JP2002516368A - 繊維状吸収材料およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
湿潤安定で大きな空隙容積を有し、使用した繊維の臨界密度より密度が小さい繊維状吸収構造を開示する。1つの実施の形態において、繊維状吸収体は連続セルフォーム技術を用いて繊維構造を発泡させ結合させる。他の実施の形態において、得られる繊維構造は連続セルポリマーフォームに類似し、繊維は結合材料により安定化され、支柱の役割を果たす。他の実施の形態において、得られる繊維状構造は、親水性連続セルフォームで満たされており、セルの大きさは実質的に繊維の気孔より小さい。このような、湿潤安定でかさ高い繊維状吸収体は、伸長可能な吸収性物品を含む、体液等の流体を吸収するための使い捨て製品に使用することができる。
Description
【0001】 (背景技術) 吸収性物品の製造において、濡れて荷重が加わっても大きな空隙容量、親水性
および湿潤弾性を維持できる材料を使用することが好ましい。従来の綿毛状パル
プやしぼ寄せティシュは空隙容量が大きく親水性であるが、濡れたとき、特に荷
重が加わると崩壊する。一般に、湿式堆積材料は主として繊維が2次元で平面的
に配置されているので高密度である。空気堆積材料はかさ高いが、安定性および
弾性が制限されており、間隙率およびかさ高さにも明らかに限界がある。
および湿潤弾性を維持できる材料を使用することが好ましい。従来の綿毛状パル
プやしぼ寄せティシュは空隙容量が大きく親水性であるが、濡れたとき、特に荷
重が加わると崩壊する。一般に、湿式堆積材料は主として繊維が2次元で平面的
に配置されているので高密度である。空気堆積材料はかさ高いが、安定性および
弾性が制限されており、間隙率およびかさ高さにも明らかに限界がある。
【0002】 長い合成繊維で作られた不織材料の多くは、大きな空隙容量と湿潤弾性を有す
るが、本質的に親水性に欠ける。繊維を界面活性剤または他の添加物で処理して
構造の親水性を大きくしてもよいが、そのような処理には費用がかかり、セルロ
ースまたは他の親水性ポリマーで得られる親水性のレベルには達しない。連続セ
ル・プラスチックまたはプラスチックフォームは海綿状プラスチックまたはスポ
ンジ状プラスチックとも呼ばれ、極めて大きな空隙容量と湿潤弾性とを有するが
、同様に、本質的に親水性ではなく高価であるという問題を抱えている。超吸収
性フォーム等の親水性材料で作られたフォームは、液体を吸収し保持する能力を
備えるが、湿潤弾性に乏しく高価な場合もある。繊維を付加してフォームマトリ
ックスの強度を高めた繊維強化フォームも知られているが、この材料は一般に疎
水性であり、吸収性物品に求められるかさ高い吸収特性に欠けている。 従って、フォーム、特に連続セルフォームの多くの望ましい特性を有するが、
少なくとも一部は、連続セルの間で支柱の役割を果たす親水性繊維で主として構
成される繊維構造が必要とされている。
るが、本質的に親水性に欠ける。繊維を界面活性剤または他の添加物で処理して
構造の親水性を大きくしてもよいが、そのような処理には費用がかかり、セルロ
ースまたは他の親水性ポリマーで得られる親水性のレベルには達しない。連続セ
ル・プラスチックまたはプラスチックフォームは海綿状プラスチックまたはスポ
ンジ状プラスチックとも呼ばれ、極めて大きな空隙容量と湿潤弾性とを有するが
、同様に、本質的に親水性ではなく高価であるという問題を抱えている。超吸収
性フォーム等の親水性材料で作られたフォームは、液体を吸収し保持する能力を
備えるが、湿潤弾性に乏しく高価な場合もある。繊維を付加してフォームマトリ
ックスの強度を高めた繊維強化フォームも知られているが、この材料は一般に疎
水性であり、吸収性物品に求められるかさ高い吸収特性に欠けている。 従って、フォーム、特に連続セルフォームの多くの望ましい特性を有するが、
少なくとも一部は、連続セルの間で支柱の役割を果たす親水性繊維で主として構
成される繊維構造が必要とされている。
【0003】 (発明の開示) 繊維が3次元構造であり吸収性物品に適する、かさ高い繊維材料が製造できる
ことは分かっている。繊維は、連続セルフォームの堅固なマトリックスに類似し
、詳細には網状連続セルフォームの支柱に類似し、繊維が3次元の気泡空間の境
界を画定する支柱の役割を果たす、実質的に均一な配置または実質的に不均一な
配置にされてもよい。親水性繊維を配置、配列および結合するための繊維構造化
手段として、フォームを製造するための公知の方法および材料を利用することが
でき、結果として得られる吸収性繊維構造が優れた結合力と弾性を有することは
分かっている。その方法では、繊維は、結合剤または水不溶性結合剤に変化する
結合剤前駆物質と、空所を規定するために繊維混合物から除去できる除去可能相
とを有する構造形成組成物と混合される。得られる構造は、繊維を適所に保持す
る役割や、繊維間に結合剤、特に水不溶性結合剤を形成する役割を果たす結合剤
により安定化されている。ある意味では、本発明の好ましい実施の形態は、公知
の繊維補強フォームに対してフォーム補強繊維網状構造として説明することがで
きる。すなわち、本発明の実施の形態の多くでは、結合剤が果たす繊維を互いに
結合する役割以外に、一旦繊維が適切に配置され結合されると、構造形成組成物
またはフォーム構成要素は、最終的な吸収材料では比較的重要でない構造的役割
を果たす。
ことは分かっている。繊維は、連続セルフォームの堅固なマトリックスに類似し
、詳細には網状連続セルフォームの支柱に類似し、繊維が3次元の気泡空間の境
界を画定する支柱の役割を果たす、実質的に均一な配置または実質的に不均一な
配置にされてもよい。親水性繊維を配置、配列および結合するための繊維構造化
手段として、フォームを製造するための公知の方法および材料を利用することが
でき、結果として得られる吸収性繊維構造が優れた結合力と弾性を有することは
分かっている。その方法では、繊維は、結合剤または水不溶性結合剤に変化する
結合剤前駆物質と、空所を規定するために繊維混合物から除去できる除去可能相
とを有する構造形成組成物と混合される。得られる構造は、繊維を適所に保持す
る役割や、繊維間に結合剤、特に水不溶性結合剤を形成する役割を果たす結合剤
により安定化されている。ある意味では、本発明の好ましい実施の形態は、公知
の繊維補強フォームに対してフォーム補強繊維網状構造として説明することがで
きる。すなわち、本発明の実施の形態の多くでは、結合剤が果たす繊維を互いに
結合する役割以外に、一旦繊維が適切に配置され結合されると、構造形成組成物
またはフォーム構成要素は、最終的な吸収材料では比較的重要でない構造的役割
を果たす。
【0004】 他の実施の形態において、繊維がフォームにより構成された後に結合剤が起泡
性構造組成体に加えられる。つまり、繊維に除去可能相および非気相を含む構造
組成体を混合して、フォームが形成された後に結合剤を加えるか、あるいは、構
造形成組成物内の結合剤前駆物質が結合剤に変化し、開孔吸収性繊維構造内の繊
維間に水不溶性結合を提供することができる。
性構造組成体に加えられる。つまり、繊維に除去可能相および非気相を含む構造
組成体を混合して、フォームが形成された後に結合剤を加えるか、あるいは、構
造形成組成物内の結合剤前駆物質が結合剤に変化し、開孔吸収性繊維構造内の繊
維間に水不溶性結合を提供することができる。
【0005】 従来の連続セルフォームのように、本発明の吸収性繊維構造は一般に「開孔」
しており、これは吸収性繊維構造内の空隙空間が実質的に連結して通気性を有し
、連続セルフォームの開孔性に類似していることを意味する。詳細には、開孔構
造は構造内に連続した空隙が占める、少なくとも50%の空隙空間を有し、さら
に詳細には、連続空隙が占める、少なくとも80%の空隙空間を有することがで
きる。また、本発明の材料は一般に実質的に通気性があり、これは、気体が比較
的自由に少なくとも1方向に、望ましくは直交する2方向に、さらに望ましくは
直交する3方向に、最も詳細には実質的にあらゆる方向に吸収性繊維構造を通過
できることを意味する。1つの実施の形態において、本発明の材料は少なくとも
約50cfm、詳細には約100cfmまたはそれ以上、さらに詳細には約20
0cfmまたはそれ以上、最も詳細には約400cfmまたはそれ以上、例示的
には約75cfmから約1100cfmの範囲であるフレージャー透過性(以下
に定義する)を有する。しかし、実施の形態のいくつかでは、吸収性繊維構造は
、吸収性繊維構造の内部が実質的に開孔を(外側スキンによる制限は別にして)
維持しつつ、液体または気体透過性のある1つまたはそれ以上の表面に、結合剤
フィルムのようなスキンを有することもある。最適な吸収性物品およびフィルタ
を得るためには、スキンがある場合には、吸収性繊維構造の外表面の少なくとも
一部は、液体透過性スキンまたは気体透過性スキンのいずれかを含んでいない必
要がある。
しており、これは吸収性繊維構造内の空隙空間が実質的に連結して通気性を有し
、連続セルフォームの開孔性に類似していることを意味する。詳細には、開孔構
造は構造内に連続した空隙が占める、少なくとも50%の空隙空間を有し、さら
に詳細には、連続空隙が占める、少なくとも80%の空隙空間を有することがで
きる。また、本発明の材料は一般に実質的に通気性があり、これは、気体が比較
的自由に少なくとも1方向に、望ましくは直交する2方向に、さらに望ましくは
直交する3方向に、最も詳細には実質的にあらゆる方向に吸収性繊維構造を通過
できることを意味する。1つの実施の形態において、本発明の材料は少なくとも
約50cfm、詳細には約100cfmまたはそれ以上、さらに詳細には約20
0cfmまたはそれ以上、最も詳細には約400cfmまたはそれ以上、例示的
には約75cfmから約1100cfmの範囲であるフレージャー透過性(以下
に定義する)を有する。しかし、実施の形態のいくつかでは、吸収性繊維構造は
、吸収性繊維構造の内部が実質的に開孔を(外側スキンによる制限は別にして)
維持しつつ、液体または気体透過性のある1つまたはそれ以上の表面に、結合剤
フィルムのようなスキンを有することもある。最適な吸収性物品およびフィルタ
を得るためには、スキンがある場合には、吸収性繊維構造の外表面の少なくとも
一部は、液体透過性スキンまたは気体透過性スキンのいずれかを含んでいない必
要がある。
【0006】 本発明の可能性のある用途には、体液を吸収、分散および保持するための吸収
性物品が含まれる。例として、女性用ケアパッド、タンポン、おむつ、失禁用物
品、トレーニングパンツ、ベッドパッド汗吸収パッド、靴パッド、絆創膏、ヘル
メットライナ、ワイパなどがあり、または適切に薄くて柔軟性のある形状の新し
いティシュまたはタオルを挙げることができる。本発明の多くの実施の形態の利
点は、圧力が加えられて濡れても3次元構造を維持し、安定性を維持する能力で
ある。このため、タンポン、衝撃吸収靴パッド、下着または身体の特定の部分に
適合させた物品、オストミーバッグのためのガスケット、止血スポンジおよび他
の医療用スポンジ、および外科用吸収体、口中部分に適合する抜歯用プラグまた
は唾液吸収体等の歯科用吸収体などを含む、多種多様の成形複合品を考えること
ができる。吸収体としての役割のほか、本発明の材料は、液滴および他の空気中
混合物吸収のためのフィルタを含み、フェースマスクを含むフィルタの部品とし
ての役割も果たすことができる。本発明の吸収性繊維構造で作られたフィルタは
、活性炭繊維または粒子を含むと特に有利なこともある。このような濾過材料は
、大気中の汚染物質または臭気、および液体、特に水の有機汚染物質を吸収する
ことができる。また、本発明の吸収性繊維構造は、衝撃吸収パッド、グランドカ
バー材料、浸食障壁、ペット排泄物吸収パッド、工業流出物または漏れ吸収体、
流出油および化学物質封じ込めのための浮き障壁、耐火材料、断熱材、梱包材料
、詰め物などの製品に利用されてもよい。また、本発明の吸収性繊維構造は、臭
気吸収体、活性炭材料、防火材料、超吸収粒子、不織材料、プラスチックフィル
ムまたは開孔フィルム、押出ウエブ、独立セルフォーム、ティシュウェブ、濡れ
または漏れを示す警報装置のような電子装置、乳白剤、充填剤、エーロゲル、の
り剤、抗菌剤、接着ストリップおよびテープ等の、他の機能的材料と内面的に(
材料を吸収性繊維構造に加えることなどにより)または外面的に(付加層を接合
することなどにより)組み合わされてもよい。
性物品が含まれる。例として、女性用ケアパッド、タンポン、おむつ、失禁用物
品、トレーニングパンツ、ベッドパッド汗吸収パッド、靴パッド、絆創膏、ヘル
メットライナ、ワイパなどがあり、または適切に薄くて柔軟性のある形状の新し
いティシュまたはタオルを挙げることができる。本発明の多くの実施の形態の利
点は、圧力が加えられて濡れても3次元構造を維持し、安定性を維持する能力で
ある。このため、タンポン、衝撃吸収靴パッド、下着または身体の特定の部分に
適合させた物品、オストミーバッグのためのガスケット、止血スポンジおよび他
の医療用スポンジ、および外科用吸収体、口中部分に適合する抜歯用プラグまた
は唾液吸収体等の歯科用吸収体などを含む、多種多様の成形複合品を考えること
ができる。吸収体としての役割のほか、本発明の材料は、液滴および他の空気中
混合物吸収のためのフィルタを含み、フェースマスクを含むフィルタの部品とし
ての役割も果たすことができる。本発明の吸収性繊維構造で作られたフィルタは
、活性炭繊維または粒子を含むと特に有利なこともある。このような濾過材料は
、大気中の汚染物質または臭気、および液体、特に水の有機汚染物質を吸収する
ことができる。また、本発明の吸収性繊維構造は、衝撃吸収パッド、グランドカ
バー材料、浸食障壁、ペット排泄物吸収パッド、工業流出物または漏れ吸収体、
流出油および化学物質封じ込めのための浮き障壁、耐火材料、断熱材、梱包材料
、詰め物などの製品に利用されてもよい。また、本発明の吸収性繊維構造は、臭
気吸収体、活性炭材料、防火材料、超吸収粒子、不織材料、プラスチックフィル
ムまたは開孔フィルム、押出ウエブ、独立セルフォーム、ティシュウェブ、濡れ
または漏れを示す警報装置のような電子装置、乳白剤、充填剤、エーロゲル、の
り剤、抗菌剤、接着ストリップおよびテープ等の、他の機能的材料と内面的に(
材料を吸収性繊維構造に加えることなどにより)または外面的に(付加層を接合
することなどにより)組み合わされてもよい。
【0007】 従って1つの態様において、本発明は、 a)親水性繊維を、結合材料および除去可能相を含む構造形成組成物と混合し
て混合物を形成する段階と; b)前記混合物内にフォームを形成する段階と; c)前記繊維を、多孔性網状組織を安定化する実質的に水不溶性結合剤を用い
て連続多孔性網状組織に互いに結合する段階と; を含む開孔低密度吸収性繊維構造を製造する方法にある。
て混合物を形成する段階と; b)前記混合物内にフォームを形成する段階と; c)前記繊維を、多孔性網状組織を安定化する実質的に水不溶性結合剤を用い
て連続多孔性網状組織に互いに結合する段階と; を含む開孔低密度吸収性繊維構造を製造する方法にある。
【0008】 前述の方法は除去可能相を除去する段階をさらに含むことができ、除去可能相
は気体、液体、固体、またはその組み合わせであってよい。吸収性繊維構造の密
度は、約0.2g/cc(1立方センチメートルあたりのグラム数)またはそれ
以下、詳細には約0.1g/ccまたはそれ以下、さらに詳細には0.05g/
ccまたはそれ以下、最も詳細には約0.003g/ccまたはそれ以下である
ことが適切であり、例示的には0.15g/ccから0.01g/ccの範囲で
あってよい。
は気体、液体、固体、またはその組み合わせであってよい。吸収性繊維構造の密
度は、約0.2g/cc(1立方センチメートルあたりのグラム数)またはそれ
以下、詳細には約0.1g/ccまたはそれ以下、さらに詳細には0.05g/
ccまたはそれ以下、最も詳細には約0.003g/ccまたはそれ以下である
ことが適切であり、例示的には0.15g/ccから0.01g/ccの範囲で
あってよい。
【0009】 別の態様において、本発明は、 a)親水性繊維を結合材料および除去可能相を含む構造形成組成物と混合して
混合物を形成する段階と; b)前記繊維を前記混合物内で3次元構造に、望ましくは繊維が実質的に3次
元に配向する構造に再配置する段階と; c)前記除去可能相の一部を除去する段階と; d)前記結合材料が前記繊維間に結合を形成して前記多孔性網状組織を安定化
し、前記繊維を互いに結合して連続な多孔性網状組織にする段階と; を含む、低密度吸収性繊維構造を製造する方法にある。
混合物を形成する段階と; b)前記繊維を前記混合物内で3次元構造に、望ましくは繊維が実質的に3次
元に配向する構造に再配置する段階と; c)前記除去可能相の一部を除去する段階と; d)前記結合材料が前記繊維間に結合を形成して前記多孔性網状組織を安定化
し、前記繊維を互いに結合して連続な多孔性網状組織にする段階と; を含む、低密度吸収性繊維構造を製造する方法にある。
【0010】 別の態様において、本発明は、 a)起泡性結合剤およびキャリア液体を用いて、乾燥重量ベースで約20%ま
たはそれ以上の親水性繊維を含む親水性繊維混合物を準備する段階と; b)前記混合物から繊維堆積フォームを生成する段階と; c)開孔低密度親水性吸収性繊維構造を生じさせるよう、前記繊維堆積フォー
ムを硬化する段階と; を含む吸収性繊維複合体を準備する方法にある。
たはそれ以上の親水性繊維を含む親水性繊維混合物を準備する段階と; b)前記混合物から繊維堆積フォームを生成する段階と; c)開孔低密度親水性吸収性繊維構造を生じさせるよう、前記繊維堆積フォー
ムを硬化する段階と; を含む吸収性繊維複合体を準備する方法にある。
【0011】 さらに別の態様において、本発明は、 a)疎水性繊維を親水性繊維コーティング材料でコーティングする段階と; b)前記繊維を結合材料および除去可能相を含む構造形成組成物と混合して混
合物を形成する段階と; c)前記混合物内にフォームを生成する段階と; d)前記繊維を互いに結合して、連続した多孔性網状組織にする段階であって
、前記結合剤が多孔性網状組織を安定化し、前記疎水性繊維の表面積の少なくと
も約20%、詳細には少なくとも約50%、さらに詳細には少なくとも約70%
が親水性材料でコーティングされるようにする段階と; を含む、低密度吸収性繊維構造を製造する方法にある。
合物を形成する段階と; c)前記混合物内にフォームを生成する段階と; d)前記繊維を互いに結合して、連続した多孔性網状組織にする段階であって
、前記結合剤が多孔性網状組織を安定化し、前記疎水性繊維の表面積の少なくと
も約20%、詳細には少なくとも約50%、さらに詳細には少なくとも約70%
が親水性材料でコーティングされるようにする段階と; を含む、低密度吸収性繊維構造を製造する方法にある。
【0012】 別の態様において、本発明は、 a)親水性繊維を非気体相および除去可能相を含む構造形成組成物と混合して
混合物を形成する段階と; b)前記混合物内にフォームを生成する段階と; c)前記繊維を互いに結合して連続な多孔性構造にする結合材料で水不溶性結
合を形成する段階と; を含む、低密度吸収性繊維構造を製造する方法にある。
混合物を形成する段階と; b)前記混合物内にフォームを生成する段階と; c)前記繊維を互いに結合して連続な多孔性構造にする結合材料で水不溶性結
合を形成する段階と; を含む、低密度吸収性繊維構造を製造する方法にある。
【0013】 別の態様において、本発明は、 a)親水性繊維を、任意に結合剤の前駆物質、非気相および除去可能相を含み
、フォームを製造可能である構造形成組成物と混合して混合物を製造する段階で
あって、 b)多孔性網状組織を形成するよう、前記除去可能相の一部を除去する段階と
; c)前記多孔性網状組織に結合剤を添加するか、前記結合剤の前駆物質を結合
剤に変化させる段階と; d)前記繊維を互いに結合して、前記結合剤で安定化された連続な多孔性構造
にする段階と; を含む、低密度吸収性繊維構造を製造する方法にある。
、フォームを製造可能である構造形成組成物と混合して混合物を製造する段階で
あって、 b)多孔性網状組織を形成するよう、前記除去可能相の一部を除去する段階と
; c)前記多孔性網状組織に結合剤を添加するか、前記結合剤の前駆物質を結合
剤に変化させる段階と; d)前記繊維を互いに結合して、前記結合剤で安定化された連続な多孔性構造
にする段階と; を含む、低密度吸収性繊維構造を製造する方法にある。
【0014】 別の態様において、本発明は、 a)親水性繊維を構造形成組成物と混合して混合物を形成する段階であって、
前記構造形成組成物が随意的に結合剤前駆物質と除去可能相を含む段階と; b)前記構造形成組成物内で前記繊維を3次元構造に再配置する段階と; c)多孔性網状組織を形成するよう、前記除去可能相の一部を除去する段階と
; d)前記多孔性網状組織に結合剤を添加するか、前記結合剤の前駆物質を結合
剤に変化させる段階と; e)前記繊維を互いに結合して、前記結合剤で安定化された連続な多孔性構造
にする段階と; を含む、低密度吸収性繊維構造を製造する方法にある。
前記構造形成組成物が随意的に結合剤前駆物質と除去可能相を含む段階と; b)前記構造形成組成物内で前記繊維を3次元構造に再配置する段階と; c)多孔性網状組織を形成するよう、前記除去可能相の一部を除去する段階と
; d)前記多孔性網状組織に結合剤を添加するか、前記結合剤の前駆物質を結合
剤に変化させる段階と; e)前記繊維を互いに結合して、前記結合剤で安定化された連続な多孔性構造
にする段階と; を含む、低密度吸収性繊維構造を製造する方法にある。
【0015】 別の態様において、本発明は、 a)親水性繊維を親水性構造形成組成物と混合して混合物を形成する段階と; b)前記混合物内にフォームを生成するために、フォーム生成手段を加える段
階と; c)前記繊維を結合手段で互いに結合させ、水不溶性の結合を有する連続な多
孔性網状組織にする段階と; d)前記多孔性網状組織を乾燥する段階と; を含む、乾燥重量で少なくとも25%の親水性繊維を有する、開孔低密度吸収性
繊維構造を製造する方法にある。
階と; c)前記繊維を結合手段で互いに結合させ、水不溶性の結合を有する連続な多
孔性網状組織にする段階と; d)前記多孔性網状組織を乾燥する段階と; を含む、乾燥重量で少なくとも25%の親水性繊維を有する、開孔低密度吸収性
繊維構造を製造する方法にある。
【0016】 別の態様において、本発明は、上述のいずれかの方法により作られた吸収性多
孔性繊維網状組織のほか、この繊維状網状組織で作られた吸収性物品にあり、前
記物品は体液の吸収に適することが望ましい。本発明の吸収性繊維構造は、従来
公知の吸収性物品に組み入れるために、厚さが3cmより薄く、望ましくは2c
mより薄く、詳細には約0.3cmと1.7cmとの間であってもよい。 さらに別の態様において、本発明は、親水性水不溶性で起泡性のある結合剤と
、重量で50%を超える親水性繊維とを含む構造吸収性繊維構造であって、前記
繊維構造が密度約0.05g/ccまたはそれ以下のフォーム構造吸収性繊維構
造にある。
孔性繊維網状組織のほか、この繊維状網状組織で作られた吸収性物品にあり、前
記物品は体液の吸収に適することが望ましい。本発明の吸収性繊維構造は、従来
公知の吸収性物品に組み入れるために、厚さが3cmより薄く、望ましくは2c
mより薄く、詳細には約0.3cmと1.7cmとの間であってもよい。 さらに別の態様において、本発明は、親水性水不溶性で起泡性のある結合剤と
、重量で50%を超える親水性繊維とを含む構造吸収性繊維構造であって、前記
繊維構造が密度約0.05g/ccまたはそれ以下のフォーム構造吸収性繊維構
造にある。
【0017】 さらに別の態様において、本発明は、起泡性のある結合剤および重量で約25
%またはそれ以上の親水性繊維を含む吸収性繊維構造であって、前記繊維が連続
セルフォームの気泡間の支柱として配置され、前記繊維構造が親水性であり、密
度が約0.1g/ccまたはそれ以下の吸収性繊維構造にある。 別の態様において、本発明は、第1の繊維層および第2の繊維層を含む積層フ
ォーム繊維組成物であって、前記第1の層は起泡性のある結合剤と、重量で約2
0%またはそれ以上の親水性繊維とを含む吸収性多孔性繊維構造を含み、前記繊
維は連続セルフォームの気泡間の支柱として配置され、前記第2の層は実質的に
独立セル構造フォームを有する繊維組成物または実質的に疎水性フォーム繊維組
成物を含む積層フォーム繊維組成物にある。
%またはそれ以上の親水性繊維を含む吸収性繊維構造であって、前記繊維が連続
セルフォームの気泡間の支柱として配置され、前記繊維構造が親水性であり、密
度が約0.1g/ccまたはそれ以下の吸収性繊維構造にある。 別の態様において、本発明は、第1の繊維層および第2の繊維層を含む積層フ
ォーム繊維組成物であって、前記第1の層は起泡性のある結合剤と、重量で約2
0%またはそれ以上の親水性繊維とを含む吸収性多孔性繊維構造を含み、前記繊
維は連続セルフォームの気泡間の支柱として配置され、前記第2の層は実質的に
独立セル構造フォームを有する繊維組成物または実質的に疎水性フォーム繊維組
成物を含む積層フォーム繊維組成物にある。
【0018】 別の態様において、本発明は、液体透過性トップシート、液体不透過バックシ
ートおよび前記バックシートとトップシートとの間に配置された吸収性繊維構造
を含む吸収性物品であって、前記吸収性繊維構造は、重量で少なくとも25%の
親水性繊維、詳細には重量で少なくとも50%の親水性繊維、最も詳細には重量
で少なくとも70%の親水性繊維と、かさ高い構造に親水性繊維を安定化する起
泡性のある構造形成組成物からの結合剤残存物とを含み、前記吸収性繊維構造は
密度が約0.1g/ccまたはそれ以下であり、湿潤かさ高さが約6cc/gま
たはそれ以上、詳細には8cc/gまたはそれ以上、さらに詳細には10cc/
gまたはそれ以上、より詳細には15cc/gまたはそれ以上、および最も詳細
には約20cc/gまたはそれ以上である吸収性物品にある。
ートおよび前記バックシートとトップシートとの間に配置された吸収性繊維構造
を含む吸収性物品であって、前記吸収性繊維構造は、重量で少なくとも25%の
親水性繊維、詳細には重量で少なくとも50%の親水性繊維、最も詳細には重量
で少なくとも70%の親水性繊維と、かさ高い構造に親水性繊維を安定化する起
泡性のある構造形成組成物からの結合剤残存物とを含み、前記吸収性繊維構造は
密度が約0.1g/ccまたはそれ以下であり、湿潤かさ高さが約6cc/gま
たはそれ以上、詳細には8cc/gまたはそれ以上、さらに詳細には10cc/
gまたはそれ以上、より詳細には15cc/gまたはそれ以上、および最も詳細
には約20cc/gまたはそれ以上である吸収性物品にある。
【0019】 別の態様において、本発明は、 a)親水性繊維を、結合材料および除去可能相を含む構造形成組成物と混合し
て混合物を形成する段階と; b)前記混合物内にフォームを生成する段階と; c)前記フォームを移動ベルト上に堆積して、前記構造形成組成物を実質的に
排出せずにフォーム層を形成する段階と; d)吸収性繊維構造を形成するよう、前記フォーム層を硬化する段階と; を含む、連続した吸収性繊維構造を製造する方法にある。
て混合物を形成する段階と; b)前記混合物内にフォームを生成する段階と; c)前記フォームを移動ベルト上に堆積して、前記構造形成組成物を実質的に
排出せずにフォーム層を形成する段階と; d)吸収性繊維構造を形成するよう、前記フォーム層を硬化する段階と; を含む、連続した吸収性繊維構造を製造する方法にある。
【0020】 別の態様において、本発明は、 a)繊維マットを形成するよう、繊維化した親水性繊維の空気堆積マットを移
動ベルトの上に形成する段階と; b)前記マットを結合剤および除去可能相を含む発泡性のある構造形成組成物
に含浸する段階と; c)再構成層を生成するよう、前記構造形成組成物の作用で前記繊維を前記マ
ット内で再配置する段階と; d)吸収性繊維構造を形成するよう、前記再構成層に水不溶性結合を形成する
段階と; を含む、連続した吸収性繊維構造を製造する方法にある。 前記方法は、所望の流体吸収性および機械的特性を得るために、エンボス加工
、カレンダー加工、穴あけ加工、ブラッシング、ひだ加工、スコーリング、穿孔
エンボス加工などをさらに含んでもよい。
動ベルトの上に形成する段階と; b)前記マットを結合剤および除去可能相を含む発泡性のある構造形成組成物
に含浸する段階と; c)再構成層を生成するよう、前記構造形成組成物の作用で前記繊維を前記マ
ット内で再配置する段階と; d)吸収性繊維構造を形成するよう、前記再構成層に水不溶性結合を形成する
段階と; を含む、連続した吸収性繊維構造を製造する方法にある。 前記方法は、所望の流体吸収性および機械的特性を得るために、エンボス加工
、カレンダー加工、穴あけ加工、ブラッシング、ひだ加工、スコーリング、穿孔
エンボス加工などをさらに含んでもよい。
【0021】 別の態様において、本発明は、 a)繊維と、結合材料および除去可能相を含む発泡性構造形成組成物とが混合
されて混合物を形成する混合ユニットと; b)前記混合物から繊維堆積フォームを生成できるフォーム生成装置と; c)前記フォーム生成装置からフォーム層を受け取る移動ベルトと; d)前記フォーム層に水不溶性結合を生成する硬化ユニットと; を含む、吸収繊維構造を連続的に製造するための装置にある。
されて混合物を形成する混合ユニットと; b)前記混合物から繊維堆積フォームを生成できるフォーム生成装置と; c)前記フォーム生成装置からフォーム層を受け取る移動ベルトと; d)前記フォーム層に水不溶性結合を生成する硬化ユニットと; を含む、吸収繊維構造を連続的に製造するための装置にある。
【0022】 別の態様において、本発明は、 a)移動ベルト上に綿毛パルプの連続空気堆積マットを製造するための空気堆
積ユニットと; b)結合材料および除去可能相を含む発泡性構造形成組成物を用いて、前記空
気堆積マットを含浸するための含浸ユニットと; c)含浸マット内に水不溶結合を生成し、膨張繊維ウェブを形成するための硬
化ユニットと; を含む、発泡繊維構造を連続的に製造するための装置にある。
積ユニットと; b)結合材料および除去可能相を含む発泡性構造形成組成物を用いて、前記空
気堆積マットを含浸するための含浸ユニットと; c)含浸マット内に水不溶結合を生成し、膨張繊維ウェブを形成するための硬
化ユニットと; を含む、発泡繊維構造を連続的に製造するための装置にある。
【0023】 フォーム成形理論と、繊維がフォームと相互作用する場合に果たすことができ
る役割に基づいて、親水性繊維構造が連続セルフォーム内に構造形成組成物の助
けを借りて生成できることは分かっている。例えば、連続セルフォームの製造技
術と同様の技術を用いて、望ましくは繊維状マットまたはパッドが水で濡れても
崩壊したり膨張したりすることのない限界密度より相当に低密度の、3次元の繊
維配向と、極めて大きな空隙容量を有する繊維の網状組織を製造することが可能
である。
る役割に基づいて、親水性繊維構造が連続セルフォーム内に構造形成組成物の助
けを借りて生成できることは分かっている。例えば、連続セルフォームの製造技
術と同様の技術を用いて、望ましくは繊維状マットまたはパッドが水で濡れても
崩壊したり膨張したりすることのない限界密度より相当に低密度の、3次元の繊
維配向と、極めて大きな空隙容量を有する繊維の網状組織を製造することが可能
である。
【0024】 いくつかの好ましい実施の形態において、構造形成組成物は初期には水性混合
物であってもよいが、得られる繊維状構造が、典型的には湿式堆積構造に見られ
る主として2次元の平面繊維配置に欠けるため、本発明では一般に、有孔繊維上
の水性要素を排水する必要はないが、本発明の方法では3次元の網状構造を生じ
、いくつかの実施の形態において、セル間の支柱が主として親水性繊維である網
状連続セルフォームに似ることができる。このような構造は吸収性材料として高
い性能を発揮できる。従って、多数の実施の形態において、吸収性構造は繊維マ
ットから液体を排水する必要がある湿式堆積処理で製造されていない。
物であってもよいが、得られる繊維状構造が、典型的には湿式堆積構造に見られ
る主として2次元の平面繊維配置に欠けるため、本発明では一般に、有孔繊維上
の水性要素を排水する必要はないが、本発明の方法では3次元の網状構造を生じ
、いくつかの実施の形態において、セル間の支柱が主として親水性繊維である網
状連続セルフォームに似ることができる。このような構造は吸収性材料として高
い性能を発揮できる。従って、多数の実施の形態において、吸収性構造は繊維マ
ットから液体を排水する必要がある湿式堆積処理で製造されていない。
【0025】 少量の繊維が連続フォームマトリックスの強度を高める典型的な繊維補強フォ
ームとは対照的に、本発明の好ましい実施の形態での構造は、フォーム技術が大
部分の繊維構造に構造および随意的に弾性をもたらすのに役立っている、フォー
ム補強繊維構造またはフォーム構造繊維材料と言える。さらに、典型的な繊維補
強フォームとは対照的に、本発明の材料は実質的にまたは大部分は親水性であっ
てもよい。
ームとは対照的に、本発明の好ましい実施の形態での構造は、フォーム技術が大
部分の繊維構造に構造および随意的に弾性をもたらすのに役立っている、フォー
ム補強繊維構造またはフォーム構造繊維材料と言える。さらに、典型的な繊維補
強フォームとは対照的に、本発明の材料は実質的にまたは大部分は親水性であっ
てもよい。
【0026】 空気堆積構造と対照的に、本発明の実施の形態は、非ガス要素を含む構造形成
組成物の作用により組織化されて大きなかさ高さが与えられており、また、空気
堆積材料より優れた性質を有するよう起泡性のある材料と相互作用させて調製で
きる。
組成物の作用により組織化されて大きなかさ高さが与えられており、また、空気
堆積材料より優れた性質を有するよう起泡性のある材料と相互作用させて調製で
きる。
【0027】 親水性繊維は、大部分は吸収性繊維構造を含み、構造の主な構造要素であって
もよい。吸収性繊維構造内の親水性繊維の割合は、乾燥質量ベースで約20%ま
たはそれ以上、望ましくは約30%またはそれ以上、さらに望ましくは約40%
またはそれ以上、より望ましくは約50%またはそれ以上、最も望ましくは約5
5%またはそれ以上でよい。また、親水性繊維は、乾燥重量ベースで吸収性繊維
構造の約80%またはそれ以上、または約90%またはそれ以上、または約75
%から約98%を含むことができる。実施の形態の多くでは、吸収性繊維構造は
視覚的に主として繊維で構成され、目に見える他の固形物は比較的少ないように
見える。他の固形物は主として繊維−繊維接触点に、または繊維表面および繊維
−繊維接触点のいずれにも配置されている。吸収性繊維構造の繊維構造要素は親
水性繊維および何らかの比較的薄い結合剤のコーティングで構成され(ここで「
比較的薄い」とは繊維径の50%より薄いことを意味する)、望ましくは、構造
に加えられることもある非結合性粒子を除く、吸収性繊維構造の固形容量の少な
くとも約50%を含み、付加されることもある非結合性の非繊維状材料をすべて
除くか、あるいは付加された超吸収性材料の容量を除くベースで計算することが
望ましい、吸収性繊維構造の固形容量のうち、詳細には少なくとも約60%、さ
らに詳細には約80%から約98%、最も詳細には少なくとも約90%、あるい
は実質的に100%を含んでよい。
もよい。吸収性繊維構造内の親水性繊維の割合は、乾燥質量ベースで約20%ま
たはそれ以上、望ましくは約30%またはそれ以上、さらに望ましくは約40%
またはそれ以上、より望ましくは約50%またはそれ以上、最も望ましくは約5
5%またはそれ以上でよい。また、親水性繊維は、乾燥重量ベースで吸収性繊維
構造の約80%またはそれ以上、または約90%またはそれ以上、または約75
%から約98%を含むことができる。実施の形態の多くでは、吸収性繊維構造は
視覚的に主として繊維で構成され、目に見える他の固形物は比較的少ないように
見える。他の固形物は主として繊維−繊維接触点に、または繊維表面および繊維
−繊維接触点のいずれにも配置されている。吸収性繊維構造の繊維構造要素は親
水性繊維および何らかの比較的薄い結合剤のコーティングで構成され(ここで「
比較的薄い」とは繊維径の50%より薄いことを意味する)、望ましくは、構造
に加えられることもある非結合性粒子を除く、吸収性繊維構造の固形容量の少な
くとも約50%を含み、付加されることもある非結合性の非繊維状材料をすべて
除くか、あるいは付加された超吸収性材料の容量を除くベースで計算することが
望ましい、吸収性繊維構造の固形容量のうち、詳細には少なくとも約60%、さ
らに詳細には約80%から約98%、最も詳細には少なくとも約90%、あるい
は実質的に100%を含んでよい。
【0028】 親水性繊維は以下に規定するように、硬材または軟材繊維のような公知のいか
なるセルロース系または製紙用繊維であってもよい。硬材繊維を用いれば、例え
ば親水性繊維が約30%またはそれ以上の硬材繊維、詳細には約50%またはそ
れ以上の硬材繊維を含むような場合にはセルが小さく強度が高いものが得られ、
一方、親水性繊維が約30%またはそれ以上の軟材繊維、詳細には約50%また
はそれ以上の軟材繊維を含むのを望む場合、軟材は、かさ高さと、最適な弾性お
よび剛度に寄与する。綿、ケナフ、トウワタ等の天然セルロース繊維のほか、化
学的に修飾されるか、合成されたセルロース系繊維が使用できる。また、繊維の
長さが適切に短かく、構造形成組成物により繊維が適切に分布可能であれば、親
水性紡織短繊維を用いることもでき、平均の繊維の長さは望ましくは約15mm
より短く、さらに望ましくは約10mmより短く、典型的には約0.5mmから
約7mmの範囲であり、さらに詳細には約1mmから約5mmの範囲である。セ
ルロース系繊維が一般に、その存在量、吸収性、および調製の容易さのために極
めて有利であるが、キチン、キトサン、デンプンまたは他の多糖類由来の親水性
繊維も用いることもできる。
なるセルロース系または製紙用繊維であってもよい。硬材繊維を用いれば、例え
ば親水性繊維が約30%またはそれ以上の硬材繊維、詳細には約50%またはそ
れ以上の硬材繊維を含むような場合にはセルが小さく強度が高いものが得られ、
一方、親水性繊維が約30%またはそれ以上の軟材繊維、詳細には約50%また
はそれ以上の軟材繊維を含むのを望む場合、軟材は、かさ高さと、最適な弾性お
よび剛度に寄与する。綿、ケナフ、トウワタ等の天然セルロース繊維のほか、化
学的に修飾されるか、合成されたセルロース系繊維が使用できる。また、繊維の
長さが適切に短かく、構造形成組成物により繊維が適切に分布可能であれば、親
水性紡織短繊維を用いることもでき、平均の繊維の長さは望ましくは約15mm
より短く、さらに望ましくは約10mmより短く、典型的には約0.5mmから
約7mmの範囲であり、さらに詳細には約1mmから約5mmの範囲である。セ
ルロース系繊維が一般に、その存在量、吸収性、および調製の容易さのために極
めて有利であるが、キチン、キトサン、デンプンまたは他の多糖類由来の親水性
繊維も用いることもできる。
【0029】 高度に解繊され、高度に精製された繊維を用いてもよいが、繊維の過度の弾性
、繊維の乾燥が困難であること、繊維を解繊するのに大きなエネルギーを必要と
すること、高い微粉含有量および解繊する間に収量が低下することのために、あ
る特定の応用には望ましくない。種々の実施の形態には、実質的に解繊されてい
ない繊維および/または機械的損傷を受けていない繊維が望ましい。
、繊維の乾燥が困難であること、繊維を解繊するのに大きなエネルギーを必要と
すること、高い微粉含有量および解繊する間に収量が低下することのために、あ
る特定の応用には望ましくない。種々の実施の形態には、実質的に解繊されてい
ない繊維および/または機械的損傷を受けていない繊維が望ましい。
【0030】 他の実施の形態において、親水性繊維は、繊維を実質的に親水性にするために
表面が修飾された疎水性ベース繊維でもよい。1)酸素存在下で高分子材料の表
面を照射して活性部位を生じさせ、次に化学的にポリマーを活性部位に合体させ
る技術;2)プラズマ重合可能なハロゲン化炭化水素ガス存在下でプラズマ放電
により有機表面コーティングを施す技術;3)多量の陽イオン交換基を備える親
水性を有するように繊維の表面を処理(例えば酸化)する技術;4)随意的に界
面活性剤処理を加えたコロナ放電で処理する技術;5)薬品沈殿、溶液コーティ
ングに続く溶媒蒸発、超臨界流体処理による可溶性親水性物質の堆積、および他
の従来の手段により、界面活性剤、タンパク質、多糖類または他の親水性材料を
堆積する技術;6)水和性、吸湿性または潮解性のある水溶性無機塩を繊維表面
に組み入れる技術であって、例えば毒物学的に許容できるカルシウム塩およびマ
グネシウム塩を含む前記塩が、繊維を成形する前にポリマーに加えられてもよく
、好ましくは既存の繊維の表面に加えられてもよい技術、を含む表面修飾技術を
通じて、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、および他の合成繊維を実質的
にまたは部分的に親水性にしてもよい。疎水性物質にタンパク質を適用する例と
しては1996年2月27日にエバーハートらに付与された米国特許第5,49
4,744号を参照されたい。コロナ放電処理の例としては1992年4月7日
にベルらに付与された米国特許第5,102,738号を参照されたい。特に界
面活性剤添加に関しては、従来の方法は、(1)成形された繊維状ウェブを、ニ
ート状または溶液状のいずれかの界面活性剤を含む溶液槽に通し、所定の量の界
面活性剤がワイパの上に堆積するのに必要とされるワイパを乾燥する方法、また
は(2)ニート状または溶液状のいずれかの界面活性剤を、成形されつつある繊
維に吹き付けるか、または繊維状多孔性ウェブに吹き付けて、所定量の界面活性
剤がウェブの上に堆積するのに必要とされるウェブを乾燥する方法、または(3
)超臨界二酸化炭素のような超臨界キャリア流体に界面活性剤を加える方法であ
って、キャリア流体が望ましくは処理中に繊維を膨張させ、繊維表面内に溶質が
浸透しやすくする方法、または(4)熱可塑樹脂を押出成形して熱可塑多孔性ウ
ェブ材料にする前に熱可塑樹脂に界面活性剤を添加する方法を含む。その後の状
態は、従来の処理条件では、添加した界面活性剤が、繊維成形中またはその直後
に多孔性ウェブ材料の繊維表面に滲出または移動する。この現象は界面活性剤の
「ブルーミング」といわれている。ブルーミングはポリマーが冷えて、熱可塑ポ
リマー内の界面活性剤が不溶性になる結果起こると考えられている。界面活性剤
のブルーミングの例としては、トーマスらに付与された米国特許第4,535,
020号を参照されたい。
表面が修飾された疎水性ベース繊維でもよい。1)酸素存在下で高分子材料の表
面を照射して活性部位を生じさせ、次に化学的にポリマーを活性部位に合体させ
る技術;2)プラズマ重合可能なハロゲン化炭化水素ガス存在下でプラズマ放電
により有機表面コーティングを施す技術;3)多量の陽イオン交換基を備える親
水性を有するように繊維の表面を処理(例えば酸化)する技術;4)随意的に界
面活性剤処理を加えたコロナ放電で処理する技術;5)薬品沈殿、溶液コーティ
ングに続く溶媒蒸発、超臨界流体処理による可溶性親水性物質の堆積、および他
の従来の手段により、界面活性剤、タンパク質、多糖類または他の親水性材料を
堆積する技術;6)水和性、吸湿性または潮解性のある水溶性無機塩を繊維表面
に組み入れる技術であって、例えば毒物学的に許容できるカルシウム塩およびマ
グネシウム塩を含む前記塩が、繊維を成形する前にポリマーに加えられてもよく
、好ましくは既存の繊維の表面に加えられてもよい技術、を含む表面修飾技術を
通じて、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、および他の合成繊維を実質的
にまたは部分的に親水性にしてもよい。疎水性物質にタンパク質を適用する例と
しては1996年2月27日にエバーハートらに付与された米国特許第5,49
4,744号を参照されたい。コロナ放電処理の例としては1992年4月7日
にベルらに付与された米国特許第5,102,738号を参照されたい。特に界
面活性剤添加に関しては、従来の方法は、(1)成形された繊維状ウェブを、ニ
ート状または溶液状のいずれかの界面活性剤を含む溶液槽に通し、所定の量の界
面活性剤がワイパの上に堆積するのに必要とされるワイパを乾燥する方法、また
は(2)ニート状または溶液状のいずれかの界面活性剤を、成形されつつある繊
維に吹き付けるか、または繊維状多孔性ウェブに吹き付けて、所定量の界面活性
剤がウェブの上に堆積するのに必要とされるウェブを乾燥する方法、または(3
)超臨界二酸化炭素のような超臨界キャリア流体に界面活性剤を加える方法であ
って、キャリア流体が望ましくは処理中に繊維を膨張させ、繊維表面内に溶質が
浸透しやすくする方法、または(4)熱可塑樹脂を押出成形して熱可塑多孔性ウ
ェブ材料にする前に熱可塑樹脂に界面活性剤を添加する方法を含む。その後の状
態は、従来の処理条件では、添加した界面活性剤が、繊維成形中またはその直後
に多孔性ウェブ材料の繊維表面に滲出または移動する。この現象は界面活性剤の
「ブルーミング」といわれている。ブルーミングはポリマーが冷えて、熱可塑ポ
リマー内の界面活性剤が不溶性になる結果起こると考えられている。界面活性剤
のブルーミングの例としては、トーマスらに付与された米国特許第4,535,
020号を参照されたい。
【0031】 1つの実施の形態において、本発明のいくつかの方法の最初の段階では疎水性
繊維が用いられるが、構造形成組成物の一部でもよく別の物質でもよい親水性コ
ーティング材料でコーティングされている。別の物質の場合は、親水性コーティ
ング材料は、繊維を構造形成組成物と混合する段階の前、その途中または後に適
用してもよい。例えば、繊維はまず、実質的に親水性にするために処理されても
よい。他の実施の形態において、疎水性繊維を構造形成組成物とともに用いて3
次元の非吸収性か、実質的に疎水性のかさ高い繊維状構造を生成し、それに親水
性コーティング材料を適用することにより、完全に親水性および/または吸収性
にしてもよい。コーティングされた繊維は、表面積の約20%またはそれ以上、
詳細には約50%またはそれ以上、さらに詳細には約70%またはそれ以上、お
よび最も詳細には約90%またはそれ以上を覆う親水性コーティング材料からの
親水性物質を有する。乾燥親水性コーティング材料の乾燥繊維質量に対する割合
は約2またはそれ以下、詳細には約0.5またはそれ以下、さらに詳細には約0
.1またはそれ以下、より詳細には約0.05またはそれ以下、および最も詳細
には約0.03またはそれ以下でよい。
繊維が用いられるが、構造形成組成物の一部でもよく別の物質でもよい親水性コ
ーティング材料でコーティングされている。別の物質の場合は、親水性コーティ
ング材料は、繊維を構造形成組成物と混合する段階の前、その途中または後に適
用してもよい。例えば、繊維はまず、実質的に親水性にするために処理されても
よい。他の実施の形態において、疎水性繊維を構造形成組成物とともに用いて3
次元の非吸収性か、実質的に疎水性のかさ高い繊維状構造を生成し、それに親水
性コーティング材料を適用することにより、完全に親水性および/または吸収性
にしてもよい。コーティングされた繊維は、表面積の約20%またはそれ以上、
詳細には約50%またはそれ以上、さらに詳細には約70%またはそれ以上、お
よび最も詳細には約90%またはそれ以上を覆う親水性コーティング材料からの
親水性物質を有する。乾燥親水性コーティング材料の乾燥繊維質量に対する割合
は約2またはそれ以下、詳細には約0.5またはそれ以下、さらに詳細には約0
.1またはそれ以下、より詳細には約0.05またはそれ以下、および最も詳細
には約0.03またはそれ以下でよい。
【0032】 他の実施の形態において、吸収性構造は、気体に対する構造の透過性が高く、
繊維の接触可能表面積の割合が高いので優れた消臭能を有する、多孔性繊維状構
造を生じさせるための活性炭繊維部分を含む。活性炭繊維の界面化学は、吸収の
最適化または繊維構造の対象液体または気体のウィッキングのために適合させる
必要があり、親水性にしてもよい。例えば、活性炭繊維の酸性基は、アンモニウ
ム部分を含む塩基性化合物を吸収するのに望ましいこともある。酸性基は蒸気、
二酸化炭素、硝酸などの存在下で高温で繊維を処理することにより付加されても
よい。塩基性基は塩酸のような酸性化合物を吸収するのに有利であり、アンモニ
アを高温で処理することによるか、他の従来の処理により導入することができる
。適切な繊維および繊維処理法は、1996年12月5日にWO96/3823
2として公開された、イリノイ大学のジェイムズ エコノミーとミカエル ダリ
ーによる「コーティングされた吸収性繊維」というPCT特許出願、および、繊
維を活性化して界面化学を制御するための高温での種々の気体処理を開示する、
イリノイ大学のウェブサイト「http://www.students.ui
uc.edu/〜ahall/activated carbon fabri
cs.html」1998年1月現在、により開示されているものを含む。
繊維の接触可能表面積の割合が高いので優れた消臭能を有する、多孔性繊維状構
造を生じさせるための活性炭繊維部分を含む。活性炭繊維の界面化学は、吸収の
最適化または繊維構造の対象液体または気体のウィッキングのために適合させる
必要があり、親水性にしてもよい。例えば、活性炭繊維の酸性基は、アンモニウ
ム部分を含む塩基性化合物を吸収するのに望ましいこともある。酸性基は蒸気、
二酸化炭素、硝酸などの存在下で高温で繊維を処理することにより付加されても
よい。塩基性基は塩酸のような酸性化合物を吸収するのに有利であり、アンモニ
アを高温で処理することによるか、他の従来の処理により導入することができる
。適切な繊維および繊維処理法は、1996年12月5日にWO96/3823
2として公開された、イリノイ大学のジェイムズ エコノミーとミカエル ダリ
ーによる「コーティングされた吸収性繊維」というPCT特許出願、および、繊
維を活性化して界面化学を制御するための高温での種々の気体処理を開示する、
イリノイ大学のウェブサイト「http://www.students.ui
uc.edu/〜ahall/activated carbon fabri
cs.html」1998年1月現在、により開示されているものを含む。
【0033】 繊維は付加的に、製紙技術でよく知られている他の添加物および物質を含むこ
とができる。湿潤強化剤、乾燥強化剤、架橋剤、界面化学調節剤、殺生物剤また
は抗菌剤、柔軟剤などが含まれてもよい。リサイクル繊維または他の製紙繊維を
使用する場合には、炭酸カルシウムまたは二酸化チタンなどの、多少の充填剤が
含まれることもある。吸収性物品は体液を吸収することが意図されているので消
費者使用後のリサイクル繊維は使用しないことが望ましいが、乳白剤、充填剤お
よびその他の物質を含んだり、意図的に添加されてもよい。ほとんどの場合、機
械的特性に優れ混入物質を含まないのでバージン製紙繊維が望ましい。例えば、
活性炭粒子または繊維、活性シリカ粒子、EDtA、ゼオライト、ポリカルボン
酸、抗生剤、タルク粉、炭酸ナトリウム、香料入りカプセル、シクロデキストリ
ン、UV吸収剤、保湿剤、キトサンまたはキチン等の消臭剤は、本発明の構造に
含まれることが望ましい。
とができる。湿潤強化剤、乾燥強化剤、架橋剤、界面化学調節剤、殺生物剤また
は抗菌剤、柔軟剤などが含まれてもよい。リサイクル繊維または他の製紙繊維を
使用する場合には、炭酸カルシウムまたは二酸化チタンなどの、多少の充填剤が
含まれることもある。吸収性物品は体液を吸収することが意図されているので消
費者使用後のリサイクル繊維は使用しないことが望ましいが、乳白剤、充填剤お
よびその他の物質を含んだり、意図的に添加されてもよい。ほとんどの場合、機
械的特性に優れ混入物質を含まないのでバージン製紙繊維が望ましい。例えば、
活性炭粒子または繊維、活性シリカ粒子、EDtA、ゼオライト、ポリカルボン
酸、抗生剤、タルク粉、炭酸ナトリウム、香料入りカプセル、シクロデキストリ
ン、UV吸収剤、保湿剤、キトサンまたはキチン等の消臭剤は、本発明の構造に
含まれることが望ましい。
【0034】 このようなかさ高い吸収性繊維構造の製造には、繊維とともに構造形成組成物
が用いられる。構造形成組成物には、フォーム製造技術では公知の特定の物質が
含まれることもあり、一般に、繊維を望ましい3次元配向に維持したり再配置し
たりする役割を果たす。繊維の構造化または再配置は、フォームの流れおよび発
泡により;発泡剤の発泡により;予め繊維を置換した相または繊維を再配置して
フォーム状または連続セル構造にした相の除去により;気泡間の液体メニスカス
に繊維を優先的に位置決めするように作用する2つの混合された不混和性の相の
作用により;強粘液(溶液を含む)、液体−固体スラリー、または、凍結乾燥ま
たは溶媒交換により液体またはスラリーの実質部分を除去する間に繊維を適所に
保持する凍結スラリー等の流体力学的作用により起こることもある。
が用いられる。構造形成組成物には、フォーム製造技術では公知の特定の物質が
含まれることもあり、一般に、繊維を望ましい3次元配向に維持したり再配置し
たりする役割を果たす。繊維の構造化または再配置は、フォームの流れおよび発
泡により;発泡剤の発泡により;予め繊維を置換した相または繊維を再配置して
フォーム状または連続セル構造にした相の除去により;気泡間の液体メニスカス
に繊維を優先的に位置決めするように作用する2つの混合された不混和性の相の
作用により;強粘液(溶液を含む)、液体−固体スラリー、または、凍結乾燥ま
たは溶媒交換により液体またはスラリーの実質部分を除去する間に繊維を適所に
保持する凍結スラリー等の流体力学的作用により起こることもある。
【0035】 繊維の物理的再配置は1次元、2次元または3次元で起こることがある。2方
向またはそれ以上の方向の再配置が望ましく、3次元の再配置が最も望ましい。
1次元の再配置も起こることがあり、例えば、構造形成組成物の作用により、マ
ットがかさ高くなるよう予め繊維をマット内で上向きのz方向に移動させること
であるが、繊維の相対的なx−y位置が実質的に変化しないようにする場合であ
る。2次元の再配置は、狭い層または平面内の繊維が平面内の新しい位置に移動
するが、交差したり他の層に混ざったりしない場合に起こる。最も望ましいのは
3次元の再配置であり、この場合、構造形成組成物の作用により、詳細には構造
形成組成物により成形されたフォームの作用により、ウェブまたはマットまたは
吸収性繊維状構造が作られる他の形態内で、繊維が垂直方向だけではなく新たな
x−y位置に移動する。例えば、こう解、撹拌、注入、成形などによる、堆積繊
維フロスまたはフォームのかさの動きにより、繊維が結合する前に繊維の3次元
の再配置が起こることが可能になる。一般に、特定の方向または次元での繊維の
物理的再配置は、例えば、典型的な繊維が典型的に約1mmまたはそれ以上、詳
細には約3mmまたはそれ以上、さらに詳細には約10mmまたはそれ以上、最
も詳細には約5mmから約25mm移動する場合に起こると言える。
向またはそれ以上の方向の再配置が望ましく、3次元の再配置が最も望ましい。
1次元の再配置も起こることがあり、例えば、構造形成組成物の作用により、マ
ットがかさ高くなるよう予め繊維をマット内で上向きのz方向に移動させること
であるが、繊維の相対的なx−y位置が実質的に変化しないようにする場合であ
る。2次元の再配置は、狭い層または平面内の繊維が平面内の新しい位置に移動
するが、交差したり他の層に混ざったりしない場合に起こる。最も望ましいのは
3次元の再配置であり、この場合、構造形成組成物の作用により、詳細には構造
形成組成物により成形されたフォームの作用により、ウェブまたはマットまたは
吸収性繊維状構造が作られる他の形態内で、繊維が垂直方向だけではなく新たな
x−y位置に移動する。例えば、こう解、撹拌、注入、成形などによる、堆積繊
維フロスまたはフォームのかさの動きにより、繊維が結合する前に繊維の3次元
の再配置が起こることが可能になる。一般に、特定の方向または次元での繊維の
物理的再配置は、例えば、典型的な繊維が典型的に約1mmまたはそれ以上、詳
細には約3mmまたはそれ以上、さらに詳細には約10mmまたはそれ以上、最
も詳細には約5mmから約25mm移動する場合に起こると言える。
【0036】 1つの実施の形態において、構造形成組成物は十分に粘性および/または安定
性があるため、構造形成組成物を乾燥または硬化するために十分な期間にわたり
撹拌した後に排水しても繊維から実質的に分離しない。(構造形成組成物の硬化
は結合剤が繊維を安定化する結合を形成すると起こり、結合は熱処理;縮合反応
または、電子ビーム、紫外線照射、マイクロ波照射などの作用で引き起こされる
他の化学反応;化学的架橋;化学的重合の開始などにより引き起こされてもよい
。)例えば、構造形成組成物は、フォームの粘性の測定に適する方法を用いて、
体積粘性率が約100センチポアズまたはそれ以上、詳細には約500センチポ
アズまたはそれ以上、さらに詳細には約2000センチポアズまたはそれ以上で
あってもよい。つまり、特定の実施の形態において、構造形成組成物の質量の多
くが、排水等により液体としてまたは液体/固体として除去されないことが望ま
しい。詳細には、特定の実施の形態、特に気体の泡を有する水性ベースのフォー
ムを含む実施の形態において、吸収性繊維状構造を形成する間に、構造形成組成
物の初期質量の約50%またはそれ以下が非気体の形または排水により除去され
、詳細には約10%またはそれ以下が非気体の形または排水により除去され、お
よび最も詳細には、実質的に構造形成組成物は繊維および構造形成組成物から液
体の形では全く除去されないことが望ましい。
性があるため、構造形成組成物を乾燥または硬化するために十分な期間にわたり
撹拌した後に排水しても繊維から実質的に分離しない。(構造形成組成物の硬化
は結合剤が繊維を安定化する結合を形成すると起こり、結合は熱処理;縮合反応
または、電子ビーム、紫外線照射、マイクロ波照射などの作用で引き起こされる
他の化学反応;化学的架橋;化学的重合の開始などにより引き起こされてもよい
。)例えば、構造形成組成物は、フォームの粘性の測定に適する方法を用いて、
体積粘性率が約100センチポアズまたはそれ以上、詳細には約500センチポ
アズまたはそれ以上、さらに詳細には約2000センチポアズまたはそれ以上で
あってもよい。つまり、特定の実施の形態において、構造形成組成物の質量の多
くが、排水等により液体としてまたは液体/固体として除去されないことが望ま
しい。詳細には、特定の実施の形態、特に気体の泡を有する水性ベースのフォー
ムを含む実施の形態において、吸収性繊維状構造を形成する間に、構造形成組成
物の初期質量の約50%またはそれ以下が非気体の形または排水により除去され
、詳細には約10%またはそれ以下が非気体の形または排水により除去され、お
よび最も詳細には、実質的に構造形成組成物は繊維および構造形成組成物から液
体の形では全く除去されないことが望ましい。
【0037】 構造形成組成物は、製品中に空隙空間をもたらす除去可能相および結合剤を含
み、随意的に液体キャリア相を有し、随意的に界面活性剤、架橋剤、柔軟剤、可
塑剤、抗菌剤、臭気制御物質等の他の非気体要素を有して、吸収性繊維状構造に
望ましい機能特性をもたらす。構造形成組成物の少なくとも1つの要素は非気体
である。除去可能相は、液体の水または、蒸発、溶剤交換、臨界点乾燥、超臨界
抽出法、ウィッキングなどにより除去することができる他の液体;氷または他の
昇華可能な固体;融解して液体として除去することができるか、蒸発させること
ができる固体;加熱すると部分的または完全に分解して蒸気または煙気になり、
空隙空間を残す固体などでよい。除去可能相としてのフォーム中の気体の泡は、
製造および除去が容易であるため、特に好ましい実施の形態である。望ましくは
、構造形成組成物は起泡性のある組成物であり、フォームの泡が繊維を変位また
は再配置して望ましい構造にする役割を果たす。結合剤は多孔性繊維状構造を安
定化させ、繊維−繊維結合の強度を高めることができる。望ましくは、構造形成
組成物は乾燥または硬化されると親水性になる。1つの実施の形態において、除
去可能相は液体の水または水蒸気ではなく、詳細には液体の水ではない。他の実
施の形態において、気体の泡は水蒸気のほか主として空気または他の気体で構成
されており、関連する実施の形態において、気体の泡は水性物質を沸点まで加熱
する必要なく形成されてもよいが、他の実施の形態において水蒸気泡を用いるこ
とができる。
み、随意的に液体キャリア相を有し、随意的に界面活性剤、架橋剤、柔軟剤、可
塑剤、抗菌剤、臭気制御物質等の他の非気体要素を有して、吸収性繊維状構造に
望ましい機能特性をもたらす。構造形成組成物の少なくとも1つの要素は非気体
である。除去可能相は、液体の水または、蒸発、溶剤交換、臨界点乾燥、超臨界
抽出法、ウィッキングなどにより除去することができる他の液体;氷または他の
昇華可能な固体;融解して液体として除去することができるか、蒸発させること
ができる固体;加熱すると部分的または完全に分解して蒸気または煙気になり、
空隙空間を残す固体などでよい。除去可能相としてのフォーム中の気体の泡は、
製造および除去が容易であるため、特に好ましい実施の形態である。望ましくは
、構造形成組成物は起泡性のある組成物であり、フォームの泡が繊維を変位また
は再配置して望ましい構造にする役割を果たす。結合剤は多孔性繊維状構造を安
定化させ、繊維−繊維結合の強度を高めることができる。望ましくは、構造形成
組成物は乾燥または硬化されると親水性になる。1つの実施の形態において、除
去可能相は液体の水または水蒸気ではなく、詳細には液体の水ではない。他の実
施の形態において、気体の泡は水蒸気のほか主として空気または他の気体で構成
されており、関連する実施の形態において、気体の泡は水性物質を沸点まで加熱
する必要なく形成されてもよいが、他の実施の形態において水蒸気泡を用いるこ
とができる。
【0038】 繊維混合物の中に気体の泡を製造、生成または導入することにより生成される
フォームから誘導される吸収性繊維構造では、液体または液体/固体スラリーが
非気体相として働き、除去可能相は気泡を形成する。気体は固体マトリックスに
化学的に結合していないため、本来フォーム内にあった気体が泡のいくつかに閉
じこめられていても、拡散および望ましくはバルクフローにより除去可能である
。明らかに、フォームが実質的に連続セル構造を有していても、気体は除去可能
である。本発明に有利なフォーム構造では、気体の泡から製造されたフォーム内
の少なくとも本来の気体の一部が構造から除去されることになる。除去された部
分は除去可能相の相当な割合を占めると考えられ、容量ベースで、例えば約20
%またはそれ以上、詳細には約50%またはそれ以上、さらに詳細には約80%
またはそれ以上、および最も詳細には約90%である。除去可能相は完全に除去
するのが理想的であるが、気孔の終端部、時にみられる閉鎖気孔などに必然的に
少量が閉じこめられることもある。
フォームから誘導される吸収性繊維構造では、液体または液体/固体スラリーが
非気体相として働き、除去可能相は気泡を形成する。気体は固体マトリックスに
化学的に結合していないため、本来フォーム内にあった気体が泡のいくつかに閉
じこめられていても、拡散および望ましくはバルクフローにより除去可能である
。明らかに、フォームが実質的に連続セル構造を有していても、気体は除去可能
である。本発明に有利なフォーム構造では、気体の泡から製造されたフォーム内
の少なくとも本来の気体の一部が構造から除去されることになる。除去された部
分は除去可能相の相当な割合を占めると考えられ、容量ベースで、例えば約20
%またはそれ以上、詳細には約50%またはそれ以上、さらに詳細には約80%
またはそれ以上、および最も詳細には約90%である。除去可能相は完全に除去
するのが理想的であるが、気孔の終端部、時にみられる閉鎖気孔などに必然的に
少量が閉じこめられることもある。
【0039】 液相反転によるか、少なくとも部分的に不混和である別の液体の泡の周囲の1
つの液相の重合により製造されたフォームでは、除去可能相は、一般に、蒸発ま
たは他の方法で乾燥して、残存マトリックスから少なくとも部分的に除去するこ
とができる液体である。また、構造形成組成物は固体−液体懸濁液またはスラリ
ーまたは3相混合物でもよい。
つの液相の重合により製造されたフォームでは、除去可能相は、一般に、蒸発ま
たは他の方法で乾燥して、残存マトリックスから少なくとも部分的に除去するこ
とができる液体である。また、構造形成組成物は固体−液体懸濁液またはスラリ
ーまたは3相混合物でもよい。
【0040】 構造形成組成物中の結合剤は、可溶性多糖類(例えば、カルボキシメチルセル
ロース、デンプンおよび化工デンプン)またはタンパク質(例えば、ゼラチン)
等の高分子材料でよく、詳細には高分子起泡性材料でよい。重合結合剤には、少
なくとも部分的に、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、および陽イオン
界面活性剤を含む界面活性剤または界面活性剤(テンサイド)のような発泡剤を
構造形成組成物内に存在させることにより起泡性をもたせてもよい。重合結合物
質は親水性であることが望ましい。親水性高分子起泡性結合物質は、フォームを
生成するのに水のようなキャリア液体を必要とすることもあり、水は好ましいキ
ャリア液体であるが、いくつかの場合では、高分子起泡性結合物質はそのままで
起泡でき、卵白はそのひとつの例である。望ましくは、キャリア液体は重合要素
の溶媒であり、親水性繊維の溶媒ではない。(親水性繊維を可溶にするか、部分
的に可溶にする溶質を含む液体、例えば、親水性繊維としてセルロース系繊維を
有する濃厚塩化亜鉛溶液のような液体は、多くの実施の形態で好ましくないであ
ろう。)空気存在下での機械的撹拌によるか、本明細書中に記載された当業者に
は公知の他の起泡法を適用することにより、製紙繊維を保持できる部分的または
実質的に安定なフォームが製造できれば、材料は起泡性がある。精製水は起泡性
がないが、例えば、卵白および多くの水性界面活性剤溶液には起泡性がある。
ロース、デンプンおよび化工デンプン)またはタンパク質(例えば、ゼラチン)
等の高分子材料でよく、詳細には高分子起泡性材料でよい。重合結合剤には、少
なくとも部分的に、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、および陽イオン
界面活性剤を含む界面活性剤または界面活性剤(テンサイド)のような発泡剤を
構造形成組成物内に存在させることにより起泡性をもたせてもよい。重合結合物
質は親水性であることが望ましい。親水性高分子起泡性結合物質は、フォームを
生成するのに水のようなキャリア液体を必要とすることもあり、水は好ましいキ
ャリア液体であるが、いくつかの場合では、高分子起泡性結合物質はそのままで
起泡でき、卵白はそのひとつの例である。望ましくは、キャリア液体は重合要素
の溶媒であり、親水性繊維の溶媒ではない。(親水性繊維を可溶にするか、部分
的に可溶にする溶質を含む液体、例えば、親水性繊維としてセルロース系繊維を
有する濃厚塩化亜鉛溶液のような液体は、多くの実施の形態で好ましくないであ
ろう。)空気存在下での機械的撹拌によるか、本明細書中に記載された当業者に
は公知の他の起泡法を適用することにより、製紙繊維を保持できる部分的または
実質的に安定なフォームが製造できれば、材料は起泡性がある。精製水は起泡性
がないが、例えば、卵白および多くの水性界面活性剤溶液には起泡性がある。
【0041】 結合性物質は吸水膨潤することもあれば、吸水膨潤しないこともある。最も優
れた吸収性物品を得るには、結合性物質は吸水膨張する場合でも、実質的に水不
溶性であることが望ましい。好ましくは、結合性物質は優れた乾燥安定性だけで
はなく、液体の水で濡れても、優れた湿潤安定性および湿潤弾性を吸収性繊維構
造に提供する。圧縮荷重下でも空隙容量を高く維持するために湿潤弾性が必要な
場合に応用するには、結合物質は望ましくは吸水膨潤せず、望ましくは水不溶性
であり、望ましくは湿潤結合強さ:乾燥結合強さの比(以下に定義)が約10%
またはそれ以上、詳細には約20%またはそれ以上、さらに詳細には約40%ま
たはそれ以上、最も詳細には約50%またはそれ以上である。同じ望ましい範囲
の湿潤結合強さ:乾燥結合強さの比は、膨潤結合物質にもあてはまる。
れた吸収性物品を得るには、結合性物質は吸水膨張する場合でも、実質的に水不
溶性であることが望ましい。好ましくは、結合性物質は優れた乾燥安定性だけで
はなく、液体の水で濡れても、優れた湿潤安定性および湿潤弾性を吸収性繊維構
造に提供する。圧縮荷重下でも空隙容量を高く維持するために湿潤弾性が必要な
場合に応用するには、結合物質は望ましくは吸水膨潤せず、望ましくは水不溶性
であり、望ましくは湿潤結合強さ:乾燥結合強さの比(以下に定義)が約10%
またはそれ以上、詳細には約20%またはそれ以上、さらに詳細には約40%ま
たはそれ以上、最も詳細には約50%またはそれ以上である。同じ望ましい範囲
の湿潤結合強さ:乾燥結合強さの比は、膨潤結合物質にもあてはまる。
【0042】 本発明の特定の実施の形態での利用に適するポリマーは、初めは溶媒に可溶で
、この可溶性ポリマーは例えば水のような液体溶媒と混合することにより溶液に
され、次に、処理されて水不溶性になり、随意的に吸水膨潤性になることにより
、この水不溶性のポリマーを含む吸収性フォームは、望ましい吸収性および物理
的特徴を示すポリマーを含む。
、この可溶性ポリマーは例えば水のような液体溶媒と混合することにより溶液に
され、次に、処理されて水不溶性になり、随意的に吸水膨潤性になることにより
、この水不溶性のポリマーを含む吸収性フォームは、望ましい吸収性および物理
的特徴を示すポリマーを含む。
【0043】 膨潤結合物質としては、カルボキシメチルセルロース(CMC)が繊維を結合
することができ、水を吸収することができる有利な物質である。CMCの他に使
用に適するポリマー、特に凍結乾燥および本発明の他の実施の形態に適するポリ
マーには、広い範囲の陰イオン、陽イオン、および非イオン性物質が含まれる。
適切なポリマーには、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、エチレン無
水マレイン酸コポリマー、ポリビニルエーテル、ポリアクリル酸、ポリビニルピ
ロリドン、ポリビニルモルホリン、ポリアミン、ポリエチレンイミン、ポリアク
リルアミド、ポリ第四級アンモニウム、また、カルボキシメチルセルロース、カ
ルボキシメチルスターチ、ヒドロキシメチルセルロース、アルギン、アルギン酸
、カラギーナン、アクリルグラフトスターチ、アクリルグラフトセルロース、キ
チン、およびキトサンのような天然系多糖類ポリマー、また、ポリアスパラギン
酸、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン、ポリグルタミン、ポリリジンおよび
ポリアルギニンのような合成ポリペプチドのほか、塩、コポリマー、および前述
のポリマーのいずれかの混合物が含まれる。例えば、コハク酸ポリグルカンまた
はグルタル酸ポリグルカンも、特に架橋してジエステル架橋を生成する場合に使
用できる。
することができ、水を吸収することができる有利な物質である。CMCの他に使
用に適するポリマー、特に凍結乾燥および本発明の他の実施の形態に適するポリ
マーには、広い範囲の陰イオン、陽イオン、および非イオン性物質が含まれる。
適切なポリマーには、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、エチレン無
水マレイン酸コポリマー、ポリビニルエーテル、ポリアクリル酸、ポリビニルピ
ロリドン、ポリビニルモルホリン、ポリアミン、ポリエチレンイミン、ポリアク
リルアミド、ポリ第四級アンモニウム、また、カルボキシメチルセルロース、カ
ルボキシメチルスターチ、ヒドロキシメチルセルロース、アルギン、アルギン酸
、カラギーナン、アクリルグラフトスターチ、アクリルグラフトセルロース、キ
チン、およびキトサンのような天然系多糖類ポリマー、また、ポリアスパラギン
酸、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン、ポリグルタミン、ポリリジンおよび
ポリアルギニンのような合成ポリペプチドのほか、塩、コポリマー、および前述
のポリマーのいずれかの混合物が含まれる。例えば、コハク酸ポリグルカンまた
はグルタル酸ポリグルカンも、特に架橋してジエステル架橋を生成する場合に使
用できる。
【0044】 構造形成組成物の要素として、詳細には結合剤として役に立つ他の有利なポリ
マー材料には、陰イオンラテックスおよび陽イオンラテックス、湿潤強化剤、親
水コロイド、ペクチン、カルボキシメチルセルロースナトリウム、トロンビン、
コラーゲン、アミロース誘導体、アルギン、合成ゴムなどが含まれる。しかし、
応用例のいくつかでは、結合剤はゴム状でなく、ラテックスまたは関連のゴム状
材料で構成されないことが望ましい。特にラテックスにアレルギーがある者用の
製品には、ラテックスは望ましい結合剤ではない。ゴム状材料の特性が望まれる
場合、例えば、吸収性パッドの一部および特に吸収性物品用のガスケット材料に
は、ラテックスは結合剤として役立つ。
マー材料には、陰イオンラテックスおよび陽イオンラテックス、湿潤強化剤、親
水コロイド、ペクチン、カルボキシメチルセルロースナトリウム、トロンビン、
コラーゲン、アミロース誘導体、アルギン、合成ゴムなどが含まれる。しかし、
応用例のいくつかでは、結合剤はゴム状でなく、ラテックスまたは関連のゴム状
材料で構成されないことが望ましい。特にラテックスにアレルギーがある者用の
製品には、ラテックスは望ましい結合剤ではない。ゴム状材料の特性が望まれる
場合、例えば、吸収性パッドの一部および特に吸収性物品用のガスケット材料に
は、ラテックスは結合剤として役立つ。
【0045】 本発明の1つの実施の形態において、使用されるポリマーは高分子電解質であ
ることが望ましい。一般に、高分子電解質はガラス状ポリマーである。本明細書
中で、「ガラス状」ポリマーという用語は、相対湿度約30%またはそれ以下で
、約23℃(ほぼ室温)を超えるガラス遷移温度(Tg)を有するポリマーのこ
とを意味する。ガラス状ポリマーの例は、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアク
リル酸、カルボキシメチルセルロースナトリウム、およびキトサン塩ポリマーを
含むが、これに限定されない。非ガラス状ポリマーおよび非高分子電解質の例は
、酸化ポリエチレン、酢酸ポリビニル、およびポリビニルエーテルポリマーを含
むが、これに限定されない。
ることが望ましい。一般に、高分子電解質はガラス状ポリマーである。本明細書
中で、「ガラス状」ポリマーという用語は、相対湿度約30%またはそれ以下で
、約23℃(ほぼ室温)を超えるガラス遷移温度(Tg)を有するポリマーのこ
とを意味する。ガラス状ポリマーの例は、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアク
リル酸、カルボキシメチルセルロースナトリウム、およびキトサン塩ポリマーを
含むが、これに限定されない。非ガラス状ポリマーおよび非高分子電解質の例は
、酸化ポリエチレン、酢酸ポリビニル、およびポリビニルエーテルポリマーを含
むが、これに限定されない。
【0046】 疎水性熱可塑接着剤およびホットメルト接着剤も結合物質として働くが、吸収
性繊維構造の親水性が減少するのを防ぐために、繊維の全表面ではなく主に繊維
−繊維接触部位に適用されることが好ましい。本発明の吸収性繊維構造は実質的
に親水性であり吸水性である必要がある。 吸収性フォームに望ましい大きさの液体吸収能を付与する効果に関する水不溶
性ポリマーの性質のひとつは、その分子量である。一般に、吸水膨潤性、水不溶
性で分子量の大きいポリマーは、吸水膨潤性、水不溶性で分子量の小さいポリマ
ーに比較して高い液体吸収能を示す。
性繊維構造の親水性が減少するのを防ぐために、繊維の全表面ではなく主に繊維
−繊維接触部位に適用されることが好ましい。本発明の吸収性繊維構造は実質的
に親水性であり吸水性である必要がある。 吸収性フォームに望ましい大きさの液体吸収能を付与する効果に関する水不溶
性ポリマーの性質のひとつは、その分子量である。一般に、吸水膨潤性、水不溶
性で分子量の大きいポリマーは、吸水膨潤性、水不溶性で分子量の小さいポリマ
ーに比較して高い液体吸収能を示す。
【0047】 本発明の吸収性繊維構造で有利な水不溶性のポリマーは、一般に、広い範囲の
分子量を有する。構造形成組成物の要素として、または本発明で有利な結合物質
として適切なポリマーは、特に膨潤性がある場合には、平均分子量は約10,0
00より大きく、詳細には約100,000より大きく、さらに詳細には約20
0,000より大きく、適切には約500,000より大きく、さらに適切には
約1,000,000より大きく、約20,000,000までである。結合物
質の要素として有利な非膨潤性ポリマーは、分子量が約20,000より小さく
、詳細には約5,000より小さいことが好ましい。ポリマーの分子量を測定す
る方法は当業者には公知である。
分子量を有する。構造形成組成物の要素として、または本発明で有利な結合物質
として適切なポリマーは、特に膨潤性がある場合には、平均分子量は約10,0
00より大きく、詳細には約100,000より大きく、さらに詳細には約20
0,000より大きく、適切には約500,000より大きく、さらに適切には
約1,000,000より大きく、約20,000,000までである。結合物
質の要素として有利な非膨潤性ポリマーは、分子量が約20,000より小さく
、詳細には約5,000より小さいことが好ましい。ポリマーの分子量を測定す
る方法は当業者には公知である。
【0048】 いくつかの実施の形態において、結合物質は架橋ポリマーを含む。架橋は以下
に詳細に説明する方法を含む、当業者に知られた如何なる方法で得てもよい。架
橋は除去可能相を除去する前または後に行うことができる。 構造形成組成物は一般に、pHが約2から約12、詳細には約4から約9、さ
らに詳細には約4から約7.5、最も詳細には約6から約7.5の範囲である。
に詳細に説明する方法を含む、当業者に知られた如何なる方法で得てもよい。架
橋は除去可能相を除去する前または後に行うことができる。 構造形成組成物は一般に、pHが約2から約12、詳細には約4から約9、さ
らに詳細には約4から約7.5、最も詳細には約6から約7.5の範囲である。
【0049】 吸収性繊維構造は「発泡繊維構造」でよく、この構造は乾燥形態でも硬化形態
でも、繊維および構造組織物の初期混合物より巨視的容積が大きく、空隙容積も
大きい。例えば、発泡繊維構造は、繊維スラリーが発泡剤を含む構造組織物と混
合されて、発泡剤がその後、活性化されて発泡して、乾燥または硬化する前に繊
維混合物に空隙容積を付加することで形成される。同様に、構造形成組成物およ
び繊維の加圧混合物は、混合物が吸収性繊維構造を形成する1工程として減圧さ
れると発泡して、増大した空隙を占めることができ。
でも、繊維および構造組織物の初期混合物より巨視的容積が大きく、空隙容積も
大きい。例えば、発泡繊維構造は、繊維スラリーが発泡剤を含む構造組織物と混
合されて、発泡剤がその後、活性化されて発泡して、乾燥または硬化する前に繊
維混合物に空隙容積を付加することで形成される。同様に、構造形成組成物およ
び繊維の加圧混合物は、混合物が吸収性繊維構造を形成する1工程として減圧さ
れると発泡して、増大した空隙を占めることができ。
【0050】 本発明の吸収性繊維構造は実質的に生分解性を有することができる。親水性繊
維は実質的に生分解性を有することができる。同様に、乾燥構造組織物または乾
燥結合物質は、重量の少なくとも50%、詳細には、生分解性のある要素の重量
の少なくとも80%を含むことができ、基本的に100%の生分解性要素を有す
ることもできる。 本発明の繊維構造は例外的に低密度でもよく、例えば、使用される特定の繊維
形態の臨界密度より相当に低い密度、以下のほぼいずれかまたはそれより低い密
度;単位g/ccで0.2,0.15,0.1,0.07,0.05,0.02
5,および0.01でよい。例えば、CMCおよびユーカリ繊維を用いて凍結乾
燥により形成される構造は、硬くて弾性の高い材料をもたらし、その密度はわず
か0.02g/ccで繊維材料にしては著しく低密度である。
維は実質的に生分解性を有することができる。同様に、乾燥構造組織物または乾
燥結合物質は、重量の少なくとも50%、詳細には、生分解性のある要素の重量
の少なくとも80%を含むことができ、基本的に100%の生分解性要素を有す
ることもできる。 本発明の繊維構造は例外的に低密度でもよく、例えば、使用される特定の繊維
形態の臨界密度より相当に低い密度、以下のほぼいずれかまたはそれより低い密
度;単位g/ccで0.2,0.15,0.1,0.07,0.05,0.02
5,および0.01でよい。例えば、CMCおよびユーカリ繊維を用いて凍結乾
燥により形成される構造は、硬くて弾性の高い材料をもたらし、その密度はわず
か0.02g/ccで繊維材料にしては著しく低密度である。
【0051】 以下に説明するように、プラスチックフォームの柔軟性に対するASTM定義
によれば、吸収性繊維構造は柔軟性を有することができる。 本発明の材料で層状構造が製造されてもよい。特に、層状フォーム繊維構造が
第1の繊維層および第2の繊維層を含むように製造されてもよく、前記第1の層
は起泡性結合物質および重量で約20%またはそれ以上の親水性繊維を含む吸収
性繊維構造を含み、前記繊維が連続セルフォームのセル間の支柱として配置され
;前記第2の層は実質的に独立セル構造を有するフォーム繊維組成物または実質
的に疎水性フォーム繊維組成物を含んでもよい。層状フォーム繊維組成物の1つ
の実施の形態において、前記第1の層の厚さは約5mmより薄くてよく、前記第
2の層の厚さは約4mmより薄くてよい。女性用品、おむつ、失禁用製品などの
サージ、吸収または分配層として適する、ポリオレフィンボンデッドカーデッド
ウェブ、メルトブローウェブ、スパンボンドウェブまたは他の材料を含む付加層
が取り付けられることもある。また、活性炭材料を含むフォームが付加層として
取り付けられてもよい。
によれば、吸収性繊維構造は柔軟性を有することができる。 本発明の材料で層状構造が製造されてもよい。特に、層状フォーム繊維構造が
第1の繊維層および第2の繊維層を含むように製造されてもよく、前記第1の層
は起泡性結合物質および重量で約20%またはそれ以上の親水性繊維を含む吸収
性繊維構造を含み、前記繊維が連続セルフォームのセル間の支柱として配置され
;前記第2の層は実質的に独立セル構造を有するフォーム繊維組成物または実質
的に疎水性フォーム繊維組成物を含んでもよい。層状フォーム繊維組成物の1つ
の実施の形態において、前記第1の層の厚さは約5mmより薄くてよく、前記第
2の層の厚さは約4mmより薄くてよい。女性用品、おむつ、失禁用製品などの
サージ、吸収または分配層として適する、ポリオレフィンボンデッドカーデッド
ウェブ、メルトブローウェブ、スパンボンドウェブまたは他の材料を含む付加層
が取り付けられることもある。また、活性炭材料を含むフォームが付加層として
取り付けられてもよい。
【0052】 多くの公知の繊維補強フォームおよび他の繊維状組成物と異なり、本発明の材
料は一般に吸収性物品での使用、特に体液を吸収するための吸収性物品での使用
に適する。いくつかの実施の形態において、本発明の材料は適切な湿潤弾性を有
しているため、液体の水、生理食塩水、尿、月経血、下痢便、汗、血液、唾液な
どが適用されても破壊されたり溶解したりせず、そのような液体を効果的に吸収
し、保持することができ、望ましくは、例えば1時間のように長期間にわたって
生理食塩水で完全に濡れても、元の状態および形状を維持する。いくつかの実施
の形態において、本発明の材料は適切ななじみやすさ、柔らかさ、または柔軟性
を有し、不快感または不適切な身体へのフィット感なしに、身体に隣接して着用
される吸収性物品の要素として働く。また、いくつかの実施の形態において、本
発明の材料は身体の健康に適切でない材料および方法を使用せず、または、家庭
廃棄物である古新聞等の望ましくない混入物質または老廃物を得ることなく作ら
れる。詳細には、吸収性繊維構造は、長期間にわたって身体組織に接触しても、
女性用生理用ナプキンで使用されても毒物学的に許容できる材料で本質的に構成
できる。さらに詳細には、吸収性繊維構造は、タンポン、止血スポンジ、創傷用
包帯または包帯に使用されても、毒物学的に許容できる材料で本質的に構成でき
る。
料は一般に吸収性物品での使用、特に体液を吸収するための吸収性物品での使用
に適する。いくつかの実施の形態において、本発明の材料は適切な湿潤弾性を有
しているため、液体の水、生理食塩水、尿、月経血、下痢便、汗、血液、唾液な
どが適用されても破壊されたり溶解したりせず、そのような液体を効果的に吸収
し、保持することができ、望ましくは、例えば1時間のように長期間にわたって
生理食塩水で完全に濡れても、元の状態および形状を維持する。いくつかの実施
の形態において、本発明の材料は適切ななじみやすさ、柔らかさ、または柔軟性
を有し、不快感または不適切な身体へのフィット感なしに、身体に隣接して着用
される吸収性物品の要素として働く。また、いくつかの実施の形態において、本
発明の材料は身体の健康に適切でない材料および方法を使用せず、または、家庭
廃棄物である古新聞等の望ましくない混入物質または老廃物を得ることなく作ら
れる。詳細には、吸収性繊維構造は、長期間にわたって身体組織に接触しても、
女性用生理用ナプキンで使用されても毒物学的に許容できる材料で本質的に構成
できる。さらに詳細には、吸収性繊維構造は、タンポン、止血スポンジ、創傷用
包帯または包帯に使用されても、毒物学的に許容できる材料で本質的に構成でき
る。
【0053】 他の実施の形態において、本発明の吸収性繊維構造は、ラテックスのようなエ
ラストマー結合材料を使用することにより、高度な柔軟性を付与できる。次に、
吸収性繊維構造は、特に材料が伸張可能に適切に成形されるか、機械的圧縮、し
ぼ寄せ、またはラッシュ搬送で縮小されて、クレープ状またはアコーディオン状
構造が生じ、平面内で膨張および伸張が可能な場合には、そのエラストマー結合
で伸張性にされ得る。また、伸張方向に垂直か、伸張方向に一致しないスリット
も、特にエラストマー結合を有する場合には、柔軟性のある繊維構造に対する伸
張手段となることができる。つまり、女性用パッドまたはパンティーライナーの
ような吸収性物品は、かさ高い柔軟性のある吸収性繊維構造にエラストマー結合
を使用することにより、伸張性を有するように作られ、伸張可能な吸収コアまた
は他の吸収性要素を備えることができる。トップシート、バックシート、および
他の吸収層を含む吸収性物品の他の要素も、当業者には公知の方法を用いて伸張
可能にできることが望ましい。吸収性繊維構造を含む生理用ナプキンの場合には
、例えば、吸収性繊維構造および望ましくは生理用ナプキン全体も弾性的に伸張
可能にすることにより、生理用ナプキンを伸張しようとする力が取り除かれると
、生理用ナプキンが縦方向に沿って内側に(すなわち束の縦方向に)寄るという
望ましくない傾向を減少させることになる。
ラストマー結合材料を使用することにより、高度な柔軟性を付与できる。次に、
吸収性繊維構造は、特に材料が伸張可能に適切に成形されるか、機械的圧縮、し
ぼ寄せ、またはラッシュ搬送で縮小されて、クレープ状またはアコーディオン状
構造が生じ、平面内で膨張および伸張が可能な場合には、そのエラストマー結合
で伸張性にされ得る。また、伸張方向に垂直か、伸張方向に一致しないスリット
も、特にエラストマー結合を有する場合には、柔軟性のある繊維構造に対する伸
張手段となることができる。つまり、女性用パッドまたはパンティーライナーの
ような吸収性物品は、かさ高い柔軟性のある吸収性繊維構造にエラストマー結合
を使用することにより、伸張性を有するように作られ、伸張可能な吸収コアまた
は他の吸収性要素を備えることができる。トップシート、バックシート、および
他の吸収層を含む吸収性物品の他の要素も、当業者には公知の方法を用いて伸張
可能にできることが望ましい。吸収性繊維構造を含む生理用ナプキンの場合には
、例えば、吸収性繊維構造および望ましくは生理用ナプキン全体も弾性的に伸張
可能にすることにより、生理用ナプキンを伸張しようとする力が取り除かれると
、生理用ナプキンが縦方向に沿って内側に(すなわち束の縦方向に)寄るという
望ましくない傾向を減少させることになる。
【0054】 吸収性繊維構造は、厚さ方向または吸収性繊維構造の平面方向に延びる、材料
特性の勾配を有してもよい。坪量および厚さの勾配または多様性は容易に付与で
きるが、繊維組成物、孔径、濡れやすさなどの他の材料特性も同様に勾配を有し
てよい。例えば、吸収性物品での使用に適する平面の吸収性繊維構造は、上表面
の近傍に大きな孔および大きな連続セルを有し、セルは反対側の下表面に近づく
につれて次第に小さくなり、随意的に、部分的または実質的に液体不透過である
下表面のスキン層で成端してもよい。このような間隙率の勾配を有する構造は、
上表面で液体吸収に適するが、下表面から液体が漏れるのを防ぐことができる。
物品は、1つの部位(例えば上表面)に他の部位(例えば下表面)より親水性の
高い結合材料および繊維を有し、同様に親水性にも勾配を設けてもよい。勾配は
平面内に延びていてもよく、例えば、大きなセルまたは気孔が中央の目的部位に
あるが、多くの独立セルまたは小さな孔が吸収性繊維構造の側端にあって液体の
横漏れを防ぐ物品が挙げられる。
特性の勾配を有してもよい。坪量および厚さの勾配または多様性は容易に付与で
きるが、繊維組成物、孔径、濡れやすさなどの他の材料特性も同様に勾配を有し
てよい。例えば、吸収性物品での使用に適する平面の吸収性繊維構造は、上表面
の近傍に大きな孔および大きな連続セルを有し、セルは反対側の下表面に近づく
につれて次第に小さくなり、随意的に、部分的または実質的に液体不透過である
下表面のスキン層で成端してもよい。このような間隙率の勾配を有する構造は、
上表面で液体吸収に適するが、下表面から液体が漏れるのを防ぐことができる。
物品は、1つの部位(例えば上表面)に他の部位(例えば下表面)より親水性の
高い結合材料および繊維を有し、同様に親水性にも勾配を設けてもよい。勾配は
平面内に延びていてもよく、例えば、大きなセルまたは気孔が中央の目的部位に
あるが、多くの独立セルまたは小さな孔が吸収性繊維構造の側端にあって液体の
横漏れを防ぐ物品が挙げられる。
【0055】吸収性繊維構造を製造する方法 本発明の吸収性繊維構造を製造するのに、フォーム、特に連続セルフォームを
製造するために従来から知られている多くの方法を用いることができる。一般に
、構造形成組成物は繊維を配置するのを助け、空隙空間を生成するために用いら
れ、得られるかさ高い混合物は(熱または放射線によるか、化学試薬を適用する
ことにより)乾燥または硬化されて吸収性繊維構造になることができる。
製造するために従来から知られている多くの方法を用いることができる。一般に
、構造形成組成物は繊維を配置するのを助け、空隙空間を生成するために用いら
れ、得られるかさ高い混合物は(熱または放射線によるか、化学試薬を適用する
ことにより)乾燥または硬化されて吸収性繊維構造になることができる。
【0056】 本発明の吸収性繊維構造を製造する方法は、混合して繊維混合物を形成するこ
とになる繊維および構造形成組成物の準備で開始する。繊維は水性スラリー等の
スラリーでもよく、最初は綿毛または粉砕繊維または空気堆積繊維マット等の乾
燥型でもよい。構造形成組成物はフォームを製造できることが望ましい。構造形
成組成物の要素は、1段階または多段階で繊維に加えてもよく、逆に繊維を加え
てもよく、随意的に構造形成組成物の少なくともいくつかは、さまざまな段階で
別々に混合物に加えてもよい。構造形成組成物の一部は繊維に予め加えておいて
もよく、次に、他の続いて加える構造形成組成物の残余部に含まれる反応物と反
応または結合させることができる。例えば、重炭酸ナトリウムと混ぜ合わされる
繊維は構造形成組成物の残余部に含まれるクエン酸と反応し、二酸化炭素を放出
してフォームを形成し、残りのクエン酸は次に、熱処理下で繊維の架橋を開始で
きる。
とになる繊維および構造形成組成物の準備で開始する。繊維は水性スラリー等の
スラリーでもよく、最初は綿毛または粉砕繊維または空気堆積繊維マット等の乾
燥型でもよい。構造形成組成物はフォームを製造できることが望ましい。構造形
成組成物の要素は、1段階または多段階で繊維に加えてもよく、逆に繊維を加え
てもよく、随意的に構造形成組成物の少なくともいくつかは、さまざまな段階で
別々に混合物に加えてもよい。構造形成組成物の一部は繊維に予め加えておいて
もよく、次に、他の続いて加える構造形成組成物の残余部に含まれる反応物と反
応または結合させることができる。例えば、重炭酸ナトリウムと混ぜ合わされる
繊維は構造形成組成物の残余部に含まれるクエン酸と反応し、二酸化炭素を放出
してフォームを形成し、残りのクエン酸は次に、熱処理下で繊維の架橋を開始で
きる。
【0057】 繊維と、初期の構造形成組成物またはその要素の少なくともいくつかとの結合
に続いて、構造形成組成物中に除去可能相が生成されるか増加し、必要であれば
、発泡剤を活性化して混合物の中に気泡を生成するか、注入または機械的撹拌ま
たは高剪断混合などで外来気体を直接注入することにより、フロスまたはフォー
ムを生成する。除去可能相と混合物の他の相との相互作用により、繊維が再配置
または変位されてかさ高い繊維構造が生じ、随意的に多孔性支柱を有する連続セ
ルフォームに特有の2種類の別々の孔径が分布しており、支柱により規定される
セルの大きな気孔とは対照的に、支柱の中の気孔は支柱の中の隣接の繊維間の小
さな気孔空間に一致する。
に続いて、構造形成組成物中に除去可能相が生成されるか増加し、必要であれば
、発泡剤を活性化して混合物の中に気泡を生成するか、注入または機械的撹拌ま
たは高剪断混合などで外来気体を直接注入することにより、フロスまたはフォー
ムを生成する。除去可能相と混合物の他の相との相互作用により、繊維が再配置
または変位されてかさ高い繊維構造が生じ、随意的に多孔性支柱を有する連続セ
ルフォームに特有の2種類の別々の孔径が分布しており、支柱により規定される
セルの大きな気孔とは対照的に、支柱の中の気孔は支柱の中の隣接の繊維間の小
さな気孔空間に一致する。
【0058】 混合物の中にフォームを生じさせ、除去可能相の少なくとも一部を除去する段
階は、典型的には順次起こるが、同時に起こってもよい。多くの場合、除去可能
相の一部を除去する作用により、繊維構造の中に開孔構造が生じる。他の場合で
は、除去可能相がかなり除去される前に、構造が開孔性になることもある。いく
つかの連続セルフォーム形成過程では、気体の泡が最初に製造され、次に気体の
一部が漏れてセルの間に窓を開け、連続セルフォームが生じる。しかし、凍結乾
燥により生じるフォームでは、フォーム構造が除去可能相(典型的には水または
他の適切な揮発性材料)の除去により生じる。同様に、好ましくは構造複合物で
繊維の混合物を製造する段階およびその中にフォームを生成する段階も、順次起
こってもよく、同時に起こってもよい。フォームは混合物が生成した後に製造さ
れてもよく、混合処理の間に製造されてもよく、繊維と混合する前に構造形成組
成物の中にすでに生成されていてもよい。
階は、典型的には順次起こるが、同時に起こってもよい。多くの場合、除去可能
相の一部を除去する作用により、繊維構造の中に開孔構造が生じる。他の場合で
は、除去可能相がかなり除去される前に、構造が開孔性になることもある。いく
つかの連続セルフォーム形成過程では、気体の泡が最初に製造され、次に気体の
一部が漏れてセルの間に窓を開け、連続セルフォームが生じる。しかし、凍結乾
燥により生じるフォームでは、フォーム構造が除去可能相(典型的には水または
他の適切な揮発性材料)の除去により生じる。同様に、好ましくは構造複合物で
繊維の混合物を製造する段階およびその中にフォームを生成する段階も、順次起
こってもよく、同時に起こってもよい。フォームは混合物が生成した後に製造さ
れてもよく、混合処理の間に製造されてもよく、繊維と混合する前に構造形成組
成物の中にすでに生成されていてもよい。
【0059】 フォームは多くの手段で調製することができる。発泡工程は、液体ポリマー相
またはスラリーを発泡させて低密度セル状態にし、次に硬化または液体ポリマー
を冷却することによりポリマー構造を「凍結」する工程である。フォームを製造
するための押出工程には、減圧発泡工程で物理的安定化処理を使用する。この工
程には、加圧下で押し出された溶融ポリマーと混合された発泡剤を使用する。こ
のポリマーおよび発泡剤の溶液は、標準室温および気圧で、移動ベルトに向かっ
て開口したダイを通して押し出される。この減圧により発泡剤が気化し、ポリマ
ーの発泡が起こる。ポリマーは発泡の間冷却することができるため、必要な密度
および寸法安定性を得るために十分な構造的強度が得られる。構造が凍結したり
ポリマー構造が安定化したりするのは、ポリマー相がガラス遷移点より低く冷却
された結果である。冷却は主に3つの領域:(1)発泡剤の気化、(2)気体の
膨張、(3)周囲への熱損失で生じる。
またはスラリーを発泡させて低密度セル状態にし、次に硬化または液体ポリマー
を冷却することによりポリマー構造を「凍結」する工程である。フォームを製造
するための押出工程には、減圧発泡工程で物理的安定化処理を使用する。この工
程には、加圧下で押し出された溶融ポリマーと混合された発泡剤を使用する。こ
のポリマーおよび発泡剤の溶液は、標準室温および気圧で、移動ベルトに向かっ
て開口したダイを通して押し出される。この減圧により発泡剤が気化し、ポリマ
ーの発泡が起こる。ポリマーは発泡の間冷却することができるため、必要な密度
および寸法安定性を得るために十分な構造的強度が得られる。構造が凍結したり
ポリマー構造が安定化したりするのは、ポリマー相がガラス遷移点より低く冷却
された結果である。冷却は主に3つの領域:(1)発泡剤の気化、(2)気体の
膨張、(3)周囲への熱損失で生じる。
【0060】 セル材料を製造する他の方法としては、ポリマーの中に分散している固体また
は液体材料の濾過、小さい粒子の焼結、ポリマーの中での小さいセル粒子の分散
、液体状態での気体(または固体)の分散およびこのセル状態の安定化、または
気相を含む構造の中のポリマー粒子を焼結することを挙げることができる。いず
れの場合でも、得られるフォームまたはフロス構造は除去可能相を含む。
は液体材料の濾過、小さい粒子の焼結、ポリマーの中での小さいセル粒子の分散
、液体状態での気体(または固体)の分散およびこのセル状態の安定化、または
気相を含む構造の中のポリマー粒子を焼結することを挙げることができる。いず
れの場合でも、得られるフォームまたはフロス構造は除去可能相を含む。
【0061】 網状連続セルフォームの調製には、独立セルの窓を叩いて開放する機械的力の
適用を含むことができる。このような力は、1つまたはそれ以上の圧縮サイクル
、衝撃波の利用、または熱ショックにより加えてもよい。また、当業者であれば
、ポリマーのセルの壁は、(例えばアルカリ溶液による)加水分解、酸化、およ
び加温または加圧することにより除去でき、開放できることが理解できる。
適用を含むことができる。このような力は、1つまたはそれ以上の圧縮サイクル
、衝撃波の利用、または熱ショックにより加えてもよい。また、当業者であれば
、ポリマーのセルの壁は、(例えばアルカリ溶液による)加水分解、酸化、およ
び加温または加圧することにより除去でき、開放できることが理解できる。
【0062】 除去可能相は液体、気体または固体でよいが、市販のフォーム製品では、気体
が最も普通に使用される除去可能相である。しかし、油、炭化水素、および水性
液体を含む多くの液体を使用でき、加熱すると分解して気体を生じる重炭酸アン
モニウム等のいくつかの固体も使用できる。除去可能相が繊維および構造形成組
成物の他の要素と相互作用すると、繊維を移動、配置または構造化して空隙容量
の大きいフォームをもたらす。
が最も普通に使用される除去可能相である。しかし、油、炭化水素、および水性
液体を含む多くの液体を使用でき、加熱すると分解して気体を生じる重炭酸アン
モニウム等のいくつかの固体も使用できる。除去可能相が繊維および構造形成組
成物の他の要素と相互作用すると、繊維を移動、配置または構造化して空隙容量
の大きいフォームをもたらす。
【0063】 構造形成組成物は、気体の泡を製造、生成または導入して繊維混合物にするこ
とにより生じるフォームを製造するための化合物を含んでもよい。また、構造形
成組成物は、液相転換により、1つの少なくとも部分的に不混和性の液体の泡の
周囲にあるもう1つの液相を重合することにより、またはフォーム、特に連続セ
ルフォームを製造するための他の従来の技術によりフォームを製造するための化
合物を含んでもよい。一般に、非気相が前記除去可能相とは別の液体である場合
には、2つの相は少なくとも、前記相の間に界面区域を設けることができる温度
、圧力、化学環境および濃度のような限定された範囲の条件では十分に不混和で
ある。一般に、繊維は1つの相または1つの界面に優先的に引きつけられ、少な
くとも除去可能相の一部を除去して多孔性構造を生じさせる間、繊維は主として
適所に保持される。結合物質は、望ましくは構造形成組成物の液相にあり、除去
可能相の少なくとも一部を除去している間またはその後に、繊維構造の結合力を
高めるのに役立つ。
とにより生じるフォームを製造するための化合物を含んでもよい。また、構造形
成組成物は、液相転換により、1つの少なくとも部分的に不混和性の液体の泡の
周囲にあるもう1つの液相を重合することにより、またはフォーム、特に連続セ
ルフォームを製造するための他の従来の技術によりフォームを製造するための化
合物を含んでもよい。一般に、非気相が前記除去可能相とは別の液体である場合
には、2つの相は少なくとも、前記相の間に界面区域を設けることができる温度
、圧力、化学環境および濃度のような限定された範囲の条件では十分に不混和で
ある。一般に、繊維は1つの相または1つの界面に優先的に引きつけられ、少な
くとも除去可能相の一部を除去して多孔性構造を生じさせる間、繊維は主として
適所に保持される。結合物質は、望ましくは構造形成組成物の液相にあり、除去
可能相の少なくとも一部を除去している間またはその後に、繊維構造の結合力を
高めるのに役立つ。
【0064】 例示的な関連する実施の形態を挙げると、除去可能相として固体、半固体また
はゲル相を、分離非気相として液相を有すことができる。しかし、結合物質はあ
まり膨潤しないことが望ましい(例えば、水飽和状態で容積の増加が400%よ
り小さく、詳細には100%より小さく、さらに詳細には10%より小さい)。
他の関連する実施の形態において、固体粒子は、繊維が粒子の間の部分を占める
ように閉じこめるのに使用されてもよく、その後、氷または凍結水和物に対して
は溶融または昇華、繊維構造からは収縮および物理的流出および空洞粒子の圧壊
などにより、溶媒として除去できる。
はゲル相を、分離非気相として液相を有すことができる。しかし、結合物質はあ
まり膨潤しないことが望ましい(例えば、水飽和状態で容積の増加が400%よ
り小さく、詳細には100%より小さく、さらに詳細には10%より小さい)。
他の関連する実施の形態において、固体粒子は、繊維が粒子の間の部分を占める
ように閉じこめるのに使用されてもよく、その後、氷または凍結水和物に対して
は溶融または昇華、繊維構造からは収縮および物理的流出および空洞粒子の圧壊
などにより、溶媒として除去できる。
【0065】 活性炭繊維を含む吸収性繊維構造を調製する際に、活性炭繊維上にある気孔の
閉塞を防ぐために、結合物質の量はできるだけ小さいことが望ましい。結合物質
は、繊維表面には延びないが、繊維が接合し接触するメニスカスに主に位置して
、繊維の機能性を大幅に減少させることなく、多孔性状態で繊維を互いに結合す
るのに役立つよう、活性炭に関しては非湿潤性でもよい。
閉塞を防ぐために、結合物質の量はできるだけ小さいことが望ましい。結合物質
は、繊維表面には延びないが、繊維が接合し接触するメニスカスに主に位置して
、繊維の機能性を大幅に減少させることなく、多孔性状態で繊維を互いに結合す
るのに役立つよう、活性炭に関しては非湿潤性でもよい。
【0066】 凍結乾燥、溶媒交換処理、超臨界液体抽出、および本発明の他の変形例の場合
には、単一液相または溶液が非気体相および除去可能相のいずれの役割も果たす
ことができる。例えば、粘度の高い多糖類の水溶液を用いて、繊維を比較的ラン
ダムな配向に維持してもよい。溶液で形成される繊維スラリーは、急速にまたは
緩徐に凍結および凍結乾燥されてもよく、この時点では凍結した固体である構造
形成組成物(非気体であり除去可能である)は、繊維を適切な位置に保持する役
割を果たし、水が昇華するにつれ多糖類が繊維上に堆積して、繊維網状構造の結
合力を増強することになり、さらに、十分な強度および弾性を得るために、架橋
処理または硬化または他の結合材料の付加を必要とする場合もある。また、フォ
ームを製造するための凍結乾燥技術は、同じ出願人による継続中の1997年1
1月25日出願の出願番号08/977,918の「吸収性フォーム」、および
出願番号08/978,263の「吸収性フォームを作製する工程」にも開示さ
れており、いずれも本明細書中に参考文献として組み込まれている。
には、単一液相または溶液が非気体相および除去可能相のいずれの役割も果たす
ことができる。例えば、粘度の高い多糖類の水溶液を用いて、繊維を比較的ラン
ダムな配向に維持してもよい。溶液で形成される繊維スラリーは、急速にまたは
緩徐に凍結および凍結乾燥されてもよく、この時点では凍結した固体である構造
形成組成物(非気体であり除去可能である)は、繊維を適切な位置に保持する役
割を果たし、水が昇華するにつれ多糖類が繊維上に堆積して、繊維網状構造の結
合力を増強することになり、さらに、十分な強度および弾性を得るために、架橋
処理または硬化または他の結合材料の付加を必要とする場合もある。また、フォ
ームを製造するための凍結乾燥技術は、同じ出願人による継続中の1997年1
1月25日出願の出願番号08/977,918の「吸収性フォーム」、および
出願番号08/978,263の「吸収性フォームを作製する工程」にも開示さ
れており、いずれも本明細書中に参考文献として組み込まれている。
【0067】 1つの実施の形態において、工程は全体的に、溶媒中に可溶性ポリマーの溶液
を形成する段階と、溶液に親水性繊維を混合する段階と、溶媒の凝固点より低い
温度まで比較的ゆっくりと冷却して溶液を凍結する段階と、随意的にポリマーを
処理し、吸水膨潤性のある水不溶性の結合物質を形成して吸収性繊維構造を安定
化させる段階とを含む。
を形成する段階と、溶液に親水性繊維を混合する段階と、溶媒の凝固点より低い
温度まで比較的ゆっくりと冷却して溶液を凍結する段階と、随意的にポリマーを
処理し、吸水膨潤性のある水不溶性の結合物質を形成して吸収性繊維構造を安定
化させる段階とを含む。
【0068】 他の実施の形態において、工程は全体的に、溶媒中にモノマーの溶液を形成す
る段階と、親水性繊維を加える段階と、モノマーを重合して溶媒中に架橋ポリマ
ーのゲル溶液を形成する段階と、溶媒の凝固点より低い温度まで比較的ゆっくり
と冷却してゲル溶液を凍結する段階と、凍結ゲル溶液から溶媒を除去する段階と
を含む。随意的に架橋ポリマーのゲル溶液は、凍結する前に、付加溶媒を用いる
ことにより付加的に膨潤されてもよい。
る段階と、親水性繊維を加える段階と、モノマーを重合して溶媒中に架橋ポリマ
ーのゲル溶液を形成する段階と、溶媒の凝固点より低い温度まで比較的ゆっくり
と冷却してゲル溶液を凍結する段階と、凍結ゲル溶液から溶媒を除去する段階と
を含む。随意的に架橋ポリマーのゲル溶液は、凍結する前に、付加溶媒を用いる
ことにより付加的に膨潤されてもよい。
【0069】 このような凍結乾燥の実施の形態において、可溶性ポリマーまたはモノマーが
典型的には、少なくとも30重量%の水、有益には50重量%の水、適切には7
5重量%の水、さらに適切には100重量%の水を含む溶媒に溶解される。水と
ともに助溶剤を用いる場合には、他の適切な溶媒として、メタノール、エタノー
ル、アセトン、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、グリセロール、
および当業者には公知の他の溶剤を挙げることができる。しかし、水可溶性のポ
リマーを使用する場合には、このような他の非水性溶媒を使用したり、存在させ
ると均質な混合物の形成が阻害され、溶液を形成するようポリマーが効果的に溶
媒に溶解しない。 凍結乾燥する溶液中の繊維の濃度は、約10%またはそれ以下、詳細には約0
.3%から4%、さらに詳細には約0.4%から約2.5%であってもよい。
典型的には、少なくとも30重量%の水、有益には50重量%の水、適切には7
5重量%の水、さらに適切には100重量%の水を含む溶媒に溶解される。水と
ともに助溶剤を用いる場合には、他の適切な溶媒として、メタノール、エタノー
ル、アセトン、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、グリセロール、
および当業者には公知の他の溶剤を挙げることができる。しかし、水可溶性のポ
リマーを使用する場合には、このような他の非水性溶媒を使用したり、存在させ
ると均質な混合物の形成が阻害され、溶液を形成するようポリマーが効果的に溶
媒に溶解しない。 凍結乾燥する溶液中の繊維の濃度は、約10%またはそれ以下、詳細には約0
.3%から4%、さらに詳細には約0.4%から約2.5%であってもよい。
【0070】 また、溶液が溶媒の凝固点より高い温度から溶媒の凝固点より低い温度まで冷
却される速度が、本明細書中に説明されている望ましい特性を示す吸収性フォー
ムを完成するのに役立つことが分かっている。質的に、使用される冷却速度は、
目に見える亀裂または不均一性が凍結中の溶液に形成され始めるほど高速であっ
てはならない。この場合、一般に、本発明の望ましい吸収性フォームを得るため
に、特定の溶液にあるであろう臨界冷却速度が存在する。臨界冷却速度より高い
冷却速度を利用すると、比較的不均一な多孔性構造および亀裂の入ったポリマー
マトリックスを呈する、一般的に望ましくない吸収性フォームが得られることに
なる。逆に、臨界冷却速度より低い冷却速度を利用すると、比較的均一な多孔性
構造を呈し、ポリマーマトリックス内に著しい亀裂または変形が存在しない、一
般的に望ましい吸収性フォームが得られることになる。
却される速度が、本明細書中に説明されている望ましい特性を示す吸収性フォー
ムを完成するのに役立つことが分かっている。質的に、使用される冷却速度は、
目に見える亀裂または不均一性が凍結中の溶液に形成され始めるほど高速であっ
てはならない。この場合、一般に、本発明の望ましい吸収性フォームを得るため
に、特定の溶液にあるであろう臨界冷却速度が存在する。臨界冷却速度より高い
冷却速度を利用すると、比較的不均一な多孔性構造および亀裂の入ったポリマー
マトリックスを呈する、一般的に望ましくない吸収性フォームが得られることに
なる。逆に、臨界冷却速度より低い冷却速度を利用すると、比較的均一な多孔性
構造を呈し、ポリマーマトリックス内に著しい亀裂または変形が存在しない、一
般的に望ましい吸収性フォームが得られることになる。
【0071】 特定の懸濁液に利用される冷却速度は、得られる吸収性繊維構造の構造に重要
な役割を果たす。本発明の1つの実施の形態において、水が溶媒でポリマーが濃
度約0.5−2重量%の範囲にあり、重量%は溶媒の総重量に基づく場合、温度
の低下を約0.4℃/分より小さくすると、詳細には約0.3℃/分より小さく
すると、最も詳細には約0.1℃/分より小さくするとよい結果が得られる。
な役割を果たす。本発明の1つの実施の形態において、水が溶媒でポリマーが濃
度約0.5−2重量%の範囲にあり、重量%は溶媒の総重量に基づく場合、温度
の低下を約0.4℃/分より小さくすると、詳細には約0.3℃/分より小さく
すると、最も詳細には約0.1℃/分より小さくするとよい結果が得られる。
【0072】 次の凍結および氷の昇華では、結合材料を活性化し結合段階を完全に達成する
ために、乾燥材料はさらに処理される必要がある場合もある。例えば、CMCお
よび他の多くの結合物質を用いる場合、熱処理は結合物質を不溶化するのに役立
つ。結合材料としてラテックスを用いる場合、通常、熱処理は必要ない。特定の
湿潤強度のある樹脂および架橋剤を用いる場合、Kymeneが1つの例である
が、熱処理を施さなくてもある結合を得ることができるが、当業者であれば、湿
潤強度は、典型的には高温で短時間、樹脂を硬化することにより高くなることが
理解できる。当業者であれば、同様に可溶性タンパク質も、他の架橋剤を用いて
も用いなくても熱処理により変性および硬化し、水不溶性または耐水結合剤にで
きることが理解できる。
ために、乾燥材料はさらに処理される必要がある場合もある。例えば、CMCお
よび他の多くの結合物質を用いる場合、熱処理は結合物質を不溶化するのに役立
つ。結合材料としてラテックスを用いる場合、通常、熱処理は必要ない。特定の
湿潤強度のある樹脂および架橋剤を用いる場合、Kymeneが1つの例である
が、熱処理を施さなくてもある結合を得ることができるが、当業者であれば、湿
潤強度は、典型的には高温で短時間、樹脂を硬化することにより高くなることが
理解できる。当業者であれば、同様に可溶性タンパク質も、他の架橋剤を用いて
も用いなくても熱処理により変性および硬化し、水不溶性または耐水結合剤にで
きることが理解できる。
【0073】 本発明の連続セルフォームを製造するための関連する方法は、1997年1月
11日にマニングらに付与された米国特許第4,002,173号に示されるも
のであり、本明細書中に参考文献として組み込まれているが、「網状スポンジ」
すなわち、ジエステル架橋クエン酸またはグルタル酸ポリグルカン、特にアミロ
ースの相互に連結したストランドの3次元網状組織を含む網状多孔性ヒドロゲル
を開示している。スポンジは、水溶性塩であるクエン酸アミロースまたはグルタ
ル酸アミロースのような、モノエステルまたは半エステルの水溶性塩を、本発明
の処理条件で、凍結乾燥の段階で乾燥状態に近づくにつれ塩溶液の制御溶融を引
き起こす網状化剤の存在下で、凍結乾燥(フリーズドライ)することにより作ら
れる。得られる網状の多孔性連続セルスポンジは次に、脱水処理下で熱すること
により架橋され、ジエステル架橋が形成される。凍結乾燥する前に繊維および任
意の付加的結合剤を適切に結合して溶液にすることにより、吸収性繊維構造を作
ることができる。
11日にマニングらに付与された米国特許第4,002,173号に示されるも
のであり、本明細書中に参考文献として組み込まれているが、「網状スポンジ」
すなわち、ジエステル架橋クエン酸またはグルタル酸ポリグルカン、特にアミロ
ースの相互に連結したストランドの3次元網状組織を含む網状多孔性ヒドロゲル
を開示している。スポンジは、水溶性塩であるクエン酸アミロースまたはグルタ
ル酸アミロースのような、モノエステルまたは半エステルの水溶性塩を、本発明
の処理条件で、凍結乾燥の段階で乾燥状態に近づくにつれ塩溶液の制御溶融を引
き起こす網状化剤の存在下で、凍結乾燥(フリーズドライ)することにより作ら
れる。得られる網状の多孔性連続セルスポンジは次に、脱水処理下で熱すること
により架橋され、ジエステル架橋が形成される。凍結乾燥する前に繊維および任
意の付加的結合剤を適切に結合して溶液にすることにより、吸収性繊維構造を作
ることができる。
【0074】 また、本発明の吸収性繊維構造は、全体として、溶剤に可溶性ポリマーの溶液
を形成する段階と、親水性繊維および発泡剤を溶液に加える段階と、発泡剤を活
性化する段階と、溶液から溶媒を除去する段階と、随意的にポリマーを処理して
、吸収性繊維構造内で繊維を互いに結合する吸水膨潤性のある水不溶のポリマー
マトリックスを形成する段階とを含む工程で形成されることが可能であると考え
られている。
を形成する段階と、親水性繊維および発泡剤を溶液に加える段階と、発泡剤を活
性化する段階と、溶液から溶媒を除去する段階と、随意的にポリマーを処理して
、吸収性繊維構造内で繊維を互いに結合する吸水膨潤性のある水不溶のポリマー
マトリックスを形成する段階とを含む工程で形成されることが可能であると考え
られている。
【0075】 1つの実施の形態は、親水性繊維、望ましくはサラシクラフトユーカリ繊維ま
たは軟材BCTMP等の製紙用繊維を、可溶性多糖類(例えばカルボキシメチル
セルロース)またはタンパク質(例えばゼラチン)等の高分子材料、詳細には高
分子起泡性材料を含む結合材料から作られる湿潤、液状または撹拌可能なフォー
ムおよび随意的に付加的な発泡剤と混合する方法を含む。親水性繊維は、必要で
あれば高分子起泡性結合材料およびキャリア液体と混合して発泡懸濁液にされる
。親水性高分子結合材料および繊維要素は、水またはアルコールなどの有機溶剤
等のキャリア液体に分散されることが望ましい。
たは軟材BCTMP等の製紙用繊維を、可溶性多糖類(例えばカルボキシメチル
セルロース)またはタンパク質(例えばゼラチン)等の高分子材料、詳細には高
分子起泡性材料を含む結合材料から作られる湿潤、液状または撹拌可能なフォー
ムおよび随意的に付加的な発泡剤と混合する方法を含む。親水性繊維は、必要で
あれば高分子起泡性結合材料およびキャリア液体と混合して発泡懸濁液にされる
。親水性高分子結合材料および繊維要素は、水またはアルコールなどの有機溶剤
等のキャリア液体に分散されることが望ましい。
【0076】 次に、混合物は、注入および/または機械的力、適切には高剪断または撹拌下
で空気を導入することにより起泡されてフォームを生成し、顕著な凝集を防ぎつ
つ繊維を効果的に分散できる。もしくは、気体の泡は、高分子起泡性結合材料中
にある発泡剤の作用で、化学反応または他の手段により生成されてもよい。キャ
リア液体または他の揮発性液体化合物が存在すれば、次に溶媒抽出、凍結乾燥、
蒸発、高周波乾燥、マイクロ波乾燥、および当業者には公知の他の方法により除
去し、実質的に乾燥した安定な多孔性吸収性繊維構造が得られる。
で空気を導入することにより起泡されてフォームを生成し、顕著な凝集を防ぎつ
つ繊維を効果的に分散できる。もしくは、気体の泡は、高分子起泡性結合材料中
にある発泡剤の作用で、化学反応または他の手段により生成されてもよい。キャ
リア液体または他の揮発性液体化合物が存在すれば、次に溶媒抽出、凍結乾燥、
蒸発、高周波乾燥、マイクロ波乾燥、および当業者には公知の他の方法により除
去し、実質的に乾燥した安定な多孔性吸収性繊維構造が得られる。
【0077】 安定な親水性フォーム構造を生成する種々の技術が知られている。臨界点乾燥
を用いると、固体要素の多孔性構造を分断することなく液相を除去することがで
きる。フォームの凍結乾燥は長期にわたって使用されており、典型的にはポリマ
ーの水溶液または懸濁液から安定なフォーム状構造を生成する。水性タンパク質
および炭水化物の溶液をフリーズドライ(凍結乾燥)することは当業者には公知
である。多数の空洞を有する、ゆるみのある、フォーム状、フェルト状またはフ
リース状構造が得られ、結果として、このような乾燥調製品は体液に対して高い
吸収能力を有することになる。水またはt−ブチルアルコールのような非水性媒
質のいずれかを使用することができる。凍結乾燥は主として気体を有しない液体
またはスラリーに実施されることが多いが、フォーム状構造がまず生成され、続
いて凍結乾燥されてもよい。例えば、前記の方法を使用して水性またはアルコー
ルベースのフォームを生成し、続いて、実質的にフォーム構造をつぶすことなく
凍結乾燥して除去可能相の少なくとも一部を除去してもよい。
を用いると、固体要素の多孔性構造を分断することなく液相を除去することがで
きる。フォームの凍結乾燥は長期にわたって使用されており、典型的にはポリマ
ーの水溶液または懸濁液から安定なフォーム状構造を生成する。水性タンパク質
および炭水化物の溶液をフリーズドライ(凍結乾燥)することは当業者には公知
である。多数の空洞を有する、ゆるみのある、フォーム状、フェルト状またはフ
リース状構造が得られ、結果として、このような乾燥調製品は体液に対して高い
吸収能力を有することになる。水またはt−ブチルアルコールのような非水性媒
質のいずれかを使用することができる。凍結乾燥は主として気体を有しない液体
またはスラリーに実施されることが多いが、フォーム状構造がまず生成され、続
いて凍結乾燥されてもよい。例えば、前記の方法を使用して水性またはアルコー
ルベースのフォームを生成し、続いて、実質的にフォーム構造をつぶすことなく
凍結乾燥して除去可能相の少なくとも一部を除去してもよい。
【0078】 特定の高価な製品、例えば医療用スポンジに対して凍結乾燥は、経済性に優れ
た望ましい方法である。しかし、市販品に対しては、凍結乾燥または他の液体要
素の凍結を伴う処理により除去可能相が除去されることは望ましくない。同様に
、昇華乾燥は一般に、特に水の除去には長時間を要するため安価な使い捨て品で
ある市販品には好まれない。つまり、吸収性物品の製造では、凍結乾燥を行わず
に、あるいは凍結を行わずに、あるいは実質的な昇華乾燥を行わずに、あるいは
、実質的に構造形成組成物の凝固点より高い温度で、詳細には0℃より高い温度
で、望ましくは5℃より高い温度で工程が実施されることが望ましいこともある
。
た望ましい方法である。しかし、市販品に対しては、凍結乾燥または他の液体要
素の凍結を伴う処理により除去可能相が除去されることは望ましくない。同様に
、昇華乾燥は一般に、特に水の除去には長時間を要するため安価な使い捨て品で
ある市販品には好まれない。つまり、吸収性物品の製造では、凍結乾燥を行わず
に、あるいは凍結を行わずに、あるいは実質的な昇華乾燥を行わずに、あるいは
、実質的に構造形成組成物の凝固点より高い温度で、詳細には0℃より高い温度
で、望ましくは5℃より高い温度で工程が実施されることが望ましいこともある
。
【0079】 本発明により、製紙繊維および他の繊維を構造形成組成物と混合すると、繊維
は、低濃度(約4%より低い濃度)、中間濃度(約4%から約20%の濃度)、
または高濃度のいずれかの水性スラリーに調製することができる。中間濃度フォ
ームの調製には多くの場合、大きな機械的エネルギーを投入する必要があるが、
発泡剤や空隙容積を生成するための圧力除去法を用いれば、経済的および構造的
利益が得られる。一方、低濃度スラリーは、発泡成形せずに凍結乾燥構造を製造
するか、中間濃度フォームで通常可能なフォームセルより細かいフォームセルを
製造するのに使用することができる。化学的に架橋されたセルロース繊維のよう
な非膨潤性繊維を使用すると、繊維の膨潤によって水分を吸収する場合より多量
の繊維間の水分を利用できるので、所定の含水量での混合および分散がよくなる
。これにより乾燥も容易になる。
は、低濃度(約4%より低い濃度)、中間濃度(約4%から約20%の濃度)、
または高濃度のいずれかの水性スラリーに調製することができる。中間濃度フォ
ームの調製には多くの場合、大きな機械的エネルギーを投入する必要があるが、
発泡剤や空隙容積を生成するための圧力除去法を用いれば、経済的および構造的
利益が得られる。一方、低濃度スラリーは、発泡成形せずに凍結乾燥構造を製造
するか、中間濃度フォームで通常可能なフォームセルより細かいフォームセルを
製造するのに使用することができる。化学的に架橋されたセルロース繊維のよう
な非膨潤性繊維を使用すると、繊維の膨潤によって水分を吸収する場合より多量
の繊維間の水分を利用できるので、所定の含水量での混合および分散がよくなる
。これにより乾燥も容易になる。
【0080】 乾燥の前に発泡成形する場合には、除去する必要のある液体量を減少し、エネ
ルギー費用を節約し、さらにキャリア液体を除去する間に連続セル構造に対する
毛管力の潜在的な分断作用を減少するために、キャリア液体に対する繊維の質量
比が高いことが望ましい。例えば1つの実施の形態において、発泡成形が始まる
とき、繊維は、濃度約4%またはそれ以上(スラリー質量に対する乾燥繊維質量
に基づく)、詳細には約6%またはそれ以上、およびさらに詳細には約8%から
約20%である中間濃度の水性スラリーに含まれる。
ルギー費用を節約し、さらにキャリア液体を除去する間に連続セル構造に対する
毛管力の潜在的な分断作用を減少するために、キャリア液体に対する繊維の質量
比が高いことが望ましい。例えば1つの実施の形態において、発泡成形が始まる
とき、繊維は、濃度約4%またはそれ以上(スラリー質量に対する乾燥繊維質量
に基づく)、詳細には約6%またはそれ以上、およびさらに詳細には約8%から
約20%である中間濃度の水性スラリーに含まれる。
【0081】 製紙繊維の中間濃度または高濃度のスラリーを最も効果的に発泡成形するため
に、スラリーを、スラリーがほぼ固体壊のような作用(静止状態で多くの高濃度
混合物がするような作用)ではなく、レオロジー的に純粋な液体のように作用す
る、流体化レオロジー状態にするには高剪断(high shear)が必要である。この
状態に空気または他の気体を加えると、適切な界面活性剤および好ましくはフォ
ーム安定剤があればフォームにすることができる。1つの実施の形態において、
注入された気体は圧縮されているため、分散した気体の泡が減圧されると膨張す
ることになる。例えば、約2ポンド−力またはそれ以上、好ましくは約10ポン
ド−力またはそれ以上の圧縮された空気または二酸化炭素が、一端から、または
周期的に減圧されるバッチ管を通して出る繊維の連続押出を可能にする圧縮高剪
断ミキサに導入されてもよい。圧力が減少すると、混合物の中の不連続な気体の
泡は大気圧になるまで膨張する。圧縮空気が大気圧の2倍の圧力であれば、圧力
が減圧して有効な孔の容積が増大するにつれ、気体の泡は係数約2の大きさに膨
張する。また、発泡剤を用いて、広範な濃度の繊維スラリー内の現位置に気体の
泡を生成することもできる。
に、スラリーを、スラリーがほぼ固体壊のような作用(静止状態で多くの高濃度
混合物がするような作用)ではなく、レオロジー的に純粋な液体のように作用す
る、流体化レオロジー状態にするには高剪断(high shear)が必要である。この
状態に空気または他の気体を加えると、適切な界面活性剤および好ましくはフォ
ーム安定剤があればフォームにすることができる。1つの実施の形態において、
注入された気体は圧縮されているため、分散した気体の泡が減圧されると膨張す
ることになる。例えば、約2ポンド−力またはそれ以上、好ましくは約10ポン
ド−力またはそれ以上の圧縮された空気または二酸化炭素が、一端から、または
周期的に減圧されるバッチ管を通して出る繊維の連続押出を可能にする圧縮高剪
断ミキサに導入されてもよい。圧力が減少すると、混合物の中の不連続な気体の
泡は大気圧になるまで膨張する。圧縮空気が大気圧の2倍の圧力であれば、圧力
が減圧して有効な孔の容積が増大するにつれ、気体の泡は係数約2の大きさに膨
張する。また、発泡剤を用いて、広範な濃度の繊維スラリー内の現位置に気体の
泡を生成することもできる。
【0082】 木材パルプスラリーからフォームを生成するために、剪断下で繊維流動性また
は分散性を改善するのに界面活性剤が役に立つこともある。 濃度約30%までのパルプ懸濁液に作用する高剪断ミキサは、例えば、大量の
気体を繊維スラリー中に導入し、構造を繊維物質にもたらすのに使用できる。石
鹸、洗剤、界面活性剤などを加えて、フロス量を増加させるか、混合物の空隙容
量または泡の大きさを修正することができる。同様に、タンパク質または他のフ
ォーム生成添加剤またはフォーム安定添加剤を用いて、フォームの安定性を高め
、連続セルの配列の中で繊維を互いに結合するのに役立てることができる。さら
に、架橋剤、ラテックスおよびデンプンのような接着剤、および他の湿潤強化添
加剤を高剪断混合の前、その途中、または後のいずれかに加えて、繊維構造を安
定化するのに役立てることができるが、このような物質は工程の高剪断混合段階
の前またはその途中に加えられることが好ましい。繊維フォームまたは発泡繊維
混合物の生成に続き、穏やかに撹拌して、液体が沈降したりフォームが崩壊した
りしないようにすることが望ましい。混合物は気乾、マイクロ波または赤外線照
射のような照射による加熱、誘導的加熱、例えば穏やかな通気乾燥による伝導ま
たは対流による加熱を行うことができ、繊維構造を乾燥し、随意的に構造を架橋
したり、硬化したり、複合物中に存在する接着剤またはタンパク質または他の結
合剤を固定したりする。
は分散性を改善するのに界面活性剤が役に立つこともある。 濃度約30%までのパルプ懸濁液に作用する高剪断ミキサは、例えば、大量の
気体を繊維スラリー中に導入し、構造を繊維物質にもたらすのに使用できる。石
鹸、洗剤、界面活性剤などを加えて、フロス量を増加させるか、混合物の空隙容
量または泡の大きさを修正することができる。同様に、タンパク質または他のフ
ォーム生成添加剤またはフォーム安定添加剤を用いて、フォームの安定性を高め
、連続セルの配列の中で繊維を互いに結合するのに役立てることができる。さら
に、架橋剤、ラテックスおよびデンプンのような接着剤、および他の湿潤強化添
加剤を高剪断混合の前、その途中、または後のいずれかに加えて、繊維構造を安
定化するのに役立てることができるが、このような物質は工程の高剪断混合段階
の前またはその途中に加えられることが好ましい。繊維フォームまたは発泡繊維
混合物の生成に続き、穏やかに撹拌して、液体が沈降したりフォームが崩壊した
りしないようにすることが望ましい。混合物は気乾、マイクロ波または赤外線照
射のような照射による加熱、誘導的加熱、例えば穏やかな通気乾燥による伝導ま
たは対流による加熱を行うことができ、繊維構造を乾燥し、随意的に構造を架橋
したり、硬化したり、複合物中に存在する接着剤またはタンパク質または他の結
合剤を固定したりする。
【0083】 1つの実施の形態において、フォーム繊維混合物は、サンドデフィブレイター
社(ジョージア州ノークロス)から入手可能なハイシャーTシリーズの繊維ミキ
サや、オーストロム社およびカミール社から入手可能な中間濃度用ミキサを含む
、高濃度漂白および混合の分野では公知の高剪断繊維ミキサで、界面活性剤およ
びフォーム安定化剤を加えた中間濃度の水性繊維スラリーから調製することがで
きる。1つの実施の形態において、界面活性剤およびフォーム安定化剤のような
発泡剤を高濃度繊維と混合し、質量ベースで液体の水に対する繊維の割合が約1
5%またはそれ以上、好ましくは約20%またはそれ以上、さらに好ましくは約
25%またはそれ以上、および最も好ましくは約30%またはそれ以上にする。
高圧で(例えば約5psi、好ましくは約10psi、さらに好ましくは約15
psi、最も好ましくは30psiを超える圧力で)気体をミキサに導入し、空
気吹込み繊維、液体および気体のスラリーを製造することもできる。このような
実施の形態において、気体は典型的には高剪断ミキサ内で約50%、詳細には約
40%、およびさらに詳細には約30%より少ない容量を含むことになる。
社(ジョージア州ノークロス)から入手可能なハイシャーTシリーズの繊維ミキ
サや、オーストロム社およびカミール社から入手可能な中間濃度用ミキサを含む
、高濃度漂白および混合の分野では公知の高剪断繊維ミキサで、界面活性剤およ
びフォーム安定化剤を加えた中間濃度の水性繊維スラリーから調製することがで
きる。1つの実施の形態において、界面活性剤およびフォーム安定化剤のような
発泡剤を高濃度繊維と混合し、質量ベースで液体の水に対する繊維の割合が約1
5%またはそれ以上、好ましくは約20%またはそれ以上、さらに好ましくは約
25%またはそれ以上、および最も好ましくは約30%またはそれ以上にする。
高圧で(例えば約5psi、好ましくは約10psi、さらに好ましくは約15
psi、最も好ましくは30psiを超える圧力で)気体をミキサに導入し、空
気吹込み繊維、液体および気体のスラリーを製造することもできる。このような
実施の形態において、気体は典型的には高剪断ミキサ内で約50%、詳細には約
40%、およびさらに詳細には約30%より少ない容量を含むことになる。
【0084】 液体の表面張力特性が適切に調製されており、繊維が十分に短く、分散されて
いれば、気体の泡が高剪断ミキサから放出されると、気体の泡は膨張して繊維で
囲まれたフォームセルを生成する。得られる多孔性の3次元のフォーム繊維複合
体は、次に完全に乾燥されてかさ高い繊維構造を生成する。 高剪断ミキサは一般に、繊維が切れやすいため活性炭繊維には好まれない。代
わりに、発泡剤を用いてキャリア液体中の繊維のスラリーからフォームを生成す
るのが望ましく、このキャリア液体は水性である必要はない。例えば、ポリウレ
タンは公知の発泡剤に適切である場合もある。また、この場合は、発泡剤として
働く高分子材料もキャリア液体になることができるが、キャリア液体としての付
加的な溶媒は混合物の粘性を減少させ、発泡剤に対する繊維の割合が高いところ
でフォーム中の繊維の分散能力を増大させることになるため、乾燥またはキャリ
ア液体の他の抽出法の後、最終的に得られる多孔性繊維構造は重量で少なくとも
50%の繊維を含んでいる。
いれば、気体の泡が高剪断ミキサから放出されると、気体の泡は膨張して繊維で
囲まれたフォームセルを生成する。得られる多孔性の3次元のフォーム繊維複合
体は、次に完全に乾燥されてかさ高い繊維構造を生成する。 高剪断ミキサは一般に、繊維が切れやすいため活性炭繊維には好まれない。代
わりに、発泡剤を用いてキャリア液体中の繊維のスラリーからフォームを生成す
るのが望ましく、このキャリア液体は水性である必要はない。例えば、ポリウレ
タンは公知の発泡剤に適切である場合もある。また、この場合は、発泡剤として
働く高分子材料もキャリア液体になることができるが、キャリア液体としての付
加的な溶媒は混合物の粘性を減少させ、発泡剤に対する繊維の割合が高いところ
でフォーム中の繊維の分散能力を増大させることになるため、乾燥またはキャリ
ア液体の他の抽出法の後、最終的に得られる多孔性繊維構造は重量で少なくとも
50%の繊維を含んでいる。
【0085】 この混合物は乾燥の前に形成される必要はないが、フリーズドライ(凍結乾燥
)して、部分的には、キャリア液体が除去されると後に残る高分子材料により適
切な位置にある程度保持されている繊維から成る構造をもたらすことができる。
事前のフォーム成形段階を経ずに凍結乾燥処理するには、混合物は繊維に対して
十分に希釈され、キャリア液体を除去すると顕著な気孔空間が残る必要がある。
望ましくは繊維のキャリア液体に対する割合は約30%またはそれ以下、好まし
くは約10%またはそれ以下、最も好ましくは約5%またはそれ以下である。当
然、空隙空間および気泡を有する安定なフォームが最初に生成され、次に、凍結
乾燥して気孔の形状および大きさを広範囲に分布させることができる。
)して、部分的には、キャリア液体が除去されると後に残る高分子材料により適
切な位置にある程度保持されている繊維から成る構造をもたらすことができる。
事前のフォーム成形段階を経ずに凍結乾燥処理するには、混合物は繊維に対して
十分に希釈され、キャリア液体を除去すると顕著な気孔空間が残る必要がある。
望ましくは繊維のキャリア液体に対する割合は約30%またはそれ以下、好まし
くは約10%またはそれ以下、最も好ましくは約5%またはそれ以下である。当
然、空隙空間および気泡を有する安定なフォームが最初に生成され、次に、凍結
乾燥して気孔の形状および大きさを広範囲に分布させることができる。
【0086】 疎水性の熱可塑材およびホットメルト接着剤が結合材料として働くとき、主と
して適用される部位は繊維の表面全体ではなく、繊維−繊維接触部位であること
が好ましい。これは、結合物質を溶媒の中に、あるいは懸濁物としてキャリア液
体の中に加え、溶媒またはキャリア液体が蒸発すると結合物質が優先的に堆積す
る繊維−繊維接触点にメニスカスを形成することにより達成できる。例えば、こ
の方法でキャリア液体に懸濁されたラテックス球またはポリオレフィン小球を繊
維構造に加えることができ、次に、乾燥または熱処理の間に結合が発生し得る。
また、同じ工程を使用して、親水性結合物質を繊維−繊維接触部位に優先的に加
えてもよい。この工程では、結合物質は繊維が構造形成組成物と混合した後に加
えてもよく、この場合、結合材料の少なくとも一部は初期には、最初に繊維と混
合される構造形成組成物に含まれておらず、繊維が少なくとも1つの非気相を含
む構造形成組成物により構成された後に、付加的な結合材料が繊維網状組織に加
えることにより繊維と混合される。つまり、この実施の形態において、繊維を結
合材料を含む構造形成組成物と混合する段階は2つの段階で起こる:最初に繊維
を構造形成組成物の前駆物質と混合する段階、次に結合材料の全部または一部を
繊維網状組織構造に加える段階である。例えば、第1の化合物を含む粘性フォー
ムを使用して繊維を構成し、繊維構造物にミストまたは蒸気または気体により第
2の化合物を加え、第1および第2の化合物が反応して安定な結合材料を形成す
るようにしてもよい。さらに、繊維状フォームは、架橋剤を噴霧するか、構造形
成組成物内の結合材料前駆体の重合を開始する気相を加えることにより安定化さ
れてもよい。このように、親水性繊維を結合材料を含む構造形成組成物と混合す
る段階は、実際には2つのサブステップで起こってもよく、第1のサブステップ
は繊維を構造形成組成物の一部と混合する段階であり、第2のサブステップは結
合材料または結合材料の要素または結合材料を生成する反応を加える段階である
ことが理解できる。第2のサブステップは、繊維が前記構造形成組成物の一部に
より物理的に再配置され、構成化された後に起こってもよい。つまり、結合材料
が、最初に繊維と混合される構造形成組成物内に存在してもよく、繊維が構造形
成組成物または構造形成組成物の一部と混合された後に結合材料の一部が後で加
えられてもよく、後続の反応または物理的または化学的な変化で後に結合材料に
なる結合材料前駆体が構造形成組成物内に存在してもよく(しかし、例えば、結
合剤前駆体が乾燥、熱処理、放射処理、構造形成組成物内に存在する他の要素と
の反応などに対して固有に結合剤として働くことができるならば、結合剤前駆体
は結合剤と呼ばれることもある)、結合材料前駆体が、繊維および構造形成組成
物の混合物に後に加えられる後続の反応物との反応で結合材料になってもよい。
例えば、樹脂(結合材料前駆体)および重合剤を有する2成分エポキシ接着剤は
、2段階で供給される結合材料の例である。また別の架橋剤または重合開始剤を
有する他の樹脂も当業者には公知である。
して適用される部位は繊維の表面全体ではなく、繊維−繊維接触部位であること
が好ましい。これは、結合物質を溶媒の中に、あるいは懸濁物としてキャリア液
体の中に加え、溶媒またはキャリア液体が蒸発すると結合物質が優先的に堆積す
る繊維−繊維接触点にメニスカスを形成することにより達成できる。例えば、こ
の方法でキャリア液体に懸濁されたラテックス球またはポリオレフィン小球を繊
維構造に加えることができ、次に、乾燥または熱処理の間に結合が発生し得る。
また、同じ工程を使用して、親水性結合物質を繊維−繊維接触部位に優先的に加
えてもよい。この工程では、結合物質は繊維が構造形成組成物と混合した後に加
えてもよく、この場合、結合材料の少なくとも一部は初期には、最初に繊維と混
合される構造形成組成物に含まれておらず、繊維が少なくとも1つの非気相を含
む構造形成組成物により構成された後に、付加的な結合材料が繊維網状組織に加
えることにより繊維と混合される。つまり、この実施の形態において、繊維を結
合材料を含む構造形成組成物と混合する段階は2つの段階で起こる:最初に繊維
を構造形成組成物の前駆物質と混合する段階、次に結合材料の全部または一部を
繊維網状組織構造に加える段階である。例えば、第1の化合物を含む粘性フォー
ムを使用して繊維を構成し、繊維構造物にミストまたは蒸気または気体により第
2の化合物を加え、第1および第2の化合物が反応して安定な結合材料を形成す
るようにしてもよい。さらに、繊維状フォームは、架橋剤を噴霧するか、構造形
成組成物内の結合材料前駆体の重合を開始する気相を加えることにより安定化さ
れてもよい。このように、親水性繊維を結合材料を含む構造形成組成物と混合す
る段階は、実際には2つのサブステップで起こってもよく、第1のサブステップ
は繊維を構造形成組成物の一部と混合する段階であり、第2のサブステップは結
合材料または結合材料の要素または結合材料を生成する反応を加える段階である
ことが理解できる。第2のサブステップは、繊維が前記構造形成組成物の一部に
より物理的に再配置され、構成化された後に起こってもよい。つまり、結合材料
が、最初に繊維と混合される構造形成組成物内に存在してもよく、繊維が構造形
成組成物または構造形成組成物の一部と混合された後に結合材料の一部が後で加
えられてもよく、後続の反応または物理的または化学的な変化で後に結合材料に
なる結合材料前駆体が構造形成組成物内に存在してもよく(しかし、例えば、結
合剤前駆体が乾燥、熱処理、放射処理、構造形成組成物内に存在する他の要素と
の反応などに対して固有に結合剤として働くことができるならば、結合剤前駆体
は結合剤と呼ばれることもある)、結合材料前駆体が、繊維および構造形成組成
物の混合物に後に加えられる後続の反応物との反応で結合材料になってもよい。
例えば、樹脂(結合材料前駆体)および重合剤を有する2成分エポキシ接着剤は
、2段階で供給される結合材料の例である。また別の架橋剤または重合開始剤を
有する他の樹脂も当業者には公知である。
【0087】 多くの実施の形態において、繊維を互いに結合する段階には結合材料を硬化、
重合または架橋して水不溶性結合を確立することが含まれる。架橋または結合の
形成を開始するのに、熱、放射線、および化学的処理を使用できる。 繊維を互いに結合する段階はどのような順序で起こってもよい。標準的には、
繊維結合は、除去可能相を除去した後または除去する間に起こることになるが、
構造形成組成物を混合している間にも開始することがあり、一般に、除去可能相
を除去する前に起こることもある。
重合または架橋して水不溶性結合を確立することが含まれる。架橋または結合の
形成を開始するのに、熱、放射線、および化学的処理を使用できる。 繊維を互いに結合する段階はどのような順序で起こってもよい。標準的には、
繊維結合は、除去可能相を除去した後または除去する間に起こることになるが、
構造形成組成物を混合している間にも開始することがあり、一般に、除去可能相
を除去する前に起こることもある。
【0088】 構造形成組成物および結合材料は一般に乾燥する必要があるが、水性溶液また
は懸濁液を用いて構造形成組成物を形成する場合には特に必要である。乾燥は当
業者に公知のどのような方法によってもよいが、好ましくは、構造中の大きな空
隙容量を維持する非圧縮性乾燥である。ある程度の圧縮乾燥、例えば乾燥機布の
張力下で熱ドラムとの接触による圧縮乾燥は、かさ高さを望ましい程度に減少さ
せるのに用いられてもよく、また、必要であればカレンダー加工、エンボス加工
、穴あけ加工、またはプレス加工を行って、望ましいかさ高さ、柔らかさ、均一
性または他の目的を達成してもよい。
は懸濁液を用いて構造形成組成物を形成する場合には特に必要である。乾燥は当
業者に公知のどのような方法によってもよいが、好ましくは、構造中の大きな空
隙容量を維持する非圧縮性乾燥である。ある程度の圧縮乾燥、例えば乾燥機布の
張力下で熱ドラムとの接触による圧縮乾燥は、かさ高さを望ましい程度に減少さ
せるのに用いられてもよく、また、必要であればカレンダー加工、エンボス加工
、穴あけ加工、またはプレス加工を行って、望ましいかさ高さ、柔らかさ、均一
性または他の目的を達成してもよい。
【0089】 親水性フォームシステムおよび他の親水性フォームを生成する方法に関する発
泡剤は、超吸収性フォーム材料の技術分野では公知である。発泡成形された吸水
膨潤性ポリマー水吸収性材料は、吸水膨潤特性を有すことができ、酸性型では酸
成分を含むことができるポリマーに酸成分を中和することができる発泡剤を接触
させることにより調製することができる。超吸収ポリマーを形成するのに使用さ
れるモノマーのモノマー溶液に、炭酸塩の発泡剤を加えてもよい。他の発泡剤も
本発明に使用することができ、有機窒素化合物(例えばアゾジカルボンアミド)
、重炭酸ナトリウムとクエン酸との混合物、水酸化ホウ素ナトリウムなどのよう
なポリオレフィンフォームを製造するために知られているものが含まれる。
泡剤は、超吸収性フォーム材料の技術分野では公知である。発泡成形された吸水
膨潤性ポリマー水吸収性材料は、吸水膨潤特性を有すことができ、酸性型では酸
成分を含むことができるポリマーに酸成分を中和することができる発泡剤を接触
させることにより調製することができる。超吸収ポリマーを形成するのに使用さ
れるモノマーのモノマー溶液に、炭酸塩の発泡剤を加えてもよい。他の発泡剤も
本発明に使用することができ、有機窒素化合物(例えばアゾジカルボンアミド)
、重炭酸ナトリウムとクエン酸との混合物、水酸化ホウ素ナトリウムなどのよう
なポリオレフィンフォームを製造するために知られているものが含まれる。
【0090】 本発明で使用するフォーム製造技術は、1997年7月29日にダイア(Dy
er)らに付与された米国特許第5,652.194号「水性体液のための薄い
湿潤吸収性フォーム材料を製造する方法」に開示されている、高内相比乳剤(H
IPE)技術であり、参考文献として本明細書中に組み込まれている。その中に
説明されているように、崩壊ポリマーフォーム材料は、典型的には特定の型の油
中水型乳剤を重合することにより調製することができる。このような乳剤は比較
的少量の重合可能なモノマー含有油相および比較的多量の比較的モノマーを含ま
ない水相から形成される。従って、比較的モノマーを含まない不連続な「内部の
」水相は、連続なモノマー含有油相に囲まれた分散した液滴を生成する。続いて
、連続油相のモノマーの重合により、セルフォーム構造が形成される。重合の後
にフォーム構造に残った水性液体は、プレス加工、熱乾燥および/または吸引脱
水により除去できる。油中水型乳剤から調製されるフォームを含むポリマーフォ
ームは、比較的独立セル、好ましくは比較的連続セルを特徴とする。
er)らに付与された米国特許第5,652.194号「水性体液のための薄い
湿潤吸収性フォーム材料を製造する方法」に開示されている、高内相比乳剤(H
IPE)技術であり、参考文献として本明細書中に組み込まれている。その中に
説明されているように、崩壊ポリマーフォーム材料は、典型的には特定の型の油
中水型乳剤を重合することにより調製することができる。このような乳剤は比較
的少量の重合可能なモノマー含有油相および比較的多量の比較的モノマーを含ま
ない水相から形成される。従って、比較的モノマーを含まない不連続な「内部の
」水相は、連続なモノマー含有油相に囲まれた分散した液滴を生成する。続いて
、連続油相のモノマーの重合により、セルフォーム構造が形成される。重合の後
にフォーム構造に残った水性液体は、プレス加工、熱乾燥および/または吸引脱
水により除去できる。油中水型乳剤から調製されるフォームを含むポリマーフォ
ームは、比較的独立セル、好ましくは比較的連続セルを特徴とする。
【0091】 HIPE型ポリマーフォームは、比較的モノマーを含まない液体が重合可能な
モノマーを含む液体に液滴または「泡」として分散され、続いて液滴を取り囲む
モノマーを含む液体中のモノマーが重合された場合に得られる構造を特徴とする
ことができる。本発明の目的のためには、繊維はミキサまたは他の方法により連
続相に分散されてよい。重合化に際しては、繊維はフォームのセル間の支柱の一
部を形成するフォーム構造に閉じこめられることになる。繊維はフォームが崩壊
しないようにするのに役立ち、かさ高さを維持することができる。 得られる重合化分散物は、セルの凝集塊である多孔性凝固構造の形で、セルが
固体の重合化材料を含む境界または壁であってよい。セルそのものは、重合化の
前に液体分散物の中で液滴を形成していた比較的モノマーを含まない液体を含む
。
モノマーを含む液体に液滴または「泡」として分散され、続いて液滴を取り囲む
モノマーを含む液体中のモノマーが重合された場合に得られる構造を特徴とする
ことができる。本発明の目的のためには、繊維はミキサまたは他の方法により連
続相に分散されてよい。重合化に際しては、繊維はフォームのセル間の支柱の一
部を形成するフォーム構造に閉じこめられることになる。繊維はフォームが崩壊
しないようにするのに役立ち、かさ高さを維持することができる。 得られる重合化分散物は、セルの凝集塊である多孔性凝固構造の形で、セルが
固体の重合化材料を含む境界または壁であってよい。セルそのものは、重合化の
前に液体分散物の中で液滴を形成していた比較的モノマーを含まない液体を含む
。
【0092】 このHIPE乳剤の油相は、重量で約67−約98%のモノマー要素を含み、
モノマー要素は:(a)重量で約5−約40%の実質的に水不溶性単一機能ガラ
ス状モノマー;(b)重量で約30−約80%の実質的に水不溶性単一機能ゴム
状コモノマー;(c)重量で約10−約40%の実質的に水不溶性多機能架橋剤
要素を有する。さらに、油相は、油相に可溶であり、重合化のために安定な乳剤
を提供することになる、重量で約2−約33%の乳化剤要素を含む。このHIP
E乳剤の水すなわち「内部」相は、重量で約0.2−約20%の水に可溶な電解
質を含む水溶液を含む。このHIPE乳剤の油相に対する水相の重量割合は、約
12:1から約100:1までの範囲である。その後、重合化フォームは脱水さ
れ(予め洗浄/処理段階を行う場合もあれば行わない場合もある)、崩壊フォー
ム材料になる。
モノマー要素は:(a)重量で約5−約40%の実質的に水不溶性単一機能ガラ
ス状モノマー;(b)重量で約30−約80%の実質的に水不溶性単一機能ゴム
状コモノマー;(c)重量で約10−約40%の実質的に水不溶性多機能架橋剤
要素を有する。さらに、油相は、油相に可溶であり、重合化のために安定な乳剤
を提供することになる、重量で約2−約33%の乳化剤要素を含む。このHIP
E乳剤の水すなわち「内部」相は、重量で約0.2−約20%の水に可溶な電解
質を含む水溶液を含む。このHIPE乳剤の油相に対する水相の重量割合は、約
12:1から約100:1までの範囲である。その後、重合化フォームは脱水さ
れ(予め洗浄/処理段階を行う場合もあれば行わない場合もある)、崩壊フォー
ム材料になる。
【0093】 本発明の工程の重要な特徴は、HIPE乳剤の中に形成された比較的小さい水
滴の併合が減少する方法で乳剤形成および重合化段階を実施することである。こ
のため、得られるポリマーフォーム材料での数平均のセルの大きさが、約50ミ
クロンまたはそれより小さくなる。併合の減少は、以下に説明するように、特定
の乳化システムを使用することにより、低温で重合化(硬化)することにより、
またはその両方により一貫して達成することができる。さらに、この薄い、崩壊
吸収性ポリマーフォーム材料は、潜在的に商業規模で、潜在的に相応なまたは安
い費用で本発明の工程により一貫して製造することができる。
滴の併合が減少する方法で乳剤形成および重合化段階を実施することである。こ
のため、得られるポリマーフォーム材料での数平均のセルの大きさが、約50ミ
クロンまたはそれより小さくなる。併合の減少は、以下に説明するように、特定
の乳化システムを使用することにより、低温で重合化(硬化)することにより、
またはその両方により一貫して達成することができる。さらに、この薄い、崩壊
吸収性ポリマーフォーム材料は、潜在的に商業規模で、潜在的に相応なまたは安
い費用で本発明の工程により一貫して製造することができる。
【0094】 本発明によれば、紙繊維を含むフォーム状構造を崩壊する必要はない。実際、
特に、化学的に架橋された繊維(例えば、フォーム状構造に組み込まれる前に架
橋された繊維)のような湿潤弾性繊維または高収率繊維が用いられている場合に
は、ランダム配置の繊維は崩壊せず、かさ高い構造が濡れてもその構造を維持す
るのに役立つことができる。 他の有利なフォーム調製技術は、ポリマー溶液の熱誘発相分離(TIPS)で
ある。この技術では、ポリマー溶液が、液−液相分離またはポリマー結晶化のい
ずれかにより相分離を誘発するために急冷される。
特に、化学的に架橋された繊維(例えば、フォーム状構造に組み込まれる前に架
橋された繊維)のような湿潤弾性繊維または高収率繊維が用いられている場合に
は、ランダム配置の繊維は崩壊せず、かさ高い構造が濡れてもその構造を維持す
るのに役立つことができる。 他の有利なフォーム調製技術は、ポリマー溶液の熱誘発相分離(TIPS)で
ある。この技術では、ポリマー溶液が、液−液相分離またはポリマー結晶化のい
ずれかにより相分離を誘発するために急冷される。
【0095】 TIPS工程で連続ポリマーリッチ相を形成する場合、2つの付加的な工程段
階によりフォームを形成することができる。最初に、ポリマーのガラス化または
結晶化により相分離した溶液の形態を維持する。この段階では分離された小規模
の形態が維持される。次に、凍結乾燥または超臨界抽出により溶媒を除去する。
TIPS工程は、主にポリマーの可溶性が必要である一般的な方法である。アタ
クチックポリスチレン、アイソタクチックポリスチレン、ポリ(4−メチル−1
−ペンテン)、ポリアクリロニトリル、および、(カルボキシメチル)セルロー
ス、ポリ(アクリル酸)およびデキストラン等の水溶性ポリマーを含む多くの異
なるポリマーを用いて、低密度微孔性フォームがTIPSで調製される。水溶性
ポリマーは、吸収性繊維構造の吸収性を維持したり促進したりできるため、特に
望ましい。
階によりフォームを形成することができる。最初に、ポリマーのガラス化または
結晶化により相分離した溶液の形態を維持する。この段階では分離された小規模
の形態が維持される。次に、凍結乾燥または超臨界抽出により溶媒を除去する。
TIPS工程は、主にポリマーの可溶性が必要である一般的な方法である。アタ
クチックポリスチレン、アイソタクチックポリスチレン、ポリ(4−メチル−1
−ペンテン)、ポリアクリロニトリル、および、(カルボキシメチル)セルロー
ス、ポリ(アクリル酸)およびデキストラン等の水溶性ポリマーを含む多くの異
なるポリマーを用いて、低密度微孔性フォームがTIPSで調製される。水溶性
ポリマーは、吸収性繊維構造の吸収性を維持したり促進したりできるため、特に
望ましい。
【0096】 フォームを製造する他の公知の方法には、中空ミクロ球または中空マクロ球の
ような中空球充填剤の使用が含まれ、中空球充填剤は、構造マトリックスの要素
の間の空隙空間を占める。中空球の殻は次に、圧縮のような機械的な力で破壊さ
れるか、除去され、殻を破壊したり除去したりする前に、中空球が占めていた容
積を含む連続セルを生成する。ミクロ球は直径約10ミクロンから1mmで、典
型的には殻の厚さが1から5ミクロンであり、一方、マクロ球は直径が1mmよ
り大きい。中空球は一般にガラスであるか、望ましくは、溶媒によるか熱分解に
より少なくとも部分的に除去することができるポリマー材料である。フォーム生
成のための中空球は、F.A.シュトフ(Shutov)により、ポリマーフォ
ームおよびフォーム技術ハンドブック、D.クレンプナー(Klempner)
とK.C.フリッシュ(Frisch)編集、ハンサー出版、ニューヨーク、1
991年、355−159ページの「シンタクチックポリマーフォーム」の章に
説明されている。
ような中空球充填剤の使用が含まれ、中空球充填剤は、構造マトリックスの要素
の間の空隙空間を占める。中空球の殻は次に、圧縮のような機械的な力で破壊さ
れるか、除去され、殻を破壊したり除去したりする前に、中空球が占めていた容
積を含む連続セルを生成する。ミクロ球は直径約10ミクロンから1mmで、典
型的には殻の厚さが1から5ミクロンであり、一方、マクロ球は直径が1mmよ
り大きい。中空球は一般にガラスであるか、望ましくは、溶媒によるか熱分解に
より少なくとも部分的に除去することができるポリマー材料である。フォーム生
成のための中空球は、F.A.シュトフ(Shutov)により、ポリマーフォ
ームおよびフォーム技術ハンドブック、D.クレンプナー(Klempner)
とK.C.フリッシュ(Frisch)編集、ハンサー出版、ニューヨーク、1
991年、355−159ページの「シンタクチックポリマーフォーム」の章に
説明されている。
【0097】 本発明の構造を有する繊維網状組織を成形するのに多くのアプローチを用いて
よいことが明確になっている。フォーム成形技術は、界面活性剤およびポリマー
安定化剤とともに撹拌または空気注入を行い、続いて凍結乾燥または他の乾燥法
、化学発泡成形剤、除去可能なフォーム鋳型セル(成形の後、構造から除去され
るか構造の中で縮小し、繊維の支柱の間に空隙空間を残すことができる、規定し
た大きさおよび/または大きさのばらつきのある固体;除去は溶媒抽出および他
の従来の方法によってよい)の添加などを行う方法を含む、従来のいずれの方法
を含んでもよい。
よいことが明確になっている。フォーム成形技術は、界面活性剤およびポリマー
安定化剤とともに撹拌または空気注入を行い、続いて凍結乾燥または他の乾燥法
、化学発泡成形剤、除去可能なフォーム鋳型セル(成形の後、構造から除去され
るか構造の中で縮小し、繊維の支柱の間に空隙空間を残すことができる、規定し
た大きさおよび/または大きさのばらつきのある固体;除去は溶媒抽出および他
の従来の方法によってよい)の添加などを行う方法を含む、従来のいずれの方法
を含んでもよい。
【0098】 起泡された混合物は、乾燥およびそれに続く硬化またはヒートセット段階の前
に、成形可能なうちに望ましい形に成形することができる。例えば、断熱材また
は、後で吸収性物品のために望ましい大きさまたは形に切ることができるスラブ
等のかさ高い平面材料を製造するのに用いてもよいし、吸収性物品の身体にフィ
ットする要素に適する3次元の形状または、排便内容物用に形作られるか、靴、
スポーツ用ヘルメット、汗パッドまたは汗バンドなどの衣類物品にフィットする
ようになっている部分品に直接成形されてもよい。
に、成形可能なうちに望ましい形に成形することができる。例えば、断熱材また
は、後で吸収性物品のために望ましい大きさまたは形に切ることができるスラブ
等のかさ高い平面材料を製造するのに用いてもよいし、吸収性物品の身体にフィ
ットする要素に適する3次元の形状または、排便内容物用に形作られるか、靴、
スポーツ用ヘルメット、汗パッドまたは汗バンドなどの衣類物品にフィットする
ようになっている部分品に直接成形されてもよい。
【0099】 吸収性繊維構造を利用する連続ウェブを製造するには、多くの方法を利用する
ことができる。例えば、大型高剪断ミキサを用いて、繊維および構造形成組成物
の起泡混合物を製造することができ、次にこの混合物は押出、膨張、コーティン
グ、かき取り、または移動メッシュまたはベルトへの注入が行われることにより
、初期起泡ウェブまたはフォーム層に成形されてもよい。フォーム層は、わずか
にウェブを圧縮する、第2の移動ウェブまたは移動輪郭要素に接触することによ
り、望ましい厚さまたは輪郭の構造に成形されるか形造られてよい。このウェブ
は移動輪郭要素により取り上げられることもあれば、もとのベルトまたはワイヤ
に留まることもあり、その後、硬化または乾燥されて完成し、必要に応じて切断
するか、ロール、シート束、または吸収性繊維構造のパッケージグループにして
もよい。
ことができる。例えば、大型高剪断ミキサを用いて、繊維および構造形成組成物
の起泡混合物を製造することができ、次にこの混合物は押出、膨張、コーティン
グ、かき取り、または移動メッシュまたはベルトへの注入が行われることにより
、初期起泡ウェブまたはフォーム層に成形されてもよい。フォーム層は、わずか
にウェブを圧縮する、第2の移動ウェブまたは移動輪郭要素に接触することによ
り、望ましい厚さまたは輪郭の構造に成形されるか形造られてよい。このウェブ
は移動輪郭要素により取り上げられることもあれば、もとのベルトまたはワイヤ
に留まることもあり、その後、硬化または乾燥されて完成し、必要に応じて切断
するか、ロール、シート束、または吸収性繊維構造のパッケージグループにして
もよい。
【0100】 前記の連続工程のための装置は、ロータリー型ミキサ、押出装置、ツインスク
リューミキサ、高剪断ミキサ、攪拌機などのような公知のミキサを含み、スラリ
ー内繊維または乾燥繊維としての繊維のいずれかと、結合材料(前記結合材料は
、重合化するか反応させて結合剤として有効にする必要がある、結合材料の前駆
物質を含むことができる)を含む起泡性構造形成組成物との混合物を生成しても
よい。混合物は、起泡成形処理により構造化され、平面ウェブおよびしぼ加工ウ
ェブまたは移動成形ユニットを含む、移動可能なベルトまたはウェブに移送され
、ベルトまたは成形ユニット上に堆積する。望ましくは、前記構造形成組成物は
、前記層から移動ベルトまたはウェブの間中実質的に排水されない。堆積された
フォーム層は次に乾燥され、必要であればさらに処理をして、乾燥機、放射線室
(赤外線、電子ビーム、紫外線などを含む)、気体または液体反応物質が作用し
て硬化を引き起こす化学反応室などでもよい硬化ユニット内に水不溶性結合を生
成する。
リューミキサ、高剪断ミキサ、攪拌機などのような公知のミキサを含み、スラリ
ー内繊維または乾燥繊維としての繊維のいずれかと、結合材料(前記結合材料は
、重合化するか反応させて結合剤として有効にする必要がある、結合材料の前駆
物質を含むことができる)を含む起泡性構造形成組成物との混合物を生成しても
よい。混合物は、起泡成形処理により構造化され、平面ウェブおよびしぼ加工ウ
ェブまたは移動成形ユニットを含む、移動可能なベルトまたはウェブに移送され
、ベルトまたは成形ユニット上に堆積する。望ましくは、前記構造形成組成物は
、前記層から移動ベルトまたはウェブの間中実質的に排水されない。堆積された
フォーム層は次に乾燥され、必要であればさらに処理をして、乾燥機、放射線室
(赤外線、電子ビーム、紫外線などを含む)、気体または液体反応物質が作用し
て硬化を引き起こす化学反応室などでもよい硬化ユニット内に水不溶性結合を生
成する。
【0101】 1つの実施の形態において、繊維化または粉砕された綿毛パルプの乾燥した空
気堆積ウェブは、最初に移動ベルトに堆積してマットを形成する。次に、マット
は、実質的にマットの繊維を再配置するのに適するフォームに転換されている液
体の形態か、繊維マットに侵入して、さらに発泡または膨潤するか、そうでなけ
れば繊維マットに新しい構造を与える、すでに生成されているフォームの形態の
いずれかの構造形成組成物で含浸される。いずれの場合にも、含浸による構造形
成組成物の添加により、繊維および構造形成組成物の混合物が生成される。構造
形成組成物は、構造形成組成物の作用により繊維が物理的に再配置された後に、
混合物に適用される乾燥または他の処理(例えば熱処理、化学的架橋、放射線な
ど)により硬化された結合材料を含む。この場合の除去可能相は気体であり、二
酸化炭素、空気、水蒸気、窒素化合物、またはフォーム製造法で公知の他の気体
でよい。得られる吸収性繊維構造は、構造形成組成物で含浸する前の繊維マット
よりかさ高い、発泡された繊維構造であることが好ましい。
気堆積ウェブは、最初に移動ベルトに堆積してマットを形成する。次に、マット
は、実質的にマットの繊維を再配置するのに適するフォームに転換されている液
体の形態か、繊維マットに侵入して、さらに発泡または膨潤するか、そうでなけ
れば繊維マットに新しい構造を与える、すでに生成されているフォームの形態の
いずれかの構造形成組成物で含浸される。いずれの場合にも、含浸による構造形
成組成物の添加により、繊維および構造形成組成物の混合物が生成される。構造
形成組成物は、構造形成組成物の作用により繊維が物理的に再配置された後に、
混合物に適用される乾燥または他の処理(例えば熱処理、化学的架橋、放射線な
ど)により硬化された結合材料を含む。この場合の除去可能相は気体であり、二
酸化炭素、空気、水蒸気、窒素化合物、またはフォーム製造法で公知の他の気体
でよい。得られる吸収性繊維構造は、構造形成組成物で含浸する前の繊維マット
よりかさ高い、発泡された繊維構造であることが好ましい。
【0102】 前述の方法のための装置には、ハンマミルのような、繊維化するか繊維を粉砕
するための公知のどの装置を含んでもよい。製紙用繊維または他の親水性繊維は
移動ベルトの上で繊維マットに空気堆積され、移動ベルトは多孔性で空気流が通
過することができ、繊維マットの堆積を促進するようになっている。次に、含浸
ユニットにより起泡性構造形成組成物をマットに作用させる。構造形成組成物は
、フォームまたは他のノズル、スクレーパなどのヘッドボックスでマットに押し
出されてもよいし、繊維が堆積しているときに、空気堆積室またはユニットのミ
スト機または噴霧装置で作用させてもよい。構造形成組成物は繊維に接触した後
、硬化して繊維を再構成する前に膨張することが望ましく、マットを膨張させる
ことが望ましい。再構成された繊維マットは次に、マットが堆積したベルト上に
ある硬化ユニットか、前記ベルトから取り除いて別の移動表面に位置決めした硬
化ユニットのいずれかに入る。硬化ユニットでは、水不溶性の結合が、構造形成
組成物中の結合物質から形成されて開孔のある安定な吸収性繊維構造が生成する
。
するための公知のどの装置を含んでもよい。製紙用繊維または他の親水性繊維は
移動ベルトの上で繊維マットに空気堆積され、移動ベルトは多孔性で空気流が通
過することができ、繊維マットの堆積を促進するようになっている。次に、含浸
ユニットにより起泡性構造形成組成物をマットに作用させる。構造形成組成物は
、フォームまたは他のノズル、スクレーパなどのヘッドボックスでマットに押し
出されてもよいし、繊維が堆積しているときに、空気堆積室またはユニットのミ
スト機または噴霧装置で作用させてもよい。構造形成組成物は繊維に接触した後
、硬化して繊維を再構成する前に膨張することが望ましく、マットを膨張させる
ことが望ましい。再構成された繊維マットは次に、マットが堆積したベルト上に
ある硬化ユニットか、前記ベルトから取り除いて別の移動表面に位置決めした硬
化ユニットのいずれかに入る。硬化ユニットでは、水不溶性の結合が、構造形成
組成物中の結合物質から形成されて開孔のある安定な吸収性繊維構造が生成する
。
【0103】 連続フォーム層を移動ベルトの上に製造する際には、製紙および不織布加工の
技術で公知の多くの処理を用いて、望ましい特性および構造を生成してもよく、
フォームおよび繊維を望ましい形に再構成してもよい。例えば、フォームがベル
ト上で注入、掻き取り、ブロー、押出、ブラッシュ、フラングなどをされる間、
移動ベルトとフォームとの間には有限の速度差があり、層特性、連続セル構造、
繊維の配向などに望ましい異方性が生じることもある。また、ヘッドボックス、
フロースプレッダ、押出機、越流堰などからのフォームの噴流または流れの間に
、移動ベルトまたは移動成型装置に流出するとき、非ゼロ衝突角度があってもよ
い。初期の半硬化または硬化された吸収性繊維構造は特有の速度で移動させるこ
とができ、1つの移動ベルトから有限の速度差がある他の布ベルトに移動される
。移動が急速に行われた場合、すなわち、第2のベルトまたは布が第1の移動ベ
ルトより遅い速度で移動している場合、材料は縮小し、機械方向の伸張性が増大
する。速度の高い移動ベルトへの移動は、初期の半硬化または硬化された吸収性
繊維構造を伸張するのに用いることができる。また、吸収性繊維構造は質感の変
更、伸張性の付与、柔軟性の増大などのためにしぼ寄せされることもある。また
、吸収性繊維構造は、乾燥または硬化された状態のいずれかで、または乾燥およ
び硬化が完了する前に、エンボス、刻み目などを付けられてもよい。
技術で公知の多くの処理を用いて、望ましい特性および構造を生成してもよく、
フォームおよび繊維を望ましい形に再構成してもよい。例えば、フォームがベル
ト上で注入、掻き取り、ブロー、押出、ブラッシュ、フラングなどをされる間、
移動ベルトとフォームとの間には有限の速度差があり、層特性、連続セル構造、
繊維の配向などに望ましい異方性が生じることもある。また、ヘッドボックス、
フロースプレッダ、押出機、越流堰などからのフォームの噴流または流れの間に
、移動ベルトまたは移動成型装置に流出するとき、非ゼロ衝突角度があってもよ
い。初期の半硬化または硬化された吸収性繊維構造は特有の速度で移動させるこ
とができ、1つの移動ベルトから有限の速度差がある他の布ベルトに移動される
。移動が急速に行われた場合、すなわち、第2のベルトまたは布が第1の移動ベ
ルトより遅い速度で移動している場合、材料は縮小し、機械方向の伸張性が増大
する。速度の高い移動ベルトへの移動は、初期の半硬化または硬化された吸収性
繊維構造を伸張するのに用いることができる。また、吸収性繊維構造は質感の変
更、伸張性の付与、柔軟性の増大などのためにしぼ寄せされることもある。また
、吸収性繊維構造は、乾燥または硬化された状態のいずれかで、または乾燥およ
び硬化が完了する前に、エンボス、刻み目などを付けられてもよい。
【0104】 吸収性繊維構造は、構造を成形して、正弦波状またはプリーツ状構造等の伸張
可能なしぼや、肉眼的構造を付与することにより、平面内で1つまたはそれ以上
の方向に伸張可能に作られてもよく、望ましくは、平面内で1つまたはそれ以上
の方向に弾性的に伸張可能に作られてもよい。物品に弾性的伸張性を生じさせる
には、弾性結合剤を使用することが望ましい。成形に加えて、機械的工程でもさ
らに伸張性を与えることができ、例示的な工程は、ラッシュ搬送、しぼ寄せ、短
縮または平面内圧縮によるプリーツ加工、しぼ寄せひだ、または平面内アコーデ
ィオン状構造、または穿孔またはスリット切り込みによる、引っ張られると伸張
することができる開孔部の形成を含む。また、吸収性繊維構造は、弾性的な、ま
たは伸張可能な材料で積層されてもよい。
可能なしぼや、肉眼的構造を付与することにより、平面内で1つまたはそれ以上
の方向に伸張可能に作られてもよく、望ましくは、平面内で1つまたはそれ以上
の方向に弾性的に伸張可能に作られてもよい。物品に弾性的伸張性を生じさせる
には、弾性結合剤を使用することが望ましい。成形に加えて、機械的工程でもさ
らに伸張性を与えることができ、例示的な工程は、ラッシュ搬送、しぼ寄せ、短
縮または平面内圧縮によるプリーツ加工、しぼ寄せひだ、または平面内アコーデ
ィオン状構造、または穿孔またはスリット切り込みによる、引っ張られると伸張
することができる開孔部の形成を含む。また、吸収性繊維構造は、弾性的な、ま
たは伸張可能な材料で積層されてもよい。
【0105】 伸長可能、伸張可能、または弾性的に伸張可能な吸収性繊維構造を含む吸収性
物品を製造する際には、トップシートまたはバックシートのような他の要素も、
適切に成形(例えば、熱成形または真空成形)するか、プリーツ加工、コルゲー
ティング、打抜き加工、またはリングローリングのような機械的操作をトップシ
ート材料に施して、トップシートが引っ張られると開くことができるひだを材料
に提供することにより、伸長可能または伸張可能にされてよい。また、穿孔およ
びスリット切り込みによっても、引っ張られたときに伸長可能性がもたらされる
。エラストマーフィルム、弾性帯または弾性糸、伸張可能なしぼ寄せされたティ
シュ、または他の伸張可能な要素での積層。このような工程は、体液を吸収する
ための吸収性物品を製造するための技術で公知のトップシート材料およびカバー
シート材料の多くに施すことができる。
物品を製造する際には、トップシートまたはバックシートのような他の要素も、
適切に成形(例えば、熱成形または真空成形)するか、プリーツ加工、コルゲー
ティング、打抜き加工、またはリングローリングのような機械的操作をトップシ
ート材料に施して、トップシートが引っ張られると開くことができるひだを材料
に提供することにより、伸長可能または伸張可能にされてよい。また、穿孔およ
びスリット切り込みによっても、引っ張られたときに伸長可能性がもたらされる
。エラストマーフィルム、弾性帯または弾性糸、伸張可能なしぼ寄せされたティ
シュ、または他の伸張可能な要素での積層。このような工程は、体液を吸収する
ための吸収性物品を製造するための技術で公知のトップシート材料およびカバー
シート材料の多くに施すことができる。
【0106】 吸収性繊維構造の連続ウェブは、成形、造形、または切り取られて、吸収性物
品に使用するのに望ましい形状にすることができる。初期の、半硬化または硬化
された吸収性繊維構造の切り取りは、水射機、エアナイフ、ダイおよびスタンプ
、金属ブレードつまり鋸、レーザーなどで行うことができる。吸収性繊維構造は
、エラストマーフィルムまたは弾性糸、穿孔フィルムを含むプラスチックフィル
ム、スパンボンドやメルトブロー層等の不織ウェブ、空気堆積材料、しぼ寄せま
たは非しぼ寄せティシュウェブ、コフォーム複合材料、超吸収性材料および繊維
、生分解性のあるウェブ、積層構造、または、連続セルおよび独立セルフォーム
および網状連続セルウェブ、コットンウェブ等の繊維、フラッフパルプマット、
活性炭材料などを含む他のフォーム層に、吸収性物品の高速組立のための公知の
方法を用いて積層、接合または結合されてもよい。
品に使用するのに望ましい形状にすることができる。初期の、半硬化または硬化
された吸収性繊維構造の切り取りは、水射機、エアナイフ、ダイおよびスタンプ
、金属ブレードつまり鋸、レーザーなどで行うことができる。吸収性繊維構造は
、エラストマーフィルムまたは弾性糸、穿孔フィルムを含むプラスチックフィル
ム、スパンボンドやメルトブロー層等の不織ウェブ、空気堆積材料、しぼ寄せま
たは非しぼ寄せティシュウェブ、コフォーム複合材料、超吸収性材料および繊維
、生分解性のあるウェブ、積層構造、または、連続セルおよび独立セルフォーム
および網状連続セルウェブ、コットンウェブ等の繊維、フラッフパルプマット、
活性炭材料などを含む他のフォーム層に、吸収性物品の高速組立のための公知の
方法を用いて積層、接合または結合されてもよい。
【0107】 吸収性繊維構造の連続またはバッチ生産の際には、種々の坪量のフォーム構造
を移動ベルト上に堆積することにより、あるいは成形またはしぼ加工された生地
表面に初期吸収性繊維構造を堆積し、堆積中または掻き取り後またはレベリング
工程が生地の平面の上の余分な材料を除去する間に種々の量を受け取ることによ
って、成形中に構造の坪量または厚さを不均一に配分できる。もしくは、3次元
の質量または厚さの配分は、硬化または乾燥後を含む後の工程で、選択部分を切
断または空気除去することで不要な材料を除去することにより達成できる。厚さ
は、不均一な表面にプレスしたりエンボスしたりすることにより、不均一にばら
ついていてもよい。
を移動ベルト上に堆積することにより、あるいは成形またはしぼ加工された生地
表面に初期吸収性繊維構造を堆積し、堆積中または掻き取り後またはレベリング
工程が生地の平面の上の余分な材料を除去する間に種々の量を受け取ることによ
って、成形中に構造の坪量または厚さを不均一に配分できる。もしくは、3次元
の質量または厚さの配分は、硬化または乾燥後を含む後の工程で、選択部分を切
断または空気除去することで不要な材料を除去することにより達成できる。厚さ
は、不均一な表面にプレスしたりエンボスしたりすることにより、不均一にばら
ついていてもよい。
【0108】 セルの大きさまたは気孔率のような材料の特性の勾配は、種々の方法で達成す
ることができる。いくつかの実施の形態において、重力または他の物体力の影響
下では、起泡材料は大きな気泡または気孔を1つの表面に形成する傾向にある。
また、フォーム構造がベルト等の固体表面に隣接して乾燥または硬化されると、
スキンが表面に形成されることもあり、このため、特性に勾配が生じる。2つま
たはそれ以上のフォーム層は、層状ヘッドボックスからの堆積により、または、
分流スプレッダまたは押出機を使用することなどにより、混合して単一層にし、
例えば1つの層が軟材繊維を含み、もう1つの層が硬材繊維を含んだり、1つの
層がもう1つの層より濡れやすい(より親水性がある)結合材料を有したり、1
つの層がもう1つの層と異なり、膨潤性のある材料を含んだりするように、各層
で異なる気孔率および材料特性を有する吸収性繊維構造にしてもよい。吸収性繊
維構造の単一の非成層層のために、構造を乾燥または硬化するためにとる段階で
は、頻繁に1つの側または表面を層の他の部分と異なる条件に暴露すことにより
、潜在的に特性に勾配が生じる。例えば、熱処理または気体反応物への暴露によ
り発泡剤を活性化すると、暴露が主に層の暴露面に向かい、層のもう1つの表面
が移動ベルトまたは他の表面に載っている場合には、気泡に勾配が生じる。また
、加熱表面を吸収性繊維構造にプレスすると、構造の片側を優先的に緻密にした
り変更したりすることができる。穿孔、切り曲げ、エンボス加工、ブラッシュ、
および他の機械的処理を施し、処理の程度と深度を選択的に作用させることによ
り、平面方向または厚さ方向のいずれかに別の勾配を確立することができる。
ることができる。いくつかの実施の形態において、重力または他の物体力の影響
下では、起泡材料は大きな気泡または気孔を1つの表面に形成する傾向にある。
また、フォーム構造がベルト等の固体表面に隣接して乾燥または硬化されると、
スキンが表面に形成されることもあり、このため、特性に勾配が生じる。2つま
たはそれ以上のフォーム層は、層状ヘッドボックスからの堆積により、または、
分流スプレッダまたは押出機を使用することなどにより、混合して単一層にし、
例えば1つの層が軟材繊維を含み、もう1つの層が硬材繊維を含んだり、1つの
層がもう1つの層より濡れやすい(より親水性がある)結合材料を有したり、1
つの層がもう1つの層と異なり、膨潤性のある材料を含んだりするように、各層
で異なる気孔率および材料特性を有する吸収性繊維構造にしてもよい。吸収性繊
維構造の単一の非成層層のために、構造を乾燥または硬化するためにとる段階で
は、頻繁に1つの側または表面を層の他の部分と異なる条件に暴露すことにより
、潜在的に特性に勾配が生じる。例えば、熱処理または気体反応物への暴露によ
り発泡剤を活性化すると、暴露が主に層の暴露面に向かい、層のもう1つの表面
が移動ベルトまたは他の表面に載っている場合には、気泡に勾配が生じる。また
、加熱表面を吸収性繊維構造にプレスすると、構造の片側を優先的に緻密にした
り変更したりすることができる。穿孔、切り曲げ、エンボス加工、ブラッシュ、
および他の機械的処理を施し、処理の程度と深度を選択的に作用させることによ
り、平面方向または厚さ方向のいずれかに別の勾配を確立することができる。
【0109】結合剤としての架橋ポリマー 架橋ポリマーは本発明に適する結合材料の有利な部類を表す。架橋は、例えば
、水溶性ポリマーに実行して不溶性にしてもよく、凍結乾燥材料および本発明の
他の実施の形態の製造に特に有利である。ポリマーの架橋は一般に、ポリマーが
溶液中にある間、または吸収性フォームを調製するのに用いた溶媒が溶液から取
り除かれた後のいずれかの時に起こる。このようなポリマーの架橋は一般に2つ
の異なる型の架橋剤のいずれかにより達成できる。このような架橋剤は一般に、
水のような、使用する溶媒に可溶である。
、水溶性ポリマーに実行して不溶性にしてもよく、凍結乾燥材料および本発明の
他の実施の形態の製造に特に有利である。ポリマーの架橋は一般に、ポリマーが
溶液中にある間、または吸収性フォームを調製するのに用いた溶媒が溶液から取
り除かれた後のいずれかの時に起こる。このようなポリマーの架橋は一般に2つ
の異なる型の架橋剤のいずれかにより達成できる。このような架橋剤は一般に、
水のような、使用する溶媒に可溶である。
【0110】 架橋剤の1つの型は潜在的架橋剤である。適切な潜在的架橋剤は一般に、内部
潜在的架橋剤または外部潜在的か教材のいずれかである。内部潜在的架橋剤は一
般に、ポリマーを調製するのに用いられるモノマーまたは複数のモノマーに対し
て共重合可能であり、このため、一般に少なくとも1つのビニル基および、ベー
スポリマーの側基と反応することができる1つの官能基または官能性を含んでお
り、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムポリマーのカルボキシル基(−COO-
)またはポリアクリル酸ポリマーのカルボン酸基(−COOH)のようなもので
ある。適切な共重合可能な架橋剤の例としては、エチレングリコールビニルエー
テルおよびアミノプロピルビニルエーテルのなどの、エチレンと同じように不飽
和であるモノマーを挙げることができる。
潜在的架橋剤または外部潜在的か教材のいずれかである。内部潜在的架橋剤は一
般に、ポリマーを調製するのに用いられるモノマーまたは複数のモノマーに対し
て共重合可能であり、このため、一般に少なくとも1つのビニル基および、ベー
スポリマーの側基と反応することができる1つの官能基または官能性を含んでお
り、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムポリマーのカルボキシル基(−COO-
)またはポリアクリル酸ポリマーのカルボン酸基(−COOH)のようなもので
ある。適切な共重合可能な架橋剤の例としては、エチレングリコールビニルエー
テルおよびアミノプロピルビニルエーテルのなどの、エチレンと同じように不飽
和であるモノマーを挙げることができる。
【0111】 外部潜在的架橋剤は一般に、例えば、ポリマーがポリマーを調製するのに使用
するモノマーまたは複数のモノマーから形成された後に、および/または、ポリ
マーが溶媒と混合されて溶液を形成した後に、ポリマーそのものを架橋する。潜
在的架橋剤は一般に、重合化過程全体には係わっていないが、代わりに、適切な
架橋条件が整う遅い時期にはポリマーに反応性がある。適切な後処理条件には約
60℃より高い温度のような熱処理、紫外線照射、マイクロ波照射、蒸気または
高湿度処理、高圧処理、または有機溶媒を用いる処理の使用が含まれる。一般に
熱処理では、約50℃から約250℃、詳細には約80℃から約250℃、さら
に詳細には約100℃から約200℃、および最も詳細には約100℃から約1
60℃の間の温度で最もよい結果を得ることができる。
するモノマーまたは複数のモノマーから形成された後に、および/または、ポリ
マーが溶媒と混合されて溶液を形成した後に、ポリマーそのものを架橋する。潜
在的架橋剤は一般に、重合化過程全体には係わっていないが、代わりに、適切な
架橋条件が整う遅い時期にはポリマーに反応性がある。適切な後処理条件には約
60℃より高い温度のような熱処理、紫外線照射、マイクロ波照射、蒸気または
高湿度処理、高圧処理、または有機溶媒を用いる処理の使用が含まれる。一般に
熱処理では、約50℃から約250℃、詳細には約80℃から約250℃、さら
に詳細には約100℃から約200℃、および最も詳細には約100℃から約1
60℃の間の温度で最もよい結果を得ることができる。
【0112】 適切な外部潜在的架橋剤は、ポリマーのカルボキシル、カルボン酸、アミノ、
または水酸基と反応することができる少なくとも2つの官能基または官能性を有
する、どのような有機化合物でもよい。そのような有機架橋剤はジアミン、ポリ
アミン、ジオール、およびポリオールおよびその混合物から成るグループから;
詳細には、第一級ジオール、第一級ポリオール、第一級ジアミンおよび第一級ポ
リアミンおよびその混合物から成るグループから選択されるのが望ましい。ジオ
ールおよびポリオールのうち、長い炭素鎖、例えば4またはそれより長い炭素鎖
を有するものが一般に有利である。特に、架橋剤は、グルタミン酸キトサン、A
型ゼラチン、ジエチレントリアミン、エチレングリコール、ブチレングリコール
、ポリビニルアルコール、ヒアルロン酸、ポリエチレンイミンおよびその誘導体
およびその混合物から成るグループから選択されてもよい。他の適切な有機架橋
剤はモノクロロ酢酸、クロロ酢酸ナトリウム、クエン酸、ブタンテトラカルボン
酸、およびアスパラギン酸のようなアミノ酸、およびその混合物を含む。クエン
酸は、セルロースおよび/またはCMCのようなセルロース誘導体と組み合わせ
、次に高温で処理すると、架橋および湿潤弾性を促進するのに特に望ましい。他
の適切な潜在的架橋剤は、Al3+、Fe3+、Ce3+、Ce4+、Ti4+、Zi4+、
Cr3+、のような二価より大きい正の電荷を有する金属イオンを含む。適切な金
属イオン架橋剤は、一般にd−軌道が空いている遷移元素のイオンを含む。適切
な金属イオン架橋剤はAlCl3、FeCl2、Ce2(SO4)3、Zr(NH4) 4 (CO3)4、およびCe(NH4)4(SO4)4・2H2O、他のよく知られた金
属イオン化合物およびその混合物を含む。このような金属イオン架橋剤は、特定
のポリマーと用いられると、ポリマーのカルボキシル、カルボキシリック、アミ
ノ、または水酸基とイオン結合を形成すると考えられている。二価の正電荷を有
する金属イオン、例えばZn2+、Ca2+、Mg2+なども特定のポリマーに対する
架橋剤として適する。
または水酸基と反応することができる少なくとも2つの官能基または官能性を有
する、どのような有機化合物でもよい。そのような有機架橋剤はジアミン、ポリ
アミン、ジオール、およびポリオールおよびその混合物から成るグループから;
詳細には、第一級ジオール、第一級ポリオール、第一級ジアミンおよび第一級ポ
リアミンおよびその混合物から成るグループから選択されるのが望ましい。ジオ
ールおよびポリオールのうち、長い炭素鎖、例えば4またはそれより長い炭素鎖
を有するものが一般に有利である。特に、架橋剤は、グルタミン酸キトサン、A
型ゼラチン、ジエチレントリアミン、エチレングリコール、ブチレングリコール
、ポリビニルアルコール、ヒアルロン酸、ポリエチレンイミンおよびその誘導体
およびその混合物から成るグループから選択されてもよい。他の適切な有機架橋
剤はモノクロロ酢酸、クロロ酢酸ナトリウム、クエン酸、ブタンテトラカルボン
酸、およびアスパラギン酸のようなアミノ酸、およびその混合物を含む。クエン
酸は、セルロースおよび/またはCMCのようなセルロース誘導体と組み合わせ
、次に高温で処理すると、架橋および湿潤弾性を促進するのに特に望ましい。他
の適切な潜在的架橋剤は、Al3+、Fe3+、Ce3+、Ce4+、Ti4+、Zi4+、
Cr3+、のような二価より大きい正の電荷を有する金属イオンを含む。適切な金
属イオン架橋剤は、一般にd−軌道が空いている遷移元素のイオンを含む。適切
な金属イオン架橋剤はAlCl3、FeCl2、Ce2(SO4)3、Zr(NH4) 4 (CO3)4、およびCe(NH4)4(SO4)4・2H2O、他のよく知られた金
属イオン化合物およびその混合物を含む。このような金属イオン架橋剤は、特定
のポリマーと用いられると、ポリマーのカルボキシル、カルボキシリック、アミ
ノ、または水酸基とイオン結合を形成すると考えられている。二価の正電荷を有
する金属イオン、例えばZn2+、Ca2+、Mg2+なども特定のポリマーに対する
架橋剤として適する。
【0113】 ポリマーが陽イオンポリマーの場合は、適切な架橋剤は、ポリアクリル酸ナト
リウムのようなナトリウムポリアクリレート、カルボキシメチルセルロースまた
はポリリン酸である。 第2の型の架橋機構は特定のポリマーが受ける機構であり、ポリマーの凝固工
程でポリマー鎖の巨大分子が再配置され、ポリマーが、一般に水不溶性の高度な
結晶化度を有する高次構造を形成するようにすることを含む。このような架橋ア
プローチに適するポリマーは、ポリビニルアルコール、キトサン、およびカルボ
キシメチル化度が低いカルボキシメチルセルロースを含むが、これに限定されな
い。付加的なポリマーの強力な結合は、一般に水不溶材料が生じる凝固工程でポ
リマー鎖の間に確立することができる。この反応の例には不溶性材料を形成する
ポリビニルアルコールの強力な水素結合がある。これに深く係わる反応は、水溶
性ポリウレタン材料に硬質および軟質セグメントが形成されることであり、この
ため、吸水膨潤性であるが水不溶性となることができる。
リウムのようなナトリウムポリアクリレート、カルボキシメチルセルロースまた
はポリリン酸である。 第2の型の架橋機構は特定のポリマーが受ける機構であり、ポリマーの凝固工
程でポリマー鎖の巨大分子が再配置され、ポリマーが、一般に水不溶性の高度な
結晶化度を有する高次構造を形成するようにすることを含む。このような架橋ア
プローチに適するポリマーは、ポリビニルアルコール、キトサン、およびカルボ
キシメチル化度が低いカルボキシメチルセルロースを含むが、これに限定されな
い。付加的なポリマーの強力な結合は、一般に水不溶材料が生じる凝固工程でポ
リマー鎖の間に確立することができる。この反応の例には不溶性材料を形成する
ポリビニルアルコールの強力な水素結合がある。これに深く係わる反応は、水溶
性ポリウレタン材料に硬質および軟質セグメントが形成されることであり、この
ため、吸水膨潤性であるが水不溶性となることができる。
【0114】 また、ポリマー溶液ゲル工程に適切な架橋材も一般に2つの異なる型があり:
内部重合可能な架橋剤または外部架橋剤のいずれかである。第1の型の架橋剤は
重合可能であり、瞬時型架橋剤ではない。適切な重合可能な架橋剤は一般に、ポ
リマーを調製するのに使用したモノマーまたは複数のモノマーに反応性があり、
このため、一般にモノマーと反応できる少なくとも2つの官能基または官能性を
含む。適切な重合可能な架橋剤の例には、遊離基重合のためのN,N’−メチレ
ン ビス−アクリルアミド、縮重合のためのポリアミンまたはポリオール等の、
エチレンのような不飽和モノマーを含む。第2の型の架橋剤は、溶液段階でのポ
リマーのカルボキシル、カルボン酸、アミノ、または水酸基と反応することがで
きる、少なくとも2つの官能基または官能性を有する反応性のある化合物であり
、この場合、架橋は潜在性ではなく、架橋反応を開始するのに付加的な条件を必
要としない。適切な架橋剤は、グルタルアルデヒドのようなアルデヒド、または
ポリエチレングリコールジグリシディルエーテルのようなグリシディルエーテル
から成るグループから選択してもよい。
内部重合可能な架橋剤または外部架橋剤のいずれかである。第1の型の架橋剤は
重合可能であり、瞬時型架橋剤ではない。適切な重合可能な架橋剤は一般に、ポ
リマーを調製するのに使用したモノマーまたは複数のモノマーに反応性があり、
このため、一般にモノマーと反応できる少なくとも2つの官能基または官能性を
含む。適切な重合可能な架橋剤の例には、遊離基重合のためのN,N’−メチレ
ン ビス−アクリルアミド、縮重合のためのポリアミンまたはポリオール等の、
エチレンのような不飽和モノマーを含む。第2の型の架橋剤は、溶液段階でのポ
リマーのカルボキシル、カルボン酸、アミノ、または水酸基と反応することがで
きる、少なくとも2つの官能基または官能性を有する反応性のある化合物であり
、この場合、架橋は潜在性ではなく、架橋反応を開始するのに付加的な条件を必
要としない。適切な架橋剤は、グルタルアルデヒドのようなアルデヒド、または
ポリエチレングリコールジグリシディルエーテルのようなグリシディルエーテル
から成るグループから選択してもよい。
【0115】 ポリマー溶液または再生ポリマーのいずれかで架橋ポリマー網状組織を形成す
る他のアプローチは、電子ビームまたはマイクロ波照射のような高エネルギー処
理を用いてポリマー内に遊離基を形成し、次にこの遊離基を用いて架橋点を生成
することである。このアプローチは、吸収性フォームを調製するのに架橋剤を用
いない例に適用できるがこれに限定されない。 架橋剤が用いられる場合は、吸収性フォームに存在するポリマーおよび架橋剤
の総重量に基づき、有利には約0.01重量%−約20重量%、さらに有利には
は約0.05重量%−約10重量%、適切には約0.1重量%−約5重量%の量
の架橋剤を用いることが一般に望ましい。
る他のアプローチは、電子ビームまたはマイクロ波照射のような高エネルギー処
理を用いてポリマー内に遊離基を形成し、次にこの遊離基を用いて架橋点を生成
することである。このアプローチは、吸収性フォームを調製するのに架橋剤を用
いない例に適用できるがこれに限定されない。 架橋剤が用いられる場合は、吸収性フォームに存在するポリマーおよび架橋剤
の総重量に基づき、有利には約0.01重量%−約20重量%、さらに有利には
は約0.05重量%−約10重量%、適切には約0.1重量%−約5重量%の量
の架橋剤を用いることが一般に望ましい。
【0116】 一般に、架橋触媒は必要ないであろうが、本発明の吸収性フォームを調製する
ためにポリマーの架橋を助けるのに有利であることもある。例えば、架橋剤とし
てクエン酸を用いる場合、架橋触媒として次リン酸ナトリウムを用いることが有
利である。架橋触媒を用いる場合、用いるポリマーの総重量に基づいて約0.0
1−約3重量%、適切には約0.1−約1重量%の量で架橋触媒が用いられるこ
とが一般に望ましい。
ためにポリマーの架橋を助けるのに有利であることもある。例えば、架橋剤とし
てクエン酸を用いる場合、架橋触媒として次リン酸ナトリウムを用いることが有
利である。架橋触媒を用いる場合、用いるポリマーの総重量に基づいて約0.0
1−約3重量%、適切には約0.1−約1重量%の量で架橋触媒が用いられるこ
とが一般に望ましい。
【0117】用語および試験方法の定義 「フォーム(Foams)」は、構造全体に連続しているセル壁の支持固体格子を
有する二相の気体−固体系である。フォームの気体(典型的には空気)相はセル
と呼ばれることが多い空隙ポケットに通常分布されている。「連続セルフォーム
(Open-cell foams)」は、複数の相互に連結した、3次元に分枝したポリマー
材料のウェブにより規定されたセルの形で、実質的に空隙空間を有するポリマー
材料であり、セルは典型的に開孔部を有し、1つのセルから他のセルへ流体的に
連結されている。つまり、フォームの個々のセルは、セル壁のポリマー材料によ
り、大部分で互いに完全に分離されているわけではない。従って、このような実
質的に連続セルフォーム構造はセル内に開孔部、すなわち「窓」を有し、窓はフ
ォーム構造内の流体を容易に1つのセルから別のセルへ移動させることができる
。本発明で有利な連続セルフォームは一般に、網状物の性質を有する。ポリマー
材料のストランドは連続セルフォーム構造の分枝したウェブを作っており、「支
柱」と呼ばれることもある。相互に連結したセルを有するスポンジ状材料は連続
セルフォームの一例である。
有する二相の気体−固体系である。フォームの気体(典型的には空気)相はセル
と呼ばれることが多い空隙ポケットに通常分布されている。「連続セルフォーム
(Open-cell foams)」は、複数の相互に連結した、3次元に分枝したポリマー
材料のウェブにより規定されたセルの形で、実質的に空隙空間を有するポリマー
材料であり、セルは典型的に開孔部を有し、1つのセルから他のセルへ流体的に
連結されている。つまり、フォームの個々のセルは、セル壁のポリマー材料によ
り、大部分で互いに完全に分離されているわけではない。従って、このような実
質的に連続セルフォーム構造はセル内に開孔部、すなわち「窓」を有し、窓はフ
ォーム構造内の流体を容易に1つのセルから別のセルへ移動させることができる
。本発明で有利な連続セルフォームは一般に、網状物の性質を有する。ポリマー
材料のストランドは連続セルフォーム構造の分枝したウェブを作っており、「支
柱」と呼ばれることもある。相互に連結したセルを有するスポンジ状材料は連続
セルフォームの一例である。
【0118】 本発明の目的では、少なくとも1ミクロンの大きさのフォーム構造のセルのう
ち少なくとも80%が、少なくとも1つの隣接するセルと流体的に連結する場合
、フォーム材料は「連続セル」である。あるいは、実測有効気孔容積が理論有効
気孔容積の少なくとも80%である場合、フォーム材料は実質的に連続セルであ
るとみなしてもよい。HIPEフォームの場合は、フォーム材料が形成されたH
IPE乳剤の油に対する水の重量比により、理論有効孔容積が決定されてもよい
。
ち少なくとも80%が、少なくとも1つの隣接するセルと流体的に連結する場合
、フォーム材料は「連続セル」である。あるいは、実測有効気孔容積が理論有効
気孔容積の少なくとも80%である場合、フォーム材料は実質的に連続セルであ
るとみなしてもよい。HIPEフォームの場合は、フォーム材料が形成されたH
IPE乳剤の油に対する水の重量比により、理論有効孔容積が決定されてもよい
。
【0119】 「フレージャー(Frazier)透過性」は、試料を横切る水0.5インチの差圧で
、単位材料平方フィート当たりの空気流の標準立方フィート/毎分として測定さ
れる。フレージャー透過性試験では、試料は実質的に平面である必要があり、坪
量が約30gsmである必要がある。本発明の材料は、約50cfmまたはそれ
以上、詳細には約100cfmまたはそれ以上、さらに詳細には約200cfm
またはそれ以上、および最も詳細には約400cfmまたはそれ以上、例示的に
は約75cfm−約1100cfmの範囲のフレージャー透過性を有することが
できる。 本明細書中に用いたとおり、構造が連続的に空隙空間を連結し、気体が試料の
少なくとも1つの表面から反対側の表面まで通過することができる場合、吸収性
繊維構造は「連続」である。
、単位材料平方フィート当たりの空気流の標準立方フィート/毎分として測定さ
れる。フレージャー透過性試験では、試料は実質的に平面である必要があり、坪
量が約30gsmである必要がある。本発明の材料は、約50cfmまたはそれ
以上、詳細には約100cfmまたはそれ以上、さらに詳細には約200cfm
またはそれ以上、および最も詳細には約400cfmまたはそれ以上、例示的に
は約75cfm−約1100cfmの範囲のフレージャー透過性を有することが
できる。 本明細書中に用いたとおり、構造が連続的に空隙空間を連結し、気体が試料の
少なくとも1つの表面から反対側の表面まで通過することができる場合、吸収性
繊維構造は「連続」である。
【0120】 本明細書中に用いたとおり、気孔に少なくとも2つの異なる部類がある場合、
連続セルフォーム構造または吸収性繊維構造は「複峰性気孔」を有し、第1の部
類は繊維支柱で規定された境界のあるセルを含み、第2の部類は隣接する繊維の
間の小さな気孔を備える。つまり、吸収性繊維構造の中の繊維の配分が材料の空
間全体で均一でないため、繊維を有しないか比較的わずかな繊維を有する別個の
セルが、隣接または接触している繊維間の気孔空間と区別して定義されてよい。
このように、繊維は、前者の明らかな気泡の壁または窓と呼ばれることもあるも
のに沿って優先的に分布される。本発明の吸収性繊維構造は、複峰性孔および繊
維の不均質配分を有することができるが、特定の実施の形態、例えば凍結乾燥で
製造するような実施の形態において、繊維の分布に比較的高度な空間均一性を示
すこともあり、このため、ここで定義したような複峰性孔分布に欠ける。この複
峰性孔の定義は繊維自身の内部の微孔性は考慮していない。
連続セルフォーム構造または吸収性繊維構造は「複峰性気孔」を有し、第1の部
類は繊維支柱で規定された境界のあるセルを含み、第2の部類は隣接する繊維の
間の小さな気孔を備える。つまり、吸収性繊維構造の中の繊維の配分が材料の空
間全体で均一でないため、繊維を有しないか比較的わずかな繊維を有する別個の
セルが、隣接または接触している繊維間の気孔空間と区別して定義されてよい。
このように、繊維は、前者の明らかな気泡の壁または窓と呼ばれることもあるも
のに沿って優先的に分布される。本発明の吸収性繊維構造は、複峰性孔および繊
維の不均質配分を有することができるが、特定の実施の形態、例えば凍結乾燥で
製造するような実施の形態において、繊維の分布に比較的高度な空間均一性を示
すこともあり、このため、ここで定義したような複峰性孔分布に欠ける。この複
峰性孔の定義は繊維自身の内部の微孔性は考慮していない。
【0121】 本明細書中に用いる場合、米国材料試験協会(ASTM)が提供する種々のフ
ォームのための柔軟性試験に基づく改良柔軟性試験を満たせば、吸収性繊維構造
は「柔軟」である。詳細には、柔軟なフォームは、20℃で1周/5秒の一定の
速度で20×2.5×2.5cm片が2.5cmマンドレルの周りを包んでも破
断しないものである。「剛」なフォームは前述の試験で破断するものである。本
発明の吸収性繊維構造は柔軟または剛のいずれでもよいが、特定の吸収性物品で
身体にフィットさせて用いるものには柔軟なフォームが望ましい。
ォームのための柔軟性試験に基づく改良柔軟性試験を満たせば、吸収性繊維構造
は「柔軟」である。詳細には、柔軟なフォームは、20℃で1周/5秒の一定の
速度で20×2.5×2.5cm片が2.5cmマンドレルの周りを包んでも破
断しないものである。「剛」なフォームは前述の試験で破断するものである。本
発明の吸収性繊維構造は柔軟または剛のいずれでもよいが、特定の吸収性物品で
身体にフィットさせて用いるものには柔軟なフォームが望ましい。
【0122】 本明細書中に用いる場合、「湿潤柔軟性」は、セルラー有機ポリマーフォーム
製品の柔軟性を測定するのに用いられる、ASTM D3574−86、3.3
試験に示されるフォーム柔軟性試験方法の改良型で測定される。このような改良
型試験では、7×0.8×0.8cmの大きさであり、37℃において認定血液
バンク生理食塩水S/P(ステファンズ サイエンティフィック オブ リバー
デール社、ニュージャージー州、販売元バクスター ヘルスケア オブ マクグ
ローパーク社、III、カタログ番号B3158−1)のような市販の生理食塩水
で自由吸収容量が飽和された吸収性繊維構造試料を利用する。この試料を作製す
る切断工程ではストリップに角欠けを起こさないことが重要である。飽和した吸
収性繊維構造ストリップは直径2.5cmの円柱状マンドレルの周囲に一周5秒
の一定速度で巻き付ける。この試験中に裂けたり破れたりしなければ、すなわち
、1周巻き付けられれば吸収性繊維構造は柔軟であるとみなされ、材料は湿潤柔
軟性がある。
製品の柔軟性を測定するのに用いられる、ASTM D3574−86、3.3
試験に示されるフォーム柔軟性試験方法の改良型で測定される。このような改良
型試験では、7×0.8×0.8cmの大きさであり、37℃において認定血液
バンク生理食塩水S/P(ステファンズ サイエンティフィック オブ リバー
デール社、ニュージャージー州、販売元バクスター ヘルスケア オブ マクグ
ローパーク社、III、カタログ番号B3158−1)のような市販の生理食塩水
で自由吸収容量が飽和された吸収性繊維構造試料を利用する。この試料を作製す
る切断工程ではストリップに角欠けを起こさないことが重要である。飽和した吸
収性繊維構造ストリップは直径2.5cmの円柱状マンドレルの周囲に一周5秒
の一定速度で巻き付ける。この試験中に裂けたり破れたりしなければ、すなわち
、1周巻き付けられれば吸収性繊維構造は柔軟であるとみなされ、材料は湿潤柔
軟性がある。
【0123】 本明細書中に用いる場合、「膨張した繊維構造」は、初期の繊維および構造形
成組成物の混合物より肉眼的に大きな体積を有する、本発明による吸収繊維構造
である。体積が大きいために、空隙容積は、初期の繊維および構造形成組成物の
混合物中よりも膨張した繊維構造中で顕著に大きい傾向を示すことになる。膨張
した繊維構造の体積は、初期の混合物の体積より10%またはそれ以上、詳細に
は約100%またはそれ以上、さらに詳細には約200%またはそれ以上、およ
び最も詳細には約50%から約1000%大きくてよい。説明の目的のために、
巨視的体積は典型的には、物品を圧縮することなく、物品の周囲を収縮包装した
フィルムにより測定されることになる体積と解釈できる。さらに詳細には、当業
者が、吸収性繊維構造が膨張した構造であるかどうかを決定し、「初期混合物」
が存在する適切な時間を識別できない何らかの理由がある場合には、「初期混合
物」は、構造形成組成物と疎水性繊維とが混合接触する最初の3秒以内に生成さ
れた混合物を参考にする必要がある。
成組成物の混合物より肉眼的に大きな体積を有する、本発明による吸収繊維構造
である。体積が大きいために、空隙容積は、初期の繊維および構造形成組成物の
混合物中よりも膨張した繊維構造中で顕著に大きい傾向を示すことになる。膨張
した繊維構造の体積は、初期の混合物の体積より10%またはそれ以上、詳細に
は約100%またはそれ以上、さらに詳細には約200%またはそれ以上、およ
び最も詳細には約50%から約1000%大きくてよい。説明の目的のために、
巨視的体積は典型的には、物品を圧縮することなく、物品の周囲を収縮包装した
フィルムにより測定されることになる体積と解釈できる。さらに詳細には、当業
者が、吸収性繊維構造が膨張した構造であるかどうかを決定し、「初期混合物」
が存在する適切な時間を識別できない何らかの理由がある場合には、「初期混合
物」は、構造形成組成物と疎水性繊維とが混合接触する最初の3秒以内に生成さ
れた混合物を参考にする必要がある。
【0124】 本明細書中に用いる場合、「ポリマーフォーム」は、かさ高いポリマーの内部
に空隙空間を生成することで作られた材料であり、実質的に密度が小さくなって
いる。連続セルでも独立セルでもよい。このセルの性質およびセルの大きさによ
り、ポリマーの多くの特性が決定される。例えば、低重量および低熱伝導性は従
来のフォームの典型的な特性である。従来のポリスチレンフォームの密度は0.
02−0.2g/ccの範囲にあり、独立セルは直径50−100μmの間であ
る。
に空隙空間を生成することで作られた材料であり、実質的に密度が小さくなって
いる。連続セルでも独立セルでもよい。このセルの性質およびセルの大きさによ
り、ポリマーの多くの特性が決定される。例えば、低重量および低熱伝導性は従
来のフォームの典型的な特性である。従来のポリスチレンフォームの密度は0.
02−0.2g/ccの範囲にあり、独立セルは直径50−100μmの間であ
る。
【0125】 本明細書中に用いる場合、「臨界密度」は、73°Fで脱イオン水で完全に飽
和したとき、繊維マットまたはパッドが崩壊したり膨張したりすることのない密
度に関する。製紙用繊維では臨界密度は一般に0.2グラム/ccと推定される
が、実際には約0.17−0.25グラム/ccの範囲であり、フォームの典型
的な密度より一般に高い。湿式体積紙シートは臨界密度に近い密度を有する傾向
がある。本発明の吸収性繊維構造は一般に、臨界密度よりはるかに小さい初期密
度で製造され、例えば、臨界密度が、乾燥した吸収性繊維構造密度の少なくとも
2、4、6、10、20、または30倍である。しかし、カレンダー加工または
他の形式の機械的圧縮の後には、吸収性繊維構造の密度は、臨界密度に近づくこ
ともあれば、超えることもあり、例えば、圧縮された吸収性繊維構造の密度は、
係数約1.2またはそれ以上、詳細には1.5またはそれ以上、およびさらに詳
細には約2またはそれ以上、臨界密度より大きくてよい。
和したとき、繊維マットまたはパッドが崩壊したり膨張したりすることのない密
度に関する。製紙用繊維では臨界密度は一般に0.2グラム/ccと推定される
が、実際には約0.17−0.25グラム/ccの範囲であり、フォームの典型
的な密度より一般に高い。湿式体積紙シートは臨界密度に近い密度を有する傾向
がある。本発明の吸収性繊維構造は一般に、臨界密度よりはるかに小さい初期密
度で製造され、例えば、臨界密度が、乾燥した吸収性繊維構造密度の少なくとも
2、4、6、10、20、または30倍である。しかし、カレンダー加工または
他の形式の機械的圧縮の後には、吸収性繊維構造の密度は、臨界密度に近づくこ
ともあれば、超えることもあり、例えば、圧縮された吸収性繊維構造の密度は、
係数約1.2またはそれ以上、詳細には1.5またはそれ以上、およびさらに詳
細には約2またはそれ以上、臨界密度より大きくてよい。
【0126】 「乾燥結合材料質量画分」は、吸収性繊維構造を製造するのに用いられるオー
ブン乾燥構造形成組成物と乾燥繊維とを混合した質量から分離した、構造形成組
成物のオーブン乾燥質量である。これに関連して「オーブン乾燥」は重さを量っ
た物品または材料を105℃で少なくとも20分間乾燥し、実質的にすべての除
去可能水分を追い出すことを意味する。本発明の吸収性繊維構造は、乾燥結合材
料質量画分が約0.8またはそれ以下、詳細には約0.6またはそれ以下、さら
に詳細には約0.5またはそれ以下、より詳細には約0.3またはそれ以下、お
よび最も詳細には約0.1またはそれ以下でよい。 本明細書中に用いる「生分解性」は、化合物が微生物および/または自然環境
因子により、最終的に完全に分解されて二酸化炭素および水またはバイオマスに
なる能力に関する。
ブン乾燥構造形成組成物と乾燥繊維とを混合した質量から分離した、構造形成組
成物のオーブン乾燥質量である。これに関連して「オーブン乾燥」は重さを量っ
た物品または材料を105℃で少なくとも20分間乾燥し、実質的にすべての除
去可能水分を追い出すことを意味する。本発明の吸収性繊維構造は、乾燥結合材
料質量画分が約0.8またはそれ以下、詳細には約0.6またはそれ以下、さら
に詳細には約0.5またはそれ以下、より詳細には約0.3またはそれ以下、お
よび最も詳細には約0.1またはそれ以下でよい。 本明細書中に用いる「生分解性」は、化合物が微生物および/または自然環境
因子により、最終的に完全に分解されて二酸化炭素および水またはバイオマスに
なる能力に関する。
【0127】 本明細書中に用いる場合、「疎水性」という用語は、空気中で水の接触角が少
なくとも90度である材料に関する。逆に、本明細書中に用いる場合、「親水性
」という用語は、空気中で水の接触角が90度より小さい材料に関する。本出願
の目的で、接触角の測定は参考文献として本明細書中に組み込まれている、ロバ
ートJグッドとロバートJストロムバーグ編「表面およびコロイド科学実験法」
第2巻(プレナムプレス、1979年)に示されるように測定される。本発明の
吸収性繊維構造は一般に親水性に調製されているので、一般に親水性にするため
の後処理を必要としない。このことは、フォームのポリマー材料が本質的に親水
性ではない、従来の技術で公知の多くの吸収性フォームと対照的である。
なくとも90度である材料に関する。逆に、本明細書中に用いる場合、「親水性
」という用語は、空気中で水の接触角が90度より小さい材料に関する。本出願
の目的で、接触角の測定は参考文献として本明細書中に組み込まれている、ロバ
ートJグッドとロバートJストロムバーグ編「表面およびコロイド科学実験法」
第2巻(プレナムプレス、1979年)に示されるように測定される。本発明の
吸収性繊維構造は一般に親水性に調製されているので、一般に親水性にするため
の後処理を必要としない。このことは、フォームのポリマー材料が本質的に親水
性ではない、従来の技術で公知の多くの吸収性フォームと対照的である。
【0128】 本明細書中に用いる場合、「界面活性剤」という用語は、1つの界面活性剤ま
たは2つまたはそれ以上の界面活性剤の混合物を含む。2つまたはそれ以上の界
面活性剤を使用する場合には、界面活性剤は、混合物に存在する界面活性剤が互
いに共存できれば、同一部類または異なる部類から選択してよい。一般に、界面
活性剤は当業者に公知のどのような界面活性剤でもよく、陰イオン、陽イオン、
および非イオン界面活性剤を含む。陰イオン界面活性剤の例にはとりわけ、直鎖
および枝分れ鎖アルキルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、直鎖および枝分れ鎖
アルキルスルフォン酸、および直鎖および枝分れ鎖アルキルエトキシスルフォン
酸が含まれる。陽イオン界面活性剤は例示的に、獣脂トリメチルアンモニウムク
ロリドを含む。非イオン界面活性剤の例は、例示のためだけであるが、アルキル
ポリエトキシレート;ポリエトキシルアルキルフェノール;脂肪酸エタノールア
ミド;および酸化エチレン、酸化プロピレンおよびアルコールの複合ポリマーを
含む。
たは2つまたはそれ以上の界面活性剤の混合物を含む。2つまたはそれ以上の界
面活性剤を使用する場合には、界面活性剤は、混合物に存在する界面活性剤が互
いに共存できれば、同一部類または異なる部類から選択してよい。一般に、界面
活性剤は当業者に公知のどのような界面活性剤でもよく、陰イオン、陽イオン、
および非イオン界面活性剤を含む。陰イオン界面活性剤の例にはとりわけ、直鎖
および枝分れ鎖アルキルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、直鎖および枝分れ鎖
アルキルスルフォン酸、および直鎖および枝分れ鎖アルキルエトキシスルフォン
酸が含まれる。陽イオン界面活性剤は例示的に、獣脂トリメチルアンモニウムク
ロリドを含む。非イオン界面活性剤の例は、例示のためだけであるが、アルキル
ポリエトキシレート;ポリエトキシルアルキルフェノール;脂肪酸エタノールア
ミド;および酸化エチレン、酸化プロピレンおよびアルコールの複合ポリマーを
含む。
【0129】 本明細書中に用いる場合、結合剤材料の「結合剤湿潤強さ:乾燥強さ比」は繊
維に結合材料が単独で加えられている繊維材料での、湿潤引張り強さの乾燥引張
り強さに対する比である。湿潤引張り強さは試料が水で2分間完全に濡れてから
測定し、次にタッピー条件の乾燥紙料の引張り強さで割る。腐食、膨潤、化学変
化または水に溶解されない結合剤は、結合剤湿潤引張り強さ:乾燥引張り強さ比
が本質的に1.0であると推定される。
維に結合材料が単独で加えられている繊維材料での、湿潤引張り強さの乾燥引張
り強さに対する比である。湿潤引張り強さは試料が水で2分間完全に濡れてから
測定し、次にタッピー条件の乾燥紙料の引張り強さで割る。腐食、膨潤、化学変
化または水に溶解されない結合剤は、結合剤湿潤引張り強さ:乾燥引張り強さ比
が本質的に1.0であると推定される。
【0130】 本明細書中に用いる場合、「非圧縮乾燥」は、圧縮ニップ、または乾燥工程で
ウェブの一部に顕著な高密度化または圧縮を引き起こす別の段階を含まない、セ
ルロース系ウェブを乾燥するための乾燥法に関する。このような方法には通気乾
燥;エアジェット吹き付け乾燥;空気浮揚乾燥、過熱蒸気の通気または吹き付け
のような非接触性乾燥;マイクロ波乾燥および、他の周波数または誘電乾燥法;
超臨界液体による水抽出;非水性、低表面張力液体による水抽出;赤外線乾燥;
および他の方法が含まれる。
ウェブの一部に顕著な高密度化または圧縮を引き起こす別の段階を含まない、セ
ルロース系ウェブを乾燥するための乾燥法に関する。このような方法には通気乾
燥;エアジェット吹き付け乾燥;空気浮揚乾燥、過熱蒸気の通気または吹き付け
のような非接触性乾燥;マイクロ波乾燥および、他の周波数または誘電乾燥法;
超臨界液体による水抽出;非水性、低表面張力液体による水抽出;赤外線乾燥;
および他の方法が含まれる。
【0131】 「荷重吸水性」(AUL)は、機械的に荷重されている材料の液体保持容量の
測定値である。1グラムの材料が、約0.3ポンド毎平方インチの荷重または制
限された力を加えられて1時間に吸収することができる、0.9重量%塩化ナト
リウムを含む水溶液量をグラム数で測定する試験により決定される。 AUL装置は、1992年9月15日ケレンバーガー(Kellenberg
er)に付与され、本明細書中に参考文献として組み込まれている、米国特許第
5,147,343号に説明されている要求吸収性試験器(DAT)を含み、D
ATは、M/Kシステムズ社、ダナーズ、マサチューセッツ州から入手可能なG
ATS(重量測定吸収性試験システム)と同様のものである。多孔性プレートの
上層に水頭がない(正の圧力も吸引性もない)ように、タンクから送られた液体
生理食塩水、0.9(w/w)NaClを多孔性プレートに提供する、直径2.
5cm以内の部分に限定されたポートを有する水平多孔性プレートを用いる。従
って、液体は、液体を多孔性プレートから移動させる顕著な毛管圧力障壁を乗り
越えることなく、吸収体に吸収されることができる。プレートから吸収された液
体はタンクからの液体と置き換えられ、タンクから取り除かれて吸収体に吸収さ
れる液体量を測定する電子はかりの上に置かれる。多孔性プレート上の試料は、
確実に同心性にするためわずかにマシンアウトされている、内径1インチ(2.
54cm)の熱可塑チューブ部分内に存在する。100メッシュのステンレス鋼
ワイヤクロスをシリンダの底面に融合し、内部の試料および粒子をすべて閉じこ
める。底面が平坦で滑らかであり、シリンダの内部が変形しないように注意する
必要がある。直径1インチの固体材料(例えばプレキシガラス)で4.4gのピ
ストンを作り、シリンダ中に拘束されることなくぴったり合うように機械加工す
る。標準の100gの重りをピストン上に載せて、一般に乳児用おむつで経験し
て知った21,000ダイン/cm2(約0.3psi)の拘束荷重を与える。
フォーム状繊維材料またはフォームで試験を行うために、材料試料の直径を1イ
ンチよりわずかに小さい円板に切り取り、試料チューブに合わせる。試料の質量
は約0.005gから約0.16gである必要がある。
測定値である。1グラムの材料が、約0.3ポンド毎平方インチの荷重または制
限された力を加えられて1時間に吸収することができる、0.9重量%塩化ナト
リウムを含む水溶液量をグラム数で測定する試験により決定される。 AUL装置は、1992年9月15日ケレンバーガー(Kellenberg
er)に付与され、本明細書中に参考文献として組み込まれている、米国特許第
5,147,343号に説明されている要求吸収性試験器(DAT)を含み、D
ATは、M/Kシステムズ社、ダナーズ、マサチューセッツ州から入手可能なG
ATS(重量測定吸収性試験システム)と同様のものである。多孔性プレートの
上層に水頭がない(正の圧力も吸引性もない)ように、タンクから送られた液体
生理食塩水、0.9(w/w)NaClを多孔性プレートに提供する、直径2.
5cm以内の部分に限定されたポートを有する水平多孔性プレートを用いる。従
って、液体は、液体を多孔性プレートから移動させる顕著な毛管圧力障壁を乗り
越えることなく、吸収体に吸収されることができる。プレートから吸収された液
体はタンクからの液体と置き換えられ、タンクから取り除かれて吸収体に吸収さ
れる液体量を測定する電子はかりの上に置かれる。多孔性プレート上の試料は、
確実に同心性にするためわずかにマシンアウトされている、内径1インチ(2.
54cm)の熱可塑チューブ部分内に存在する。100メッシュのステンレス鋼
ワイヤクロスをシリンダの底面に融合し、内部の試料および粒子をすべて閉じこ
める。底面が平坦で滑らかであり、シリンダの内部が変形しないように注意する
必要がある。直径1インチの固体材料(例えばプレキシガラス)で4.4gのピ
ストンを作り、シリンダ中に拘束されることなくぴったり合うように機械加工す
る。標準の100gの重りをピストン上に載せて、一般に乳児用おむつで経験し
て知った21,000ダイン/cm2(約0.3psi)の拘束荷重を与える。
フォーム状繊維材料またはフォームで試験を行うために、材料試料の直径を1イ
ンチよりわずかに小さい円板に切り取り、試料チューブに合わせる。試料の質量
は約0.005gから約0.16gである必要がある。
【0132】 この試験は、直径3cmのGF/Aガラス濾紙を多孔性プレート(濾紙の大き
さはシリンダの内径より大きく、外径より小さい)に位置決めし、DATのポー
トの蒸発を防ぎつつ確実に接触させ、次に飽和が起こることにより開始する。試
験する材料をAUL装置の底面のワイヤクロス上に位置決めする。次に、重さ4
.4グラムで直径が約0.995インチのプラスチックのスペーサ円板で試料を
覆う。スペーサ円板は試験の間、試料が乱れないように保護し、また、試料全体
に均一に荷重を加える役割を果たす。シリンダの中の試料の上に慎重にピストン
を置き、荷重した後、AUL装置をガラスの濾紙の上に位置決めする。吸収され
た液体量が、帯形記録計を用いて直接手動で、または直接データ収集システムで
、時間の関数としてモニタされる。 1時間後に測定された吸収液体量がAUL値であり、試験材料の乾燥グラム数
あたりの液体のグラム数として表される。
さはシリンダの内径より大きく、外径より小さい)に位置決めし、DATのポー
トの蒸発を防ぎつつ確実に接触させ、次に飽和が起こることにより開始する。試
験する材料をAUL装置の底面のワイヤクロス上に位置決めする。次に、重さ4
.4グラムで直径が約0.995インチのプラスチックのスペーサ円板で試料を
覆う。スペーサ円板は試験の間、試料が乱れないように保護し、また、試料全体
に均一に荷重を加える役割を果たす。シリンダの中の試料の上に慎重にピストン
を置き、荷重した後、AUL装置をガラスの濾紙の上に位置決めする。吸収され
た液体量が、帯形記録計を用いて直接手動で、または直接データ収集システムで
、時間の関数としてモニタされる。 1時間後に測定された吸収液体量がAUL値であり、試験材料の乾燥グラム数
あたりの液体のグラム数として表される。
【0133】 本発明の材料のAULは6グラム/グラムより大きく、詳細には約10グラム
/グラムまたはそれ以上、さらに詳細には約15グラム/グラムまたはそれ以上
、および最も詳細には約25グラム/グラムまたはそれ以上、例示的な範囲は約
9−約40グラム/グラムである。高いAUL値が超吸収性材料または膨潤性結
合材料を加えることなく達成できるが、超吸収性材料を吸収性繊維構造に組み込
むことにより、特に高いAUL値が可能である。超吸収性材料は、遊離微粒子、
親水性繊維、超吸収性繊維に結合した粒子として、または結合材料または構造形
成組成物の成分として組み込まれてよい。
/グラムまたはそれ以上、さらに詳細には約15グラム/グラムまたはそれ以上
、および最も詳細には約25グラム/グラムまたはそれ以上、例示的な範囲は約
9−約40グラム/グラムである。高いAUL値が超吸収性材料または膨潤性結
合材料を加えることなく達成できるが、超吸収性材料を吸収性繊維構造に組み込
むことにより、特に高いAUL値が可能である。超吸収性材料は、遊離微粒子、
親水性繊維、超吸収性繊維に結合した粒子として、または結合材料または構造形
成組成物の成分として組み込まれてよい。
【0134】 本明細書中に用いる場合、「自由膨潤容量」(FS)は、1グラムの材料が、
無視できる程度の荷重下で1時間に吸収できる0.9重量%の塩化ナトリウムを
含む水溶液の量をグラム数で測定する試験の結果である。試験は、100gmの
重りを試料の上に置かないことを除けば、前述のAUL試験のように実施される
。 本発明の材料の自由膨潤容量は、約8より大きく、詳細には約10より大きく
、さらに詳細には約20より大きく、および最も詳細には約30グラム/グラム
より大きくてよい。
無視できる程度の荷重下で1時間に吸収できる0.9重量%の塩化ナトリウムを
含む水溶液の量をグラム数で測定する試験の結果である。試験は、100gmの
重りを試料の上に置かないことを除けば、前述のAUL試験のように実施される
。 本発明の材料の自由膨潤容量は、約8より大きく、詳細には約10より大きく
、さらに詳細には約20より大きく、および最も詳細には約30グラム/グラム
より大きくてよい。
【0135】 本明細書中に用いる場合、「自由膨潤:AUL比」は自由膨潤容量のAULに
対する比である。一般に1より大きいことになる。この値が大きくなれば、材料
は圧縮荷重の影響を受けやすくなり、これは、試料が荷重下で潜在性気孔容積お
よび毛管吸引能力を維持する能力が低いことを意味する。望ましくは、本発明の
材料は「自由膨潤:AUL比」が4またはそれ以下、詳細には2またはそれ以下
、さらに詳細には約1.5またはそれ以下、およびさらにまた詳細には約1.3
またはそれ以下、例示的な範囲は約1.2から約2.5である。
対する比である。一般に1より大きいことになる。この値が大きくなれば、材料
は圧縮荷重の影響を受けやすくなり、これは、試料が荷重下で潜在性気孔容積お
よび毛管吸引能力を維持する能力が低いことを意味する。望ましくは、本発明の
材料は「自由膨潤:AUL比」が4またはそれ以下、詳細には2またはそれ以下
、さらに詳細には約1.5またはそれ以下、およびさらにまた詳細には約1.3
またはそれ以下、例示的な範囲は約1.2から約2.5である。
【0136】 「セル気孔サイズ」および「セル壁厚さ」はそれぞれ、フォーム(または吸収
性繊維構造)のセルの特徴的な大きさおよび隣接セルとの間の壁の厚さの測定値
である。そのような測定をするために、試料を鋭利な剃刀で切り取る。切り取っ
たフォームを銅テープを用いて金属スタブに取り付け、12kVビーム電圧を用
いて環境走査電子顕微鏡(エレクトロスキャン社、ウィルミントン、マサチュー
セッツ州のモデルE−2020または類似の機器)で像を写す。試料室の圧力は
約1.2Torrである。環境の後方散乱電子検出器を用いて像を収集すると、
組成物中のどのような変形物でも識別できるので有利である。倍率は被検試料の
規模によって異なり、試料の一般的な測定では150倍が好ましく、セル壁の厚
さおよびセルサイズを測定するためには2500倍が好ましい。セル壁の厚さお
よびセルサイズの測定値は、直接環境走査電子顕微鏡に取り込まれる。セル壁の
厚さ測定の手動測定値が用いられる。各試料のセル壁の厚さおよびセルサイズは
少なくとも20個の測定値の平均である。
性繊維構造)のセルの特徴的な大きさおよび隣接セルとの間の壁の厚さの測定値
である。そのような測定をするために、試料を鋭利な剃刀で切り取る。切り取っ
たフォームを銅テープを用いて金属スタブに取り付け、12kVビーム電圧を用
いて環境走査電子顕微鏡(エレクトロスキャン社、ウィルミントン、マサチュー
セッツ州のモデルE−2020または類似の機器)で像を写す。試料室の圧力は
約1.2Torrである。環境の後方散乱電子検出器を用いて像を収集すると、
組成物中のどのような変形物でも識別できるので有利である。倍率は被検試料の
規模によって異なり、試料の一般的な測定では150倍が好ましく、セル壁の厚
さおよびセルサイズを測定するためには2500倍が好ましい。セル壁の厚さお
よびセルサイズの測定値は、直接環境走査電子顕微鏡に取り込まれる。セル壁の
厚さ測定の手動測定値が用いられる。各試料のセル壁の厚さおよびセルサイズは
少なくとも20個の測定値の平均である。
【0137】 本明細書中に用いる場合、「製紙繊維」は、すべての公知のセルロース系繊維
またはセルロース系繊維を含む繊維混合物を含む。本発明のウェブを作るのに適
切な繊維は、これに限定されないが:綿、マニラアサ、ケナフ、サバイグラス、
麻、アフリカハネガヤ、麦藁、ジュート麻およびバガスのような非木材繊維、ト
ウワタ繊維、およびパイナップル葉繊維:および、北部および南部軟材クラフト
繊維等の軟材繊維を含む落葉樹および針葉樹から得られる繊維等の木材繊維:ユ
ーカリ、カエデ、カバ、ポプラ等の硬木繊維を含む、如何なる天然または合成セ
ルロース繊維も含む。木材繊維は、高収率または低収率形式で調製でき、クラフ
トパルプ、亜硫酸パルプ、砕木パルプ、TMP、RMP、CTMP、BCTMP
、および他の公知のパルプ化の方法を含む公知のいずれかの方法でパルプにする
ことができる。漂白する場合には、どのような漂白法も使用できる。合成セルロ
ース繊維型には、すべての種類のレーヨンおよび、ビスコースまたは化学修飾セ
ルロース由来の他の繊維が含まれる。シルケットパルプ、化学的に剛性化または
架橋された繊維、スルホン化繊維等の化学処理を施した天然セルロース系繊維を
使用してもよい。製紙繊維を用いて良好な機械的特性を得るためには、繊維が比
較的損傷を受けず、大部分は未精製かわずかに精製されているのみであることが
望ましいことが多い。リサイクル繊維を使用することもできるが、機械的特性を
向上させ混入物を避けるためには、バージン繊維が一般に望ましい。シルケット
繊維、再生セルロース系繊維、微生物により製造されたセルロース、レーヨン、
および他のセルロース系材料またはセルロース誘導体を使用してもよい。また、
適切な製紙繊維はリサイクル繊維、バージン繊維、またはその混合物を含んでも
よい。かさ高く、良好な圧縮特性が得られる特定の実施の形態において、繊維は
カナダ標準形ろ水度が少なくとも200、詳細には少なくとも300、さらに詳
細には少なくとも400、および最も詳細には少なくとも500でよい。
またはセルロース系繊維を含む繊維混合物を含む。本発明のウェブを作るのに適
切な繊維は、これに限定されないが:綿、マニラアサ、ケナフ、サバイグラス、
麻、アフリカハネガヤ、麦藁、ジュート麻およびバガスのような非木材繊維、ト
ウワタ繊維、およびパイナップル葉繊維:および、北部および南部軟材クラフト
繊維等の軟材繊維を含む落葉樹および針葉樹から得られる繊維等の木材繊維:ユ
ーカリ、カエデ、カバ、ポプラ等の硬木繊維を含む、如何なる天然または合成セ
ルロース繊維も含む。木材繊維は、高収率または低収率形式で調製でき、クラフ
トパルプ、亜硫酸パルプ、砕木パルプ、TMP、RMP、CTMP、BCTMP
、および他の公知のパルプ化の方法を含む公知のいずれかの方法でパルプにする
ことができる。漂白する場合には、どのような漂白法も使用できる。合成セルロ
ース繊維型には、すべての種類のレーヨンおよび、ビスコースまたは化学修飾セ
ルロース由来の他の繊維が含まれる。シルケットパルプ、化学的に剛性化または
架橋された繊維、スルホン化繊維等の化学処理を施した天然セルロース系繊維を
使用してもよい。製紙繊維を用いて良好な機械的特性を得るためには、繊維が比
較的損傷を受けず、大部分は未精製かわずかに精製されているのみであることが
望ましいことが多い。リサイクル繊維を使用することもできるが、機械的特性を
向上させ混入物を避けるためには、バージン繊維が一般に望ましい。シルケット
繊維、再生セルロース系繊維、微生物により製造されたセルロース、レーヨン、
および他のセルロース系材料またはセルロース誘導体を使用してもよい。また、
適切な製紙繊維はリサイクル繊維、バージン繊維、またはその混合物を含んでも
よい。かさ高く、良好な圧縮特性が得られる特定の実施の形態において、繊維は
カナダ標準形ろ水度が少なくとも200、詳細には少なくとも300、さらに詳
細には少なくとも400、および最も詳細には少なくとも500でよい。
【0138】 本明細書中に用いる場合、「高収率パルプ繊維」は、約65%またはそれ以上
、さらに詳細には約75%またはそれ以上、より詳細には約75−約95%の収
率が得られるパルプ化工程で製造されるパルプの製紙繊維である。収率は加工繊
維が得られた量であり、初期の木材質量の百分率で表される。高収率パルプは漂
白された化学加工熱処理パルプ(BCTMP)、化学加工熱処理パルプ(CTM
P)、圧力/圧力加工熱処理パルプ(PTMP)、加工熱処理パルプ(TMP)
、加工熱処理化学パルプ(TMCP)、高収率亜硫酸パルプ、および高収率クラ
フトパルプを含み、そのすべては高レベルの木質素(リグニン)を有する繊維を
含む。特徴的な高収率繊維は、リグニン含有率が質量で約1%またはそれ以上、
詳細には約3%またはそれ以上、さらに詳細には約2%から約25%でよい。同
様に、高収率繊維はカッパー価が、例えば20より大きい。また、好ましい高収
率パルプ繊維は、パルプ化および随意的に漂白の段階で調製された後で乾燥こり
(bale)またはウェブに成形される前に、1つの実施の形態において、比較的全
体で比較的損傷を受けていない繊維、高いろ水度(200カナダ標準形ろ水度(
CSF)またはそれ以上、詳細には250CSFまたはそれ以上、さらに詳細に
は400CSFまたはそれ以上)、および低い微粉含有量(ブリットジャー試験
で、25%より小さく、詳細には20%より小さく、さらに詳細には15%より
小さく、および、より詳細には10%より小さい)で構成されることが特徴とな
ることもある。1つの実施の形態において、高収率繊維は好ましくは主に軟材、
さらに好ましくは北部軟材、および最も好ましくは北部軟材BCTMPである。
、さらに詳細には約75%またはそれ以上、より詳細には約75−約95%の収
率が得られるパルプ化工程で製造されるパルプの製紙繊維である。収率は加工繊
維が得られた量であり、初期の木材質量の百分率で表される。高収率パルプは漂
白された化学加工熱処理パルプ(BCTMP)、化学加工熱処理パルプ(CTM
P)、圧力/圧力加工熱処理パルプ(PTMP)、加工熱処理パルプ(TMP)
、加工熱処理化学パルプ(TMCP)、高収率亜硫酸パルプ、および高収率クラ
フトパルプを含み、そのすべては高レベルの木質素(リグニン)を有する繊維を
含む。特徴的な高収率繊維は、リグニン含有率が質量で約1%またはそれ以上、
詳細には約3%またはそれ以上、さらに詳細には約2%から約25%でよい。同
様に、高収率繊維はカッパー価が、例えば20より大きい。また、好ましい高収
率パルプ繊維は、パルプ化および随意的に漂白の段階で調製された後で乾燥こり
(bale)またはウェブに成形される前に、1つの実施の形態において、比較的全
体で比較的損傷を受けていない繊維、高いろ水度(200カナダ標準形ろ水度(
CSF)またはそれ以上、詳細には250CSFまたはそれ以上、さらに詳細に
は400CSFまたはそれ以上)、および低い微粉含有量(ブリットジャー試験
で、25%より小さく、詳細には20%より小さく、さらに詳細には15%より
小さく、および、より詳細には10%より小さい)で構成されることが特徴とな
ることもある。1つの実施の形態において、高収率繊維は好ましくは主に軟材、
さらに好ましくは北部軟材、および最も好ましくは北部軟材BCTMPである。
【0139】 本明細書中に用いる場合、「セルロース系」という用語は、セルロースを主成
分として有し、詳細には重量で少なくとも50%のセルロースまたはセルロース
の誘導体を含む、どのような材料も含むものを意味する。つまり、この用語は綿
、典型的な木材パルプ、酢酸セルロース、三酢酸セルロース、レーヨン、加工熱
処理木材パルプ、化学的木材パルプ、デボンデッド化学木材パルプ、トウワタ、
細菌性セルロースなどを含む。
分として有し、詳細には重量で少なくとも50%のセルロースまたはセルロース
の誘導体を含む、どのような材料も含むものを意味する。つまり、この用語は綿
、典型的な木材パルプ、酢酸セルロース、三酢酸セルロース、レーヨン、加工熱
処理木材パルプ、化学的木材パルプ、デボンデッド化学木材パルプ、トウワタ、
細菌性セルロースなどを含む。
【0140】 「保水値」(WRV)は、特定の繊維が本発明の目的に有利であるとみなすの
に利用できる測定値である。WRVは0.5グラムの繊維を脱イオン水に分散さ
せて一晩中浸し、100メッシュのスクリーンを底面に備える直径1.9インチ
のチューブに繊維を入れ、1000Gで20分間遠心分離することにより測定さ
れる。試料の重さをはかり、105℃で2時間乾燥した後、再び重さをはかる。
WRVは(湿潤重量−乾燥重量)/乾燥重量である。本発明の目的に有利な繊維
は、WRVが約0.7またはそれ以上、詳細には約1−約2でよい。高収率パル
プ繊維は典型的にはWRVが約1またはそれ以上である。
に利用できる測定値である。WRVは0.5グラムの繊維を脱イオン水に分散さ
せて一晩中浸し、100メッシュのスクリーンを底面に備える直径1.9インチ
のチューブに繊維を入れ、1000Gで20分間遠心分離することにより測定さ
れる。試料の重さをはかり、105℃で2時間乾燥した後、再び重さをはかる。
WRVは(湿潤重量−乾燥重量)/乾燥重量である。本発明の目的に有利な繊維
は、WRVが約0.7またはそれ以上、詳細には約1−約2でよい。高収率パル
プ繊維は典型的にはWRVが約1またはそれ以上である。
【0141】 本明細書中に用いる場合、「吸収容量」は、初期に1立方インチの吸収性繊維
材料が、室温の水槽に接触している間に吸収し、水槽から取り除いて金属スクリ
ーンの上で30秒水切りした後も保持することができる蒸留水の量に関する。吸
収容量は、乾燥繊維1グラムあたりに保持される水のグラム数で表される。本発
明の構造は、吸収容量の値が約5g/gまたはそれ以上、好ましくは約7g/g
またはそれ以上、さらに好ましくは約8g/gから約15g/g、および最も好
ましくは約9g/gまたはそれ以上である。
材料が、室温の水槽に接触している間に吸収し、水槽から取り除いて金属スクリ
ーンの上で30秒水切りした後も保持することができる蒸留水の量に関する。吸
収容量は、乾燥繊維1グラムあたりに保持される水のグラム数で表される。本発
明の構造は、吸収容量の値が約5g/gまたはそれ以上、好ましくは約7g/g
またはそれ以上、さらに好ましくは約8g/gから約15g/g、および最も好
ましくは約9g/gまたはそれ以上である。
【0142】 本明細書中に用いる場合、「かさ高さ」および「密度」は、特に指定しなけれ
ば、試料のオーブン乾燥質量および、直径3インチの円形プラテンで0.05p
siの荷重時に測定した厚さの測定値に基づく。試料の厚さ測定は、少なくとも
4時間条件を調節した後のタッピー空調室(50%RH、73°F)で実施する
。試料はプラテンに接触する部分の下では本質的に平坦で均一である。かさ高さ
は繊維の質量あたりの容積cc/gとして表され、密度はその逆数g/ccであ
る。
ば、試料のオーブン乾燥質量および、直径3インチの円形プラテンで0.05p
siの荷重時に測定した厚さの測定値に基づく。試料の厚さ測定は、少なくとも
4時間条件を調節した後のタッピー空調室(50%RH、73°F)で実施する
。試料はプラテンに接触する部分の下では本質的に平坦で均一である。かさ高さ
は繊維の質量あたりの容積cc/gとして表され、密度はその逆数g/ccであ
る。
【0143】 本明細書中に用いる場合、「湿潤かさ高さ」は,試料の湿潤質量が試料の乾燥
質量のほぼ250%(すなわち、加えられた水分の質量は乾燥試料の重さの15
0%)になるまで、条件を調節した試料に脱イオン水で均一に霧吹きすることを
除けば、上述の「かさ高さ」(0.05psi)の定義による試料のキャリパ測
定値に基づく。試料が霧吹きから水分を吸収して十分に保持して質量を150%
増加させることができなければ、到達できる最高レベルは150%以下であるが
、それでも100%を超える付加水分を使用する必要がある。湿潤かさ高さは、
0.05psiの荷重下で、オーブン乾燥試料坪量g/ccで割った実質的に平
坦な濡れた試料の厚さとして計算される。本発明の吸収性繊維構造は湿潤かさ高
さが約6cc/gまたはそれ以上、詳細には約8cc/gまたはそれ以上、さら
に詳細には約10cc/gまたはそれ以上、より詳細には約15cc/gまたは
それ以上、および最も詳細には20cc/gまたはそれ以上であり、例示的な範
囲は約13cc/gから約35cc/gであってよい。
質量のほぼ250%(すなわち、加えられた水分の質量は乾燥試料の重さの15
0%)になるまで、条件を調節した試料に脱イオン水で均一に霧吹きすることを
除けば、上述の「かさ高さ」(0.05psi)の定義による試料のキャリパ測
定値に基づく。試料が霧吹きから水分を吸収して十分に保持して質量を150%
増加させることができなければ、到達できる最高レベルは150%以下であるが
、それでも100%を超える付加水分を使用する必要がある。湿潤かさ高さは、
0.05psiの荷重下で、オーブン乾燥試料坪量g/ccで割った実質的に平
坦な濡れた試料の厚さとして計算される。本発明の吸収性繊維構造は湿潤かさ高
さが約6cc/gまたはそれ以上、詳細には約8cc/gまたはそれ以上、さら
に詳細には約10cc/gまたはそれ以上、より詳細には約15cc/gまたは
それ以上、および最も詳細には20cc/gまたはそれ以上であり、例示的な範
囲は約13cc/gから約35cc/gであってよい。
【0144】 本明細書中に用いる場合、材料が過剰な水に実質的に溶解して溶液になり、初
期の形がなくなり水溶液中に本質的に分子的に分散すれば、その材料は「水溶性
」であるとみなすことができる。一般に、架橋は材料を水不溶性にする傾向があ
るため、水溶性材料は十分には架橋していないことになる。「水不溶性」である
材料は、前述の定義により水溶性でない材料である。 本明細書中に用いる場合、「吸水膨潤、水不溶性」という用語は、過剰の水に
暴露されると、平衡容量になるまで膨潤するが水に溶解しない材料に関する。こ
のような吸水膨潤、水不溶性材料は一般に本来の性質または物理的構造を維持す
るが、水を吸水する間は高度に膨張した状態にあるため、流動したり、隣接の材
料と融合したりしないように、十分な物理的結合力を有する必要がある。
期の形がなくなり水溶液中に本質的に分子的に分散すれば、その材料は「水溶性
」であるとみなすことができる。一般に、架橋は材料を水不溶性にする傾向があ
るため、水溶性材料は十分には架橋していないことになる。「水不溶性」である
材料は、前述の定義により水溶性でない材料である。 本明細書中に用いる場合、「吸水膨潤、水不溶性」という用語は、過剰の水に
暴露されると、平衡容量になるまで膨潤するが水に溶解しない材料に関する。こ
のような吸水膨潤、水不溶性材料は一般に本来の性質または物理的構造を維持す
るが、水を吸水する間は高度に膨張した状態にあるため、流動したり、隣接の材
料と融合したりしないように、十分な物理的結合力を有する必要がある。
【0145】 本明細書中に用いる場合、「溶媒」という用語は、ここで用いたポリマーを溶
解して分子レベルで実質的に均一に分散された混合物を形成することができる物
質、特にその液体形態を表すことを意図している。凍結乾燥の実施の形態におい
て、繊維および構造形成組成物の混合物に用いられる溶媒は、まず凍結すること
ができ、次に昇華することができ、その場合に凍結状態から直接、蒸気の状態に
なる必要がある。従って、溶媒は溶媒が液体から固体に変わる凝固点を有する必
要がある。
解して分子レベルで実質的に均一に分散された混合物を形成することができる物
質、特にその液体形態を表すことを意図している。凍結乾燥の実施の形態におい
て、繊維および構造形成組成物の混合物に用いられる溶媒は、まず凍結すること
ができ、次に昇華することができ、その場合に凍結状態から直接、蒸気の状態に
なる必要がある。従って、溶媒は溶媒が液体から固体に変わる凝固点を有する必
要がある。
【0146】 本明細書中に用いる場合、要素の「一部」は、要素全体を含む要素の非ゼロ画
分を表す。従って、除去可能相の一部は、例として、除去可能相の1%、5%、
10%、50%、90%、または100%でよい。多数の要素を有する組成物の
一部は、各要素に対して異なる画分を含んでもよい。従って、例として、界面活
性剤、湿潤強化樹脂、デンプン、および水を含む構造形成組成物の一部は、種々
の量の4つすべての成分を含む混合物でもよく、成分のサブセット例えば、デン
プン、水、および界面活性剤の混合物でもよい。
分を表す。従って、除去可能相の一部は、例として、除去可能相の1%、5%、
10%、50%、90%、または100%でよい。多数の要素を有する組成物の
一部は、各要素に対して異なる画分を含んでもよい。従って、例として、界面活
性剤、湿潤強化樹脂、デンプン、および水を含む構造形成組成物の一部は、種々
の量の4つすべての成分を含む混合物でもよく、成分のサブセット例えば、デン
プン、水、および界面活性剤の混合物でもよい。
【0147】 本明細書中に用いる場合、「伸長可能」という用語は、x−z平面で少なくと
もその1方向に大きくなることができる物品に関する。x−y平面は一般に物品
の面に平行な平面である。伸長可能という用語は伸張可能および弾性的に伸張可
能(以下に定義)である物品を含む。例えば、吸収コアとして、または吸収層ま
たはサージ材料として吸収性繊維構造を含む生理用ナプキンの場合には、物品お
よび吸収性繊維構造は、長さおよび幅の両方に伸長可能であることが望ましい。
しかし、吸収性物品はこのような方向の1方向にのみ伸長可能でもよい。好まし
くは、物品は少なくとも縦方向に伸長可能である。 吸収性繊維構造を含む物品または吸収性繊維構造は、伸長可能であることに加
え、伸張可能であってよい。「伸張可能」という用語は、本明細書中に用いる場
合、物品に引伸ばし力が加わると伸長可能であり、引伸ばしにいくらか抵抗性の
ある物品に関する。
もその1方向に大きくなることができる物品に関する。x−y平面は一般に物品
の面に平行な平面である。伸長可能という用語は伸張可能および弾性的に伸張可
能(以下に定義)である物品を含む。例えば、吸収コアとして、または吸収層ま
たはサージ材料として吸収性繊維構造を含む生理用ナプキンの場合には、物品お
よび吸収性繊維構造は、長さおよび幅の両方に伸長可能であることが望ましい。
しかし、吸収性物品はこのような方向の1方向にのみ伸長可能でもよい。好まし
くは、物品は少なくとも縦方向に伸長可能である。 吸収性繊維構造を含む物品または吸収性繊維構造は、伸長可能であることに加
え、伸張可能であってよい。「伸張可能」という用語は、本明細書中に用いる場
合、物品に引伸ばし力が加わると伸長可能であり、引伸ばしにいくらか抵抗性の
ある物品に関する。
【0148】 本発明の吸収性繊維構造を含む吸収性物品または吸収性繊維構造自身は、弾性
的に伸張可能であってもよい。「弾性的に伸張可能」または「弾性的に伸長可能
」という用語は、同義語であることが意図されている。ここで用いるこのような
用語は、平面引伸ばし力が除去されると、物品または吸収性繊維構造がその伸長
または伸張されていない大きさ(または本来の大きさ)に戻る傾向があることを
意味する。しかし、伸張していない大きさに完全に戻る必要はない。伸張してい
ない大きさと伸長(伸張)した大きさとの間の、弛緩した大きさに戻ってもよい
。
的に伸張可能であってもよい。「弾性的に伸張可能」または「弾性的に伸長可能
」という用語は、同義語であることが意図されている。ここで用いるこのような
用語は、平面引伸ばし力が除去されると、物品または吸収性繊維構造がその伸長
または伸張されていない大きさ(または本来の大きさ)に戻る傾向があることを
意味する。しかし、伸張していない大きさに完全に戻る必要はない。伸張してい
ない大きさと伸長(伸張)した大きさとの間の、弛緩した大きさに戻ってもよい
。
【0149】 本明細書中に用いる場合、「湿潤強化剤」は、濡れた状態で繊維間の結合を固
定するために用いられる材料である。典型的には、紙またはティシュ製品で繊維
が互いに保持される手段は水素結合、および時に水素結合と共有結合および/ま
たはイオン結合との組み合わせである。本発明では、繊維−繊維間の結合点を固
定し、濡れた状態で分断しにくくする方法で繊維を結合させる材料を提供するこ
とが望ましい。この場合、濡れた状態は通常、製品が大部分水または他の水溶液
で飽和されている時を意味することになるが、例えば、尿、血液、粘液、月経、
下痢便、リンパ液および他の体外滲出物等の体液での顕著な飽和を意味すること
もある。
定するために用いられる材料である。典型的には、紙またはティシュ製品で繊維
が互いに保持される手段は水素結合、および時に水素結合と共有結合および/ま
たはイオン結合との組み合わせである。本発明では、繊維−繊維間の結合点を固
定し、濡れた状態で分断しにくくする方法で繊維を結合させる材料を提供するこ
とが望ましい。この場合、濡れた状態は通常、製品が大部分水または他の水溶液
で飽和されている時を意味することになるが、例えば、尿、血液、粘液、月経、
下痢便、リンパ液および他の体外滲出物等の体液での顕著な飽和を意味すること
もある。
【0150】 本発明に適用可能な紙および厚紙に湿潤強度を与えるために、製糸業で一般に
用いられる多くの材料がある。このような材料は当業界では「湿潤強化剤」とし
て知られており、種々の販売元から販売されている。紙ウェブまたはシートに加
えると、シートに0.1を超える湿潤幾何学的引張り強度:乾燥幾何学的引張り
強度比を与えることになる材料は、本発明の目的では、湿潤強化剤と呼ばれてい
る。典型的には、このような材料は永久湿潤強化剤と呼ばれるか、「一時的」湿
潤強化剤と呼ばれるかのいずれかである。永久湿潤強化剤を一時的湿潤強化剤か
ら区別するために、永久は、紙またはティシュ製品に組み込まれると、少なくと
も5分間水に暴露した後、本来の湿潤強度の50%より大きい強度を保持する製
品を提供する樹脂で定義できる。一時的湿潤強化剤は、5分間水で飽和された後
、本来の湿潤強度の50%より小さい強度を示すものである。いずれの部類の材
料も本発明で応用されている。パルプ繊維に加えられる湿潤強化剤の量は、繊維
の乾燥重量に基づいて少なくとも約0.1乾燥重量%、詳細には約0.2乾燥重
量%またはそれ以上、およびさらに詳細には約0.1−約3乾燥重量%でよい。
用いられる多くの材料がある。このような材料は当業界では「湿潤強化剤」とし
て知られており、種々の販売元から販売されている。紙ウェブまたはシートに加
えると、シートに0.1を超える湿潤幾何学的引張り強度:乾燥幾何学的引張り
強度比を与えることになる材料は、本発明の目的では、湿潤強化剤と呼ばれてい
る。典型的には、このような材料は永久湿潤強化剤と呼ばれるか、「一時的」湿
潤強化剤と呼ばれるかのいずれかである。永久湿潤強化剤を一時的湿潤強化剤か
ら区別するために、永久は、紙またはティシュ製品に組み込まれると、少なくと
も5分間水に暴露した後、本来の湿潤強度の50%より大きい強度を保持する製
品を提供する樹脂で定義できる。一時的湿潤強化剤は、5分間水で飽和された後
、本来の湿潤強度の50%より小さい強度を示すものである。いずれの部類の材
料も本発明で応用されている。パルプ繊維に加えられる湿潤強化剤の量は、繊維
の乾燥重量に基づいて少なくとも約0.1乾燥重量%、詳細には約0.2乾燥重
量%またはそれ以上、およびさらに詳細には約0.1−約3乾燥重量%でよい。
【0151】 永久湿潤強化材は、多少とも長期間の湿潤弾性を構造に与えることになる。逆
に、一時的湿潤強化剤は低密度で弾性の高い構造を与えることになるが、水また
は体液への暴露に対して長期間の弾性を有する構造を与えることにはならない。
湿潤弾性が生じる機構は、繊維−繊維間結合点で水抵抗性結合生成という本質的
な特徴が得られている限りは、本発明の製品にほとんど影響しない。
に、一時的湿潤強化剤は低密度で弾性の高い構造を与えることになるが、水また
は体液への暴露に対して長期間の弾性を有する構造を与えることにはならない。
湿潤弾性が生じる機構は、繊維−繊維間結合点で水抵抗性結合生成という本質的
な特徴が得られている限りは、本発明の製品にほとんど影響しない。
【0152】 適切な永久湿潤強化剤は典型的には、水溶性、陽イオンオリゴマーまたはポリ
マー樹脂であり、それ自身に架橋できるか(ホモ架橋)、またはセルロースまた
は木材繊維の他の成分に架橋できるかのいずれかである。この目的に最も広く使
用されている材料は、ポリアミド−ポリアミド−エピクロロヒドリン(PAE)
型樹脂として知られているポリマーの部類である。このような材料はケイム(K
eim)に付与された特許(米国特許第3,700,623号および3,772
,076号)に説明されており、デラウエア州ウィルミントンのハーキュルス社
からKYMENE557Hとして販売されている。関連する材料がノースカロラ
イナ州シャーロットのヘンケルケミカル社およびジョージア州アトランタのジョ
ージア−パシフィックレジン社から販売されている。
マー樹脂であり、それ自身に架橋できるか(ホモ架橋)、またはセルロースまた
は木材繊維の他の成分に架橋できるかのいずれかである。この目的に最も広く使
用されている材料は、ポリアミド−ポリアミド−エピクロロヒドリン(PAE)
型樹脂として知られているポリマーの部類である。このような材料はケイム(K
eim)に付与された特許(米国特許第3,700,623号および3,772
,076号)に説明されており、デラウエア州ウィルミントンのハーキュルス社
からKYMENE557Hとして販売されている。関連する材料がノースカロラ
イナ州シャーロットのヘンケルケミカル社およびジョージア州アトランタのジョ
ージア−パシフィックレジン社から販売されている。
【0153】 また、ポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂は本発明の結合樹脂としても有利
である。モンサントにより開発され、SANTO RESの名称で販売されてい
る材料は、本発明で使用可能なベース活性化ポリアミド−エピクロロヒドリン樹
脂である。このような材料はペトロビッチ(Petrovich)(米国特許第
3,885,158号;米国特許第3,899,388号;米国特許第4,12
9,528号および米国特許第4,147,586号)およびバン イナム(v
an Eenam)(米国特許第4,222,921号)に付与された特許に説
明されている。また、ポリエチレンイミン樹脂は大衆商品として広く使用されて
はいないが、これも本発明の製品の結合点を固定化するのに適する。他の部類の
永久型湿潤強化剤の例は、メラミンまたは尿素にホルムアルデヒドを反応させて
得られるアミノプラスト樹脂である。
である。モンサントにより開発され、SANTO RESの名称で販売されてい
る材料は、本発明で使用可能なベース活性化ポリアミド−エピクロロヒドリン樹
脂である。このような材料はペトロビッチ(Petrovich)(米国特許第
3,885,158号;米国特許第3,899,388号;米国特許第4,12
9,528号および米国特許第4,147,586号)およびバン イナム(v
an Eenam)(米国特許第4,222,921号)に付与された特許に説
明されている。また、ポリエチレンイミン樹脂は大衆商品として広く使用されて
はいないが、これも本発明の製品の結合点を固定化するのに適する。他の部類の
永久型湿潤強化剤の例は、メラミンまたは尿素にホルムアルデヒドを反応させて
得られるアミノプラスト樹脂である。
【0154】 適切な一時的湿潤強化樹脂には、これに限定されないが、アメリカンシアナミ
ド社により開発され、PAREZ631NCという名称で販売されている樹脂(
現在、ニュージャージー州ウェストパターソンのサイテック社から入手可能)が
含まれる。この樹脂および類似の樹脂は、コスシア(Coscia)らに付与さ
れた米国特許第3,556,932号、およびウィリアムズらに付与された米国
特許第3,556,933号に説明されている。本発明に応用できる他の一時的
湿潤強化剤には、ナショナルスターチ社から入手可能であり、CO−BOND1
000として販売されている化工デンプンが含まれる。このようなデンプンおよ
び関連デンプンはソラレック(Solarek)らに付与された米国特許第4,
675,394号に開示されている。日本公開特許公報03−185197に開
示されているような誘導ジアルデヒドデンプンも、一時的湿潤強化剤になること
がある。また、ブジョルクイスト(Bjorkuist)に付与された米国特許
第4,981,557号;米国特許第5,008,344号および米国特許第5
,085,736号に説明されているような他の一時的湿潤強化剤も、本発明で
利用できる。リストアップされている湿潤強化樹脂の部類および型に関して、こ
のリストは単に例を挙げただけであり、他の型の湿潤強化樹脂を除外するもので
も、本発明の範囲を限定するものでもないことを理解されたい。
ド社により開発され、PAREZ631NCという名称で販売されている樹脂(
現在、ニュージャージー州ウェストパターソンのサイテック社から入手可能)が
含まれる。この樹脂および類似の樹脂は、コスシア(Coscia)らに付与さ
れた米国特許第3,556,932号、およびウィリアムズらに付与された米国
特許第3,556,933号に説明されている。本発明に応用できる他の一時的
湿潤強化剤には、ナショナルスターチ社から入手可能であり、CO−BOND1
000として販売されている化工デンプンが含まれる。このようなデンプンおよ
び関連デンプンはソラレック(Solarek)らに付与された米国特許第4,
675,394号に開示されている。日本公開特許公報03−185197に開
示されているような誘導ジアルデヒドデンプンも、一時的湿潤強化剤になること
がある。また、ブジョルクイスト(Bjorkuist)に付与された米国特許
第4,981,557号;米国特許第5,008,344号および米国特許第5
,085,736号に説明されているような他の一時的湿潤強化剤も、本発明で
利用できる。リストアップされている湿潤強化樹脂の部類および型に関して、こ
のリストは単に例を挙げただけであり、他の型の湿潤強化樹脂を除外するもので
も、本発明の範囲を限定するものでもないことを理解されたい。
【0155】 前述の湿潤強化剤は、本発明に関して使用するのに特に有利であるが、他の型
の結合剤も必要な湿潤弾性を与えるのに使用してよい。結合剤はベースシート製
造工程のウェットエンドで加えてもよいし、ベースシートが成形または乾燥され
た後に噴霧またはプリントその他により加えてもよい。
の結合剤も必要な湿潤弾性を与えるのに使用してよい。結合剤はベースシート製
造工程のウェットエンドで加えてもよいし、ベースシートが成形または乾燥され
た後に噴霧またはプリントその他により加えてもよい。
【0156】 (本発明を実施するための最良の形態) 図1は、空隙5を囲む、相互に連結される固体マトリックス3を有する連続セ
ルフォームの一般的な要素1を示す。空隙空間5は破裂した気泡面の一部であっ
て、マトリックス3の周囲のセグメントまたは支柱の間の開孔「窓」であっても
よい。図1に示すような多数の部分が3次元の形に配置され、固体のマトリック
スが相互に連結した3次元空隙の境界を規定してもよい。
ルフォームの一般的な要素1を示す。空隙空間5は破裂した気泡面の一部であっ
て、マトリックス3の周囲のセグメントまたは支柱の間の開孔「窓」であっても
よい。図1に示すような多数の部分が3次元の形に配置され、固体のマトリック
スが相互に連結した3次元空隙の境界を規定してもよい。
【0157】 複峰性孔を有する連続セルフォームに類似の構造を有する吸収性繊維構造の一
部を図2に示す。吸収性繊維構造の一部10は、不均一に配置された多数の繊維
12を含み、開孔窓14が繊維の支柱用配置物の間に規定される。任意の支柱要
素内の繊維の間の気孔空間16は、開孔窓14または、空間容積を囲む多数の相
互に連結した支柱によって規定された3次元セル(図示せず)の気孔サイズより
実質的に小さい。本発明の吸収性繊維構造は、図2に示すような複峰性孔を有し
てもよく、さらに均一な繊維の配置を有してもよい。
部を図2に示す。吸収性繊維構造の一部10は、不均一に配置された多数の繊維
12を含み、開孔窓14が繊維の支柱用配置物の間に規定される。任意の支柱要
素内の繊維の間の気孔空間16は、開孔窓14または、空間容積を囲む多数の相
互に連結した支柱によって規定された3次元セル(図示せず)の気孔サイズより
実質的に小さい。本発明の吸収性繊維構造は、図2に示すような複峰性孔を有し
てもよく、さらに均一な繊維の配置を有してもよい。
【0158】 図3は、本発明による吸収性繊維構造で、隣接する繊維20の近接図を描いた
ものである。繊維20は結合剤22が存在することにより、部分的に結合して固
定されており、結合剤22は乾燥または硬化する前にフォームに存在するポリマ
ー材料でもよい。フォームは大部分が崩壊して、窓および繊維間のセルには比較
的構造材料が残らず、繊維間の小さい空間に主として濃縮されてもよい。
ものである。繊維20は結合剤22が存在することにより、部分的に結合して固
定されており、結合剤22は乾燥または硬化する前にフォームに存在するポリマ
ー材料でもよい。フォームは大部分が崩壊して、窓および繊維間のセルには比較
的構造材料が残らず、繊維間の小さい空間に主として濃縮されてもよい。
【0159】 図4には、図2に基づく他の実施の形態を示し、繊維を構成する役割を果たす
フォームは崩壊していないが、繊維支柱の繊維32により規定されたセルの空隙
空間34の大部分を占める吸収性繊維構造30の構造成分として、部分的に非損
傷のままである。構造形成組成物のポリマー発泡性材料の中空球殻38が示され
ており、殻は開孔部39を有しているので実質的に連続セルであり、その中の空
隙空間は繊維支柱により規定された空隙空間と流体的に連通している。単一の気
泡がセルを占めることもでき、複数の泡がセルを満たすこともできる。図示され
た占有空間は繊維内の気孔空間36より大きいが、フォーム気泡も小さくてもよ
い。ポリマーフォーム材料38は親水性であることが好ましい。ポリマーフォー
ム材料38は繊維を適切な位置に保持して繊維に接着することで、結合材料とし
て働くことができるが、図3に示すように、隣接する繊維の間に付加的な結合材
料が存在してもよい。
フォームは崩壊していないが、繊維支柱の繊維32により規定されたセルの空隙
空間34の大部分を占める吸収性繊維構造30の構造成分として、部分的に非損
傷のままである。構造形成組成物のポリマー発泡性材料の中空球殻38が示され
ており、殻は開孔部39を有しているので実質的に連続セルであり、その中の空
隙空間は繊維支柱により規定された空隙空間と流体的に連通している。単一の気
泡がセルを占めることもでき、複数の泡がセルを満たすこともできる。図示され
た占有空間は繊維内の気孔空間36より大きいが、フォーム気泡も小さくてもよ
い。ポリマーフォーム材料38は親水性であることが好ましい。ポリマーフォー
ム材料38は繊維を適切な位置に保持して繊維に接着することで、結合材料とし
て働くことができるが、図3に示すように、隣接する繊維の間に付加的な結合材
料が存在してもよい。
【0160】 ポリマー発泡性結合材料または構造形成組成物により規定された気泡はいずれ
も、一般にフォームの乾燥または硬化の間に、親水性繊維の特徴的な繊維の長さ
より長くなったり短くなったりしてよい。つまり、残存フォーム気泡の特徴的な
大きさは、繊維の長さであるか、または実質的にそれより短いか長い。例えば、
気泡の平均直径がおおよそ繊維の平均の長さと同じか、それより長ければ、大き
な空隙容量をもたらすが、有効なウィッキングのための毛管圧力が比較的小さい
、大きな開孔セルが結果として得られる傾向にある。気泡が比較的小さければ、
得られる構造は複数の微小なセル、好ましくは連続セルであり、その内部の容量
域が隣接の繊維により規定されていることを特徴とすることができる。つまり、
結合材料から独立して繊維を単独で調査できれば、繊維が乾燥発泡性結合性材料
により規定される、連続セルまたは空隙の固有直径より実質的に大きい連続セル
または空隙を規定することが明らかになる。この場合、発泡性結合材料は、繊維
構造のみで可能な毛管圧力を超える毛管圧力の一因となる。1つの実施の形態に
おいて、フォームセル直径(発泡性結合材料のみに関して測定)の固有繊維径に
対する比は、約1またはそれ以下、詳細には約0.3またはそれ以下、さらに詳
細には約0.2またはそれ以下、より詳細には約0.1またはそれ以下、および
最も詳細には約0.01から約0.4である。発泡性結合材料が繊維により規定
されたセルよりセルを小さく形成する1つの実施の形態において、発泡性結合材
料により規定されたセルの絶対直径は約3mmまたはそれ以下;詳細には約1m
mまたはそれ以下、および最も詳細には約0.02mmから約0.2mmでよい
。
も、一般にフォームの乾燥または硬化の間に、親水性繊維の特徴的な繊維の長さ
より長くなったり短くなったりしてよい。つまり、残存フォーム気泡の特徴的な
大きさは、繊維の長さであるか、または実質的にそれより短いか長い。例えば、
気泡の平均直径がおおよそ繊維の平均の長さと同じか、それより長ければ、大き
な空隙容量をもたらすが、有効なウィッキングのための毛管圧力が比較的小さい
、大きな開孔セルが結果として得られる傾向にある。気泡が比較的小さければ、
得られる構造は複数の微小なセル、好ましくは連続セルであり、その内部の容量
域が隣接の繊維により規定されていることを特徴とすることができる。つまり、
結合材料から独立して繊維を単独で調査できれば、繊維が乾燥発泡性結合性材料
により規定される、連続セルまたは空隙の固有直径より実質的に大きい連続セル
または空隙を規定することが明らかになる。この場合、発泡性結合材料は、繊維
構造のみで可能な毛管圧力を超える毛管圧力の一因となる。1つの実施の形態に
おいて、フォームセル直径(発泡性結合材料のみに関して測定)の固有繊維径に
対する比は、約1またはそれ以下、詳細には約0.3またはそれ以下、さらに詳
細には約0.2またはそれ以下、より詳細には約0.1またはそれ以下、および
最も詳細には約0.01から約0.4である。発泡性結合材料が繊維により規定
されたセルよりセルを小さく形成する1つの実施の形態において、発泡性結合材
料により規定されたセルの絶対直径は約3mmまたはそれ以下;詳細には約1m
mまたはそれ以下、および最も詳細には約0.02mmから約0.2mmでよい
。
【0161】 好ましい実施の形態において、本発明の構造形成組成物および/または発泡性
結合材料は、乾燥状態または硬化状態では実質的に疎水性である。好ましくは、
熱可塑樹脂または溶融熱可塑樹脂ではなく、構造形成組成物または結合材料には
実質的に溶融熱可塑材料がなく、1つの実施の形態において、実質的に熱可塑材
料がない。1つの実施の形態において、結合材料または構造形成組成物は重量で
10%より少ない、好ましくは2%より少ない熱可塑材料を含む。乾燥すると結
合材料は、実質的に親水性(例えば、水との接触角が40度より小さく、好まし
くは30度より小さい)になることが好ましい。
結合材料は、乾燥状態または硬化状態では実質的に疎水性である。好ましくは、
熱可塑樹脂または溶融熱可塑樹脂ではなく、構造形成組成物または結合材料には
実質的に溶融熱可塑材料がなく、1つの実施の形態において、実質的に熱可塑材
料がない。1つの実施の形態において、結合材料または構造形成組成物は重量で
10%より少ない、好ましくは2%より少ない熱可塑材料を含む。乾燥すると結
合材料は、実質的に親水性(例えば、水との接触角が40度より小さく、好まし
くは30度より小さい)になることが好ましい。
【0162】 図5は、着用者の身体に隣接するように液体不透過バックシート44と液体透
過カバー46との間に配置される吸収性繊維構造42を含む、吸収性物品40の
断面を示す。吸収性繊維構造は、しぽ寄せさされているか、されていないティシ
ュ、および詳細には空気堆積ティシュまたは超吸収性材料(図示せず)に積層さ
れたティシュから成形された層を含む、綿毛パルプ(図示せず)または他の吸収
性材料の層に接合されてもよい。カバーは穿孔または開孔部48を有し、それは
スリットまたは伸張されると伸長性がある穿孔でもよい。物品のすべての成分は
伸張可能または伸長可能でよい。カバー46は、弾性結合を有するウェブまたは
弾性材料に積層されたウェブを含む不織ウェブ等の、液体透過性トップシートに
置き換えてもよい。不織ウェブは、トップシートと吸収性繊維構造42との間の
付加的要素と結合されてもよい。そのような吸収性物品には、サージ層、バック
シート44に隣接する付加的吸収コア、ウイング、タブ、フラップ、カフス、弾
性帯、臭気吸収材料、および吸収性物品および、特におむつまたは女性用パッド
またはパンティライナーの技術では公知の他の要素を含む、他の多くの要素(図
示せず)が組み込まれてもよい。吸収性物品を伸長可能または伸張可能にするた
めに、吸収性繊維構造は伸長可能または伸張可能であることが望ましい。吸収性
繊維構造は弾性結合を含み、その結合材料はラテックスまたは他の公知のエラス
トマーを含んでもよく、また、弾性糸またはフィルムに接合されてもよく、しぼ
寄せティシュなどの伸張可能な材料に積層されてもよい。
過カバー46との間に配置される吸収性繊維構造42を含む、吸収性物品40の
断面を示す。吸収性繊維構造は、しぽ寄せさされているか、されていないティシ
ュ、および詳細には空気堆積ティシュまたは超吸収性材料(図示せず)に積層さ
れたティシュから成形された層を含む、綿毛パルプ(図示せず)または他の吸収
性材料の層に接合されてもよい。カバーは穿孔または開孔部48を有し、それは
スリットまたは伸張されると伸長性がある穿孔でもよい。物品のすべての成分は
伸張可能または伸長可能でよい。カバー46は、弾性結合を有するウェブまたは
弾性材料に積層されたウェブを含む不織ウェブ等の、液体透過性トップシートに
置き換えてもよい。不織ウェブは、トップシートと吸収性繊維構造42との間の
付加的要素と結合されてもよい。そのような吸収性物品には、サージ層、バック
シート44に隣接する付加的吸収コア、ウイング、タブ、フラップ、カフス、弾
性帯、臭気吸収材料、および吸収性物品および、特におむつまたは女性用パッド
またはパンティライナーの技術では公知の他の要素を含む、他の多くの要素(図
示せず)が組み込まれてもよい。吸収性物品を伸長可能または伸張可能にするた
めに、吸収性繊維構造は伸長可能または伸張可能であることが望ましい。吸収性
繊維構造は弾性結合を含み、その結合材料はラテックスまたは他の公知のエラス
トマーを含んでもよく、また、弾性糸またはフィルムに接合されてもよく、しぼ
寄せティシュなどの伸張可能な材料に積層されてもよい。
【0163】 図6−図12は本発明の実施の形態の写真および顕微鏡写真であり、以下の実
施例で説明する。 本発明の吸収性繊維構造の主成分を前述したが、構造はそれに限定されるもの
ではなく、吸収性フォームの望ましい特徴に不都合な影響を及ぼさない他の成分
も含むことができる。付加的な成分として使用してもよい典型的な材料は、これ
に限定されないが、顔料、酸化防止剤、安定剤、可塑剤、核剤、界面活性剤、ワ
ックス、流動促進剤、固体溶媒、粒子、および吸収性フォームの加工性を高める
ために添加される材料を含む。このような付加成分が吸収性フォームに含まれる
場合には、約15重量%より少ないことが有利であり、約5重量%より少ないこ
とがさらに有利であり、約1重量%より少ないことが適切である量で使用される
ことが一般に望ましく、すべての重量%はポリマー、何らかの架橋剤、および吸
収性繊維構造に存在する他の随意的な成分の量の総重量に基づく。
施例で説明する。 本発明の吸収性繊維構造の主成分を前述したが、構造はそれに限定されるもの
ではなく、吸収性フォームの望ましい特徴に不都合な影響を及ぼさない他の成分
も含むことができる。付加的な成分として使用してもよい典型的な材料は、これ
に限定されないが、顔料、酸化防止剤、安定剤、可塑剤、核剤、界面活性剤、ワ
ックス、流動促進剤、固体溶媒、粒子、および吸収性フォームの加工性を高める
ために添加される材料を含む。このような付加成分が吸収性フォームに含まれる
場合には、約15重量%より少ないことが有利であり、約5重量%より少ないこ
とがさらに有利であり、約1重量%より少ないことが適切である量で使用される
ことが一般に望ましく、すべての重量%はポリマー、何らかの架橋剤、および吸
収性繊維構造に存在する他の随意的な成分の量の総重量に基づく。
【0164】実施例 実施例1 乾燥粉砕製紙ファイバー(綿毛)に普通の卵白をタンパク質の発泡材料として
加え、かさ高いフォーム安定化繊維構造を調製する。第1の変形例において、泡
立てた精製卵白を調製し、綿毛をゆっくりと加える。第2の変形例において、卵
白に少量の市販の液体食器洗い洗剤を混合し、混合物の発泡性を増大させ、次に
繊維を加える。
加え、かさ高いフォーム安定化繊維構造を調製する。第1の変形例において、泡
立てた精製卵白を調製し、綿毛をゆっくりと加える。第2の変形例において、卵
白に少量の市販の液体食器洗い洗剤を混合し、混合物の発泡性を増大させ、次に
繊維を加える。
【0165】 第1の変形例において、ウィスコンシン産(A級Lサイズ)の冷蔵した3個の
卵の白身を直径5インチの小さな円筒形の容器に入れ、サンビーム製の電気泡立
て器の高速で約4時間泡立てる。泡立て工程の途中で卵白フロスの約半分を取り
除き、繊維を加えるために容器の中身を適切な量に維持する。泡立て器で高速に
混合物を泡立てながら、乾燥粉砕漂白クラフトユーカリ繊維の小塊を容器の中に
加え、クラフト繊維をフォーム中に効果的に分散させる。はかりは用いないが、
推定4グラムの繊維を卵白フォームに3分間かけて泡立て続けながら混合する。
混合物は繊維を加えると硬くなり、次第に容器にあると言うよりは泡立て器要素
にくっつくようになる。次に、フォーム繊維混合物を容器から取り除き、空気乾
燥するために金属プレートのスクープに入れるが、スクープは底面半径が約1−
2インチ、高さが約0.5−2インチで、上面の半径が約0.7−1.5インチ
であり、おおよそ円錐台に似た形である。1スクープをマイクロ波オーブンで乾
燥すると、混合物が乾燥されるにつれて高さが約50%またはそれ以上減少した
。残りのスクープは室温で一晩乾燥し、同様に乾燥中にかなり崩壊した。マイク
ロ波オーブンに約1−2分入れて残りの水分を追い出し、最終的な乾燥を行った
。1スクープは最終的な体積が推定1.5ccであり、室温乾燥質量が0.77
gであったため、かさ高さは約19.5cc/gであった。構造は主として繊維
であるように見え、明らかに連続セル構造であるため、空気は口で軽く吹き込む
圧力で容易に乾燥スクープを通過することになる。乾燥材料は比較的硬く感じら
れ、非結合綿毛パルプパッドより明らかに硬かった。濡れると、かさ高い材料の
乾燥スクープはその形状を維持し、明らかな親水性を示した。
卵の白身を直径5インチの小さな円筒形の容器に入れ、サンビーム製の電気泡立
て器の高速で約4時間泡立てる。泡立て工程の途中で卵白フロスの約半分を取り
除き、繊維を加えるために容器の中身を適切な量に維持する。泡立て器で高速に
混合物を泡立てながら、乾燥粉砕漂白クラフトユーカリ繊維の小塊を容器の中に
加え、クラフト繊維をフォーム中に効果的に分散させる。はかりは用いないが、
推定4グラムの繊維を卵白フォームに3分間かけて泡立て続けながら混合する。
混合物は繊維を加えると硬くなり、次第に容器にあると言うよりは泡立て器要素
にくっつくようになる。次に、フォーム繊維混合物を容器から取り除き、空気乾
燥するために金属プレートのスクープに入れるが、スクープは底面半径が約1−
2インチ、高さが約0.5−2インチで、上面の半径が約0.7−1.5インチ
であり、おおよそ円錐台に似た形である。1スクープをマイクロ波オーブンで乾
燥すると、混合物が乾燥されるにつれて高さが約50%またはそれ以上減少した
。残りのスクープは室温で一晩乾燥し、同様に乾燥中にかなり崩壊した。マイク
ロ波オーブンに約1−2分入れて残りの水分を追い出し、最終的な乾燥を行った
。1スクープは最終的な体積が推定1.5ccであり、室温乾燥質量が0.77
gであったため、かさ高さは約19.5cc/gであった。構造は主として繊維
であるように見え、明らかに連続セル構造であるため、空気は口で軽く吹き込む
圧力で容易に乾燥スクープを通過することになる。乾燥材料は比較的硬く感じら
れ、非結合綿毛パルプパッドより明らかに硬かった。濡れると、かさ高い材料の
乾燥スクープはその形状を維持し、明らかな親水性を示した。
【0166】 金属プレートの上に広げられたユーカリ−卵白混合物のスクープは、高さ約0
.5インチで、乾燥状態で大きく崩壊した。より高いスクープは高さが1インチ
より高く、乾燥してもつぶれかたが少なかった。理論にとらわれるつもりはない
が、スクープが厚ければ垂直方向の繊維が多くなり、一方、フォームを薄いパッ
ドに広げる動作により、繊維がいくらか多く垂直方向から向きを変え、乾燥中に
z方向の構造安定性が劣ることになると考えられる。
.5インチで、乾燥状態で大きく崩壊した。より高いスクープは高さが1インチ
より高く、乾燥してもつぶれかたが少なかった。理論にとらわれるつもりはない
が、スクープが厚ければ垂直方向の繊維が多くなり、一方、フォームを薄いパッ
ドに広げる動作により、繊維がいくらか多く垂直方向から向きを変え、乾燥中に
z方向の構造安定性が劣ることになると考えられる。
【0167】 第2の変形例では、別のバッチの3個の新鮮な冷やした卵白に、オレンジ色の
液体である、抗菌剤(コルゲート−パルモリブ)配合のAJAX(登録商標)液
体食器洗い洗剤を少量加えて泡立て、かすかにオレンジ色がかった、大きな空隙
空間を有するフォームを生成した。再び、泡立てている間に卵白混合物の約半分
を取り除き、繊維を加えるのに適切な容量を残した。洗剤および約1.5個分の
卵白を泡立てた混合物に、おおよそ同じ割合の乾燥粉砕漂白クラフトユーカリと
漂白クラフト南部軟材(アラバマ州、クーサパイン製のCR54)とを添加し、
添加は、卵泡立て器が混合物を継続して泡立てている間に、少量の綿毛をフォー
ムに落とすことにより行った。約5gの繊維を添加し、タンパク質フォームの中
に分散させた。上記同様、硬い、かさ高いフォームが硬い表面のスクープに堆積
した。いくつかは一晩乾燥し、1つは約2時間空気乾燥した後、マイクロ波オー
ブンで乾燥し、また、同様に2時間空気乾燥した後、もう1つのスクープを従来
のキッチンオーブンの200°Fで約15分乾燥し、続いてマイクロ波オーブン
で完全に乾燥した。
液体である、抗菌剤(コルゲート−パルモリブ)配合のAJAX(登録商標)液
体食器洗い洗剤を少量加えて泡立て、かすかにオレンジ色がかった、大きな空隙
空間を有するフォームを生成した。再び、泡立てている間に卵白混合物の約半分
を取り除き、繊維を加えるのに適切な容量を残した。洗剤および約1.5個分の
卵白を泡立てた混合物に、おおよそ同じ割合の乾燥粉砕漂白クラフトユーカリと
漂白クラフト南部軟材(アラバマ州、クーサパイン製のCR54)とを添加し、
添加は、卵泡立て器が混合物を継続して泡立てている間に、少量の綿毛をフォー
ムに落とすことにより行った。約5gの繊維を添加し、タンパク質フォームの中
に分散させた。上記同様、硬い、かさ高いフォームが硬い表面のスクープに堆積
した。いくつかは一晩乾燥し、1つは約2時間空気乾燥した後、マイクロ波オー
ブンで乾燥し、また、同様に2時間空気乾燥した後、もう1つのスクープを従来
のキッチンオーブンの200°Fで約15分乾燥し、続いてマイクロ波オーブン
で完全に乾燥した。
【0168】 このように調製した硬材/軟材スクープは、硬材のみを用いて洗剤を用いなか
った先の変形例よりかさ高く、安定であった。構造の乾燥中、高さの減少は約5
0%より小さく、約20%の高さの減少が典型的であると考えられる。第2の変
形例から得られるスクープを分析すると、かさ高さは約30cc/g(乾燥試料
は厚さ1.5cm、幅3cm、および長さが約5cmであり、総体積はおおよそ
22ccで室温乾燥質量は約0.78gであった)であった。構造は容易に水を
吸収し、飽和しても形状を維持したが、圧縮すると永久的に空隙容積が減少する
ことがあった。
った先の変形例よりかさ高く、安定であった。構造の乾燥中、高さの減少は約5
0%より小さく、約20%の高さの減少が典型的であると考えられる。第2の変
形例から得られるスクープを分析すると、かさ高さは約30cc/g(乾燥試料
は厚さ1.5cm、幅3cm、および長さが約5cmであり、総体積はおおよそ
22ccで室温乾燥質量は約0.78gであった)であった。構造は容易に水を
吸収し、飽和しても形状を維持したが、圧縮すると永久的に空隙容積が減少する
ことがあった。
【0169】実施例2 実施例1の第2の変形例に従って、卵白、食器洗い洗剤、および綿毛繊維を調
製した。行程Aでは、新鮮な室温の卵白16gに、抗菌剤(コルゲート−パルモ
リブ)配合のAJAX液体食器洗い洗剤0.46gを混合した。卵白は、上部の
直径が約8インチであるプラスチックボールに入れ、実施例1のように電気泡立
て器で約1時間泡立てた。ユーカリ繊維をゆっくりと、添加量が3グラムになる
まで加えたが、繊維を2グラム加えるとつぶれはじめた。さらに洗剤を1.2g
加え、続いて水を10グラム加えて泡立てたが、かさ高いフォームは望むほど回
復しなかった。理論に拘束されるつもりはないが、卵白フォームが繊維を加える
前に適切な硬さではなかったと仮定される。
製した。行程Aでは、新鮮な室温の卵白16gに、抗菌剤(コルゲート−パルモ
リブ)配合のAJAX液体食器洗い洗剤0.46gを混合した。卵白は、上部の
直径が約8インチであるプラスチックボールに入れ、実施例1のように電気泡立
て器で約1時間泡立てた。ユーカリ繊維をゆっくりと、添加量が3グラムになる
まで加えたが、繊維を2グラム加えるとつぶれはじめた。さらに洗剤を1.2g
加え、続いて水を10グラム加えて泡立てたが、かさ高いフォームは望むほど回
復しなかった。理論に拘束されるつもりはないが、卵白フォームが繊維を加える
前に適切な硬さではなかったと仮定される。
【0170】 行程Bでは、質量31gの卵白に液体洗剤1.75gを加え、次に、硬くなる
まで数分間泡立てた。この時点で、継続して泡立てながら添加量が2グラムにな
るまで繊維化したユーカリをゆっくりと加えた。次に、繊維化した南部軟材(ク
ーサパインCR1654,綿毛型)2gを継続して泡立てながらゆっくりと加え
る。得られるものは安定でかさ高いフォームである。容量が約184mlの6角
形のプラスチックはかりトレイに湿潤フォーム14.16gを満たし、トレイの
上端と平坦になるようにレベルを合わせた。1スクープの湿潤フォーム8.8g
を第2のプレートに配置し、湿潤フォーム4.7gを第3のプレートに配置した
。3つの部分の空気乾燥質量はそれぞれ3.49g、2.10g、および1.0
6gであり、約5%の水分が依然として繊維に保持されている。濡れているとき
に6角形のトレイに満たした最も多い部分は、一晩空気乾燥した後も依然として
実質的にトレイを満たしており、推定では高さに10−15%の収縮が起こった
。推定容積が約10ccである6角形のフォーム繊維部分の底面にあるいくつか
の大きな空隙は除いて、繊維構造の肉眼的推定容積は約155ccであり、肉眼
的非圧縮かさ高さは、約46.7cc/g(乾燥質量ベース)になる。ミツトヨ
製厚さ計に装着された直径3インチのプラスチックプラテンにより0.05ps
iの荷重をかけると、試料の厚さの測定値は0.754インチで、プラテンの下
の室温乾燥試料の乾燥質量は約2.7gであるため、乾燥かさ高さは約32cc
/gであった。次に、試料に噴霧ビンの脱イオン水で霧吹きし、湿潤試料の質量
が乾燥試料質量の280%である、9.4(3インチのプラテンの境界の下の質
量7.5gに相当する)になるまで試料を均一に濡らす。高度に濡れた試料のか
さ高さは、0.05psiの荷重のプラテンの下に20秒置いた後に測定した厚
さに基づくと、16.5cc/gであった。
まで数分間泡立てた。この時点で、継続して泡立てながら添加量が2グラムにな
るまで繊維化したユーカリをゆっくりと加えた。次に、繊維化した南部軟材(ク
ーサパインCR1654,綿毛型)2gを継続して泡立てながらゆっくりと加え
る。得られるものは安定でかさ高いフォームである。容量が約184mlの6角
形のプラスチックはかりトレイに湿潤フォーム14.16gを満たし、トレイの
上端と平坦になるようにレベルを合わせた。1スクープの湿潤フォーム8.8g
を第2のプレートに配置し、湿潤フォーム4.7gを第3のプレートに配置した
。3つの部分の空気乾燥質量はそれぞれ3.49g、2.10g、および1.0
6gであり、約5%の水分が依然として繊維に保持されている。濡れているとき
に6角形のトレイに満たした最も多い部分は、一晩空気乾燥した後も依然として
実質的にトレイを満たしており、推定では高さに10−15%の収縮が起こった
。推定容積が約10ccである6角形のフォーム繊維部分の底面にあるいくつか
の大きな空隙は除いて、繊維構造の肉眼的推定容積は約155ccであり、肉眼
的非圧縮かさ高さは、約46.7cc/g(乾燥質量ベース)になる。ミツトヨ
製厚さ計に装着された直径3インチのプラスチックプラテンにより0.05ps
iの荷重をかけると、試料の厚さの測定値は0.754インチで、プラテンの下
の室温乾燥試料の乾燥質量は約2.7gであるため、乾燥かさ高さは約32cc
/gであった。次に、試料に噴霧ビンの脱イオン水で霧吹きし、湿潤試料の質量
が乾燥試料質量の280%である、9.4(3インチのプラテンの境界の下の質
量7.5gに相当する)になるまで試料を均一に濡らす。高度に濡れた試料のか
さ高さは、0.05psiの荷重のプラテンの下に20秒置いた後に測定した厚
さに基づくと、16.5cc/gであった。
【0171】 行程Cでは、質量30.4gの室温の卵白を液体洗剤2gと約3分間泡立て、
硬い、安定なフォームを得た。中速で連続して泡立てながら、全部で5gの粉砕
トウヒBCTMPパルプをフォームにゆっくりと加えた。かさ高い安定なフォー
ムを3つのプラスチックトレイに分配した。湿潤フォームの3つの部分は質量が
それぞれ、11.29g、7.89gおよび6.68gである。1つのトレイは
マイクロ波で約20秒間、部分的に乾燥し、その後、3つのトレイは一晩空気乾
燥した。空気乾燥した質量はそれぞれ、3.14g、2.16gおよび1.82
gであった。乾燥したBCTMPフォーム部分をトレイから取り除き、大きさが
1.5cm×2.3cm×3.2cmで総体積が約11.0ccである、実質的
な矩形に切り取った。乾燥質量は0.24gであり、非圧縮かさ高さは約46c
c/gであった。その後に、BCTMP吸収性繊維構造の一部を切り取り、室温
乾燥質量が0.8gであり、横断面が1.3インチ×2インチで、162gの荷
重の3インチプラテンにより測定した厚さが0.65インチである矩形にした。
荷重は直径3インチの試料に対しては0.05psiに相当するが、この場合、
作用した圧力は約0.136psiであった。対応する室温乾燥かさ高さは約3
2.6cc/g(室温乾燥質量の約5%は水分とみなす)であった。試料は質量
が2.0gになるまで、約40秒間にわたって脱イオン水の噴霧ビンから噴霧し
て濡らした。次に、試料を3インチのプラテンの下に位置決めし、圧力0.13
6psiで15秒置くと厚さは0.335インチと記録され、かさ高さは約18
.7cc/gであることを示した。荷重が0.005psiであれば、かさ高さ
はさらに大きかったと思われる。さらに、キメン(Kymene)(ハーキュル
スケミカル社、デラウェア州ウィルミントン)のような強化剤または架橋剤を添
加していれば、かさ高さがさらに大きくなり、確実に20cc/gを超えること
が予想された。
硬い、安定なフォームを得た。中速で連続して泡立てながら、全部で5gの粉砕
トウヒBCTMPパルプをフォームにゆっくりと加えた。かさ高い安定なフォー
ムを3つのプラスチックトレイに分配した。湿潤フォームの3つの部分は質量が
それぞれ、11.29g、7.89gおよび6.68gである。1つのトレイは
マイクロ波で約20秒間、部分的に乾燥し、その後、3つのトレイは一晩空気乾
燥した。空気乾燥した質量はそれぞれ、3.14g、2.16gおよび1.82
gであった。乾燥したBCTMPフォーム部分をトレイから取り除き、大きさが
1.5cm×2.3cm×3.2cmで総体積が約11.0ccである、実質的
な矩形に切り取った。乾燥質量は0.24gであり、非圧縮かさ高さは約46c
c/gであった。その後に、BCTMP吸収性繊維構造の一部を切り取り、室温
乾燥質量が0.8gであり、横断面が1.3インチ×2インチで、162gの荷
重の3インチプラテンにより測定した厚さが0.65インチである矩形にした。
荷重は直径3インチの試料に対しては0.05psiに相当するが、この場合、
作用した圧力は約0.136psiであった。対応する室温乾燥かさ高さは約3
2.6cc/g(室温乾燥質量の約5%は水分とみなす)であった。試料は質量
が2.0gになるまで、約40秒間にわたって脱イオン水の噴霧ビンから噴霧し
て濡らした。次に、試料を3インチのプラテンの下に位置決めし、圧力0.13
6psiで15秒置くと厚さは0.335インチと記録され、かさ高さは約18
.7cc/gであることを示した。荷重が0.005psiであれば、かさ高さ
はさらに大きかったと思われる。さらに、キメン(Kymene)(ハーキュル
スケミカル社、デラウェア州ウィルミントン)のような強化剤または架橋剤を添
加していれば、かさ高さがさらに大きくなり、確実に20cc/gを超えること
が予想された。
【0172】 図6−図8は、行程CのBCTMP吸収性繊維構造の一部の写真を示す。図6
は、厚さ(写真では試料の上面から底面までの距離)が約1.3cmである試料
の横断面である。大小さまざまな空隙空間またはセルが明らかである。 図7は、行程Cの試料の他の部分の外表面を示す。ここではセルの固有の大き
さは、典型的な繊維の長さより幾分小さいが、種々の大きいセルおよび隣接する
繊維の間に小さい空隙空間があり、孔の大きさの分布は複峰性であるように見え
る。
は、厚さ(写真では試料の上面から底面までの距離)が約1.3cmである試料
の横断面である。大小さまざまな空隙空間またはセルが明らかである。 図7は、行程Cの試料の他の部分の外表面を示す。ここではセルの固有の大き
さは、典型的な繊維の長さより幾分小さいが、種々の大きいセルおよび隣接する
繊維の間に小さい空隙空間があり、孔の大きさの分布は複峰性であるように見え
る。
【0173】 図8は、上述の行程Cの別のBCTMP吸収性繊維構造の横断面を示しており
、明らかにフォームの流れにより、実質的に特定の方向に配向しているが、実質
的に不均一に配分されている繊維を示す。 卵白で作られた試料の大部分では、繊維はフォームの作用により空間に配置さ
れるだけでなく、泡立て要素の作用で生じたフォームの流れにより配向すること
は明らかであった。繊維は実質的に、吸収性繊維構造の大部分で整列しているよ
うに見え、整列の角度は部位により異なり、泡立てをやめたときのフォームの流
れた過程を示した。
、明らかにフォームの流れにより、実質的に特定の方向に配向しているが、実質
的に不均一に配分されている繊維を示す。 卵白で作られた試料の大部分では、繊維はフォームの作用により空間に配置さ
れるだけでなく、泡立て要素の作用で生じたフォームの流れにより配向すること
は明らかであった。繊維は実質的に、吸収性繊維構造の大部分で整列しているよ
うに見え、整列の角度は部位により異なり、泡立てをやめたときのフォームの流
れた過程を示した。
【0174】 卵白の固体内容物を調べるために、質量29.9gである卵白1個分を105
℃で約1.5時間乾燥し、乾燥中に小部分に分割して表面積を増加させ、その後
、蓋付き容器に入れ、卵白が大部分変色して白色ではなくなり、次第にパリパリ
に硬くなるまでマイクロ波でさらに乾燥した。乾燥質量は4.3gであった。従
って、約5gの繊維を卵白1個分に加えた場合、得られる構造は質量で50%を
わずかに超える繊維を有することになる。約4gの繊維を卵白1個分に加えると
、重量で約50%が繊維である構造が得られることになり、2または3グラムの
繊維を1個分の卵白に加えるとそれぞれ、約30%を超える繊維および約40%
を超える繊維が得られることになる。
℃で約1.5時間乾燥し、乾燥中に小部分に分割して表面積を増加させ、その後
、蓋付き容器に入れ、卵白が大部分変色して白色ではなくなり、次第にパリパリ
に硬くなるまでマイクロ波でさらに乾燥した。乾燥質量は4.3gであった。従
って、約5gの繊維を卵白1個分に加えた場合、得られる構造は質量で50%を
わずかに超える繊維を有することになる。約4gの繊維を卵白1個分に加えると
、重量で約50%が繊維である構造が得られることになり、2または3グラムの
繊維を1個分の卵白に加えるとそれぞれ、約30%を超える繊維および約40%
を超える繊維が得られることになる。
【0175】実施例3 陰イオンポリマーであるカルボキシメチルセルロース(CMC)は、平均分子
量が1,000,000より大きく、カルボキシメチル基がセルロース系材料の
無水グルコースユニットに置換する割合が約0.7であり、ハーキュルス社の系
列会社であるデラウェア州ウィルミントンのアクアロン社から、CMC−THカ
ルボキシメチルセルロースという名称で入手した。乾燥繊維化ユーカリ繊維20
gをブラジルのシニブラ(Cinibra)社から購入した。カナダ標準形ろ水
度が625mlであった。前記CMCの1.25gを23℃の蒸留水1000グ
ラムにキッチンエイド製のホバートミキサで2時間溶解した。繊維を蒸留水と混
合し、次に、CMC溶液に加えてさらに1時間撹拌した。繊維濃度は約2%であ
った。次に、スラリーを、大きさが10インチ(幅)×20インチ(長さ)×1
インチ(深さ)であるステンレス鋼の鍋に移した。次にこの鍋を、VirTis
Genesis model25EL凍結乾燥機という名称でニューヨーク州
、ガーディナーのバーチス社から入手可能な凍結乾燥機に入れた。鍋のスラリー
は、スラリーの中の水を凍結するために、冷却速度0.04℃/分で約−25℃
まで冷却した。鍋の中のスラリーは約1時間約−25℃に維持し、水が確実に実
質的に完全に凍結するようにした。凍結したスラリーは凍結乾燥機の中に入れた
ままにしておき、次に、少なくとも約15時間、約−60℃から約−70℃にセ
ットした凝縮器を有する真空ポンプが提供する、約105millitorrs
の真空にした。得られた構造を次に、ポリマーの架橋を助けるために130℃で
2時間処理した。得られた繊維構造は密度が0.02グラム/ccであり、良質
のプラスチックフォームに似た手触りおよび硬さであった。この方法でCMC溶
液から製造されたCMC超吸収性フォームは、米国特許出願番号08/977,
918「吸収性フォーム」に開示されているように、荷重下吸水度(AUL)が
16.2グラム/グラムになる。
量が1,000,000より大きく、カルボキシメチル基がセルロース系材料の
無水グルコースユニットに置換する割合が約0.7であり、ハーキュルス社の系
列会社であるデラウェア州ウィルミントンのアクアロン社から、CMC−THカ
ルボキシメチルセルロースという名称で入手した。乾燥繊維化ユーカリ繊維20
gをブラジルのシニブラ(Cinibra)社から購入した。カナダ標準形ろ水
度が625mlであった。前記CMCの1.25gを23℃の蒸留水1000グ
ラムにキッチンエイド製のホバートミキサで2時間溶解した。繊維を蒸留水と混
合し、次に、CMC溶液に加えてさらに1時間撹拌した。繊維濃度は約2%であ
った。次に、スラリーを、大きさが10インチ(幅)×20インチ(長さ)×1
インチ(深さ)であるステンレス鋼の鍋に移した。次にこの鍋を、VirTis
Genesis model25EL凍結乾燥機という名称でニューヨーク州
、ガーディナーのバーチス社から入手可能な凍結乾燥機に入れた。鍋のスラリー
は、スラリーの中の水を凍結するために、冷却速度0.04℃/分で約−25℃
まで冷却した。鍋の中のスラリーは約1時間約−25℃に維持し、水が確実に実
質的に完全に凍結するようにした。凍結したスラリーは凍結乾燥機の中に入れた
ままにしておき、次に、少なくとも約15時間、約−60℃から約−70℃にセ
ットした凝縮器を有する真空ポンプが提供する、約105millitorrs
の真空にした。得られた構造を次に、ポリマーの架橋を助けるために130℃で
2時間処理した。得られた繊維構造は密度が0.02グラム/ccであり、良質
のプラスチックフォームに似た手触りおよび硬さであった。この方法でCMC溶
液から製造されたCMC超吸収性フォームは、米国特許出願番号08/977,
918「吸収性フォーム」に開示されているように、荷重下吸水度(AUL)が
16.2グラム/グラムになる。
【0176】 CMC−ユーカリ吸収性繊維構造は良好な吸水性を示した。自由膨潤能は21
.9であり、AULは13.2であった。結合をさらに安定化するために、材料
の一切片を180℃で10分間加熱し、CMCの架橋をさらに促進した。この試
料は自由膨潤能25.3およびAUL17.4になり、濡れ特性は熱処理により
明らかに改善したことを示している。別の切片には、1.1%の固体を有するキ
メン557−LX溶液を噴霧した。乾燥質量が1.1グラムである切片の両面に
総量約10.5gのキメン溶液を噴霧し、一方、室温乾燥質量が6.1gである
別の切片にキメン溶液30グラムを噴霧した。濡れた試料は、濡れるときには崩
壊したり膨潤するように見えなかったが、わずかな機械的圧力により処理中にい
くらか崩壊した。噴霧した試料はいずれも、105℃の従来型のオーブンで25
分間乾燥してキメンを硬化し、さらに構造を安定化した。最も多く溶液を与えら
れた小さい方の試料は、乾燥中に著しく崩壊したため試験を行わなかった。残り
の試料には大きく崩壊した領域がいくつかあり、それは明らかに噴霧量が多かっ
たためである。噴霧量が推定で平均の約2/3である端に近い部分を試験した。
自由膨潤能が22.2であり、AULが13.2であった。AUL試験のために
切り取った円板の乾燥質量は約0.08−0.1g/円板であった。どの場合も
、自由膨潤能およびAUL両方について3つの円板が試験され、前述の結果は3
回の測定の平均値である。自由膨潤能およびAULの標準偏差は0.5−1.5
の範囲であった。
.9であり、AULは13.2であった。結合をさらに安定化するために、材料
の一切片を180℃で10分間加熱し、CMCの架橋をさらに促進した。この試
料は自由膨潤能25.3およびAUL17.4になり、濡れ特性は熱処理により
明らかに改善したことを示している。別の切片には、1.1%の固体を有するキ
メン557−LX溶液を噴霧した。乾燥質量が1.1グラムである切片の両面に
総量約10.5gのキメン溶液を噴霧し、一方、室温乾燥質量が6.1gである
別の切片にキメン溶液30グラムを噴霧した。濡れた試料は、濡れるときには崩
壊したり膨潤するように見えなかったが、わずかな機械的圧力により処理中にい
くらか崩壊した。噴霧した試料はいずれも、105℃の従来型のオーブンで25
分間乾燥してキメンを硬化し、さらに構造を安定化した。最も多く溶液を与えら
れた小さい方の試料は、乾燥中に著しく崩壊したため試験を行わなかった。残り
の試料には大きく崩壊した領域がいくつかあり、それは明らかに噴霧量が多かっ
たためである。噴霧量が推定で平均の約2/3である端に近い部分を試験した。
自由膨潤能が22.2であり、AULが13.2であった。AUL試験のために
切り取った円板の乾燥質量は約0.08−0.1g/円板であった。どの場合も
、自由膨潤能およびAUL両方について3つの円板が試験され、前述の結果は3
回の測定の平均値である。自由膨潤能およびAULの標準偏差は0.5−1.5
の範囲であった。
【0177】 図9−図12は、凍結乾燥フォームの横断面のSEM顕微鏡写真である。図9
および図10は繊維を加えていない凍結乾燥CMCフォームをそれぞれ100倍
および200倍の倍率で示す。図11および図12は、この実施例で得られた凍
結乾燥吸収性繊維構造を示すものであり、固相の約95%が親水性繊維で、倍率
はいずれも100倍である。繊維群の間のセルの空隙空間が明らかであり、構造
体全体に散らばっている固体CMC材料の小さな可視的な板を有している。繊維
を加えれば、空隙容積は、繊維を加えなかった図9および図10より実質的に大
きくなる。
および図10は繊維を加えていない凍結乾燥CMCフォームをそれぞれ100倍
および200倍の倍率で示す。図11および図12は、この実施例で得られた凍
結乾燥吸収性繊維構造を示すものであり、固相の約95%が親水性繊維で、倍率
はいずれも100倍である。繊維群の間のセルの空隙空間が明らかであり、構造
体全体に散らばっている固体CMC材料の小さな可視的な板を有している。繊維
を加えれば、空隙容積は、繊維を加えなかった図9および図10より実質的に大
きくなる。
【0178】実施例4 以下の変更点を除いて、前述の実施例3のように試料を調製した。ハーキュル
ス社のキメン450(ロット番号907M15Ky)の形態の液体結合材料を、
CMCと置き換えるために使用した。固体含有物が12.5wt%であるキメン
溶液の10グラムを室温でホバートミキサの中の蒸留水1000グラムに加えた
。凍結乾燥の条件は実施例3によった。加熱処理は用いなかった。かさ高い、吸
収性繊維構造が調製された。
ス社のキメン450(ロット番号907M15Ky)の形態の液体結合材料を、
CMCと置き換えるために使用した。固体含有物が12.5wt%であるキメン
溶液の10グラムを室温でホバートミキサの中の蒸留水1000グラムに加えた
。凍結乾燥の条件は実施例3によった。加熱処理は用いなかった。かさ高い、吸
収性繊維構造が調製された。
【0179】実施例5 結合材料は液体ラテックス、B.F.グッドリッチ社のHYCAR26683
(ロット番号634−062)であり、実施例3のCMCと置き換えた。ラテッ
クス液5グラムは固体レベルが49.1wt%であり、室温でホバートミキサの
蒸留水100グラムに加えた。乾燥繊維化ユーカリ繊維20グラムをラテックス
溶液に加えた。凍結乾燥条件は実施例3と同じであった。加熱処理は用いなかっ
た。柔らかい、柔軟性の高い吸収性繊維構造が得られ、クッション性のあるゴム
のような手触りであった。
(ロット番号634−062)であり、実施例3のCMCと置き換えた。ラテッ
クス液5グラムは固体レベルが49.1wt%であり、室温でホバートミキサの
蒸留水100グラムに加えた。乾燥繊維化ユーカリ繊維20グラムをラテックス
溶液に加えた。凍結乾燥条件は実施例3と同じであった。加熱処理は用いなかっ
た。柔らかい、柔軟性の高い吸収性繊維構造が得られ、クッション性のあるゴム
のような手触りであった。
【0180】実施例6 概念的な実施例として、架橋剤または接着剤(例えばラテックス)のような化
学結合剤を含む高い稠度の繊維の水性スラリーは、除去可能相に相当する氷また
は凍結含水化合物によりスラリーにすることができる。このように処理された繊
維は凍結相の間に配置されることになり、凍結相は繊維を分離して保持し、セル
間に見込み空隙容積を規定するのに役立つ。次に、スラリーの除去可能相は、少
なくとも実質的に部分において凍結乾燥、蒸発、溶媒交換などにより取り除かれ
て繊維を適所に残すことができ、繊維は化学結合剤、架橋剤または接着剤の助け
て形成された初期結合をもつことができ、3次元の繊維配向および高空隙容量を
有するランダム構造に繊維を保持することができる。次に、構造は加熱処理(例
えば110℃で5分間)を受け、硬化したり、前記結合剤、架橋剤または接着剤
を完全に活性化したりすることができる。得られるパッドは、坪量が10−10
0gsmまたはそれ以上であり、かさ高さは25cc/gである。パッドはエン
ポス加工されて、流れ制御、特に表面に沿う流れの制御のための流路を備えても
よく、効果的なウィッキングのための毛管圧力の高い高密度部分を備えてもよい
。例えば、細長い正弦曲線または互いに結合したダイアモンド繰り返し模様は、
ウィッキングを促進し、流れを制御するのに有利である。このようなパッドは、
例えば、女性用パッドまたはおむつなどで、吸収材料または吸収性コアとして働
くことができる。
学結合剤を含む高い稠度の繊維の水性スラリーは、除去可能相に相当する氷また
は凍結含水化合物によりスラリーにすることができる。このように処理された繊
維は凍結相の間に配置されることになり、凍結相は繊維を分離して保持し、セル
間に見込み空隙容積を規定するのに役立つ。次に、スラリーの除去可能相は、少
なくとも実質的に部分において凍結乾燥、蒸発、溶媒交換などにより取り除かれ
て繊維を適所に残すことができ、繊維は化学結合剤、架橋剤または接着剤の助け
て形成された初期結合をもつことができ、3次元の繊維配向および高空隙容量を
有するランダム構造に繊維を保持することができる。次に、構造は加熱処理(例
えば110℃で5分間)を受け、硬化したり、前記結合剤、架橋剤または接着剤
を完全に活性化したりすることができる。得られるパッドは、坪量が10−10
0gsmまたはそれ以上であり、かさ高さは25cc/gである。パッドはエン
ポス加工されて、流れ制御、特に表面に沿う流れの制御のための流路を備えても
よく、効果的なウィッキングのための毛管圧力の高い高密度部分を備えてもよい
。例えば、細長い正弦曲線または互いに結合したダイアモンド繰り返し模様は、
ウィッキングを促進し、流れを制御するのに有利である。このようなパッドは、
例えば、女性用パッドまたはおむつなどで、吸収材料または吸収性コアとして働
くことができる。
【0181】 前述の例示のための実施例は、本発明の範囲を限定するものではないことが理
解できるであろう。本発明のいくつかの例示的な実施の形態のみが詳細に説明さ
れているが、当業者であれば本発明の新規な教示および利点から実質的に逸脱す
ることなく、例示的な実施の形態において多数の変更が可能であることは容易に
理解できるあろう。従って、そのようなすべての変更は、本発明の範囲に含まれ
ることが意図されており、請求項およびその全ての均等物に定められている。さ
らに、いくつかの実施の形態、特に好ましい実施の形態の利点のすべてを達成す
るわけではない多数の実施の形態を想到できるが、特定の利点が欠如していても
、そのような実施の形態が本発明の範囲外であることを必ずしも意味すると解釈
されるものでないことも理解される。
解できるであろう。本発明のいくつかの例示的な実施の形態のみが詳細に説明さ
れているが、当業者であれば本発明の新規な教示および利点から実質的に逸脱す
ることなく、例示的な実施の形態において多数の変更が可能であることは容易に
理解できるあろう。従って、そのようなすべての変更は、本発明の範囲に含まれ
ることが意図されており、請求項およびその全ての均等物に定められている。さ
らに、いくつかの実施の形態、特に好ましい実施の形態の利点のすべてを達成す
るわけではない多数の実施の形態を想到できるが、特定の利点が欠如していても
、そのような実施の形態が本発明の範囲外であることを必ずしも意味すると解釈
されるものでないことも理解される。
【図1】 連続セルフォームの要素を示す図である。
【図2】 連続セルフォーム特性を有する本発明の吸収性繊維構造の一部を表す図である
。
。
【図3】 吸収性繊維構造の隣接する繊維を示す図である。
【図4】 繊維が規定するセルを占有している構造形成組成物のフォーム要素が、損傷さ
れずに残っている吸収性繊維構造を示す図である。
れずに残っている吸収性繊維構造を示す図である。
【図5】 本発明の吸収性繊維構造を含む吸収性物品の横断面図である。
【図6】 軟材BCTMPおよび結合剤として卵白を含む吸収性繊維構造の写真である。
【図7】 軟材BCTMPおよび結合剤として卵白を含む吸収性繊維構造の写真である。
【図8】 軟材BCTMPおよび結合剤として卵白を含む吸収性繊維構造の写真である。
【図9】 製紙繊維とCMCとの混合物を凍結乾燥することにより作った吸収性繊維構造
を電子顕微鏡走査で撮った画像である。
を電子顕微鏡走査で撮った画像である。
【図10】 製紙繊維とCMCとの混合物を凍結乾燥することにより作った吸収性繊維構造
を電子顕微鏡走査で撮った画像である。
を電子顕微鏡走査で撮った画像である。
【図11】 製紙繊維とCMCとの混合物を凍結乾燥することにより作った吸収性繊維構造
を電子顕微鏡走査で撮った画像である。
を電子顕微鏡走査で撮った画像である。
【図12】 製紙繊維とCMCとの混合物を凍結乾燥することにより作った吸収性繊維構造
を電子顕微鏡走査で撮った画像である。
を電子顕微鏡走査で撮った画像である。
───────────────────────────────────────────────────── 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) D04H 1/68 A61F 13/18 303 D21C 9/00 307A // C08L 89:00 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZA,Z W (72)発明者 リンゼイ ジェフリー ディーン アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54915 アップルトン ダイアン レーン 20 (72)発明者 キン イーアン アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54915 アップルトン イースト クラン ベリー ドライヴ 1602 (72)発明者 リー ヨン アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54915 アップルトン クレストウッド ドライヴ ダブリュー2807 Fターム(参考) 4C003 AA12 AA23 4C081 AA02 AA12 BB01 BB07 CD021 CD031 CD041 DA05 DB03 DC04 4F074 AA02 AE04 AE07 AF02 AG17 BA01 BA07 BA08 BA13 BA31 BA91 BB08 BB09 BB10 BB27 BB28 BC01 BC02 BC03 BC04 CA21 CA31 CB01 CB05 CC57 CC61 CD20 DA14 DA38 DA45 DA53 4L047 AB10 BA19 CB07 CC03 CC04 CC05 EA10 4L055 AA03 AA08 AC03 AC06 AF03 AG44 AG46 AG48 AG54 AG87 AH17 AH34 AH37 BF01 EA19 EA25 EA30 EA32 FA16 GA26 GA29 GA46
Claims (114)
- 【請求項1】 開孔低密度吸収性繊維構造を製造する方法であって、 a)親水性繊維を、結合材料および除去可能相を含む構造形成組成物と混合し
て混合物を形成する段階と; b)前記混合物内にフォームを形成する段階と; c)前記繊維を、多孔性網状組織を安定化する実質的に水不溶性結合剤を用い
て連続多孔性網状組織に互いに結合する段階と; を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記繊維が互いに結合する前に、前記フォームが混合物中の
繊維の物理的再配置を引き起こすことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 フォームを形成した後、前記繊維を少なくとも2方向に物理
的に再配置する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記フォームを製造する段階が、前記繊維を構造形成組成物
と混合する段階の間に起こることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記フォームを製造する段階が、前記混合物内の化学反応の
1つおよび発泡剤の作用により気体を生成する段階を含むことを特徴とする請求
項1に記載の方法。 - 【請求項6】 前記フォームを製造する段階が、高剪断ミキサで繊維フロス
を生成する段階、前記混合物に気体を注入する段階、前記混合物に中空球を加え
る段階、および前記混合物を減圧にする段階のうちの1つの段階を含むことを特
徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 前記除去可能相の一部を除去する段階をさらに含むことを特
徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 前記除去可能相を除去する段階が、前記混合物内の気体の泡
から気体を放出する段階を含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 前記除去可能相を除去する段階が、液体を除去する段階を含
むことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 【請求項10】 前記除去可能相を除去する段階が、臨界点乾燥、溶媒抽出
、超臨界液体処理、および昇華のうちのひとつを含むことを特徴とする請求項7
に記載の方法。 - 【請求項11】 前記除去可能相を除去する段階が蒸発を含むことを特徴と
する請求項7に記載の方法。 - 【請求項12】 前記除去可能相を除去する段階が、固体の溶融または分解
のうちのひとつを含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 【請求項13】 低密度吸収性繊維構造を製造する方法であって、 a)親水性繊維を結合材料および除去可能相を含む構造形成組成物と混合して
混合物を形成する段階と; b)前記混合物内で前記繊維を3次元構造に再配置する段階と; c)前記除去可能相の一部を除去する段階と; d)前記結合材料が前記繊維間に結合を形成して前記多孔性網状組織を安定化
し、前記繊維を互いに結合して連続な多孔性網状組織にする段階と; を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項14】 前記結合材料で形成された結合が実質的に水不溶性である
ことを特徴とする請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 前記混合物内の繊維濃度が、約4%またはそれ以上である
ことを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項16】 前記吸収性繊維構造の密度が、約0.1g/ccまたはそ
れ以下であることを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記載
の方法。 - 【請求項17】 前記吸収性繊維構造の密度が、約0.05g/ccまたは
それ以下であることを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記
載の方法。 - 【請求項18】 前記除去可能相が、昇華によって除去されないことを特徴
とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項19】 前記吸収性繊維構造は、乾燥結合材料質量比が約0.6ま
たはそれ以下であることを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項
に記載の方法。 - 【請求項20】 前記吸収性繊維構造の容積が、段階(b)の混合物の初期
容量より少なくとも10%大きいことを特徴とする請求項1または請求項13の
いずれか1項に記載の方法。 - 【請求項21】 前記結合する段階が、前記結合材料を架橋する段階を含む
ことを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項22】 前記結合する段階が、前記結合材料を硬化する段階を含む
ことを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項23】 前記結合する段階が、前記結合材料を加熱する段階を含む
ことを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項24】 前記構造形成組成物が、架橋剤をさらに含むことを特徴と
する請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項25】 前記構造形成組成物が、ラテックスを含むことを特徴とす
る請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項26】 前記構造形成組成物が、多糖類を含むことを特徴とする請
求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項27】 前記構造形成組成物が、親水性セルロース誘導体、アルギ
ン酸、デンプン、疎水性デンプン誘導体、超吸収性ポリマー、およびゴムから選
択したポリマーを含むことを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1
項に記載の方法。 - 【請求項28】 前記構造形成組成物が、乾燥質量で10%より少ない多糖
類を含むことを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方
法。 - 【請求項29】 前記構造形成組成物がタンパク質を含むことを特徴とする
請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項30】 前記構造形成組成物の体積粘性率が、約100センチポア
ズまたはそれ以上であることを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか
1項に記載の方法。 - 【請求項31】 前記構造形成組成物の質量の50%より少ない量が、非気
体の形で前記混合物から除去されることを特徴とする請求項1または請求項13
のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項32】 前記構造形成組成物が湿潤強化剤をさらに含み、前記方法
が、前記繊維を前記構造形成組成物に加える段階の後に、前記湿潤強化剤を硬化
する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1
項に記載の方法。 - 【請求項33】 前記構造形成組成物が、高内相比乳剤(HIPE)乳剤を
含むことを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項34】 前記構造形成組成物が、発泡剤を含むことを特徴とする請
求項13に記載の方法。 - 【請求項35】 前記除去可能相が、液体であることを特徴とする請求項1
3に記載の方法。 - 【請求項36】 前記除去可能相が、固体であることを特徴とする請求項1
3に記載の方法。 - 【請求項37】 前記除去可能相が、気体であることを特徴とする請求項1
または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項38】 前記多孔性網状組織の密度が、約0.05g/ccまたは
それ以下であることを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記
載の方法。 - 【請求項39】 前記結合材料が、多糖類またはタンパク質を含むことを特
徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項40】 前記構造形成組成物が、界面活性剤を含むことを特徴とす
る請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項41】 前記構造形成組成物が、実質的に溶融熱可塑材料を含まな
いことを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項42】 前記構造形成組成物が、実質的に熱可塑材料を含まないこ
とを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項43】 前記結合材料が、繊維−繊維接触点またはその近傍に配置
されることが好ましいことを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1
項に記載の方法。 - 【請求項44】 前記結合材料が、前記繊維に囲まれた空間を占有する連続
セルフォームを形成することを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか
1項に記載の方法。 - 【請求項45】 前記結合材料の質量が、乾燥ベースで前記繊維の質量より
小さいことを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法
。 - 【請求項46】 前記結合材料の質量が、前記吸収性繊維構造の質量の約2
0%より小さいことを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記
載の方法。 - 【請求項47】 前記結合材料は、セル孔の大きさが約500ミクロンまた
はそれ以下である連続セルフォームを形成することを特徴とする請求項1または
請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項48】 前記結合材料が、親水性であることを特徴とする請求項1
または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項49】 前記繊維が、合成繊維を含むことを特徴とする請求項1ま
たは請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項50】 前記繊維が、製紙繊維を含むことを特徴とする請求項1ま
たは請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項51】 前記製紙繊維が、実質的に泡立てられていないことを特徴
とする請求項50に記載の方法。 - 【請求項52】 前記製紙繊維のカナダ標準形ろ水度が、約200またはそ
れ以上であることを特徴とする請求項50に記載の方法。 - 【請求項53】 前記繊維が、約30%またはそれ以上の硬材繊維を含むこ
とを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項54】 前記繊維が、少なくとも20%の高収率製紙繊維を含むこ
とを特徴とする請求項1または請求項13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項55】 前記繊維を結合する段階が、部分的には前記除去可能相を
除去する段階の間に起こることを特徴とする請求項7または請求項13のいずれ
か1項に記載の方法。 - 【請求項56】 前記繊維を結合する段階が、部分的には前記除去可能相を
除去する段階の前に起こることを特徴とする請求項7または請求項13のいずれ
か1項に記載の方法。 - 【請求項57】 低密度吸収性繊維構造を製造する方法であって、 a)疎水性繊維を親水性繊維コーティング材料でコーティングする段階と; b)前記繊維を結合材料および除去可能相を含む構造形成組成物と混合して混
合物を形成する段階と; c)前記混合物内にフォームを生成する段階と; d)前記繊維を互いに結合して連続な多孔性網状組織にする段階であって、結
合材料が多孔性網状組織を安定化し、前記疎水性繊維の表面積の少なくとも約2
0%が親水性材料でコーティングされている段階と; を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項58】 前記除去可能相の一部を除去する段階をさらに含むことを
特徴とする請求項57に記載の方法。 - 【請求項59】 前記疎水性繊維の表面積の少なくとも約50%が、親水性
材料でコーティングされていることを特徴とする請求項57に記載の方法。 - 【請求項60】 低密度吸収性繊維構造を製造する方法であって、 a)親水性繊維を非気体相および除去可能相を含む構造形成組成物と混合して
混合物を形成する段階と; b)前記混合物内にフォームを生成する段階と; c)前記繊維を互いに結合して連続な多孔性構造にする結合材料で水不溶性結
合を形成する段階と; を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項61】 前記吸収性繊維構造の外表面の一部に液体不透過スキンが
形成されることを特徴とする請求項60に記載の方法。 - 【請求項62】 前記スキンに開孔部を生成する段階をさらに含むことを特
徴とする請求項61に記載の方法。 - 【請求項63】 請求項1、13、および60のいずれか1項に記載の方法
で製造した吸収性繊維構造。 - 【請求項64】 湿潤かさ高さが約10cc/またはそれ以上である、請求
項1、13、および60のいずれか1項に記載の方法で製造した吸収性繊維構造
。 - 【請求項65】 請求項1、13、および60のいずれか1項に記載の方法
で製造した低密度吸収性繊維構造を含む、使い捨て吸収性物品。 - 【請求項66】 前記結合材料が、湿潤強化樹脂を含むことを特徴とする請
求項60に記載の方法。 - 【請求項67】 前記構造形成組成物が、結合剤前駆体をさらに含み、前記
水不溶性結合を形成する段階が、前記結合剤前駆体を結合剤に変換する段階を含
むことを特徴とする請求項60に記載の方法。 - 【請求項68】 前記結合材料を結合剤に変換する段階が、化学剤を添加す
る段階、結合剤の前駆体の温度を上昇させる段階、および放射線を照射する段階
のうちのいずれか1つの段階を含むことを特徴とする請求項67に記載の方法。 - 【請求項69】 開孔吸収性繊維構造を製造する方法であって、 a)親水性繊維を、結合材料および除去可能相を含む構造形成組成物と混合し
て混合物を形成する段階と; b)前記混合物内にフォームを生成する段階と; c)前記フォームを移動ベルト上に堆積して、前記構造形成組成物を実質的に
排出せずにフォーム層を形成する段階と; d)前記フォーム層を硬化して吸収性繊維構造を形成する段階と; を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項70】 開孔吸収性繊維構造を製造する方法であって、 a)繊維化した親水性繊維の空気堆積マットを移動ベルトの上に形成して繊維
マットを形成する段階と; b)前記マットを結合剤および除去可能相を含む発泡性のある構造形成組成物
に含浸する段階と; c)前記構造形成組成物の作用で前記繊維を前記マット内で再配置して再構成
層を生成する段階と; d)前記再構成層に水不溶性結合を形成して吸収性繊維構造を形成する段階と
; を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項71】 エンボス加工、カレンダー加工、または穿孔のうちの1つ
の段階をさらに含むことを特徴とする請求項69または請求項70のいずれか1
項に記載の方法。 - 【請求項72】 吸収性繊維構造を連続的に製造するための装置であって、 a)繊維と、結合材料および除去可能相を含む発泡性構造形成組成物とが混合
されて混合物を形成する混合ユニットと; b)前記混合物から繊維堆積フォームを生成できるフォーム生成装置と; c)前記フォーム生成装置からフォーム層を受け取る移動ベルトと; d)前記フォーム層に水不溶性結合を生成する硬化ユニットと; を含むことを特徴とする装置。 - 【請求項73】 膨張繊維構造を連続的に製造するための装置であって、 a)移動ベルト上に綿毛パルプの連続空気堆積マットを製造するための空気堆
積ユニットと; b)結合材料および除去可能相を含む発泡性構造形成組成物を用いて、前記空
気堆積マットを含浸するための含浸ユニットと; c)含浸マット内に水不溶結合を生成し、膨張繊維ウェブを形成するための硬
化ユニットと; を含むことを特徴とする装置。 - 【請求項74】 水不溶性親水性発泡結合材料と、重量で50%の親水性繊
維とを備えるフォーム構造の吸収性繊維構造であって、前記繊維構造の密度が約
0.05g/ccまたはそれ以下であることを特徴とする吸収性繊維構造。 - 【請求項75】 前記結合材料の分子量が、約10,000またはそれ以上
であることを特徴とする請求項74に記載の吸収性繊維構造。 - 【請求項76】 前記吸収性繊維構造が、膨張した繊維構造であることを特
徴とする請求項74に記載の吸収性繊維構造。 - 【請求項77】 前記結合材料の分子量が、約10,000またはそれ以下
であることを特徴とする請求項74に記載の吸収性繊維構造。 - 【請求項78】 前記親水性繊維が、少なくとも重量で50%の、ろ水度が
約300またはそれ以上である製紙繊維を含むことを特徴とする請求項74に記
載の吸収性繊維構造。 - 【請求項79】 前記構造が、柔軟であることを特徴とする請求項74に記
載の吸収性繊維構造。 - 【請求項80】 前記構造が、柔軟でないことを特徴とする請求項74に記
載の吸収性繊維構造。 - 【請求項81】 前記構造が、伸張可能であることを特徴とする請求項74
に記載の吸収性繊維構造。 - 【請求項82】 前記構造が、繊維組成物、気孔サイズまたは濡れやすさの
うちの1つに勾配を有することを特徴とする請求項74に記載の吸収性繊維構造
。 - 【請求項83】 湿潤かさ高さが、8cc/gまたはそれ以上であることを
特徴とする請求項74に記載の吸収性繊維構造。 - 【請求項84】 発泡性結合材料および重量で約25%またはそれ以上の親
水性繊維を含む開孔吸収性繊維構造であって、前記繊維が連続セルフォーム構造
のセルの間に支柱として配置されており、前記繊維構造が親水性であい、密度が
約0.1g/ccまたはそれ以下であり、構造を安定化する水不溶性結合剤を含
むことを特徴とする吸収性繊維構造。 - 【請求項85】 請求項74または請求項84のいずれか1項に記載の吸収
性構造を含む吸収性物品であって、前記物品が歯科用吸収体、止血スポンジ、ま
たは医療用スポンジのいずれか1つである吸収性物品。 - 【請求項86】 請求項74または請求項84のいずれか1項に記載の吸収
性構造を含む吸収性物品であって、前記物品がタンポン、パンティーライナー、
生理用ナプキン、またはおむつのいずれか1つである吸収性物品。 - 【請求項87】 請求項74または請求項84のいずれか1項に記載の吸収
性構造を含む吸収性物品であって、前記吸収性繊維構造がエラストマー結合材料
を含むことを特徴とする吸収性物品。 - 【請求項88】 前記構造が、湿潤柔軟であることを特徴とする請求項84
に記載の吸収性繊維構造。 - 【請求項89】 請求項84に記載の吸収性繊維構造を含むことを特徴とす
るフィルタ。 - 【請求項90】 前記繊維が、製紙繊維であることを特徴とする請求項84
に記載の繊維構造。 - 【請求項91】 湿潤かさ高さが、約6cc/gまたはそれ以上であること
を特徴とする請求項84に記載の繊維構造。 - 【請求項92】 前記構造が、生分解性であることを特徴とする請求項84
に記載の繊維構造。 - 【請求項93】 前記繊維が、実質的に泡立てられていない製紙繊維である
ことを特徴とする請求項84に記載の繊維構造。 - 【請求項94】 乾燥発泡性結合材料の気泡をさらに含むことを特徴とする
請求項84に記載の繊維構造。 - 【請求項95】 前記発泡性結合材料が、水溶性多糖類またはタンパク質を
含むことを特徴とする請求項84に記載の繊維構造。 - 【請求項96】 密度が、約0.05g/ccより小さいことを特徴とする
請求項84に記載の繊維構造。 - 【請求項97】 自由膨潤:AULが、約3またはそれ以下であることを特
徴とする請求項84に記載の繊維構造。 - 【請求項98】 自由膨潤容量が、約10またはそれ以上であることを特徴
とする請求項84に記載の繊維構造。 - 【請求項99】 AULが、約10またはそれ以上であることを特徴とする
請求項84に記載の繊維構造。 - 【請求項100】 重量で少なくとも10%の活性炭をさらに含むことを特
徴とする請求項84に記載の繊維構造。 - 【請求項101】 前記繊維構造の表面に液体不透過スキンを含むことを特
徴とする請求項84に記載の繊維構造。 - 【請求項102】 第1の繊維層および第2の繊維層を含む、層状フォーム
繊維組成物であって、前記第1の層は、発泡性結合材料と、重量で20%または
それ以上の親水性繊維とを含む吸収性多孔性繊維構造を含み、前記第2の層は、
連続セルフォームのセル間の支柱として配置されており、前記第2の層はフォー
ム繊維組成物を含むことを特徴とする組成物。 - 【請求項103】 液体透過トップシート、液体不透過バックシート、およ
び前記バックシートと前記トップシートとの間に配置される吸収性繊維構造とを
含む吸収性物品であって、前記吸収性繊維構造は、重量で少なくとも25%の親
水性繊維と、かさ高い構造内で親水性繊維を安定化する、発泡性構造形成組成物
からの結合剤残存物とを含み、前記吸収性繊維構造の密度は約0.1g/ccま
たはそれ以下であり、湿潤かさ高さは約6cc/gまたはそれ以上であることを
特徴とする吸収性物品。 - 【請求項104】 前記バックシートと前記吸収性繊維構造との間に配置さ
れる綿毛パルプパッドをさらに含むことを特徴とする請求項103に記載の吸収
性物品。 - 【請求項105】 前記吸収性繊維構造の湿潤かさ高さが、約10cc/g
またはそれ以上であることを特徴とする請求項103に記載の吸収性物品。 - 【請求項106】 前記吸収性繊維構造のAULが、約10またはそれ以上
であることを特徴とする請求項103に記載の吸収性物品。 - 【請求項107】 前記吸収性繊維構造の自由膨潤:AUL比が、約3また
はそれ以下であることを特徴とする請求項103に記載の吸収性物品。 - 【請求項108】 前記吸収性繊維構造が、湿潤柔軟であることを特徴とす
る請求項103に記載の吸収性物品。 - 【請求項109】 前記吸収性繊維構造が、複峰性孔と、支柱として作用す
る繊維とを備える連続セルフォーム構造を有することを特徴とする請求項103
に記載の吸収性物品。 - 【請求項110】 前記吸収性繊維構造が、重量で少なくとも10%の高収
率製紙繊維を含むことを特徴とする請求項103に記載の吸収性物品。 - 【請求項111】 前記親水性繊維が、前記結合剤残存物により安定化され
る連続セルフォーム構造の境界を規定することを特徴とする請求項103に記載
の吸収性物品。 - 【請求項112】 前記吸収性繊維構造が、エラストマー結合材料を含むこ
とを特徴とする請求項103に記載の吸収性物品。 - 【請求項113】 前記物品が、伸張可能であることを特徴とする請求項1
03に記載の吸収性物品。 - 【請求項114】 前記吸収性繊維構造が、弾性的に伸長可能であることを
特徴とする請求項103に記載の吸収性物品。
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