的な利用を示し且
つ従って常法で乳幼児によって着用される時に漏れの格
別低い発生を与える。

例VII 月経期の間で使用するのに好適な軽量パンティーライ
ナーは、例IIに係る親水化フォームパッド（表面積117c
m²;厚さ1.5mm）を具備する（前記パッドは1984年７月31
日発行のアール等の米国特許第4,463,045号明細書に係
る多孔性成形フィルムトップシートと厚さ0.03mmのポリ
エチレンフィルムからなるバックシートとの間に介在さ
せる）。

例VIII 例Ｉに係る4mm厚の親水化フォームパッドおよび多孔
性無光沢成形フィルムトップシートを使用する以外は、
生理用ナプキンは、例VIIに従って製造する。生理用ナ
プキンは、1987年８月18日発行のバン・チルバーグの米
国特許第4,687,478号明細書に記載の形状を有する。

例IX 本例は、本発明の範囲内に入る別の種類の界面活性剤
/CaCl₂親水化HIPEフォーム材料の製法を例示する。

乳濁液調製 塩化カルシウム（36.32kg）および過硫酸カリウム（5
68g）を水378リットルに溶解する。このことは、重合性
高内部相乳濁液（HIPE）を調製するための連続法で使用
すべき水相流を与える。

スチレン（1600g）、ジビニルベンゼン55％技術等級
（1600g）およびアクリル酸２−エチルヘキシル（4800
g）からなる単量体組み合わせにソルビタンモノラウレ
ート（スパン20として960g）を加える。混合後、材料
のこの組み合わせを一晩中沈降させる。上澄みを排出
し、重合性HIPE乳濁液を調製するための連続法で油相と
して使用する（粘着性の残渣約75gを捨てる）。

48〜50℃の水相温度および22℃の油相温度において、
油相および水相の別個の流れを動的混合装置に供給す
る。動的混合装置における合わせた流れの十分な混合
は、ピン羽根車によって達成される。この操作段階にお
いては、適当なピン羽根車は、直径約1.9cmを有する長
さ21.6cmの円柱状シャフトを具備する。例Ｉに記載のよ
うなシャフトは、シャフトの中心軸から距離1.6cm外方
に延出する４列のピンを保持する（２列は17個のピンを
有し且つ２列は16個のピンを有し、各々は直径0.5cmを
有する）。ピン羽根車は、動的混合装置を構成する円筒
状スリーブに装着し且つピンは、円筒状スリーブの壁か
ら0.8mmのクリアランスを有する。

螺旋状静的ミキサーは、動的ミキサー中で背圧を与え
且つ結局調製される乳濁液への成分の改善された配合を
与えるために動的混合装置から下流に装着する。このよ
うな静的ミキサーは、長さ14インチ（35.6cm）であり、
外径は0.5インチ（1.3cm）である。静的ミキサーは、2.
4インチ（6.1cm）カットオフすることによって修正され
たTAHインダストリーズ・モデル070−821である。

合わされた混合装置組立に水２部対油１部の比率の油
相および水相を充填する。装置を完全に充填しながら、
動的混合装置をガス抜きして空気を逃がす。充填時の流
量は、油相1.127g/秒および水相2.19cm³/秒である。

一旦装置組立を充填したら、羽根車を1800rpmで回転
して、攪拌を動的ミキサーで開始する。次いで、水相の
流量を130秒の時間にわたって35.56/秒の速度で着実に
増大する。この時点で動的ミキサーおよび静的ミキサー
によって生ずる背圧は、7.5psi（51.75kPa）である。次
いで、羽根車速度を60秒にわたって1200rpmの速度に着
実に減少する。背圧は、4.5psi（31.05kPa）に落ちる。
この時点で、羽根車速度を1800rpmに直ちに増大する。
システム背圧は、その後に4.5psi（31.05kPa）で一定の
ままである。

乳濁液の重合 この時点で静的ミキサーから流れる調製乳濁液をラバ
ーメイド・エコノミー・コールド冷凍食品貯蔵箱モデル
3500で捕集する、これらの箱を食品等級ポリエチレンか
ら作り、18インチ×26インチ×９インチ（45.7cm×66cm
×22.9cm）の公称寸法を有する。これらの箱の真の内径
は、15インチ×23インチ×９インチ（38.1cm×58.4cm×
22.9cm）である。これらの箱をキシレンとイソプロパノ
ールとの等重量溶媒混合物中のスパン20の20％溶液か
らなる溶液のフィルムで前処理する。溶媒混合物を蒸発
させてスパン20のみを残す。乳濁液47リットルを各箱
に捕集する。

乳濁液含有箱を65℃に維持された部屋に18時間保っ
て、箱中の乳濁液の重合を生じ、それによって高分子フ
ォーム材料を調製する。

フォーム洗浄、親水化および脱水 硬化が完了した後、湿潤硬化フォーム材料を硬化箱か
ら取り出す。この時点でのフォームは、重合材料の重量
の約30〜40倍（30〜40X）の、溶存乳化剤、電解質およ
び開始剤を含有する残留水相を含有する。フォーム材料
を鋭い往復のこぎりブレードでスライスして、カリパー
が0.350インチ（0.89cm）であるシートとする。次い
で、これらのシートを、フォームの残留水相含量を重合
された材料の重量の約６倍（6X）に徐々に減少する一連
の３個のニップロールにおける圧縮に付す。この時点
で、シートを次いで60℃の１％CaCl₂溶液で再飽和し、
ニップ中で水相含量約10Xに絞り、60℃の１％CaCl₂溶液
で再飽和し、次いで、ニップ中で水相含量約10Xに再度
絞る。

今や本質上１％CaCl₂溶液であるものの約10Xを含有す
るフォームシートを真空スロットを備えた最終ニップに
通過する。最後のニップは、CaCl₂溶液含量を重合体の
重量の約５倍（5X）に減少する。フォームは、最終ニッ
プ後に約0.080インチ（0.2cm）のカリパーに圧縮された
ままである。次いで、フォームを約60℃に設定された空
気循環オーブン中で約３時間乾燥する。このような乾燥
は、含水量を重合された材料の約５〜７重量％に減少す
る。この時点で、フォームシートは、約0.075インチ
（0.19cm）のカリパーを有し且つ非常にドレープ性であ
る。また、フォームは、残留ソルビタンモノラウレート
（SML）約11重量％と一緒に親水化剤としての残留水和
塩化カルシウム約５重量％（無水基準）を含有する。つ
ぶれ状態では、フォームの密度は、約0.17g/cm³であ
る。ジェイコ合成尿中で自由吸収能力（26.5ml/g）に膨
張した時には、膨張フォームは、毛管吸引比表面積約2.
24m²/g、細孔容積約29.5cc/gおよび平均気泡サイズ約15
μを有する。

例IXと同様に製造したSML/CaCl₂親水化フォームシー
トは、本発明の好ましい「ぬれるまで薄い」態様を表わ
す。その理由は、これらの親水化フォームシートが水性
体液との接触時に膨張するであろうつぶれたフォーム材
料の形であるからである。一旦膨張したら、フォーム材
料は、フォームを膨張させた体液を吸収するのに有用で
ある。このような好ましいつぶれたフォームは、非加水
分解高分子材料から形成し、毛管吸引比表面積約0.5〜
5.0m²/gを有し、残留乳化剤約0.5％〜20％を含有し且つ
フォーム材料の約0.1〜７重量％（無水基準）の親水化
剤としての毒物学上許容可能な吸湿性水和塩（好ましく
は塩化カルシウムまたは塩化マグネシウムである）を含
有するものである。

そのつぶれた状態においては、このような親水化フォ
ーム材料は、72゜F（22℃）および相対湿度50％の周囲
条件で貯蔵する時に重合された材料の約４〜15重量％の
残留水分を有するであろう。この水分は、吸湿性水和塩
と関連づけられる水和水と共にフォーム内に吸収された
遊離水を包含する。また、このようなつぶれた親水化フ
ォーム材料は、乾燥基準密度約0.08〜0.3g/cm³を有する
であろう。

その膨張状態においては、このような好ましいぬれる
まで薄いSML/CaCl₂親水化フォーム材料は、細孔容積約1
2〜100ml/gを有するであろうし且つ閉込圧力5.1kPaが表
面張力65±５ダイン/cmを有する合成尿で37℃において
自由吸収能力まで飽和する時に、ひずみ15分後に構造物
の圧縮約５％〜90％を生ずるように耐圧縮撓み性を示す
であろう。膨張状態のこれらの好ましいぬれるまで薄い
親水化フォーム材料の平均気泡サイズは、約５〜30μで
あろう。この合成尿中の自由吸収能力への飽和時に膨張
親水化フォーム材料の乾燥基準密度は、つぶれた状態の
乾燥基準密度の約９％〜28％であろう。

例Ｘ 例IXと一般に同様に製造したフォーム材料は、試験法
セクションに記載の沈下時間法を使用して親水性の特性
について試験する。また、このようなフォーム材料を各
種の処理法に付して添付または残留親水化剤をそれから
除去し且つ或る材料を選択的に再導入して、親水性の特
性をフォーム材料に付与する際の有効性を試験する。

フォーム材料、処理剤および沈下時間試験結果を表II
Iに以下に示す。

一緒に考慮された表Ｉ（例III）および表IIIのデータ
は、例Ｉ、IIおよびIX型のフォーム試料に配合されたCa
Cl₂と界面活性剤との組み合わせが親水化剤を全く配合
しないかCaCl₂または界面活性剤単独を配合するかのい
ずれかのものより一般に優れている親水性の特性を有す
るフォームを与えることを示す。

例XI 形状が例IVに記載のものと実質上同様のおむつは、流
体貯蔵／再分布層として、例IXに記載の種類のぬれるま
で薄いつぶれたSML/CaCl₂親水化吸収性フォームのシー
トを使用して製造する。このようなおむつにおいては、
剛性化加撚カール状セルロース系繊維からなる流体獲得
／分布層を約13gの量で使用する。ぬれるまで薄いSML/C
aCl₂親水化流体貯蔵／再分布層も、約13gの量で使用す
る。

この特定の形状を有するおむつは、排泄された尿を保
持するための吸収性芯の特に望ましい効率的な利用を示
し且つ従って常法で乳幼児によって着用される時に漏れ
の格別低い発生を与える。^★ 等価出願： 米国特許出願第743,839号明細書および米国特許出願
第743,838号明細書は、少なくともEPOを示し1992年８月
12日またはその前に本国際（PCT）出願と同時にUS/ROで
出願すべき対応国際（PCT）出願と等価である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−7957（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−6095（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−236848（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−31449（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−239753（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−11536（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−295652（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−26739（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−58549（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−33283（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−24798（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−273663（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−36160（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−998（ＪＰ，Ａ) 国際公開93／4113（ＷＯ，Ａ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 9/00 - 9/42 A61F 13/15 A61F 13/49 A61F 13/511

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】親水性液体を吸収するのに好適な親水化高
   分子フォーム材料を製造する方法であって、 Ａ）乳濁液の油相中に重合性単量体および重合性単量体
   の0.5〜20重量％のソルビタンモノラウレートを含有す
   る油中水形乳濁液を重合させることによって高分子フォ
   ーム材料を形成し、 Ｂ）その後、前記高分子フォーム材料を乾燥して、水を
   該材料から除去し、そして、（１）前記フォーム材料内
   に前記フォーム材料の50重量％以下の遊離水が配合され
   た状態であり、かつ、（２）実質的に均一に分布された
   親水化量の前記ソルビタンモノラウレートが配合された
   状態にすることを特徴とする、親水化高分子フォーム材
   料の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の方法において、 Ａ）重合された前記乳濁液の前記油相が、該油相の重合
   性単量体の１〜16重量％のソルビタンモノラウレートを
   含有し、かつ、 Ｂ）前記高分子フォーム材料が、該フォーム材料の10重
   量％以下の遊離水を含むように乾燥する、方法。
3. 【請求項３】前記高分子フォーム材料を形成するために
   使用される、前記油中水型乳濁液の油相中の前記重合性
   単量体が、スチレン、アルキル（メタ）アクリレート、
   ジビニルベンゼンおよびこれらの単量体の組み合わせか
   ら選ばれる、請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】前記高分子フォーム材料が、連続気泡状フ
   ォームである、請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】前記高分子フォーム材料内に配合された状
   態の前記ソルビタンモノラウレートの量が、前記フォー
   ム材料の少なくとも0.05重量％である、請求項４に記載
   の方法。