JP2003510470A - 繊維質バンドを有する吸収性複合材 - Google Patents

繊維質バンドを有する吸収性複合材

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Abstract

(57)【要約】 繊維質バンドを有する吸収性複合材が記載される。複合材(300)は繊維質基礎材料(310)の中に1つまたは2つ以上の繊維質バンドを含む。基礎材料は繊維質マトリックスおよび吸収性材料を含む。繊維質バンドは吸収性材料を実質的に含んでいない。上記の複合材を含む吸収性物品およびその複合材の形成方法も開示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
関連出願の相互参照 この出願は、ここで参照することにより全体が本明細書に明白に含まれる、1
999年9月21日に出願された、出願中の米国特許出願第60/155,46
4号の出願日についての優先権の利益を請求するものである。
【0002】 発明の分野 本発明は、吸収性複合材、さらに詳しくは超吸収性材料および繊維質バンドを
含む吸収性複合材に関する。
【0003】 発明の背景 木材パルプから誘導されたセルロース繊維は、多種多様な吸収性物品、例えば
おむつ、失禁用製品および女性用衛生用品で使用されている。この吸収性物品は
高度の液体吸収能力を有するのみならず、使用時の耐久性および有効な流体統御
のために、良好な乾燥および湿潤強度特性を有することが望ましい。セルロース
繊維から製造された物品の吸収能力は、超吸収性重合体のような超吸収性材料の
添加により高められることが多い。この技術分野で知られている超吸収性重合体
は、液体をそれら重合体の重量の5〜100倍またはそれ以上の量で吸収する能
力を有する。かくして、超吸収性重合体の存在は、セルロースからできている吸
収性物品の液体保持能力を著しく増加させる。
【0004】 超吸収性重合体は液体と接触したときに液体を吸収して膨潤するので、超吸収
性重合体は、従来、常用の乾式空気堆積法により製造されたセルロースマット中
に主に組み込まれて来た。セルロースマットを形成する湿式堆積法は、超吸収性
重合体が吸収性マットの形成中に液体を吸収して膨潤する傾向があり、従ってそ
れらの完全な乾燥に著しいエネルギーを必要とするために、商業的には使用され
てこなかった。
【0005】 湿式堆積法で形成されたセルロース構造体は、典型的には、空気堆積構造体よ
りも優れたある種特定の性質を示す。湿式堆積セルロース構造体の一体性、流体
分配性および吸上げ特性は、空気堆積構造体のそれら性質よりも優れている。湿
式堆積複合物の利点を超吸収性材料の高吸収能力と組み合わせようとする試みは
、超吸収性材料を含んでいる色々な湿式堆積吸収性複合材を形成させることに至
った。これらの構造体は、一般に、超吸収性材料を多層化複合材内に層として分
布して含んでいる。これらの構造体において、超吸収性重合体は比較的局在して
存在し、吸収性構造体全体に均一には分布されておらず、従ってこれら複合材を
してゲル閉塞を受けやすくする。液体を吸収すると、超吸収性材料は凝集して、
その複合材の非湿潤部分への液体の吸上げを妨げるゼラチン状物を形成する傾向
がある。獲得された液体の、複合材の非湿潤部分からの分配を妨げることによっ
て、ゲル閉塞は繊維質複合材中での超吸収性材料の有効かつ効率的な使用を阻む
。このような繊維質複合材の減少した能力は、毛管獲得、分配チャンネルの、超
吸収性材料の膨潤を伴う狭隘化の結果である。超吸収性材料を含んでいる常用吸
収性コアの吸収能力の減少、および毛管分配チャンネルの同時損失は、低下した
液体獲得速度で明らかであって、連続液体攻撃(successive liquid insults)
時の液体の理想的な分配とはほど遠い。
【0006】 従って、超吸収性材料を含み、そして複合材全体を通じて液体を効果的に獲得
し、かつ吸い上げ、しかも獲得液体をその液体がゲル閉塞なしに効率的に吸収、
保持される吸収性材料に分配する吸収性複合材の必要が存在する。また、連続液
体攻撃時に複合材全体を通じて液体を獲得し、分配し続ける吸収性複合材の必要
も存在する。さらに、強度、吸収能力と獲得性、液体分配性、軟らかさおよびレ
ジリエンスを含めて、湿式堆積複合材と結びついた利点を示す、超吸収性材料を
含む吸収性組成物の必要が存在する。本発明はこれらの必要を実現し、かつ関連
したさらなる利点を提供しようとするものである。
【0007】 発明の概要 本発明は、吸収性材料を含んでいる網状繊維質吸収性複合材に関する。この吸
収性複合材は、吸収性材料、およびチャンネルまたは毛管の三次元ネットワーク
を含む繊維質マトリックスである。複合材の網状という特質が液体の分配、獲得
および吸上げ性を高め、一方吸収性材料は高度の吸収能力を提供する。この複合
材には、湿潤一体性を与え、また吸収性材料を複合材中に確保するのを助けるた
めに、湿潤強度増強剤を組み込むことができる。
【0008】 本発明に従って形成された吸収性複合材は、液体の速やかな獲得および吸上げ
をもたらす繊維とチャンネルとの安定な三次元ネットワークを含む。この繊維お
よびチャンネルが、獲得された液体を複合材全体に分配し、そして液体を、複合
材中に存在する、その液体が最終的に吸収される吸収性材料に向ける。この複合
材は、液体の導入前、導入中および導入後にその一体性を保持している。1つの
態様において、この複合材は湿潤されたときにその原容積を回復することができ
る緻密化された複合材である。
【0009】 1つの面において、本発明は吸収性材料を含んでいる繊維質マトリックスを有
する吸収性複合材を提供する。繊維質マトリックスは空隙および空隙間通路を画
成し、それら空隙および通路は複合材全体に分布されている。吸収性材料が空隙
の一部の内部に配置されている。
【0010】 1つの態様において、その網状吸収性複合材は少なくとも1つの繊維層を含ん
でいる。このような態様の場合、その複合材は、網状コア、およびそのコアの外
側表面仕上げ表面に隣接し、その表面仕上げ表面と同一の広がりを持つ繊維層を
含んでいる。もう1つの態様において、複合材は網状コアの向かい合っている外
側表面仕上げ表面上に層を含んでいる。この複合材の層は任意、適当な繊維また
は繊維の組み合わせから構成することができ、そして上記網状コアを形成するの
に用いられた繊維と同一または異なる繊維から形成することができる。
【0011】 もう1つの態様において、吸収性複合材は繊維質バンドを含んでいる。
【0012】 本発明のもう1つの面において、網状複合材を含む吸収性物品が提供される。
この吸収性物品として、おむつ、女性用ケア製品および成人用の失禁用製品のよ
うな消費者用の吸収製品が挙げられる。
【0013】 本発明の前述の諸面、およびそれらに付随する利点の多くは、添付図面と共に
たどるとき、次の詳細な説明を参照することによりさらに容易に理解できるよう
になるだろう。
【0014】 好ましい態様の詳細な説明 本発明に従って形成された吸収性複合材は、吸収性材料を含んでいる網状繊維
質複合材である。吸収性材料は実質的に繊維質複合材全体に分布されていて、複
合材によって獲得された液体を吸収し、保持する働きをする。ある好ましい態様
において、吸収性材料は超吸収性材料である。複合材の繊維は、吸収性材料用の
マトリックスを形成することに加えて、複合材と接触する液体を獲得し、そして
獲得された液体を吸収性材料に分配する働きをするチャンネルまたは毛管の安定
な三次元ネットワークを提供する。複合材は、場合によっては、その複合材に対
して引張強度および構造一体性をさらに増加させる湿潤強度増強剤も含む。
【0015】 複合材は吸収性材料を含んでいる繊維質マトリックスである。繊維質マトリッ
クスは空隙および空隙間通路を画成し、それら空隙および通路は複合材全体に分
布されている。吸収性材料は空隙の一部の内部に配置されている。これら空隙中
に配置された吸収性材料は、空隙中に膨張していくことが可能である。
【0016】 吸収性複合材は、有利なことに、おむつおよびトレーニングパンツ;生理ナプ
キン、タンポンおよびパンツライナー(pant liners)を含めて女性用のケア製
品;成人用の失禁用製品;タオル地;外科用および歯科用スポンジ;包帯;食品
トレー用パッド;および以上に類するもののような多種多様な吸収性物品に組み
込むことができる。
【0017】 本発明の複合材は高度に吸収性であって、高液体貯蔵能を有するので、この複
合材は液体貯蔵コアとして吸収性物品の中に組み込むことができる。このような
構造物において、複合材は、例えば獲得層および/または分配層を含めて1つま
たは2つ以上の他の複合材または層と組み合わせることができる。ある好ましい
態様において、おむつのような吸収性物品は獲得層を網状貯蔵コアの上に重ねて
含み、その獲得層は液体透過性の表面仕上げシートと液体不透過性裏打ちシート
を有する。液体を速やかに獲得し、分配するこの複合材の吸収能力の故に、その
複合材は、液体を獲得し、そして獲得された液体の一部分を下にある貯蔵層に移
す液体統御層として働くことができる。かくして、もう1つの態様において、吸
収性複合材は、これを貯蔵層と組み合わせて、吸収性物品で有用な吸収性コアと
することができる。
【0018】 本発明に従って形成された吸収性複合材は網状吸収性複合材である。本明細書
で使用される用語「網状」は、液体を急速に獲得し、複合材全体に分配し、最後
には獲得された液体を複合材全体に分配する吸収性材料に送る働きをするチャン
ネルまたは毛管を作り出す繊維(即ち、繊維質マトリックス)の安定な三次元ネ
ットワークを有すると特徴付けられる複合材の開放性および多孔性という性質を
意味する。
【0019】 網状複合材は安定な開放性構造体である。繊維質複合材の安定な開放性構造体
は、液体を獲得し、それを複合材全体に分配する際に有効な毛管またはチャンネ
ルのネットワークを含む。この複合材において、繊維は、流体を複合材全体に、
そして複合材全体に分布されている吸収性材料に導く比較的緻密な束を形成して
いる。複合材の湿潤強度増強剤は、繊維間結合を与えることによって繊維質構造
体を安定化する働きをする。繊維間結合は、複合材の毛管またはチャンネルが液
体攻撃前、液体攻撃中および液体攻撃後も開放したままになっている安定な構造
を有する複合材を与える助けとなる。複合材の安定な構造は、初期の液体攻撃後
も開放したままになっており、かつ液体を後続攻撃時に獲得し、分配するのに利
用できる毛管を与える。
【0020】 図1を参照して説明すると、本発明に従って形成された、参照番号10で一般
的に示される代表的網状吸収性複合材は、繊維16から実質的に構成され、そし
て空隙14を画成する繊維質領域12を含む繊維質マトリックスである。一部の
空隙が吸収性材料18を含んでいる。空隙14は複合材10の全体に分布されて
いる。
【0021】 本発明に従って形成された代表的網状複合材が図2〜9に示されている。これ
らの複合材は、48重量パーセントのマトリックス繊維(即ち、ウイヤーハエウ
ザー社[Weyerhaeuser Co.]からNG416という名称で商業的に入手できるダイオ
ウマツ)、12重量パーセントの弾力性繊維(即ち、ポリマレイン酸で架橋され
た繊維)、40重量パーセントの吸収性材料(即ち、ストックハウゼン社[Stoc
khausen]から商業的に入手できる超吸収性材料)および約0.5重量パーセン
トの湿潤強度増強剤(即ち、ハーキュレス社[Hercules]からカイメン[Kymene
:登録商標]という名称で商業的に入手できるポリアミド−エピクロロヒドリン
樹脂)を含んでいる。図2は、湿式堆積法で形成された代表的な複合材の断面の
倍率12倍における顕微鏡写真である。図3は、同じ断面の倍率40倍における
顕微鏡写真である。図4は、気泡法で形成された代表的複合材の断面の倍率12
倍における顕微鏡写真である。図5は、同じ断面の倍率40倍における顕微鏡写
真である。これらの図には、上記複合材の網状の特質が示されている。図3を参
照して説明すると、繊維質領域が複合材全体に延在して、チャンネルのネットワ
ークを作り上げている。吸収性材料を含んでいるものを含めて空隙領域が複合材
全体に現れており、そして複合材の繊維質領域と流体連通している。吸収性材料
は、一般に緻密な繊維束で取り囲まれている複合材の空隙中に現れている。
【0022】 図2〜5に示される代表的な複合材の湿潤状態の顕微鏡写真が、それぞれ図6
〜9に図解されている。これらの顕微鏡写真は、合成尿を自由膨潤条件下で獲得
した凍結乾燥複合材の切片を切り出すことによって得られた。図6および7は、
それぞれ湿潤した湿式堆積複合材の倍率8倍および12倍における顕微鏡写真で
ある。図8および9は、それぞれ湿潤した気泡形成複合材(foam-formed compos
ite)の倍率8倍および12倍における顕微鏡写真である。図6を参照して説明
すると、湿潤複合材中の吸収性材料は膨潤し、その大きさが増して、吸収性材料
が乾燥複合材中で前に占めていた空隙をさらに十分に占めていた。
【0023】 複合材の繊維質マトリックスは主として繊維から構成される。一般に、繊維は
、複合材中に、その複合材の総重量に基づいて約20〜約90重量パーセント、
好ましくは約50〜約70重量パーセントの量で存在する。本発明での使用に適
した繊維は、この技術分野の当業者に知られているものであって、湿潤複合材を
形成することができる任意の繊維が挙げられる。
【0024】 本発明の複合材は弾力性繊維を含む。本明細書で使用される用語「弾力性繊維
(resilient fiber)」は、複合材に網状組織を与える、その複合材中に存在す
る繊維のことである。一般に、弾力性繊維は嵩高性およびレジリエンスを持つ複
合材をもたらす。複合材中への弾力性繊維の組み込みは、液体の吸収時にその複
合材を構造一体性の損失なしに膨張させる。弾力性繊維はまた複合材に軟らかさ
も与える。さらに、弾力性繊維は複合材の形成プロセスにおいて有利な点を与え
る。弾力性繊維を含んでいる湿潤複合材に由来する多孔性の開放構造の故に、こ
れらの複合材は水を比較的容易に排出し、従って弾力性繊維を含んでいない湿潤
複合材よりも容易に脱水および乾燥される。複合材は、弾力性繊維を、複合材の
総重量に基づいて、好ましくは約5〜60重量パーセント、さらに好ましくは約
10〜40重量パーセントの量で含んでいる。
【0025】 弾力性繊維にセルロース繊維および合成繊維がある。好ましい弾力性繊維とし
ては、化学的剛化繊維、屈曲の多い繊維、化学熱機械パルプ(chemithermo-mech
anical pulp:CTMP)および予備加水分解クラフトパルプ(prehydrolyzed kraft
pulp:PHKP)が挙げられる。
【0026】 用語「化学的剛化繊維(chemically stiffened fibers)」は、化学的手段で
剛化されて、乾燥および湿潤条件下における繊維の剛性を高めた繊維のことであ
る。繊維は、繊維を被覆し、および/または含浸することができる化学的剛化剤
の添加により剛化させることができる。剛化剤に、例えば以下において説明され
るポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂およびポリアクリルアミド樹脂のような
樹脂状試剤を含めて高分子湿潤強度増強剤がある。繊維は、また、繊維構造を、
例えば化学的架橋により変成することによっても剛化させることができる。化学
的剛化繊維は繊維内架橋セルロース繊維であるのが好ましい。
【0027】 弾力性繊維として、例えばポリオレフィン、ポリアミドおよびポリエステルの
各繊維のような合成繊維を含めて非セルロース繊維を挙げることができる。ある
好ましい態様において、弾力性繊維に架橋されたセルロース繊維がある。
【0028】 本明細書で使用される用語「屈曲の多い繊維(anfractuous fibers)」は、化
学的に処理されたセルロース繊維のことである。屈曲の多い繊維には、例えばア
ンモニアで処理された繊維がある。
【0029】 弾力性繊維に加えて、本発明の複合材はマトリックス繊維を含む。本発明で使
用される用語「マトリックス繊維」は、他の繊維と水素結合を形成する能力のあ
る繊維のことである。マトリックス繊維は、複合材に強度を付与するために複合
材中に含められる。マトリックス繊維として、木材パルプ繊維、高度にリファイ
ニングされたセルロース繊維のようなセルロース繊維、および発泡セルロース繊
維のような高表面積繊維が挙げられる。他の適した繊維に、中でも、綿リンター
、綿繊維および大麻繊維がある。繊維の混合物も使用できる。複合材は、マトリ
ックス繊維を、複合材の総重量に基づいて、好ましくは約10〜約60重量パー
セント、さらに好ましくは約20〜約50重量パーセントの量で含んでいる。
【0030】 本発明の複合材は弾力性繊維とマトリックス繊維との組み合わせを含んでいる
のが好ましい。1つの好ましい態様において、複合材は、その総重量に基づいて
、弾力性繊維を約5〜約20重量パーセントの量で、またマトリックス繊維を約
20〜約60重量パーセントの量で含んでいる。さらに好ましい態様において、
複合材は、その総重量に基づいて約10〜約15重量パーセントの弾力性繊維、
好ましくは架橋セルロース繊維、および約40〜約50重量パーセントのマトリ
ックス繊維、好ましくは木材パルプ繊維を含んでいる。
【0031】 セルロース繊維は吸収性複合材の基本的成分である。他の資源からも入手でき
るけれども、セルロース繊維は主に木材パルプから誘導される。本発明による使
用に適した木材パルプ繊維は、クラフト法および亜硫酸法のような周知の化学的
方法から、続いて漂白を用いまたは用いずに得ることができる。パルプ繊維は、
また、熱機械的方法、化学熱機械的方法またはそれらの組み合わせによっても処
理することができる。好ましいパルプ繊維は化学的方法で製造される。砕木パル
プ繊維、再生または二次木材パルプ繊維、並びに漂白および無漂白木材パルプ繊
維が使用できる。軟材および硬材が使用することができる。木材パルプ繊維をど
う選択するかの細かい点は、この技術分野の当業者にはよく知られている。これ
らの繊維は、本発明の譲受人であるウイヤーハエウザー社を含めて数多くの会社
から商業的に入手できる。例えば、本発明により使用できるダイオウマツから製
造された適したセルロース繊維は、ウイヤーハエウザー社からCF416、NF405、PL
416、FR516およびNB416の名称で入手できる。
【0032】 木材パルプ繊維は、また、本発明による使用に先立って予備処理することがで
きる。この予備処理として、繊維をスチームに付す処理のような物理的処理、ま
たは化学的処理、例えばセルロース繊維を多種多様な架橋剤の任意の1種を用い
て架橋する処理を挙げることができる。架橋は繊維の嵩およびレジリエンスを増
し、それによって繊維の吸収性を改善することができる。架橋繊維は、一般に、
加撚されるているか、または捲縮されている。架橋繊維の使用は複合材をさらに
弾力性にし、軟らかくし、嵩高とし、良好な吸上げ性を有せしめ、そして架橋繊
維を含んでいない複合材よりも容易に緻密にする。ダイオウマツから製造された
適した架橋セルロース繊維は、ウイヤーハエウザー社からNHB416の名称で入手で
きる。架橋セルロース繊維およびそれらの製造法は、ここで参照することによっ
て本明細書に明白に含まれる、グラエフ(Graef)等に発行された米国特許第5
,437,418号および同第5,225,047号明細書に開示されている。
【0033】 繊維内架橋セルロース繊維は、セルロース繊維を架橋剤で処理することによっ
て製造される。適したセルロース架橋剤に、アルデヒド系および尿素系のホルム
アルデヒド付加生成物がある。例えば、米国特許第3,224,926号、同第
3,241,533号、同第3,932,209号、同第4,035,147号
、同第3,756,913号、同第4,689,118号、同第4,822,4
53号明細書;チャング(Chung)に発行された米国特許第3,440,135
号明細書;ラッシュ(Lash)等に発行された米国特許第4,935,022号明
細書;ヘロン(Herron)等に発行された米国特許第4,889,595号明細書
;ショウ(Shaw)等に発行された米国特許第3,819,470号明細書;ステ
イジャー(Steijer)等に発行された米国特許第3,658,613号明細書;
およびグラエフ等に発行された米国特許第4,853,086号明細書を参照さ
れたい。これら全ては、ここで参照することにより、それらの全体が本明細書に
明白に含まれる。セルロース繊維は、また、多価カルボン酸を含めてカルボン酸
系架橋剤によっても架橋されてきた。米国特許第5,137,537号、同第5
,183,707号および同第5,190,563号明細書は、架橋剤として、
少なくとも3個のカルボキシル基を含んでいるC2〜C9多価カルボン酸(例えば
、クエン酸およびオキシジ琥珀酸)の使用について記載している。
【0034】 適した尿素系架橋剤に、メチロール化尿素類、メチロール化環状尿素類、メチ
ロール化低級アルキル環状尿素類、メチロール化ジヒドロキシ環状尿素類、ジヒ
ドロキシ環状尿素類および低級アルキル置換環状尿素類がある。特定の好ましい
尿素系架橋剤としては、ジメチルジヒドロキシエチレン尿素(DMeDHEU、1,3
−ジメチル−4,5−ジヒドロキシ−2−イミダゾリジノン)、ジメチロールジ
ヒドロキシエチレン尿素(DMDHEU、1,3−ジヒドロキシメチル−4,5−ジヒ
ドロキシ−2−イミダゾリジノン)、ジメチロール尿素(DMU、ビス[N−ヒド
ロキシメチル]尿素)、ジヒドロキシエチレン尿素(DHEU、4,5−ジヒドロキ
シ−2−イミダゾリジノン)およびジメチロールエチレン尿素(DMEU、1,3−
ジヒドロキシメチル−2−イミダゾリジノン)が挙げられる。
【0035】 適した多価カルボン酸系架橋剤として、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、琥珀酸
、グルタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、タルトレートモノ琥珀酸およびマレ
イン酸が挙げられる。他の多価カルボン酸系架橋剤に、ポリ(アクリル酸)、ポ
リ(メタクリル酸)、ポリ(マレイン酸)、ポリ(メチルビニルエーテル−コ−
マレエート)共重合体、ポリ(メチルビニルエーテル−コ−イタコネート)共重
合体、アクリル酸共重合体およびマレイン酸共重合体のような高分子多価カルボ
ン酸がある。ポリアクリル酸重合体、ポリマレイン酸重合体、アクリル酸共重合
体およびマレイン酸共重合体のような高分子多価カルボン酸系架橋剤の使用は、
1997年12月12日に出願され、ウイヤーハエウザー社に譲渡された米国特
許出願第08/989,697号明細書に記載されている。架橋剤の混合物また
はブレンドも使用できる。
【0036】 架橋剤は、架橋剤とセルロース繊維との間の結合反応を促進する触媒を含んで
いることができる。適した触媒に、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化
アルミニウム、塩化マグネシウムおよびリン含有酸のアルカリ金属塩のような酸
性塩類がある。
【0037】 限定と解されるべきではないが、繊維を予備処理する例を挙げると、界面活性
剤または繊維の表面化学特性を変性する他の液体の適用がある。他の予備処理を
挙げると、抗菌剤、顔料、染料および緻密化剤または軟化剤の配合がある。熱可
塑性樹脂および熱硬化性樹脂のような他の化学薬品により予備処理された繊維も
使用することができる。予備処理の組み合わせを用いることもできる。複合材の
形成後に、同様の処理を後処理プロセスで適用することもできる。
【0038】 この技術分野で公知の粒子バインダーおよび/または緻密化/軟化助剤で処理
されたセルロース繊維も、本発明に従って使用することができる。粒子バインダ
ーは、セルロース繊維超吸収性重合体のみならず他のもののような他の材料をセ
ルロース繊維に結合させる働きをする。適した粒子バインダーおよび/または緻
密化/軟化助剤で処理されたセルロース繊維、およびそれらをセルロース繊維と
組み合わせる方法は、次の米国特許明細書に開示されている:(1)「粒子を繊
維に結合させるための高分子バインダー(Polymeric Binders for Binding Part
icles to Fibers)」と題される特許第5,543,215号;(2)「粒子を
繊維に結合させるための非高分子系有機バインダー(Non-Polymeric Organic Bi
nders for Binding Particles to Fibers)」と題される特許第5,538,7
83号;(3)「粒子を繊維に結合させるための再活性化可能バインダーを用い
る湿式堆積繊維シートの製造(Wet Laid Fiber Sheet Manufacturing With Reac
tivatable Binders for Binding Particles to Fibers)」と題される特許第5
,300,192号;(4)「再活性化可能バインダーを用いて粒子を繊維に結
合させる方法(Method for Binding Particles to Fibers Using Reactivatable
Binders)」と題される特許第5,352,480号;(5)「高嵩高繊維用の
粒子バインダー(Particle Binders for High-Bulk Fibers)」と題される特許
第5,308,896号;(6)「繊維の緻密化を高める粒子バインダー(Part
icle Binders That Enhance Fiber Densification)」と題される特許第5,5
89,256号;(7)「粒子バインダー(Particle Binders)」と題される特
許第5,672,418号;(8)「繊維に対する粒子の結合(Particle Bindi
ng to Fibers)と題される特許第5,607,759号;(9)「水溶性粒子を
繊維に結合させるためのバインダー(Binders for Binding Water Soluble Part
icles to Fibers)」と題される特許第5,693,411号;(10)「粒子
バインダー(Particle Binders)」と題される特許第5,547,745号;(
11)「繊維に対する粒子の結合(Particle Binding to Fibers)と題される特
許第5,641,561号;(12)「高嵩高繊維用の粒子バインダー(Partic
le Binders for High-Bulk Fibers)」と題される特許第5,308,896号
;(13)「繊維用バインダー材料としてのポリエチレングリコール(Polyethy
lene Glycol as a Binder Material for Fibers)」と題される特許第5,49
8,478号;(14)「粒子結合用の繊維質製品(Fibrous Product for Bind
ing Particles)」と題される特許第5,609,727号;(15)「粒子を
繊維に結合させるための再活性化可能バインダー(Reactivatable Binders for
Binding Particles to Fibers)」と題される特許第5,571,618号;(
16)「高嵩高繊維用の粒子バインダー(Particle Binders for High Bulk Fib
ers)」と題される特許第5,447,977号;(17)「バインダー担持高
嵩高繊維を含んでいる吸収性物品(Absorbent Articles Containing Binder Car
rying High Bulk Fibers)」と題される特許第5,614,570号;(18)
「バインダー処理繊維(Binder Treated Fibers)」と題される特許第5,78
9,326号;および「粒子バインダー(Particle Binders)」と題される特許
第5,611,885号。これら米国特許は、全て、ここで参照することにより
本明細書に明白に含まれる。
【0039】 天然繊維に加えて、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリビニル
アルコールおよびポリ酢酸ビニルの各繊維のような重合体繊維を含めて、合成繊
維も吸収性複合材中で用いることができる。適したポリオレフィン繊維にポリエ
チレン繊維およびポリプロピレン繊維がある。適したポリエステル繊維にポリエ
チレンテレフタレート繊維がある。他の適した合成繊維に、例えばナイロン繊維
がある。吸収性複合材は天然繊維と合成繊維との組み合わせを含んでいることが
できる。
【0040】 1つの好ましい態様において、吸収性複合材は、木材パルプ繊維(例えば、ウ
イヤーハエウザー社の名称NB416)と架橋セルロース繊維(例えば、ウイヤーハ
エウザー社の名称NHB416)との組み合わせを含む。木材パルプ繊維は、そのよう
な組み合わせ中に、繊維の総重量に基づいて約10〜約85重量パーセントの量
で存在する。
【0041】 網状吸収性複合材は、それが吸収性物品に組み込まれるとき、獲得された液体
の貯蔵層として働くことができる。獲得液体を効果的に保持するために、吸収性
複合材は吸収性材料を含んでいる。本明細書で使用される用語「吸収性材料」は
、液体を吸収する材料であって、一般に複合材のセルロース繊維成分よりも大き
い吸収能力を有するそのような材料のことである。吸収性材料は、食塩水(例え
ば、0.9パーセント食塩水)中でその吸収性材料の重量の少なくとも約5倍、
望ましくは約20倍、好ましくは約100倍またはそれ以上吸収することができ
る水膨潤性の、一般的には水溶性の高分子材料であるのが好ましい。吸収性材料
は、複合材を形成する方法において用いられる分散媒体中で膨潤性であることが
できる。1つの態様では、吸収性材料は処理されず、そして分散媒体中で膨潤可
能である。もう1つの態様では、吸収性材料は複合材の形成プロセス中に水を吸
収することに抵抗性である被覆された吸収性材料である。
【0042】 複合材中に存在する吸収性材料の量は、複合材の意図された用途に大きく依存
して変わることができる。幼児のおむつ用吸収性コアのような、吸収性物品中に
存在する吸収性材料の量は、複合材中に、複合材の総重量に基づいて約5〜約6
0重量パーセント、好ましくは約30〜約50重量パーセントの量で存在するの
が適当である。
【0043】 吸収性材料として、寒天、ペクチンおよびグアールガムのような天然材料、お
よび合成ヒドロゲル重合体のような合成材料を挙げることができる。合成ヒドロ
ゲル重合体を挙げると、例えば、中でも、カルボキシメチルセルロース、ポリア
クリル酸のアルカリ土類金属塩、ポリアクリルアミド類、ポリビニルアルコール
、エチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリビニルエーテル類、ヒドロキシプロ
ピルセルロース、ポリビニルモルホリノン、ビニルスルホン酸の重合体および共
重合体、ポリアクリレート類、ポリアクリルアミド類およびポリビニルピリジン
類がある。ある好ましい態様において、吸収性材料は超吸収性材料である。本明
細書で用いられる「超吸収性材料」は、膨潤し、そして水和されたゲル(即ち、
ヒドロゲル)を形成することによって大量の流体を吸収する能力がある高分子材
料のことである。超吸収性材料は、大量の流体を吸収することに加えて、適度の
圧力下で有意量の体液を保持することもできる。
【0044】 超吸収性材料は、一般に、3つのクラス、即ち澱粉グラフト共重合体、架橋カ
ルボキシメチルセルロース誘導体および変性された親水性ポリアクリレート類に
はいる。このような吸収性重合体の例を挙げると、加水分解された澱粉−アクリ
ロニトリルグラフト共重合体、中和された澱粉−アクリル酸グラフト共重合体、
鹸化されたアクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体、加水分解されたアクリロ
ニトリル共重合体またはアクリルアミド共重合体、変性、架橋されたポリビニル
アルコール、中和された自己架橋性ポリアクリル酸類、架橋されたポリアクリレ
ート塩、カルボキシル化セルロースおよび中和され、架橋されたイソブチレン−
無水マレイン酸共重合体がある。
【0045】 超吸収性材料は商業的に入手でき、例えばバージニア州(Virginia)、ポーツ
マス(Portsmouth)のクラリアント社(Clariant)からのポリアクリレート類で
ある。これらの超吸収性重合体は色々な大きさ、形態および吸収性で分類される
(クラリアント社からIM3500およびIM3900のような商標名で入手できる)。他の
超吸収性材料は、商標名・サンウェット(SANWET)(三洋化成工業株式会社が供
給)、および商標名・SXM77(ノースカロライナ州[North Carolina]、グリー
ンズボロ[Greensboro]のストックハウゼン社[Stockhausen]が供給)で市販
されている。他の超吸収性材料は、ここで参照することにより全てが本明細書に
明白に含まれる、米国特許第4,160,059号;同第4,676,784号
;同第4,673,402号;同第5,002,814号;同第5,057,1
66号;同第4,102,340号;および同第4,818,598号明細書に
記載されている。超吸収性材料を組み込んでいるおむつのような製品は、米国特
許第3,699,103号および同第3,670,731号明細書に記載されて
いる。
【0046】 吸収性複合材において有用な適した超吸収性材料に、超吸収性粒子および超吸
収性繊維がある。
【0047】 ある好ましい態様において、吸収性複合材は、複合材の製造目的には比較的ゆ
っくり膨潤するが、それにもかかわらず複合材または複合材を含む任意の構造物
の吸収特性に悪影響を及ぼさないように、許容できる速度で膨潤する超吸収性材
料を含んでいる。一般に、吸収性材料が小さければ小さいほど、その材料は液体
をより速やかに吸収する。
【0048】 吸収性複合材は、場合によって、湿潤強度増強剤を含んでいることができる。
湿潤強度増強剤は吸収性複合材に増加した強度を与え、そして複合材の湿潤一体
性を高める。湿潤強度増強剤は、複合材の湿潤強度を高めることに加えて、吸収
性材料、例えば超吸収性材料を複合材の繊維マトリックス中に結合させるのを助
けることができる。
【0049】 適した湿潤強度増強剤を挙げると、NJ州、ブリッジウォーター(Bridgewate
r)のナショナル・スターチ・アンド・ケミカル社(National Starch and Chemi
cal Corp.)から入手できるもののような、窒素含有基(例えば、アミノ基)を
有するカチオン変成澱粉;ラテックス;ポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂(
例えば、カイメン(登録商標)、DE州、ウイルミントン[Wilmington]、ハー
キュレス社)、およびポリアクリルアミド樹脂(例えば、コスシア[Coscia]等
に1971年1月19日に発行された米国特許第3,556,932号明細書に
記載される;また、例えばCT州、スタンフォード[Stanford]のアメリカン・
シアナミド社[American Cyanamid Co.]が商標名・パレッズTM[ParezTM]63
1NCで市販する、商業的に入手できるポリアクリルアミド);尿素ホルムアル
デヒド樹脂とメラミンホルムアルデヒド樹脂およびポリエチレンイミン樹脂があ
る。紙の分野で利用され、そして本発明で一般的に適用可能な湿潤強度増強樹脂
についての一般的な議論は、Technical Association of the Pulp and Paper In
dustry刊のTAPPI研究論文シリーズNo.29「紙および板紙における湿潤強度
(Wet Strength in Paper and Paperboard)」(ニューヨーク[New York]、1
965年)に見いだすことができる。
【0050】 湿潤強度増強剤は、一般に、組成物中に、複合材の総重量に基づいて約0.0
1〜約2重量パーセント、好ましくは約0.1〜約1重量パーセント、さらに好
ましくは約0.3〜約0.7重量パーセントの量で存在する。ある好ましい態様
においては、複合材を形成する際に有用な湿潤強度増強剤は、ハーキュレス社か
ら名称・カイメン(登録商標)で商業的に入手できるポリアミド−エピクロロヒ
ドリン樹脂である。本発明に従って形成された吸収性複合材の湿潤および乾燥引
張強度は、一般に、湿潤強度増強剤の量を増加させると共に増加する。代表的な
複合材の引張強度は実施例7で説明されている。
【0051】 本発明の吸収性複合材は、一般に、約50〜約1000g/m2、好ましくは
約200〜約800g/m2の坪量を有する。さらに好ましい態様においては、
吸収性複合材は約300〜約600g/m2の坪量を有する。吸収性複合材は、
一般に、約0.02〜約0.7g/cm3、好ましくは約0.04〜約0.3g
/cm3の密度を有する。さらに好ましい態様においては、吸収性複合材は約0
.15g/cm3の密度を有する。
【0052】 1つの態様において、本発明の吸収性複合材は緻密化された複合材である。緻
密化複合材を製造する際に有用な緻密化法は、この技術分野の当業者にはよく知
られている。例えば、共にここで参照することにより本明細書に明白に含まれる
、米国特許第5,547,541号明細書、およびウイヤーハエウザー社に譲渡
された、「軟化繊維および繊維を軟化する方法(Softened Fibers and Methods
of Softening Fibers)」と題される、1997年5月21日出願の米国特許出
願第08/859,743号明細書を参照されたい。後−ドライヤー緻密化吸収
性網状貯蔵複合材は、一般に、約0.1〜約0.5g/cm3、好ましくは約0
.15g/cm3の密度を有する。プレドライヤー緻密化法も用いることができ
る。吸収性複合材は、加熱されたまたは室温のいずれかのカレンダーロール法で
緻密化されるのが好ましい。例えば、共にここで参照することにより本明細書に
明白に含まれる、米国特許第5,252,275号および同第5,324,57
5号明細書を参照されたい。
【0053】 本発明の網状吸収性複合材の組成は、それを組み込むことができる所望最終製
品の必要に合うように変えることができる。1つの好ましい態様において、吸収
性複合材は、複合材の総重量に基づいて約60重量パーセントのセルロース繊維
(約48重量パーセントの木材パルプ繊維および約12重量パーセントの架橋セ
ルロース繊維)、約40重量パーセントの吸収性材料(例えば、超吸収性粒子)
、および約0.5重量パーセントの湿潤強度増強剤(例えば、ポリアミド−エピ
クロロヒドリン樹脂のカイメン(登録商標)、繊維1トンあたり樹脂約10ポン
ド)を含む。
【0054】 本発明の網状吸収性複合材は、パルプ加工処理技術において通常の技能を有す
る者に知られている湿式堆積法および気泡法で形成することができる。湿式堆積
法の代表的な例は、ここで参照することにより本明細書に明白に含まれる、「粒
子を繊維に結合するための再活性化可能バインダーを用いる湿式堆積繊維シート
の製造(Wet-laid Fiber Sheet Manufacturing with Reactivatable Binders fo
r Binding Particles to Fibers)」と題される、1994年4月5日発行の米
国特許第5,300,192号明細書に記載されている。湿式堆積法は、また、
キャセイ(Casey)著・パルプ・アンド・ペーパー(PULP AND PAPER)、第2版
、1960年、第II巻、第VIII章−シートの形成(Sheet Formation)の
ような標準的なテキストにも記載されている。複合材を形成する際に有用な代表
的な気泡法はこの技術分野で公知であって、全てがここで参照することにより本
明細書に明白に含まれる、ウィギンス・ティープ社(Wiggins Teape)に譲渡さ
れた、泡だった水性繊維懸濁液からの繊維質材料の形成に関する米国特許第3,
716,449号;同第3,839,142号;同第3,871,952号;同
第3,937,273号;同第3,938,782号;同第3,947,315
号;同第4,166,090号;同第4,257,754号;および同第5,2
15,627号明細書、並びにラドフォーム(Radfoam)法について記載する、
「繊維懸濁媒体としての水性フォームの高級製紙における使用(The Use of an
Aqueous Foam as a Fiber-Suspending Medium in Quality Papermaking)」、“ Foams ”、Proceedings of a Symposium organized by the Society of Chemical
Industry, Colloid and Surface Chemistry Group、R.J.アカース(R. J.
Akers)編、アカデミック・プレス社[Academic Press](1976年)に記載
されたものが挙げられる。
【0055】 これらの方法において、吸収性材料は複合材の形成中にその複合材の中に組み
込まれる。一般に、本発明の網状吸収性複合材を形成する方法は、複合材の成分
を分散媒体(例えば、水性媒体)の中で組み合わせてスラリーを形成し、次いで
そのスラリーを有孔支持体(例えば、フォーミングワイヤ)上に堆積させ、そし
て脱水して湿潤複合材を形成することを含む。この湿潤複合材を乾燥すると網状
複合材が得られる。
【0056】 上記のように、網状複合材は、繊維、吸収性材料、および場合によって用いら
れる湿潤強度増強剤の水性媒体中の組み合わせから製造される。この方法の1つ
の態様では、スラリーは、繊維、吸収性材料および湿潤強度増強剤を分散媒体中
で直接組み合わせることによって形成される。もう1つの態様では、スラリーは
、まず繊維と湿潤強度増強剤とを分散媒体中で組み合わせて繊維スラリーをもた
らし、次に第二工程で上記スラリーに吸収性材料を加えることによって調製され
る。さらに別の態様では、繊維スラリーが吸収性材料を含んでいる第二スラリー
と組み合わされ、その組み合わされたスラリーが次に上記支持体の上に堆積され
る。別法として、個々のスラリー、例えば繊維スラリーおよび吸収性材料を含ん
でいるスラリーを、分割されたヘッドボックス、例えば2つのスラリーを1つの
支持体上に同時に堆積させるツインスライスヘッドボックス(twin slice headb
ox)の使用により有孔支持体上に堆積させることができる。
【0057】 1つの態様においては、分散媒体中に複合材の成分を含んでいるスラリーまた
は複数のスラリーが有孔支持体上に堆積される。支持体上に一旦堆積されると、
その分散媒体は堆積された繊維スラリーから排出し始める。堆積繊維スラリーか
らの分散媒体の除去(例えば脱水)は、例えば熱、圧力、真空およびそれらの組
み合わせの適用を通じて続けられ、その結果湿潤複合材が形成される。
【0058】 本発明の網状吸収性複合材は、最終的には、上記湿潤複合材を乾燥することに
よって製造される。乾燥で残っている分散媒体が除去され、所望とされる含水率
を有する吸収性複合材がもたらされる。この複合材は、一般に、複合材の総重量
に基づいて約20重量パーセント以下の含水率を有し、好ましくは複合材の総重
量に基づいて約6〜約10重量パーセントの範囲内の含水率を有する。適した複
合材乾燥法に、例えば乾燥缶(drying cans)、エアフロート(air floats)お
よび通しエアドライヤー(through air dryers)を使用する方法がある。パルプ
および紙工業で知られている他の乾燥法および乾燥装置も使用することができる
。乾燥の温度、圧力および時間は使用される装置および方法に典型的なものであ
り、それらはパルプおよび紙工業の技術分野における当業者に知られている。網
状吸収性複合材を形成する代表的な湿式堆積法は実施例1で説明されている。
【0059】 気泡法の場合、その繊維スラリーは気泡分散液であり、その分散液は界面活性
剤をさらに含んでいる。適した界面活性剤に、この技術分野で公知のイオン性、
非イオン性および両性の界面活性剤がある。網状吸収性複合材を形成する代表的
な気泡法は実施例2で説明されている。
【0060】 吸収性複合材の成分の有孔支持体上への堆積と、それに続く脱水の結果として
、水を吸収し、その結果膨潤して大きくなっていることがある吸収性材料を含む
湿潤複合材が形成される。水で膨潤した吸収性材料を含んでいる湿潤複合材は、
水(即ち、分散媒体)を引き出すことができる支持体上に分配され、そしてその
湿潤複合材が乾燥される。乾燥は水膨潤吸収性材料を脱水させて、大きさを減少
させ、それによって吸収性材料を取り囲んでいる複合材中に空隙を作り出す。
【0061】 上記の各方法において、吸収性材料は、分散媒体中でその吸収性材料の重量の
約20倍以下吸収するのが好ましく、約10倍以下吸収するのがさらに好ましく
、そして分散媒体中でその吸収性材料の重量の約5倍以下吸収するのが上記より
もさらに好ましい。
【0062】 気泡法は幾つかの理由から吸収性複合材の形成に有利である。気泡法は、一般
に、比較的低い密度および比較的高い引張強度を同時に有する繊維ウェブを与え
る。実質的に同じ成分から構成されるウェブの場合、気泡形成ウェブは、一般に
、空気堆積ウェブよりは大きいが、湿式堆積ウェブよりは小さい密度を有する。
同様に、気泡形成ウェブの引張強度は空気堆積ウェブの場合より実質的に大きく
、湿式堆積ウェブの強度にほぼ等しい。また、気泡形成技術の使用は、気孔およ
び空隙の大きさのより良好な制御、空隙の大きさの最大化、繊維の配向と均一な
分布、および広範囲の材料(例えば、湿式堆積法には容易には組み込めない長い
合成繊維)の複合材中への組み込みを可能にする。
【0063】 製造には、網状吸収性複合材は、気泡法、好ましくはアールストローム社(Ah
lstrom Company)(ヘルシンキ[Helsinki]、フィンランド[Finland])の方
法によって形成することができる。この方法は望ましい製造効率を達成し、同時
に望ましい性能特性を持つ製品をもたらす。
【0064】 代表的的な湿式堆積法および気泡法による網状吸収性複合材の形成は、それぞ
れ実施例1および2で説明されている。代表的な網状吸収性複合材の吸収特性(
即ち、再湿潤性、獲得時間、液体分配、乾燥強度およびレジリエンス)は、実施
例3および4で説明されている。代表的な吸収性複合材の吸上げ性および液体分
配性は、それぞれ実施例5および6で説明されている。本発明に従って形成され
た代表的な複合材の引張強度は実施例7で説明されている。代表的な湿式堆積お
よび気泡形成複合材の軟らかさ(即ち、テーバー剛性)は実施例8で説明されて
いる。
【0065】 例えば液体の獲得性および分配速度、並びに吸収能力を含めて、吸収性複合材
の性能特性に影響を及ぼす1つの変数は、複合材中の吸収性材料の膨潤程度であ
る。上記方法は吸収性材料膨潤の制御と変更を可能にする。吸収性材料の膨潤性
は、一般に、架橋(例えば、表面および内部の架橋)の程度および吸収性材料に
よって吸収される水の量に依存する。膨潤の程度は、吸収性材料のタイプ、水性
環境(例えば、分散媒体および湿潤複合材)中における吸収性材料の濃度、およ
び吸収性材料がそのような環境と接触したままになっている期間を含めて、数多
くの因子に依存する。一般に、吸収性材料の水性媒体中濃度が低ければ低いほど
、また接触時間が長ければ長いほど、吸収性材料の膨潤は大きくなる。吸収性材
料の膨潤は、その吸収性材料を冷水に分散させることによって最小限に抑えるこ
とができる。
【0066】 一般に、吸収性材料の初期膨潤が大きければ大きいほど、空隙容積は大きくな
り、従って得られる吸収性複合材の密度は小さくなる。複合材の空隙容積が大き
ければ大きいほど、その液体獲得速度は大きくなり、また一般に複合材の吸収能
力は大きくなる。
【0067】 上記のように、複合材の空隙は、吸収性材料の水和と膨潤(即ち、湿潤複合材
の形成中)、および吸収性材料の後続の水和と大きさの減少(即ち、湿潤複合材
の乾燥中)によって形成される。最後に、複合材の密度は、吸収性材料が湿潤複
合材の形成中に液体を吸収し、膨潤する程度、および膨潤した吸収性材料を組み
込んでいる湿潤複合材が乾燥される程度に依存する。湿潤複合材の形成中に吸収
性材料により吸収された水は、湿潤複合材を乾燥したとき吸収性材料から除去さ
れて、その大きさを減少する。膨潤吸収性材料の脱水が繊維質複合材中の空隙の
一部を規定する。
【0068】 本発明の網状吸収性複合材は、例えばおむつまたは女性用ケア製品を含めて吸
収性物品中に、吸収性コアまたは貯蔵層として組み込むことができる。吸収性複
合材は単独で使用することもできるし、或いは図10および11に図解されるよ
うに1つまたは2つ以上の他の層と組み合わせて使用することもできる。図10
において、吸収性複合材10は、貯蔵層として、上部獲得層20と組み合わせて
使用されている。図11で図解されるように、所望とされるならば、第三層30
(例えば、分配層)も吸収性複合材10および獲得層20と共に使用することが
できる。
【0069】 本発明の吸収性複合材からは多種多様な適切な吸収性物品を製造することがで
きる。最も一般的なものに、おむつ、女性用生理ナプキンのような女性用衛生用
品および成人用の失禁用製品のような吸収性の消費者用製品がある。例えば、図
12を参照して説明すると、吸収性物品40は吸収性複合材10およびその上に
重なっている獲得層20を含む。液体透過性表面仕上げシート22が獲得層20
の上に重なっており、そして液体不透過性裏打ちシート24が吸収性複合材10
の下にある。その吸収性複合材は、例えばおむつでの使用に対して有利な液体吸
収性能を与える。この吸収性複合材の網状構造は多数回湿潤における流体の輸送
と吸収において助けとなる。この複合材を組み込んでいる、おむつとしての、ま
たは失禁用製品としての使用に適した吸収性物品の場合、その物品はレッグギャ
ザーをさらに含んでいることができる。
【0070】 図12の構造物は、おむつまたは女性用生理ナプキンのような典型的な吸収性
物品を例示する目的から示されている。当業者は、本発明において教示される着
想を用いて、多種多様な異なる構造物を製造することができるだろう。成人用の
失禁用吸収性構造体の典型的な構成であるその例が図13に示される。この物品
50は表面仕上げシート22、獲得層20、吸収性複合材10および裏打ちシー
ト24を含む。表面仕上げシート22は液体透過性であり、他方裏打ちシート2
4は液体不透過性である。この構造物においては、極性のある繊維材料から構成
される液体透過性組織26が、吸収性複合材10と獲得層20との間に配置され
ている。
【0071】 図14を参照して説明すると、もう1つの吸収性物品は、表面仕上げシート2
2、獲得層20、中間層28、吸収性複合材10および裏打ちシート24を含ん
でいる。中間層28は、例えば、酢酸セルロースとトリアセチンとの組み合わせ
のような緻密化された繊維材料を含み、それは物品の形成前に組み合わされる。
中間層28は、かくして、吸収性複合材10および獲得層20の両者を結合して
、吸収性複合材と獲得層とが互いに結合されていないものよりも一体性が有意に
高くなっている吸収性物品を形成することができる。層28の親水性は層10、
28および20の中に親水性の勾配を作り出すそのような仕方で調整することが
できる。
【0072】 本発明の網状吸収性複合材は、また、おむつのような吸収性物品に液体統御層
として組み込むこともできる。このような物品において、複合材は貯蔵コアまた
は貯蔵層と組み合わせて使用することができる。この組み合わせにおいて、液体
統御層は貯蔵層の上面表面積よりも小さい、その面積と同じ大きさ、またはその
面積よりも大きい上面表面積を有していることができる。網状吸収性複合材を貯
蔵層との組み合わせで組み込んでいる代表的な吸収性構造物が図15に示されて
いる。図15を参照して説明すると、吸収性構造物70は網状複合材10および
貯蔵層72を含む。貯蔵層72は、吸収性材料を含んでいる繊維層であるのが好
ましい。貯蔵層は、空気堆積法、湿式堆積法および気泡形成法を含めて、任意の
方法で形成することができる。貯蔵層は網状複合材であることができる。
【0073】 獲得層は網状複合材および貯蔵層と組み合わせることができる。図16は、複
合材10の上に重なっている獲得層20、および貯蔵層72を有する吸収性構造
物80を図解するものである。構造物80は、図17に示される構造物90を与
えるために中間層74をさらに含んでいることができる。中間層74は、例えば
ティッシュー層、不織布層、空気堆積パッド若しくは湿式堆積パッドまたは網状
複合材であることができる。
【0074】 構造物70、80および90は吸収性物品に組み込むことができる。図18〜
20にそれぞれ示される吸収性物品100、110および120は、一般に、液
体透過性表面仕上げシート22、液体不透過性裏打ちシート24並びに構造物7
0、80および90をそれぞれ含む、このような吸収性物品において、表面仕上
げシートは裏打ちシートにつながれている。
【0075】 もう1つの態様において、本発明に従って形成された網状吸収性複合材は、繊
維層をさらに含んでいる。この態様において、複合材は網状コア、およびそのコ
アの外側表面仕上げ表面に隣接する繊維層を含んでいる。繊維層は、単一の吸収
性複合材を与えるために、網状コアと一体形で形成される。繊維層は、一般に、
複合材の外側表面仕上げ表面(即ち、上部および/または下部表面)と同一の広
がりを持っている。複合材は、コアの外側表面仕上げ表面の各々に隣接する第一
層および第二層を含んでいるのが好ましい(即ち、繊維層はコアの対向する表面
と同じ広がりを持っている)。1つの繊維層を有する代表的な吸収性複合材が図
21Aに示され、また複数の繊維層を有する代表的な吸収性複合材が図21Bに
示されている。図21Aを参照して説明すると、吸収性複合材130は網状コア
10および繊維層132を含み、また図21Bに示されるように、複合材140
は網状コア10と、中間繊維層132および134を含む。上記のように、コア
10は、一部が吸収性材料18を含む空隙14を画成している繊維領域12を含
む繊維質マトリックスである。
【0076】 複合材の層または複数の層は繊維質であって、前記の任意、適当な繊維または
繊維の組み合わせから構成することができる。層の繊維組成は大幅に変えること
ができる。層は前記網状コアを形成するのに用いられた繊維と同一または異なる
繊維から形成することができる。層は弾力性繊維、マトリックス繊維、または弾
力性繊維とマトリックス繊維との組み合わせから形成することができる。層は、
場合によっては、湿潤または乾燥強度増強剤を含んでいることができる。適した
層(または複数層)は単一の繊維タイプのものから形成することができ、例えば
層は木材パルプ繊維(例えば、ダイオウマツ繊維)100パーセントから構成す
ることができる。別法として、層は、木材パルプ繊維と架橋繊維との80:20
ブレンド、合成繊維ブレンドおよび合成繊維とセルロース繊維とのブレンドのよ
うな繊維ブレンドから形成することもできる。
【0077】 繊維層の組成は所望とされる特性を有する複合材を与えるように変えることが
できる。例えば、高液体吸上げ能力を有する層を与えるには、繊維層は比較的高
い木材パルプ繊維含有量を有するのが好ましい。かくして、液体の分配には、そ
の層はダイオウマツ繊維のような木材パルプ繊維から構成されるのが好ましい。
しかし、このような層は、相対的に少ない木材パルプ繊維を含み、そして、例え
ば架橋繊維をより多い量で含んでいる同様に構成された層に比較してそれより小
さい液体獲得速度を有する。逆に、高液体獲得速度を有する層を与えるには、層
は相対的に高い架橋または合成繊維含有量を有しているのが好ましい。しかし、
その高架橋繊維含有量の結果として、そのような層は相対的に少ない架橋繊維を
含んでいる匹敵する層よりも小さい液体分配性を与える。液体の獲得には、層は
架橋繊維とパルプ繊維とのブレンドであるのが好ましく、例えば層は約30〜約
50重量パーセントの架橋繊維と約50〜約70重量パーセントのパルプ繊維を
含んでいることができる。別法として、高液体獲得速度を有する層は、また、セ
ルロース繊維との組み合わせで、合成繊維(例えば、PET繊維またはPETと熱接着
性繊維とのブレンド)を相対的に高い含有量で含んでいることもできる。場合に
よっては、1つまたは2つの層は合成繊維を含んでいることができる。
【0078】 複合材の繊維層は一体型単一構造を与えるように網状コアと共に形成されるの
で、その複合材の総合的な特性は個々のコアおよび層成分を適切に選択すること
によって最適なものにすることができる。複合材の性能をさらに最適なものにす
るために、第一層および第二層の性質は、これらを選択的にかつ独立に制御し、
変えることができる。第一層および第二層の組成物は同じである必要はない。こ
れらの層は同じまたは異なる繊維完成紙料から形成することができる。気泡法で
形成される組成物の場合、層の坪量も独立に制御し、変えることができる。層の
坪量は、また、コアの坪量に対して変えることができる。気泡法においては、坪
量は、繊維完成紙料がフォーミング支持体に供給され、その支持体上に堆積され
る速度を調整することによって変えることができる。例えば、特定の完成紙料の
ポンプ速度を変えることで、複合材のその部分の坪量は効果的に制御される。従
って、1つの態様では、吸収性複合材は、各層が異なる坪量を有する網状コア中
間第一および第二層を含む。層の坪量は、また、湿式堆積法で形成される吸収性
複合材についても変えることができる。
【0079】 繊維層は、湿式堆積法および気泡法で網状コアと一体的に形成することができ
る。一般に、網状コアおよび繊維層を含んでいる複合材は、そのコアおよび層の
成分を含んでいる繊維スラリーを実質的に同時に堆積させることによって形成す
ることができる。2つ以上の繊維スラリーのフォーミング支持体上への堆積は、
例えば分割ヘッドボックスおよび/またはマルチスライス(multislice)ヘッド
ボックスを含めて、この技術分野で公知の標準的な装置により成し遂げることが
できる。
【0080】 代表的な吸収性複合材は、例えばロトフォーマー抄紙機、長網抄紙機およびツ
イン−ワイヤ抄紙機を含めて、常用の抄紙機を用いて形成することがでいる。単
一層を有する吸収性複合材はロトフォーマー抄紙機および長網抄紙機で形成する
ことができ、また2層を含む複合材はツイン−ワイヤ抄紙機で形成することがで
きる。ロトフォーマー抄紙機を用いて吸収性複合材を形成する代表的な方法は実
施例9で説明されている。この方法で形成された代表的な吸収性複合材の性能特
性は実施例10〜15で説明されている。ロトフォーマー抄紙機を用いて形成さ
れた吸収性複合材は、ワイヤ面繊維層を含んでいる。層の厚さおよび複合材の全
体構造は、吸収性材料を繊維紙料に送ってその吸収性材料をその紙料と効果的に
混合するヘッドボックススパージャーの位置によって制御することができる。一
般に、スパージャーが吸収性材料を繊維紙料にロトフォーマードラムにおいて導
入する深さが深ければ深いほど、得られる繊維層は薄くなる。逆に、相対的に厚
い層は、吸収性材料を繊維紙料にロトフォーマードラムからより大きい距離にお
いて導入することによって形成することができる。
【0081】 本発明の吸収性複合材は、ツイン−ワイヤ配置(即ち、ツイン−フォーミング
ワイヤ)を含む装置と方法によって形成することができる。複合材を形成するた
めの代表的なツイン−ワイヤ抄紙機が図22に示されている。図22を参照して
説明すると、抄紙機200はツイン−フォーミングワイヤ202および204を
含み、それらワイヤ上に複合材の成分が堆積される。繊維スラリー124は、基
本的には、ヘッドボックス212に導入され、そしてヘッドボックスの出口でフ
ォーミングワイヤ202および204上に堆積される。真空要素206および2
08が、ワイヤ202および204上にそれぞれ堆積された繊維スラリーを脱水
して一部脱水ウェブとなし、そのウェブが一部脱水ウェブ126として抄紙機の
ツイン−ワイヤ部分を出ていく。ウェブ126はワイヤ202に沿って走行し続
け、そして追加の真空要素210によって脱水され続けて複合材120を与え、
その複合材が次いで乾燥手段216によって乾燥されて複合材10を与える。
【0082】 吸収性材料は、所望とされる製品構成に依存して、ツイン−ワイヤプロセス中
における幾つかの位置のいずれか1つにおいて繊維ウェブ中に導入することがで
きる。図22を参照して説明すると、吸収性材料122は、ウェブが少なくとも
一部分脱水されているワイヤ202および204に沿った位置2、3または4、
或いは他の位置でその一部脱水ウェブに注入することができる。吸収性材料は、
形成され、ワイヤ202および204に沿って走行している一部脱水ウェブに導
入することができる。吸収性材料は、一部脱水繊維ウェブに、そのウェブの幅の
両端間にわたって横方向に一定間隔を置いて配置されたノズルによって注入する
ことができる。ノズルは吸収性材料供給装置に接続されている。ノズルは上記の
色々な位置(例えば、図22の位置1、2または3)に配置することができる。
例えば、図22を参照して説明すると、ノズルは吸収性材料をワイヤ202およ
び204上の一部脱水ウェブに注入するために位置2に配置することができる。
【0083】 吸収性材料の導入位置に依存するが、複合材を形成するツイン−ワイヤ法は、
繊維層を有する複合材を与えることができる。
【0084】 この複合材は、その外表面と同じ広がりを持つ繊維層を有する一体となった相
を含んでいることができる。これらの繊維質複合材は、多層傾斜フォーマーまた
は区画化ヘッドボックス(sectioned headboxes)を具えるツイン−ワイヤフォ
ーマーから形成することができる。これらの方法は、特に設計された性質を有し
、かつ所望とされる性質を有する複合材を達成する成分を含んでいる層または相
を有する層状化(stratified)または相状化(phased)複合材を与えることがで
きる。
【0085】 基本的には、複合材のz方向における吸収性材料の位置が、繊維質バンドを覆
っている繊維層を有効に規定する。単一の繊維完成紙料を含む形成法の場合、バ
ンドの位置は、吸収性材料注入系(例えば、ノズルの組)をフォーミングワイヤ
に関連させて配置することによって調整することができる。複数の完成紙料を含
む方法の場合は、上部および下部の繊維層は同じまたは異なる成分から構成する
ことができ、そして区画化ヘッドボックスに導入することができる。
【0086】 図22を参照して説明すると、繊維層11を有する複合材10は抄紙機200
によって形成することができる。層11が同じ成分から成る複合材の場合、ヘッ
ドボックス212には単一の繊維完成紙料124が導入される。異なる成分から
成る層11を有する複合材を形成するには、ヘッドボックス212は異なる組成
を有する繊維完成紙料(例えば、124a、124bおよび124c)を導入す
るための1つまたは2つ以上のバッフル214を含む。このような方法において
、上部および下部の層は、異なる成分を含み、また異なる坪量および性質を有す
るように形成することができる。
【0087】 本発明の網状複合材は、前記の成分を用いて気泡形成法で形成されるのが好ま
しい。気泡形成法では、複数の層を有し、かつ吸収性材料を含んでいる繊維ウェ
ブは、複数の繊維スラリーから形成することができる。ある好ましい態様におい
ては、気泡形成法はツイン−ワイヤフォーマーで実施される。
【0088】 上記方法は、例えば3層を有する複合材を含めて多種多様な多重層複合材を提
供することができる。3層を有する代表的な複合材は、繊維(例えば、合成繊維
、セルロース繊維および/またはバインダー繊維)から形成された第一層;繊維
および/または超吸収性材料のような他の吸収性材料から形成された中間層;お
よび繊維から形成された第三層を含んでいる。本発明の方法は、このような複合
材が比較的はっきりした別々の層を有するか、或いはまた層から層までゆるやか
な遷移ゾーンを有することができる点で用途が広い。
【0089】 中間層を有する繊維ウェブを形成する代表的な方法は、一般に、次の: (a)水性分散媒体中に繊維および界面活性剤を含む第一繊維スラリーを形成
し; (b)水性分散媒体中に繊維および界面活性剤を含む第二繊維スラリーを形成
し; (c)第一有孔要素(例えば、フォーミングワイヤ)を第一通路の中を移動さ
せ; (d)第二有孔要素を第二通路の中を移動させ; (e)第一スラリーを第一通路の中を移動している第一有孔要素と接触させて
通し; (f)第二スラリーを第二通路の中を移動している第二有孔要素と接触させて
通し; (g)第一スラリーと第二スラリーとの間に第三の材料を、その第三材料が第
一および第二有孔要素のいずれか一方とは接触しないように通し;そして (h)第一および第二スラリーから第一および第二有孔要素を通して液体を抜
き出すことによってそれら第一および第二スラリー並びに第三材料から繊維ウェ
ブを形成する 工程を含む。
【0090】 前記のように、上記方法はツイン−ワイヤフォーマー、好ましくは縦型フォー
マー、さらに好ましくは縦型ダウンフローツイン−ワイヤフォーマー(vertical
downflow twin-wire former)で実施するのが適当である。縦型フォーマーでは
、有孔要素の通路は実質的に垂直である。
【0091】 本発明の方法を実施する際に有用な代表的な縦型ダウンフローツイン−ワイヤ
フォーマーが図23で図解されている。図23を参照して説明すると、フォーマ
ーは、閉鎖第一端部(頂部)、閉鎖第一および第二側部並びに内部容積部を持つ
フォーマーを有する縦型ヘッドボックス集成装置を含む。フォーマーの第二端部
(底部)は、移動する第一および第二有孔要素202および204とフォーミン
グニップ213によって画成されている。フォーマーの閉鎖第一端部、閉鎖第一
および第二側部並びに第一および第二有孔要素によって画成される内部容積部は
、フォーマーの第一端部から第二端部に向かって延在している内部構造体230
を含む。この内部構造体は、その一方の側部側に第一容積部232を、そしてそ
の他方の側部側に第二容積部234を画成している。フォーマーは、さらに、供
給装置242および第一繊維スラリーを上記第一容積部に導入するための手段2
43、供給装置244および第二繊維スラリーを上記第二容積部に導入するため
の手段245、並びに供給装置246および第三材料を上記内部構造体に導入す
るための手段247を含む。液体(および/または気泡)を第一および第二スラ
リーから有孔要素を通して抜き出してウェブを形成するための手段(例えば、サ
クションボックス206および208)も、ヘッドボックス集成装置中に含まれ
ている。
【0092】 上記方法において、ツイン−ワイヤフォーマーは、少なくとも第三材料を内部
構造体を通して導入するための手段を含む。この導入手段は、第一有効長さを有
する少なくとも第一の複数の導管を含んでいるのが好ましい。第一長さとは異な
る第二有効長さを有する第二の複数の導管を使用してもよい。3つ以上の導管の
組を使用することもできる。
【0093】 本発明の形成方法を実施する際に有用なもう1つの代表的な縦型ダウンフロー
ツイン−ワイヤフォーマーが、図24に図解されている。図24を参照して説明
すると、フォーマーは、フォーマーの閉鎖第一端部、閉鎖第一および第二側部並
びに第一および第二有孔要素202および204によって画成される内部容積部
を有する縦型ヘッドボックス集成装置を含み、またフォーマーの第一端部から第
二端部に向かって延在している内部構造体230を含む。この態様において、内
部構造体230は複数の導管235および236、並びに随意のディバイダー壁
(divider walls)214を含んでいる。
【0094】 内部構造体はその一方の側部側に第一容積部232を、そしてその他方の側部
側に第二容積部234を画成している。フォーマーは、さらに、供給装置242
および第一繊維スラリーを上記第一容積部に導入するための手段243、供給装
置244および第二繊維スラリーを上記第二容積部に導入するための手段245
、供給装置246および第三材料を複数の導管236に導入するための手段24
7、供給手段248および第三材料を複数の導管235に導入するための手段2
49、並びに供給手段250および気泡スラリーのような別の材料を壁214で
画成される容積部内に導入するための手段251を含む。
【0095】 複数の導管235は複数の導管236とは異なる有効長さを有していることが
できる。第三材料は導管235および236を通して導入することもできるし、
或いは、別法として、第三材料を導管235を通して導入し、そして第四材料を
導管236を通して導入することもできる。導管235および236の端部は、
サクションボックスが気泡を有孔要素と接触しているスラリーから抜き出すこと
を始める場所を越えた(即ち、ウェブの形成が始まる点を越えた)位置で終わっ
ているのが好ましい。複数の導管235および/または236は、本発明に従っ
て形成された繊維ウェブ中に第三材料のストリップまたはバンドを導入するのに
適している。複数の導管235および236は、ニップ213に向かいそしてそ
れより離れる第一次元の中を、また一方のフォーミングワイヤまたは他方のフォ
ーミングワイヤにより近い、上記第一次元に対して実質的に直角な第二次元の中
を移動することができる。代表的な複数の導管235および236が図25で図
解されている。
【0096】 一般に、フォーマーの内部構造体(即ち、図23および24の構造体230)
は、有孔要素に対して、その内部構造体を通して導入される材料が第一および第
二有孔要素とは直接接触しないように配置される。従って、材料は、第一および
第二スラリーが有孔要素と接触し、そしてそれらスラリーからの気泡および液体
の除去が始まってから、内部構造体を通してそれら第一および第二スラリー間に
導入される。このような構成は超吸収性材料の導入に、また第三材料が気泡/繊
維スラリーである層状構造の形成に特に有利である。第一および第二繊維スラリ
ーは、形成されるべき複合材の特質に依存して、互いに、また第三材料と同一で
あってもよいし、或いは異なっていてもよい。
【0097】 ある好ましい態様において、上記方法は第三材料を複数の異なる点において導
入することを含む。第三材料をヘッドボックスに導入するこの複数の異なる点の
少なくとも一部の位置は、その導入点をヘッドボックスの出口(即ち、図23お
よび24のニップ213)に向かいそしてそれより離れる第一次元の中で調整す
ることが望まれ;またその複数の点の少なくとも一部を、一方のフォーミングワ
イヤまたは他方のフォーミングワイヤにより近い、上記第一次元に対して実質的
に直角な第二次元の中で調整することが望まれるときに調節することができる。
【0098】 上記方法は、また、第三材料をヘッドボックスに導入するための、少なくとも
2つの異なる長さのものである複数の別個の導管を利用することを含むことがで
きる。この方法は、また、導管の長さの一部をヘッドボックスの出口に向かって
延在させている分割壁を有する複数のヘッドボックスの中で利用することもでき
る。このようなヘッドボックスが図22および24で図解されている。
【0099】 第一および第二スラリーを第一および第二容積部の中に導入する手段は、任意
の常用タイプの導管、ノズル、オリフィス、ヘッダーまたは類似の手段を含んで
いることができる。これらの手段は、典型的には、フォーマーの第一端部に配置
され、第二端部に面している複数の導管を含む。
【0100】 第一および第二スラリーから液体および気泡を有孔要素から抜き出してそれら
有孔要素上にウェブを形成する手段は、ヘッドボックス集成装置の中にも含まれ
る。液体および気泡を抜き出すこの手段として、サクションローラー、プレスロ
ーラーまたは他の常用構造物のような、その目的に対して常用される任意の手段
を挙げることができる。ある好ましい態様では、第一および第二サクションボッ
クス集成装置が用意され、そして内部構造体の、有孔要素とは反対側に据え付け
られている(図22、23および24のボックス206および208を参照され
たい)。
【0101】 もう1つの態様では、本発明の複合材は繊維質基礎材料中に1つまたは2つ以
上のバンドを含む。基礎材料は繊維質マトリックスおよび吸収性材料を含む。適
した繊維質基礎材料は前記のとおりである。繊維質バンドは吸収性材料を実質的
に含まない。1つの態様において、繊維質バンドまたは複数の同バンドは複合材
の縦方向に沿って延在している。特定の複合材中におけるバンドの数は特に重要
と言うわけではなく、それは複合材が組み込まれる吸収性物品の特質に依存する
。1つの態様においては複合材は2つの繊維質バンドを含み、また他の態様にお
いては複合材は3つ以上、例えば3つ〜約6つのバンドを含んでいる。
【0102】 2つの繊維質バンドを有する本発明の代表的複合材が、図31に模式的に図解
されている。図31を参照して説明すると、複合材300は基礎材料マトリック
ス310および繊維質バンド320を含む。基礎材料マトリックスが吸収性材料
を含んでいる複合材の態様の場合、繊維質バンドは、流体を複合材全体にわたっ
て分配させる複合材の長さに沿って、基礎材料マトリックス中の吸収性材料まで
流体を導き、その流体は最終的にその吸収性材料の所に貯蔵される。図31にお
いて、流体の動きは矢印で示されている。
【0103】 繊維質バンドを有する代表的複合材およびそれらの性能特性が、実施例18、
19および21で説明されている。2つの繊維質バンドを有する代表的複合材が
、実施例19で説明されている。この複合材について、15分における吸上げ高
さ、15cmにおける吸収能力、および代表的複合物の湿潤済みゾーンの吸収能
力が、図32にグラフとして与えられている。2つの繊維質バンドを有する代表
的な気泡形成複合材が実施例21で説明されている。これらの複合材について、
そのリングクラッシュおよび引張強度の相関関係が図33にグラフとして示され
;無拘束垂直吸上げ高さと飽和吸収能力との相関関係が図34にグラフとして示
され;リングクラッシュと引張強度との比較が図35にグラフとして示され;そ
して無拘束垂直吸上げ高さと飽和吸収能力との比較が図36にグラフとして示さ
れている。
【0104】 繊維質バンドは、繊維のブレンドを含めて前記の繊維材料のいずれをも含んで
いることができる。例えば、繊維質バンドは、マトリックス繊維、弾力性繊維、
およびマトリックス繊維と弾力性繊維とのブレンドを含んでいることができる。
ある特定の態様では、繊維質バンドは架橋セルロース繊維および/またはマトリ
ックス繊維を含んでいる。繊維質バンドは架橋繊維をバンド中の繊維の総重量に
基づいて約15〜約90重量パーセントの量で含んでいることができる。1つの
態様において、繊維質バンドは架橋繊維をバンド中の繊維の総重量に基づいて約
20〜約80重量パーセントの量で含んでいる。別の態様において、繊維質バン
ドは架橋繊維をバンド中の繊維の総重量に基づいて約40〜約60重量パーセン
トの量で含んでいる。繊維質バンドはマトリックス繊維をバンド中の繊維の総重
量に基づいて約10〜約85重量パーセントの量で含んでいることができる。1
つの態様において、繊維質バンドはマトリックス繊維をバンド中の繊維の総重量
に基づいて約20〜約80重量パーセントの量で含んでいる。別の態様において
、繊維質バンドはマトリックス繊維をバンド中の繊維の総重量に基づいて約40
〜約60重量パーセントの量で含んでいる。
【0105】 上記のように、1つの態様では、繊維質バンドは架橋繊維とマトリックス繊維
とのブレンドを含む。1つの態様において、マトリックス繊維対架橋セルロース
繊維の重量比は約1:1であり;もう1つの態様ではその比は約1:4であり;
そして別の態様ではその比は約4:1である。
【0106】 繊維質バンドを有する吸収性複合材は、繊維質バンドを欠く他の複合材を越え
る利点を提供する。他の利点の中でも、繊維質バンドまたは複数の同バンドは、
吸収性材料を含んでいる複合材の繊維マトリックス内で液体分配通路または同チ
ャンネルとして作用する。かくして、複合材によって獲得された液体は繊維質バ
ンドに沿って速やかに分配され、そしてこれらのバンドから外へ、そしてそれら
バンドを取り囲んでいる繊維マトリックスの中に吸収され、そこでその液体は最
終的に吸収性材料によって吸収、保持される。繊維質バンドを含んでいる複合材
は、他の有利な性質の中でも、液体の吸上げ性、総吸収液体量、液体取込み速度
および液体流束に関連した利点を与える。例えば、以下に記載されるように、繊
維質バンドを有する代表的な吸収性複合材は、30分における無拘束垂直吸上げ
高さが少なくとも約10cm、好ましくは少なくとも約12cmである。この複
合材は、また、少なくとも約30g、好ましくは少なくとも約40gの、30分
時における無拘束垂直吸上げ総流体吸収値を有する。この複合材は、また、少な
くとも約1.0g/g/分、好ましくは少なくとも約2.0g/g/分の、12
cmにおける無拘束垂直吸上げ取込み速度を有する。この複合材は、また、12
cmにおける無拘束垂直吸上げ流束が少なくとも約2.0g/cm2/分、好ま
しくは約3.0g/cm2/分である。
【0107】 繊維質バンドを有する複合材は、また、強度および軟らかさの利点も与える。
複合材の全長に延びる繊維質バンドは、一般に、複合材の軟らかさをその幅全域
にわたって増加させる。
【0108】 繊維質バンドは、また、複合材の加工処理に関連する利点も与える。例えば、
比較的多孔質の繊維質バンドは複合材の乾燥効率を高める。また、繊維質バンド
は、複合材に、それを吸収性物品中で用いるときに通気性を付与することができ
る。
【0109】 以上、繊維材料のバンドを有する複合材を説明したけれども、繊維だけの領域
の他の形状も本発明の範囲内であることは認められるだろう。代表的形状として
は、中でも、円形、環状、輪状、星形、十字形および長方形の各形状が挙げられ
る。バンドまたは他の形状のものの幅も、特定の必要に合うように変えることが
できる。広いバンドは細いバンドよりも大きい吸収能力を有する。バンドまたは
他の形状のものは、例えば流体の移動を容易にするために先細にすることもでき
る。先細になっているかまたは変化している長さまたは幅を有することに加えて
、そのバンドまたは他の形状のものは、また、漸減または変化している(即ち、
複合材の厚さ方向に漸減または変化している)厚さを有していることができる。
【0110】 繊維質バンドは、また、繊維質基礎材料中に色々な位置で配置して(例えば、
複合材の長さ、幅および厚さの変更)、多様な流体移動性を有する複合材を提供
することもできる。
【0111】 繊維質バンドを有する吸収性複合材は、前記の湿式堆積法および気泡形成法に
よって形成することができる。繊維質バンドは複合材を上記の方法で提供するよ
うに繊維質マトリックス中に組み込むことができる。繊維質バンドは、繊維を第
三(または第四)材料として上記方法で導入することによって形成することがで
きる。第三材料として繊維のブレンドも導入することができる。このような形成
法において、吸収性材料は、上記のとおり、例えば第四(または第三)材料とし
て、他の導管を通して複合材に導入することができる。
【0112】 本発明に従って形成された吸収性複合材は、吸収性コアまたは貯蔵層として、
おむつのような吸収性物品の中に組み込むことができる。この複合材は、本発明
において例証される有用な吸収性構造物を提供するために、単独で使用すること
もできるし、或いは液体獲得層および/または液体分配層のような1つまたは2
つ以上の他の層と組み合わせることもできる。色々な構造物および物品を図解し
ている図面において、参照番号10は本発明の複合材の態様全てを指している。
【0113】 網状コアおよび繊維層を有する吸収性複合材を組み込んでいる代表的な吸収性
構造物が、図26A〜Cおよび27A〜Cに示されている。図26Aを参照して
説明すると、構造物150は、貯蔵層として上部獲得層20と組み合わせて用い
られる複合材130(即ち、網状コア10および繊維層132)を含む。図26
Bは構造物160を図解するもので、それは複合材130および獲得層20を有
し、この場合繊維層132が獲得層20に隣接している。獲得層20および複合
材140を含む構造物170が図26Cに図解されている。
【0114】 吸収性複合材と獲得層との組み合わせを含む上記の構造物に加えて、さらなる
構造物は獲得層と複合材との中間に分配層を含んでいることができる。図27A
は、中間層30(例えば、分配層)が獲得層20と複合材130との間に挿入、
配置されている構造物180を図解するものである。同様に、図27Bおよび2
7Cは、獲得層20と複合材130および140との中間に層30を有する構造
物190および200をそれぞれ図解している。
【0115】 複合材130および140、並びに構造物150、160、170、180、
190および200は、吸収性物品に組み込むことができる。一般に、図28A
〜Cにそれぞれ示される吸収性物品210、220および230;図29A〜C
にそれぞれ示される吸収性物品240、250および260;並びに図30A〜
Cにそれぞれ示される吸収性物品270、280および290は、液体透過性表
面仕上げシート22、液体不透過性裏打ちシート24および複合材130、14
0、並びに構造物150、160、170、180、190および200をそれ
ぞれ含んでいる。このような吸収性物品において、その表面仕上げシートは裏打
ちシートに結合されている。
【0116】 次の実施例は例証の目的から与えられるものであって、限定のためではない。
【0117】 実施例 実施例1 網状吸収性複合材の形成:代表的湿式堆積法 この実施例は、代表的な吸収性複合材を形成するための湿式堆積法を例証する
ものである。
【0118】 本発明に従って形成される湿式堆積複合材を、この技術分野の当業者に公知の
標準的な湿式堆積装置を用いて製造する。標準の木材パルプ繊維と架橋パルプ繊
維(それぞれ、乾燥複合材の総重量基準で48重量パーセントおよび12重量パ
ーセント)との混合物の、約0.25〜3パーセントのコンシステンシーを有す
るスラリーを形成する。コンシステンシーは、スラリー中に存在する繊維の、ス
ラリーの総重量に基づく重量パーセントと定義される。次に、この繊維混合物に
カイメン(登録商標)のような湿潤強度増強剤(総複合材重量基準で0.5パー
セント)を加える。最後に、吸収性材料(乾燥複合材の総重量基準で40重量パ
ーセント)をスラリーに加え、そのスラリーを完全に混合し、次いでワイヤメッ
シュ上に分配して湿潤複合材を形成する。この湿潤複合材を総複合材重量基準で
約9〜約15重量パーセントの水分率になるまで乾燥して、代表的網状吸収性複
合材を形成する。
【0119】 上記のようにして形成された複合材から、この技術分野の当業者に公知の前−
または後−乾燥緻密化法により、色々な坪量を有する吸収性複合材を製造するこ
とができる。
【0120】 実施例2 網状吸収性複合材の形成:代表的気泡法 この実施例は、代表的な吸収性複合材を形成するための気泡法を例証するもの
である。
【0121】 実験室規模のウォーリングブレンダー(Waring blender)に4Lの水を満たし
、そしてパルプ繊維を加える。この混合物を短時間ブレンドする。次に、このパ
ルプ繊維に架橋セルロース繊維を加え、そして少なくとも1分間ブレンドして架
橋繊維を開繊し、かつそれら2種の繊維の混合を行う。得られた混合物は0.0
7〜12重量パーセントの固形分を含んでいることができる。
【0122】 上記混合物を容器に入れ、そして空気取り込みブレードにより数秒間ブレンド
する。このブレンド混合物に界面活性剤(インクロナン[Incronan]30、クロ
ーダ社[Croda, Inc.])を加える。繊維1グラム当たり約1gの活性な界面活
性剤固形分が加えられる。この混合物を、ミキサーブレード高さをその上昇気泡
からゆっくり引き上げながらブレンドする。約1分後に、その混合を停止させ、
超吸収性材料を加え、そして混合を一定ミキサーブレード高さにおいてさらに3
0秒間再開始する。得られた気泡−繊維混合物は、原混合物の容積に対して約3
倍の容積を有する。
【0123】 この混合物を、傾斜拡散プレートを有するシートモールド(sheet mold)に速
やかに注入する。この混合物の添加後に、そのプレートをモールドから取り外し
、そして強い真空を適用して気泡−繊維の高さを低下させる。目に見える気泡の
大部分が消失した後、真空の適用を中止し、そして得られたシートをモールドか
ら取り出し、そしてフォーミングワイヤに沿ってスリットクーチの上を通過させ
て過剰の気泡と水を除去する。
【0124】 そのシートを次に乾燥オーブン中で乾燥させて水分を除去する。
【0125】 実施例3 代表的網状吸収性複合材の獲得時間 この実施例では、本発明に従って形成された代表的な網状吸収性複合材(複合
材A)の液体獲得時間が市販のおむつ(おむつA、キンバリー−クラーク社[Ki
mberly-Clark])と比較される。
【0126】 試験は、コアおよびサージ(surge)統御層を取り除き、その包囲物が用いら
れる市販のおむつ(キンバリー−クラーク社)に対して行われた。その試験おむ
つはその中に吸収性複合材を挿入することによって作られた。
【0127】 上記の試験で用いられた水溶液は、ナショナル・サイエンティフィック社(Na
tional Scientific)からRICCAという商標名で入手できる合成尿である。この合
成尿は135meq./Lのナトリウム、8.6meq./Lのカルシウム、7.7meq.
/Lのマグネシウム、1.94重量%(総重量基準)の尿素と、それに加えて他
の成分を含んでいる食塩水である。
【0128】 上記試験のために、吸収構造体の試料を、吸収性構造体の中央を定めて作成し
た。上記中央は液体適用場所のための前線(front)に対して1インチと測定さ
れ、その場所に「X」の印を付けた。試料を作成したら、それをまずプラスチッ
クベース(4・3/4インチ×19・1/4インチ)の上に置き、次いでその試
料の上面に漏斗用獲得プレート(funnel acquisition plate)(4インチ×4イ
ンチのプラスチックプレート)を置くことによって試験を行った。その際、上記
プレートはその穴が「X」の上にそれを覆うように配置された。次に、上記漏斗
用獲得プレートの上面にドーナツ型おもり(1400g)を置き、次いでそのプ
レートに漏斗(直径4インチ)を取り付けた。次に、その漏斗に100mLの合
成尿を注ぎ入れ、そして液体が最初に漏斗に導入されたときから液体が漏斗の底
から消えて試料中に入り込んだ時間までの時間を測定することによって液体獲得
性を測定した。その実測時間が第一液体攻撃に対する獲得時間である。1分待っ
た後、上記漏斗に第二の100mL部を加え、そして第二攻撃の獲得時間を測定
した。さらに1分待った後、第三の時間のために液体獲得を反復して第三攻撃の
獲得時間を得た。おむつAおよび複合材Aについての3つの連続する100mL
ずつの液体攻撃の各々について秒で報告される獲得時間が表1にまとめて示され
る。
【0129】
【表1】
【0130】 表1に示されるように、液体は吸収性複合材によって、空気堆積貯蔵コアを含
んでいる市販おむつの場合よりも速やかに獲得される。これらの結果は、空気堆
積コアは液体を網状吸収性複合材とほぼ同じくらい急速には獲得しないことを示
している。市販のおむつは、また、連続の液体攻撃で獲得速度の特徴的な減少も
示した。これに対して、本発明に従って形成された複合材は、その複合材が連続
攻撃で液体を吸収し続けたとき、比較的一定の獲得時間を保持していた。重要な
ことであるが、この吸収性複合材は、市販おむつの最初の攻撃に対する獲得時間
よりも実質的に短い(約1/4倍)第三攻撃の獲得時間を示す。これらの結果は
、湿式堆積複合材の場合、従来の空気堆積貯蔵コア一般に比較して吸上げ能およ
び毛管ネットワークがより大きいこと、および、特に網状吸収性複合材の向上し
た性能を反映するののである。
【0131】 実施例4 代表的網状吸収性複合材の獲得速度と再湿潤性 この実施例では、本発明に従って形成された代表的な網状吸収性複合材(複合
材A1〜A4と表示)の液体獲得時間と再湿潤性が市販のおむつ(おむつA、キ
ンバリー−クラーク社)と比較される。複合材A1〜A4はそれら複合材を乾燥
した方法が異なる。
【0132】 被試験複合材中の超吸収性材料の量(SAPの重量パーセント)、および複合材
の各々の坪量を含めて、それら複合材のある特定の性質が表2にまとめて示され
る。
【0133】 試験は、コアが取り除かれ、そして包囲物として使用された市販のおむつ(キ
ンバリー−クラーク社)に対して行われた。試験用おむつは上記被試験複合材を
それらおむつに挿入、配置することによって作成された。
【0134】 液体獲得時間および再湿潤性は、以下に記載される多重投与再湿潤性試験(mu
ltiple-dose rewet test)に従って求められる。
【0135】 簡単に述べると、多重投与再湿潤試験は、3回の液体適用の各回後に吸収性構
造体から放出される合成尿の量、およびそれら3回の液体投与の各々について製
品中に毛管作用で吸い込まれるのに要する時間を測定するものである。
【0136】 これらの試験で使用された水溶液は、前記実施例1で説明された、ナショナル
・サイエンティフィック社から商標名・RICCAで入手できる合成尿であった。
【0137】 上記試験のために、吸収性構造体の予備秤量試料を、吸収性構造体のコアの中
央を定めるて作成した。上記中央は液体適用場所のための前線に対して1インチ
と測定され、その場所に「X」の印を付けた。液体適用漏斗(容量、最低100
mL、流量5〜7mL/秒)を「X」の所で試料の表面より4インチ上方に配置
した。試料が作成されたら、試験を次のとおり行った。試料を、液体適用漏斗の
真下にあるテーブルの上面に、不織布面を上にして、平らにして置いた。漏斗に
ある用量(100mL)の合成尿を満たした。試料上に印された「X」の上に投
与リング(5/32インチのステンレス鋼製、ID2インチ×高さ3インチ)を
置いた。第一用量の合成尿を投与リング内に適用した。ストップウォッチを用い
て、漏斗の弁が開けられた時間から、液体が投与リングの底から製品の中に毛管
作用で吸い込まれるまでの液体獲得時間を秒で記録した。20分の待機期間後に
再湿潤性を測定した。即ち、第一用量を適用した後の20分の待機期間中に、濾
紙の堆積物(12〜22g、ワットマン#3、11.0cmか、それに同等、試
験前最低2時間部屋の湿度に暴露されていた)を秤量した。この予備秤量濾紙堆
積物を上記湿潤領域の中央に置いた。これらの濾紙の上面に円筒状のおもり(直
径8.9cm、9.8ポンド)を置いた。2分後に、そのおもりを外し、濾紙を
秤量し、そして重量変化を記録した。この手順を3回以上反復した。第二用量の
合成尿を上記おむつに加え、そして獲得時間を測定し、その試料の上に濾紙を2
分間置き、そして重量変化を求めた。この第二用量の場合、乾燥濾紙の重量は2
9〜32gであり、また第三用量では濾紙重量は39〜42gであった。その先
行投与からの乾燥濾紙に追加の乾燥濾紙を補充した。
【0138】 液体獲得時間は、液体を3回の投与の各場合に製品中に吸収させるのに必要な
時間の長さ(秒)として報告される。結果は表2にまとめて示されている。
【0139】 再湿潤性は、各液体投与後に濾紙に吸収されて戻る液体の量(グラム)(即ち
、湿潤濾紙の重量と乾燥濾紙の重量との差)として報告される。これらの結果も
表2にまとめて示されている。
【0140】
【表2】
【0141】 表2に示されるように、本発明に従って形成された代表的複合材(複合材A1
〜A4)の獲得時間は、市販のコアよりも有意に短かった。
【0142】 代表的複合材(複合材A1〜A4)の再湿潤は他のコアよりも有意に少ない。
上記複合材は初め比較的低い再湿潤性を示したが、第三攻撃後市販コアは実質的
な再湿潤性を示した。これに対して、複合材Aは低い再湿潤性を示し続けた。
【0143】 実施例5 代表的網状吸収性複合材の水平および垂直吸上げ性 この実施例では、代表的な網状吸収性複合材(複合材A)の吸上げ特性が、市
販おむつの貯蔵コア(おむつB、プロクター・アンド・ガンブル社[Procter &
Gamble])と比較される。
【0144】 水平吸上げ試験は、液体が毛管作用で前もって選ばれた距離を水平に運ばれる
のに必要とされる時間を測定するものである。この試験は、試料の複合材を水平
表面上に一端を液体浴と接触させて置き、そして液体が毛管作用で前もって選ば
れた距離を毛管作用で運ばれるのに必要とされる時間を測定することによって行
われた。簡単に述べると、試料複合材ストリップ(40cm×10cm)をパル
プシートまたは他のシート源から切り取った。シートが縦方向を有する場合は、
ストリップの40cmの長さがその縦方向と平行になるように切断された。スト
リップの幅10cmの一端において開始して、そのストリップの縁から4.5c
mの所に第一の線を印し、次いでそのストリップの全長に沿って5cm間隔で線
を次々と連続して印した(即ち、0cm、5cm、15cm、20cm、25c
m、30cmおよび35cm)。平らな水平の翼を向かい合う両側から離れる方
向に延在して有する中央溝を持つ水平吸上げ装置を作成した。それぞれの翼の非
支持縁を、その溝の内側縁と同一平面となるように配置した。各翼の端に、それ
ぞれの翼を平らな水平位置で支持するプラスチック延長部を置いた。次に、上記
溝に合成尿を満たした。次いで、前記試料複合材ストリップを、ストリップ中に
約45°の角度を形成するように、その4.5cmの印の所で静かに曲げた。次
に、そのストリップを、ストリップが水平になり、そしてストリップの曲がった
端が延びて上記溝の液体の中に入り、その液体と接触するように、上記翼の上に
置いた。液体が上記4.5cmの曲がりから5cmの複合材上に印された第一の
線に達したときから、液体吸上げ時間の計測を始めた。次に、吸上げ時間を、液
体前線の50パーセントが印の付いた間隔(例えば、5cm、10cm)に達し
たときに、5cm間隔で記録した。溝中の液体レベルを、追加の合成尿を補給す
ることによって、試験全体を通じて比較的一定のレベルに保った。この水平吸上
げ結果は表3にまとめて示されている。
【0145】
【表3】
【0146】 上記の表に示された結果は、水平吸上げ性は、本発明に従って形成された吸収
性複合材の場合、従来の空気堆積コアと比較して高められることを示している。
複合材Aの吸上げ時間は従来おむつコアの約50パーセントである。かくして、
複合材Aの水平吸上げ性は市販貯蔵コアの約1.5〜約3倍である。
【0147】 垂直吸上げ試験は、液体が毛管作用で予め選ばれた距離を垂直に運ばれるのに
必要とされる時間を測定するものである。この試験は、試料の複合材を、その一
端を液体浴と接触させて垂直に吊し、そして液体が毛管作用で前もって選ばれた
距離を運ばれるのに必要とされる時間を測定することによって行われた。試験前
に、試料複合材(10cm×22cm)を切り取り、そしてそのストリップの縁
の一方から1cm、11cm、16cmおよび21cmの所に次々と連続する線
の印を付けた。試料を50パーセント相対湿度および23℃において12時間前
もって状態調節し、次いで試料用バッグの中に試験するまで貯蔵しておくのが好
ましかった。この試料複合材を、その縦を垂直方向に合わせ、そしてその上縁か
ら1cmの印の所でクランプ留めし、その底縁が合成尿を含んでいる浴と接触す
るようにした。そのストリップが液体と接触したら、計時を開始した。次に、吸
上げ前線の5パーセントが5cm、10cm、15cmおよび20cmに達する
のに必要とされる時間を記録した。この垂直吸上げ結果は表4にまとめて示され
ている。
【0148】
【表4】
【0149】 水平吸上げ結果に関する限りでは、複合材Aは市販コアに比較して有意に大き
い垂直吸上げ性を有していた。これらの結果は、また、本発明に従って形成され
た複合材は、従来の空気堆積複合材と比較して有意に大きい湿潤引張強度を有し
ていたことを示している。
【0150】 実施例6 代表的網状吸収性複合材の液体分配性 この実施例では、網状吸収性複合材(複合材A)中における液体の分配が2種
の市販おむつ(前記のおむつAおよびB)と比較される。この試験は、おむつコ
アが獲得液体を分配する能力を測定するものである。完全な分配は平均からの偏
差が0%となると思われる。理想的な液体分配は、4つの分配ゾーンの各々の中
に適用液体を等しく(即ち、それぞれのゾーン中に約25%)分配させると思わ
れる。
【0151】 液体の分配は、前記実施例4で説明した多重投与再湿潤試験に付された試料の
異なるゾーンを秤量することによって求められる。基本的には、最後の再湿潤後
に、おむつの翼部を取り除き、次いで4つの等長分配ゾーンに切断する。次に、
各ゾーンを秤量して各ゾーン中に含まれる液体の重量を求める。
【0152】 代表的な網状吸収性複合材の液体分配結果は、理想に近いものである。これら
の結果は、代表的な市販貯蔵コアは攻撃部位付近に液体を蓄積しているが、上記
網状吸収性貯蔵コアでは、その全体に液体が効率的かつ有効に分配されているこ
とを示している。
【0153】 実施例7 網状吸収性複合材の湿潤および乾燥引張強度 この実施例では、代表的な吸収性複合材の湿潤および乾燥引張強度の測定が説
明される。
【0154】 乾燥パッドの引張一体性試験は、4インチ×4インチ平方の試験パッドに対し
て、乾燥試験パッドをその向かい合う2つの辺に沿ってクランプ留めすることに
よって行われる。クランプ間に約3インチのパッド長が見えるようにしておく。
この試料をインストロン(Instron)試験機で垂直に引っ張り、そして測定され
た引張強度をN/mで報告する。この引張強度は、それを坪量・g/m2で割る
ことによって引張指数・Nm/gに変換される。
【0155】 湿潤引張一体性試験は、合成尿に10分間浸漬され、次いで5分間排水させた
試料の複合材を使用し、この試料を水平ジグの中に配置することによって行われ
る。この試料の向かい合う両端をクランプ留めあし、次いでインストロン試験機
で水平方向に引っ張る。湿潤引張強度・N/mは、それを坪量・g/m2で割る
ことによって引張指数・Nm/gに変換される。
【0156】 典型的には、カイメン(登録商標)の量を繊維1トンあたり2ポンドから10
0ポンドまで増加させると、乾燥引張強度は約0.15Nm/gから0.66N
m/gまで、また湿潤引張強度は約1.5Nm/gから約2.4Nm/gまで増
加する。
【0157】 実施例8 代表的網状吸収性複合材のテーバー剛性 本発明に従って形成された代表的な網状吸収性複合材の剛性が、テーバー剛性
測定法で測定された。代表的複合材は湿式堆積法および気泡法で形成された。こ
れらの複合材は、マトリックス繊維(48重量パーセント、ウイヤーハエウザー
社から名称・NB416で商業的に入手できるダイオウマツ)、弾力性繊維(12重
量パーセント、ポリマレイン酸架橋繊維)および吸収性材料(40重量パーセン
ト、ストックハウゼン社から商業的に入手できる超吸収性材料)を含んでいた。
湿式堆積複合材の1つおよび気泡形成複合材の1つは、湿潤強度増強剤(約0.
5重量パーセント、ハーキュレス社から名称・カイメン(登録商標)で商業的に
入手できるポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂)をさらに含んでいた。
【0158】 気泡形成複合材の剛性は、同様に構成された湿式堆積複合材よりも有意に低か
った。これらの結果は、また、湿式堆積複合材では、湿潤強度増強剤の包含が複
合材の剛性を高めることを示している。
【0159】 実施例9 網状吸収性複合材の形成:代表的湿式堆積法 この実施例は、ロトフォーマー抄紙機を用いて網状複合材を形成する代表的な
湿式堆積法を例証するものである。
【0160】 簡単に説明すると、吸収性材料の水中スラリーと繊維の水中スラリーをロトフ
ォーマーのヘッドボックスに導入した。繊維スラリーは常用の方法で上記ヘッド
ボックスに導入された。吸収性材料スラリーは1組のスパージャーより成る分散
装置を使用することにより導入された。スパージャーには、吸収性材料スラリー
供給装置によって送られるヘッダーから原料が送られた。上記分散装置は、スパ
ージャーをヘッドボックス繊維紙料に挿入して有するロトフォーマーヘッドボッ
クス上に、吸収性材料スラリーの流れが繊維紙料の流れに対して反対となるよう
に取り付けられている。このような吸収性材料について逆向きの流れは、繊維紙
料と同じ方向の吸収性材料の流れについて起こるだろうよりも吸収性材料と繊維
とにより効果的な混合を実現できると考えられる。
【0161】 吸収性材料は、ロトフォーマーヘッドボックスに水中スラリーとして導入され
る。吸収性材料を上記ヘッドボックスに導入するのに適した結果を与える1つの
方法は、冷水を制御された速度で送るポンプの入口に直接取り付けられた漏斗を
含む混合系である。漏斗は、水、および吸収性材料供給装置からオーガーによる
計量で送られてくる乾燥吸収性材料を受け取って、吸収性材料と水を含む池を形
成する。その吸収性材料スラリーは、ポンプで、漏斗からヘッドボックスに、水
が漏斗に送られる速度とほぼ同じ速度で送られるのが好ましい。このような系は
吸収性材料の水に対する暴露を最小限に抑える。実際上は、吸収性材料スラリー
は、混合系からヘッドボックスに10〜50フィートの導管を通して約10秒以
下で送られる。
【0162】 典型的なフォーミング試験では、ロトフォーマーヘッドボックスへの繊維紙料
の流れは約90gpm(ガロン/分)であり、また吸収性材料スラリー(1〜2.
6%固形分)の流れは約10gpmであった。繊維紙料のヘッドボックスへの流れ
の開始および吸収性材料スラリーの分散装置への導入の前に、水をヘッドボック
スに至る分散装置に流入させて繊維がスパージャーを閉塞させないようにした。
繊維の目標坪量に達したら、吸収性材料のオーガー式計量装置を始動させ、そし
て吸収性材料スラリーをヘッドボックスに導入した。上記の方法に従って行った
実験の場合、目標繊維坪量は約370gsm(g/m2)で、その生産速度は約10
fpm(フィート/分)であった。この比較的遅い生産速度は、抄紙機の平台型ド
ライヤーの乾燥能が比較的限られていた結果であった。
【0163】 繊維と吸収性材料を含んでいるヘッドボックス内容物は、フォーミングワイヤ
上に堆積され、脱水されて湿潤ウェブを与えた。この湿潤複合材を、次いで、総
複合材重量基準で約9〜約15重量パーセントの含水率まで乾燥させて代表的な
網状吸収性複合材を形成した。
【0164】 この技術分野の当業者に知られている前−または後−乾燥緻密化法により上記
のようにして形成された複合材から、色々な坪量を有する吸収性複合材を製造す
ることができる。
【0165】 実施例10〜15は、上記の方法を用いての代表的な網状吸収性複合材の形成
を例証するものである。
【0166】 実施例10 代表的複合材を実施例9に記載されたようにして形成した。この複合材は、総
複合材重量基準で約60重量%の繊維および約40重量%の吸収性材料を含んで
いた。繊維紙料は、80重量パーセントの標準木材パルプ繊維(ウイヤーハエウ
ザー社から名称FR416で商業的に入手できる、一回乾燥ダイオウマツ)と20重
量%の架橋パルプ繊維との混合物であった。吸収性材料は、使用前に300ミク
ロンのメッシュを用いて篩い分けて微粉物を除去した、ストックハウゼン社から
名称SXM77で商業的に入手できる架橋ポリアクリレートであった。複合材は繊維
1トンあたり約25ポンドの湿潤強度増強剤(ハーキュレス社から名称・カイメ
ン(登録商標)557LXで商業的に入手できるポリアミド−エピクロロヒドリン樹
脂)も含んでいた。
【0167】 上記吸収性複合材の目標密度は、荷重が適用されていない単一のニップを用い
てカレンダー掛けすることによって成し遂げられた。
【0168】 上記のようにして形成された代表的複合材(複合材B)の性能データは、実施
例16の表5および6に与えられている。
【0169】 実施例11 代表的複合材を、複合材が25fpmでカレンダー掛けされてことを除いて、実
施例10に記載されたようにして形成した。
【0170】 上記のようにして形成された代表的複合材(複合材C)の性能データは、実施
例16の表5および6に与えられている。
【0171】 実施例12 代表的複合材を、複合材中の湿潤強度増強剤の量が繊維1トン当たり12.5
ポンドに低下され、そして標準木材パルプ繊維が一度も乾燥されていないFR416
繊維であったことを除いて、実施例11に記載されたようにして形成した。
【0172】 上記のようにして形成された代表的複合材(複合材D)の性能データは、実施
例16の表5および6に与えられている。
【0173】 実施例13 代表的な複合材を、複合材が緻密化されなかったことを除いて、実施例12に
記載されたようにして形成した。
【0174】 上記のようにして形成された代表的複合材(複合材E)の性能データは、実施
例16の表5および6に与えられている。
【0175】 実施例14 代表的複合材を、木材パルプ繊維が一回乾燥FR416繊維であったことを除いて
、実施例12に記載されたようにして形成した。
【0176】 上記のようにして形成された代表的複合材(複合材F)の性能データは、実施
例16の表5および6に与えられている。
【0177】 実施例15 代表的複合材を、複合材中の繊維量が約80重量%まで増加され、そして複合
材中に存在する吸収性材料の量が複合材全体の約20重量%まで減少されたこと
を除いて、実施例12に記載されたようにして形成した。
【0178】 上記のようにして形成された代表的複合材(複合材G)の性能データは、実施
例16の表5および6に与えられている。
【0179】 実施例16 実施例10〜15で説明したようにして製造された代表的複合材(複合材B〜
D)の性能が、表5および6にまとめて示されている。これら代表的複合材の液
体吸上げ性、吸収能力、湿潤および乾燥引張強度および湿潤強度が、表5で従来
の手漉きシートと比較されている。従来の手漉きシートは上記の代表的な複合材
に匹敵する坪量と密度を有し、そして約60重量パーセントの繊維(25重量パ
ーセントの架橋繊維および75重量パーセントの標準木材パルプ繊維)、40重
量パーセントの超吸収性材料および繊維1トン当たり12.5ポンドのカイメン
を含んでいた。表5に与えられる結果は、4つの測定値の平均である引張強度値
以外は、3つの測定値の平均である。この表において、「MD」は複合材の縦方
向を意味し、「CD」は幅方向を意味する。吸上げ値は実施例5で説明された方
法で得られたものであり、また湿潤および乾燥引張強度値は実施例7で説明され
た方法で得られたものである。湿潤強度値は計算値であって、湿潤引張強度値対
乾燥引張強度値の比と定義されるものである。質量流量値(g/分/g)は、液
体が毛管作用で15cmまたは15分間運ばれるのに必要とされる時間の短い方
で除した複合材(22cm×5cm)の一部分の、原試料の重量で割られた重量
増を測定することによって求められた。
【0180】
【表5】
【0181】 代表的複合材の幾つかの吸収能力が表6にまとめて示される。この吸収能力試
験では、代表的複合材の一部分(即ち、10cm平方)が1%食塩水の中に浸漬
された。これら試料は液体を10分間吸収し、膨潤するようにされた。10分の
膨潤の前後における複合材の重量差が、cc/gとして報告される吸収能力であ
る。
【0182】
【表6】
【0183】 実施例17 代表的複合材の流体吸上げ性の測定法 代表的な複合材の吸収性は、複合材の流体吸上げ、分配能の目安である無拘束
垂直吸上げ高さを測定することによって求めることができる。
【0184】 15分における無拘束垂直吸上げ高さを、代表的な複合材について以下のとお
り測定した。
【0185】 材料: 吸上げ用合成尿−「血液銀行」の0.9%食塩水。
【0186】 試料: 大きさ:6.5cm(CD)×25cm(MD);MDに沿って1cm、1 1cm、16cmおよび21cmの所に永久的な線と水透過性の線 の両線で印を付けた。
【0187】 方法: 1)試料の材料に対して%固形分の測定を行い、記録する。
【0188】 2)試料を切り取り、(そのまま)重量および乾燥厚さを記録する。
【0189】 3)試料を一番高いところから1cmの所でクランプ留めする。
【0190】 4)試料の1cmの線まで液体に浸漬する。
【0191】 5)直ちに計時を開始する。
【0192】 6)5分、10分および15分の終わりに、吸上げ高さを、次の最大高さの 線から下方に測定することによって記録する。吸上げ高さを最近値0. 5cmまで報告する。
【0193】 7)15分に、試料を流体から引き上げ、そしてなおもクランプで留めたま ま試料を高さ1cmおよび15cmの線の所で切断する。その1cmの 切断部分を捨てる。
【0194】 8)長さ15cmの湿潤試料の重量を測定し、記録する。
【0195】 9)残っている試料をクランプから外し、パッド全体の湿潤重量を記録する ために天秤に加える。
【0196】 10)15分における総吸上げ高さを報告する。
【0197】 11)次式:
【0198】
【数1】
【0199】 に基づいて計算することによってそのままのおよびO.D.基準の全 パッド吸収能力(g/g)を報告する。
【0200】 12)必要ならば吸い上げられたパッド吸収能力を次式:
【0201】
【数2】
【0202】 に基づいて計算する。
【0203】 代表的複合材の無拘束垂直吸上げ高さが、次の実施例で説明される。
【0204】 実施例18 繊維質バンドを有する代表的複合材の性能特性 上記のようにして製造された代表的な複合材の性能特性が、表7にまとめて示
されている。30分における無拘束垂直吸上げ高さおよび吸収総流体量、並びに
12cmにおける取込み速度および流束が、本発明に従って形成された複合材に
ついて、および商業的に入手できる空気堆積コアについて比較される。表7にお
いて、複合材Iは、組成物の総重量基準で約58重量%の吸収性材料、32重量
%の架橋繊維および8重量%のマトリックス繊維を含んでいる組成物を有する、
本発明に従って形成された網状吸収性複合材である。複合材JおよびKは、2つ
の繊維質バンドを含んでいる複合材である。これらの複合材の場合、繊維質マト
リックスは、マトリックスの総重量基準で69重量%の吸収性材料、24重量%
の架橋繊維および6重量%のマトリックス繊維を含んでいた。複合材Jは架橋繊
維およびマトリックス繊維から構成される繊維質バンドを有し、この場合架橋繊
維対マトリックス繊維の比は1:4であった。複合材Kは1:1の架橋繊維対マ
トリックス繊維比を有していた。
【0205】
【表7】
【0206】 表7に示されるように、本発明に従って形成された複合材は、商業的に入手で
きる空気堆積コアよりも性能が非常に優れていた。繊維質バンドを含んでいる複
合材JおよびKは、繊維質バンドを欠く複合材である複合材Iと比較して向上し
た液体吸上げおよび分配特性を有していた。
【0207】 実施例19 2つの繊維質バンドを有する代表的複合材の性能特性 2つの繊維質バンドを有する代表的な複合材(複合材L)の性能特性を、繊維
質バンドを欠く同様に構成された複合材(対照)と比較した。対照複合材は70
0gsmの坪量を有し、そして複合材の総重量基準で50重量パーセントの超吸収
性材料;25重量パーセントの架橋セルロース繊維;25重量パーセントの毛羽
パルプ繊維(リファイニングされたダイオウマツ)を含んでいた。繊維質バンド
を有する複合材は、対照複合材と繊維ストリップとから構成されていた。それら
成分は上記複合材を与えるように一緒に接着されていた(例えば、図31を参照
されたい)。この複合材は長さ25cm、幅5cmを有し、そして幅0.75c
mの2つの繊維質バンドを含んでいた。
【0208】 上記複合材の15分における吸上げ高さ、15cmにおける吸収能力および湿
潤済みゾーンの吸収能力の比較が、図32においてグラフとして示されている。
図32に示されるように、複合材Lの15分における吸上げ高さおよび吸収能力
は、対照複合材に対して増加していた。
【0209】 複合材Lおよび対照の性質および特性が、表8にまとめて示されている。
【0210】
【表8】
【0211】 実施例20 代表的複合材の可撓性および軟らかさの測定法 複合材の可撓性と軟らかさは、個人用の吸収性ケア製品に組み込むための複合
材の適合性を決定する因子である。複合材の可撓性は、複合材を以下で説明され
るように圧縮するのに必要とされる力の尺度である複合材の縁端リングクラッシ
ュ(edgewise ring crush)により示すことができる。個人用の吸収性ケア製品
に組み込まれるべき複合材では、適したリングクラッシュ値は、約400〜約1
600グラム/インチの範囲である。複合材の軟らかさは、複合材の縁端圧縮力
を含めて色々なパラメーターで示すことができる。縁端圧縮力(edgewise compr
ession:EC)は、下記で説明されるように、複合材の坪量で校正された、複合
材を圧縮するのに要する力である。個人用の吸収性ケア製品に組み込むのに適し
た複合材の場合、複合材は約400〜160gの範囲内のリングクラッシュ値、
および約250〜約650gsmの範囲内の坪量を有する。
【0212】 本発明に従って湿式堆積法および気泡形成法で形成された代表的な網状吸収性
複合材の可撓性および軟らかさを、複合材縁端リングクラッシュおよび縁端圧縮
力を測定することによって求めた。
【0213】 代表的複合材の可撓性および軟らかさを縁端リングクラッシュ法で測定した。
この方法では、ある長さの複合材(典型的には、約12インチ)を円筒体に形成
し、そしてその両端が複合材の幅(典型的には、約2.5インチ)に等しい高さ
を有する円筒体を与えるようにステープルで一緒に留める。縁端リングクラッシ
ュを、その複合材リングの頂部に、その複合材円筒体の高さを半分だけ低下させ
るのに十分な質量を加えることによって測定する。複合材の可撓性が大きければ
大きいほど、この測定で高さを低下させるのに要する重量は小さくなる。縁端リ
ングクラッシュを測定し、それを質量(g)として報告する。縁端圧縮力(EC
)は、下記の表にg/gsmの単位で報告されるリングクラッシュである。
【0214】 下記はリングクラッシュ法の説明である。
【0215】 試料:6.35cm(2.5インチ)×30.5cm(12インチ) 三重反復分析(A、B、C) 方法: 1)複合材縦方向(MD)に長い同じ大きさの試料三つ組みを切り取る。
【0216】 2)試料を50%相対湿度または周囲条件において2時間状態調節する。
【0217】 3)ワイヤ面を外側にして、個々の試料を、その2つの狭い端が重なり合う ことなく接するようにループに形成する。4個のステープルを用いて、 上記の両端を一番上、底、および中間の2カ所で留める。一番上および 底のステープルは縁から0.3〜0.5cmの所にあるのがよく、また 中間のステープルは互いに、そしてそれぞれの一番上および底のステー プルから2cm未満にあるのがよい。最後に、各ステープルは繊維だけ の領域を確実に刺し通すようにする。
【0218】 4)底部定盤を滑らかで平らな表面上にセットする。
【0219】 5)試料を、上部定盤と底部定盤との間に、縁に沿って中央に配置する。
【0220】 6)上部定盤の中央に100−gのおもり(または500−gのおもり)を 静かに置き、そして3秒待つ。
【0221】 7)次に、4個以上の100−gのおもりを3秒間隔で静かに積み重ねる。
【0222】 8)リングが3秒間隔内にその原高さの50%以上潰れたときは、そのよう にするのに必要な重さの総量を記録、即ち上部定盤の重量および他の組 み合わされたおもりを合算する。
【0223】 9)合計重量が試料を押し潰さないときは、4個の100−gのおもりを 注意して取り除く。
【0224】 10)1つの(もう1つの)500−gのおもりを静かに加え、3秒荷重す る。
【0225】 11)リングが3秒間隔以内にその原高さの50%以上潰れたときは、その ようにするのに必要な重さの総量を記録、即ち上部定盤の重量およびお もり(1つまたは複数)を合算する。
【0226】 12)工程6〜11を繰り返し、その際500−gのおもりの数を各サイク ルで1つ増やす。
【0227】 13)他の反復実験の各々で工程5〜11を繰り返す。
【0228】 14)各反復実験の平均重量を最近値10gにg・fで丸めて記録する。
【0229】 計算:
【0230】
【数3】
【0231】 本発明に従って形成された代表的複合材について上記のようにして求められた
リングクラッシュ値は、実施例21にまとめて示されている。
【0232】 本発明に従って形成された代表的な網状吸収性複合材の軟らかさは、縁端圧縮
力により示すことができる。縁端圧縮力は、デッカー社(Dekker)、1983年
刊、リチャード E.マーク(Richard E. Mark)著・紙および板紙の物理的お
よび機械的試験ハンドブックThe Handbook of Physical and Mechanical Test ing of Paper and Paperboard )(第1巻)で論じられている。縁端圧縮力を、
上記のようにして求められた縁端リングクラッシュを複合材の坪量について校正
することによって求めた。本発明に従って形成された代表的複合材の縁端圧縮力
(EC)は、実施例21にまとめて示されている。
【0233】 実施例21 繊維質バンドを有する代表的気泡形成複合材の性能特性 繊維質バンドを有する代表的な気泡形成複合材(複合材M、NおよびO)の性
能特性を、繊維質バンドを欠く同様に構成された気泡形成複合材(対照Aおよび
B)と比較した。これらの複合材は、前記のツイン−ワイヤフォーマーで作られ
た。
【0234】 これら複合材の毛羽パルプ繊維は、リファイニングされていない軟材繊維(ダ
イオウマツ、745CSF)であり、またリファイニング繊維はリファイニングされた
軟材(ダイオウマツ、200CSF)であった。超吸収性重合体は高度に架橋されたポ
リアクリレート(SR1001)であった。全ての複合材が湿潤強度増強剤(カイメン
)を複合材の総重量基準で0.45重量パーセント含んでいた。
【0235】 対照Aは、複合材の総重量基準で58重量パーセントの超吸収性材料および4
2重量パーセントの繊維材料を含んでいた。繊維材料は、繊維の総重量基準で6
7重量パーセントの架橋繊維および33重量パーセントの毛羽パルプ繊維を含ん
でいた。
【0236】 対照Bは、複合材の総重量基準で50重量パーセントの超吸収性材料および5
0重量パーセントの繊維材料を含んでいた。繊維材料は、繊維の総重量基準で6
7重量パーセントの架橋繊維および33重量パーセントの毛羽パルプ繊維を含ん
でいた。対照Bは、複合材M、NおよびOにおいて繊維バンドを構成している繊
維材料をさらに含んでいた。
【0237】 複合材M〜Oは繊維基礎材料の中に2つの繊維バンド(50gsm)を含んでい
た。繊維基礎材料は、複合材の総重量基準で50重量パーセントの超吸収性材料
および50重量パーセントの繊維材料を含んでいた。繊維材料は、繊維の総重量
基準で67重量パーセントの架橋繊維および33重量パーセントの毛羽パルプ繊
維を含んでいた。
【0238】 複合材Mの場合、繊維質バンドはバンド中の繊維の総重量基準で50重量パー
セントの架橋繊維および50重量パーセントのリファイニングされた繊維を含ん
でいた。
【0239】 複合材Nの場合、繊維質バンドはバンド中の繊維の総重量基準で80重量パー
セントの架橋繊維および20重量パーセントのリファイニングされた繊維を含ん
でいた。
【0240】 複合材Oの場合、繊維質バンドはバンド中の繊維の総重量基準で50重量パー
セントの架橋繊維および50重量パーセントの毛羽パルプ繊維を含んでいた。
【0241】 対照AおよびB、並びに複合材M、NおよびOの飽和吸収能力(Sat Cap)、
無拘束垂直吸上げ(URVW)高さ、リングクラッシュおよび引張強度は、表9にま
とめて示されている。
【0242】
【表9】
【0243】 表9に示されるように、繊維質バンドを有する複合材の吸上げ性は対照複合材
に比較して増加されている。繊維質バンドは、また、複合材の引張強度を有意に
高めている。
【0244】 対照複合材および代表的複合材のリングクラッシュと引張強度との相関関係が
、図33にグラフとして示されている。図33に示されるように、リングクラッ
シュは、対照複合材の場合、引張強度の増加と共に劇的に増加する。これに対し
て、繊維質バンドを有する代表的複合材の場合は、引張強度が増加してもリング
クラッシュは実質的に一定のままである。この相関関係は、より高い引張強度は
リングクラッシュを有意に増加させずに(即ち、軟らかさを低下させずに)達成
され得ることを証明している。
【0245】 対照複合材および代表的複合材の無拘束垂直吸上げ高さと飽和吸収能力との相
関関係が、図34にグラフとして示されている。図34に示されるように、吸上
げ性は、対照複合材の場合、飽和吸収能力の増加と共に劇的に減少する。これに
対して、繊維質バンドを有する代表的複合材の場合は、飽和吸収能力が増加して
も吸上げ性は実質的に一定のままである。この相関関係は、より大きい吸上げ性
および流体分配は、これら複合材の場合、飽和吸収能力の低下なしで達成され得
ることを証明している。
【0246】 対照複合材および代表的複合材のリングクラッシュと引張強度との比較が、図
35においてグラフとして示されている。複合材M、NおよびOは、全て、対照
に比較して増加した引張強度を示している。
【0247】 対照複合材および代表的複合材の無拘束垂直吸上げ高さと飽和吸収能力との比
較が、図36においてグラフとして示されている。複合材M、NおよびOは、全
て、対照に比較して増加した吸上げ性を示している。
【0248】 以上、本発明の好ましい態様を例示し、説明したが、本発明では本発明の精神
と範囲から逸脱しない限り、色々な変更をなし得ることは理解されるだろう。
【0249】 排他的な所有権または特許権が請求される本発明の諸態様は、前記特許請求の
範囲に記載されるとおり定義される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に従って形成された網状吸収性複合材の一部分の断面図である。
【図2】 本発明に従って湿式堆積法で形成された代表的な網状吸収性複合材の断面の、
倍率12倍における顕微鏡写真である。
【図3】 図2の湿式堆積複合材の倍率40倍における顕微鏡写真である。
【図4】 本発明に従って気泡法で形成された代表的な網状吸収性複合材の断面の、倍
率12倍における顕微鏡写真である。
【図5】 図4の気泡形成複合材の倍率40倍における顕微鏡写真である。
【図6】 本発明に従って湿式堆積法で形成された代表的な網状吸収性複合材の断面の、
湿潤状態における倍率8倍での顕微鏡写真である。
【図7】 図6の湿式堆積複合材の倍率12倍における顕微鏡写真である。
【図8】 本発明に従って気泡法で形成された代表的な網状吸収性複合材の断面の、湿潤
状態における倍率8倍での顕微鏡写真である。
【図9】 図8の気泡形成複合材の倍率12倍における顕微鏡写真である。
【図10】 本発明に従って形成された網状吸収性複合材を組み込んでいる吸収性構造物の
一部分の断面図である。
【図11】 本発明に従って形成された網状吸収性複合材を組み込んでいるもう1つの吸収
性構造物の一部分の断面図である。
【図12】 本発明に従って形成された網状吸収性複合材を組み込んでいる吸収性物品の一
部分の断面図である。
【図13】 本発明に従って形成された網状吸収性複合材を組み込んでいるもう1つの吸収
性物品の一部分の断面図である。
【図14】 本発明に従って形成された網状吸収性複合材を組み込んでいる別の吸収性物品
の一部分の断面図である。
【図15】 本発明に従って形成された網状吸収性複合材を組み込んでいる吸収性構造物の
一部分の断面図である。
【図16】 本発明に従って形成された網状吸収性複合材を組み込んでいるもう1つの吸収
性構造物の一部分の断面図である。
【図17】 本発明に従って形成された網状吸収性複合材を組み込んでいる別の吸収性構造
物の一部分の断面図である。
【図18】 本発明に従って形成された網状吸収性複合材を組み込んでいる吸収性物品の一
部分の断面図である。
【図19】 本発明に従って形成された網状吸収性複合材を組み込んでいるもう1つの吸収
性物品の一部分の断面図である。
【図20】 本発明に従って形成された網状吸収性複合材を組み込んでいる別の吸収性物品
の一部分の断面図である。
【図21】 図21AおよびBは、本発明に従って形成された網状吸収性複合材の一部分の
断面図である。
【図22】 本発明の複合材を形成するためのツイン−ワイヤ装置および方法を図解してい
る略図である。
【図23】 本発明の複合材を形成するための代表的なヘッドボックス集成装置および方法
を図解している略図である。
【図24】 本発明の複合材を形成するための代表的なヘッドボックス集成装置および方法
を図解している略図である。
【図25】 本発明に従って吸収性材料を繊維ウェブに導入するための代表的導管を図解し
ている図である。
【図26】 図26A〜Cは、獲得層および本発明に従って形成された網状吸収性複合材を
組み込んでいる吸収性構造物の一部分の断面図である。
【図27】 図27A〜Cは、獲得層、中間層および本発明に従って形成された網状吸収性
複合材を組み込んでいる吸収性構造物の一部分の断面図である。
【図28】 図28A〜Cは、本発明に従って形成された網状吸収性複合材を組み込んでい
る吸収性物品の一部分の断面図である。
【図29】 図29A〜Cは、獲得層および本発明に従って形成された網状吸収性複合材を
組み込んでいる吸収性物品の一部分の断面図である。
【図30】 図30A〜C獲得層、中間層および本発明に従って形成された網状吸収性複合
材を組み込んでいる吸収性物品の一部分の断面図である。
【図31】 本発明に従って形成された繊維質バンドを有する代表的な複合材の模式的説明
図である。
【図32】 本発明に従って形成された代表的な複合材についての15分における吸上げ高
さ、15cmにおける吸収能力、および湿潤済みゾーンの吸収能力を比較してい
るグラフである。
【図33】 本発明に従って形成された代表的な複合材についての複合材リングクラッシュ
と引張強度との相関関係を示しているグラフである。
【図34】 本発明に従って形成された代表的な複合材についての複合材無拘束垂直吸上げ
高さと飽和吸収能力との相関関係を示しているグラフである。
【図35】 本発明に従って形成された代表的な複合材についての複合材リングクラッシュ
強度と引張強度とを比較しているグラフである。
【図36】 本発明に従って形成された代表的な複合材についての複合材無拘束垂直吸上げ
高さと飽和吸収能力とを比較しているグラフである。
【符号の説明】
10、120、130、140、300 網状吸収性複合材 11、132、134 繊維層 12 繊維質領域 14 空隙 16 繊維 18、122 吸収性材料 20 液体獲得層 22 液体透過性表面仕上げシート 24 液体不透過性裏打ちシート 26 液体透過性組織 28、30、74 中間層 40、50、100、110、120、210、220、230、240、25
0、260、270、280、290 吸収性物品 70、80、90、150、160、170、180、190、200 吸収性
構造物 72 貯蔵層 124 繊維スラリー 126 脱水ウェブ 200 抄紙機 202、204 有孔要素 206、208、210 真空要素 212 ヘッドボックス 213 フォーミングニップ 214 ディバイダー壁 216 乾燥手段 230 内部構造体 232、234 容積部 235、236 導管 242、244、246、250 供給手段 243、245、247、249、251 導入手段 310 基礎材料マトリックス 320 繊維質バンド
───────────────────────────────────────────────────── 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) A61F 13/534 A61F 13/18 302 D04H 1/74 A41B 13/02 B D21H 21/22 23/00 (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,MZ,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,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VN, YU,ZA,ZW (72)発明者 エドマーク,リチャード・エイ アメリカ合衆国ワシントン州98112,シア トル,イースト・クレセント・ドライブ 2245 (72)発明者 マーシュ,デイヴィッド・ジー アメリカ合衆国ワシントン州98023,フェ デラル・ウェイ,サウスウエスト・キャン パス・ドライブ 125,ナンバー5−205 (72)発明者 グラエフ,ピーター・エイ アメリカ合衆国ワシントン州98374,プヤ ルップ,マナーウッド・ドライブ・サウス イースト 2312 Fターム(参考) 3B029 BA04 BA12 BA15 BA18 BD12 BD13 4C003 AA06 4C098 AA09 CC01 CC40 DD05 DD06 DD24 DD25 DD26 DD28 4L047 AA08 AA14 AA21 AA23 AA28 AA29 BA09 BA21 BD02 CA02 CB07 CC04 CC05 4L055 AH50 EA08 EA32 FA16 FA22 FA23 GA29

Claims (73)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維質基礎材料中に1つまたは2つ以上の繊維質バンドを含
    む吸収性複合材であって、上記基礎材料が繊維質マトリックスおよび吸収性材料
    を含み、そして上記バンドが吸収性材料を実質的に含んでいない上記の吸収性複
    合材。
  2. 【請求項2】 バンドが縦方向における複合材の長さに沿って連続である、
    請求項1に記載の複合材。
  3. 【請求項3】 バンドが実質的に平行である、請求項1に記載の複合材。
  4. 【請求項4】 バンドが縦方向における複合材の長さに沿って不連続である
    、請求項1に記載の複合材。
  5. 【請求項5】 繊維質マトリックスが弾力性繊維、マトリックス繊維および
    それらの混合物より成る群から選ばれる繊維を含む、請求項1に記載の複合材。
  6. 【請求項6】 弾力性繊維が、化学的剛化繊維、屈曲の多い繊維、化学熱機
    械パルプ繊維、予備加水分解クラフトパルプ繊維、合成繊維およびそれらの混合
    物より成る群から選ばれる、請求項5に記載の複合材。
  7. 【請求項7】 化学的剛化繊維が架橋セルロース繊維から成る、請求項6に
    記載の複合材。
  8. 【請求項8】 架橋セルロース繊維が、尿素系架橋剤および多価カルボン酸
    架橋剤より成る群から選ばれる架橋剤により架橋されている、請求項7に記載の
    複合材。
  9. 【請求項9】 合成繊維がポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミドおよ
    び熱接着性複合繊維より成る群から選ばれる、請求項6に記載の複合材。
  10. 【請求項10】 ポリエステル繊維がポリエチレンテレフタレート繊維であ
    る、請求項9に記載の複合材。
  11. 【請求項11】 マトリックス繊維がセルロース繊維から成る、請求項5に
    記載の複合材。
  12. 【請求項12】 セルロース繊維が木材パルプ繊維、綿リンター、綿繊維、
    大麻繊維およびそれらの混合物より群から選ばれる繊維から成る、請求項11に
    記載の複合材。
  13. 【請求項13】 弾力性繊維が基礎材料中に全複合材の約10〜約60重量
    パーセントの量で存在している、請求項5に記載の複合材。
  14. 【請求項14】 マトリックス繊維が基礎材料中に全複合材の約10〜約5
    0重量パーセントの量で存在している、請求項5に記載の複合材。
  15. 【請求項15】 吸収性材料が超吸収性材料である、請求項1に記載の複合
    材。
  16. 【請求項16】 超吸収性材料が超吸収性粒子および超吸収性繊維より成る
    群から選ばれる、請求項15に記載の複合材。
  17. 【請求項17】 吸収性材料が全複合材の約0.1〜約80重量パーセント
    の量で存在している、請求項1に記載の複合材。
  18. 【請求項18】 吸収性材料が全複合材の約40重量パーセントの量で存在
    している、請求項1に記載の複合材。
  19. 【請求項19】 吸収性材料が、0.9パーセント食塩水中でその吸収性材
    料の重量の約5〜約100倍を吸収する、請求項1に記載の複合材。
  20. 【請求項20】 湿潤強度増強剤をさらに含んでいる、請求項1に記載の複
    合材。
  21. 【請求項21】 湿潤強度増強剤がポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂お
    よびポリアクリルアミド樹脂より成る群から選ばれる樹脂である、請求項20に
    記載の複合材。
  22. 【請求項22】 湿潤強度増強剤が複合材中に全複合材の約0.01〜約2
    重量パーセントの量で存在している、請求項20に記載の複合材。
  23. 【請求項23】 湿潤強度増強剤が複合材中に全複合材の約0.25重量パ
    ーセントの量で存在している、請求項20に記載の複合材。
  24. 【請求項24】 約50〜約1000g/m2の坪量を有する、請求項1に
    記載の複合材。
  25. 【請求項25】 約0.02〜約0.7g/cm3の密度を有する、請求項
    1に記載の複合材。
  26. 【請求項26】 1つまたは2つ以上の繊維質バンドが弾力性繊維、マトリ
    ックス繊維およびそれらの混合物より群から選ばれる繊維を含む、請求項1に記
    載の複合材。
  27. 【請求項27】 弾力性繊維が、化学的剛化繊維、屈曲の多い繊維、化学熱
    機械パルプ繊維、予備加水分解クラフトパルプ繊維、合成繊維およびそれらの混
    合物より成る群から選ばれる、請求項26に記載の複合材。
  28. 【請求項28】 化学的剛化繊維が架橋セルロース繊維から成る、請求項2
    7に記載の複合材。
  29. 【請求項29】 架橋セルロース繊維が、尿素系架橋剤および多価カルボン
    酸架橋剤より成る群から選ばれる架橋剤により架橋されている、請求項28に記
    載の複合材。
  30. 【請求項30】 マトリックス繊維がセルロース繊維から成る、請求項26
    に記載の複合材。
  31. 【請求項31】 セルロース繊維が木材パルプ繊維、綿リンター、綿繊維、
    大麻繊維およびそれらの混合物より群から選ばれる繊維から成る、請求項30に
    記載の複合材。
  32. 【請求項32】 セルロース繊維が毛羽パルプ繊維から成る、請求項30に
    記載の複合材。
  33. 【請求項33】 セルロース繊維がリファイニングされたパルプ繊維から成
    る、請求項30に記載の複合材。
  34. 【請求項34】 弾力性繊維が複合材中に全複合材の約15〜約90重量パ
    ーセントの量で存在している、請求項26に記載の複合材。
  35. 【請求項35】 マトリックス繊維が複合材中に全複合材の約10〜約85
    重量パーセントの量で存在している、請求項26に記載の複合材。
  36. 【請求項36】 繊維質基礎材料中に1つまたは2つ以上の繊維質バンドを
    含む湿式堆積吸収性複合材であって、上記基礎材料が繊維質マトリックスおよび
    吸収性材料を含み、そして上記バンドが吸収性材料を実質的に含んでいない上記
    の湿式堆積吸収性複合材。
  37. 【請求項37】 繊維質基礎材料中に1つまたは2つ以上の繊維質バンドを
    含む気泡形成吸収性複合材であって、上記基礎材料が繊維質マトリックスおよび
    吸収性材料を含み、そして上記バンドが吸収性材料を実質的に含んでいない上記
    の気泡形成吸収性複合材。
  38. 【請求項38】 繊維質基礎材料中に1つまたは2つ以上の繊維質バンドを
    含む吸収性複合材を含む吸収性物品であって、上記基礎材料が繊維質マトリック
    スおよび吸収性材料を含み、そして上記バンドが吸収性材料を実質的に含んでい
    ない上記の吸収性物品。
  39. 【請求項39】 繊維質基礎材料中に1つまたは2つ以上の繊維質バンドを
    含んでいる湿式堆積吸収性複合材を含む吸収性物品であって、上記基礎材料が繊
    維質マトリックスおよび吸収性材料を含み、そして上記バンドが吸収性材料を実
    質的に含んでいない上記の吸収性物品。
  40. 【請求項40】 繊維質基礎材料中に1つまたは2つ以上の繊維質バンドを
    含んでいる気泡形成吸収性複合材を含む吸収性物品であって、上記基礎材料が繊
    維質マトリックスおよび吸収性材料を含み、そして上記バンドが吸収性材料を実
    質的に含んでいない上記の吸収性物品。
  41. 【請求項41】 吸収性物品であって、 液体透過性表面仕上げシート; 繊維質基礎材料中に1つまたは2つ以上の繊維質バンドを含む吸収性複合材に
    して、その基礎材料が繊維質マトリックスおよび吸収性材料を含み、そしてその
    バンドが吸収性材料を実質的に含んでいない上記吸収性複合材から成る貯蔵層;
    および 液体不透過性裏打ちシート を含む上記の吸収性物品。
  42. 【請求項42】 吸収性物品であって、 液体透過性表面仕上げシート; 液体を速やかに獲得し、分配するための獲得層; 繊維質基礎材料中に1つまたは2つ以上の繊維質バンドを含む吸収性複合材に
    して、その基礎材料が繊維質マトリックスおよび吸収性材料を含み、そしてその
    バンドが吸収性材料を実質的に含んでいない上記吸収性複合材から成る貯蔵層;
    および 液体不透過性裏打ちシート を含む上記の吸収性物品。
  43. 【請求項43】 吸収性物品であって、 液体透過性表面仕上げシート; 液体を速やかに獲得し、分配するための獲得層; 繊維質基礎材料中に1つまたは2つ以上の繊維質バンドを含む吸収性複合材に
    して、その基礎材料が繊維質マトリックスおよび吸収性材料を含み、そしてその
    バンドが吸収性材料を実質的に含んでいない上記吸収性複合材から成る貯蔵層; 上記獲得層と上記貯蔵層との間に挿入配置された中間層;および 液体不透過性裏打ちシート を含む上記の吸収性物品。
  44. 【請求項44】 中間層が液体透過性組織および分配層より成る群から選ば
    れる、請求項43に記載の吸収性物品。
  45. 【請求項45】 物品が女性用ケア製品である、請求項41に記載の吸収性
    物品。
  46. 【請求項46】 上面シートが裏打ちシートに結合されている、請求項45
    に記載の吸収性物品。
  47. 【請求項47】 物品がおむつである、請求項42に記載の吸収性物品。
  48. 【請求項48】 レッグギャザーをさらに含んでいる、請求項47に記載の
    吸収性物品。
  49. 【請求項49】 吸収性物品であって、 液体透過性表面仕上げシート; 液体を獲得し、分配するための獲得層; 貯蔵層;および 液体不透過性裏打ちシート を含み、この場合上記獲得層が、繊維質基礎材料中に1つまたは2つ以上の繊維
    質バンドを含む吸収性複合材にして、その基礎材料が繊維質マトリックスおよび
    吸収性材料を含み、そしてそのバンドが吸収性材料を実質的に含んでいない上記
    吸収性複合材から成る 上記の吸収性物品。
  50. 【請求項50】 獲得層が貯蔵コアの上面表面積よりも小さい上面表面積を
    有する、請求項49に記載の吸収性物品。
  51. 【請求項51】 獲得層が貯蔵コアの上面表面積とほぼ等しい上面表面積を
    有する、請求項49に記載の吸収性物品。
  52. 【請求項52】 貯蔵層が吸収性材料を含んでいる、請求項49に記載の吸
    収性物品。
  53. 【請求項53】 貯蔵層が、繊維質基礎材料中に1つまたは2つ以上の繊維
    質バンドを含む吸収性複合材にして、その基礎材料が繊維質マトリックスおよび
    吸収性材料を含み、そしてそのバンドが吸収性材料を実質的に含んでいない上記
    吸収性複合材から成る、請求項49に記載の吸収性物品。
  54. 【請求項54】 物品がおむつである、請求項49に記載の吸収性物品。
  55. 【請求項55】 レッグギャザーをさらに含んでいる、請求項49に記載の
    吸収性物品。
  56. 【請求項56】 繊維ウェブを形成する方法であって、次の: (a)水性分散媒体中に繊維を含む第一スラリーを形成し; (b)水性分散媒体中に繊維を含む第二スラリーを形成し; (c)第一有孔要素を第一通路の中を移動させ; (d)第二有孔要素を第二通路の中を移動させ、この場合第一通路および第二
    通路に沿った場所にニップ領域が与えられ; (e)上記第一スラリーを、上記第一通路の中を移動している第一有孔要素と
    接触させて通し; (f)上記第二スラリーを、上記第二通路の中を移動している第二有孔要素と
    接触させて通し; (g)上記の第一スラリーと第二スラリーとの間に第三材料を通し、この場合
    その第三材料は上記有孔要素とは接触せず、またその第三材料は複数の点におい
    て導入され;そして (h)上記の第一スラリー、第二スラリーおよび第三材料から上記の第一およ
    び第二有孔要素を通して液体をそれぞれ抜き出して繊維ウェブを与える 工程を含む上記の方法。
  57. 【請求項57】 第三材料を複数の点において導入することによってその第
    三材料を第一スラリーと第二スラリーとの間に通す工程が、その第三材料のバン
    ドを形成されたウェブの中に与える、請求項56に記載の方法。
  58. 【請求項58】 第三材料を複数の点において導入することによってその第
    三材料を第一スラリーと第二スラリーとの間に通す工程が、それら複数の点の少
    なくとも一部の位置を調整して、それら導入点をニップ領域に向かいそしてその
    ニップ領域から離れる第一次元の中に合わせるようにする、請求項57に記載の
    方法。
  59. 【請求項59】 第三材料を複数の点において導入することによってその第
    三材料を第一スラリーと第二スラリーとの間に通す工程が、それら複数の点の少
    なくとも一部の位置を調整して、それら導入点を第一次元に実質的に直角の、一
    方の有孔要素または他方の有孔要素により近い第二次元の中に合わせるようにす
    る、請求項57に記載の方法。
  60. 【請求項60】 第三材料を複数の点において導入することによってその第
    三材料を第一スラリーと第二スラリーとの間に通す工程が、複数の導管を利用し
    て行われる、請求項57に記載の方法。
  61. 【請求項61】 複数の導管が少なくとも2つの異なる長さを有する導管か
    ら成る、請求項60に記載の方法。
  62. 【請求項62】 工程(e)、(f)および(g)が、ニップ領域に向かう
    導管の長さの延在部分を分割用壁とすることによって実施される、請求項60に
    記載の方法。
  63. 【請求項63】 第三材料を第一スラリーと第二スラリーとの間に通す工程
    が、上記第一および第二スラリーが第一および第二有孔要素とそれぞれ接触した
    後に上記第三材料を上記の第一スラリーと第二スラリーとの間に通し、そしてそ
    れらより液体を抜き出すことを含む、請求項56に記載の方法。
  64. 【請求項64】 繊維が弾力性繊維、マトリックス繊維、合成繊維およびそ
    れらの混合物より成る群から選ばれる、請求項56に記載の方法。
  65. 【請求項65】 繊維が架橋セルロース繊維および木材パルプ繊維から成る
    、請求項56に記載の方法。
  66. 【請求項66】 第三材料が繊維スラリーから成る、請求項56に記載の方
    法。
  67. 【請求項67】 第一スラリーが第二スラリーとは異なるものである、請求
    項56に記載の方法。
  68. 【請求項68】 第一および第二通路が実質的に垂直になっている、請求項
    56に記載の方法。
  69. 【請求項69】 ツイン−ワイヤフォーマーを用いて実施される、請求項5
    6に記載の方法。
  70. 【請求項70】 ツイン−ワイヤフォーマーが垂直ダウンフローフォーマー
    である、請求項69に記載の方法。
  71. 【請求項71】 湿潤複合材を乾燥して吸収性複合材を与える工程をさらに
    含む、請求項56に記載の方法。
  72. 【請求項72】 方法が湿式堆積法である、請求項56に記載の方法。
  73. 【請求項73】 方法が気泡形成法である、請求項56に記載の方法。
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