JP2001505260A - 改良された強度特性を持つ吸収体構造の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 親水性繊維及び超吸収体材料の粒子を含有する吸収体構造の製造方法であって、繊維及び超吸収体粒子からエアレイ構造を形成することを含む製造方法。エアレイ構造の少なくとも一部分が湿潤された領域内の構造の総重量で計算して少なくとも１５％の湿潤された領域の含水率まで湿潤され、その後、構造は多くとも１２％の含水率まで乾燥される。湿潤処理は吸収体構造の引張強さを改良する。構造中の液体分散性も改良される。

Description

【発明の詳細な説明】 改良された強度特性を持つ吸収体構造の製造方法 発明の属する分野 本発明は親水性繊維及び超吸収体材料の粒子を含有するエアレイ吸収体構造の 製造方法に関する。かかる吸収体構造はおむつ、失禁ガード、衛生ナプキン及び それらの類似物品の如き衛生物品において用いられる。 背景技術の説明 一度の使用のみを意図される上述の種類の衛生物品中の吸収体構造は通常はセ ルロース毛羽パルプである親水性繊維の一以上の層から通常なる。構造は自身の 重量の何倍もの水又は体液を吸収することのできるポリマーである、いわゆる超 吸収体をもしばしば含む。かかる吸収体構造は柔軟であり、快適に着用すること ができ、しかも高い吸収能力を持つ。 これらの既知の吸収体構造の一つの欠点はそれらの比較的低い強度特性、特に 引張強さである。それは問題の衛生物品の製造の様々なステップにおいて及び前 記物品の使用中にも問題をしばしば生じ得る。かかる吸収体構造の強度及び構造 上の凝集性を増大させるための様々な試みがなされている。とりわけ熱可塑性合 成繊維を混入して続いて吸収体構造を加熱することが行われている（例えばＵＳ ４５９０１１４参照）。熱可塑性繊維は融解され、改良された強度特性を持つ より凝集した構造の形成に寄与する。この方法の欠点は熱可塑性繊維が比較的高 価であるごと及びこのいわゆる熱接着が吸収特性に与えるネガティブな影響であ る。 比較的高い引張強さのウェットレイ（wet-laid）吸収体構造の製造方法は例え ばＵＳ ４５５１１４２に開示されている。この方法はセルロース繊維及び超吸 収体粒子の水性分散液を準備し、この分散液をウェットレイシートヘ形成し、そ れを次に脱水し、乾燥し、そして所望の密度に圧縮する。この方法に必要な手段 及び設備はエアレイ（air-laying）法において通常適用されるものとは全く異な る。エアレイ法においては梱包又はシート形状のセルロースパルプが乾燥状態で 引き裂かれていわゆる毛羽パルプを形成し、そしてエアレイされて超吸収体粒子 と共にパルプマットを形成する。 ＵＳ ５１６５６９は４０−８５％の超吸収体粒子を含む吸収体複合材料が超 吸収体粒子を複合材料中に結合させるために１５−３０％の含水率まで湿潤され ることを開示する。 発明の目的及び最も重要な特徴 本発明の目的はエアレイ法によって形成されかつかなり改良された強度特性を 持つ吸収体構造の製造方法を提供することである。この目的は本発明によれば構 造の総重量で計算して少なくとも１５％、好ましくは少なくとも２０％、より好 ましくは少なくとも３５％の含水率までエアレイ構造を湿潤させ、その後で多く とも１２％、好ましくは多くとも１０％の含水率まで構造を乾燥させることによ って達成される。 吸収体構造が高含水率まで湿潤される場合、水は構造を乾燥させるに先立って 構造から押し出されてもよい。 構造は蒸留水又は脱イオン水で湿潤されることが好ましい。 本発明の方法はより良い強度を得るためには構造の特定の部分を湿潤させるだ けで十分であるため融通のきくものである。例えば構造は好適な湿潤パターン（ 例えばストリップパターンまたは網目パターン）で湿潤させることができる。構 造の異なる部分が相互に異なる単位面積当たり重量を持つ分布構造の場合、単位 面積当たり最低の重量、従って最低の強度を持つ部分のみを湿潤させることが好 適であろう。 図面の簡単な説明 図１は超吸収体粒子を含有する毛羽パルプ構造の電子顕微鏡写真である。 図２は本発明に従って処理された対応する構造の対応する写真である。 発明の詳細な説明 吸収体構造は従来のエアレイ法（例えばＥＰ ０１２２０４２を参照）によっ て形成される。それによればセルロースパルプは乾燥状態で引き裂かれてセルロ ース毛羽パルプにされ、このパルプと超吸収体粒子の混合物はエアレイされてウ エブを形成するか又はいわゆるマット形成ホイール（mat-forming wheel）で型 にエアレイされて吸収体構造を形成する。超吸収体粒子はパルプ繊維に添加され る代わりにパルプ層の間の層として適用されてもよい。一つの層を他の層の上に 置くことによって二つ以上の層を形成することも可能である。これらの層は液体 取得、液体分散、及び液体貯蔵特性の如き所望の特性を吸収体構造に付与するた め、相互に異なる割合の超吸収体、異なるタイプのパルプ繊維及び／又は超吸収 体を含んでいてもよい。かかる吸収体構造の構築は当該技術分野においては周知 であるので、ここでは詳細には記述しない。 セルロース繊維は化学パルプ、機械パルプ、サーモメカニカルパルプ、又はケ ミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）からなっていてもよい。化学的に架橋さ れたセルロースの繊維も用いることができる。他のタイプの親水性繊維は再生セ ルロース（ビスコール）、ポリエステル、及び親水性化剤で処理された疎水性繊 維である。 様々なタイプの超吸収体を用いることができる。これらの超吸収体の共通の特 徴はそれらが自身の重量の何倍もに相当する量の水又は体液を吸収しかつ結合す ることができるポリマーであるということである。この目的に用いることができ るポリマーの例はポリアクリレート、アルギネート、セルロース誘導体、スター チ誘導体の如きポリサッカライド、及びそれらのコポリマー及びグラフト重合体 である。 超吸収体粒子は湿潤前の構造の総重量で計算して少なくとも３％、好ましくは 少なくとも５％、及び多くとも８０％、好ましくは多くとも７０％、より好まし くは多くども３５％の超吸収体粒子に相当する量で存在することが好ましい。 エアレイ吸収体構造は構造の総重量で計算して少なくとも１５％、好ましくは 少なくとも２０％、より好ましくは少なくとも３５％の含水率まで湿潤される領 域においで水で湿潤される。ここで用いられる「湿潤」という用語は湿潤された 領域中の飽和含水率まで水で構造を湿潤させることをも含む。用いられる水は構 造を湿潤させて乾燥させる際に超吸収体の吸収性に影響をおよぼす可能性が最も 少ない蒸留水又は脱イオン水であることが好ましいであろう。 構造全体が湿潤されてもよいし、又は前記構造の一部分のみが湿潤されてもよ い。例えば、構造は縦方向に延長する又は横方向に延長するストリップで、網目 パターンで、又は好適であると判断される他のパターンで湿潤されてもよい。構 造の異なる部分が異なる単位面積当たり重量を持つ分布外観を持つ吸収体構造の 場合には、単位面積当たり最低の重量を持ち従って最も弱い部分のみを湿潤させ ることが好適であろう。 構造はその後、構造の総重量で計算して多くとも１２％、好ましくは多くとも １０％の含水率まで好適な方法で乾燥される。液体の一部分は構造を乾燥させる のに先立って前記構造から機械的に押し出されてもよい。これは過剰量の液体が 構造を湿潤させるのに用いられた場合には好適であろう。吸収体構造は少なくと も１分の時間以上湿潤されることが好ましいであろう。これは超吸収体粒子が液 体を吸収して膨潤することを可能にする。超吸収体粒子の膨潤の結果、超吸収体 とパルプ繊維との間に一定の接着が生じる。そして膨潤した超吸収体が繊維構造 中で結合剤として機能し、それは前記構造の強度を増大させる。図１及び２から 明らかな通り、超吸収体粒子は処理後それらの元の粒子形状を保持しておらず、 代わりに繊維に沿って及び繊維間に潜んでいる（”creep”）。 乾燥後、構造は所望の密度、好ましくは０．０６−０．３ｇ／ｃｍ³に圧縮さ れることができる。かく製造された吸収体構造の引張強さは湿潤処理に供されな かつた対応する構造の引張強さよりもずっと高い。 吸収体構造はおむつ、失禁ガード、衛生ナプキン、及びそれらの類似物品の如 き吸収物品中に吸収体として組み入れることができる。そこでは吸収体構造は不 織布材料又は穿孔プラスチックフィルムを含むことが好適である液体透過性トッ プシートどプラスチックフィルム（例えばポリエチレンフィルム）から通常は構 成される液体不透性バックシートとの間に通常は包囲される。特定の場合には多 孔質詰綿又は不織布材料の形状の液体取得材料がトップシート材料と吸収体との 間に配置されてもよい。吸収物品は物品を着用者の体に適合させる弾性手段を与 えられてもよい。 かかる湿潤処理が吸収体構造の特性にどのような影響を与えるかを発見する意 図で、以下のパルプ/超吸収体混合物で試験が行われた： Ａ）ＳＴＯＲＡ ＣＴＭＰ＋７％超吸収体ＩＭ ７１００（Hoechst製） Ｃ）Weyerhaeuser NB ４１６（化学パルプ）＋３０％超吸収体ＩＭ ７１００ Ｄ）化学パルプ（２００ｇ／ｍ²）＋６０％超吸収体ＩＭ ７１００ ５０×１００ｍｍの大きさでありかつパルプ繊維及び超吸収体粒子の混合物を 含有するサンプル体が打ち抜かれた。サンプルは６ｃｍ³／ｇ（密度０．１７ｇ ／ｃｍ³）の嵩値（bulk value）に圧縮され、その後、２４時間状態調整された 。サンプルの引張密度はInstron装置で測定された。次にサンプル体は脱イオン 水で湿潤され、続いて飽和され、その後５０℃で１０−１４時間乾燥された。サ ンプルは状.態調整され、嵩は６ｃｍ³／ｇ（密度Ｏ０１７ｇ／ｃｍ³）に調整さ れた。サンプルの引張強さは上述したのと同じ方法で測定された。得られた結果 は以下の表に与えられている。 表 １ 処理前及び処理後のサンプルの引張強さ 測定値は７回の測定過程の平均値である。 処理の結果、引張強さが様々な度合いで増加したことがわかる。 実施例Ｄのように化学パルプが超吸収体粒子を極めて高い含有率で持つ場合、 引張強さは低い。引張強さは処理を受けると増大する。しかし、引張強さは３０ ％の超吸収体しか含まない他の処理された化学パルプの強さと比較するとなおも 低い。 処理によって吸収特性がどのように影響を受けるかを発見する意図で吸収量及 び分散距離に関して測定が行われた。測定は以下の方法によつて行われた： サンプルは一部分が水平で一部分が６０°に傾斜した試験装置に置かれ、無限 源（“infinite”source）からの自己吸引原理によって液体を吸収させた。一定 時間（吸収時間）後、液体が分散した範囲が測定された（分散距離）。吸収され た液体の量（吸収量）も秤りの助けを借りて測定された。 次にサンプルは液体中に置かれ、自由に吸収させた。その後、サンプルは格子 の上に置かれ、７．０ｋｇの重量が５分間加重された。サンプルは計量され、加 重下での自由吸収量を与えた。かく得られた測定値は以下の式に従ってサンプル の利用率ポテンシャル（利用度）の測定の計算に用いることができる： 結果は以下の表２に与えられている。 表 ２ 処理前及び処理後のサンプルの吸収特性 測定値は３回の測定過程の平均測定値である。 これらの測定値から処理後に分散距離が増大し、かつ利用度が高くなったこと がわかる。他方、サンプルの加重後、わずかに低い自由吸収量が得られた。それ は液体を吸収する超吸収体の能力が処理の結果そこなわれたためであると推察さ れる。しかし、これは改良された分散距離によって補償され、それ故吸収量は処 理の前後でほぼ同量であった。 パルプが約５０％以上の超吸収体の高含有率を持つ場合、分散距離は超吸収体 を低含有率で持つパルプほどは増大しない。利用率ポテンシャルも同様に増大し ない。これは分散距離及び利用率ポテンシャルの両方が処理によって実質的に変 化しないままである実施例Ｄによって示された。 従って６０％以下、特に５０％以下の超吸収体含有率が好ましく、４０又は３ ５％以下の含有率が最も好ましい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１０月１７日（１９９８．１０．１７） 【補正内容】 比較的高い引張強さのウェットレイ（wet-laid）吸収体構造の製造方法は例え ばＵＳ ４５５１１４２に開示されている。この方法はセルロース繊維及び超吸 収体粒子の水性分散液を準備し、この分散液をウェットレイシートへ形成し、そ れを次に脱水し、乾燥し、そして所望の密度に圧縮する。この方法に必要な手段 及び設備はエアレイ（air-laying）法において通常適用されるものとは全く異な る。エアレイ法においては梱包又はシート形状のセルロースパルプが乾燥状態で 引き裂かれていわゆる毛羽パルプを形成し、そしてエアレイされて超吸収体粒子 と共にパルプマットを形成する。 ＵＳ ５５１６５６９は４０−８５％の超吸収体粒子を含む吸収体複合材料が 超吸収体粒子を複合材料中に結合させるために１５−３０％の含水率まで湿潤さ れることを開示する。 発明の目的及び最も重要な特徴 本発明の目的はエアレイ法によって形成されかつかなり改良された強度特性を 持つ吸収体構造の製造方法を提供することである。この目的は本発明によれば構 造の総重量で計算して少なくとも１５％、好ましくは少なくとも２０％、より好 ましくは少なくとも３５％の含水率までエアレイ構造を湿潤させ、その後で多く とも１２％、好ましくは多くとも１０％の含水率まで構造を乾燥させることによ って達成される。 吸収体構造が高含水率まで湿潤される場合、水は構造を乾燥させるに先立って 構造から押し出されてもよい。 構造は蒸留水又は脱イオン水で湿潤されることが好ましい。 本発明の方法はより良い強度を得るためには構造の特定の部分を湿潤させるだ けで十分であるため融通のきくものである。例えば構造は好適な湿潤パターン（ 例えばストリップパターンまたは網目パターン）で湿潤されることができる。構 造の異なる部分が相互に異なる単位面積当たり重量を持つ分布構造の場合、単位 面積当たり最低の重量、従って最低の強度を持つ部分のみを湿潤させることが好 適であろう。 請求の範囲 1. 親水性繊維及び超吸収体材料の粒子を含有する吸収体構造の製造方法であ って、前記方法が繊維及び超吸収体粒子のエアレイ構造を形成することを含む場 合においで、湿潤される領域内の構造の総重量で計算して少なくとも１５％、好 ましくは少なくとも２０％、より好ましくは少なくとも３５％の湿潤される領域 中の含水率まで前記エアレイ構造の少なくとも一部分を湿潤させ、その後で多く とも１２％、好ましくは多くとも１０％の含水率まで構造を乾燥させること（た だし構造は湿潤前の構造の総重量で計算して３−３５％の超吸収体粒子を含有す る）を特徴とする方法。 2. 吸収体構造が湿潤前の構造の総重量で計算して少なくとも５％の超吸収体 粒子を含むことを特徴とする請求の範囲１の方法。 3. 構造を蒸留水又は脱イオン水で湿潤させることを特徴とする請求の範囲１ 又は２の方法。 4. 湿潤された構造を乾燥させるのに先立って前記構造から水を押し出すこと を特徴とする請求の範囲１−３のいずれかの方法。 5. 構造の特定の部分のみを湿潤させることを特徴とする請求の範囲１−４の 方法。 6. 構造の総引張強さを増大させるようなパターンで又は構造のそのような部 分内で構造を湿潤させることを特徴とする請求の範囲５の方法。 7. 請求の範囲１−６のいずれかの方法によって得られた吸収体構造を含有す ることを特徴とするおむつ、失禁ガード、衛生ナプキン、又はそれらの類似物品 の如き吸収物品。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ３２Ｂ 5/30 Ａ６１Ｆ 13/18 ３０７Ｚ Ｄ０４Ｈ 1/72 Ａ４１Ｂ 13/02 Ｄ Ｄ０６Ｍ 15/00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 親水性繊維及び超吸収体材料の粒子を含有する吸収体構造の製造方法であ って、前記方法が繊維及び超吸収体粒子のエアレイ構造を形成することを含む場 合において、湿潤される領域内の構造の総重量で計算して少なくとも１５％、好 ましくは少なくとも２０％、より好ましくは少なくとも３５％の湿潤される領域 中の含水率まで前記エアレイ構造の少なくとも一部分を湿潤させ、その後で多く とも１２％、好ましくは多くとも１０％の含水率まで構造を乾燥させることを特 徴とする方法。 2. 吸収体構造が湿潤前の構造の総重量で計算して３−８０％、好ましくは５ −７０％、より好ましくは５−３５％の超吸収体粒子を含有することを特徴とす る請求の範囲１の方法。 3. 構造を蒸留水又は脱イオン水で湿潤させることを特徴とする請求の範囲１ 又は２の方法。 4. 湿潤された構造を乾燥させるのに先立って前記構造から水を押し出すこと を特徴とする請求の範囲１−３のいずれかの方法。 5. 構造の特定の部分のみを湿潤させることを特徴とする請求の範囲１−４の 方法。 6. 構造の総引張強さを増大させるようなパターンで又は構造のそのような部 分内で構造を湿潤させることを特徴とする請求の範囲５の方法。 7. 請求の範囲１−６のいずれかの吸収体構造を含有することを特徴とするお むつ、失禁ガード、衛生ナプキン、又はそれらの類似物品の如き吸収物品。