JP2001524621A5

JP2001524621A5 -

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Publication number: JP2001524621A5
Application number: JP2000522317A
Authority: JP
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2018-11-24

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】使用時の湿り引っ張り強さが少なくとも１００ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）であり、廃棄時の湿り引っ張り強さが３０ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）以下であり、繊維、塩、およびポリマーを含み、該ポリマーが：
ポリビニルアルコールと、単置換若しくは多置換又は無置換のＣ _１ −Ｃ _８アルデヒドとを反応させた縮合生成物であるか；或いは
式（Ｉ）の構造を有する
ことを特徴とする、水に流せる繊維状構造体。
【化１】

ここで：
（ａ）ｘ≧１；
（ｂ）ｙ≧１；
（ｃ）Ｒ ^１とＲ ^２とは独立に、水素原子とＣ _１ −Ｃ _６アルキルとから選ばれ；
（ｄ）（ｉ）Ｒ ^３は−Ｎ(Ｒ ^４ )(Ｒ ^５ )であり、ここでＲ ^４とＲ ^５とは独立に、水素原子、Ｃ _１ −Ｃ _６アルキル、及びアリールから選ばれるか；又は
（ｉｉ）Ｒ ^３は-Ｏ-(-ＣＨ _２ -) _ｚ -Ｎ(Ｒ ^６ )(Ｒ ^７ )であり、ここで、Ｚは２から４、そしてＲ ^６とＲ ^７とは独立に、水素原子、Ｃ _１ −Ｃ _６アルキル、及びアリールから選ばれる。
【請求項２】使用時の湿り引っ張り強さが少なくとも２００ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）であることを特徴とする、請求項１に記載の水に流せる繊維状構造体。
【請求項３】廃棄時の湿り引っ張り強さが２５ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の水に流せる繊維状構造体。
【請求項４】繊維、塩、及び、ポリビニルアルコールと単置換若しくは多置換又は無置換のＣ_１−Ｃ_８アルデヒドとを反応させた縮合生成物であるポリマーを含む、水に流せる繊維状構造体。
【請求項５】反応してポリマーを形成するポリビニルアルコールの縮合前の加水分解度が少なくとも９５％であり、該ポリマーが、該ポリビニルアルコール原料のヒドロキシ基の少なくとも８％が縮合したものであることを特徴とする、請求項４に記載の水に流せる繊維状構造体。
【請求項６】繊維、塩、及び、式（Ｉ）の構造を有するポリマーを含む、水に流せる繊維状構造体。
【化２】

ここで：
（ａ）ｘ≧１；
（ｂ）ｙ≧１；
（ｃ）Ｒ^１とＲ^２とは独立に、水素原子とＣ_１−Ｃ_３アルキルとから選ばれ；
（ｄ）（ｉ）Ｒ^３は−Ｎ(Ｒ^４)(Ｒ^５)であり、ここでＲ^４とＲ^５とは独立に、水素原子、Ｃ_１−Ｃ_６アルキル、及びアリールから選ばれるか；又は
（ｉｉ）Ｒ^３は-Ｏ-(-ＣＨ_２-)_ｚ-Ｎ(Ｒ^６)(Ｒ^７)であり、ここで、Ｚは２から４、そしてＲ^６とＲ^７とは独立に、水素原子、Ｃ_１−Ｃ_６アルキル、及びアリールから選ばれる。
【請求項７】（ａ）Ｒ^３は−Ｎ(Ｒ^４)(Ｒ^５)であり、ここでＲ^４は水素原子又はＣ_１−Ｃ_４アルキルで、Ｒ^５がＣ_１−Ｃ_４アルキル；又は
（ｂ）Ｒ^３は-Ｏ-(-ＣＨ_２-)_ｚ-Ｎ(Ｒ^６)(Ｒ^７)であり、ここでＺは２又は３、Ｒ^６は水素原子又はＣ_１−Ｃ_３アルキルで、Ｒ^７はＣ_１−Ｃ_３アルキルである
ことを特徴とする、請求項６に記載の水に流せる繊維状構造体。
【請求項８】Ａ．液体透過性のトップシート；
Ｂ．液体不透過性のバックシート；及び
Ｃ．トップシートとバックシートとの間に位置する吸収性コア
を含む使い捨て吸収体であって、トップシートＡが請求項１〜７のいずれかに記載の水に流せる繊維状構造体を含むことを特徴とする、使い捨て可能な吸収体。
【請求項９】使用時の湿り引っ張り強さが少なくとも１００ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）で、廃棄時の湿り引っ張り強さが３０ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）以下の、水に流せる繊維状構造体の製造方法であって：
（ａ）（ｉ）繊維と、（ｉｉ）式（Ｉ）の構造を有するポリマーを含む第一の液とを用意し；
【化３】

ここで：
（ａ）ｘ≧１；
（ｂ）ｙ≧１；
（ｃ）Ｒ^１とＲ^２とは独立に、水素原子とＣ_１−Ｃ_６アルキルとから選ばれ；
（ｄ）（ｉ）Ｒ^３は−Ｎ(Ｒ^４)(Ｒ^５)であり、ここでＲ^４及びＲ^５は独立に、水素原子、Ｃ_１−Ｃ_６アルキル、及びアリールから選ばれるか；又は
（ｉｉ）Ｒ^３は-Ｏ-(-ＣＨ_２-)_ｚ-Ｎ(Ｒ^６)(Ｒ^７)であり、ここで、Ｚは２から４、そしてＲ^６及びＲ^７は独立に、水素原子、Ｃ_１−Ｃ_６アルキル、及びアリールから選ばれ；
（ｂ）繊維を第一の液と接触させ；
（ｃ）実質的に繊維から水性媒体を除去して繊維／ポリマー混合体を得；
（ｄ）繊維／ポリマー混合体を、塩を含む第二の溶液に接触させる
ことを含む、方法。

【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、使用時の湿り引っ張り強さが少なくとも約１００ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）で、廃棄時の湿り引っ張り強さが約３０ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）以下である水に流せる繊維状構造体に関する。本発明は、特に、所望の使用時と廃棄時の湿り引っ張り強さを発現させるためポリマーと塩を含むバインダーを含む水に流せる繊維状構造体に関する。本発明で使用されるポリマーは塩と一緒に使用されると、使用時に水性液に接触しても水性液に比較的に不溶であるが、典型的な衛生廃棄システムで見られるような余剰の水の存在下で溶解する。本発明は、水に流せる繊維状構造体のみからなる製品（例えば、顔用、トイレ用ティシュのようなティシュ製品）、或いは水に流せる繊維状構造体を構成の一部とする製品（吸収体）、さらに繊維状構造体の製造方法に関する。

ＩＩ．水に流せる繊維状構造体
本発明は、使用時の湿り引っ張り強さが少なくとも約１００ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）、好ましくは少なくとも約２００ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）、さらに好ましくは少なくとも約３００ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）である水に流せる繊維状構造体に関する。さらに、該構造体は、廃棄時の湿り引っ張り強さが約３０ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）以下、好ましくは約２５ｇ／インチ（２．５４ｃｍ））以下である水に流せる繊維状構造体である。引っ張り強さは、後述のテスト方法のセクションに記載の手順に従って測定される。本発明の水に流せる繊維状構造体に好適な材料は以下に詳述する。一般的に、好適な構造体は、繊維とバインダー材料を含み、ここでバインダー材料はポリマーと塩を含む。

Ａ．バインダー組成
本発明の好適な具体例として、繊維状構造体のバインダー成分は、塩及び、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡという）と単置換若しくは多置換又は無置換のＣ₁−Ｃ₈アルデヒドとの縮合生成物を含む。この縮合物はポリビニルアルコール−コ−アセタール（以下、ＰＶＡＡという）である。

好ましくは、ＰＶＡ原料は少なくとも約８０Ｋｇ／モル、さらに好ましくは少なくとも約１６０Ｋｇ／ｍｏｌの平均分子量を有する。一般的に、ポリマーの平均分子量が高い程、バインダーを含む対応する繊維状支持体の使用時の湿り強度が大きくなる。当業者は、原料ＰＶＡの分子量がその粘度（分子量が高いほどＰＶＡの粘度が高くなる）に影響を及ぼすこと、そして、ＰＶＡの粘度が低いほどＰＶＡＡの製造が容易であること、がわかるであろう。しかしながら、これは、本発明の範囲を「低分子量」ＰＶＡＡを使用することに限定するものではない。

ここで有用な塩には、一価のカチオン（例えばＬｉ⁺、Ｎａ⁺、Ｋ⁺）、二価のカチオン（例えば、Ｍｇ⁺²、Ｃａ⁺²），三価のカチオン（例えば、Ａｌ⁺³）が含まれる。一価又は二価のカチオンが好ましい。好適な塩は、クエン酸残基、硫酸根、塩素イオン、フッ素イオン、臭素イオン、チオ硫酸根、燐酸根、硝酸根、酢酸イオン、炭酸根、重炭酸根のようなアニオンを含む。好ましい塩として、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム及び塩化マグネシウムを包含するがこれらに限定されるものではない。特に好ましいのは、クエン酸カリウムと硫酸ナトリウムである。

使用される塩の量はバインダーの使用時の湿り強度に直接影響を与えるので、本発明の繊維状構造体に必要とされる塩の量は、繊維状構造体を含む製品の最終用途によってある程度左右される。すなわち、トイレ用ティシュのように、比較的低いレベルの使用時の湿り強さが要求されるとき、比較的少量の塩で良い。反対に、吸収体のトップシートのように高い使用時の湿り強さが要求されるときは、比較的多い量の塩が必要となる。

Ｃ．繊維状構造体の調製
本発明の繊維状構造体は、繊維と一時的な湿り強さバインダー（ポリマーと塩）とを組み合わせたものを含む。ポリマーは、繊維と、塩の添加の後に、通常繊維含有シート状に結合した繊維集合体になるように、結合される。繊維状集合体はバインダーなしの繊維状集合体に比べ使用時の湿り強度が高い。

従って、紙又は紙製品のポリマーによる処理は、噴霧、印刷によるか又は紙漉きのような紙製品の製造中、例えば湿式工程において、実質上ポリマーを繊維に適用することで行うことができる。好ましくは、ポリマー液を含む組成物としてポリマーをシート状に形成された繊維に噴霧又は印刷する。水は好ましい溶媒である。液混合物は典型的には約１から約１０重量％のポリマーと約９０から９９重量％の溶媒を含む。例えば、約５重量％のポリマーと約９５重量％の溶媒が好ましい。場合によっては、繊維状構造体に柔らかさと可撓性を付与するために溶液に可塑剤を入れてもよい。ポリマー液をあらかじめセットした繊維に噴霧し、乾燥時に塩を繊維／ポリマー基材に添加（噴霧）することが、好ましい例として挙げられる。

ポリマーは、濃縮することができ、或いは、溶媒を追加し薄めることができる溶液の形態で使用することが有利である。或いはまた、ポリマーは、例えば、真空及び／又は蒸発により、溶媒を除去して単離し回収することが出来る。ポリマーは後でまた、一時的な湿り強さ付与剤に使用し、繊維に適用して、繊維に一時的な強さを与えることができる。そのような組成物は、ＰＶＡＡポリマー、ポリマーを溶解するのに適した溶媒（水及び／又はグリセロール、ソルビトール等の可塑剤が好ましい）及び、必要に応じ当業者に知られた他の紙製造時の添加剤（例えば、軟化剤、保持剤）を含む。

ポリマーを含む組成物は、繊維によりポリマーが吸着されるのを可能にし、且つ、結合形成（繊維間結合が形成される）により十分な湿り強度が発現されるポリマーと繊維の間の結合が出来るのに、充分な時間と温度下で繊維と接触される。繊維が慣用の工業的紙製造装置において噴霧処理された場合には、生産時間、例えば紙の空気乾燥時間（伝統的に４分未満）は、充分な湿り強度を達成するには長くしなければならない。

図１は、本発明の衛生ナプキン１０の上方平面図であって、実質的に平坦な状態なもので、衛生ナプキンの構造を明らかにするために、衛生ナプキンの各部が切り取られた状態のもので、衛生ナプキン１０において着用者に対向し又は接触する部分１０ａを観察者の向きにした図である。図１からわかるように、衛生ナプキン１０は、本発明の繊維状構造体である液透過水性のトップシート１２と、トップシート１２と結合した液不透過性のバックシート１３、トップシート１２とバックシート１３との間に位置する吸収性コア１４、そしてトップシート１２と吸収性コア１４との間に位置する第二のトップシート又は捕捉層１５を含む。ナプキン全体の水に流せる性質を促進させるため、他の部品も水に流せる材料から構成されることが好ましい。

吸収コアの構造と構成は、変化させることができる（例えば吸収性コアは厚さの異なる部分を作ることができるし（中心部ほど厚くなるように）、親水性の勾配、超吸収性の勾配を設けることが出来るし、また低密度又は低平均基材重量の捕捉ゾーンを設けることが出来るし、複数の層、構造を含むようにすることができる）。吸収性コアの全吸収容量は、吸収物品の設計負荷と使用目的にあわせるべきである。さらに、吸収性コアの大きさと容量は、失禁者用具、パンティライナー、通常の衛生ナプキン、夜間用衛生ナプキンのような用途に合わせて変化させるべきである。

接着剤として充分なものは、セントポール、ミネソタのエイチ．ビー．フーラー社のＨＬ−１２５８、ミネアポリス、ミネソタのフィンドレイのＨ−２０３１として生産されている。結合手段は、好ましくは、開示内容を参考文献として本発明に含める米国特許４，５７３，９８６号、ミネトラら、１９８６年３月４日発行に開示されたような接着剤のフィラメントのオープンパターンネットワークを含む。フィラメントのオープンパターンネットワーク結合手段の具体例として、接着性フィラメントのいくつかの線が、らせん状に旋回したもので、米国特許３，９１１，１７３号、スパーグＪｒ、１９７５年１０月７日発行；米国特許４，７８５，９９６号、ジーカーら、１９７８年１１月２２日発行；米国特許４，８４２，６６６号、ウェレニクツ、１９８９年６月２７日発行；に装置と方法が示されているようなものがある。これらの特許の開示内容を参考文献として本発明に含める。或いは、結合手段は、熱結合、圧結合、超音波結合、ダイナミックメカニカル結合又は他の好適は結合手段又は当該技術分野で知られたこれらの結合手段の組み合わせであってよい。

バックシート１３は、液体（例えば、月経及び／又は尿）を透過しない性質を有し、好ましくは水に流せる薄いフィルムから製造されるが、他のフレキシブル液体不透過性材料も使用することができる。ここで使用される用語「フレキシブル」は、しなやかで人体の一般的形状、輪郭に容易に合わせられる材料のことをいう。バックシート１３は、吸収性コアに吸収、保持された滲出物が、パンツ、パジャマ、下着のような衛生ナプキン１０に接触するものを、湿らすことを防止する。バックシート１３は、織物、不織材、フィルム、不織材にフィルムがコートされた複合材を含んでもよい。

このようにして、フラップは、衛生ナプキンをパンティ内の適当な位置に保つ役割をはたす。フラップはトップシート、バックシート、ティシュ、又はこれらの材料の組み合わせと同様のさまざまな材料で構成することができる。さらに、フラップはナプキンの本体に結合した別個の部品であってもよいし、トップシートとバックシートの延長部（単一体）を含んでも良い。本発明の衛生ナプキンに適したフラップを有する多くの衛生ナプキンは、米国特許４，６８７，４７８号「フラップ付きの衛生ナプキン」、バンティルバーグ、１９８７年８月１８日発行、そして、米国特許４，５８９，８７６号、「衛生ナプキン」、バンティルバーグ、１９８６年５月２０日発行、に開示されている。これらの特許の開示内容を、参考文献として本発明に含める。

本発明の好ましい具体例として、捕捉層１５がトップシート１２と吸収性コア１４の間にあることが好ましい。捕捉層１５は、滲出物の吸収性コアへの通過性を改善することを含めいくつかの役割を果たす。滲出物の通過性が重要である理由は、滲出物を吸収性コア全体に均一に分配し、出来るだけ衛生ナプキン１０を薄くすることを含めいくつかある。ここで通過性とは、液体の一方向、二方向又はすべての方向（ｘ−ｙ面及び／又はｚ軸方向）への移動のことをいう。捕捉層は、ポリエステル、ポリプロピレン、又はポリエチレンを包含する合成樹脂の不織布又は織物や、綿又はセルロースを包含する自然繊維、これらの混合物、これらと同等のものや、これらの組み合わせを含むいくつかの異なった材質から構成されてもよい。

ＩＶ．湿り強度
ペーパーティシュにおいて、本発明の一時的湿り強度付与ポリマーはどのようなタイプのティシュペーパー構造にも使うことが出来る。例えば、本発明のティシュペーパーは、単一層又は複数層構造であってもよく、それから作られたティシュペーパー製品も単一層又は複数層構造であってもよい。ティシュペーパーは、基材の重量が約１０ｇ／ｍ²と約６５ｇ／ｍ²の間にあることが好ましい、そして、密度が約０．６ｇ／ｃｍ³又はそれ未満であることが好ましい。より好ましくは、基材の重量が約４０ｇ／ｍ²又はそれ未満で、密度が約０．３ｇ／ｃｍ³又はそれ未満であることが好ましい。最も好ましくは、密度が約０．０４ｇ／ｃｍ³と約０．２ｇ／ｃｍ³の間であることが好ましい。

バインダー組成がポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）を含む繊維状構造体を実施例２に記載の手順にしたがって調製した。ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（水中の重量１．０％、曇り点３２℃）を１２インチ×１２インチのＮＳＫ手漉き紙であって素地の重量が３０００平方フィート当たり１６．５ポンドのもの（実施例２に記載の方法で製造）へ噴霧した（１０ｍＬ）。水が蒸発する十分な時間（１６時間）が経過したのち、手漉き紙に０．６Ｍの硫酸ナトリウムの水溶液を噴霧し（５．０ｍＬ）、１００ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）より大きい使用時の湿引っ張り及び３０ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）未満の廃棄引っ張り強さを有する繊維状構造体を得た。

バインダー組成がポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド−コ−ブチルアクリルアミド）を含む繊維状構造体を実施例３に記載の手順にしたがって調製した。繊維状構造体は１００ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）より大きい使用時の湿めり引っ張り強さ及び３０ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）未満の廃棄引っ張り強さを有していた。

バインダー組成がポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド−コ−ジメチルアミノエチルアクリレート）を含む繊維状構造体を実施例２に記載の手順にしたがって調製した。これは、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド−コ−ジメチルアミノエチルアクリレート）は、カチオン性であるので、手漉き紙製造中のＮＳＫ完成紙料に加えてもよいからである。その結果、出来た手漉き紙はすでにポリマーを含有しており、０．６Ｍの硫酸ナトリウムを直接噴霧（５．０ｍＬ）することにより、１００ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）より大きい使用時の湿り引っ張り強さ及び３０ｇ／インチ（２．５４ｃｍ）未満の廃棄引っ張り強さを有する繊維状構造体を得ることが出来た。