JP2002543925A - 超吸収性材料を含むウェブを圧縮するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 超吸収性材料（３２）を含むウェブ（１２）を締固めするための方法及び装置は、ウェブ（１２）に含まれた超吸収性材料を可塑化する段階、及び比較的低い圧力でウェブ（１２）を圧縮する段階を含むことができる。選択した低い圧力は、超吸収性材料が過剰に破砕することを実質的に防止するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、吸収性ウェブを緻密化するための方法に関する。更に詳細には、本
発明は、超吸収性材料を含むウェブを緻密化するための方法に関する。緻密化し
たウェブは、所望レベルの強度、柔軟性及び可撓性を好都合に示すことができる
。

【０００２】 （背景技術） 乳児用のおむつ等の使い捨て吸収性物品の性能目標には、製品寿命を通じた漏
れの防止、乾いた感触及び快適なフィット性が含まれる。従って、吸収性物品は
、典型的には、液体処理、及び製品の性能目標に必要な他の吸収性機能をもたら
す吸収性コアを含む。従来の吸収性物品の吸収性コアは、典型的には、吸収性繊
維で構成され、超吸収性材料が、典型的には、吸収性繊維と組み合わされて液体
吸収能力を高めている。吸収性コアは、略矩形に形成される。また、吸収性コア
は、フィット性及び快適性を改善するために、砂時計型、Ｉ型、Ｔ型、又は中央
股領域で吸収体の幅を減少させた同様の構造に形成されることもある。

【０００３】 従来の吸収性コアは、種々の従来形式の空気堆積技術で生成された乾式形成材
料に組み込まれている。空気堆積技術は、典型的には、吸収性繊維及び超吸収体
の空気指向混合物を堆積させて吸収性材料のウェブを形成する。乾燥すると、従
来の乾式形成吸収性構造体は、柔らかく従順であるが強度が低い。更に、乾式形
成構造体は濡れた後の一体性に劣る。

【０００４】 また、従来の吸収性コアは、種々の湿式堆積技術で生成された湿式形成材料に
も組み込まれてきた。湿式堆積技術では、典型的に、繊維及び超吸収性粒子の混
合物で構成された前駆材料を水又は他の水性液体と組み合わせて生成された吸収
性ウェブを形成する。特定の湿式堆積技術では、前駆材料をフォーム加工し、こ
のフォームを用いて吸収性材料の所望のウェブを形成する。湿式形成吸収性材料
から生成した吸収性構造体は、強度及び一体性に優れる。特に、湿式形成吸収性
構造体は、吸収性材料が液体を吸収した後に、優れた強度及び一体性を示す。し
かし、湿式形成吸収性材料は、特に、吸収性材料を所望のレベルの合計吸収容量
を生じるのに必要な坪量及び量にすると、剛性及び硬さが過剰となる。

【０００５】 吸収性ウェブ材料の剛性を低減する特定の方法としては、材料を一対の二重反
転型圧縮ローラのニップを通過させることが挙げられる。他の方法では、ウェブ
をエンボス加工して可撓性を高めている。更に他の方法としては、材料を外側表
面に型押模様の付いた一対の二重反転型ローラのニップを通過させることが挙げ
られる。型押模様の付いた表面は、材料の硬さを軽減するのを助ける局所的応力
及び局所的歪みを生じるように構成されている。ウェブが超吸収性粒子を含む場
合には、圧縮ローラは、吸収性粒子を破砕又は粉砕するように構成されている。

【０００６】 上述の従来技術は、超吸収性材料を含むウェブを柔らかくしたり、圧縮したり
するのには適切でない。従来技術では、超吸収体を過度に破砕し、ウェブ中の小
さい超吸収性粒子の相対比率が増大する。超吸収性粒子の大きさの分布が変化す
ると、ウェブの吸収特性に悪影響を及ぼし、超吸収体がウェブから振り落とされ
易くなり、過度の粉塵が生成される。また、超吸収性材料が破砕されると、超吸
収体の取り込み率や超吸収体の圧力下での膨潤性等の種々の吸収特性に悪影響を
及ぼす。 結果として、剛性のある吸収性材料を圧縮、或いは他の方法で加工し、材料の
強度、柔軟性、可撓性、湿潤一体性及び吸収容量を改善するための改善された方
法が必要とされている。

【０００７】 （発明の開示） 一般的には、本発明は、超吸収性材料を含むウェブを締固め及び／又は緻密に
するための方法を提供できる。特定の様態では、本方法は、可塑性超吸収性材料
を含むウェブを圧縮する段階を含む。他の様態では、ウェブは、超吸収性材料を
実質的に過度に損傷しないように選択した比較的低い圧力で圧縮できる。

【０００８】 この種々の様態では、本発明は、超吸収性材料の粒子を含むウェブを一層効果
的及び効率的に締固め及び／又は緻密にすることができる。特に、本発明の締固
め又は緻密にする方法は、最終的な圧縮ウェブで、超吸収性材料を所望の大きさ
、形状、物理的特性及び吸収特性に維持できるので有利である。本発明により生
成される吸収構造体を物品に組み込むと、強度の増大、フィット性の改善、漏れ
の減少、及び使用中の塊状化、よれ又はたるみを低減できる。 本発明は、以下の本発明の詳細な説明と図面を参照すると更によく理解でき利
点が一層明らかになる。

【０００９】 （発明を実施するための最良の形態） 本発明は、繊維及び超吸収性材料（ＳＡＭ）の粒子の混合物で構成された複合
体、又は超吸収性粒子及びフォーム状のマトリックス材料で構成された複合体等
の超吸収体含有材料を緻密化及び／又は柔軟化するための特有な方法を提供する
。超吸収性材料は、複合物を通して、実質的に一様分布、層状又は階段状分布、
又は勾配分布であってもよい。この超吸収体含有材料を用いて、おむつ、女性用
ケア製品、幼児用トレーニングパンツ、大人用失禁用製品等のパーソナルケア製
品における吸収性構造体を形成する。

【００１０】 製品に組み込む前に柔軟化及び／又は圧縮できる吸収性構造体の例は、超吸収
体含有湿式堆積構造体、超吸収体含有乾式堆積構造体、超吸収体含有フォーム構
造体、超吸収体含有空気堆積構造体等、又はその組み合わせを含むことができる
が、これに限定されない。湿式形成ウェブ又は構造体は、例えば、超吸収性材料
及び繊維材料の水含有混合物を用いて生成できる。また、湿式形成構造体又はウ
ェブは、混合物がフォーム構造体となる超吸収性材料及び繊維材料の水含有混合
物を用いて生成してもよい。乾式形成ウェブ又は構造体は、例えば、繊維材料及
び超吸収性材料の空気浮遊又は空気混入混合物で生成してもよい。

【００１１】 適切な湿式堆積超吸収性構造体の例としては、１９９７年７月２９日にＲ．Ａ
ｎｄｅｒｓｏｎらに付与された米国特許第５，６５１，８６２号「湿式形成吸収
複合体」に記載の方法で生成されるものを挙げることができる。空気堆積超吸収
性構造体の例は、１９９６年４月２３日にＷ．Ｈａｎｓｏｎらに付与された米国
特許第５，５０９，９１５号「液体を迅速に取り込む薄い吸収性物品」に記載さ
れている。これらの特許の全開示内容は、矛盾しない範囲で本明細書に参照文献
として組み込まれている。

【００１２】 本発明の技術では、構造体中の超吸収性材料を過度に損傷することなく、又は
超吸収性構造体の機能性を過度に低下させることなく吸収性構造体を締固め及び
／又は緻密化できる。本発明の技術は、吸収性材料を柔軟にし、得られた吸収性
構造体の性能を向上するのに役立つ。 本発明の技術は、吸収性ウェブ構造体の構成物質を適切に選択することにより
更に改善できる。例えば、架橋セルロース繊維を吸収性構造体に加えることによ
り、かさ及び柔軟性を付与できる。また、超吸収体の量を増やすと繊維−繊維結
合が減少するので柔軟性を付与できる。

【００１３】 本明細書に用いる場合、「含む」、「含んでいる」及び「含む」を語根とする
他の派生語は、全ての定められた特徴、要素、完全体、ステップ、又は部品の存
在を特定するが、１つ又はそれ以上の他の特徴、要素、完全体、ステップ、部品
、又はそのグループが存在すること又は付加されることを除外しない、拡張可能
な用語を意図していることに留意されたい。 図１、図２、図３及び図４を参照すると、本発明は、超吸収性材料３２を含む
ウェブ１２を締固め及び／又は緻密にする特有な方法及び装置を提供できる。一
般的には、本方法は、ウェブが可塑化された超吸収性材料を含む間に、ウェブ１
２を圧縮する段階を含む。

【００１４】 望ましい様態では、本発明は、ウェブ１２に含まれる超吸収性材料を可塑化す
る段階と、それに続くウェブ１２を締固め又は圧縮する段階とを含むことができ
る。吸収性ウェブ１２の圧縮は、選択した比較的低い圧力で行うことができ、低
い圧力は、実質的に過度の破砕（割れ、破壊）、又は超吸収性材料３２の所望の
特性が他のダメージを受けないように設定できる。更に、ウェブは、選択した圧
縮温度の下で圧縮してもよい。特定の様態では、超吸収性材料のガラス転移温度
（Ｔｇ）は、少なくとも一時的に調節され、調節されたガラス転移温度は、一般
的に選択した圧縮温度である。本発明の他の様態では、超吸収体の温度は、超吸
収性材料のガラス転移温度の選択範囲内又は比率内で上昇させてもよい。

【００１５】 超吸収性材料のガラス転移温度は、本技術分野では認識されている従来からの
パラメータである。一般に、ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ポリマー材料等の材料
特性が、局所的な分子運動の実質的な停止に伴って著しく変化する温度である。
Ｔｇより低い温度では、非晶質の材料は、硬度、脆弱性、剛性及び透明度という
特性を含む、通常の無機ガラスに関連する多くの特性を有することができる。例
えば、Ｂｉｌｌｍｅｙｅｒの「ポリマーサイエンステキスト」（１９８４年、Ｗ
ｉｌｅｙ）ＩＳＢＮ０−４７１−０３１９６−８の例えば７ページを参照された
い。ガラス転移温度は、選択した温度範囲にわたる材料の機械的特性を反映する
ことができる。Ｔｇより低い温度では、ポリマーは、剛性、硬度及び脆性が高く
、ガラス状であるが、Ｔｇより高い温度では、分子量が十分に大きければ、ポリ
マーは比較的柔軟、柔弱且つ伸張可能であり、幾分弾性をもつことができる。更
に高い温度では、材料は流れて粘着性をもつ。転移温度より低い温度では、ポリ
マー鎖の大部分は、相対的に固定された立体配置をとり、ポリマー鎖の変形又は
回転は殆ど起こらない。ガラス転移温度より高い温度では、ポリマー鎖は、回転
運動又は大きなねじれ振動するための十分な熱エネルギーを有し、従って、ガラ
ス転移温度は、セグメント運動の開始点となる。ガラス転移は、急激ではなく、
数度の温度範囲にわたって起こる。従って、Ｔｇは、特性の不連続が起こる温度
区間の中間点とされる。Ｔｇを測定するための従来技術では、例えば、示差走査
熱量計（ＤＳＣ）を用いる。「Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ化学技術百科事典」第４
版第１巻の例えば３１５〜３１７ページ、及び「現代の超吸収性ポリマー技術」
Ｆ．Ｌ．ＢｕｃｈｏｌｚとＡ．Ｔ．Ｇｒａｈａｍ編、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ（１９
９８年）の例えば４５ページ及び１４０〜１４３ページを参照されたい。

【００１６】 超吸収性材料のガラス転移温度は、例えば、ウェブ１２に選択した加湿を行う
ことにより調節できる。望ましい様態では、加湿は、関連する超吸収性材料の含
水量を選択的に上昇させることができる。また、加湿を利用してウェブ成分を所
望の圧縮温度に曝して調節することもできる。加湿は、超吸収性ウェブ１２を圧
縮及び緻密化する前に行うことが望ましい。本発明の特定の様態では、超吸収性
材料の粒子は、圧縮されると平板化する場合があり、小板を形成するか、或いは
変形形状を維持する傾向がある。更に他の様態では、変形した超吸収性粒子は、
濡れると、実質的に変形を克服するか、或いは放棄するように構成できる。通常
の使用で遭遇する普通の圧力がかかると、超吸収性材料は、液体を吸収する間に
膨張及び膨潤して本来の変形していない形状に戻るように構成できる。結果とし
て、超吸収性材料は、膨潤する時に、複合体のマトリックス構造体が広がる能力
を保持又は再び獲得できるので有利である。

【００１７】 特定の様態では、超吸収性材料３２は、最初に選択された第１の水分レベルで
ウェブ中に加えることができる。例えば、超吸収性材料は、第１の水分レベルを
含んでいる間にウェブ１２に組み込むことができる。他の様態では、超吸収性材
料は、乾燥するか、又は第１の水分レベルを有するよう調整することができる。
随意的に、超吸収体及びウェブは、両者とも乾燥するか、又は超吸収性材料が所
望の第１の水分レベルを有するように調整できる。超吸収体及びウェブは、一体
化される間に調整できることが望ましい。他の様態では、この方法には、ウェブ
に封入する繊維材料又は他のマトリックス材料を準備する段階を含むことができ
る。本発明の種々の構成では、まず、超吸収性材料が第１の水分レベルを含む間
にウェブ１２を準備して、次に、超吸収性材料が第１の水分レベルより高い第２
の水分レベルを含む間にウェブの圧縮を行うことができる。

【００１８】 本発明の更に他の様態は、吸収性ウェブ１２を緻密化するのに必要な圧力量を
低減するのに役立つ加熱カレンダロールを含むことができる。更に、ウェブ１２
の加湿及びカレンダ加工を組み合わせて行うと更に有利である。

【００１９】 付加的な柔軟化手法は、ウェブ１２のカレンダ加工前又は加工後にウェブに行
うことができ、カレンダ加工の代わりに行うこともできる。このような付加的な
手法としては、例えば、エンボス加工、圧縮、一対の溝付きロール間での圧縮、
マイクロストレイン等、及びその組み合わせを挙げることができる。このような
方法でウェブ１２を柔軟化すると、ウェブ内の超吸収性材料の膨潤を制限するい
くつかの結合を破壊して、構造体の容量が大きくなるという更なる利点をもたら
す。ウェブ１２は、付加的な柔軟化手法の間に加熱できることが意図されている
。

【００２０】 所望の様態では、本発明の技術は、ウェブ１２に選択した可撓性を付与する段
階を含むことができる。ウェブを柔軟で可撓性にして且つ緻密にする場合、吸収
性ウェブ材料１２は、カレンダ加工前に可撓性を付与することによって柔軟にす
ることが望ましい。本発明のこの構成は、ウェブ中の超吸収性粒子の大きさに近
い厚みまで緻密にした構造に加工するのに特に有利である。

【００２１】 本発明の種々の様態は、個々に、又はどのような所望の組み合わせで組み込む
こともでき、超吸収性材料の粒子を含むウェブを一層効果的及び効率的に柔軟化
し柔らかくすることを助けることができる。特に、本発明の技術の種々の様態は
、超吸収性材料の所望の形状、物理的特性及び／又は吸収特性を維持することが
できるので有利である。更に、本発明では、フィット性が改善され、柔軟性及び
可撓性に優れ、ウェブ中に超吸収体を閉じ込めることに優れ、吸収性が改善され
、且つ漏れを低減した吸収性物品を生成できる。

【００２２】 図１を参照すると、本発明の工程及び装置は、所定の機械方向３４及び所定の
横方向３６をもつことができる。本発明の目的では、機械方向３４は、特定の部
品又は材料が、本発明の装置及び方法の特定の局所部分に沿い、それを通って前
後に移動する方向である。横方向３６は、加工中に移動する材料のほぼ平面内に
あり、局所の機械方向３４と直交している。従って、図１に例示する配置図では
、横方向３６は図面シート面に垂直に延びる。

【００２３】 図１に示すように、本発明の方法及び装置は、例示した移動ローラ１４及びそ
れに付随する動力源（例えばエンジン及びモータ）によりもたらされる移動機構
を備えることができ、選択した移動速度で所定の機械方向３４に沿ってウェブ１
２を移動させ誘導できる。 特定の様態では、移動速度は、少なくとも最低約１０ｍ／分であってもよい。
もしくは、移動速度は、少なくとも約１００ｍ／分、随意的に少なくとも約２５
０ｍ／分として、性能を改善してもよい。他の様態では、移動速度は、最高約１
０００ｍ／分以下であってもよい。もしくは、移動速度は、約７００ｍ／分以下
、随意的に約４００ｍ／分以下として、有用性を高めてもよい。速度が低すぎる
と生産性が非常に低下しコスト高になる場合がある。速度が高すぎると、移動ウ
ェブに熱が十分に有効に又は十分に移動しない場合がある。

【００２４】 図１に例示するように、移動システムは、ウェブ１２を選択した可塑化機構に
供給できる。供給されるウェブは、実質的に乾燥していることが望ましく、例示
した加湿システム等の可塑化機構が、柔軟性を高めるか、ウェブ１２内の超吸収
性材料３２の変形性を高めるよう構成できる。

【００２５】 本開示の目的では、所定材料の可塑化は、剛性、脆性及び／又は硬さを有効に
低減できる如何なる方法、処理又は技術を含み、材料が圧縮される場合に実質的
に過度の亀裂、引裂き、剥離、破壊又は他の破砕を引き起こすことなく有効な材
料変形を可能にする。剛性、脆性又は硬さの低減は、一時的又は実質的に永久的
であってもよい。非破砕変形は、弾性変形、実質的な弾性変形、又は実質的な残
留変形等、及びその組み合わせであってもよい。超吸収性材料の可塑化には、例
えば、材料の加湿、材料の加熱、材料の化学処理等、及びその組み合わせを含む
ことができる。

【００２６】 図１を参照すると、ウェブ１２内の超吸収性材料３２の可塑化には、ウェブ１
２を選択した程度まで有効に加湿することができる機構を含むことができる。例
えば、例示した構成では、ウェブ１２は、該ウェブ、特に超吸収性材料を水蒸気
に有効に曝すことができる加湿チャンバ１６に移動できる。加湿すると、特に超
吸収体が加湿中にべとつくように構成されている場合には、超吸収体の繊維への
結合を増強する更なる利点をもつことができる。この結合は、関連のマトリック
ス材料（例えば繊維マトリックス又はフォームマトリックス）内への粒子の閉じ
込めを促進し、超吸収体とマトリックス材料との間を更にぴったりと接触させる
ことができる。その結果、結合は、吸収性複合ウェブ１２の液体処理特性を高め
ることができる。

【００２７】 種々の技術を用いて、ウェブ１２を有効に加湿することができる。その技術と
しては、高温加湿又は低温加湿等、又はその組み合わせを挙げることができる。
ウェブを加湿空気に曝すことにより、水蒸気をウェブ１２及び超吸収性材料に供
給できる。例えば、真空コンベヤーを用いて、湿った空気をウェブに通過させて
もよい。また、加湿は、蒸気又は他の高温の水分含有気体媒体を用いて水蒸気を
供給することを含んでもよい。他の様態では、加湿は、容易に蒸発できる十分に
小さい水滴を生成する機構を含み、所望濃度の水蒸気を供給してもよい。例えば
、適切な加湿は、空気シャワー、ミスト装置、噴霧器、超音波気化器、水分凝縮
装置等、又はその組み合わせを用いて達成できる。典型的には、駆動機構（例え
ばファンシステム又は真空システム）を用いて、ウェブを通って超吸収性材料に
接触できるよう、加湿水分（例えば水蒸気）を移動させるようにしてもよい。

【００２８】 ウェブ１２の加湿では、所定温度で選択時間だけウェブ１２を選択した濃度の
水蒸気に曝すことができる。種々の機構及び技術を用いて、暴露時間を調節及び
調整できる。例えば、ウェブ１２の速度を増加又は減少し、ウェブが加湿チャン
バ１６内に滞在する時間を調整できる。もしくは、加湿チャンバ内のウェブの経
路の長さを延長又は短縮して滞在時間を調節できる。例えば、本構成では、ルー
プローラ１８を用いて、加湿チャンバ１６内のウェブ経路の長さを調節してチャ
ンバ内にウェブが滞在する時間を調整できる。

【００２９】 ウェブは、ウェブ１２内の超吸収性材料に選択した水分含量を付与するのに十
分な時間及び温度で、選択した水蒸気濃度（例えば相対濃度）に曝されることが
望ましい。特定の様態では、超吸収体に与える水分含量は、超吸収性材料１グラ
ム当たり少なくとも最低約０．１グラムの水（０．１ｇ／ｇ）であってもよい。
もしくは、水分含量は、少なくとも約０．１５ｇ／ｇ、随意的に少なくとも約０
．２ｇ／ｇとして、性能を改善してもよい。他の様態では、水分含量は、最大約
０．９ｇ／ｇ以下であってもよい。もしくは、水分含量は、約０．６ｇ／ｇ以下
、随意的に約０．４ｇ／ｇとして、有用性を高めてもよい。

【００３０】 水分含量が低すぎると、粉塵の過剰生成又は超吸収性材料の過剰破砕が起こっ
たり、ウェブを過度に加熱する必要性が生じたりすることがある。水分含量が高
すぎると、ウェブが製造装置に過度に密着したり、製造工程が過度に混乱したり
、超吸収性材料の吸収容量が減少したりすることがある。

【００３１】 ウェブ１２を有効な水蒸気レベルで処理すると、ウェブを液体の水で処理する
より有効であることが分かっている。ウェブを液体の水で処理する場合、液体の
水は、主にウェブ内の繊維マトリックス等のマトリックス材料に捕捉又は他の方
法で取り込まれることができる。結果として、超吸収性材料は、適切に可塑化さ
れず、超吸収性材料の特性を過度に損傷することなくウェブを所望のように圧縮
できない。更に、液体の水を用いる場合、過剰な水がウェブマトリックス材料に
保持されるため、超吸収性材料に所望の可塑化作用を生じさせるには過剰量の水
が必要となる場合がある。その後、過剰な水を乾燥又は他の方法でウェブから除
去するのは、困難及び／又は費用がかかる。従って、本発明の様態の１つは、ウ
ェブ１２を過剰量の液体の水に曝すことを実質的に防止することである。

【００３２】 本発明の特定の様態は、超吸収体を約１００％までの相対湿度に曝すか、他の
処理を施す段階を含むことができる。処理相対湿度は、少なくとも最低約５０％
、随意的に少なくとも約８０％として、性能を改善してもよい。本発明の他の様
態は、約１００℃までの温度で超吸収体を処理する段階を含むことができる。も
しくは、処理温度は、少なくとも最低約２０℃、随意的に少なくとも約８０℃に
して、有用性を高めてもよい。

【００３３】 他の様態では、超吸収性材料３２は、超吸収性材料が、外気又は第１の水分レ
ベルを含むとき及びその状態で、ウェブ中に分散され、堆積され又は他の方法で
含有される。次に、ウェブ１２の加湿により、超吸収性材料の水分含量を外気、
吸収体内の第１のレベルよりも高い第２のレベルまで上げることができるので有
利である。次に、超吸収性材料が、第１の水分レベルより相対的に高い第２の水
分レベルを含むと、続いてウェブを圧縮することができる。他の様態では、この
工程は、ウェブ内に繊維マトリックス等のマトリックス材料を含ませるための段
階を含むことができる。例えば、マトリックス材料（例えば繊維）は、超吸収性
材料と混合、積層、結合、組み立て、再反応、又は混ぜ合わせて所望のウェブを
形成することができる。

【００３４】 本発明の他の様態では、超吸収性材料３２の可塑化は、材料の湿度レベルが低
い場合であっても、超吸収性材料をゴム状の容易に変形可能な状態になるよう構
成することにより達成できる。従って、本発明は、低温で材料を緻密にすること
ができる。超吸収体は、化学処理又は他の方法で修正して低い相対湿度環境での
ガラス転移温度を低くした複合体を有することができる。このような修正には、
超吸収性材料の化学的性質を適切に変化させる化学反応又は処理を含むことがで
きる。特定の様態では、超吸収体は、ガラス転移温度が、相対湿度５０％で約３
５℃より低くなるように化学的に調節された複合体を有することができる。

【００３５】 他の様態では、超吸収性材料は、添加剤で処理し、超吸収体をゴム状で粉塵を
形成しにくくすることができる。例えば、１９９６年１月３日に発行された欧州
登録特許０６９００７７「所望の破砕特性を有するヒドロゲル形成ポリマー材料
」を参照されたい。また、添加剤は、超吸収性粒子を隣接する繊維に結合させる
のを助ける結合材料としても作用する。その結果、可塑化添加剤は、結合剤を吸
収性材料に導入するための効果的で特有の技術を提供できる。

【００３６】 図２、図３及び図４を参照すると、本発明の方法及び装置は、ウェブ１２に予
め定めた可撓性を付与する機構を更に含むことができる。可撓化は、ウェブの圧
縮の前に行うことが望ましい。可撓化は、ウェブ１２に所望の柔軟性を付与する
ので有利であり、柔軟化は、例えば、ウェブの加湿又は他の可塑化の前、その間
、又はその後に行うことができる。ウェブの柔軟化は、所望の通りに、選択した
横方向の可撓化、機械方向の可撓化、又は横方向の可撓化及び機械方向の可撓化
の組み合わせを含むことができる。

【００３７】 種々の技術を用いて、ウェブ１２の所望の横方向可撓化を行うことができる。
例えば、この技術としては、エンボス加工、マイクロストレイニング、二軸スト
レイニング等、及びその組み合わせを挙げることができる。 マイクロストレイニング技術の例は、１９９６年１０月８日にＲ．Ｗ．ＴＡＮ
ＺＥＲらに付与された米国特許第５，５６２，６４５号「柔軟な吸収性パルプシ
ートを有する物品」に記載されている。

【００３８】 二軸ストレイニング技術の例は、１９７５年９月２日にＳｃｈｗａｒｚに付与
された米国特許第３，９０２，２３０号「同時連続二軸ウェブ伸張機」、１９８
０年９月１６日にＳｃｈｗａｒｚに付与された米国特許第４，２２３，０５９号
「配向可能なポリマー繊維の不織ウェブを伸張するための方法及びその製品」、
及び１９８１年８月２５日にＳｃｈｗａｒｚに付与された米国特許第４，２８５
，１００号「不織ウェブ又は配向可能なポリマー材料を伸張するための装置」に
記載されている。 可撓性のある吸収性材料を作る他の方法は、１９８２年１０月１９日にＫｏｐ
ｏｌｏｗに付与された米国特許第４，３５４，９０１号「可撓性のある吸収性板
紙」、及び１９８６年９月９日にＷｅｉｓｍａｎらに付与された米国特許第４，
６１０，６７８号「高密度吸収性構造体」に記載されている。

【００３９】 図１、図２、及び図３を参照すると、ウェブ１２の横方向の可撓化は、一対の
協働する二重反転型円周方向溝付きローラ７０及び７０ａの間のニップにウェブ
を通して、対応する溝付きロールの組でウェブ材料を機械的に曲げる段階を含む
ことができる。図２及び図３に代表的に示すように、二重反転型溝付きローラ７
０及び７０ａは、それぞれ交互に連なる協働するピーク部７２及びランド部７６
を含むことができる。ピーク部は、選択された幅７８及び選択された高さ８２を
有する。ランド部は、選択された幅８０及びピーク部の高さ８２に対応する選択
された深さを有する。同一のロールにある隣接するピーク部は、中心間距離８４
を有する。作動中、一方のロールのピーク部は、実質的に他方の対応するロール
のランド部の中心に位置している。ローラ７０とローラ７０ａとの間の「かみ合
い」距離９０は、第１のロールのピーク部が対応する第２のロールの溝に貫入し
たときの、第１のロールのピーク部から第２のロールの隣接する位置のピーク部
までの距離として測定される。「間隙」は、第１のローラのピーク部が第２のロ
ーラの溝に貫入していないときに測定される。

【００４０】 例えば、代表的に示す構成では、ピーク部の幅７８は、０．０３１インチ（０
．７９ｍｍ）であり、ランド部の幅８０は、０．０９４インチ（２．３９ｍｍ）
である。ピーク部の高さ８２（又は、対応するランド部の深さ）は、０．０９イ
ンチ（２．２９ｍｍ）である。同じローラにある隣接するピーク部の中心間距離
８４は、０．１２５インチ（３．１８ｍｍ）である。

【００４１】 適切な円周方向溝付きローラの例は、１９９０年５月１日にＲ．Ｗａｌｔｏｎ
らに付与された米国特許第４，９２１，６４３号「２つの対応するロールを用い
るウェブ加工」に記載されている。なお、この全開示内容は、矛盾しない範囲で
本明細書に参考文献として組み込まれている。米国特許第４，９２１，５４３号
に記載されているリターディングフィンガーは、本発明の柔軟化工程には用いな
いことに留意されたい。

【００４２】 吸収性層材料又は材料の他のウェブが直線方向に移動する（直線移動する）場
合は、材料の全ての部分の速度は等しい。材料がロールの曲面に沿って移動する
場合は、材料の速度は線形ではなくなり、速度は実質的に円周方向になる。 円周方向の湾曲経路に沿って材料が動くと、材料の平均速度が材料の厚さの中
心にあるような速度差が生じる。ロールに隣接する材料部分は、平均速度より遅
い速度で移動し、材料の半径方向に最も外側の部分は、平均速度より速い速度で
移動する。速度差に対応するために、湾曲材料は、材料の凹面側で圧縮され、材
料の凸面側で伸張する傾向がある。

【００４３】 材料の外側の凸面の伸張特性は、材料の硬さをほぐすのに特に役に立つ。例え
ば、伸張すると繊維ウェブの繊維が引っ張られて、繊維間の水素結合（及び他の
結合）が壊れる。その結果、材料は一層柔軟になることができる。材料ウェブの
片側のみを柔軟化することを望む場合は、ウェブの指定した側に張力荷重を与え
て伸張するよう湾曲ウェブ経路の幾何学的形状を設定できる。材料をＳ形（Ｓ−
ラップ）湾曲経路に通すと、材料の各々の側を順に引っ張って伸張することがで
き、ウェブの両側を柔軟化して柔らかくできる。

【００４４】 どのような種類の張力を与えても、ウェブ材料を柔軟化するのを助けることが
できるが、ロールの周りで曲げ作用を利用することによって、柔軟化の程度を制
御でき材料強度を維持できる。曲げ作用は、湾曲したウェブの曲げ中立軸に近接
して位置決めされたウェブの厚みの中央部分での材料の強度を維持しつつ、ウェ
ブの露出した外面側に向かって位置決めされた、材料の凸面をなす部分を柔軟化
できる。

【００４５】 柔軟化のための（引張）力の程度は、典型的には、用いるロールの半径に反比
例する。用いるロールの直径が小さければ、速度差が大きくなり、引張力が大き
くなる。柔軟化のための（引張）力の程度は、典型的には、吸収性構造体の厚さ
に比例する。材料が厚ければ、速度差が大きくなり、引張力が大きくなる。

【００４６】 図４を参照すると、ウェブ１２の機械方向可撓化には、選択した円周方向転向
角４０で湾曲する湾曲経路３８に沿ってウェブを移動する段階を含むことができ
る。特定の様態では、円周方向転向角は、少なくとも最低約１５度（１５°）で
あってもよい。もしくは、円周方向転向角は、少なくとも約４５度、随意的に少
なくとも約９０度として、性能を改善してもよい。他の様態では、円周方向転向
角は、最大約２７０度又はそれ以上であってもよい。もしくは、円周方向転向角
は、約２４０度以下、随意的に約２００度以下として、有用性を高めてもよい。

【００４７】 円周方向転向角が小さすぎると、ウェブの剛性を低下させる作用が不十分にな
ることもある。円周方向転向角が大きすぎると、ウェブの一体性が過度に低下し
て加工装置が過度に複雑になることもある。 湾曲経路３８は、選択された曲率半径４２を有することができる。特定の様態
では、曲率半径は、少なくとも最低約１ｃｍであってもよく、もしくは、少なく
とも約１．５ｃｍとして性能を改善することができる。他の様態では、曲率半径
４２は、最大約２０ｃｍ以下であってもよい。もしくは、曲率半径は、約５ｃｍ
以下、随意的に約２ｃｍ以下として有用性を高めることができる。曲率半径４２
が小さすぎると、超吸収性材料又は繊維材料が、ウェブから過度に振り落とされ
るか、失われる場合がある。曲率半径４２が大きすぎると、ウェブの柔軟化のレ
ベルが不十分になる場合がある。

【００４８】 図４を参照すると、ウェブ１２の縦方向の可撓化には、個々の転向角４０、４
０ａ及び４０ｂを含む反転転向角等の、累積反転転向角を通って湾曲する実質的
にＳ形の湾曲経路に沿ってウェブを移動する段階を含むことができる。特定の様
態では、累積反転転向角は、最大約２０００度又はそれ以上であってもよい。も
しくは、累積反転転向角は、約１５００度まで、随意的に約７２０度までとして
性能を改善してもよい。他の様態では、累積反転転向角は、最低約１８０度以上
であってもよい。もしくは、累積反転転向角は、約２７０度以上、随意的に約３
６０度以上として有用性を高めてもよい。

【００４９】 累積反転転向角が小さすぎると、ウェブの柔軟化作用が不十分となる場合もあ
る。累積反転転向角が大きすぎると、加工装置が過剰に複雑になる場合もある。 代表的に示す図では、Ｓ形の湾曲経路は、第１の湾曲部分４４及び第２の反転
した反対向き湾曲部分４６を備えることができる。第１及び第２の湾曲部分は、
それぞれ何れかの曲率半径及び本明細書に記載した個々の転向角を有することが
できる。

【００５０】 図１に代表的に示すように、本発明の装置及び方法は、ウェブ１２を選択的に
加熱する段階を更に含むことができる。例えば、ウェブ１２は、一対の二重反転
型熱ローラ３０及び３０ａの間の間隙を通過することができる。代表的に示すよ
うに、熱ローラは、ウェブ１２を選択したように圧縮及び緻密化するよう構成す
ることもできる。特定の様態では、ウェブ１２の加熱は、ウェブの圧縮の前か、
圧縮と並行して行うことができる。他の様態では、ウェブの加熱は、ウェブの圧
縮と実質的に同時に行うことができる。本発明の種々の構成では、ウェブ１２の
加熱は、１つ又はそれ以上の技術で行うことができる。このような技術には、例
えば、伝導、放射、対流等、又はその組み合わせによる加熱を挙げることができ
る。

【００５１】 伝導加熱では、典型的に、熱は、媒体内又は直接接触している媒体間の高温領
域から低温領域に移動することができる。伝導加熱としては、例えば、加熱ラッ
プローラ、加熱カレンダローラ、加熱ニップ、加熱固定板、摩擦等、又はその組
み合わせによる加熱を挙げることができる。 放射加熱では、典型的は、熱は、各々の物体が間隔を置いて離れている場合に
、高温体から低温体に移動することができる。放射加熱としては、例えば、赤外
線を放射する加熱ランプ、マイクロ波加熱、直火又は他の燃焼、発熱化学反応、
熱交換等、又はその組み合わせを挙げることができる。

【００５２】 対流加熱は、典型的に、伝導作用、エネルギー貯蔵及び混合を含む。対流加熱
としては、例えば、蒸気、加熱空気又は他の加熱気体等、又はその組み合わせを
挙げることができる。 マイクロ波加熱は、超吸収体材料が本質的に水親和性であり、水がマイクロ波
放射により選択的に励起され加熱されるので、特に有用である。このように、マ
イクロ波加熱により、ウェブ１２の絶縁された繊維材料を通して熱エネルギーを
伝達する必要性をなくすことができる。伝導加熱は、熱を超吸収性材料に移動さ
せるためにウェブの繊維材料を加熱する必要があるのでエネルギー効率があまり
よくない。

【００５３】 ウェブ１２の加熱には、ウェブを少なくとも最低約２０℃の温度に曝す段階を
含むことができる。もしくは、加熱温度は、少なくとも約４０℃、随意的に少な
くとも約９０℃として、性能を改善してもよい。他の様態では、加熱温度は、約
２０５℃以下であってもよい。もしくは、加熱温度は、約１７５℃以下、随意的
に約１５０℃以下として、有用性を高めてもよい。ウェブ１２を加熱すると、ウ
ェブ内のマトリックス繊維の水素結合を増加させるのを助けることができ、極め
て高温で加熱すると、繊維の可塑化を助けることができる。その結果、所望の密
度値を生成するのに必要な圧力が低くなる。加熱繊維は復元傾向が少なく、ウェ
ブは所望の密度を良好に維持する。

【００５４】 ウェブの加熱には、ウェブ１２を、超吸収性材料３２の予め定めた割合のガラ
ス転移が起こる温度（℃で測定）内で、ウェブの超吸収性材料を有効に加熱でき
る温度に曝す段階を含むことができる。特定の様態では、加熱温度は、少なくと
も最低約８０％のガラス転移が起こる温度であってもよい。もしくは、加熱温度
は、少なくとも約９０％のガラス転移が起こる温度、随意的に超吸収性材料の少
なくとも約９５％のガラス転移が起こる温度として、有用性を高めてもよい。他
の様態では、加熱温度は、最大約１２５％以下のガラス転移が起こる温度であっ
てもよい。もしくは、加熱温度は、約１０７％以下のガラス転移が起こる温度、
随意的に超吸収性材料の約１０５％以下のガラス転移が起こる温度として、コス
ト削減等の有用性を高めてもよい。

【００５５】 超吸収性材料の加熱温度が高すぎると、材料が、過度に分解するか、望ましく
ない化学変化を起こすこともある。超吸収性材料の加熱温度が低すぎると、超吸
収性材料が、過度に破砕することもある。 Ｉｓｋｒａに付与された米国特許第４，６０５，４０２号に記載されているよ
うな、吸収性製品を柔らかくするための従来技術では、超吸収体を望ましく粉砕
し、物品に柔らかさを付与することを教示している。加熱カレンダロール及び高
圧を用いて吸収性ウェブを緻密化するための従来技術は、米国特許第５，２５２
，２７５号及び米国特許第５，３２４，５７５号に記載されている。このような
技術を用いて、超吸収体を含む場合もある、嵩高い架橋繊維のウェブを緻密化す
る。緻密化する圧力は、８００〜１１５，０００ｐｓｉ（５．５×１０³〜７．
９×１０⁵ＫＰａ）の範囲であり、加熱温度は、６０℃と１８０℃の間である。

【００５６】 しかし、このように高圧にすると、超吸収体に悪影響を及ぼすことがある。実
質的に乾燥した組成物では、超吸収体は、典型的にはガラス状で脆い状態であり
、高圧になると割れることもある。超吸収体が割れて小さい粒子になると、嵩高
い架橋超吸収体よりは、表面架橋超吸収体に対して更に悪影響を及ぼす。表面架
橋超吸収体では、粒子が割れると超吸収性粒子中央部の、軽く架橋した材料が露
出する場合があるので望ましくない。しかし、表面架橋超吸収体は、多量の超吸
収体を含む薄い構造体を生成するのには好ましい。このような構造体の例は、Ｋ
ｅｌｌｅｎｂｅｒｇｅｒに付与された米国特許第５，１４７，３４３号、及びＭ
ｅｌｉｕｓらに付与された米国特許第５，６０１，５４２号に記載されている。
従って、従来の柔軟化して緻密化する技術は、所望の製品を生成するのには適切
でない。

【００５７】 従来技術とは対照的に、代表的に示されるカレンダローラ２２により提供され
るような圧縮機構は、ウェブ中の超吸収性材料の所望の特性を実質的に過度に損
なうことなくウェブの剛性を低減できるように、ウェブ１２に選択的に圧力を付
与できる。特に、圧縮機構は、超吸収性材料を実質的に過度に破砕することなく
ウェブの嵩高さを低減できるように、ウェブ１２に選択的な圧力を付与できる。
図１を参照すると、ウェブ１２の圧縮には、代表的に示す一対のカレンダローラ
２２および２２ａ等の一対の協働する二重反転型ローラ間のニップを通ってウェ
ブを通過させる段階を含むことができる。カレンダローラの外側円周方向表面は
、実質的に滑らかであってもよい。または、カレンダローラの外側表面は、型押
し模様が付いていてもよい。例えば、カレンダローラ２２の外側表面は、予め決
められたパターンである円周方向に延びる溝を備えることができる。もしくは、
カレンダローラの表面は、１つ又はそれ以上の従来形式の型押パターンで型押し
模様が付けられていてもよい。

【００５８】 特定の様態では、ウェブ１２の圧縮には、ウェブを選択した圧縮間隙に挟む段
階を含むことができ、この間隙は、圧縮プレートの間、圧縮ローラの間又は他の
締固め機構、又はそれらの組み合わせにより与えられる。例えば、圧縮間隙は、
超吸収性材料の粒子径の平均値と実質的に等しいか、それより小さくなるように
選択できる。本発明の他の様態では、圧縮間隙は、約２ｍｍより小さくなるよう
に選択でき、約１ｍｍより小さくなるように選択してもよい。もしくは、圧縮間
隙は、約０．６ｍｍより小さく、随意的に約０．３ｍｍより小さくして、有用性
を高めてもよい。圧縮間隙は、どの従来技術を用いても形成できる。例えば、圧
縮間隙は、一対の圧力プレートの間に形成してもよく、協働する一対の二重反転
型ローラのニップ域に生成してもよい。

【００５９】 他の様態では、ウェブ１２の圧縮は、圧縮ウェブ密度が少なくとも最低約０．
２ｇ／ｃｍ³になるように構成してもよい。もしくは、ウェブ密度は、少なくと
も約０．２５ｇ／ｃｍ³、随意的に少なくとも約０．３ｇ／ｃｍ³又はそれ以上と
して、柔軟性の改善又は液体移動性の改善といった有用性を高めてもよい。所望
の態様では、ウェブ密度は、約０．２ｇ／ｃｍ³又はそれ以上までであってもよ
い。

【００６０】 加熱カレンダロールを用いて、ウェブ１２を加熱するとともに圧縮することが
できることは容易に理解される。例えば、材料の圧縮及び緻密化は、誘導加熱カ
レンダロールを用いて実現できる。ロールの直径は、９．５インチ（２４，１ｃ
ｍ）であってもよく、約４００°Ｆ（約２０５℃）までの温度に加熱できる。特
定の態様では、ロールは、速度が約１５ｍ／分になるように作動してもよく、ロ
ール間が選択された間隙になるように位置決めできる。随意的に、ロールにより
もたらされる速度は、１８５ｍ／分又はそれ以上までであってもよい。また、選
択された応力を作用させて、ロールの１つを付随する間隙ストップに押しつけて
もよい。適切なロールは、日本の京都に営業所を置く会社であるＴｏｋｕｄｅｎ
Ｃｏ．又はジョージア州ノークロスに営業所を置く会社であるＴｏｋｕｄｅｎ
，Ｉｎｃ．から入手可能である。

【００６１】 望ましい様態では、ウェブ１２は、繊維材料及び超吸収性材料の選択された組
み合わせを含むことができる。望ましい様態では、組成物材料は、吸収性ウェブ
１２を生成する間に、繊維化及び／又は空気堆積工程を通らない。繊維材料とし
ては、吸収性繊維、実質的に非吸収性繊維、湿潤可能な繊維、実質的に非湿潤可
能な繊維、セルロース繊維、非セルロース繊維、天然繊維、又は合成繊維、及び
その組み合わせを挙げることができる。本発明の特定の様態では、吸収性ウェブ
１２の構造体には、乾燥吸収性ウェブの全重量に対して測定すると、少なくとも
最低約０．５ｗｔ％の超吸収性材料を含むことができる。もしくは、女性用ケア
及び軽度失禁用に構成された物品等の選ばれた製品では、吸収性ウェブ１２は、
少なくとも約０．７ｗｔ％の超吸収性材料を含むことができ、随意的に少なくと
も約１ｗｔ％の超吸収性材料を含み、有用性を高めることができる。乳児用ケア
おむつ、幼児用ケアトレーニングパンツ、及び大人用失禁用製品に構成された物
品等の他の選ばれた製品では、吸収性ウェブは、少なくとも約１５ｗｔ％の超吸
収性材料を含むことができ、随意的に少なくとも約３０ｗｔ％の超吸収性材料を
含み、性能を改善することができる。

【００６２】 本発明の他の様態では、吸収性ウェブ１２は、乾燥吸収性ウェブ１２中の材料
の全量に対して求めると、最大約９０ｗｔ％以下の超吸収性材料を含むことがで
きる。女性用ケア及び軽度失禁用に構成された物品等の選ばれた製品では、約１
５ｗｔ％以下の超吸収性材料を含むことができ、もしくは、約１０ｗｔ％以下の
超吸収体を含み、有用性を高めることができる。随意的に、このような製品の吸
収性ウェブは、約５ｗｔ％以下の超吸収性材料を含み、所望の利点を得ることが
できる。乳児用おむつ、大人用失禁用衣類及び幼児用ケアトレーニングパンツ用
に構成された物品等の他の選ばれた製品では、吸収性ウェブ１２は、約７０ｗｔ
％以下の超吸収性材料を含むことができ、随意的に約６０ｗｔ％以下の超吸収性
材料を含み、性能を改善することができる。

【００６３】 本発明で生成される吸収構造体に用いられる超吸収性材料は、ポリマーゲル材
料であってもよく、超吸収体は、一般に個々の粒子の形態であってもよい。粒子
は、例えば、螺旋又は半螺旋、立方体、ロッド様、多面体等の、あらゆる所望の
形状であってもよい。また、針、フレーク、及び繊維等の最大寸法／最小寸法の
比が大きい形状も、本発明で用いることができる。また、随意的に、吸収性ゲル
化材料の粒子塊も、本発明で生成される吸収性構造体に用いることができる。用
いるのに望ましい粒子は、平均径が約５ミクロンから約１ミリメートルであり、
粒子の最も長い長さ寸法を粒子の最も短い寸法で割ることによりアスペクト比を
求める場合、種々のアスペクト比を有することができる。フレーク又は繊維のよ
うにアスペクト比が５より大きい粒子では、「粒子径」は、本明細書で用いる場
合、個々の粒子の投影図を二等分する最も小さい長さ寸法とする。アスペクト比
が５より小さい粒子では、「粒子径」は、個々の粒子の投影図を二等分する最も
長い寸法を意味する。粒子径を求めた後、従来の方法で、平均粒子径等の種々の
他のパラメータ又は値を計算するか、他の方法で求めることができる。

【００６４】 望ましい様態では、吸収性ウェブ１２の繊維材料の量の合計は、少なくとも最
低約１０ｗｔ％であってもよい。もしくは、繊維の量は、少なくとも約２０ｗｔ
％、随意的に少なくとも約３０ｗｔ％であってもよい。他の様態では、吸収性ウ
ェブ１２内の繊維材料の量の合計は、最大約９９．５ｗｔ％以下であってもよい
。もしくは、繊維の量は、約９０ｗｔ％以下、随意的に約７０ｗｔ％以下であっ
てもよい。 吸収性ウェブ１２の材料は、別個の結合材料を含んでも含まなくてもよく、結
合材料は、セルロース繊維及び超吸収性ポリマー材料に付加される。本発明の特
定の様態での結合材料の量は、乾燥吸収性ウェブの全重量に対して求めると、少
なくとも約０．００１ｗｔ％であってもよい。他の様態では、結合材料の量は、
約２５ｗｔ％以下の量であってもよい。

【００６５】 結合材料が、湿潤強化剤である場合には、結合材料の量は、少なくとも約０．
００２ｗｔ％であってもよく、随意的に少なくとも約０．０５ｗｔ％として、性
能改善することができる。他の様態では、湿潤強化剤の量は、約２ｗｔ％以下で
あってもよい。更に、湿潤強化剤の量は、約１ｗｔ％以下、随意的に約０．０７
ｗｔ％以下として、有用性を高めることができる。

【００６６】 結合材料が、接着結合剤である場合には、結合材料の量は、少なくとも約０．
０５ｗｔ％であってもよい。もしくは、接着結合剤の量は、少なくとも約１ｗｔ
％、随意的に少なくとも約５ｗｔ％として、性能を改善することができる。他の
様態では、接着結合剤の量は、約２５ｗｔ％以下であってもよい。もしくは、接
着結合剤の量は、約２０ｗｔ％以下、随意的に約１５ｗｔ％以下として、有用性
を高めることができる。

【００６７】 結合材料が、熱可塑繊維又は溶媒活性化繊維等の活性化結合繊維の場合には、
結合繊維の量は、少なくとも約１ｗｔ％であってもよい。もしくは、結合繊維の
量は、少なくとも約１．５ｗｔ％、随意的に少なくとも約２ｗｔ％として、性能
を改善することができる。他の様態では、結合繊維の量は、約２５ｗｔ％以下で
あってもよい。もしくは、結合繊維の量は、約１４ｗｔ％以下、随意的に約５ｗ
ｔ％として、有用性を高めることができる。 結合材料が可塑剤である場合には、可塑剤の量は、少なくとも約１ｗｔ％であ
ってもよい。もしくは、可塑剤の量は、少なくとも約１．５ｗｔ％であってもよ
く、随意的に少なくとも約２ｗｔ％として、性能を改善することができる。他の
様態では、可塑剤の量は、約２５ｗｔ％以下であってもよい。もしくは、可塑剤
の量は、約１５ｗｔ％以下、随意的に約５ｗｔ％以下として、有用性を高めるこ
とができる。

【００６８】 本発明の他の様態には、吸収性ウェブの繊維材料の全量の少なくとも約２０ｗ
ｔ％の量の硬化セルロース繊維を含む吸収性ウェブを含むことができる。もしく
は、硬化セルロース繊維の量は、少なくとも約３０ｗｔ％、随意的に少なくとも
約４０ｗｔ％として、性能を改善することができる。他の様態では、吸収性ウェ
ブ１２の材料は、吸収性ウェブ内の繊維材料の全量の約１００ｗｔ％以下の量の
硬化セルロース繊維を含むことができる。もしくは、硬化セルロース繊維の量は
、約７０ｗｔ％以下、随意的に約６０ｗｔ％以下として、性能を改善することが
できる。

【００６９】 本発明の他の様態には、実質的に、親水性けん縮合成ポリマー材料で構成され
た繊維を含まないことが可能な吸収性ウェブ１２を含むことができる。もしくは
、吸収性ウェブは、吸収性ウェブ内の繊維材料の全量に対して求めると、少なく
とも５ｗｔ％の親水性けん縮合成繊維を含むことができ、随意的に少なくとも約
１０ｗｔ％の親水性けん縮合成繊維を含み、性能を改善することができる。更に
他の様態では、吸収性ウェブは、約５０ｗｔ％以下の親水性けん縮合成繊維を含
むことができる。もしくは、吸収性ウェブ１２は、約２５ｗｔ％以下の親水性け
ん縮合成繊維を含むことができ、随意的に約２０ｗｔ％以下の親水性けん縮合成
繊維を含み、性能を改善することができる。合成繊維の繊維の長さは、約２ｍｍ
より大きくてもよい。

【００７０】 本発明の他の様態では、ウェブ１２は、湿式形成される。特定の様態では、ウ
ェブ１２は、超吸収性材料３２及び選択した繊維材料の混合物を用いて湿式形成
される。例えば、ウェブ１２は、超吸収性材料及び選択した繊維材料の水含有混
合物を用いて湿式形成される。更に他の様態では、ウェブ１２は、超吸収性材料
及び繊維材料の水性の水含有混合物であって、混合物がフォームの構成にされた
ものを用いて湿式形成される。適切な湿式形成超吸収体含有材料の例は、１９９
９年６月１５日に出願された（代理人整理番号１４，４０６号）Ｓ．Ｍｅｌｉｕ
ｓらの米国特許出願番号第０９／３３４，１５２号「改良湿式形成吸収体を含む
吸収性物品」に記載されている。なお、この全開示内容は、矛盾しない範囲で本
明細書に参照文献として組み込まれている。

【００７１】 本明細書の種々の様態では、ウェブ１２は、所望レベルの吸収容量等の、所望
レベルの性能をもたらすのに十分な坪量を有するように構成できる。特定の様態
では、坪量は、少なくとも最低約５０ｇ／ｍ²であってもよく、望ましい態様で
は、少なくとも約１００ｇ／ｍ²であってもよい。もしくは、坪量は、少なくと
も約４００ｇ／ｍ²であってもよく、随意的に少なくとも約７５０ｇ／ｍ²として
、性能を改善することができる。他の様態では、ウェブの坪量は、最大約１００
０ｇ／ｍ²以下として、他の所望の利点をもたらすことができる。

【００７２】 本発明は、ウェブ１２に選択した可撓性の値を生じるように構成できる。吸収
性材料、特に湿式形成吸収性材料の柔軟性及び可撓性は、乾燥吸収性材料の柔軟
性又は剛性を反映する沿層方向圧縮（ＥＣ）値により示すことができる。従って
、沿層方向圧縮値は、着用者の脚の間の吸収性物品の可撓性又は剛性も反映する
ことができ、所望の快適性及びフィット性の重要な指標をもたらすことができる
。

【００７３】 特定の様態では、吸収性材料は、選択された沿層方向圧縮／坪量の値（ＥＣ値
）を有することができる。乳児用ケア、大人用ケア、女性用ケア、及び幼児用ケ
ア製品等の種々の構成では、坪量をグラム／平方メートル（ｇｓｍ又はｇ／ｍ²
）で表す場合、吸収性材料のＥＣ値は、最高約９ｇ／ｇｓｍ以下であってもよい
。もしくは、吸収性材料のＥＣ値は、約６ｇ／ｇｓｍ以下であってもよく、随意
的に、吸収性材料のＥＣ値は、約３ｇ／ｇｓｍ以下として、性能を改善すること
ができる。ＥＣ値が約９ｇ／ｇｓｍより大きい場合には、乾燥吸収性材料及びそ
れに対応する吸収性物品は、剛性が高すぎることがある。

【００７４】 乳児用ケア及び幼児用ケア製品等の特定の構成では、吸収性材料の沿層方向圧
縮／坪量の値（ＥＣ値）は、坪量をグラム／平方メートル（ｇｓｍ又はｇ／ｍ²
）で表す場合、最大約３ｇ／ｇｓｍ以下であってもよい。もしくは、吸収性材料
のＥＣ値は、約２ｇ／ｇｓｍ以下であってもよく、随意的に、吸収性材料のＥＣ
値は、約１ｇ／ｇｓｍ以下として、所望の性能をもたらすことができる。このよ
うな製品のＥＣ値が、約３ｇ／ｇｓｍより大きい場合には、乾燥吸収性材料及び
対応する吸収性物品は、やはり剛性が高すぎることがある。

【００７５】 本発明の他の様態では、吸収性材料の坪量で割ったＥＣの値（ＥＣ値）は、少
なくとも最低約０．３ｇ／ｇｓｍであってもよい。もしくは、吸収性材料のＥＣ
値は、少なくとも約０．４ｇ／ｇｓｍであってもよく、随意的に吸収性材料のＥ
Ｃ値は、少なくとも約０．５ｇ／ｇｓｍとして、更に利点をもたらすことができ
る。

【００７６】 沿層方向圧縮値 沿層方向圧縮（ＥＣ）値を測定する方法を以下に述べる。吸収性材料を２イン
チ×１２インチ（５．１ｃｍ×３０．５ｃｍ）片に、長手寸法部が製品又は原材
料ウェブの縦方向に合うように切り取る。試料の重さを測定する。０．２ｐｓｉ
（１．３８ＫＰａ）荷重下で材料の厚さを測定する。材料は、高さが２インチ（
５．１ｃｍ）で両端が０〜０．１２５インチ（０〜３．１８ｍｍ）重なった円筒
形に形成され、ホッチキスで３箇所留める。１つのホッチキスは製品の幅の中央
付近であり、他の２つは、材料の幅のそれぞれの端部に近接する。ホッチキスの
長手寸法部は、試験に対するホッチキスの影響が最小になるように、形成された
円筒形の円周方向にある。

【００７７】 インストロン試験器又は同様の装置は、底面プラットホーム、試験する試料の
円周より大きく底面プラットホームに並行であり、逆位置に配置された圧縮荷重
セルに付随するプラテンで構成されている。試料片は、プラットホームの上で、
プラテンの下に配置される。プラテンを試料に接触させ、２５ｍｍ／分の速さで
試料を圧縮する。試料を幅（１インチ）（２．５４ｃｍ）の５０％まで圧縮した
ときに得られる最大の力を記録する。

【００７８】 材料が曲がる場合は、典型的には、試料が５０％まで圧縮される前に、最大の
力に到達している。吸収体の長さが、１２インチ（３０．５ｃｍ）より短い製品
では、材料のＥＣ値は、以下の方法で測定できる。沿層方向圧縮強度の詳細な論
議は、「紙及び板紙の物理的及び機械的な試験のハンドブック」Ｒｉｃｈａｒｄ
Ｅ．Ｍａｒｋ編、Ｄｅｋｋｅｒ１９８３年（第１巻）に示されている。座屈応
力を制御する論理モデルに基づくと、記載された沿層方向圧縮構成では、座屈応
力は、Ｅ＊ｔ²／（Ｈ²）に比例し、比例定数は、Ｈ²（Ｒ＊ｔ）の関数であり、
ここで、Ｅは弾性率、Ｈは円筒の高さ、Ｒは円筒の半径、ｔは材料の厚さである
。応力を力／坪量で表すと、一定に保つ必要があるパラメータは、Ｈ²／Ｒであ
ることが示される。従って、１２インチ（３０．５ｃｍ）より小さい試料に対し
ては、可能な最も大きい円を作り、高さ（切り取った試料の幅）をＨ²／Ｒが２
．１インチ（５．３ｃｍ）に等しくなるように調節する必要がある。 以下の実施例は、本発明を更に詳細に理解するために示すものであり、本発明
の範囲を限定するものではない。

【００７９】 実施例 以下の実施例の湿式堆積超吸収体含有複合材料は、以下の技術で作った。繊維
の完成紙料は、標準および架橋セルロースパルプ（Ｋｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒ
ｋ Ｃｏｒｐ．の漂白南部軟材クラフトパルプＣＲ００５４、Ａｒａｃｒｕｚ
Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ＳＡの漂白ユーカリクラフトパルプパルプ、及びＷｅｙｅ
ｒｈａｕｓｅｒ Ｃｏｒｐ．のＮＨＢ４１６架橋パルプ）を共にハイドロパルプ
化することにより作った。一般に、ハイドロパルプ化工程には、水中に繊維材料
を分散する段階、及び得られる混合物を撹拌する段階が含まれる。ハイドロパル
プ化は、室温、濃度３％で行った。ＫＹＭＥＮＥ結合剤等の湿潤強化剤又は結合
材料を加える場合には、ハイドロパルプ化する段階で行った。例えば、ＫＹＭＥ
ＮＥ結合剤は、完成紙料１メートルトン当たりＫＹＭＥＮＥ結合剤１０ポンドの
量で加えることができる。架橋繊維を開くことは困難であるため、ハイドロパル
プ化は標準的に１時間行った。繊維材料をハイドロパルプ化するのに適切な装置
は、ニューヨーク州グレンフォールズに営業所を置くＡｄｉｒｏｎｄａｃｋ Ｍ
ａｃｈｉｎｅ Ｃｏｒｐ．から入手可能な１０ガロン実験型ハイドロパルパーで
ある。

【００８０】 手すきシートは、マサチューセッツ州ダンバーズに営業所を置くＭＫ Ｓｙｓ
ｔｅｍｓから入手可能なＳＥＲＩＥＳ９０００コンピュータ手すきシート形成装
置を用いて形成した。手すきシート形成装置の形成チャンバにある形成ワイヤク
ロスは、９０×９０のメッシュステンレスシートで構成されていた。 手すきシート形成工程には、約１ガロンの新鮮な水を形成チャンバにポンプで
送り込む（約１秒間）段階を含んでいる。十分な完成紙料を形成チャンバにポン
プで送り込み、（超吸収体を含む）坪量が約４００ｇｓｍ（ｇ／ｍ²）の最終的
な手すきシートを作った。超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）材料がゆっくりと膨潤す
ることが望ましい場合には、加える水は氷水（温度約２℃）とした。繊維は、形
成チャンバ内で完全に撹拌し、撹拌しながら超吸収性ポリマー材料を加えた。超
吸収体が大量に膨張することが望ましい場合には、超吸収体は、撹拌の最初に加
え、超吸収体がわずかに膨張することが望ましい場合には、撹拌の最後に加えた
。形成チャンバの内容物は２秒置いて落ち着かせた後、排水した。得られたシー
トは、脱水した後、温度１０５℃で乾燥させた。

【００８１】 十分な一体性を有するシートは、形成装置で自動的に脱水することができ、形
成装置内のフェルトから剥ぎ取って、乾燥機で乾燥するためにステンレス鋼のス
クリーンに載せた。例えば、シートは、真空脱水システムで脱水することができ
る。自動脱水するのに十分な一体性をもたないシートは、手動で処理した。手動
処理の間は、自動工程は、排水の段階で一次停止し、吸取り紙及びローリング重
りで手すきシートを更に圧密化した。次に、シートを形成スクリーンから直接乾
燥スクリーンに手で移動した。

【００８２】 フォーム繊維スラリーで構成される湿潤フォーム形成複合材料の実施例は、以
下の技術で生成した。フォーム形成技術には、湿式堆積吸収性複合材料を生成す
る装置及び方法を用い、繊維スラリーが形成チャンバで撹拌される段階で装置が
停止することを除いて、即ち、停止命令が入るまで撹拌を継続する。粒子状超吸
収性ポリマー材料を形成チャンバに加え、続いて、繊維及び超吸収体の乾燥重量
の組み合わせに基づき、９．５ｗｔ％の界面活性剤を加えた。用いた界面活性剤
は、デラウェア州ウィルミントンに営業所を置く会社であるＩＣＩ Ｓｕｒｆａ
ｃｔａｎｔｓから入手したＲＥＸＥＮＥ ＫＢであった。得られた超吸収性ポリ
マー及び繊維のスラリーは、気泡撹拌により激しく泡立った。ハンドミキサーを
用いて大きな気泡を壊し、均一な小気泡にした。スラリーが安定してきたら（撹
拌後、約４５秒）排水を開始した。形成されたシートは、極めて弱く、ワイヤと
複合体との間のポリプロピレンスパンボンデッド布のシートを滑らせることによ
りワイヤから剥離し、乾燥ラックに移動させる間、この布を用いて形成したシー
トを支持した。乾燥は、前述の湿式堆積吸収性材料と同様に温度１０５℃で行っ
た。

【００８３】 多くの実施例において、種々の湿式形成試料は、そのままでは本発明の目的に
は剛性が高すぎた。従って、剛性が高すぎる材料は、種々の柔軟化する方法によ
り更に修正した。このような方法には、材料の加湿、一対の対応する溝付きロー
ルの間のニップを通過させる機械的柔軟化、及び／又は一対の過熱カレンダロー
ラの間のニップを通過させる材料の圧縮、及びこれらの方法の種々の組み合わせ
が含まれる。

【００８４】 加湿された試料は、湿度を制御したチャンバに入れ、相対湿度８０％、１００
°Ｆ（３８℃）に２４〜６５時間置き、次に、相対湿度５０％±２％、７３．４
°Ｆ±１．８°Ｆ（２３℃±１℃）に調節した。調節後に得られた水分取込みを
表４及び表５に示す。

【００８５】 材料の機械的可撓化は、一連の対応する溝付きロール７０及び７０ａで実現で
きる。図２及び図３に代表的に示すように、二重反転型溝付きローラ７０及び７
０ａは、それぞれ交互に連なる協働するピーク部７２及びランド部７６を備える
。ピーク部の幅７８は、０．０３１インチ（０．７９ｍｍ）、ランド部の幅８０
は、０．９４インチ（２．３９ｍｍ）である。ピーク部の高さ８２（ランド部の
深さに等しい）は、０．０９インチ（２．２９ｍｍ）である。同じローラ上の隣
接するピーク部間の中心間距離８４は、０．１２５インチ（３．１８ｍｍ）であ
る。一方のロールのピーク部は、実質的に、他方の対応するロールのランド部の
中心に位置している。ローラ７０とローラ７０ａとの間の「かみ合い」は、１つ
のローラのピーク部が対応するロールの溝に貫入したときの、第１のロールのピ
ーク部から第２のロールの隣接するピーク部までの距離として測定される。「間
隙」は、１つのローラが第２のローラの溝に貫入していないときに測定される。
柔軟化ロールの各々の溝の間のかみ合い量は、表２及び表５に示す。

【００８６】 材料の圧縮及び緻密化は、速度５０ｆｔ／分（１５．２４ｍ／分）、温度２２
０〜２２５°Ｆ（１０４〜１０７℃）で、直径９．５インチ（２４．１３ｃｍ）
の一対の誘導加熱カレンダロールを用い、ロール間の間隙を表３及び表５に示す
ように設定して行った。試料のロール軸長に沿う幅は、６インチと７インチの間
（１５．２〜１７．９ｃｍ）であった。ロールに付与する圧力及びロール自身の
重さにより、試料にかかる力は４３８０ｌｂ（１９８７ｋｇ）となった。試料が
カレンダを通過するときに得られる間隙は測定しなかった。この間隙はカレンダ
加工する前に設定した間隙と等しいかそれより大きい筈である。ロールによりも
たらされる圧力が、ロールが関連の間隙ストッパを持ち上げることを十分に防止
できない場合には、得られた間隙は大きくなることもある。適切なカレンダロー
ルは、日本の京都に営業所を置く会社であるＴｏｋｕｄｅｎ Ｃｏ．又はジョー
ジア州ノークロスに営業所を置く会社であるＴｏｋｕｄｅｎ，Ｉｎｃ．から入手
可能である。

【００８７】 実施例１Ａから実施例１６Ｂ 全ての実施例に用いた超吸収体（ＳＡＰ）は、Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ，Ｉｎ
ｃ．から入手可能なＦＡＶＯＲ ＳＸＭ８８０超吸収体であった。ＫＹＭＥＮＥ
結合剤を用いる場合には、結合剤は、デラウェア州ウィルミントンのＨｅｒｃｕ
ｌｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＫＹＭＥＮＥ ５５７ＬＸであった。ＫＹＭＥ
ＮＥ結合剤は、ＫＹＭＥＮＥ結合剤を加えなかった実施例１３Ａ、実施例１３Ｂ
、実施例１３Ｃ及び実施例１３Ｄを除く全ての実施例で、１メートルトン当たり
ＫＹＭＥＮＥ１０ポンドの量で用いた。ジョージア州マリエッタに営業所を置く
会社であるＥｋａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能なＢＥＲＯＣＥＬ ５９９
剥脱剤は、実施例４Ａのみで用いた。ＢＥＲＯＣＥＬ 剥脱剤は、形成チャンバ
に吹き込む気流を用いて撹拌する前に、混合物に加えた。実施例１Ａから実施例
６Ａまでは、室温の水を用いる上記の手順により製造した。実施例７Ａから実施
例１５Ａまでは、超吸収体の膨潤を遅くするために氷水を用いる上記の手順によ
り製造した。実施例１６Ａは、フォーム化繊維スラリー工程で生成された湿式形
成材料の実施例である。

【００８８】 表１は、表に記載した実施例の複合体及び得られる沿層方向圧縮値および密度
を示している。実施例１Ａ及び実施例４Ａは、本発明で有用であるとされる実施
例である。他の実施例は、表２、表３、表４及び表５に記載するように、修正材
料に対する比較の目的で挙げている。 表１

【００８９】 表２は、対応する溝付きロールで材料を柔軟化した結果を示す。柔軟化材料（
接尾辞「Ｂ」、「Ｃ」又は「Ｄ」をつけて表す）と対照するために、非柔軟化材
料（接尾辞「Ａ」をつけて表す）を示している。 表２

【００９０】 表３は、加熱カレンダ加工による柔軟化の結果を示す。柔軟化材料と対照する
ために、非柔軟化材料（接尾辞「Ａ」をつけて表す）を示している。 表３

【００９１】 表４は、加湿による柔軟化を示す。柔軟化材料と対照するために、非柔軟化材
料（接尾辞「Ａ」を有する）を示している。 表４

【００９２】 表５は、複数の方法の組み合わせによる柔軟化を示す。柔軟化材料と対照する
ために、非柔軟化材料（接尾辞「Ａ」をつけて表す）を示している。表中のダッ
シュ記号（「−」）は、その実施例に柔軟化工程を行わなかったことを示す。試
料に複数の柔軟化の段階を行う場合には、表に記載した順番（左から右）（例え
ば加湿、柔軟化ロール、加熱カレンダロール）で行った。 表５

【００９３】 実施例１７Ａから実施例１９Ｃ 実施例１７Ａから実施例１９Ｃでは、用いた超吸収性材料は、Ｓｔｏｃｋｈａ
ｕｓｅｎ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから入手したＦＡＶＯＲ ＳＸＭ８８０で
あった。超吸収体試験では、試料は、米国標準３０メッシュふるいを通過し、米
国標準５０メッシュふるいに残る（基準寸法範囲が３００〜６００ミクロン）顆
粒から取った。 このようにして得られた超吸収性試料１８Ａから１８Ｃは、湿度を調整した環
境に、相対湿度（ＲＨ）５０％、温度２３℃で保存した。低水分試料１７Ａから
１７Ｃは、浅い皿に一定量の超吸収体を薄く広げ、温度を調整した部屋に相対湿
度２０％以下及び温度１３０°Ｆ（５４℃）で２７時間置くことにより作った。
高水分試料１９Ａから１９Ｃまでは、各々の試料を湿度が調整された部屋にＲＨ
８０％、温度１００°Ｆ（３８℃）で３時間置くことにより作った。

【００９４】 超吸収体を選択した水分レベルに調整した後、個々の試験試料は、１グラムの
量の超吸収体を秤量紙の上に約４５．６ｃｍ²の面積に広げることにより調製し
た。適切な秤量紙は、Ｂａｘｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
のＳ／Ｐブランドの秤量紙、カタログ番号Ｂ２０４０−２を４インチ×４インチ
（１０．２ｃｍ×１０．２ｃｍ）に測ったものであり、これは、イリノイ州マゴ
−パークにあるＢａｘｔｅｒ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ Ｃｏｒｐから入手可能で
ある。もう１枚の秤量紙を超吸収体の上に置き、この組み合わせた試料を平坦な
カーバープレスの底板に置いた。厚さ０．１２７ｍｍのシムを底板に置き、間隙
ストッパを設けた。従って、カーバープレスの上板及び底板がシムに接触すると
、各々の板の間の間隙は０．１２７ｍｍであった。適切なプレスは、カーバー実
験室用プレス型番２５−１５ＨＣ（カタログ番号３９７７）であり、インディア
ナ州ウォバシュにあるＦｒｅｄ Ｓ．Ｃａｒｖｅｒ，Ｉｎｃ．から入手可能であ
る。

【００９５】 圧縮した各々の試料は、１０，０００ポンドの力（４４，４５０Ｎ）で１０秒
間締固めした。試料１７Ａ、１８Ａ及び１９Ａは、室温（７３°Ｆ）で圧縮した
。試料１７Ｂ、１８Ｂ及び１９Ｂは、温度２００°Ｆで、カーバープレス板を用
いて試験した。高温の試料では、圧縮する前に約３０秒間底板に放置し、確実に
概ね板の温度になるようにした。 各々の試料の超吸収体は、荷重下での吸収性（ＡＵＬ）試験の前に、ＲＨ５０
％、温度２３℃に調整した。水分レベルは、調整後、吸収性の計算値を乾燥重量
ベースに変換して求めた。得られたデータは、表６及び図５のグラフにまとめた
。 表６ 圧縮超吸収性試料 荷重０．９ｐｓｉ（６．２ＫＰａ）下での吸収性に関する温度及び圧力の作用

【００９６】 非圧縮試料（対照）は、記載した３つの水分レベルに調整したが、圧縮しなか
った。対照の超吸収体の試料は、次に、ＡＵＬ試験の前にＲＨ５０％、温度２３
℃に調整し、水分レベルは、調整後、吸収性計算値を乾燥重量ベースに変換して
求めた。得られたデータは、表７及び図５のグラフにまとめた。 表７ 非圧縮超吸収性試料 「対照」吸収体に対する荷重０．９ｐｓｉ（６．２ＫＰａ）下での吸収性

【００９７】 超吸収性材料に熱や水分を加えない場合には、得られた超吸収体は、圧縮され
ると著しく損傷を受ける可能性があることがわかる。例えば、圧縮して得られた
試料（例えば試料１８Ａ）では、対照試料（例えば試料１８Ｃ）に比較してＡＵ
Ｌ値が低下する。また、超吸収体中の水分含有量を減少させると、超吸収体の特
性にわずかに影響を及ぼすことがわかる。例えば、圧縮した低水分超吸収体（例
えば試料１７Ａ）のＡＵＬ値は、圧縮して得られた超吸収体（例えば試料１８Ａ
）のＡＵＬ値に近いがそれより小さい。

【００９８】 熱を加えずに水分含量を増加させると、超吸収体への損傷を低減できる。例え
ば、圧縮高水分試料（例えば試料１９Ａ）は、圧縮低水分試料（例えば試料１７
Ａ）よりＡＵＬ値が高い。また、水分含量を増加させずに熱を加えても、超吸収
体への損傷を低減できる。例えば、圧縮高温試料（例えば試料１８Ｂ）は、圧縮
低温試料（例えば試料１８Ａ）よりＡＵＬ値が高い。 しかし、超吸収体の水分含有量及び温度を両方増加させると、超吸収性材料が
実質的に損傷を受けないようにできるので有利である。例えば、圧縮高水分高温
試料（例えば試料１９Ｂ）は、対照試料（例えば試料１９Ｃ）と同様のＡＵＬ値
となった。

【００９９】 実施例２０ ２７個の複合体の試料は、超吸収体及び木材パルプフラフ繊維を含むように構
成した。複合体は、実質的に均一な混合物内で空気形成され、基準全坪量は４０
０ｇ／ｍ²であった。複合体の４０ｗｔ％が超吸収体であり、６０ｗｔ％が木材
パルプ繊維であった。超吸収体は、Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒ
ａｔｅｄから入手したＦＡＶＯＲ ＳＸＭ８８０であり、パルプは、Ｋｉｍｂｅ
ｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ Ｃｏｒｐ．から入手した漂白南部軟材クラフトパルプであ
った。複合材料は、温度及び湿度を制御した環境で、複合体内が所望の水分レベ
ルになるように調整した。次に、複合物は、実施例１Ａ〜実施例１６Ａに関して
記載したように、選択した圧力の一対の圧縮ローラの間で締固めを行った。ロー
ルが初期間隙ゼロのとき、圧縮力がロールに作用した。複合物は、圧縮ローラの
軸線方向寸法に沿って幅８インチ（２０．３ｃｍ）測った。締固めパラメータ及
び得られた密度データは、表８、表９及び表１０にまとめた。

【０１００】 表８ 圧縮複合体の密度（ｇ／ｃｍ³）

【０１０１】 表９ 圧縮複合体の密度（ｇ／ｃｍ³）

【０１０２】 表１０ 圧縮複合体の密度（ｇ／ｃｍ³）

【０１０３】 表８から表１０までは、圧縮ローラの温度が上昇し、複合体内の超吸収性材料
の温度が上昇すると、与えられた圧力で締固めを行う場合に、複合体の圧縮密度
を増加できることを示している。また、表は、複合体の水分含量が上昇し、超吸
収性材料の水分レベルが上昇すると、与えられた温度で締固めを行う場合に、複
合体の圧縮密度を増加できることを示している。従って、目標密度は、低圧で、
熱及び／又は水分を複合体に加えることにより達成できる。結果として超吸収性
材料が可塑化されたことと、締固めする間に低圧を用いることにより、超吸収性
材料に過度の損傷を与えることを実質的に防止できる。

【０１０４】 実施例２１から実施例２３ 粒子径の範囲が３００μｍ〜６００μｍであるＦＡＶＯＲ８８０超吸収性材料
の試料を試験し、超吸収体に対する圧縮力の作用を測定した。図６及び図６Ａを
参照すると、第１の試料（実施例２１）は、乾燥超吸収性材料の粒子で構成され
ている。試料は、一対のガラスの顕微鏡用スライドの間に挟み、スライドを指で
軽く押して超吸収体を締固めした。図６は、圧縮前の超吸収性粒子を示し、図６
Ａは、圧縮により超吸収性粒子が容易に破砕されることを示している。

【０１０５】 第２の試料（実施例２２）は、ＲＨ５０％で温度２３℃の環境で調整された超
吸収性材料の粒子で構成されている。図７及び図７Ａを参照すると、試料は、一
対のガラスの顕微鏡用スライドの間に挟み、スライドを互いに押し付けた。スラ
イドの間隙が５０μｍになるまで押して超吸収体を締固めするためには、更に力
が必要であった。図７は、試料中の超吸収体は、圧縮後に損傷が最小であり、加
えられた大きな圧力に耐性があったことを示している。

【０１０６】 第３の試料（実施例２３）は、ＲＨ８０％で１００°Ｆ（３８℃）の環境で２
４時間調整した超吸収性材料の粒子で構成されている。図８は、乾燥超吸収体を
示しており、図８Ａは、調整後に、超吸収性粒子がわずかに拡張したことを示し
ている。試料は、一対のガラスの顕微鏡用スライドの間に挟み、スライドを指で
軽く押さえた。図８Ｂは、圧縮中の超吸収性粒子の変形を示しており、図８Ｃは
、圧縮後に圧縮力を緩めると、この試料の超吸収性粒子が直ちに復元することを
示している。図８Ｄは、圧縮力を緩めた後、約５分で試料中の超吸収性粒子が実
質的にその本来の大きさ及び形状に復元することを示している。

【０１０７】 実施例２４から実施例２５ ２つの複合体試料は、超吸収性粒子及び木材パルプフラフで構成されており、
ＦＡＶＯＲ８８０超吸収体を用いて作った。試料は、実施例２０と同様に作った
。第１の複合体試料（実施例２４）は、相対湿度２０％未満、温度１３０°Ｆ（
５４℃）で調整し、複合体内の水分レベルを０．６５ｗｔ％にした。もう１つの
複合体試料（実施例２５）は、圧縮前にＲＨ８０％、温度１００°Ｆ（３８℃）
の高湿度環境で調整し、複合体内の水分レベルを３５．３ｗｔ％にした。圧縮及
び締固め前の複合体試料の典型的な構造体及び状態は、図９及び図９Ａに代表的
に示されている。実施例２４及び実施例２５の試料は、各々の試料を一対の円筒
形の金属圧縮ローラの間の０．０１２インチ（０．３ｍｍ）の間隙を通すことに
より高度に圧縮した。複合体試料は、横方向の幅を（圧縮ローラの軸線寸法に沿
って）４インチ（１０．２ｃｍ）測り、速度１１３ｆｔ／分（３４ｍ／分）で圧
縮間隙を通過させた。

【０１０８】 図１０から図１０Ｂまでは、実施例２４の圧縮複合体中の繊維５０及び超吸収
性粒子３２を代表的に示しており、これは、比較的乾燥した超吸収体を含んでい
た。超吸収性粒子が、木材パルプフラフマトリックスに含まれる場合、フラフ繊
維は、繊維が粒子の周りに形作られている様子を見れば明らかなように、構造体
が圧縮されるとき緩衝作用をもつことができる。その結果、いくつかの粒子は、
破砕せずに残ることができるが、多くの粒子は、破砕、例えば割れたり破壊した
りする。

【０１０９】 図１１から図１１Ｃまでは、実施例２５の圧縮された複合体内の繊維５０及び
超吸収性粒子３２を代表的に示しており、これは、加湿された高水分含有超吸収
体を含んでいた。加湿された超吸収性粒子は、ゴム状になり、破損することなく
大きく変形した。また、超吸収性粒子は、圧縮力が緩められると、実質的にその
本来の大きさ及び形状に復元した。粒子の復元力は、締固めされたフラフ繊維を
（例えばｚ方向に）ばらばらに広げるのに十分な大きさであることが明らかであ
った。超吸収性粒子が本来の形状になるときに、圧縮された超吸収性粒子が横方
向に広がる作用と、Ｚ方向に膨張する作用とを組み合わせた作用により、粒子に
直接隣接する領域内のフラフマトリックスに空間が生じるので好都合である（例
えば図１１）。その結果、粒子の上下にある繊維は、高度に圧縮されたままであ
り、横方向の粒子間にあるフラフは、比較的圧縮が少なかった。

【０１１０】 超吸収体の水分含有量 本開示の目的では、超吸収体の水分含有量は、５グラムの「湿潤」超吸収体の
試料を１０５℃の乾燥機で３時間乾燥することにより測定できる。水分パーセン
トは、以下の式を用いて計算できる。 水分パーセント＝１００＊（Ｗｔ_wet−Ｗｔ_dry）／Ｗｔ_wet

【０１１１】 複合体の水分含有量 本開示の目的では、超吸収体及びフラフの複合体の水分含有量は、「湿潤」複
合体の試料を１０５℃の乾燥機で１８時間乾燥することにより測定した。水分パ
ーセントは、以下の式を用いて計算できる。 水分パーセント＝１００＊（Ｗｔ_wet−Ｗｔ_dry）／Ｗｔ_wet

【０１１２】 荷重下吸収性 圧力０．９ｐｓｉ（６．２ＫＰａ）での荷重下吸収性を測定するための適切な
技術は、１９９７年２月１１日にＭ．Ｋ．Ｍｅｌｉｕｓらに付与された米国特許
第５，６０１，５４２号「吸収性複合体」に詳細に記載されている。なお、この
全開示内容は、矛盾しない範囲で本明細書に参照文献として組み込まれている。
本発明の目的では、４００メッシュのステンレス鋼ワイヤクロスをＡＵＬ試験シ
リンダカップの底に付いている１００メッシュのワイヤクロスの代わりに使った
。４００メッシュのスクリーンは、破砕されて１００メッシュスクリーンを通っ
て落ちる可能性のある粒子も上手く収容するために用いた。また、０．９ｐｓｉ
ＡＵＬのみを測定する必要がある。

【０１１３】 上記のＡＵＬ手順によれば、６０分後に取り込まれた液体の量（グラム）を試
料（０．１６０グラム）の重さで割ったものが、試料１グラムあたりに取り込ま
れた液体のグラム数であるＡＵＬ値（ｇ／ｇ）である。乾燥重量に基づき、超吸
収体の水分レベルを独立に測定し、分母の超吸収体の重量は、それに従って調節
した。６０分後に取り込まれた液体の量を試料の乾燥重量で割ったもの（０．１
６０−０．１６０＊水分パーセント／１００）が、乾燥重量に基づくＡＵＬ値で
ある。 前述のように、本発明は詳細に説明されており、本発明の精神から逸脱するこ
となく種々の変更及び変形を行うことは容易である。この全ての変更及び変形は
請求の範囲により定義される本発明の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の装置及び方法を示す概略図である。

【図２】 本発明に用いることができる横方向の柔軟化ローラシステムを示す。

【図３】 図２に示す柔軟化ローラの一部を示す拡大図である。

【図４】 本発明に用いることができる機械方向の柔軟化ローラの別のシステムを示す。

【図５】 超吸収性材料の種々の試料が、圧縮力、温度及び水分含量の異なる状態に曝さ
れた超吸収性材料の多数の試料の、荷重下での吸収性性能パラメータの差を示す
グラフである。

【図６】 一定量の圧縮前の比較的乾燥した超吸収性材料を示す拡大平面図である。

【図６Ａ】 超吸収体が小さな力で圧縮された後に、超吸収性粒子が損傷し、破砕した図６
の超吸収性材料を示す拡大平面図である。

【図７】 圧縮前に相対湿度約５０％で調整した一定量の比較的乾燥した超吸収性材料を
示す拡大平面図である。

【図７Ａ】 超吸収体が５０μｍの間隔まで圧縮された後の図７の超吸収性材料を示す拡大
平面図である。

【図８】 相対湿度約８０％、１００°Ｆで調整する前の一定の量の比較的乾燥した超吸
収性材料を示す拡大平面図である。

【図８Ａ】 相対湿度約８０％、１００°Ｆで調整した後で、小さい力で圧縮する前の一定
量の比較的乾燥した超吸収性材料を示す拡大平面図である。

【図８Ｂ】 圧縮中の図８Ａの超吸収性材料を示す拡大平面図である。

【図８Ｃ】 超吸収体を圧縮し、圧縮力を緩めた直後に観察したものであり、圧縮された超
吸収性材料が変形状態から回復し、実質的に破砕されていない図８Ｂの超吸収性
材料を示す拡大平面図である。

【図８Ｄ】 圧縮圧力を緩めて約５分後に観察したものであり、圧縮された超吸収性材料が
変形した形状から更に回復し、実質的に破砕されていない図８Ｃの超吸収性材料
を示す拡大平面図である。

【図９】 圧縮される前の繊維マトリックス中の超吸収性粒子で構成された複合体の断面
図を示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。

【図９Ａ】 図９の複合体の一部を更に拡大した断面図を示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
写真である。

【図１０】 複合体が圧縮された後に観察したものであり、繊維マトリックス中の比較的乾
燥した超吸収性粒子で構成された複合体の断面図を示すＳＥＭ写真である。

【図１０Ａ】 図１０の複合体の一部を高倍率に拡大した断面図を示すＳＥＭ写真である。

【図１０Ｂ】 図１０の複合体の別の部分の拡大断面図を示すＳＥＭ写真である。

【図１１】 複合体が圧縮された後に観察したものであり、繊維マトリックス中の比較的水
分含有量が多い超吸収性粒子で構成された複合体の断面図を示すＳＥＭ写真であ
る。

【図１１Ａ】 図１１の複合体の一部を高倍率で拡大した断面図を示すＳＥＭ写真である。

【図１１Ｂ】 図１１の複合体の別の部分の拡大断面図を示すＳＥＭ写真である。

【図１１Ｃ】 図１１の複合体の更に別の部分の拡大断面図を示すＳＥＭ写真である。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ６５Ｈ 23/34 Ａ６１Ｆ 13/18 ３０２ ４Ｌ０４７ Ｄ０４Ｈ 1/40 ３０７Ｂ // Ａ６１Ｆ 5/44 Ａ４１Ｂ 13/02 Ｄ (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，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 リーヴス ウィリアム グローヴァー アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54911 アップルトン イースト グリー ンフィールド ストリート 616 (72)発明者 サンダース ドナルド ジョセフ アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54947 ラーセン パイン コーン サー クル 8348 (72)発明者 ヴァン ワイチェン ヒース デイヴィッ ド アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54136 キンバリー サウス ジョン ス トリート 320 (72)発明者 ヴェントゥリーノ マイケル バース アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54915 アップルトン オメガ ドライヴ 2124 (72)発明者 ワラヤペット パラニ ラジ ラマスワミ アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 53225 ウォーワトサ ウェスト ハンプ トン アヴェニュー 9605 アパートメン ト 108 Ｆターム(参考） 3B029 BF03 3F103 AA07 BA12 EA19 3F104 AA07 HA01 HA14 4C003 AA09 AA12 AA16 AA18 AA24 GA02 4C098 AA09 CC01 CC18 DD05 DD06 DD10 4L047 AA08 AA29 AB06 BA07 BA21 CA19 CB01 CB07 CC04 CC05 EA22

Claims (38)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超吸収性材料を含むウェブを締固めするための方法であって
   、前記ウェブを圧縮する段階を含み、前記超吸収性材料が可塑化されていること
   を特徴とする方法。
2. 【請求項２】 超吸収性材料を含むウェブを締固めするための方法であって
   、 前記ウェブに含まれる前記超吸収性材料を可塑化する段階と、 前記ウェブを圧縮する段階と、 を含むことを特徴とする方法。
3. 【請求項３】 前記圧縮する段階が、前記超吸収性材料が実質的に破砕する
   ことを防止する圧力で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記方法により、前記ウェブの密度が少なくとも約０．２ｇ
   ／ｃｍ³とされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記ウェブが、少なくとも約５ｗｔ％の超吸収性材料を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記ウェブを圧縮する段階が、前記ウェブを約２ｍｍより狭
   い圧縮間隙を通すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記ウェブを圧縮する段階が、前記ウェブを約１ｍｍより狭
   い圧縮間隙を通すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記ウェブを圧縮する段階が、前記ウェブを前記超吸収性材
   料の平均粒子径より狭い圧縮間隙を通すことを特徴とする請求項１に記載の方法
   。
9. 【請求項９】 最初に、前記超吸収性材料が第１の水分レベルを含む間に、
   前記ウェブを準備し、前記方法が更に、前記超吸収性材料が前記第１の水分レベ
   ルより高い第２の水分レベルを含む間に、前記ウェブを圧縮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。
10. 【請求項１０】 前記ウェブに封入するための繊維材料を準備する段階を更
    に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記ウェブを可撓化する段階を更に含むことを特徴とする
    請求項１に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記ウェブを可撓化する段階が、前記ウェブを圧縮する段
    階より前に行われることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記ウェブを可撓化する段階が、前記ウェブを横方向に可
    撓化する段階を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記ウェブを横方向に可撓化する段階が、一対の協働する
    円周方向溝付きローラの間のニップに前記ウェブを通す段階を含むことを特徴と
    する請求項１３に記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記ウェブを可撓化する段階が、前記ウェブを機械方向に
    可撓化する段階を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
16. 【請求項１６】 前記ウェブを機械方向に可撓化する段階が、少なくとも１
    ５°の転向角で湾曲する湾曲経路に沿って前記ウェブを移動する段階を含むこと
    を特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 【請求項１７】 前記ウェブを機械方向に可撓化する段階が、少なくとも１
    ５°の転向角で湾曲し、曲率半径が約１〜２０ｃｍの範囲内の湾曲経路に沿って
    前記ウェブを移動する段階を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記ウェブを機械方向に可撓化する段階が、少なくとも約
    １８０°の累積反転転向角で湾曲する実質的にＳ形の湾曲経路に沿って前記ウェ
    ブを移動する段階を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
19. 【請求項１９】 前記超吸収性材料を可塑化する段階が、前記ウェブを加湿
    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。
20. 【請求項２０】 前記ウェブを加湿する段階が、前記ウェブを温度約１００
    ℃以下で相対湿度約１００％以下に曝す段階を含むことを特徴とする請求項１９
    に記載の方法。
21. 【請求項２１】 前記ウェブを加湿する段階が、前記ウェブを少なくとも２
    ０℃の温度で少なくとも約８０％の相対湿度に曝す段階を含むことを特徴とする
    請求項１９に記載の方法。
22. 【請求項２２】 前記ウェブを圧縮する段階が、一対の協働する二重反転型
    円周方向溝付きローラの間のニップに前記ウェブを通す段階を含むことを特徴と
    する請求項１に記載の方法。
23. 【請求項２３】 前記ウェブを加熱する段階を更に含むことを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
24. 【請求項２４】 前記ウェブを加熱する段階が、前記ウェブを圧縮する段階
    と同時に行われることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
25. 【請求項２５】 前記ウェブを加熱する段階が、前記ウェブを圧縮する段階
    と実質的に同時に行われることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
26. 【請求項２６】 前記ウェブが、一対の二重反転型加熱カレンダローラの間
    のニップを通過することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
27. 【請求項２７】 前記ウェブを加熱する段階が、前記ウェブを少なくとも約
    ２０℃の温度に曝すことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
28. 【請求項２８】 前記ウェブを加熱する段階が、前記ウェブを約２０５℃以
    下の温度に曝すことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
29. 【請求項２９】 前記ウェブを加熱する段階が、前記ウェブを前記超吸収性
    材料のガラス転移温度の少なくとも約８０％の温度に曝す段階を含むことを特徴
    とする請求項２３に記載の方法。
30. 【請求項３０】 前記ウェブを加熱する段階が、前記ウェブを前記超吸収性
    材料のガラス転移温度の約１２５％以下の温度に曝す段階を含むことを特徴とす
    る請求項２９に記載の方法。
31. 【請求項３１】 前記ウェブが、少なくとも約１０ｗｔ％の繊維材料を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
32. 【請求項３２】 前記ウェブが、約９０ｗｔ％以下の超吸収性材料を含むこ
    とを特徴とする請求項３１に記載の方法。
33. 【請求項３３】 前記ウェブが、前記超吸収性材料及び繊維材料の混合物を
    用いて湿式形成されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
34. 【請求項３４】 前記ウェブが、前記超吸収性材料及び前記繊維材料の水含
    有混合物を用いて湿式形成されていることを特徴とする請求項３３に記載の方法
    。
35. 【請求項３５】 前記超吸収性材料及び前記繊維材料の前記混合物が、フォ
    ーム構造体であることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
36. 【請求項３６】 前記ウェブが、前記超吸収性材料及び繊維材料の混合物を
    用いて乾式形成されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
37. 【請求項３７】 前記ウェブが、前記超吸収性材料及び前記繊維材料の空気
    浮遊物を用いて乾式形成されていることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
38. 【請求項３８】 前記超吸収体が、相対湿度５０％でガラス転移温度が約３
    ５℃より低くなるように化学的に調整されている複合体であることを特徴とする
    請求項１に記載の方法。