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JP3497166B2 - 繊維に対する粒子結合 - Google Patents
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JP3497166B2 - 繊維に対する粒子結合 - Google Patents

繊維に対する粒子結合

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JP3497166B2
JP3497166B2 JP50651394A JP50651394A JP3497166B2 JP 3497166 B2 JP3497166 B2 JP 3497166B2 JP 50651394 A JP50651394 A JP 50651394A JP 50651394 A JP50651394 A JP 50651394A JP 3497166 B2 JP3497166 B2 JP 3497166B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、粒子に対する高分子および非高分子結合剤
ならびに繊維に粒子を結合するのにおけるこのような結
合剤の使用に関する。繊維および結合された粒子は、圧
力の外部印加によって容易に圧縮含浸することができ
る。結合剤は、再活性化可能であり、粒子に適用するこ
とができ、これは、しかる後、湿式レイ（wet−laid）
繊維シート製造ライン上で繊維に結合することができ
る。特定の実施態様においては、本発明は、セルロース
繊維に超吸収性粒子を結合させ、ついで、これは、例え
ば、吸収性製品に圧縮含浸および配合される吸収性繊維
を製造するために使用することに関する。その他の実施
態様においては、本発明は、好ましくは、製品製造プラ
ントにおいて、パルプシート製造ラインから離れた位置
で、超吸収性および／またはその他の粒子をセルロース
繊維に結合させて、ついで、これは、例えば、吸収性製
品に組み込まれた吸収性繊維として使用する、結合剤被
覆された粒子の再活性化および使用に関する。
発明の背景 それらの固有な液体重量の何倍をも吸収することので
きる超吸収性ポリマー類が、近年、開発された。これら
のポリマー類は、水不溶性ハイドロゲル類としても公知
であるが、衛生物品、例えば、おむつ類および衛生ナプ
キン類の吸収性を増大するために使用されてきた。超吸
収性ポリマー類は、製品の吸収性を増大させるために吸
収性セルロース製品の全体に分布された、粒状の粉末、
顆粒または繊維の形態で提供されることが多い。超吸収
性粒子は、例えば、米国特許No.4,160,059;米国特許No.
4,676,784;米国特許No.4,673,402;米国特許No.5,002,81
4;および、米国特許No.5,057,166に記載されている。吸
収性ハイドロゲルを組み込まれた、例えば、おむつ等の
製品は、米国特許No.3,669,103および米国特許No.3,67
0,731に示されている。
超吸収剤の使用に伴う一つの問題は、超吸収性材料が
吸収性製品のセルロース繊維から物理的に排除され得る
ことである。その基体からの超吸収剤の分離は、製品の
吸収性を低下させ、超吸収性材料の有効性を低下させる
ことである。この問題は、ヨーロッパ特許出願442 185
A1で指摘されており、この特許出願は、吸収性ポリマー
を繊維質基体に結合するためのポリアルミニウムクロラ
イド結合剤の使用を開示している。しかし、ポリアルミ
ニウム結合剤は、容易に生分解することのできない無機
製品であるという欠点を有する。さらに、上記ヨーロッ
パ特許は、吸収性粒子を結合するのに有効なポリアルミ
ニウムクロライド以外の結合剤を選択するための指針を
何ら提供していない。
超吸収剤を固定化する方法は、米国特許No.4,410,571
に開示されており、そこにおいては、水膨潤可能なポリ
マーが非粒状固定化された融合層に変換される。ポリマ
ー粒子は、ポリヒドロキシ有機化合物、例えば、グリセ
ロール、エチレングリコールまたはポリプロピレングリ
コール中で、それらを可塑化することによって、塗膜に
変換される。超吸収剤は、基体上に発泡させることので
きる非粒状固定化された形態を想定している。超吸収性
ポリマーの個々の粒状特性は、このプロセスにおいて失
われる。超吸収性材料の融合性は、また、ゲルブロック
（gel blocking）を生じ、その場合、吸収性は、水膨潤
ポリマーがフィルム層を通る液体通路を妨害するにつれ
減少する。
米国特許No.4,412,036および米国特許No.4,467,012
は、加水分解された澱粉ポリアクリロニトリルグラフト
コポリマーおよびグリセロール混合物が二つのテイッシ
ュ層間に積層された吸収性ラミネートを開示している。
テイッシュ層は、外部熱および圧力を加えることによっ
て相互に積層される。この反応条件は、テイッシュ層を
相互に堅く接着するテイッシュ層間の共有結合を形成す
る。
その他数多くの特許が、繊維質ウエブに結合剤を塗布
する方法を記載している。例としては、米国特許No.2,7
57,150;米国特許No.4,584,357;および、米国特許No.4,6
00,462が挙げられる。このような結合剤は、粒状物、例
えば、超吸収性粒子を繊維に結合するのに有効であると
は記載されていない。また、その他の特許は、例えば、
ヨーロッパ特許出願440 472 A1;ヨーロッパ特許出願427
317 A2;ヨーロッパ特許出願427 316 A2;および、ヨー
ロッパ特許出願429 112 A2におけるように、個々に細分
化されたセルロース繊維と繊維内共有結合を形成する架
橋剤、例えば、ポリカルボン酸を開示している。繊維内
共有結合は、高温で形成され、架橋剤で処理され、繊維
内エステル結合を形成することによって、セルロース繊
維の嵩を増大させる。架橋は、エステル結合の回復を防
止するために、酸性条件下で行われる必要がある。繊維
内の共有結合は、未処理のシートにおけるよりも、従来
のパルプシート圧縮含浸体に圧縮するのがより困難なパ
ルプシートを生成する。架橋共有結合は、また、繊維と
粒子との間に形成され、吸収に利用可能なはずの官能基
を占めるので、吸収効率は、低下する。
繊維内共有エステル架橋を形成する欠点は、特に、得
られる繊維製品が圧縮含浸抵抗性である。圧縮含浸され
た吸収製品を製造するためのエネルギー需要は、吸収製
品を圧縮含浸するために、極めて高い圧縮圧力を使用す
る必要があるので、増大する。圧縮含浸のためのエネル
ギー需要を低減することにより、架橋された繊維の圧縮
含浸を高める方法を提供することは有益である。
種々の最終用途に対して、超吸収剤以外に数多くの異
なるタイプの粒子を繊維に加えることができる。抗微生
物剤、ゼオライトおよび難燃剤は、繊維に添加すること
のできるほんの数例に過ぎない。最終ユーザの多くの異
なる粒子要求に適合するように粒子を結合する方法を提
供することは有益なことであろう。さらに、結合過程に
おける粒状廃棄物を少なくし、粒状物添加を必要とする
繊維製品の積載（shipment）を単純化することは有益で
あろう。さらに、付着した粒状物を有する嵩高い繊維
（bulk fibers）の積載を必要とせず、粒状物を繊維に
結合させることは、有益であろう。何故ならば、これら
の繊維の積載および過度の取り扱いは、繊維から若干の
粒子を剥離する恐れのある機械的な衝撃にそれらをさら
すからである。ある条件下においては、粒子を伴う繊維
が離れた製品製造位置で容易に使用されるように、初期
パルプシート製造工程中に、繊維に結合剤被覆粒子を組
み込むことも有益である。しかし、粒子は、ついで、後
続の製造工程中に、剥離に付される。
セルロース製品に添加される粒子が、液体、例えば、
水または液体結合剤に不溶であることが、以前から、重
要であるとされてきた。可溶性の粒子は、水含有結合剤
によって溶解されるので、液体不溶性、特に、水不溶性
が、セルロース繊維に結合した粒子に対しての不可欠の
特性と考えられてきた。粒子は、結合剤が蒸発するにつ
れて、結局、再凝固するけれども、粒子が結合剤に溶解
すると、必要とされず所望もされない製品領域に、粒子
を拡散させる。したがって、水可溶性粒子は、結合剤を
使用して繊維に結合されるべき粒子に対しては使用され
ていない。
発明の概要 前述およびその他の問題は、水素結合官能部位を有す
る繊維および水よりも低い揮発度の結合剤を提供するこ
とによって克服されてきた。結合剤は、繊維と水素結合
を形成する官能基および水素結合または配位共有結合官
能基を有する、粒子と水素結合または配位共有結合を形
成することのできる官能基（functionality）を有す
る。結合剤は、粒子を少なくとも一部被覆するために粒
子に適用される。結合剤含有粒子は、繊維と合わされた
時に、機械的破壊抵抗性であることが見いだされている
結合によって繊維に結合される。これらの結合剤の著し
い利点は、互いに繊維上にある結合剤と粒子とが繊維に
圧縮含浸するのに必要とされる圧力を低減することが見
いだされたことである。これは、超吸収性粒子に対し
て、特に真であり、好ましくは、活性状態における超吸
収性粒子と結合剤とを使用することを含む。結合剤は、
また、１週間以上、１カ月または１年もの間、不活性状
態で粒子上に存在することもでき、その後、粒子を繊維
に結合するために、活性化または再活性化することもで
きる。液体結合剤は、生の液体または固体結合剤の溶液
を含んでもよく、粒子上に置かれ、乾燥され、その後、
粒子を湿潤することによって再活性化することができ
る。これとは別に、乾燥固体結合剤は、粒子にブレンド
され、しかる後、液体を添加することによって活性化し
てもよい。不活性結合剤は、また、運動エネルギーを、
繊維の存在中で、結合剤含有粒子に加えることによって
活性化することもできる。典型的には、不活性状態は、
結合剤と粒子とがその雰囲気で平衡水分含量に到達する
状態である（以降、“空気乾燥”と称す）。運動エネル
ギーは、機械的な撹拌、外部ソースからの圧力の付加ま
たは超音波を使用することによって、例えば、結合剤と
繊維とに、制限なく、加えることができる。さらに他の
実施態様において、結合剤は、結合剤を粒子に塗布した
後、結合剤含有粒子を加熱することによって活性化また
は再活性化することができる。
活性化または再活性化のための能力は、結合剤を粒子
に適用可能とし、これらは、ついで、不活性形態で結合
剤を有する分布点（distribution points）に積載され
る。ついで、結合剤は、分布点、例えば、カスタマーの
設備で活性化され、そこで、結合剤含有粒子は、繊維に
加えられ、それに結合される。本明細書で使用する場
合、結合剤“活性化（activation）”としては、先の不
活性結合剤（例えば、液体不在での固体結合剤）または
先の活性結合剤（例えば、空気乾燥された液体結合剤）
が挙げられる。より典型的には、粒子は、例えば、結合
剤を粒子流に噴霧することによって、結合剤に暴露し、
粒子を繊維のウエブ上に析出させるか、または、繊維と
合せる。結合剤は、粒子を繊維に結合させる。結合剤を
繊維に向ける代わりに、最初に、結合剤を粒子に塗布す
ることによって、粒子を繊維に結合するために必要とさ
れる結合剤の量より少なくなる。
本発明のもう一つの利点は、結合剤含有粒子が繊維質
材料における粒子の所望される分布に相当するパターン
で繊維製品に加えられることである。ついで、結合剤
は、粒子を適所に結合するように再活性化される。再活
性化流体、例えば、再活性化液体は、例えば、使用中、
尿により最初に湿潤されるおむつの領域に析出される結
合剤含有粒子に加えることができる。限定するわけでは
ないが、適当な再活性化液体の例としては、水、グリセ
リン、低級アルキルアルコール類、ポリオール類、例え
ば、グリコール類、グリセリンおよびモノグリセレート
類、アセトンおよびこれらの組み合わせ、例えば、水と
グリセリンとが挙げられる。再活性化流体が液体、例え
ば、水である場合には、液体は、噴霧または塗布され、
ガスの形態で付与される。水が再活性化液体である時に
は、それは、蒸気または水分含有ガス（moisture−lade
n gas）、例えば、湿り空気として付与される。その他
の液体再活性化流体は、同様に加えることができる。結
合剤含有粒子、例えば、超吸収性粒子は、活性化流体が
存在するかまたは加えられるであろうおむつの領域に加
えられ、最初の尿吸収を必要とするこれら領域で殆ど専
ら付着される。
結合剤含有粒子の標的とされる活性化は、粒子消耗を
少なくして、効率的、かつ、経済的に、粒子を繊維に結
合させることである。さらに、標的とされる結合剤活性
化および粒子の付着は、吸収製品の平面内における液体
の過度の吸い上げを少なくすることによって、製品の吸
収効率を大きくする。
本発明の粒子は、高分子または非高分子結合剤で繊維
に結合させることができる。結合剤は、結合剤分子が粒
子と水素結合または配位共有結合を形成することのでき
る少なくとも一つの官能基と、繊維質材料と水素結合を
形成することのできる少なくとも一つの官能基とを有す
る結合剤分子を含む。高分子結合剤は、ポリグリコール
類「特に、ポリエチレングリコールもしくはポリ（プロ
ピレングリコール）］、ポリカルボン酸、ポリカルボキ
シレート、ポリ（ラクトン）ポリオール、例えば、ジオ
ール類、ポリアミド、ポリアミン、ポリスルホン酸、ポ
リスルホネートおよびそれらの組み合わせからなる群か
ら選択することができる。これら結合剤の若干の具体的
な例は、以下の通りであるが、これらに限定されるもの
ではない。ポリグリコール類としては、ポリプロピレン
グリコール（PPG）およびポリエチレングリコール（PE
G）が挙げられ；ポリ（ラクトン）ポリオール類として
は、ポリ（カプロラクトン）ジオールが挙げられ；ポリ
カルボン酸類としては、ポリアクリル酸（PAA）が挙げ
られ；ポリアミド類としては、ポリアクリルアミドもし
くはポリペプチド類が挙げられ；ポリアミン類として
は、ポリエチレンイミンおよびポリビニルピリジンが挙
げられ；ポリスルホン酸類またはポリスルホネート類と
しては、ポリ（ナトリウム−４−スチレンスルホネー
ト）もしくはポリ（２−アクリルアミド−メチル−１−
プロパンスルホン酸）が挙げられ；および、これらのコ
ポリマー類（例えば、ポリプロピレングリコール／ポリ
エチレングリコールコポリマー）も挙げられる。高分子
結合剤は、典型的には、繰り返し単位を有する。この繰
り返し単位は、例えば、繰り返しポリアミド類がペプチ
ド鎖において生ずるポリペプチドを有する化合物の骨格
であってもよい。繰り返し単位は、骨格以外の単位、例
えば、繰り返しアクリル酸単位を云うこともある。この
ような場合、繰り返し単位は、同一であっても異ってい
てもよい。結合剤は、粒子と水素結合または配位共有結
合を形成することのできる官能基と、繊維と水素結合を
形成することのできる官能基とを有する。この場合、最
も好ましい高分子結合剤は、ポリエチレングリコールで
あり、もう一つの特に好ましい高分子結合剤は、アミド
結合剤、例えば、ポリペプチド結合剤であり、ポリグリ
シンが、特に好ましい例である。
非高分子結合剤は、水よりも低い揮発度、粒子と水素
結合または配位共有結合することのできる官能基、およ
び、セルロースまたは他の繊維と水素結合を形成するこ
とのできる官能基を有する。非高分子結合剤は、有機結
合剤であり、好ましくは、カルボキシル（例えば、カル
ボン酸類）、カルボキシレート、カルボニル（例えば、
アルデヒド類）、スルホン酸、スルホネート、リン酸、
ホスフェート、アミド、アミン、ヒドロキシル（例え
ば、アルコール）およびこれらの組み合わせ（例えば、
アミノ酸もしくはヒドロキシ酸）からなる群から選択さ
れる官能基を含み、分子上にこの群から選択される少な
くとも二つの官能基が存在し、これら二つの官能基は、
同一であっても異っていてもよい。このような結合剤の
例としては、ポリオール類、ポリアミン類（一以上のア
ミン基を有する非高分子有機結合剤）、ポリアミド類
（一以上のアミド基を有する非高分子有機結合剤）、ポ
リカルボン酸類（一以上のカルボン酸官能基を有する非
高分子有機結合剤）、ポリアルデヒド類（一以上のアル
デヒドを有する非高分子有機結合剤）、アミノアルコー
ル類、ヒドロキシ酸およびその他の結合剤である。これ
らの結合剤は、粒子および繊維と特定の結合を形成する
ことのできる官能基を有する。
より好ましくは、有機非高分子結合剤は、グリセリ
ン、モノグリセリド類を含むグリセリドモノエステル、
ジグリセリド類を含むグリセリンジエステル、グリオキ
サール、アスコルビン酸、尿素、グリシン、ペンタエリ
スリトール、モノサッカライドもしくはジサッカライ
ド、クエン酸、酒石酸、タウリン（２−アミノエタンス
ルホン酸）、ｐ−アミノサリチル酸、ジプロピレングリ
コール、尿素誘導体、例えば、DMDHEU、および、これら
の組み合わせからなる群から選択される。適当なサッカ
ライド類としては、グルコース、シュクロース、ラクト
ース、リボース、フラクトース、マンノース、アラビノ
ースおよびエリスロールが挙げられる。好ましい結合剤
は、繊維および粒子の双方と結合剤を水素結合形成させ
る複数の水素結合官能基を有する非高分子分子である。
特に好ましい結合剤としては、粒子表面上の官能基と、
５員環もしくは６員環を形成することのできるものが挙
げられ、最も好ましくは、６員環を形成するものが挙げ
られる。現在のところ、グリセリン、グリセリンモノエ
ステル、グリセリンジエステル、および、これらの尿素
とのブレンドが好ましい結合剤である。この場合、特に
好ましい非高分子結合剤は、グリセリンである。
繊維質材料は、結合剤と水素結合を形成することので
きるセルロースまたは合成繊維であるのがよく、他方、
粒子は、結合剤と水素結合または配位共有結合を形成す
ることのできるタイプのものから選択するのがよい。こ
の結合剤システムが粒子を繊維に異常によく固定するこ
とは、予想をもしえなかった。したがって、非結合また
は共有結合された粒子と比較して、吸収性の改良された
優れた繊維質製品が製造される。非共有結合の形成は、
容易に製造される繊維製品および容易に圧縮含浸され、
容易に生分解可能で、廃棄されるウエブの製造を可能と
する。
一つの好ましい実施態様において、吸収性製品は、超
吸収性ハイドロゲル粒子を粒状形態で含有する繊維質セ
ルロースマットを含む。超吸収性粒子は、結合剤に応
じ、結合剤と水素結合または配位共有結合を形成するこ
とができ、他方、結合剤は、セルロース繊維のヒドロキ
シル基と水素結合を形成することができる。結合剤と粒
子との間のこれら非共有性の比較的柔軟な結合は、粒子
を繊維と接触維持し、製造、貯蔵または使用中にマット
に加えられる機械的力による粒子の剥離に抵抗する。こ
の結合剤の量は、典型的には、多くのファクタに依存
し、例えば、結合剤および粒子の性質、および、粒子が
直ちに加えられるか一定の期間後に加えられるかに依存
する。したがって、当業者であれば、特定の用途に対し
て適当、かつ、特に、有効な結合剤の量は、変化するこ
とを理解できるであろう。しかし、結合剤は、適当に
は、粒子の総重量の約0.01〜50％の量存在し、好ましく
は、0.03〜20％、さらに好ましくは、0.03〜５％、最も
好ましくは、0.03〜１％存在する。この低いパーセント
範囲は、結合剤が粒子の代わりに繊維に加えられる場合
には、はるかに多量の結合剤を必要とする非常に強力な
結合を生成する。本発明の結合剤によって水素／配位共
有結合を有して結合される粒子は、適当には、繊維質材
料および粒子の総重量の0.05〜80％量存在し、好ましく
は、１〜80％、または５〜80％、または、５重量％以上
存在する。粒子の特に適当な範囲は、繊維質材料および
粒子の５〜70重量％である。粒子対結合剤の好ましい重
量比は、90:1〜500:1である。適当な粒子の例は、超吸
収性ポリマー、例えば、澱粉グラフトポリアクリレート
ハイドロゲル微粒子、または、より大きい寸法の粒子、
例えば、顆粒であり、これは、結合剤と水素結合を形成
することができる。結合剤は、また、セルロースのヒド
ロキシル基と水素結合を形成することができ、それによ
り、超吸収性粒子を繊維に堅く結合する。
本発明は、また、粒子が結合剤に不溶（および水に可
溶）であり、したがって、それらの固体粒状形態を保持
し、続いて結合する、粒子を繊維に結合する方法を含
む。粒子は、水に可溶であっても不溶であってもよく、
好ましくは、結合剤と水素結合または配位共有結合を形
成することのできる官能基を有し、結合剤は、繊維に対
して水素結合を形成することができる。所望の官能基を
有しないその他の粒子も、また、繊維製品に含まれる
が、このような粒子は、同じく強力には結合されない。
特に好ましい実施態様において、繊維は、セルロース
であり、粒子は、水素結合によって結合剤に結合される
超吸収性粒子である。繊維は、また、結合剤と水素結合
する水素結合官能基を有する連続もしくは不連続合成ま
たは天然繊維であってもよい。結合剤は、適当には、粒
子に、粒子の総重量の、少なくとも0.03％量、かつ、好
ましくは、80％以下量、さらに好ましくは、20％以下
量、最も好ましくは、0.1〜３％量、加えられる。粒子
は、周囲温度（例えば、約25℃）で、いかなる熱も外部
付加することなく、150℃以下で繊維に結合することが
できる。粒子は、また、圧力の外部付加なしで、あるい
は、熱および圧力の外部付加なしで、結合させてもよ
い。
いくつかの実施態様において、結合剤は、固体として
（例えば、乾燥粉末または乾燥液体）、粒子に付随し、
繊維は、結合工程が実施される時に、少なくとも７重量
％の水を含有する。繊維におけるこの水分レベルは、粒
子と繊維とを互いに十分に結合させるための反応体の十
分な移動を生ずる。液体結合剤（例えば、グリセリンま
たはグリシン粉末の溶液）を使用する際には、繊維は、
適当には、少なくとも約0.5重量％の水を含有する。結
合剤をその融点以上に加熱してそれを液化する場合に
は、固体結合剤は、適当には、0.5重量％未満の水を有
する繊維と使用される。固体結合剤は、それがその融点
以上に加熱され、ついで、冷却して繊維を互いに融合さ
せるように、熱可塑性または溶融可能であるのがよい。
結合剤の熱可塑性は、また、粒子と繊維との間の追加的
な機械敵接着を生ずる。いくつかの実施態様において
は、粒子を物理的および水素結合で接着することのでき
る溶融可能な結合剤、例えば、尿素が使用される。
他の実施態様において、粒子は、水に可溶であるが、
粒子が固体の粒状形態で繊維に結合することができるよ
うに、結合剤中で、溶解度が減少する。結合剤の添加
は、粒子を溶解せず、それを繊維に対するその所望の部
位から拡散させる。
本発明は、また、本明細書中に記載されたいずれかの
方法によって製造される繊維質製品およびこのような繊
維質製品によって構成される吸収性製品または物品に係
る。
本発明は、個々にまたは集合的に、上記目的、特徴お
よび利点に係る。本発明の上述およびその他の特徴なら
びに利点は、以下の詳細な説明および添付の図面に従
い、より明白となるであろう。
図面の簡単な説明 図１は、繊維シートの製造中に、本発明に従い結合剤
で被覆された粒子の適用を例示する湿式レイシート製造
ラインの概略図である。
図２は、本発明に従う結合剤再活性化および粒状物結
合法を例示するウエブ製造ラインの概略図である。
図３は、嵩高い繊維（high bulk fibers）を製造する
本発明の装置の構成部分の概略図である。
図４は、結合剤を有する粒子が図示された吸収性パッ
ドの形態である繊維と結合された構造物の平面図であ
る。
図５は、図４のパッドの一部断面図である。
図６は、本発明に従い繊維に付着された結合剤を有す
る粒子を組み込んだ包帯の平面図を示す。
図７は、図６の線７−７に沿って切断された図６の包
帯の断面図である。
図８は、本発明に従い繊維に付着された結合剤を有す
る粒子のコアを含む使い捨ておむつの平面図である。
図９は、図８のおむつの線９−９に沿った垂直断面図
である。
図10は、本発明の結合剤を有する繊維に結合された粒
子を有する拡大された繊維の図である。
図11は、その表面全部とその深さ全体に結合された粒
子を有するセルロースマットの概略図である。
図12A、図12Bは、パラアミノサリチル酸結合剤で繊維
に接着された粒子の光学顕微鏡写真である。
図13Aおよび図13Bは、タウリン結合剤で繊維に結合さ
れた粒子の光学顕微鏡写真である。
本発明の数個の好ましい実施態様の詳細な説明 I. 繊維の処理 図１は、湿式レイシート製造ライン、例えば、パルプ
シート製造ライン10を示す。この製造ラインにおいて、
パルプスラリー12は、スライス16を介してヘッドボック
ス14からフォードリニエールワイヤー（Fordrinier wir
e）18上に供給される。パルプスラリー12は、典型的に
は、セルロース繊維、例えば、木材パルプ繊維を含み、
また、スラリーの一部として、合成またはその他の非セ
ルロース繊維を含んでもよい。水は、従来の減圧システ
ム（図示せず）によってワイヤー18上に析出したパルプ
から引かれ、析出パルプシート20を残し、これは、この
場合、パルプシートまたはマット20が通過するそれぞれ
のニップ（nip）を各々画定する２セットのカレンダー
ロール24、26として図示された脱水ステーション22を介
して搬送される。脱水ステーションより、パルプシート
20は、パルプシート製造ラインの乾燥セクション30に入
る。従来のパルプシート製造ラインにおいて、乾燥セク
ション30は、多数のキャニスタードライヤーを有し、パ
ルプマット20は、それぞれのキャニスタードライヤーの
周囲の蛇絞路（serpentne path）に続き、乾燥セクショ
ン30の導出口より乾燥シートまたはマット32として現れ
る。もう一つの別な乾燥機構は、単独またはキャニスタ
ードライヤーに加えて、乾燥工程30に含まれてもよい。
乾燥されたパルプシート32は、製造者の規格に従う最大
水分含量を有する。典型的には、最大水分含量は、繊維
の10重量％以下であり、最も好ましくは、約６％ないし
８％以下である。それにもかからわず、繊維は、過度に
湿潤しがちである。過度に湿潤した繊維は、直ちに使用
しないと、これら繊維は、例えば、カビ等により分解さ
れる。乾燥されたシート32は、離れた位置、すなわち、
パルプシート製造ラインより離れた位置、例えば、製品
製造に使用するためのユーザーのプラントに輸送するた
めに、ロール40上に引き取られる。これとは別に、乾燥
シート32は、離れた位置に輸送するために、それより、
パルプのベイル（bale）44が得られるベイル装置42内に
集積される。
以下に詳細に説明するタイプの結合剤は、粒子に塗布
され、この結合剤含有粒子は、一以上の粒子添加装置に
よりパルプシートに添加され、これら装置の一つは、図
１に参照符号50で示されている。結合剤を粒子に塗布す
るためには、いずれの結合剤塗布装置、例えば、噴霧器
または浸漬塗布装置を使用することもできる。噴霧器
は、典型的には、使用およびパルプシート製造ラインに
組み込むことがより容易である。結合剤は、粒子に塗布
され、ついで、粒子は、パルプシート上に析出され、そ
こで、結合剤が粒子をシートの繊維に接着する。結合剤
は、また、粒子に噴霧または塗布され、それらは、シー
ト上に落下または析出される。また、結合剤は、もう一
つの位置で粒子と合わされ、乾燥されるか不活性とさ
れ、ついで、シートに塗布される。ついで、結合剤は、
以下に説明するように、活性化されてもよい。また、シ
ート中の水分は、粒子を繊維に結合するための結合剤を
活性化するために十分であるのがよい。矢印52,54およ
び56によって示したように、結合剤含有粒子は、種々の
位置またはパルプシート製造ライン上の多数の位置、例
えば、乾燥工程30の前（線52によって指示されてい
る）、乾燥工程30の中間（線54で示したように）、また
は、乾燥工程30からの下流で塗布してもよい（線54によ
って図示した）。水可溶性結合剤を有する粒子、例え
ば、非高分子尿素は、典型的には、乾燥工程で十分な乾
燥が起こり、最大所望水分含量以下で、乾燥された結合
剤粒子含量繊維シートを製造する位置で塗布される。し
たがって、乾燥工程30の利点を採用すると、湿潤水基体
結合剤を有する粒子は、位置52または54で塗布してもよ
い。湿潤水基体結合剤含有粒子は、シートの水分含量を
所望される最大レベルを超過する量、位置56で塗布する
場合、追加の乾燥工程（図示せず）がパルプ製造ライン
に含まれ、水分含量を所望されるレベルまで低下させ
る。
非水性結合剤、例えば、グリセリンを有する粒子は、
最も好ましくは、位置56で乾燥工程よりも下流、また
は、位置54で示したように、乾燥工程中に加えられる。
しかし、液体非水性結合剤を有する粒子は、また、例え
ば、乾燥工程の上流の、位置52のような、位置で加えて
もよい。この後者の位置において、この点での湿潤ウエ
ブ中の水は、結合剤の多くが吸湿性となりやすいので、
これらの結合剤をマットまたはシート引きつけやすい。
非水性結合剤は、典型的には、水分のシートへの添加に
より、生成物の分解を抑制するので、このような結合剤
を有する粒子は、シートの水分含量を所望される最大レ
ベル以上とすることなく、乾燥工程より下流で塗布する
ことができる。
さらに、結合剤含有粒状材料は、以下に説明するよう
に選択され、シートに加えられ、パルプ製造ライン上の
結合剤によってそれに接着してもよい。もう一つの適当
な粒状物アプリケータは、参照符号60で示し、質量また
は体積計量装置を含む。これらの粒子は、シートに、散
布、注入または添加させてもよい。この位置でこれら粒
状物のシートへの付着を促進するためには、粒子上の水
性結合剤の場合、以下に説明するように、粒子と繊維と
の間の結合を可能とするために、シート中または粒子上
に十分な水分を残す必要がある。非水性結合剤に対して
は、この場合の粒子が、好ましくは、添加され、結合剤
は、結合を促進するために、湿潤または加熱される。
これら繊維のロールまたはベイルの輸送中、粒子が繊
維に強く結合されるので、上記アプローチは、有益であ
るが、輸送中に、機械的衝撃によって、粒子が剥離する
可能性がある。また、このアプローチは、ユーザーの側
で、繊維利用の慣行を妨げることとなる。例えば、ユー
ザーは、ユーザーの製品に繊維を接着するための粒子の
特定のタイプまたはブランドを選択することができるこ
とを望むかもしれないが、粒子を、その製造中に、パル
プシートに組み込むパルプシート製造者は、この選択は
有しない。また、ある種の粒子は、経時的に、分解し、
製品に組み込む直前に、このような粒子を加えることを
有益とする。例えば、超吸収性の粒子は、積載中、大気
から水分を吸収ことができる。比較的短い保存寿命を有
する粒子、例えば、ある種のゼオライト［例えば、経時
的に匂いで飽和することのできる匂い吸収性材料を有す
るアブセント（Abscents）］は、一つの例であり、経時
的に分解もする。もう一つの例は、光分解することので
きる抗微生物剤としての銀塩を有するゼオライトであ
る。したがって、繊維が製品に転化される時に、製品の
最終ユーザーが所望の粒子を結合剤に組み込むことので
きる繊維質製品を提供することは有益である。
したがって、図２に示したように、この後者の好まし
いアプローチを保持するには、繊維のそれぞれのロール
40またはベイル44は、粒子を含まず、ユーザーによって
離れた使用位置に輸送される。これらのロールまたはベ
イル（または、例えば、バルク形態で袋詰めさめるかコ
ンテナ詰めされた輸送繊維）は、ついで、繊維化装置70
（fiberizing apparatus）により再繊維化される。いず
れのファイバライザー（fiberizer）も使用できるもの
の、典型的な繊維化装置70は、単独、または、シート32
もしくはベイル42を分散させるためのその他の装置、例
えば、ピックアップロール等と連結して使用することの
できるハンマーミルである。
粒状材料添加機構72（例えば同様の機構60）は、所望
の結合剤で被覆された粒状材料をユーザーのプロセスの
所望される位置で繊維に供給する。また、粒状物を繊維
質材料に添加するためのいずれの適当な装置装置72も使
用できるが、装置72は、典型的には、計量機構を含む。
例えば、粒状物は、線74で示されるように、繊維化装置
70に供給してもよい。若干の結合剤の場合には、以下に
さらに詳細に説明するように、ファイバライザー70内３
での繊維の撹拌は、結合剤を再活性化し、粒状物を結合
剤によって繊維に付着させる。これとは別に、再活性化
流体は、液体、例えば、水、グリセリン、低級アルキル
アルコール類、ポリオール類、アセトン、および、これ
らの組み合わせ、例えば、水とグリセリンであってもよ
く、例えば、再活性化流体タンクまたはソース78から、
位置80で、噴霧器（図示せず）により、繊維に噴霧また
は塗布される。粒子は、ついで、再活性化液体80の塗布
の下流で、線84によって示されるように、繊維に加えら
れる。繊維上の結合剤は、活性化流体によって再活性化
され、繊維に接着されてもよい。これとは別に、結合剤
含有粒子は、位置80での結合剤の再活性化の際に、結合
剤によってそれらが繊維に接着される前または位置80で
加えられてもよい。結合剤は、また、粒子が繊維シート
に加えられるにつれ、粒子と合わされる。これとはさら
に別に、繊維化された繊維は、エアレイ装置（air−lay
ing device）90に供給され、所望される製品、例えば、
参照符号92で示したウエブにリフォームされる。エアレ
イされた繊維の場合、再活性化流体または液体は、結合
剤含有粒子とともに位置96でウエブに加えられ、つい
で、再活性化された結合剤で示したように、位置98で加
えられ、ついで、粒子を繊維に接着する。結合剤を有す
る粒子は、位置96における再活性化液体の付加よりも上
流のプロセス位置で加えてもよい。これとは別に、活性
化流体は、再活性化が粒子の添加と同様に起こるよう
に、結合剤被覆粒子の添加と同時に加えてもよい。再活
性化流体は、また、結合剤被覆粒子が繊維に加えられた
後に添加してもよい。また、結合剤被覆粒子は、ウエブ
92上の特に定められた位置、例えば、製品の吸収性コア
の標的ゾーンに加えてもよく、それにより、粒状材料の
廃棄を最小とする。標的ゾーンの具体的な例は、大部分
のおむつの湿潤が起こるおむつのまた領域である。超吸
収性粒子のこのようなゾーンへの添加は、それらが液体
を吸収するのに最も有効な位置にこれらの粒子を位置さ
せる。ウエブ92は、最終ユーザーの製品のその他の構成
部分の有無にかかわらず、ユーザーの製品、例えば、使
い捨ておむつ100等に加工される。
また、このアプローチでは、繊維の最終ユーザーは、
その製品に添加さるべき粒子を容易に選択することがで
き、必要とあらば、ユーザーの製品の効率的な生産を高
めるため必要とされるように、結合剤を活性化すること
もできる。また、ユーザーは、結合剤被覆粒子でエアレ
イ（air laying）繊維に柔軟性を付与するか、または、
所望の粒状物を有する完成製品に結合剤被覆粒子を結合
させることもできる。粒状物含有製品の取り扱いおよび
積載は、パルプシートの製造者によって回避されるばか
りでなく、粒状物の繊維への接着性を高める。何故なら
ば、粒子は、繊維の製造位置と粒状材料および結合剤が
添加される位置との間で機械的な力を受けないからであ
る。
II. 繊維特性 本発明は、粒子を繊維に結合する方法、および、吸収
性最終製品を含め、上記方法によって製造される製品を
含む。特に好ましい実施態様において、製品は、超吸収
性ハイドロゲルポリマー粒子が結合剤によって接着され
たセルロースまたは合成繊維、および、それより製造さ
れる吸収性製品である。本発明は、また、木材パルプと
ある種の結合剤との組み合わせを含み、この組み合わせ
の目的のために、それは、基本重量少なくとも350g/m2
を有するロール形態か、ベイル形態における嵩高い繊維
である。嵩高い繊維は、密度少なくとも約400kg/m3を有
することができる。好ましいバルク繊維は、木材パルプ
繊維または針葉樹材パルプ繊維である。パルプ繊維は、
化学的もしくは熱機械的または化学熱機械的あるいはこ
れらの組み合わせであってもよい。好ましいパルプ繊維
は、化学的である。適当な繊維は、木材パルプ繊維を含
み、これは、周知の化学プロセス、例えば、クラフトお
よびサルファイトプロセスによって得ることができる。
これらのプロセスにおいて、最良の出発材料は、長繊維
針葉樹木材種、例えば、マツ、ベイマツ、ハリモミおよ
びドクニンジンから製造される。木材パルプ繊維は、ま
た、機械的方法、例えば、粉砕された木材、機械的、熱
機械的、化学機械的および化学熱機械的パルプ処理によ
って得ることもできる。繊維は、好ましくは、細長く、
例えば、長さ対幅比約10:1〜5:1を有する。
本発明の繊維は、また、結合剤を繊維に塗布する前に
前処理された繊維を含む。この前処理としては、物理的
処理、例えば、繊維を蒸気に付すこと、または、化学的
処理、例えば、繊維を架橋することが挙げられる。限定
する意図はないが、前処理繊維の例としては、難燃剤の
繊維への塗布、例えば、繊維に難燃性薬品を噴霧するこ
とによる塗布が挙げられる。具体的な難燃性薬品の例と
しては、ナトリウムボレート／ホウ酸、尿素、尿素／ホ
スフェート等が挙げられる。また、繊維は、界面活性剤
もしくはその他の液体、例えば、水もしくは溶剤で前処
理することができ、これは、繊維の表面を改質する。そ
の他の前処理としては、抗微生物剤または顔料に対する
暴露が挙げられる。
繊維は、また、それらの湿潤性を高めるように前処理
してもよい。繊維は、また、従来の架橋剤で前処理して
もよく、所望に応じて、捩りまたは捲縮してもよい。リ
グニンまたはセルロースに富む繊維表面を生ずる薬品で
セルロース繊維を前処理することは、また、従来通りに
行うことができる。
漂白処理、例えば、塩素またはオゾン／酸素漂白も、
また、繊維を前処理するのに使用することができる。ま
た、繊維は、種々の溶液を含有する浴中で、繊維をスラ
リー化することによって前処理することができる。例え
ば、抗微生物剤溶液（例えば、以下に記載するような抗
微生物剤粒子の溶液）は、肥料および農薬および／また
は芳香剤および香料の溶液と同様、繊維の寿命中、経時
的に放出される。その他の薬品で前処理された繊維、例
えば、熱可塑性および熱硬化性樹脂も、また、使用する
ことができる。前処理の組み合わせも、また、使用する
ことができ、得られる前処理された繊維は、ついで、以
下に説明するように、結合剤塗料の塗布に付される。
粉砕された木材繊維、リサイクルもしくは２次木材パ
ルプ繊維、ならびに、漂白および無漂白木材パルプ繊維
を使用することもできる。木材パルプ繊維の製造の詳細
は、当業者に周知である。これらの繊維は、多くの会
社、例えば、本発明の譲請人である、Weyerhaeuser Com
panyによって市販されている。
繊維は、また、種々のその他の天然または合成繊維の
いずれかであってもよいが；本発明に従い粒子が結合さ
れる繊維は、全て、水素結合官能基を含む。これは、こ
のような繊維とこの特性を欠く繊維とのブレンドを除外
するものではない。しかし、水素結合官能基を欠く繊維
は、繊維が水素結合官能基を有する場合に存在する結合
の強度および様式でそれに結合される粒子を有さないで
あろう。
水素結合は、小さくて、非常に電気的に陰性である元
素（例えば、窒素および酸素）に共有結合した水素原子
と他のこのような電気的に陰性の元素上の非結合電子対
との間に生ずる分子間力である。水素結合官能基は、酸
素または窒素原子を含む官能基、例えば、ヒドロキシル
類、カルボキシル類、スルホン酸類、スルホンアミド
類、エーテル類、エステル類、エポキシド類、カルボニ
ル類、アミン類、ウレタン類等であり、水素結合を形成
することができるものである。酸素または窒素上の非結
合電子対のオービタルは、もう一つの窒素または酸素原
子に共有結合された比較的空の水素の1sオービタルとオ
ーバーラップする。水素の1sオービタルは、それとそれ
が結合される小さな電気的に陰性の原子（酸素または窒
素）との間の共有結合における電子の非等価な共有によ
り、比較的空である。
水素結合官能基を含有する天然繊維の具体的な例とし
ては、チョップトシルクファイバー（chopped silk fib
ers）、木材パルプ繊維、バガス、ヘンプ、ジュート、
米、小麦、竹、トウモロコシ、サイザル麻、綿、亜麻、
ケナフ、ピートモス（peat moss）およびこれらの混合
物である。水素結合官能基を有する適当な合成繊維とし
ては、アクリル系、ポリエステル、カルボキシル化され
たポリオレフィン類、レーヨンおよびナイロンが挙げら
れる。水素結合官能部基は、アクリル系繊維におけるエ
ステルおよびカルボキシル化されたポリオレフィン繊維
におけるカルボン酸、ポリエステルにおけるエステル、
ナイロンにおけるアミド、および、レーヨンにおけるヒ
ドロキシルである。ポリエチレンおよびポリプロピレン
は、本発明の様式における粒子対繊維結合に使用するに
は不適当な繊維である。何故ならば、これらは、炭素と
水素とのみを含み、水素結合に関与することのできるそ
れ以外の原子、例えば、酸素または窒素を含まないから
である。
限定するつもりはないが、便宜上、以下の記載は、個
々の化学的木材パルプ繊維の処理を参考にしつつ、進め
る。繊維は、例えば、ハンマーミル中でのデファイバー
ライゼーション（defiberrization）によって個々に細
分化される。このような個々に細分化された繊維は、慣
用的にマットに形成され、例えば、Weyerhaeuser Compa
nyよりNB 416繊維として、市販されている。もう一つの
セルロースマットとしては、ITT Rayonierよりのレイフ
ロックJLD（Rayfloc JLD）が挙げられる。セルロース繊
維は、セルロースウエブまたはルースなセルロース繊維
の形態であってもよい。
III. 粒子特性 本発明に従えば、粒子は、繊維に添加されて、繊維に
所望の性質、例えば、単なる例に過ぎないが、吸収性、
耐摩耗性または抗微生物活性の増大を与える。粒子は、
所望の性質を有するいずれの粒状材料であってもよく、
これは、結合剤と水素結合または配位共有結合を形成す
ることができる。粒子の若干の部分は、結合剤の形態で
溶解する。ある種の場合には、粒子は、実質的に、水お
よび結合剤の両者に可溶であってもよい。
水素結合は、上記考察したように、ある種の官能基を
含有する粒子、特に、酸素または窒素を有する粒子によ
って形成される。対照的に、配位共有結合は、一原子上
の非共有電子対のもう一つの原子の空オービタルの占有
によって形成される。配位共有結合は、電子の一つが結
合に関与する各原子によって占有される電子対によって
共有結合が形成される点で、共有結合とは異なる。粒子
は、結合剤からの電子対を収容することのできる、空の
ｐもしくはｄまたはｆオービタルを有すれば、配位共有
結合を形成することができる。
配位共有結合は、結合に供与する非共有電子対を有す
る供与体原子と供与体から非共有電子対を受容する空オ
ービタルを有する受容体原子との間で生ずる。アウフバ
ウ（Aufbau）およびパウリ（Pauli）の原理に従えば、
電子は、ローブ当たり一時に１個、最大２個の電子で原
子オービタルのローブを占める。最も基本的なオービタ
ルは、ｓオービタルであり、これは、周期律表の第１列
で原子を結合するために利用できる。周期律表の第２列
において、電子は、最初、LiおよびBeの2sオービタルを
満たす。しかし、第３周期未満の周期における金属は、
配位共有結合に関与するために十分なの電子親和性を有
しない。第III B族（ホウ素）から始めて、３個のｐオ
ービタルが、配位共有結合に関与し、ｐオービタルのロ
ーブが充填され始める。ホウ素は、2pオービタルの一つ
に１個の電子を有し、かくして、その他の2pオービタル
を空のままで残し、配位共有結合に利用可能である。配
位共有結合されたホウ素含有粒子の例は、ホウ酸であ
り、これは、収斂剤、消毒剤および難燃剤として使用さ
れる。以下に示すように、ホウ酸のホウ素原子は、ポリ
プロピレングリコール（PPG）の酸素原子によって供与
される非共有電子対に対する受容対として機能し、それ
により、ホウ酸粒子とPPG結合剤との間に配位共有結合
を形成する。以下に示したホウ酸の表示は、ホウ素の水
溶液化学において典型的なものではなく、むしろ、配位
共有結合で生成すると考えられる結合のタイプを例示す
るためのものである。
次の元素、炭素は、通常、混成するが2sオービタルに
１個の電子を有し、残る３個の電子は、単純には、３個
のｐオービタルに位置する。これは、配位共有結合用の
空のローブを残さず、さらに周期律表の列を横切って電
子が加わっても空のローブを残さない。したがって、ホ
ウ素は、周期律表の第２列において、配位共有結合を形
成することのできる唯一の元素である。
次に、第３列が充填され始め、２個の3s電子が、最
初、ナトリウムおよびマグネシウムにおいて充填される
が、I a族およびII a族におけるこれらの金属は、上述
したように、配位共有結合を形成しない。ついで、アル
ミニウムは、ホウ素と同様に、3pローブの一つに１個の
電子が位置し、他の２個の3pローブは空であり、配位共
有結合のために利用可能である。同様の傾向が第３列を
横切って続くが、第３列元素は、また、3pオービタルが
第３列で占有される場合にさえ、配位結合が存在するた
めのポテンシャルを有する利用可能な５個の3dオービタ
ルを有する。したがって、Al、Ｐ、ＳおよびClは、電子
対供与体から電子対を受容して、配位共有結合を形成す
ることができる。この例は、PCl5、アルミニウムトリハ
イドレートまたはホスホラスペンタスルフィドにおける
結合において見られる。ホスホラスペンタスルフィド粒
子は、製品の易燃性を高めるために使用することがで
き、他方、アルミニウムトリハイドレートは難燃剤であ
る。配位共有結合されたアルミニウム化合物の例は、以
下の通り、アルミニウムトリハイドレートであり、 これは、ポリプロピレングリコール（PPG）ポリマーと
の配位共有結合に関与することができる。この例におい
て、アルミニウムトリハイドレートのアルミニウム原子
は、ポリプロピレングリコール（PPG）結合剤の酸素原
子によって供与される電子対に対する電子受容体として
機能する。上記示したアルミニウムトリハイドレートの
表示は、アルミニウムの水溶液化学において典型的なも
のではなく、むしろ、配位共有結合において生ずる結合
のタイプを例示するためのものである。
次の列において、4sオービタルが、最初に、満たさ
れ、ついで、3dローブが満たされ始め、全てに１個が加
えられるまでローブ当たり１個の電子が、ついで、全て
のローブが満たされるまで、各ローブに対し、第２の電
子が満たされる。しかし、4pおよび4fオービタルも、ま
た、利用でき、したがって、多くの遷移元素が配位共有
結合を形成することができる。
配位共有結合に関与する空オービタルを有する元素と
しては、第１および第２周期の水素を除く金属とＣ、
Ｎ、Ｏ、Ｆ、NeおよびHe以外の全てを挙げることができ
る。金属は、配位共有結合に関与する電子に十分な親和
性を有さない。特に好ましい粒子は、ホウ素、アルミニ
ウム、鉄、ロジウム、オスミウム、白金およびパラジウ
ムを含有し、特にはホウ素を含有する。配位共有結合す
ることのできる粒子の例は、アルミニウムトリハイドレ
ート、アンチモンオキシド、二硫化ヒ素、ビスマスアル
ミネート、ビスマスヨーダイドオキシド、ビスマスホス
フェート、ビスマスサブカーボネート、ビスマスサブガ
レート、カドミウムサリチレート、クロムカーボネー
ト、クロムハイドロキサイド、クロムオキシドおよびク
ロムホスフェートがある。本発明の高分子結合剤、例え
ば、ポリグリコール類（例:PPG）、ポリカルボン酸類
（例:PAA）、ポリ（ラクトン）ポリオール類［例：ポリ
（カプロラクトン）ジオール］、ポリアミド類、ポリア
ミン類等は、電気的に院生の原子、例えば、酸素または
窒素から非共有電子対を供与され、配位共有結合を形成
するための電子を受容する空オービタルを有する原子を
含む適当な粒子と配位共有結合を形成する。
IV. 超吸収性粒子 一つの開示される実施態様において、添加される粒子
は、超吸収性粒子であり、これは、水にさらすと膨潤
し、大量の水を吸収することによって水和されたゲル
（ハイドロゲル）を形成するポリマー類を含む。超吸収
剤とは、本明細書で、大量の液体、すなわち、その１部
当たり10〜15部以上の過剰液体を吸収する能力を示す材
料として定義される。これらの超吸収性材料は、一般
に、三つのクラス、すなわち、澱粉グラフトコポリマー
類、架橋カルボキシメチルセルロース誘導体および改質
水性ポリアクリレート類に分類される。このような吸収
性ポリマー類の例は、加水分解された澱粉−アクリル酸
グラフトコポリマー、中和された澱粉−アクリル酸グラ
フトコポリマー、ケン化アクリル酸−ビニルアセテート
コポリマー、加水分解アクリロニトリルコポリマーもし
くはアクリルアミドコポリマー、改質架橋ポリビニルア
ルコール、中和された自己架橋ポリアクリル酸、架橋ポ
リアクリレート塩、カルボキシル化されたセルロース、
ならびに、中和架橋されたイソブチレン無水マレイン酸
コポリマーである。超吸収性粒子は、市販されており、
例えば、澱粉グラフトポリアクリレートハイドロゲルフ
ァインズ（IM 1000F）は、POrtsmouth,VAのHoechst−Ce
laneseより、より大きな粒子は、例えば、顆粒として市
販されている。他の超吸収性粒子は、登録商標SANWET
（Sanyo Kasei Kogyo Kabushiki Kaishaによって供給さ
れている）、SUMIKA GEL（Sumitomo Kagaku Kabushiki
Kaishaによって供給されており、これは、乳化重合さ
れ、溶液重合された粉砕粒子とは違って球形である）、
FAVOR（Stockhausen of Greenboro,North Carolinaによ
って供給されている）およびNORSOCRYL（Atochemによっ
て供給されている）の下に市販されている。超吸収性粒
子は、種々の寸法および形態（morphologies）、例え
ば、IM 1000およびIM 1000Fとして提供されている。1
000Fは、より微細であり、200メッシュの篩を通過する
のに対し、IM1000は、60メッシュ篩を通過しない粒子を
若干有する。超吸収性粒子のもう一つのタイプは、IM
5600（凝集微粒子）である。超吸収性粒状親水性ポリマ
ー類は、また、、米国特許No.4,102,340に詳細に記載さ
れている。この特許は、ハイドロコロイド（hydrocollo
id）吸収性材料、例えば、架橋ポリアクリルアミド類を
開示している。
V. 他の粒子 水素結合または配位共有結合を形成する多くの粒子
は、本発明での使用に適当である。このような粒子のい
くつかをリストした粒子の機能の表示とともに表Ｉにリ
ストする。表Ｉにリストされた粒子は、水不溶性であ
る。
その他の適当な水不溶性粒子としては、蛋白質類、ビ
タミン類、ゼオライト類およびシリカが挙げられ、これ
らの各々は、電気的に陰性な原子、例えば、酸素もしく
は窒素またはこれら両者を含有する。適当なゼオライト
の例としては、New York,Tarrytown所在のUOPによって
市販されているアブンツ（Abscents）臭い吸収剤であ
る。適当な抗微生物剤粒子の例は、クロルヘキシジン
［N,N"−ビス（４−クロロフェニル）−3,12−ジイミノ
−2,4,11,13−テトラアザテトラデカンジイミダミド］
である。表Ｉにおけるリストは、各タイプの粒子に対し
て、水素結合または配位共有結合を形成することができ
るか否かを容易に決定できるので、決して徒労ではな
い。粒子の多くは、非吸収性であり、超吸収性のポリマ
ー類ではない。
表Ｉにリストした粒子は、本発明の結合剤でそれらを
繊維に結合するのに適当とする化学的性質を有する。リ
ストした粒子は、ほとんどまたは全く水溶解度を有しな
いが、水素結合能力を有する有機または無機化合物であ
る。水溶解度は、好ましくは、低く、例えば、25℃で、
水300mlに10g未満が完全に溶解し、さらに好ましくは、
25℃で、水300mlに対して、約1gが未満が溶解する。こ
の低い溶解度は、粒子を固体のまま維持し、水性結合剤
を使用する場合においてさえ、水素結合能がそれらを繊
維に接着させる。粒子は、一旦、結合されると、溶解ま
たは融合するのではなく、実質的に、個々の粒状形態を
維持する。したがって、一旦結合すると、粒子のより多
くは、融合するよりも個々に分離したままである。
水素結合または配位共有結合を形成することのできる
多くの水可溶性粒子は、本発明の結合剤とともに使用す
るのに適当である。このような水可溶性粒子のあるもの
は、リストされた粒子の機能を示すとともに、表IIにリ
ストされている。
表IIにおけるリストは、各タイプの粒子に対して、そ
れが水素結合または配位共有結合を形成できるか否かを
容易に決定できるので、決して無駄ではない。全部の粒
子またはほとんど全部の粒子は、非吸収性であり、超吸
収性ポリマー類ではない。粒子の水および結合剤への溶
解度は、例えば、標準化学参照物質（standard chemica
l reference materials）において、容易に決定するこ
とができる。
表IIにリストした粒子は、本発明の結合剤で繊維に結
合するのに適当とされる化学的性質を有する。リストし
た粒子は、水可溶性であり、水素結合能を有する有機ま
たは無機化合物である。水溶解度は、高いのが好まし
い。水可溶性とは、25℃で水300mlに10gより多く粒子が
溶解することを意味する。溶解度の範囲は、例えば、25
℃での水300mlにおける10gの下限から、25℃での水とあ
らゆる量比で粒子が混合可能な上限まで、拡張すること
ができる。この高い溶解度は、水性液体、例えば、尿に
暴露した時、粒子を溶解することを可能とするが、水素
結合能は、製造工程が完了した後、最終のユーザーによ
って使用時に、水性液体が存在しなくとも、結合剤の存
在において、それらを繊維に接着可能とする。結合中、
粒子の多くは、少なくともそれらが水性液に暴露される
まで、溶解または融合しないで、実質的に、個々の粒状
形態を保持する。さらに多くの粒子は、凝集されないで
個々に別個であり、水性液体の存在しない中で結合され
る。粒子が、それらの粒状形態を維持するために、液体
の形態で結合剤とともに繊維に暴露される場合には、結
合剤は、好ましくは、粒子が結合剤にわずかに可溶なよ
うに選択される。わずかに可溶とは、25℃で、結合剤30
0mlに、約5g以下の粒子しか溶解しないことを意味す
る。
繊維に添加される粒子の量は、広範に変化させること
ができ、例えば、繊維質材料および粒子の総重量の0.05
〜80％の範囲である。抗微生物剤、例えば、クロルヘキ
シジンは、極めて低い量、例えば、0.05％で、有効であ
る。超吸収性粒子は、好ましくは、繊維質材料および粒
子の重量の、３〜80％量、特に、20〜60％量添加され
る。
VI. 高分子結合剤の特性 粒子は、粒子を高分子結合剤と合わせることによって
繊維に結合されることができ、これは、水に可溶であ
る。高分子結合剤は、高分子結合剤の所定の群から選択
される。高分子結合剤は、高分子結合剤分子が少なくと
も一つの水素結合官能基または配位結合官能基を有する
高分子結合剤分子を含む。好ましい結合剤は、さらに、
繰り返し単位が、適当な結合剤機能に不可欠でなくと
も、ポリマーの各繰り返し単位に、このような官能基を
有する繰り返し単位を含む。本発明に従えば、高分子結
合剤の所定の群は、ポリグリコール類［特に、ポリ（プ
ロピレングリコール）］，ポリカルボン酸、ポリカルボ
キシレート、ポリ（ラクトン）ポリオール、例えば、ジ
オール類、ポリアミド、ポリアミン、ポリスルホン酸、
ポリスルホネート、および、これらの組み合わせからな
る結合剤の群を含む。これら化合物のいくつかの具体的
な例は、限定する意図はないが、以下の通りである。ポ
リグリコール類としては、ポリプロピレングリコール
（PPG）およびポリエチレングリコール（PEG）が挙げら
れ；ポリ（ラクトン）ポリオール類としては、ポリ（カ
プロラクトン）ジオールおよびポリ（カプロラクトン）
トリオールが挙げられ；ポリカルボン酸類としては、ポ
リアクリル酸（PAA）およびポリ無水メレイン類が挙げ
られ；ポリアミド類としては、ポリアクリルアミドまた
はポリペプチド類が挙げられ；ポリアミン類としては、
ポリエチレンイミンおよびポリビニルピリジンが挙げら
れ；ポリスルホン酸類またはポリスルホネート類として
は、ポリ（ナトリウム−４−スチレンスルホネート）ま
たはポリ（２−アクリルアミド−メチル−１−プロパン
スルホン酸が挙げられ；および、例として、これらのコ
ポリマー類（例えば、ポリプロピレングリコール／ポリ
エチレングリコールコポリマー）も挙げられる。高分子
結合剤は、典型的には、繰り返し単位を有する。繰り返
し単位は、化合物の骨格、例えば、繰り返しポリアミド
がペプチド鎖に生ずるポリペプチドを有する骨格であっ
てもよい。繰り返し単位は、また、骨格以外の単位、例
えば、繰り返しアクリル酸単位をも言う。このような場
合、繰り返し単位は、同一であっても異なっていてもよ
い。結合剤は、粒子と水素結合または配位共有結合を形
成することのできる官能基、および、繊維と水素結合を
形成することのできる官能基を有する。
本明細書で使用する場合、ポリマーは、５以上の同一
または異なる結合単位（モノマー）の化学的結合によっ
て形成される巨大分子である。ポリアミンは、アミン官
能基を含有するポリマーであり、ポリアミドは、アミド
官能基を含有するポリマーである。各結合剤は、水素結
合または配位結合官能基を有し、各結合剤は、ポリマー
の繰り返し単位（モノマー）にこのような官能基を有し
てもよい。この繰り返し官能基は、ヒドロキシル、カル
ボキシル、カルボキシレート、スルホン酸、スルホネー
ト、アミド、エーテル、アミン、または、これらの組み
合わせであってもよい。これらの結合剤は、これらが電
気陰性の元素、例えば、酸素または窒素を含有する官能
基を有するので、水素結合を形成することができる。
ポリグリコールは、分子の末端にヒドロキシル基を有
する繰り返しエーテル単位を有する。ポリカルボン酸、
例えば、ポリアクリル酸は、水素が電気陰性な酸素に結
合した繰り返しカルボキシル基を有し、一部陽性に荷電
した水素を残す双極子を生ずる。ポリアミド（例えば、
ポリペプチド）またはポリアミンは、また、一部陽性に
荷電した水素を残す電気陰性の窒素に水素が結合するこ
とのできる繰り返しNR基を有する。両者における水素
は、ついで、粒子または繊維上で、電気陰性の原子、特
に、酸素または窒素と相互作用して、結合剤を粒子およ
び繊維と接着する水素結合を形成する。結合剤の電気陰
性の酸素または窒素は、また、電気陰性の原子、例え
ば、酸素または窒素によって誘起された陽性の双極子を
有する粒子または繊維の水素原子と水素結合を形成し、
それに、水素が結合する。ポリアミドは、また、粒子ま
たは繊維中の水素原子と相互作用することのできる電気
陰性な酸素を有するカルボニル基を有する。かくして、
高分子結合剤は、（ａ）繊維と結合剤との間、および、
（ｂ）水素結合官能基を有する粒子の場合には、結合剤
と粒子との間の水素結合を増強することができる。
これとは別に、高分子結合剤は、粒子と配位共有結
合、および、繊維と水素結合を形成してもよい。例え
ば、結合剤の酸素または窒素は、粒子の空オービタルに
供与することのできる非共有電子対を有する。例えば、
酸素または窒素上の一つの遊離電子対は、ホウ素含有の
粒子の空ｐオービタルに供与することができ、粒子を結
合剤に接着させる配位共有結合を形成する。繊維それら
自体は、結合剤と水素結合を形成することのできる官能
基を含有し、結合剤を繊維に接着させる。セルロースお
よび合成繊維は、例えば、結合剤のヒドロキシル、カル
ボン酸、カルボキシレート、アミドまたはアミンと水素
結合するヒドロキシル、カルボキシル、カルボニル、ア
ミン、アミド、エーテルおよびエステル基を含有しても
よい。したがって、高分子結合剤は、配位共有結合で粒
子に接着し、繊維は、水素結合で接着する。
いくつかの好ましい実施態様において、高分子結合剤
は、水素結合によって、繊維および粒子の両者に結合さ
れる。ポリプロピレングリコール結合剤は、例えば、水
不溶性ポリアクリレートヒドロゲル粒子をセルロース繊
維に結合するために使用することができる。グリコール
結合剤上のヒドロキシルおよびエーテル基は、以下に示
すように、セルロース繊維上のヒドロキシル基との水素
結合相互作用に関与する。これとは別に、ポリプロピレ
ングリコール（PPG）結合剤は、例えば、水可溶性粒子
をセルロース繊維に結合するために使用することができ
る。グリコール結合剤上のヒドロキシルおよびエーテル
基は、以下に示すように、セルロース繊維上のヒドロキ
シル基および水可溶性粒子上の適当な官能基との水素結
合相互作用に関与する。
したがって、結合剤は、粒子および繊維の両者と、水
素結合で接着するであろう。高分子結合剤の各繰り返し
単位上の水素結合官能基の存在は、ポリマーの単位質量
当たりの水素結合相互作用の官能基を増大することが判
明し、これは、優れた結合有効性を生じ、粒子が繊維か
ら離れることを低下させる。グリコール結合剤上の繰り
返しエーテル官能基は、上記概略化された例におけるこ
の有効性を生ずる。繰り返しカルボキシル基は、ポリア
クリル酸についての繰り返し官能基であり、アミド結合
の繰り返しカルボニルおよびNR基（式中、Ｒは、Ｈまた
はアルキルであり、好ましくは、低級アルキル、すなわ
ち、炭素原子５個未満を有するノルマルまたはイソアル
キルである。）は、ポリアミドについての繰り返し官能
基、例えば、ポリペプチドである。繰り返しアミン基
は、ポリアミンについて存在する。
本発明の高分子有機結合剤は、ポリマーの長さが長く
なるにつれて、少なくとも以下の例に報告された分子量
の範囲内で、結合効率が増大することが期待される。こ
の結合効率における増大は、分子長さが増大するにつれ
てのポリマーの水素結合または配位共有結合の数が増大
することに帰結する。各高分子結合剤は、水素結合また
は配位共有結合官能基を有し、このような結合剤は、各
々、ポリマーの各繰り返し単位についてこのような官能
基を有してもよい。したがって、より長いポリマー類
は、水素結合相互作用または配位共有結合に関与するこ
とのできるより多くの水素結合を生ずる。
本発明は、特定の分子量の高分子結合剤に限定される
ものではないが、500g/molより大きい分子量を有する高
分子結合剤は、それらが興味深い物理的性質を提供し、
固体が低分子量の高分子結合剤と比較してより不揮発性
であるので好ましい。4000g/molより大きい分子量を有
する高分子結合剤は、それらが最小の揮発度を有し、粒
子から蒸発しにくいので、特に、好ましい。低分子量物
質は、典型的には、より高分子量の物質よりもより多く
移動する。低分子量の物質は、繊維粒子の界面により容
易に移動することができ、繊維によってより容易に吸収
されやすく、かくして、粒子を繊維に結合するために、
それらを利用しにくい。より高分子量の物質は、繊維に
よって吸収されにくく、低分子量の物質よりもより不揮
発性である。その結果、より高分子量の高分子結合剤
は、より著しく、粒子の表面上に残り、そこで、それら
は、粒子を繊維に結合するために、より多く利用され
る。いくつかの特定の実施例においては、分子量4000〜
8000g/molを有するポリマー類が使用されている。分子
量8000以上を有するポリマー類も使用することができる
が、このように過度に高分子量のポリマー類において
は、処理困難なため、結合効率が低下することもある。
ある種の高分子結合剤は、それらの繰り返し官能基が
より有効な水素結合基であるので、より大きな結合効率
を有する。繰り返しアミド基が繰り返しカルボニル官能
基よりもより有効であり、繰り返しカルボニル官能基
は、繰り返しヒドロキシル官能基よりも有効であり、こ
のヒドロキシル官能基は、アミンまたはエーテル官能基
よりも有効であることが判明した。したがって、高分子
結合剤は、好ましくは、繰り返しアミンまたはエーテル
官能基を有し、さらに好ましくは、繰り返しヒドロキシ
ル官能基を有し、なおさらに好ましくは、繰り返しカル
ボニルまたはカルボキシル官能基を有し、最も好ましく
は、繰り返しアミド官能基を有する。結合は、いずれの
pHで生じてもよいが、適当には、中性のpH5〜８、好ま
しくは、６〜８で行われ、生じた繊維質製品の酸加水分
解を減少させる。適当な結合剤は、ポリグリコール類、
例えば、ポリエチレングリコールまたはポリプロピレン
グリコール、ポリカルボン酸、例えば、ポリアクリル
酸、ポリアミド類、ポリアミン類、ポリ（ラクトン）ポ
リオール類、例えば、ポリ（カプロラクトン）ジオー
ル、およびこれらの組み合わせもしくはこれらのコポリ
マー類からなる群から選択することができる。
ポリカルボン酸（例えば、アクリル酸）、ポリアミド
類およびポリアミン類からなる群は、特に良好な結合効
率を有することが判明した。ポリアミド類のうち、ポリ
ペプチド類が特に好ましい。
VII. 非高分子結合剤の特性 粒子は、各々水よりも低い揮発度を有する結合剤の所
定の群から選択される非高分子有機結合剤によって繊維
に結合させてもよい。結合剤の蒸気圧は、例えば、25℃
で、10mmHg未満であり、さらに好ましくは、25℃で、1m
mHg未満であってもよい。非高分子結合剤は、非高分子
結合剤分子が粒子と水素結合または配位共有結合を形成
する少なくとも一つの官能基を有する非高分子結合剤分
子を含む。本発明に従えば、非高分子結合剤の所定の群
は、カルボキシル、カルボキシレート、カルボニル、ス
ルホン酸、スルホネート、ホスフェート、リン酸、ヒド
ロキシル、アミド、アミン、および、これらの組み合わ
せ（例えば、アミノ酸またはヒドロキシ酸）からなる群
から選択される官能基を含み、各結合剤が少なくとも２
個の上記官能基を含み、この２つの官能基は、同一であ
っても、異なっていてもよい。非高分子結合剤に対して
の要件は、それが水素結合することのできる複数の官能
基、または、水素結合することのできる少なくとも一つ
の基と配位共有結合を形成することのできる少なくとも
一つ基とを有することである。本明細書で使用する場
合、“非高分子（non−polymeric）”とは、モノマー、
ダイマー、トリマー、テトラマーおよびオリゴマーを言
い、いくつかの特定の非高分子結合剤は、モノメリック
およびダイメリックであるが、好ましくは、モノメリッ
クである。特に好ましい非高分子有機結合剤は、粒子の
表面上の官能基と５員環または６員環を形成することが
できる。このような結合剤の例は、アミンまたはアミノ
酸（例えば、第１アミンまたはアミノ酸、例えば、グリ
シン）であり、水素結合を形成することによって６員環
を形成する。
６員環は、また、カルボン酸類、アルコール類および
アミノ酸類のヒドロキシル基によって形成される。例え
ば、 ５員環は、粒子の表面上の結合剤および官能基によっ
て形成することができる。例えば、 上記式中、粒子は、水不溶性の粒子、例えば、SAPで
あり、結合剤は、アルコール、例えば、隣接炭素上にヒ
ドロキシル基を有するポリオール類、例えば、2,3−ブ
タンジオールである。５員環を形成する結合剤は、ま
た、水可溶性の粒子、例えば、粒子がEDTAであり、結合
剤がアルコール、例えば、隣接する炭素上にヒドロキシ
ル基を有するポリオール、例えば、2,3−ブタンジオー
ルである水可溶性の粒子とともに使用することもでき
る。
５員環を形成しないその他のアルコール、例えば、隣
接する炭素上にヒドロキシル基を有しないアルコール類
も使用することができる。適当なアルコール類の例とし
ては、第１級、第２級または第３級のアルコール類が挙
げられる。
アミノアルコール結合剤は、アミン基（（−NR2）を
含有するアルコール類であり、結合剤、例えば、エタノ
ールアミン（２−アミノエタノール）、および、ジグリ
コールアミン［２−（２−アミノエトキシ）エタノー
ル］が挙げられる。非高分子ポリカルボン酸は、一以上
のカルボン酸官能基を含有し、クエン酸、プロパントリ
カルボン酸、マレイン酸、ブタンテトラカルボン酸、シ
クロペンタンテトラカルボン酸、ベンゼンテトラカルボ
ン酸および酒石酸等の結合剤が挙げられる。ポリオール
は、複数のヒドロキシル基を含有するアルコールであ
り、ジオール、例えば、グリコール類（ジヒドリックア
ルコール類）、エチレングリコール、プロピレングリコ
ールおよびトリメチレングリコール；トリオール類、例
えば、グリセリン（1,2,3−プロパントリオール）が挙
げられ、ヒドロキシル含有結合剤のエステル類も使用す
ることができ、グリセリンのモノ−およびジエステル
類、例えばモノグリセリド類およびジグルセリド類は、
特に好ましく、ポリヒドロキシもしくはポリカルボン酸
化合物、例えば、酒石酸またはアスコルビン酸（ビタミ
ンＣ）も使用することができる。
ヒドロキシ酸結合剤は、ヒドロキシル基を含有する酸
であり、ヒドロキシ酢酸（CH3OHCOOH）、および、乳
酸、酒石酸、アスコルビン酸、クエン酸およびサリチル
酸が挙げられる。アミノ酸結合剤としては、いずれのア
ミノ酸、例えば、グリシン、アラニン、バリン、セリ
ン、スレオニン、システイン、グルタミン酸、リシンま
たはβ−アラニンが挙げられる。
スルホン酸結合剤およびスルホネート類は、スルホン
酸基（−SO3H）またはスルホネート（−SO3 -）を含有す
る化合物である。アミノスルホン酸も、また、使用する
ことができる。本発明に適当なアミノスルホン酸結合剤
の一例は、タウリンであり、これは、２−アミノエタン
スルホン酸である。
非高分子ポリアミド結合剤は、一以上のアミド基、例
えば、オキサミド、尿素およびビウレットを有する小さ
な分子（例えば、モノマー類またはダイマー類）であ
る。同様に、非高分子ポリアミド結合剤は、一以上のア
ミン基を有する非高分子、例えば、エチレンジアミン、
EDTA、または、アミノ酸類、アスパラギンおよびグルタ
ミンである。
その他の非高分子有機結合剤は、上記考察に従い適当
であるが、非高分子有機結合剤は、好ましくは、グリセ
リン、グリセリンモノエステル、グリセリンジエステ
ル、グリオキサール、アルコルビン酸、尿素、グリシ
ン、ペンタエリスリトール、モノサッカライド、ジサッ
カライド、クエン酸、タウリン、酒石酸、ジプロピレン
グリコール、尿素誘導体、ホスフェート、リン酸、およ
び、これらの組み合わせ（例えば、ヒドロキシ酸）から
なる群から選択される。非高分子結合剤は、また、最も
好ましくは、グリセリン、グリセリンモノエステル、グ
リセリンジエステル、ポリグリセリンオリゴマー、プロ
ピレングリコールオリゴマー、尿素、および、それらの
組み合わせ（例えば、グリコールと尿素）からなる群か
ら選択される。本明細書で使用する場合、オリゴマーと
は、縮合生成物が10未満のモノマー単位を含有するポリ
オール類の縮合生成物を言う。本明細書でいうプロピレ
ングリセリンオリゴマーとは、二以上のグリセリン分子
の縮合生成物を意味する。非高分子結合剤は、また、好
ましくは、カルボキシル、カルボキシレート、カルボニ
ル、スルホン酸、スルホネート、ホスフェート、リン
酸、ヒドロキシル、アミン、アミド、および、これらの
組み合わせ（例えば、アミノ酸およびヒドロキシ酸）か
らなる群から選択される官能基を含む。非高分子結合剤
は、これらの群より少なくとも二つの官能基を有し、そ
の群は、同一であっても、異なっていてもよい。
上記開示された各非高分子結合剤は、それが電気陰性
な原子、特に、酸素または窒素を含有する官能基、また
は、電気陰性な基、特に、酸素または窒素含有基を有
し、また、水素を含むので、水素結合を形成することが
できる。アミノアルコール、アミノ酸、カルボン酸、ア
ルコールおよびヒドロキシ酸は、全て、水素が電気陰性
な酸素と結合するヒドロキシ基を有し、一部陽性に荷電
した水素を残す双極子を生ずる。アミノアルコール、ア
ミノ酸、アミドおよびアミンは、水素が電気陰性な窒素
と結合し、また、この両者の場合において、一部陽性に
荷電した水素を残すNR基を有する。一部陽性に荷電した
水素は、ついで、電気陰性な元素、例えば、粒子または
繊維上の酸素または窒素と相互作用して、結合剤が粒子
および繊維に接着するのを助ける。ポリガルボン酸、ヒ
ドロキシ酸、アミノ酸およびアミドは、また、粒子およ
び繊維間、あるいは、結合剤と粒子または繊維との間の
中間分子において、水素原子と相互作用することができ
る。同様に、繊維または粒子上の電気陰性な原子（例え
ば、酸素または窒素）は、陽性の双極子を有する結合剤
上の水素原子と相互作用することができ、繊維または粒
子上の一部陽性の水素原子は、結合剤上の電気陰性な原
子と相互作用することができる。
二種の結合剤（グリシンおよび1,3−プロパンジオー
ル）のセルロースとのいくつかの提案されている水素結
合相互作用は、以下の通りである。
水素結合相互作用は、破線で示す。このような相互作
用の一つは、グリシンの窒素とセルロース上の−OHの水
素との間に示されている。1,3−プロパンジオールの水
素結合は、結合剤の−OH上の酸素とセルロース分子上の
−OH基の水素との間に破線で示されている。もう一つの
水素結合は、また、グリコール結合剤の−OH基上の水素
とセルロースの側鎖のアルコール酸素との間で示されて
いる。
繊維と結合剤との間に水またはその他の水素結合分子
を介在させ、繊維および結合剤が、ともに、水分子と水
素結合するようにすることも可能である。
これとは別に、結合剤上の原子は、粒子における受容
体の空オービタルに供与し、配位共有結合を形成するこ
とのできる非結合電子対、例えば、酸素または窒素から
の非共有電子対を有してもよい。酸素または窒素上の遊
離電子対は、粒子（例えば、ホウ素含有粒子）の空の
ｐ、ｄまたはｆオービタルに供与され、粒子を結合剤に
接着させる配位共有結合を形成することもできる。繊維
それら自体は、通常、結合剤と配位共有結合を形成する
電子受容体として機能することのできる官能基を含有せ
ず、水素結合相互作用が結合剤を繊維に接着する。セル
ロースおよび合成繊維は、例えば、結合剤のヒドロキシ
ル、カルボン酸、アミド、アミンまたはその他の基と水
素結合するヒドロキシル、カルボキシルおよびエステル
基を含有する。これらの官能基を有する非セルロースま
たは非合成繊維、例えば、絹も使用することができ、こ
の絹は、アミド結合を有する。したがって、結合剤は、
粒子を配位共有結合で接着し、繊維を水素結合で接着す
る。
いくつかの好ましい実施態様において、結合剤は、水
素結合によって、繊維および粒子の両者と結合する。ポ
リオール結合剤、例えば、ジオールは、例えば、ポリア
クリレートハイドロゲル粒子をセルロース繊維に結合す
るために使用することができる。ポリオール結合剤上の
ヒドロキシル基およびポリアクリレートヒドロゲル上の
カルボキシル基は、セルロース繊維上のヒドロキシル基
との水素結合相互作用に関与する。したがって、結合剤
は、粒子および繊維の両者と水素結合で接着する。これ
らの水素結合は、優れた結合効率を生じ、結合された粒
子が繊維から離れるのを低下させる。
クエン酸、ビタミンＣおよび尿素が水不溶性のSAP粒
子をセルロースに水素結合で、または、水可溶性のEDTA
粒子で接着する構造図を以下に示す。いくつかの可能な
水素結合相互作用が、破線で示されている。例えば、結
合剤と、粒子または繊維との間の媒介手段として、これ
らの結合のいくつかにおいて、その他の分子（例えば、
水分子）が関与することも可能である。
特に有効な水素結合剤としては、カルボキシル基を有
するもの、例えば、アスコルビン酸、または、アミド
基、例えば、尿素が挙げられる。ヒドロキシル基も、ま
た、非常に有効な結合剤である。アミンおよびエーテル
官能基は、結合剤としての有効性が低い。
結合剤は、カルボキシル、カルボキシレート、カルボ
ニル、ヒドロキシル、スルホン酸、スルホネート、リン
酸、ホスフェート、アミド、アミン、および、これらの
組み合わせからなる群から、独立または組み合わせて、
選択される官能基を有する。これらの官能基は、以下に
例示する化合物によって提供される。
カルボキシル基は、カルボン酸、例えば、アスコルビ
ン酸によって提供され、カルボキシレートは、イオン化
したカルボン酸であり、例えば、クエン酸等の物質によ
って提供され；カルボニル基は、アルデヒドまたはケト
ンによって提供され；ヒドロキシルは、アルコールまた
はポリオール、例えば、グリセロールあるいはモノ−も
しくはジグリセリドによって提供され、モノ−もしくは
ジグリセリドは、グリセロールのエステルであり；アミ
ド、例えば、尿素；および、アミン、であり、これは、
結合剤が少なくともこれら官能基の少なくとも二つを有
し、各官能基は同一であってもよく（例えば、ポリオー
ル、ポリアルデヒド、カルボン酸、ポリアミンまたはポ
リアミド）、異なっていてもよい（例えば、アミノアル
コール、ヒドロキシ酸、ヒドロキシアミド、カルボキシ
アミドまたはアミノ酸）アルキルアミン、例えば、エタ
ノールアミンによって提供される。官能基は、また、カ
ルボキシル、アルコール、アミドおよびアミンからなる
群から独立にまたは組み合わせて選択することもでき
る。アルデヒドは、要すれば、特に、それがカルボン酸
に酸化される場合には、これらの群の一つであってもよ
い。
その他の結合剤が存在してもしなくとも、それらが非
反応性であれば、高分子および非高分子結合剤の組み合
わせを使用することもできる。すなわち、結合剤が本発
明に従い結合するために存在することを必要とする官能
基を保有しないように反応すると仮定すればである。
VIII. 方法の利点 本発明の結合剤は、また、数多くの方法利点をも提供
する。粒子の繊維に対する結合は、例えば、外部的に熱
を加えなくとも生成する。したがって、所望とあらば、
粒子結合は、周囲温度ででも生成する。したがって、本
発明は、従来技術の架橋法とは異なり、セルロース基を
相互に共有結合させるために高温を必要としない。さら
に、本発明の結合剤は、流体、例えば、液体溶剤（本明
細書においては、再活性化液体と称し、その一つの例は
水である。）の添加によって再活性化可能であるという
利点を有する。したがって、液体結合剤（固体の溶液ま
たは液体結合剤あるいは室温以下の融点を有する結合剤
を含む）を粒子に加えることができ、結合剤は、例え
ば、粒子が周囲空気中の水分との平衡水分含量に到達す
るまで、空気乾燥することができる。結合剤は、少なく
とも一部粒子を被覆するが、代わりに、粒子と結合する
繊維の存在中で再活性化することもできる。結合剤のあ
るもの（特に、液体結合剤）は、粒子が繊維に結合され
て後、繊維全体に拡散され、結合剤の平衡分布に到達す
る。これとは別に、結合剤は、固体、例えば、粒子また
は粉末として粒子と合わせることもできる。処理の後方
工程において、水またはその他の活性化流体もしくは液
体は、合わされた結合剤および粒子に添加することがで
きる。活性化された結合剤を有する粒子は、ついで、マ
ットに加えられ、例えば、繊維マットの標的領域に接着
される。これとは別に、粒子および一部被覆された結合
剤は、結合剤の活性化前または活性化と同時に、マット
に加えることができる。
結合剤は、室温で液体（例えば、グリセリン）であっ
てもよく、室温で固体（例えば、グリシン）である結合
剤の液体溶液であってもよく、固体結合剤の液体ホット
メルトであってもよい。固体結合剤は、それらが後で繊
維に固定または接着され、例えば、続いて、熱、圧力た
は液体を加えられると仮定すれば、粒状形態で粒子にブ
レンドされてもよい。
本発明の結合反応は、触媒を必要とすることなく、広
範なpH範囲にわたって生成させることができる。触媒を
有しない適当なpH範囲は、１〜14であるが、好ましい範
囲は、５〜８もしくは６〜８である。何故ならば、この
ような中性のpH範囲は、酸加水分解によって損傷が少な
い繊維質生成物（例えば、セルロース生成物）を生成す
るからである。非酸性pH（７以上）は、エステル結合の
形成を抑制する環境を提供し、本発明の粒子を結合剤で
繊維に接着する水素結合または配位共有結合の形成を促
進する。
水不溶性粒子を使用する時には、結合反応中の繊維の
水分含量は、繊維、結合剤および粒子の重量の0.5〜50
％、適当には、５〜40％、または、好ましくは、５〜20
％水である。20％より多い、好ましくは、30％、また
は、20〜50％、あるいは、30〜50％の水分含量は、中間
体無水物の形成を妨害するけれども、使用することがで
き、傘高い架橋繊維の製造における共有結合の形成を抑
制する。水可溶性粒子を使用する時には、結合反応中の
繊維の水分含量は、0.5〜30％、適当には、５〜25％、
好ましくは、12〜20％である。粒子は、繊維に加えら
れ、生成物の表面に拘束されることなく、繊維質生成物
全体に分布される。粒子は、繊維製品、例えば、マット
またはウエブの深さ全体にわたって分布させることがで
きる。
結合剤は、適当には、粒子の重量の少なくとも0.01％
から80％以下の量（“重量％）存在する。特に好ましい
実施態様において、結合剤は、粒子の0.03〜50％、好ま
しくは、0.03〜20％、さらに好ましくは、0.03〜５％、
さらにより好ましくは、0.03〜１％量存在する。粒子と
合わせた時、約0.01％以下存在したのでは、結合剤は、
適当な結合を達成するのに不十分である。結合剤の量を
過剰に存在させると、結合プロセスに不必要な経費がか
かる。結合剤が高パーセンテージであると、結合剤物質
が装置表面に移動するので、処理上の問題を生ずる可能
性がある。したがって、粒子と繊維とを結合させるため
に必要とされる量を越えて結合剤を使用しないことが好
ましいことが多い。
熱可塑性の結合剤は、また、繊維を相互におよび粒子
を繊維に結合させる補助をするために使用することもで
きる。それ自体水素結合または配位結合官能性を有する
結合剤は、熱可塑性であってもよい。本発明の高分子結
合剤およびいくつかの非高分子結合剤は、熱可塑性また
は溶融可能な固体であるという利点を有する。したがっ
て、本発明に従いこのような結合剤で処理される粒子
は、繊維温度を結合剤の融点以上に上げることによって
熱的に結合して熱可塑性結合剤を溶融または軟化し、粒
子を繊維に物理的に結合させ、（高パーセンテージの結
合剤を使用しない限り）ある程度、繊維を相互に結合さ
せる。これとは別に、補助または副結合剤を室温におけ
る固体として塗布し、副結合剤の温度をその融点以上に
上昇させて、繊維および粒子を熱結合することもでき
る。補助結合剤は、主結合剤含有粒子を繊維と合わせる
前または後に繊維に塗布してもよいが、熱結合する前に
塗布するのがよい。
本発明の結合剤を有する粒子は、実質的な繊維内共有
架橋を有する繊維（例えば、Weyerhaeuserより入手され
るHBA）または実質的に繊維内共有架橋を含まない繊維
とともに使用することができる。個々に繊維内架橋した
繊維の例は、ヨーロッパ特許出願440 472 A1および427
317 A2に見られ、これらは、これらの刊行物が実質的に
繊維間結合を含まないとして記載している生成物を生成
する。本発明の繊維は、ヨーロッパ出願に記載されてい
るもののように、繊維間結合を排除するために処理する
必要がない。したがって、少なくとも本発明の結合剤で
一部被覆された粒子は、実質的に繊維間結合を有する天
然繊維とともに使用することができ、これらは、繊維間
結合を実質的に排除するために、ヨーロッパ出願440 47
2 A1および427 317 A2に記載されているように、処理さ
れていない繊維として定義される。このように処理され
ていないセルロース繊維は、実質的に、繊維内結合を含
まない。
（繊維内架橋を有するかまたは有しない）本方法の繊
維質製品は、さらに、圧力の外部付加によって圧縮含浸
させるることができる。圧縮含浸された製品は、コンパ
クトで容易に輸送することができる。粒子が超吸収性粒
子である時には、得られる繊維質製品は、非圧縮含浸製
品と比較して、優れた吸収性を有する。本発明者らは、
本発明の結合剤が容易に圧縮含浸することのできる製品
を生成することを見いだした。容易な圧縮含浸は、結合
剤と粒子と繊維との間に形成される水素結合および配位
共有結合を伴う。繊維は、少なくとも５重量％の繊維、
粒子および結合剤、さらに好ましくは、10％が繊維に接
着された粒子である時に、特に容易に圧縮含浸される。
さらに、圧縮含浸は、超吸収性粒子を使用することによ
って促進されるようであり、圧縮含浸が起こる時に、活
性結合剤で少なくとも一部被覆された超吸収性粒子を使
用してさらに適当に圧縮含浸される。
本発明に従えば、結合剤は、粒子が繊維に添加される
前または添加されると同時に、粒子に塗布してもよい。
好ましいアプローチは、ミストまたは霧として単に噴霧
することであり、粒子上の結合剤は、粒子として繊維に
供給される。同時添加は、同時に、繊維質基体に向けた
粒子および結合剤の二つの別個の流れ、あるいは、これ
とは別の、基体に衝突する直前または衝突するある時に
合流する流れによって達成することができる。結合剤の
あるものは、粒子に衝突することなく、繊維に到達する
かも知れないが、大量の粒子は、少なくとも一部結合剤
で被覆されるであろう。本発明を限定せずとも、少量の
水分の粒子への添加は、超吸収性粒子および恐らくはそ
の他のタイプの粒子を繊維に結合する補助となるようで
ある。例えば、粒子を結合剤に供給する際に、粒子を湿
度65％で空気に暴露すると、被覆された粒子は、繊維に
対する粒子結合を増強する。
結合は、水素結合または配位共有結合の形成に有利
で、かつ、共有結合の形成に不利な条件下で行うことも
できる。共有結合に有利な条件は、米国特許No.4,412,0
36および米国特許No.4,467,012に開示されているもので
あり、それには、粒子および結合剤が、高温、高圧の
下、テイッシュ層間に積層され、積層された接着テイッ
シュ層を形成するものである。この特許は、外部熱が供
給されない場合、200pli（カレンダープレスにおけるよ
うにポンド／リニアインチ）で最小の接着が起こるが、
接着は、反応温度が上昇するにつれて、向上することを
開示している。テイッシュ層の接着は、温度が上昇する
につれて、共有結合が強くなるので向上する。
共有結合形成に有利な条件は、また、ヨーロッパ特許
出願440 472 A1;427 317A2;427 416A2;および429 112 A
2に示されている。これらのヨーロッパ公報は、ポリカ
ルボン酸架橋剤を使用し、高温（例えば145℃以上）と
酸性条件（pH7未満）を必要とし、繊維内共有エステル
結合の形成を促進し、エステル結合の回復を抑制する。
対照的に、本発明は、145℃以下、100℃以下、さらに
は、室温においてさえ、水素結合または配位共有結合を
形成することができる。本発明の結合剤は、また、中性
またはアルカリ性条件、すなわち、pH7以上において粒
子を繊維と結合させることができ、好ましくは、pH5〜
８またはpH7〜８において、結合させることができる。
繊維内共有架橋の結果、嵩高さを有する繊維は、繊維は
個々に細分化（例えば、ファイバライザーで）し、それ
らを高温（約150℃）で硬化させることによって製造す
ることができる。このような嵩高い繊維に対する結合剤
被覆粒子の最初の塗布は、特に、結合剤が架橋物質とし
て機能することができる場合には、好ましくは、硬化工
程の後に行われる。架橋することもできる本明細書で開
示される結合剤の具体的なタイプは、ポリオール類、ポ
リアルデヒド類、ポリカルボン酸類、およびポリアミド
類（１個より多いアミン基を有する高分子または非高分
子結合剤）である。このような結合剤が硬化中に存在す
る場合、繊維と接触している結合剤は、硬化工程中に消
費され、共有架橋結合を形成する。“消費される”とい
うことは、結合剤上の水素結合部位が結合剤を介して粒
子をもはや繊維に結合するために利用できなくなるま
で、使用されやすいことを意味する。かくして、これが
起こると、結合剤は、水素結合または配位共有結合に利
用できなくなり、繊維に結合する粒子は、有効でなくな
る。
上記ヨーロッパ公報に記載された繊維内共有結合形成
法は、セルロース上のヒドロキシ基と反応して、共有エ
ステル結合を形成する無水物の形成を必要とする。繊維
に20重量％を越える水が存在すると、無水物の形成を遅
らせ、共有結合の形成を抑制すると考えられる。したが
って、本発明において、粒子上の結合剤として、ポリカ
ルボン酸類、ポリオール類およびポリアミン類（これ
は、１個より多いアミン基を有する高分子および非高分
子アミン類を含む。）を使用する方法において、硬化が
発生する時に、繊維中に粒子および結合剤が存在する場
合には、繊維は、少なくとも20重量％の水（または20〜
50％の水）を含有する必要がある。水は、共有結合形成
を遅らせ、粒子上の全ての結合剤が共有繊維内架橋を形
成するために使用されることを防止すると期待される。
したがって、結合剤のあるものは、繊維との結合に利用
可能なままであり、本発明の方法によって製造される繊
維製品に容易に含浸させることができる。
対照的に、本発明は、水素または配位共有結合の形成
に有利な条件下で製品を製造する。したがって、粒子
は、熱または圧力の外部付加なしで、繊維に結合させる
ことができる。粒子もまた結合され、得られた繊維製品
は、例えば、200pli（約8000psi）未満で、SAPで、また
は、100oli（約4000psi）未満で、SAPで、熱を外部付加
することなく、圧縮含浸され、粒子の実質的部分が非共
有結合（水素または配位共有結合）によって結合され
る。“非共有結合によって結合された実質的部分の粒
子”とは、粒子を繊維に結合する結合の少なくとも半分
が共有結合以外、例えば、水素または配位共有結合であ
ることを意味する。
さらにその他の例において、粒子は、圧力を外部付加
せずとも、高温で、結合させることができる。
特に好ましい実施態様において、粒子は、実質的に全
て、繊維に、非共有結合される。
IX. 高分子結合剤および水不溶性粒子に対する結合の
例 本発明の範囲内の高分子結合剤を使用して超吸収性粒
子を南洋材漂白パルプに結合させるいくつかの例を以下
に例として与える。
実施例 １ Weyerhaeuser Companyから入手できるNB−416南洋材
漂白クラフト毛羽（fluff）321gをブレンダー様混合装
置に空気搬入する。ポリ（カプロラクトン）ジオール
［平均分子量2000、Aldrich chemivcal Company of Mil
waukee,Wisconsinによって供給されている。］5gを脱イ
オン水5mlに溶解したものを、結合剤として、微粒子と
しての澱粉グラフトポリアクリレートハイドロゲルファ
インズ［IM 1000F;Hoechst−Celanese of Portsmouth,V
irginiaによって供給されている。］に噴霧し、結合剤
に添加し、そこで混合する。ついで、生成物をブレンダ
ーから取り出し、ヒュームフードに広げ、一晩、空気乾
燥する。ついで、得られた生成物は、M ＆ J Machines
（of Horsens,Denmark）製の小型エアラインでエアレイ
し、140℃で、１分間熱結合させて、個々に細分化され
た繊維に結合した超吸収性粒子（SAP）含有ウエブを製
造する。この結合剤は、低い融点を有し、したがって、
温度を140℃に上げると、結合剤を溶融し、繊維および
粒子上でそれをいくぶん流動性とし、水素結合相互作用
を高め、機械的な封入を生じ、繊維と粒子とをさらに結
合する。これは、また、固体結合剤を加熱することによ
って、液体を添加せずとも、固体結合剤を活性化する例
である。ポリプロピレングリコール／ポリエチレングリ
コールコポリマー結合剤も、また、このように挙動す
る。
実施例 ２ 南洋材クラフト毛羽321gをブレンダー様混合装置に空
気搬入する。脱イオン水10mlで希釈したポリアクリル酸
（平均分子量＝2,000;Aldrich Chemical Company of Mi
lwaukee,Wisconsinによって供給されている。）の65％
溶液15gをポリアクリレートハイドロゲル［Stockhausen
of Greensboro,North Carolinaによって供給されるFAV
OR］435gに噴霧し、前記ハイドロゲルを混合装置に加
え、毛羽およびポリアクリル酸結合剤と混合する。生成
物は、取り出し、広げて乾燥し、ついで、3/8インチの
丸い孔のスクリーンを有するハンマーミルに供給し、小
型のエアレイラインに分路し、個々に細分化された繊維
に結合したSAPを含有するウエブを製造する。
実施例 ３ 南洋材クラフト毛羽321gをブレンダー様混合装置に空
気搬入し、脱イオン水10mlで希釈されたポリグリシン
［分子量＝5,000〜15,000;Sigma Chemical Company of
St.Lois,Missouriによって乾燥粉末として供給されてい
る。］10gを澱粉グラフトポリアクリレートハイドロゲ
ルファインズ［IM 1000F;Hoechst−Celanese of Portsm
outh,Virginia］435gに噴霧し、前記粒子を混合のため
にブレンダーに供給する。ついで、生成物は、取り出
し、ヒュームフードに広げ、一晩、空気乾燥する。得ら
れた生成物は、3/8インチの丸い孔のスクリーンを備え
たフィッツ（Fitz）ハンマーミルに供給し、小型のM ＆
Jエアイラインに分路し、繊維に結合したSAPを含有す
るウエブを製造する。
実施例 ４ 南洋材漂白クラフト毛羽321gをブレンダー様混合装置
に空気搬入し、ポリエチレンイミン［分子量＝50,000〜
100,000;ICN Biomedicals,Inc.of Costa Mesa,Californ
iaによって供給されている。］の50％溶液200gまたはポ
リビニルピリジンを澱粉グラフトポリアクリレートハイ
ドロゲルファインズ［IM 1000F;Hoechst−Celanese of
Portsmouth,Virginia］435gに噴霧し、混合のためにブ
レンダーに加えた。生成物は、取り出し、ヒュームフー
ドに広げ、一晩、空気乾燥する。得られた生成物は、3/
8インチの丸い孔のスクリーンを備えたフィッツ（Fit
z）ハンマーミルに供給し、小型のM ＆ Jエアレイライ
ンに分路し、繊維に結合したSAPを含有するウエブを製
造する。
実施例１〜４に記載したものを包含する高分子結合剤
のクラスは、多くの理由によって、その他の多数の水素
結合官能性ポリマー類よりも特に好ましい。一つの重要
な理由は、これらの官能基が非常に強力で、かつ、有効
な水素結合を生成するからである。その他の理由として
は、例えば、（ポリアルデヒド類またはポリイソシアネ
ート類と比較して）これらの反応性が相対的に乏しく、
（同じく、ポリアルデヒド類またはポリイソシアネート
類と比較して）これらの毒性が低いことが挙げられる。
実施例 ５ ポリエチレングリコール（MW200,Aldrich,Milwauke,W
Iによって供給されている。）0.03gを澱粉グラフトポリ
アクリレートハイドロゲル［IM 3900;Hoechst−Celanes
e,Portsmouth,VAによって供給されている。］30gに滴下
して、得られた混合物をブレンダー様の混合装置に30秒
間空気搬入し、完全に混合する。南洋材漂白クラフトパ
ルプシート［NB416;Weyerhaeuser,Tacoma,WAによって供
給されている。］1.2gをワーリングブレンダー（Waring
blender）中で繊維化した。ブレンダーを運転しつつ、
PEG処理ハイドロゲル0.80gを毛羽に加えた。ついで、ブ
レンダーを停止し、混合物を取り出した。得られた生成
物を光学顕微鏡によって調べ、結合されたハイドロゲル
粒子を有する繊維を明らかとした。
X. 非高分子結合剤の例 超吸収性粒子を南洋材漂白クラフトパルプに結合する
ための本発明の数個の非高分子結合剤の使用を例示する
ために、以下に、数個の例を示す。結合剤活性化および
再活性化の数個の例も示す。
実施例 ６ 澱粉グラフトポリアクリレートハイドロゲル［IM 390
0;Hoechst−Celanese,Portsmouth,VAによって供給され
ている。］30gをポリエチレングリコール（MW 20,Aldr
ich,Milwauke,WIによって供給されている。）で、上記
実施例５に記載したと同様に処理した。同様の結果が得
られた。
実施例 ７ 南洋材漂白クラフト毛羽3171gと澱粉クラフトポリア
クリレートハイドロゲルファインズ［IM 1000;Hoechst
−Celanese of Portsmouth,VAによって供給されてい
る。］4348gとをブレンダー様混合装置に空気搬入し、
脱イオン水50gで希釈されたグリセリン［96％,USP;Dow
Chemical Co.of Midland,MIによって供給されてい
る。］100gを混合物に噴霧した。ブレンダーを停止し、
生成物をバキュームアウトし、ヒュームフードに広げ、
一晩、乾燥した。得られた生成物を走査電子顕微鏡によ
って調べ、繊維に結合した超吸収性粒子を明らかにし
た。本実施例は、繊維および粒子が結合剤に同時に暴露
されて、結合粒子を有する繊維を生成することを示す。
グリセリンは、粒子を繊維に結合する以外に、それが
繊維に侵入し、繊維を柔軟にするので、有益である。し
かし、グリセリン／粒子材料が繊維に接着するのに使用
する以前に長期間貯蔵されている場合（例えば、再活性
化が数週間以上遅らされる場合）、時間が経つと、粒子
を結合するのに使用される粒子の表面で，より少量のグ
リセリンしか利用されなくなる。これは、粒子について
より高パーセンテージのグリセリンを使用することによ
って、一部、補償することができる。また、モノグリセ
リドおよびジグリセリド結合剤は、容易に侵入できず、
したがって、粒子を接着するために再活性化するまで、
より長時間、貯蔵することができる。
実施例 ８ 澱粉グラフトポリアクリレートハイドロゲル［IM 390
0;Hoechst−Celanese,Portsmouth,VAによって供給され
ている。］30gを、撹拌しつつ、グリセリン［Dow Chemi
cal Co.of Midland,MIによって供給されている。］50g
に加え、過剰のグリセリンは、吸引過によって取り除
いた。南洋材漂白クラフトパルプシート［NB416;Weyerh
aeuser,Tacoma,WAによって供給されている。］1.2gをワ
ーリングブレンダー中で繊維化した。ブレンダーを運転
しつつ、グリセリン処理ハイドロゲル0.80gを毛羽に加
えた。ついで、ブレンダーを停止し、混合物を取り出し
た。得られた生成物を光学顕微鏡によって調べ、結合さ
れたハイドロゲル粒子を有する繊維を明らかとした。上
記のように生成したハイドロゲル粒子中のグリセリンレ
ベルは、NMR分光分析法によって61％であることが決定
された。
実施例 ９ グリセリン［96％,USP;Dow Midland,MIによって供給
されている。］0.03gを澱粉グラフトポリアクリレート
ハイドロゲル［IM 3900;Hoechst−Celanese,Portsmout
h,VAによって供給されている。］30gに滴下し、得られ
た混合物をブレンダー様の混合装置に30秒間空気搬入
し、完全に混合した。南洋材漂白クラフトパルプシート
［NB416;Weyerhaeuser,Tacoma,WAによって供給されてい
る。］1.2gをワーリングブレンダー（Waring blender）
中で繊維化した。ブレンダーを運転しつつ、グリセリン
処理ハイドロゲル0.80gを毛羽に加えた。ついで、ブレ
ンダーを停止し、混合物を取り出した。得られた生成物
を光学顕微鏡によって調べ、結合されたハイドロゲル粒
子を有する繊維を明らかとした。グリセリン処理と試み
た繊維結合との間の経過時間を長くしつつ、グリセリン
処理したハイドロゲルのアリコートを毛羽とブレンドし
た。繊維を処理された粒子と単にブレンドすることによ
って繊維を結合する試みは、10週間後であってもなお成
功した。より長い時間間隔後に処理した試料について
も、同様に実施できることが期待される。
実施例 10 ジプロピレングリコール［Aldrich,Milwaukee,WIによ
って供給される。］0.03gを澱粉グラフトポリアクリレ
ートハイドロゲル［IM 3900;Hoechst−Celanese,Portsm
outh,VAによって供給されている。］30gに滴下し、得ら
れた混合物をブレンダー様の混合装置に30秒間空気搬入
し、完全に混合した。南洋材漂白クラフトパルプシート
［NB416;Weyerhaeuser,Tacoma,WAによって供給されてい
る。］1.2gをワーリングブレンダー（Waring blender）
中で繊維化した。ブレンダーを運転しつつ、ジプロピレ
ングリコール処理ハイドロゲル0.80gを毛羽に加えた。
ついで、ブレンダーを停止し、混合物を取り出した。得
られた生成物を光学顕微鏡によって調べ、結合されたハ
イドロゲル粒子を有する繊維を明らかとした。
実施例 11 3/8インチ孔スクリーンを備えたフィッツハンマーミ
ルに南洋材漂白クラフト毛羽パルプシート900gを供給す
る。このシートは、脱繊維化し、M ＆ Jエアレイライン
に分路し、ウエブにエアレイすることができる。ウエブ
が生成するにつれ、ウエブの標的ゾーンは、粒子を振り
かけられ、それにラクトースの50％溶液が加えられた。
標的ゾーンは、水でミスト（mist）され、水分含量が17
〜21％に上昇する。粒子は、澱粉グラフトポリアクリレ
ートハイドロゲルファインズ［IM 1000;Hoechst−Celan
ese of Portsmouth,VAによって供給されている。］を含
有する結合剤のアリコート5gを含み、これは、標的ゾー
ンにシフトされる。生ずるウエブは、各標的ゾーンの繊
維に結合したSAP5gを有する標的ゾーンを含有する。湿
潤されていないウエブの一部は、粒子を十分に接着しな
い。これは、SAPが主として結合剤が塗布された標的ゾ
ーンに接着するように、結合剤含有粒子を標的ゾーンに
加える例である。SAPを標的ゾーンに加えると、SAPが必
要とされる生成物の領域、例えば、おむつのまたの領域
にのみSAPが付与されるので、製品のコストが低減さ
れ、有益である。液体のもれが予想される領域にSAPを
配置すると、SAP含浸領域に液体を吸い上げる必要が減
少する。これは、吸収性製品、例えば、おむつにおい
て、液体の漏れをより多く吸い上げることができるの
で、有益である。
結合剤は、SAPに噴霧され、乾燥され、ついで、SAP
は、例えば、ハンマーミルまたは粉砕装置によって解凝
集される。結合剤は、また、SAPが標的ゾーンにシフト
するつれて、液体の形態で、SAPに加えることもできる
が、この場合、湿潤結合剤が乾燥する代わりにSPAを接
着するので、再活性化は、必要ではない。
XI. 水可溶性粒子に対する結合例 水可溶性粒子を南洋材漂白クラフトパルプの結合する
ために、本発明の結合剤を使用することを例示するため
に、以下に、数個の例を示す。
実施例 12 Wayerhaeuser Company［Tacoma,Washington］によっ
て入手されるNB−416南洋材漂白クラフト毛羽321gをブ
レンダー様混合装置に空気搬入する。グリセリン［Dow
Chemicals Midland,Michiganによって供給されてい
る。］5gをジナトリウムエチレンジアミンテトラ酢酸
（EDTA）［Mallinkrodt Chemical Works of St.Louis,M
issouriによって供給されている。］288gに噴霧し、結
合剤含有粒子を加え、装置内で混合する。ブレンダーを
停止し、生成物は、バキュームアウトし、ヒュームフー
ドにおいて広げ、一晩、乾燥する。得られた生成物は、
走査電子顕微鏡検査の下で、繊維に結合したジナトリウ
ムEDTA粒子を有した。
実施例 13 HBA［Wayerhaeuser Company,Tacoma,Washington］に
よって入手される架橋された嵩高い繊維］321gをブレン
ダー様混合装置に空気搬入する。グリセリン［Dow Chem
icals Midland,Michiganによって供給されている。］5g
を炭酸水素ナトリウム［J.T.Baker Chemical Co.of Phi
llipsburg,New Jersey］288gに噴霧し、装置に添加、混
合する。ブレンダーを停止し、生成物をバキュームアウ
トし、ヒュームフードにおいて広げ、一晩、乾燥する。
得られた生成物は、結合した炭酸水素ナトリウム粒子を
有する繊維を含有する。
実施例 14 NB−416パルプシート［Wayerhaeuser Company of Tac
oma,Washingtonから入手される南洋材漂白クラフト］を
ハンマーミルに供給粉砕し、それと同時に、結合剤被覆
ポリアクリレートハイドロゲル［IM 3900;Hoechst−Cel
anese of Portsmouth,Virginiaによって供給されてい
る。］および結合剤含有クエン酸アンモニウムを、生成
物が54％処理繊維、42％IM3900および４％クエン酸アン
モニウムを含有するような速度で加えた。結合剤は、例
えば、生成物の10重量％存在してもよい。この混合物
は、M ＆ J Machines（of Horsens,Denmark）製のエア
レイ装置に分路し、連続ウエブにエアレイする。得られ
た生成物は、結合されたポリアクリレートハイドロゲル
およびクエン酸アンモニウム粒子を有する繊維を含む。
実施例 15 キテイホーク［Wayerhaeuser Company of Tacoma,Was
hingtonから入手される南洋材漂白クラフトとポリエチ
レン繊維との熱結合可能なブレンド］を使用して、実施
例13に記載したと同様な処理操作を行う。得られた生成
物は、ウエブをスルーエアオーブン（through−air ove
n）に140℃で0.5分間通すことによって熱結合される。
得られた熱結合生成物は、結合されたポリアクリレート
ハイドロゲルおよびクエン酸アンモニウム粒子を有する
繊維を有する。
実施例 16 本実施例において、シュウ酸ナトリウムは、本発明の
結合剤によって繊維に結合される。パルプシートは、実
施例13におけるように製造される。パルプシートは、相
対湿度90％で４時間状態調整され、ついで、ワーリング
ブレンダー中で繊維化された。10％結合剤を有するシュ
ウ酸ナトリウムの粒子は、ブレンダーに加えられ、ブレ
ンドを継続される。生成物は、グリセリンによってセル
ロース繊維に結合された粒状形態でシュウ酸ナトリウム
を含む。
実施例 17 シュウ酸ナトリウムの代わりに硫酸アルミニウム（al
m）を使用する以外、実施例15におけると同様に、繊維
を調製する。得られた生成物は、繊維に結合されたalm
を含む。
実施例 18 結合剤の混合物も、また、粒子を繊維に結合するため
に使用できる。繊維は、実施例11におけるように供給す
ることができるが、グリセリン５を尿素とグリセリンと
の混合物で代替する。尿素とグリセリンとの重量比40/6
0の混合物は、尿素をグリセリンに溶解し、溶液を70〜8
0℃に加熱することによって混合することができる。加
熱された結合剤混合物は、ついで、粒子を繊維に結合す
るために、実施例11におけるように、粒子に塗布され
る。尿素／グリセリン混合物は、グリセリン単独の使用
に優るいくつかの利点を生ずる。尿素は、結合剤のコス
トを低下させ、グリセリンは、繊維を柔軟化する。混合
物は、また、製造上の利点も生ずる。
他の実施態様において、本発明の上述した詳細な記載
に特記したタイプのその他の結合剤およびその組み合わ
せと同様に、尿素単独でも結合剤として使用することが
できる。
XIII. 補助結合剤 前述したように、補助結合剤または追加の結合剤を、
本発明に従い、非高分子もしくは高分子結合剤またはそ
れらの組み合わせ以外に使用することができる。しか
し、追加の結合剤は、本発明の結合剤が必要とされる官
能性を失わないように、本発明の結合剤またはそれらの
組み合わせと反応しないように選択される。かくして、
好ましい補助結合剤は、このように、非反応性である。
また、本発明の高分子および非高分子結合剤は、これら
が所望される官能性を妨害しない限り、相互におよびそ
の他の結合剤と組み合わせることができる。
実施例 19 ポリビニルアセテートラテックス［PN−3666H,H B Fu
lle,r of Minneapolis,Minnesota］212.8gを有するブレ
ンダー様混合装置に、南洋材漂白クラフト繊維［NB416;
Weyerhaeuserによって供給されている。］321gを空気搬
入する。水膨潤可能なポリアクリレートハイドロゲル
［Favorsab 800,Stockhausen of Greensboro,NC］438g
を混合装置に加える。ついで、混合物をグリセリンの50
％溶液［Dow of Midland,Michigan］100gで噴霧する。
ついで、ブレンダーを停止し、混合物をブレンダーから
減圧し、ヒューミフードに置き、一晩、空気乾燥する。
乾燥された生成物は、ついで、実験室パッドフォーマー
中の6"径パッドにエアレイし、ほぼ0.077g/ccの密度に
押圧し、140℃で30秒間熱結合する。得られたパッド
は、SAPを有する未処理の毛羽および補助結合剤なしのS
APを有する結合剤処理された毛羽と比較して、約40％結
合したSAPを有し、引っ張り強さが改良されることが期
待される。
引っ張り強さは、ポリビニルアセテート単独で最高で
あり、ポリビニルアセテートとグリセリンとの組み合わ
せが続き、ついで、グリセリンのみが続く。結合剤を全
く有しないもので、最低の引っ張り強さとなる。
実施例 20 本発明の結合剤は、合成熱結合性繊維を含有するパル
プ繊維に粒子を結合するために使用することができる。
本実施例において、キテイホークパルプ［Weyerhaeuser
Companyより入手可能］は、NB316南洋材漂白クラフト
と22％ポリエチレン熱可塑性結合剤繊維との混合物であ
る。キテイホークパルプは、実施例３に記載したよう
な、繊維に結合したSAPを有するパルプウエブを製造す
るために使用される。接着されたSAPを有するウエブ
は、ついで、サーモボンダーを通過させて、ポリエチレ
ン繊維を柔軟化し、ウエブの繊維を相互に融合して、ウ
エブの強度を増大させる。
XIV. 分光学的評価 本発明に従い製造された結合剤処理粒子について、分
光学的測定を行った。NMRおよびIR研究の結果を、以下
に、示す。
A. NMR分析 実施例 21 以下に示された水素核緩和時間定数は、核磁気共鳴分
光器（NMR）によって測定し、低速（45kHに近い）での
分子運動を反映する。グリセリン水素シグナルは、グリ
セリンがSAPに付加するので、経時的に減少する緩和時
間を示す。これは、経時的に、グリセリンの運動が45kH
z範囲内にスローダウンされ続けることを示す。この運
動低下は、グリセリンがSAP粒子に結合することによっ
て最も生じやすく、グリセリン分子を整然とより密着保
持する。この複合体においては、共有結合もイオン結合
も働かないので、結合は、グリセリンとSAPとを含む水
素結合の結果である必要がある。
XIII. 活性化 本発明の結合剤は、液体の添加、加熱、または、例え
ば、機械的撹拌による運動エネルギーによって、粒子上
の不活性状態から活性化可能であるという利点を有す
る。したがって、液体結合剤は、結合される繊維が存在
しなくとも、粒子に塗布することができる。結合剤は、
ついで、結合剤および粒子が周囲空気での平衡水分含量
に到達するまで、乾燥するかまたは乾燥に付される。こ
れとは別に、結合剤は、固体として、粒子に合わせるこ
ともできる。処理の後方工程で、熱、運動エネルギー、
圧力または液体、例えば、水が粒子に加えられ、結合剤
の活性化を生ずる。ついで、粒状物が繊維に加えられ、
結合剤は、粒状物を繊維に固定する。粒子を結合するた
めの繊維のこの続く処理は、例えば、繊維が製造される
位置とは別の位置で行うことができる。したがって、製
品の製造は、当該粒状物（多々えば、超吸収性粒子また
は繊維；抗微生物剤粒子等）を粒子が組み込まれる最終
製品の製造位置で添加することができる。また、所望と
あらば、一個より多いタイプの粒状材料（水可溶性およ
び水不溶性の粒子を含む）を添加することもできる。必
要とされる官能性を有しない粒子は、同様には、結合す
ることができない。
本発明の結合剤のあるものは、機械的撹拌［運動エネ
ルギーの付与］によって再活性化することができること
も判明した。例えば、グリセリン結合剤は、粒子、例え
ば、SAPに塗布することができる。グリセリン結合剤
は、一晩、乾燥し、結合剤含有粒子は、繊維と混合し、
ついで、グリセリン結合剤を再活性化し、粒子を繊維に
結合するために機械的に撹拌される。機械的撹拌は、例
えば、結合剤含有SAPと綿密に混合しつつ、繊維のシー
トまたはマットを脱繊維化（defiberized）するデファ
イバライザー（defiberizer）中で行われる。したがっ
て、結合剤は、粒子または粒子の存在における繊維に、
熱、活性化流体を付与するか、または、運動エネルギー
を加えるか、あるいは、活性化流体を繊維上に存在させ
つつ、粒子を繊維に加えることによって活性化される。
XIV. 結合剤活性化の例 本発明における結合剤の活性化は、粒子を繊維に加え
る前に、結合剤を粒子に加えることを可能とする。結合
剤は、続いて、液体、熱の付加、または、例えば、撹拌
等によって生ずる運動エネルギーによって活性化され、
粒子は、繊維に結合される。結合剤含有粒子は、結合剤
活性化前、結合剤活性化後、または、活性化と同時に、
繊維に加えられる。結合剤含有SAPおよび／またはその
他の粒子が、例えば、添加される場合、結合剤含有粒子
は、パルプシートに塗布され、これが、続いて、繊維化
される。活性化液体、例えば、水は、繊維化前または後
に、パルプに加えてもよく、結合剤含有粒子は、水添加
前または後に、または、水と同時に、加えられる。結合
剤含有SAPまたはその他の粒子が水添加後に加えられる
場合、粒子は、添加された水が繊維から完全に蒸発する
前に、繊維に加えられる。水は、また、他の方法、例え
ば、非常に湿潤な空気、霧もしくはミストまたは蒸気に
よって、活性化液体として、加えることもできる。
活性化は、繊維の全て、または、粒状物結合が所望さ
れる繊維の一部、例えば、標的ゾーンもしくはマットの
部分について行われる。粒子は、マットに加えられ、活
性化の際に、マットの標的ゾーンに接着する。いくつか
の実施態様において、結合剤は、固体として適用され、
それが粒子を繊維に結合させるように、それを柔軟化す
ることによって、結合剤を活性化するために、後方の処
理工程で加熱する。粒子は、繊維質材料において、所望
の粒子分布（例えば、不均一分布）に対応するパターン
で加えることもできる。しかし、最も一般的には、活性
化は、結合剤溶剤を使用して、製品の標的領域に適用す
るために、粒子上の結合剤を湿潤することによって達成
される。
さらに他の実施態様において、結合剤は、粒子に塗布
され、ついで、結合剤含有粒子および繊維に運動エネル
ギーを加えることによって活性化される。例えば、生の
ポリプロピレングリコール（MW2000）結合剤を粒子に噴
霧して、空気乾燥してもよい。ついで、これらの粒子
は、繊維に加えられ、その間、繊維は、ブレンダーまた
はデファイバライザー中で機械的に撹拌され、動的に結
合剤を活性化し、粒子を繊維に結合する。動的活性化の
ために、結合剤は、液体または固体として、粒子に加え
られる。液体添加の場合、液体は、空気乾燥され、つい
で、繊維および結合剤を機械的に撹拌することによって
再活性化される。
結合剤の活性化は、粒子を添加する前、粒子を添加す
る後、または、粒子の添加と同時に、行われる。結合剤
が活性化されると、それは、粒子の実質的な部分を繊維
に接着する。ここで、“実質的な部分（a substatial p
ortion）”とは、添加される粒子の約半分をいう。接着
される粒子について、これらの少なくとも半分（およ
び、より典型的には、それらの実質的に全て、例えば、
90％を越える部分）は、非共有結合、すなわち、水素結
合または配位共有結合によって結合剤に接着され、結合
剤は、水素結合によって繊維に接着される。
硬化工程が行われる場合には、活性化工程は、硬化工
程が完了した後に行ってもよい。
以下の実施例は、活性化方法の数個の具体的な応用を
例示するものの、本発明をこれら開示される方法に限定
するつもりはない。
実施例 22 尿素［Aldrich,Milwaukee,WIによって供給される。］
0.30gをエタノール9mlと脱イオン水1mlとの混合物に溶
解する。この溶液1.0mlを澱粉グラフトポリアクリレー
トハイドロゲル［IM3900;Hoechst Celanese,Portsmout
h,VAによって供給される。］30gに滴下し、得られた混
合物をブレンダー様混合装置に30秒間空気搬入し、混合
を完了した。ついで、混合物を２週間空気乾燥させた。
南洋材漂白クラフトパルプシート［NB416;Weyerhaeuse
r,Tacoma,WAによって供給されている。］1.2gをワーリ
ングブレンダー（Waring blender）中で繊維化した。ブ
レンダーを運転しつつ、尿素処理ハイドロゲル0.80gを
毛羽に加えた。ついで、ブレンダーを停止し、混合物を
取り出した。得られた生成物を光学顕微鏡によって調
べ、結合されたハイドロゲル粒子を有する繊維がないこ
とをを明らかとした。しかし、尿素処理ハイドロゲルの
18.5g試料をブレンダー様混合装置に空気搬入し、蒸留
水0.51gと混合した。水活性化尿素処理ハイドロゲル0.8
0gを毛羽繊維1.2gとブレンドした時、結合粒子が形成さ
れた。
実施例 23 ｐ−アミノサリチル酸［J.T.Baker,Phillipsburg,NJ
によって供給されている。］0.30gをエタノール9mlおよ
び脱イオン水1mlの混合物に溶解した。この溶液1.0mlを
澱粉グラフトポリアクリレートハイドロゲル［IM3900;H
oechst Celanese,Portsmouth,VAによって供給され
る。］30gに滴下し、得られた混合物をブレンダー様混
合装置に30秒間空気搬入し、混合を完了した。ついで、
混合物を２週間空気乾燥させた。南洋材漂白クラフトパ
ルプシート［NB416;Weyerhaeuser,Tacoma,WAによって供
給されている。］1.2gをワーリングブレンダー（Waring
blender）中で繊維化した。ブレンダーを運転しつつ、
ｐ−アミノサリチル酸処理ハイドロゲル0.80gを毛羽に
加えた。ついで、ブレンダーを停止し、混合物を取り出
した。得られた生成物を光学顕微鏡によって調べ、結合
されたハイドロゲル粒子を有する繊維がないことをを明
らかとした。しかし、パルプシートの1.2g試料を結合剤
処理ハイドロゲルとブレンドする前に２時間90％相対湿
度環境中で状態調整した時、結合粒子を有する繊維が形
成された。実施例 24 澱粉グラフトポリアクリレートハイドロゲル［IM390
0;Hoechst Celanese,Portsmouth,VAによって供給され
る。］30gを、実施例23において上述したと同様に、グ
リシン、タウリンまたはクエン酸アンモニウムで処理し
た。結合剤の溶解を行うために、使用する溶剤について
の若干の体積調整が必要であったが、結合剤の添加（ad
d−on）レベルは、一定に保持され、結合の試みは、同
様の結果をもたらした。
XV. 熱可塑性結合剤 補助結合剤も、また、補助結合剤の融点以上で、相互
に繊維を結合させる補助に使用することができる。補助
結合剤は、繊維に適用し、結合工程中に、温度を補助結
合剤の軟化点以上に上げることによって軟化する固体熱
可塑性材料であってもよい。補助結合剤は、それによ
り、一時的に軟化し、より流動性となり（便宜上、補助
結合剤の溶融という。），ついで、温度が下がると、再
凝固し、こうして、繊維を相互に、および、粒子を繊維
に、熱可塑性的に結合する。補助結合剤は、また、粒子
を繊維に水素結合する水素結合官能器を含有してもよ
い。熱可塑性であり、また、水素結合基を含有する補助
結合剤の例としては、エチレンビニルアルコール、ポリ
ビニルアセテート、アクリレート類、ポリカーボネート
類、ポリエステル類およびポリアミド類が挙げられる。
このような補助結合剤の使用についてのさらなる情報
は、米国特許No.5,057,166に見られる。
補助または副結合剤は、繊維を相互に結合させる補助
および繊維と粒子との間に追加の結合を付与するため
に、第１の（主）結合剤を含有する粒子の前または後
に、繊維に添加される。適当な第２の（副）結合剤は、
熱可塑性または熱硬化性結合剤である。熱可塑性ポリマ
ー類の場合、ポリマー類は、永久的に熱可塑性のままで
ある材料がよい。これとは別に、このようなポリマー類
は、外部触媒の有無なく、熱硬化性タイプのポリマー
に、一部または十分に架橋可能な材料であってよい。若
干の具体的な例として、適当な熱可塑性結合剤は、以下
の材料製のものであってよい。エチレンビニルアルコー
ル、ポリビニルアセテート、アクリル、ポリビニルアセ
テートアクリレート、アクリレート類、ポリビニルジク
ロライド、エチレンビニルアセテート、エチレンビニル
クロライド、ポリビニルクロライド、スチレン、スチレ
ンアクリレート、スチレン／ブタジエン、スチレン／ア
クリロニトリル、ブタジエン／アクリロニトリル、アク
リロニトリル／ブタジエン／スチレン、エチレンアクリ
ル酸、ポリエチレン、ウレタン類、ポリカーボネート、
オキシド、ポリプロピレン、ポリエステル類およびポリ
アミド類。
また、熱硬化性結合剤の若干の具体的な例としては、
以下の材料製のものが挙げられる。エポキシ、フェノリ
ック、ビスマレイミド、ポリイミド、メラミン／ホルム
アルデヒド、ポリエステル、ウレタン類、尿素および尿
素／ホルムアルデヒド。
繊維を処理するためには、これらの材料の一以上を使
用することができる。例えば、熱硬化性材料の第１の被
覆または鎧装を使用し、続いて、熱可塑性材料の第２の
被覆を使用してもよい。ついで、典型的には、上記殺明
した官能基を有する外側結合剤材料に、結合剤含有超吸
収性粒子またはその他の粒子が接着される。続いて、製
品を製造するために繊維を使用する間、熱可塑性材料
は、熱硬化性材料をその硬化温度に上昇させることな
く、その軟化点または粘着温度に加熱することができ
る。残る熱硬化性材料は、さらなる処理中、熱硬化性材
料を硬化させるために、続いて、繊維の加熱に付され
る。これとは別に、熱硬化性材料は、繊維を熱硬化性材
料の硬化温度に加熱するとともに、熱可塑性材料もその
粘着温度に加熱することによって、熱可塑性材料を加熱
すると同時に、熱硬化性材料を硬化させてもよい。
ある種のタイプの結合剤は、処理される繊維の耐火性
を高め、それにより、これらの繊維によって製造される
製品の耐火性を高める。例えば、ポリビニルクロライ
ド、ポリビニルジクロライド、エチレンビニルクロライ
ドおよびフェノリックは、難燃性である。
界面活性剤も、また、所望される補助結合剤に含まれ
てもよい。その他の材料も、また、補助結合剤と混合さ
れて、繊維に所望の特性を付与する。例えば、粒状材
料、例えば、顔料も、また、繊維に適用するための補助
助剤に含まれてよい。
実施例 25 前述したように、補助結合剤は、本発明の高分子結合
剤以外に使用することもできる。南洋材漂白クラフト結
合剤［NB416;Weyerhaeuserによって供給されている。］
3210gをブレンダー様混合装置に空気搬入し、ポリビニ
ルアセテートラテックス［PN−3666H,H.B.Fuller of Mi
nneapolis,Minnesotaによって供給されている。］2128g
を噴霧する。混合しつつ、水膨潤可能なポリアクリレー
トハイドロゲル［IM 1000−60,Hoechst−Celanese of P
ortsmouth,Virginia］4073gを、ポリプロピレングリコ
ール［Union Carbide of Danbury,Connecticut］580gと
ともに加える。ブレンダーを運転し続け、混合物をフラ
ッシュチューブドライヤーに分路する。乾燥された生成
物は、ついで、例えば、ダヌエブエアレイマシン（Danw
eb airlay machine）上に16インチ幅のウエブとして、
エアレイされ、ほぼ0.15g/ccの密度に押圧され、140℃
で30秒間熱結合される。得られたウエブは、40％結合さ
れたSAPを有し、［SAPを有する未処理の毛羽と比較し
て］引っ張り強度が改良される。
XVI. 結合剤の適用 本発明の結合剤は、いずれの便宜的な方法において
も、粒子に加えることができる。このような処理操作の
一つは、粒子がコンベヤーベルト上を噴霧器を横切って
搬送される際、または、粒子が、例えば、繊維のウエブ
方向への空気中での落下の際に、粒子へ結合剤を噴霧す
ることである。粒子は、また、結合剤とスラリー化する
かまたは結合剤に含浸してもよい。この場合、粒子は、
典型的には、粉砕されて解凝集される。固体結合剤に対
しては、粒子および結合剤のブレンドが達成され、ある
いは、結合剤は、単に、振りかけられるかまたは粒子と
混合され、続いて、固定化工程、例えば、熱または液体
の添加が行われる。これらの粒子は、液体結合剤の場合
には湿潤したまま、続いて、液体または固体の再活性化
が行われ、繊維と合わされる。
粒子は、また、再活性化流体、例えば、再活性化液体
によるその後の再活性化のために、乾燥され、その時点
で、繊維と合わされる。結合剤を粒子に塗布し、しかる
後、繊維の存在中で結合剤を再活性化することが望まし
い時の例は、繊維が製造される位置から離れた位置で、
粒子が繊維に加えられる時である。離れたもしくは第２
の位置は、例えば、製造者が繊維と粒子とを合わせて製
品、例えば、吸収性製品にする位置である。粒子は、ハ
ンマーミル中の従来の容量供給装置または製紙ライン上
のインジェクターから添加することができる。
本発明は、結合剤と粒子とを合わせるためのいずれか
の特定の機構に限定されるものではない。
XVII. 嵩高い繊維の製造 繊維内架橋を有する嵩高い繊維の製造は、当分野にお
いて公知である。このような繊維を製造するための方法
は、EP 440 472 A1;EP 427 317 A2;EP 427 316 A2;およ
びEP 429 112 A2に、1990年10月31日に出願された米国
特許出願セリアルNo.07/607,268およびそのヨーロッパ
公開公報におけると同様に、記載されている。これらの
嵩高い繊維は、本明細書によって開示された結合剤によ
ってそれらに結合される粒子とともに、本発明で使用す
ることができる。嵩高い繊維を製造する方法は公知であ
るので、このような方法の一つの簡単な説明のみを以下
に示す。
A. 全体のシステム 装置110（図３）は、繊維処理ゾーン116を介して、セ
ルロース繊維またはその他の繊維のマット114を輸送す
るための搬送装置112;処理ゾーン116で、処理物質、例
えば、架橋物質をその供給源119からマット114に適用す
るためのアプリケータ118;実質的にニト（nits）または
結び目（knots）なしで実質的に破壊されていないセル
ロース繊維によって構成される繊維アウトプットを形成
するためのマット114を含む個々のセルロースを完全に
分離するためのファイバライザー120;および、繊維アウ
トプットから残留水分をフラッシエバポレートし、架橋
物質を硬化させ、それにより、乾燥および硬化されたセ
ルロース繊維を形成するためのファイバライザーとカッ
プリングしたドライヤー122を含む。
セルロース繊維のマット114は、好ましくは、使用す
るまで、ロール124の形態で貯蔵された伸長シート形態
である。マット114を含むセルロース繊維は、通常は、
完全に乾燥する必要がない。セルロースは親水性物質で
あるので、その分子は、典型的には、空気乾燥後であっ
ても、あるレベルの残留水分を保有する。残留水分のレ
ベルは、一般に、10％wt/wt以下であり、これは、“湿
潤（wetness）”として検出可能ではない。図３は、ま
た、本発明を使用して、同時に、セルロース繊維のマッ
ト114の一以上の供給、例えば、マルチプルロール124が
処理可能であることを示す。
繊維処理ゾーン116において、噴霧器またはその他の
アプリケータ118は、薬品、例えば、架橋剤をマットに
塗布する。典型的には、薬品は、マットの両側に均一に
塗布される。湿潤したマットは、マットに薬品を均一に
分布させる補助をする一対のローラ間を通過する。当然
のことながら、その他のアプリケータも使用することが
できる。
架橋物質は、当分野で公知の多様な架橋溶質の液体溶
液である。必要とあらば、架橋物質は、架橋物質の分子
とセルロース分子との間の結合反応を促進するための触
媒を含むこともできる。しかし、多くの、大部分ではな
いが、架橋物質は、触媒を必要としない。
好ましいタイプの架橋物質は、尿素誘導体、例えば、
メチロール化された尿素、メチロール化された環式尿
素、メチロール化されたジヒドロキシ環式尿素およびこ
れらの混合物からなる群から選択される。特に好ましい
架橋物質は、ジメチロールジヒドロキシエチレン尿素
（DMDHEU）である。また、架橋物質は、ポリカルボン酸
類、例えば、クエン酸であってもよい。架橋材料は、当
分野で公知であり、例えば、前述したChungの特許、Las
h et al.に対する米国特許No.4,935,022;Herron et al.
に対する米国特許No.4,889,595、Shaw et alに対する米
国特許No.3,519,470、Steijer et al.に対する米国特許
No.3,658,613、Dean et al.に対する米国特許No.4,822,
453およびGraef et al.に対する米国特許No.4,853,086
に記載されている。
適当な触媒としては、酸性塩が挙げられ、これは、尿
素基体架橋物質を使用する時に有効である。このような
塩としては、アンモニウムクロライド、アンモニウムサ
ルフェート、アルミニウムクロライド、マグネシウムク
ロライド、または、これらもしくはその他の類似化合物
の混合物が挙げられる。
図３において、マットに適用される架橋物質は、その
供給源119、例えば、タンクまたは同様の容器から得ら
れる。
架橋セルロース繊維は、少なくともセルロース分子上
のヒドロキシル基の部分が、各々、“架橋物質（crossl
inking substances）”または“架橋剤（crosslinking
agent）”と称せれる外部添加された薬品試薬で、架橋
反応を通して、同一繊維の隣接するセルロース分子のヒ
ドロキシル基に共有結合したマルチプルセルロース分子
によって構成された個々の繊維である。適当な架橋剤
は、一般に、前記隣接ヒドロキシル基間で共有結合され
た“架橋（bridges）”を生成する二官能性タイプのも
のである。
B. 搬送装置 図３を参照すると、セルロース繊維の各マット114
は、搬送装置112によって搬送され、これは、繊維処理
ゾーン116を介して、マットを搬送する。図３は、ま
た、各マットに対する第１のローラ対126と第２のロー
ラ対128とから構成される一タイプの搬送装置のさらな
る一部を示す。第１および第２のローラ対は、対応する
マットを実質的に一定、かつ制御された速度で推進する
のに特に有効である。
C. 繊維処理ゾーン 各マット114は、繊維処理ゾーン116を介して、第１お
よび第２のローラ対126、128によって推進され、繊維処
理ゾーンにおいて、マット114は、液体架橋物質を含浸
される。架橋物質は、好ましくは、このような目的のた
めに有効な当分野公知の多様な方法、例えば、噴霧、ロ
ーリング、浸漬またはそれに類する方法のいずれかを使
用して、マットの片側または両側に適用される。スプレ
ーとローラアプリケータとの組み合わせも使用すること
ができる。
架橋物質は、典型的には、セルロース繊維１トン当た
り薬品約2kg〜約200kgの範囲の量適用され、好ましく
は、セルロース１トン当たり薬品約20kg〜約100kg適用
される。
D. ファイバライザー 繊維処理ゾーンに続く次のサブシステムは、繊維アウ
トプットを含む個々の実質的に非破壊セルロースに架橋
物質を含浸させた一以上のマット130を粉砕する機能を
果たすファイバライザー120である。
さらに図３を参照すると、導管262を介して磨砕装置1
32の導出口から繊維を噴射するために、従来の仕様の第
１のコンベヤーファン260を使用することができる。
ファイバライザーの任意のコンポーネントは、第１の
サイクロン264または当分野で公知の類似の装置であ
り、従来通りに使用されて、磨砕装置132の導出口162か
ら出る繊維をコンセントレートする。第１のサイクロン
264は、それに結合した導管262を介して繊維を収容す
る。
第１のサイクロン264の頂部で、過剰の空気を回収
し、必要に応じて、導管268を介して、（使用するとし
たら）第１のコンベヤーファンの上流位置にリサイクル
することができる。このような追加の空気は、第１のコ
ンベヤーファン260を介する繊維の輸送を容易にするの
に有益である。
デイスクリファイナー268は、必要とあらば、繊維の
さらなる分離（結び目の除去）を行うために使用するこ
とのできるファイバライザー120のもう一つの任意のコ
ンポーネントである。デイスクリファイナー268は、当
分野で公知のタイプのものであり、デイスクリファイナ
ー導入口270とデイスクリファイナー導出口272とを含
む。代表的なデイスクリファイナー268は、Sprout−bau
er,Incorporated of Machine,Pennsylvaniaによって製
造されたタイプDM36である。デイスクリファイナー268
を使用する場合、その導入口270は、導管274を介して、
第１のサイクロン264の導出口276に結合される。
要すれば、第２のコンベヤーファン278を使用して、
デイスクリファイナー268の下流で導管180を介して、繊
維の伝達を推進することができる。過剰の空気は、第１
のサイクロン264の頂部266から回収し、導管281を介し
て、第２のコンベヤーファン278のすぐ上流のテイー282
に導かれる。
ファイバライザー120のもう一つの任意のコンポーネ
ントは、導管284を介して、任意の第２のコンベヤーフ
ァイバライザー278から繊維を収容する毛羽発生器（flu
ff generator）290である。毛羽発生器は、以下および
米国特許継続出願セリアルNo.07/607,157に、詳細に説
明されている。
E. ドライヤー さらに図３を参照すると、本装置の好ましい実施態様
は、二つの逐次機能、すなわち、繊維からの残留水分の
除去および架橋剤の硬化を行うために利用されるドライ
ヤー112を有する。好ましくは、ドライヤー112は、例え
ば、毛羽発生器導出口304から、繊維を収容するため、
および、“フラッシュ乾燥”法を介して、繊維から残留
水分を除去するための乾燥ゾーン373と、架橋剤を硬化
させるための第２の乾燥ゾーン360、362とを含む。図３
において、硬化は、ゾーン360において始まり、ゾーン3
62を介して継続する。
図３の実施態様は、ゾーン373が導管372によって毛羽
発生器に結合し、また、典型的には、供給される天然ガ
ス376および新たな空気378の燃焼によって生成する加熱
された空気のソース374に供給することを示す。加熱さ
れた空気の温度は、乾燥ゾーン373の温度を約200℃〜約
315℃の範囲に維持するように制御される。繊維のアウ
トプットが乾燥ゾーン373に通過すると、繊維アウトプ
ットを含む湿潤繊維は、実質的即座にこのゾーンの高温
に暴露される。このように高温に迅速に暴露すると、繊
維に“フラッシュ乾燥”効果を与え、それにより、繊維
を、迅速、かつ、完全に、乾燥および分離させる。乾燥
ゾーン373を通る通過時間は、好ましくは、１秒未満で
ある。
図３の実施態様は、第１のゾーン360が、本体部分36
6、導入口368および第１のタワー導出口370によって構
成される第１のタワー364によって構成されることを示
す。ドライヤーゾーン373は、導管372を介して、毛羽発
生器290の導出口に結合している。
図３において、第１のタワー364は、好ましくは、導
管380を介して、下降チューブ382に結合し、これは、導
管384を介して、第２のタワー390の導入口388に位置す
る第３のコンベヤーファン386に結合することが示され
ている。第３のコンベヤーファン386は、ドライヤーを
介して、繊維を輸送し、繊維は、それによって、第２の
タワー390に通過する。繊維が第２のタワー390を通って
高く持ち上げられると、これらは、なお、約140℃〜約1
80℃の範囲の硬化温度に暴露され、これは、乾燥繊維を
焦がすことなく、架橋剤の硬化を行うに十分である。ロ
フチング（lofting）は、架橋反応が完了するまで、繊
維を分離したままとする。硬化温度は、繊維を処理する
ために使用される架橋物質のタイプに依存し、また、硬
化中、繊維を焦がさないようなレベルで硬化される。単
一工程のドライヤーも使用できることに注目する必要が
ある。
タワー390のドライヤー導出口に存在する乾燥および
硬化された繊維は、極低レベルのニト（nits）を有し、
ほとんど結び目を有しない。さらに、これらは、焦げ
（scorching）等により変色されず、マット14を含む繊
維のメジアン長さと実質的に代わらないメジアン繊維長
さを有する。
図３は、また、導管402を介してタワー390の導出口に
結合され、収集準備のためにそこを通過する繊維をコン
セントレートする機能を果たす従来仕様の第２のサイク
ロン400を示す。生成するコンセントレートされた繊維
は、当分野で公知の多数の収集装置のいずれか、例え
ば、繊維収集装置を使用して収集することができる。
実施例 26 理論的 本実施例において、不織布繊維質マットは、図３に概
略的に示した装置を使用して、架橋剤を含浸され、繊維
化され、乾燥され、硬化される。
南洋材クラフト木材パルプ繊維［Weyerhaeuser Compa
nyによって入手されるタイプNB316］であり、基本重量6
80g/m2を有する52インチ幅の２個のマットを装置に供給
した。ジメチロールジヒドロキシエチレンを濃度約５％
で使用して、マットを含浸し、スプレーノズルと含浸ロ
ーラとの組み合わせを使用して、各マットの両側に塗布
した。架橋剤の負荷レベルは、約4.5％w/wであった。
処理されたマットは、磨砕装置32に８メートル／分の
速度で供給された。本実施例で使用した具体的な磨砕装
置は、６個のマット導入口と、ロータの周囲に、上記記
載したように、16列のハンマーを有するロータを備えて
いた。ロータは、径30インチを有し、角速度1200rpmで
電気モータによって回転された。他のrpm速度も、ま
た、試験され、極めて高いrpm速度を有し、満足するも
のであることが証明された。
アウトプット磨砕装置から繊維のランダム試料が得ら
れ、ニトについて観測した。これらの試料は、2.6gであ
り、ニトを有する大部分の試料で、平均で３個より少な
いニトを有することが一貫して観測された。磨砕装置
は、清浄化のために16時間ごとに水でフラッシされた。
デイスクリファイナーは、磨砕装置の下流で使用し
た。この具体的なデイスクリファイナーは、前述したDM
36リファイナーであった。図７〜図９に記載したような
毛羽発生器も、デイスクリファイナーのこの下流で使用
した。本実施例におけるドライヤーインプットの温度
は、200℃〜315℃の範囲内であった。第２のタワーの導
出口における温度は、140℃〜180℃の範囲内であった。
導出口アウトプットにおける架橋された繊維は、約5000
ポンド／時の速度で生産された。本発明の粒子結合剤お
よび粒子は、硬化前、硬化後、または、硬化と同時に、
添加することができる。“結合剤の存在における硬化”
という用語は、結合剤含有粒子が硬化前または硬化と同
時に添加することができることを意味する。結合剤の存
在における硬化は、結合剤が繊維内架橋反応に関与でき
ないので、通常は、問題とはならず、結合剤は、硬化工
程によって影響を受けない。しかし、ある種の状況にお
いて、粒子上の結合剤は、また、共有繊維内架橋を形成
してもよい。ポリカルボン酸類（例えば、クエン酸）、
ポリオール類（例えば、プロピレングリコール）および
ポリアミン類（例えば、エチレンジアミン）は、架橋剤
として機能し、共有架橋の形成で、硬化工程中に消費さ
れるかも知れない。したがって、粒子上の結合剤材料
が、また、架橋剤である限られた場合において、硬化工
程で結合剤が架橋剤として消費されない工程を採用すべ
きである。架橋材料が結合剤の存在中で硬化しない時、
すなわち、結合剤含有粒子が硬化後に添加される時、共
有結合形成を抑制する工程を採用する必要はない。
XVII. 複合体吸収性製品 本発明に従い、吸収性構造物または物品は、繊維と接
着された粒状物とを有する繊維からなる。これらの物品
は、複合体構造物（例えば複数の材料製）である。例え
ば、物品は、複数のタイプの繊維、または繊維層のコア
を有し、被覆材料を有してもよく、または、被覆材料を
有せずともよい。これらの製品は、著しく多量の水およ
びその他の液体、例えば、尿およびその他の体液を吸収
することができる。このような製品としては、使い捨て
おむつ、衛生用ナプキン、失禁パッド（incontinent pa
ds）、タオル等が挙げられる。
図４〜図５は、その他の繊維とブレンドしたもしくは
ブレンドしない本発明の繊維から形成した吸収性パッド
構造物を示す。図４および図５は、熱型押したスクリー
ンパターンを有する吸収性パッド412を表す。パターン
を有しないパッドも使用可能である。被覆シート414お
よび背面シート416を有するパッドは、例えば、シート
から切り取った正方形の繊維ピースを対応する予備切断
シート上に置くことによって形成することができる。対
応する予備切断被覆シートは、背面シート上の繊維418
の頂部に置かれる。このアセンブリは、ついで、連続し
た縁420の周りを接着剤で接着される。
図６〜図７を参照すると、包帯の形態の吸収性構造物
が示されている。血液およびその他の体液を吸収するた
めに傷口に当てられる包帯430が示されている。吸収性
パッド440は、背面ストリップ436の外部またはパッド取
り付け表面に固定される。繊維441は、パッド内に含有
され、本発明に従い、粒子が繊維441に結合される。パ
ッド440をストリップ436表面434に固定するためには、
いずれかの適当な取り付けまたは固定手段が使用され
る。しかし、パッドが適所に接着されるように、表面が
接着剤で被覆されることが好ましい。接着剤の例として
は、エチレンビニルアセテート接着剤が挙げられる。背
面ストリップの表面全体が、従来の接着剤で被覆されて
いることが望ましい表面438は、また、傷を取り巻く皮
膚領域に固定される表面である。包帯が適用されるま
で、接着被覆およびパッド440を保護するために、従来
の“ピール−バック（peel−back）”タブを使用するこ
ともできる。このタイプの背面ストリップは、当分野で
周知である。
背面ストリップ436は、皮膚に適用するにに適当ない
ずれの公知の柔軟な材料であってもよい。ストリップ41
6は、傷口からの流体が包帯によって収容されるよう
に、液体の通過に対して不透過性の材料であることが好
ましい。しかし、ストリップ436は、治癒過程を促進す
るために、傷口に空気が到達するように、孔があけられ
るか呼吸可能であるのがよい。適当な背面ストリップ43
6の具体的な例は、ポリエチレンフィルムである。
記載したその他の構造物におけるように、抗微生物剤
およびその他の粒子の多様な組み合わせをこのような包
帯の繊維441に使用することができる。しかし、また、
粒子が水素結合または配位共有結合官能性を有すると、
粒子は、適所に接着固定され、これら粒子に結合される
繊維は、水素結合官能基を有し、結合剤は、ポリプロピ
レングリコール、ポリプロピレングリコール／ポリエチ
レングリコールコポリマー、ポリカルボン酸、例えば、
ポリアクリル酸、ポリ（ラクトン）ポリオール、例え
ば、ポリ（カプロラクトン）ジオール、ポリアミド、ポ
リアミン、ポリスルホン酸、および、これらの組み合わ
せからなる群から選択され、高分子結合剤は、各結合剤
繰り返し単位に水素結合官能基または配位共有結合形成
官能基を有する。非高分子結合剤としては、有機結合
剤、例えば、グリセリン、グリセリンモノエステル、グ
リセリンジエステル、アスコルビン酸、尿素、グリシ
ン、ペンタエリスリトール、モノサッカライドもしくは
ジサッカライド、クエン酸、酒石酸、タウリン、ジプロ
ピレングリコール、および尿素誘導体、例えば、DMDHEU
が挙げられる。適当なサッカライドとしては、グルコー
ス、シュクロース、ラクトース、リボース、フラクトー
ス、マンノース、アラビノースおよびエリスロースが挙
げられる。二つの異なる粒子、例えば、粒状形態におけ
る抗微生物剤、を同一の繊維に接着することもできる。
これとは別に、各々異なるタイプの抗微生物剤粒子また
はその他の粒子を別個に異なる繊維に接着することも可
能である。また、繊維のブレンドを吸収性構造物、例え
ば、パッド366に含ませることもできる。例えば、これ
らのブレンドは、接着された抗微生物剤（一以上の抗微
生物剤）粒子および接着された超吸収性粒子を有する繊
維；抗微生物剤粒子を有するかもしくは有しない接着さ
れた超吸収性粒子を有する繊維をブレンドした超吸収性
粒子を有しない一以上の望ましい抗微生物剤を有する繊
維；および、このような繊維の未処理繊維および／また
は超吸収性粒子もしくは抗微生物剤粒子を有しない結合
剤被覆繊維との組み合わせを含む。また、その他の粒
子、例えば、抗凝集剤または止血剤を繊維に結合するこ
ともできる。包帯430の吸収性パッドは、また、典型的
には、カバーシートを介して繊維441に液体を容易に通
過させるいずれかの材料、例えば、繊維の不織布繊維ウ
エブ、具体的には、レーヨン、ナイロン、ポリエステ
ル、プロピレンおよびこれらのブレンド製のカバーシー
トを含む。一つの特に好ましいカバーシート材料は、Sc
ottt Paper Company製の基本重量18g/m2を有する70％レ
ーヨン/30％ポリエステルブレンドである。
図８および図９は、接着された超吸収性粒状材料を有
する本発明の繊維によって構成されるコアを有する従来
の使い捨ておむつを示す。これらの粒状材料は、標的ゾ
ーン（例えば、参照符号556で示されるおむつの前方ま
たはまたあて部分）または標的ゾーンにおけるより重い
コンセントレート部分に限られる。これは、このような
ゾーンにおける本発明のエアレイ繊維によって達成され
る。また、コアは、結合剤を溶融するか標的ゾーンを水
で湿潤することによって再活性化される。超吸収性粒子
は、この湿潤ゾーンに散布されるかまたは塗布される。
ゾーンが乾燥すると、粒子は、適所に接着される。
XIX. 圧縮含浸 例えば、上記したような製品は、本発明の繊維のウエ
ブと同様、また、ウエブに対する圧力の外部付加によっ
て圧縮含浸することができる。ウエブは、60および90pl
i（カレンダープレスにおけるように，ポンド／リニア
インチ）でセットされた一連のカレンダーロールを通す
ことによって圧縮含浸され、それぞれ、密度の増大した
シートを生成する。圧縮含浸は、これとは別に、圧縮ロ
ールまたはプレスによっても生ずる。圧縮含浸は、好ま
しくは、密度約0.05〜約0.7g/cc、さらに好ましくは、
0.1〜0.3g/ccを有する生成物を生成するために行われ
る。
本発明のいくつかの結合剤を使用する圧縮含浸の例を
以下に示す。
実施例 27 本発明の製品は、いずれも、実験室パッドフォーマー
において、径６インチで、550g/平方メートルシートに
成形することができる。これらのパッドは、ついで、60
および90pliで、一連のカレンダーロールのセットを通
り、それぞれ、密度0.3および0.5g/ccを有するシートを
生成する。
実施例 28 ポリプロピレングリコール5gを脱イオン水5gで希釈す
る。得られた溶液は、IM1000F［Hoechst−Celanese,of
Portsmuth,Virginia］438gに噴霧される。結合剤含有粒
子は、ついで、ブレンダー様混合装置に搬入される繊維
内架橋セルロース毛羽［Weyhaeuser Company of Tacom
a,WAから市販されているHBA］321gに加えられる。得ら
えた混合物は、ついで、ブレンダーからバキュームさ
れ、カウンター上に広げて、一晩、乾燥される。径６イ
ンチの550g/平方メートルのハンドシートが、実験室パ
ッドフォーマー中で製造される。これらのパッドは、つ
いで、2000および3000psi（またはカレンダーロールに
おいて、60および90pli）でプレスされ、それぞれ、圧
縮含浸シートを生成する。
XX. 粒状物結合 図10は、本発明の結合剤によってそれに結合されたSA
P粒子602を有する孤立した拡大セルロース繊維を示す。
この図は、その個々の粒状形態を保持し、繊維に結合す
るSAPの例を示す。いくつかの粒子対粒子融合は、本発
明に従い生成するが、個々の粒状形態の保持は、粒子が
それらの粒状特性を失う完全に融合したフィルムの形成
を除外する。このような融合したフィルムは、繊維に対
して有効な液体の吸収を妨げるゲルブロックを生成す
る。
図示された繊維600は、細長く、態様比（長さ対幅
比）約10:1〜5:1、好ましくは、約10:1を有する。
図11は、パッド606の深さ604全体に実質的に均一に分
布した粒子602を示す。粒子は、また、パッドの全表面
に接着するように図示されている。粒子は、本発明に従
い、パッド全体のいずれかの所望されるパターンで分布
してもよく、必ずしも、マットの全表面に接着したり、
または、全体積に分布したり、あるいは、均一に分布し
たりする必要はない。
図10〜図11から理解されるように、粒子は、結合剤に
よって封入されることはなく、代わりに、粒子と繊維と
の間の界面で、繊維に、化学的に結合または融合され
る。本発明の粒子および繊維は、結合剤で封入されてい
ない。そのうえ、結合剤は、繊維を互いに凝集せず、多
くの実施態様において、繊維を相互に結合しない。別個
の個々の粒子は、繊維および粒子の周りの熱可塑性の容
器（encasement）に包含される代わりに、繊維の表面上
でそれらの特性を保持する。
XXI. 繊維混合物 本発明の繊維、例えば、参照符号600の繊維は、その
他のタイプの繊維、例えば、米国特許No.5,057,166に開
示されている繊維と混合することができる。前記特許の
ラテックス被覆繊維は、本発明の繊維と混合して、両タ
イプの繊維の特性を有する吸収性製品を生成することが
できる。
XXII. 追加の結合剤特性 米国特許No.3,903,889は、シロップ、蜂蜜およびその
他のポリサッカライド、例えば、デキストリンを使用し
て、吸収性粒子をパルプ繊維に接着させる方法を開示し
ている。これら接着剤の必須の要件は、これらが永久的
に柔軟であるが、もろいフィルムに凝固しない性質を有
することを必要とする。本発明の結合剤は、対照的に、
堅固な結晶性材料に固化した後、結合剤として機能する
ことができる。固体に凝固しない本発明の結合剤でさ
え、非常に吸湿性であり、全水含量15％以下または12％
さえも有する繊維上に存在することができる。これは、
接着剤、例えば、米国特許No.3,903,889に開示された吸
湿性でなく、蜂蜜およびコーンシロップと対照的であ
る。ポリサッカライド（例えば、コーンシロップ、蜂蜜
およびデキストリン）は、乾燥しても粘着性であるの
で、本発明のいくつかの実施態様から結合剤として除外
される。粘着性結合剤は、結合剤処理粒子の処理および
取り扱いを困難とする。ポリサッカライドポリマー類
は、また、本発明の結合剤の高分子実施態様から除外さ
れる。そのうえ、非高分子サッカライド、例えば、モノ
サッカライドおよびジサッカライドは、ポリサッカライ
ド、例えば、コーンシロップおよび蜂蜜の高粘度および
粘着性接着物理的性質のいくつかを欠く。本発明の非高
分子サッカライドは、固体であってもよく、これは、粘
性がなく、コーンシロップおよび蜂蜜に付随する取り扱
い上の問題がない。
本出願において使用されように、水に可溶な粒子は、
25℃で、水300mlに少なくとも粒子10gが溶解する。結合
剤に限られただけ可溶な粒子は、25℃で結合剤300mlに
粒子約5g以下が完全に溶解する。
本発明の結合剤のいくつかは、また、水にも可溶であ
る。水に可溶な結合剤は、25℃で結合剤少なくとも10g
が完全に溶解する。
本発明の結合剤は、繊維表面に残ることなく、繊維に
侵入する。
結合剤を粒子に塗布することによって、繊維の性質
は、結合剤によって極わずかしか影響を受けない。何故
ならば、結合剤は、粒子と繊維との間の接触領域に実質
的に限定されるからである。また、粒子を繊維に接着す
るために必要とされる結合剤の量は、結合剤を繊維に適
用すれば、必要とされる量よりも実質的に少なくなる。
例えば、0.1％結合剤を粒子に適用した時にさえ、強力
な結合が存在する。
本発明の原理を多くの好ましい実施態様に例示し説明
したので、当業者であれば、このような原理から逸脱す
ることなく、本発明を整然、かつ、詳細に、変更、変形
できることは明らかであろう。我々は、以下の請求の範
囲に記載した精神および範囲内において生ずる変更、変
形を全て特許請求するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ９３１，２７７ (32)優先日 平成４年８月17日(1992．8．17) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ９３１，２７８ (32)優先日 平成４年８月17日(1992．8．17) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ９３１，２７９ (32)優先日 平成４年８月17日(1992．8．17) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ９３１，２８４ (32)優先日 平成４年８月17日(1992．8．17) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (72)発明者 ヤング，リチャード・エイチ・シニア アメリカ合衆国ワシントン州98059，レ ントン，サウスイースト，ワンハンドレ ッドフォーティセヴンス・プレース 13910 (56)参考文献 特開 平４−214735（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−246403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−37018（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−73051（ＪＰ，Ａ) 特表 平４−503222（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−500271（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61F 13/00 - 13/84

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】水素結合官能部位を有する繊維質材料に結
    合させるための、結合剤で処理された粒子であって、 水素結合官能部位又は配位共有結合官能部位の少なくと
    も１つの官能部位を有する超吸収性粒子；及び 水よりも低い揮発度を有しそして結合剤分子を含む非高
    分子結合剤、その結合剤分子は、前記超吸収性粒子と水
    素結合又は配位共有結合を形成することのできる少なく
    とも１つの官能基、及び前記繊維質材料と水素結合を形
    成することのできる少なくとも１つの官能基を有し、そ
    の官能基は、カルボキシル、カルボキシレート、カルボ
    ニル、スルホン酸、スルホネート、リン酸、ホスフェー
    ト、アミド、アミン及びそれらの組み合わせから成る群
    から選択され、その結合剤は、前記超吸収性粒子の重量
    に対して0.03％〜5.0重量％の量で前記超吸収性粒子の
    表面に存在する、 を含んで成る、前記の、結合剤で処理された粒子。
  2. 【請求項２】水素結合官能部位を有する繊維に結合させ
    るための、結合剤で処理された粒子であって、 水素結合官能部位又は配位共有結合官能部位を有する超
    吸収性粒子；及び 水よりも低い揮発度を有する結合剤、その結合剤は、ま
    た前記繊維と水素結合を形成することのできる少なくと
    も１つの官能基、及び前記超吸収性粒子と水素結合又は
    配位共有結合を形成する少なくとも１つの官能基を有
    し、その結合剤は、乳酸、プロピレングリコール、ジプ
    ロピレングリコール、エチレングリコール、2,3−ブタ
    ンジオール及びトリメチレングリコールから成る群から
    選択される、 を含んで成る、前記の、結合剤で処理された粒子。
  3. 【請求項３】結合剤が、前記粒子の重量に対して3.0％
    未満〜0.01％の量で存在する、請求項２記載の結合剤で
    処理された粒子。
  4. 【請求項４】水素結合官能部位を有する繊維に結合させ
    るための、結合剤で処理された粒子であって、 水素結合官能部位又は配位共有結合官能部位を有する超
    吸収性粒子；及び 水よりも低い揮発度を有する結合剤、その結合剤は、ま
    た前記繊維と水素結合を形成することのできる少なくと
    も１つの官能基、及び前記超吸収性粒子と水素結合又は
    配位共有結合を形成する少なくとも１つの官能基を有
    し、その結合剤は、ジオールでありそして前記超吸収性
    粒子の重量に対して0.03％〜５％の量で存在する、 を含んで成る、前記の、結合剤で処理された粒子。
  5. 【請求項５】前記結合剤が、前記粒子の重量に対して3.
    0％未満〜0.1％の量で存在する、請求項４記載の結合剤
    で処理された粒子。
  6. 【請求項６】前記ジオールが、プロピレングリコール、
    トリメチレングリコール、2,3−ブタンジオール又はエ
    チレングリコールである、請求項４又は５いずれか記載
    の結合剤で処理された粒子。
  7. 【請求項７】水素結合官能性を有する木材パルプ繊維； 水素結合又は配位共有結合形成官能性を有する超吸収性
    粒子； 水より低い揮発度を有しそして結合剤分子を含む非高分
    子結合剤、その結合剤分子は、前記超吸収性粒子と水素
    結合又は配位共有結合を形成することのできる少なくと
    も１つの官能基、及び木材パルプ繊維と水素結合を形成
    することのできる少なくとも１つの官能基を有し、その
    官能基は、カルボキシル、カルボキシレート、カルボニ
    ル、スルホン酸、スルホネート、ヒドロキシル、リン
    酸、ホスフェート、アミド、アミン及びそれらの組み合
    わせから成る群から選択される、 を含んで成る繊維質製品であって、その結合剤が、主と
    して、前記超吸収性粒子の重量に対して0.03〜5.0重量
    ％の量で前記粒子に塗布され、そして粒子の形の前記粒
    子が、結合剤により木材パルプ繊維に結合される、繊維
    質製品。
  8. 【請求項８】水素結合官能性を有する木材パルプ繊維； 水素結合又は配位共有結合形成官能性を有する超吸収性
    粒子； 水よりも低い揮発度を有する結合剤、その結合剤は、ま
    た前記木材パルプ繊維と水素結合を形成することのでき
    る少なくとも１つの官能基、及び前記超吸収性粒子と水
    素結合又は配位共有結合を形成する少なくとも１つの官
    能基を有し、その結合剤は、乳酸、プロピレングリコー
    ル、ジプロピレングリコール、エチレングリコール、2,
    3−ブタンジオール及びトリメチレングリコールから成
    る群から選択され、その結合剤は、前記粒子の重量に対
    して0.03〜5.0重量％の量で前記粒子に主に塗布され、
    そして粒状の形の前記粒子を前記木材パルプ繊維に結合
    する、 を含んで成る、繊維質製品。
  9. 【請求項９】前記結合剤が、プロピレングリコール、ト
    リメチレングリコール、2,3−ブタンジオール又はエチ
    レングリコールである、請求項８記載の繊維質製品。
  10. 【請求項１０】水素結合官能性を有する木材パルプ繊
    維； 水素結合又は配位共有結合形成官能性を有する超吸収性
    粒子； 水よりも低い揮発度を有する結合剤、その結合剤は、ま
    た前記木材パルプ繊維と水素結合を形成することのでき
    る少なくとも１つの官能基、及び前記超吸収性粒子と水
    素結合又は配位共有結合を形成する少なくとも１つの官
    能基を有し、その結合剤は、ジオールでありそして前記
    粒子の重量に対して0.03％〜5.0％の量で前記粒子に主
    に塗布され、そして粒状の前記粒子を前記木材パルプ繊
    維に結合する、 を含んで成る、繊維質製品。
  11. 【請求項１１】前記結合剤が乳酸である請求項８記載の
    繊維質製品。
  12. 【請求項１２】前記結合剤が、前記粒子の重量に対して
    0.01〜3.0重量％の量で前記粒子の表面上に存在する請
    求項１記載の結合剤で処理された粒子。
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