JPS5812652A - 吸上特性の優れた高吸収性材料 - Google Patents

吸上特性の優れた高吸収性材料

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JPS5812652A
JPS5812652A JP57067037A JP6703782A JPS5812652A JP S5812652 A JPS5812652 A JP S5812652A JP 57067037 A JP57067037 A JP 57067037A JP 6703782 A JP6703782 A JP 6703782A JP S5812652 A JPS5812652 A JP S5812652A
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particle diameter
surfactant
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ピ−タ−・オ−ガスト・メイザラツク
ドナルド・マ−リン・フリ−ズ
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ウェブおよびバットの如き高吸収性綾絣構造
物、並びにそれら構造物の製造方法および該構造物用の
組成物に関する。更に詳しくは、本発明は、ヒドロゲル
、すなわちいわゆる「超吸収性」材料を包含する上記の
如き繊#構造物に関する。これらの材料は、水性液体お
よび他の液体中でその重量の数倍〜数十倍の吸収性を示
し、使いすておしめ、月経用品、ワイノ母−1手術用ス
ポンジ等の如き用途に非常に有用である。このようなヒ
ドロゲルを単独で、あるいは他の材料と組合せて使用す
ることにより、所定の用途に対して吸収性品のサイズを
小さくでき、またその使用時の能力を高めることができ
る。しかしながら、殆んどの場合、そのようなヒドロゲ
ルを効果的に使用するためには、吸収媒体中の液体の分
布を向上させることによって吸収されるべき液体との接
触を高めるべく、幾つかの手段や処理が必要である。
本発明は、上記の如き液体の分布と、ヒドロゲル吸収材
料の有効利用を改善するものである。
ヒドロゲル、すなわち、いわゆる「超吸収性材料」は従
来から公知である。このようt【ヒトロケ0ルの例とし
ては、米国特許第3,662103号明細書(Harp
er等)に記載の低架橋ポリマー、米国特許v3.乙乙
1g/左号明細書(Smlth)に記載の?リアクリロ
ニトリルグラフト化澱粉コポリマーの如き澱粉グラフト
化材料、および仏法な化学処理セルローズ材料を旬含す
る。一般的には、セルローズ材料が、架橋したりあるい
は架橋せずに化学置換、エーテル化あるいはエステル化
したり、またポリマーグラフトにより処理されている。
このような材料は、米国特許第3.99 Z A II
7号明細誉(Lassen)  及びその他の明細書に
更に詳細に記載されている。これらの材料は、各種の形
状、例えば、粉末状、粒状、線維状および紙状シートの
形状で製造されている。これらの材料からウェブを形成
することができ、この技術は、米国特許第3.992乙
り7号明細書(Lassen)  および米国特許第’
1./7’AII/7号明細書(Rydell)  に
も記載されている。
しかしながら、上記の如き材料は、「rループロッキン
グ」と一般に称されている現象のために今までは有効に
利用されていなかった。この「rルーブロッキング」と
は、ヒドロゲル材料が、濡れた所で膨張し、且つゼラチ
ン状材料を生成し、このゼラチン材料が吸収される液体
のそれ以上の移動を阻止することを意味する。しかして
、多くの場合、吸収性材料と被吸収液体との接触が高度
に局部化し、1つ多くの吸収性材料が全く利用されなく
なる。更に、このようなヒドロゲルは、塊りの状態では
(ブロッキング、ケーキングあるいはダスティングのた
めに)取扱いが極めて困難であることが判っており、ま
た、そうでない場合でも自由流動法で均一に分布させる
ことができない。
従来の上述の如き問題点の解決は、ある限られた範囲に
おいてのみ可能であった。例えば、米国特許第3.93
2.322号明細書(Duchane)では、ヒドロゲ
ルをヒユームドシリカあるいはアルミナフィラーと混合
して吸収性を向上させている。このようなフィラー(充
填剤)を衛生ナプキンの如き製品中に存在せしめること
は、望ましくないことであり、月つ処理中の取扱いによ
ってダスティング(粉塵)等の問題を生じることになる
。ヒドロゲルと他の材料(例えば、木綿、セル口・−ズ
繊維、および合成線#)との混合物も考えられている。
例えば、米国特許第3.θ、!t 、5−、349号明
細書(Grahm、Jr、) Kは、タン?ン材料等の
用途として、このような混合物が記載されている。とこ
ろが、このような混合物は、満足できる吸上性質を示さ
ず、尿のごとき液体には有効に使用できない。
本発明は、良好な吸上性質を有し、更に安定で取扱い容
易で粉塵の問題とプpツキングの問題が少ない改良され
た高吸収性ヒドロゲル材料を提供するものである。本発
明においては、ヒドロゲル材料を90重量%までの界面
活性剤処理フィラーと混合する。この得られた材料は、
粉塵を生じる傾向が低く、且つ自由流動性であって、使
いすておしめ、月経用品あるいはワイノf−の如き吸収
材料中に容易に包含させることができる。好ましいヒド
ロゲル材料としては、カルがキシメチルセルローズ、ポ
リアクリロニトリルグラフト化澱粉、第びに全合成ノ千
−マソーブ(Permasorb) −/θ〔ナシコナ
ル・スターチ・アンド・ケミカル・カンパ= −(Na
tlonal 5tarch and Chemica
lcompany)’)を包含する。好ましいフィラー
材料は、切断ポリスチレン、ポリエチレン、チリプロピ
レンあるいはこのような合成材料の混合物であって、そ
の各々が約003重量%までの量の界面活性剤、好まし
くはアエロゾル−〇T〔アメリカン・サイアナミツド(
Amerlcan Cyanamld))  で処理し
たものである。このフィラー材料は、一般的にはヒドロ
ゲル粒子径の/〜/ 0.0θ01好ましくは/〜10
001そして最も好ましくは70〜700倍の比較的大
きな平均粒子径を有している。得られた材料は、その材
料を直接波げることにより製品中に包含させるか、ある
いはその混合物からなるウェブまたはバットを形成し、
該ウェブまたはバットを製品の一成分として組合せるこ
とにより製品中庄包含させることができる。
本発明の材料の吸収性および吸上性は、ヒドロゲルとフ
ィラー材料の成分およびそれらの相対量を変えることに
より広い範囲でコントロールすることができる。しかし
ながら、一般的には、他のヒドロゲル胡醍物と比較する
と、本発明の材料は改良さねた吸上性と吸収性を有して
いる。また、本発明の材料は改良された一体性と、より
良い機械的性質を有し、且つ全体的な使用時の吸収性能
も改良されている。
第1図は、本発明方法で得られた改良された吸収結果を
示すグラフであり、且つ第コ、3およびグ図は、使いす
ておしめの形状の本発明を示す。
本明細書で使用する「ヒドロゲル」といつ語ハ、少なく
ともその自重の75倍の体からの排出液あるいは7%塩
水を吸収できるポリマー材料からなる乾燥状で固体で水
膨張性で水不溶性の吸収性化合物を称する。更に詳しく
云えば、このような化合物は、体からの排出液または7
%塩水の存在で液体によりl#脹した粒状材料からなる
ゼラチン状の凝集体を生じる。ヒドロゲルは、最初は粉
末状あるいは微結晶状でよく、且つ例えば米国特許第3
、9 j 97 lI/号明細書(Laskey)  
および同第3、qOθ3り3号明細書(yen等)に記
載の如き公知の方法によって調製することができる。
「フィラー材料」とl−ては、粉末状、綾維状、あるい
は粒状であり、通常は鋤水性または疎水性であるが、界
面活性剤で処理して表面湿潤性を改良で鎗る床机な材料
を包含する。このようなフィラーの例としては、−リエ
チレン、ポリプロピレン、およびポリスチレンの如きポ
リオレフィン、天然の微かに吸収性のクレー、マイカ、
あるいは植物(例えばコーン塊)破片、およびこれらの
材料からなる混合物を包含する。
本発明で使用できる界面活性剤としては、アエロゾル(
Aerosol)−0,7,(アメリカ7−サイアナミ
ツド)、チェポール(Teepol) −A / 0 
 [:)量−ティクル・データ・ラデラトリイーズ(P
article Deta Lsboratorles
)、Ltd、) 、ネオドール(Neodol) −2
7(シェル・ケミカル・ カンノf = −)およびデ
ュオミーン(Duomeen) −34/(アーマ−・
インダストリー・ケミカルズ・カンパニー)の如きイオ
ン性および非イオン性の材料を包含する。
本発明の材料の調製にあたっては、まず最初にフィラー
材料を、約0.39〜2.5重量%のか四の界面活性剤
を含有している約201量%までの界面活性剤溶液で均
一に湿潤する。次に、ヒトロケ”ル粉末を添加1./ 
、その混合物を十分に混合して緊密な混合物とし、各成
分を全体的に一体化する。
このヒドロゲル粒子は微かに膨張し、且つ、フィラー材
料に接着する。乾燥後、この混合物を軽い援棚的作用で
処理して速りを破壊するのが好ましい。使用にあたって
は、このフィラー材料が作用して液体を混合物全体中に
急速に吸上げ、且つグルのブロックが生成する傾向を実
質的に排除する。
本発明はいずれの特定の理論によっても限定されるもの
ではないが、界面活性剤を含む液体が乾燥ヒドロデルを
微かに膨潤させ、該ヒドロゲルカ粘着性となり且つその
結果該ヒドロデルがフィラー粒子に接着するようになる
と考★られている。このような理由により、フィラーは
、界面活性剤溶液と混合する前に潜っており、10重t
%までの水分を含有しているのが好ましい。
最終混合物は乾燥してもよいし、あるいは/θ重!#%
までの水分を保有させておいてもよい。保持されている
水分によって硬い塊の生成が防止でき、月つ乾燥コスト
も(it減させることができる。
フィラー材料の好ましい量は、ヒドロゲル材料の重量基
準でs%〜9S%、好ましくは、2s%〜73%であり
、りθ−3Oの混合物が最も好ましい。界面活性剤は、
非吸収性フィラーの量の約O,OS%〜0.3%の量で
、更に好ましくはθ、/%〜O0,2重t%の量でフィ
ラー材料に添加するのが好ましい。フィラー材料は比較
的大きな平均粒子直径、すなわち、ヒドロゲル粒子の平
均直径の7〜/aθ0θ、好ましくは/〜tθOO1最
も好ましくは70〜10θ倍の範囲の平均粒子直径のも
のである。
上記の混合物は、乾燥する前に集めてバットにしてもよ
く、この場合は、圧縮しない状態で保持し、約θ、03
−0.2j?9/ct−の範囲の密度を有するようにす
るのが好ましい。また、約θ。θ5−0.!;0馳の密
度を有する粒状混合物としても貯蔵することができる。
これは、勿論、ウェブあるいはバットとして、吸収性製
品の一成分として直ちに使用することもできる。
次に実施例を挙げて本発明を説明する。吸収性のテスト
結果は、吸収材料をテスト用液体中にλ分間全体的に浸
漬し、非吸収性の液体をS分間排出し、月つ秤量して測
定した。吸上テストは、「ザ・INDA・テクノロジカ
ル・シンポジウム・グロセーディング(The IND
A Technotoglcal Sympo−slu
m Proceedlng)+ / 9フグ年3月」の
/コワ〜/lI2ページにリッチスタイン(Lichs
teln)が記載した吸収装置により測定した。この装
置に、メツトラ−(Mettler) P L / 2
00電子バランスを付設して、吸上げられた液体の量を
連続的にグロットした。密度は重量と容量とにより測定
した。
実施例/ 3種のヒドロゲル化合物を入手し、1つ個々に吸収性の
テストを行った。テストしたヒドロゲル化合物は、ポリ
−r −(Polymer) 3 !; −A −/ 
0θおよび3!;−A−200[:いずれもグレイン・
プロセッシング醤コーポレーション(Graln Pr
oce−sslng Corporatlon)  ポ
リアクリロニトリルグラフト化澱粉である。〕、パーマ
ソー7°(Permaso−rb) −/θ〔ナショナ
ル・スターチ・アンド・ケミカル・カンパニー (Na
tional 5tarch andChemical
 Company)のアクリル酸前駆体からの100%
合成材料である。〕、サンウェット(Sanwet) 
 l M −300(サンヨー・ケミカル・コーポレー
ション(Sanyo Chemical Corpor
atlon)のポリアクリル酸グラフト化澱粉である。
〕およびスタソーブ(Stasorb) −J 72 
[A−E、スタレー・ケミカル・コーポレーション(A
、E、StaleyChemical Corpora
tion)のポリアクリル酸グラフト化澱粉である。〕
である。
実施例コ 実施例/のダ種のヒドロゲルを、O,、を重t%のアエ
ロゾル(Aerosol) −0T界面活性剤を含む切
断したポリエチt/ンシートとポリゾロピレン繊維(平
均粒子径/、、S−mm)とからなる粉砕渭合物(A0
/lIO重量%)と3θ−3Oの比率で混合し、合成尿
(7尾%尿素水溶液、界面活性剤により表面張力を!r
 !; dynesA/nに調節)により畷収性のテス
トを行った。
実施例3 ヒドロゲル材料としてパーマソープ10とポリマー33
−A−700とを使用し、フィラー材料として下記のも
のを使用して実施例Ωを繰返した。
使用したフィラー材料は、切断ポリエチレン(平均粒子
直径10那)、粉砕コーン環(平均粒子直径ub、−!
; vm ) 、実施例コのフィラー(平均粒子径3、
θ×θ、/朋の50%パルプ繊維を包含する)、および
切断ポリスチレンバッキング材1(平均粒子直径/。S
關)である。
実施例ヶ ヒドロゲル材料としてノぐ−マソープ10とポリマー3
!;−A−100とを使用し、界面活性剤として下記の
ものを使用して実施例aを繰返した。
使用した界面活性剤は、チェポール(Teepol) 
 −乙10(アニオン性第2級アルキルサルフェート)
、デュオメント(Duoment) (カチオン性N−
タロ−プロピレンジアミン)、ネオドール(Neodo
 l )、2!;−7(ノニオン性第1級アルコールエ
キソオキシレート)、アエロゾル−0T(アニオン性ジ
オクチルスルホサクシネート)である。
実施例左 ヒドロゲルとしてノ臂〜マソーブ/θとポリマー3A;
−A−10θとを使用し、0%、0.7%、0゜−%、
0.3%、o、l1%および005%の界面活性剤(ア
エロゾル−0T)の添加量で実施例コを繰返した。
実施例乙 ヒドロゲル材料としてノぐ−マソープ/θとIリフ−3
5−Am700とを使用し、フィラー重量の2J%の界
面活性剤(アエロゾル−0T)添加量で、且つフィラー
/ヒドロゲル比々’0.3//、/// 、//3.0
//で実施例−を繰返した。
実施例ク ヒドロゲル材料としてパーマソープ10とポリマー3左
−A−/θθとを使用し、フィラー重量の2.5%の界
面活性剤(アエロゾル−0T)添加量で実施例コを絣返
し、月つ各種の液体中でテストした。使用した液体は、
0.9%塩水、実施例−の合成尿、合成尿#、2(尿素
と、NaC65CaC712、Mg(J   Na S
o およびNa3PO4を含む塩との混合2 蕩   
 24 物)、蒸留水および水道水である。
実施例g ヒドロゲルとしてプリマー3!;−A−100とパーマ
ソープ−10とを使用し、0..2!;%のアエロゾル
−〇T界面活性剤により実施倒コを繰返した。フィラー
材料として種々の粒子直径の粉砕コ ゛−ン棟材料を使
用した。下記の表は、フィラー粒子の直径が増すととも
に、吸収性が全体として向上することを示している。こ
のような理由から、フィラーの粒子直径は、一般的に0
.0 /闘〜/、0闘の範囲であるヒドロゲル粒子の/
〜/ 0.000倍が好ましく、/〜<00θ倍の範囲
、特に10〜700倍の範囲内の直径が特に好ましい。
得られた結果を下記の表に示したが、この表は本発明に
より得られた吸収性の著しい向上を示している。
第7図は、自動要求吸収性テスト結果のグラフであり、
本発明により得られるすぐれた吸上性能を示し、いる。
第1図から明らめ、な通り、t:)o  ′グル吸収材
料の吸上性能は、フィラーの包含により著しく向上して
いる。
第一〜グ図についてみると、この第λ〜り図には、本発
明の材料の好jしい用途の使いすて衛生用品が記載され
ている。この第2〜3図は、おしめに包含させる前の吸
収層を示している。切開部分12は、線14に沿っての
折曲げするところである。、折曲げる前にヒドロダル材
料16を、バラ)10の前端20の近くの18に配置す
ることにより包含させる。折曲げた後、バラ)10を第
ダ図に示す通りおしめ22中に包含させてもよい。
おしめ22は、液体不透過性のバッキング材24、液透
過性ライナー26および緊締手段28をも含有してもよ
い。弾性手段29を設けることにより、おしめ構造内の
液体保持性を助けることができる。
ヒドロダル材料16の縦は広い範囲(2)変化させるこ
とができるが、有用な結果は、図示した通り領域18中
に約/g〜70gの範囲の量を均一に分布させることに
より得られた。ライナー26はス4ンデツンデットポリ
スチレン、カーデッドウェブ等、あるいはスジリットフ
ィルムすなわちフィブリル化フィルムの如き不織材料で
よい。バッキング材24は、例えば、艶消エンがス化ポ
リエチレンの如き各種のいずれのフィルムでもよい。繁
締手段28は、例えば接着テープでよい。他の変形もま
た有用であり、且つ形状の修正、応力領域の補強および
弾性材料の組入れの如く当業者が想到するものである。
これらの変形もまた本発明のヒドロゲル組成物を利点を
享有することができる。
その7つの利点は毛羽の必要量が低下することである。
特定の実施例においては、第コ〜グ図における如きおし
めを、標準製品のサイズのものに通常使用する36gの
毛羽の代わりに2.2gの毛羽を使用して調製した。そ
の毛羽に、第、2〜3図に示す通り実施例/の3gのヒ
ドロゲル混合物を添加した。得られた製品は、耐漏洩性
において標準のおしめと同様に十分な性能を発揮した。
上述の通り、本発明では高吸収性材料を更に有効に使用
でき、この高吸収性材料を、月経用品、使いすておしめ
、失禁用i4ツド、ワイノ4−等の如き最終製品中に更
に容易に包含させることができる。本発明を、本発明の
特定の実施態様に従って説明したが、前記の説明からし
て多くの均鳳修正および変形の態様が当業者に自明であ
る。従って、それらの均等、修正および変形の態様は前
記の特許請求の範囲内に包含されるものと解するべきで
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明から得られるすぐれた吸上性能を示す
自動要求吸収性テストのグラフであり、第一〜ダ図は本
発明の材料を応用した好ましい使いすて衛生用品を示す
。 10°@0°パツト、12°1°°切開領域、14・0
01.折曲ライン、16 、、、、ヒドロダル材料、2
0.、、前端、22、、、、おしめ、24.、、バッキ
ング材料、26001.透液性ライナー、28.、、緊
締手段、29・・・、。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)粒状のヒドロゲル材料と、5−−95i1i’量
    %のフィラー材料との緊密な混合物からなり、該フィラ
    ー材料が上記のヒドロゲルの平均粒子直径の7〜/θθ
    OO倍の平均粒子径を有し、月つ約7.0重量%までの
    量の界面活性剤で処理されているものであることを特徴
    とする、改良された吸上特性を有する低密度で高吸収性
    の材料。 (2)前記界面活性剤が、アニオン性ジオクチルスルホ
    サクシネートである前記特許請求の範囲第(1)項に記
    載の材料。 (3)前記フィラーの平均粒子面径が、前記ヒドロゲル
    の平均粒子直径の7〜1000倍である前記特許請求の
    範囲第(2)項に記載の材料。 (4)前記フィラーの平均粒子直径が、前記ヒドロゲル
    の平均粒子直径の10〜/θO倍である前記特許請求の
    範囲第(2)項に記載の材料。 (5)前記フィラーが、ポリエチレンシートとポリプロ
    ピレン繊維とからなる混合物、粉砕した植物断片、ポリ
    プロピレン線維とパルプal#どの混合物、および切断
    ポリスチレンからなる群から選ばれたものである前記特
    許請求の範囲第(2)項にiiF!瞳の材料。 (6)前WFフィラーの1:が、前記ヒドロゲルの重量
    の2S〜73%の範囲である前記特許請求の範囲第(2
    1項に記載の材料。 (7)  0.03〜0.3θμの範囲の密度を有する
    バット形状である前記特許請求の範囲第(2)項に記載
    の材料。 (81(a)  液体不透過性θマキング材、(b) 
     液体透過性ライナー、および(C)  上記バッキン
    グ材と上記ライナーとの間にあり、ヒドロゲルの平均粒
    子直径の/〜/ 0.00θ倍の平均粒子直径を有し、
    且つ約7.0重t%までの量の界面活性剤で処理されて
    いる低密度で高吸収性の材料からなる吸収層の組合せか
    らなる使いすて衛生用品。 (9)  前記吸収層が、その前端部の近に配置した前
    配低密度材料を包含し、且つ吸収層の両側を折重ねて前
    記の低密度材料を覆うよ5Kした使いすておしめの形状
    の前記特許請求の範囲第(8)項に記載の使いすて衛生
    用品。 帥 前記ヒドロゲル材料が、該ヒドロデルの平均粒子直
    径の10〜10θ倍の平均粒子直径を有するフィラーを
    含有し、1つ前記界面活性剤がアニオン性ジオクチルス
    ルホサクシネートである前記特許請求の範囲第(91m
     K記載の使いすておしめ。 01)液体仇持性を助けるための弾性手段を史に包/ 含する前P!i″!特許請求の範囲第101項に記載の
    使いすておしめ。
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