JP2003519297A - 流体処理用生分解性熱可塑性不織ウェブ - Google Patents

流体処理用生分解性熱可塑性不織ウェブ

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fibers
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フー ジャ ダニエル ツァイ
ブリジット シー ワーセイム
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キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、パーソナルケア物品のサージ層として使用される不織ウェブを提供するものである。このウェブは、激しい熱収縮を生じない、生分解性熱可塑性繊維である第１のバインダ繊維を含む。さらに、このウェブは、生分解性熱可塑性繊維である第２の繊維を含む。第１及び第２の繊維は、結合されて５００から１５００μｍ2の範囲の透過率、及び２５ｃｍ3／ｇより大きい高い空隙容積を有するウェブを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、パーソナルケア製品で使用される流体処理材料に関する。
【０００２】 （背景技術） 環境に対する認識が高まるにつれ、より環境に優しい製品の必要性が増してい
る。特にヨーロッパやアジアでは、廃棄物を規制する法律が制定されようとして
いるが、これはパーソナルケア製品の販売高に重要な影響を及ぼしかねない。パ
ーソナルケア製品のほとんどは、分解しないポリオレフィンベースの材料を含む
。目標は、機能性に関して現在の製品と同等であるか又はより優れているが、生
分解性でもある新製品を製造することである。
【０００３】 多くのパーソナルケア製品の１つの重要な構成要素は流体サージ処理層であり
、これは通常ライナーの下且つ超吸収層の上に配置される。サージ層は、本明細
書ではサージ材料とも呼ばれ、超吸収材料への流体の流れを処理する。流体処理
は、一般に空隙容積及び透過率という特性により測定される。サージ材料の透過
率が高すぎる場合は、流体は急速に超吸収材料に透過し、超吸収材料の能力を超
えてしまう。透過率が低く過ぎる場合は、流体は超吸収材料へ進行せず、ライナ
ーの中へ及びライナーの上へ逆流する。一方で、サージ層は、流入液体を一時的
に貯えるのに充分な空隙容積をもつ必要がある。 サージ層は、通常はボンデッドカーデッドウェブ（ＢＣＷ）工程で製造される
。現在使用されているサージ材料は、目的の加工性及び空隙容積及び透過率など
の物理的特性を達成するために、非分解性繊維を使用している。
【０００４】 ＢＣＷ工程は、通常は約１から３インチの長さのステープル長に切断した繊維
を使用しなければならない。加工後、不織ウェブに一体性を付与するため、少な
くとも１つの繊維成分は、少なくとも部分的に溶融するか又は軟化しウェブを一
緒に結合する熱可塑性材料を含まなければならない。このような成分は、バイン
ダ繊維と呼ばれる。しかし、従来の熱可塑性生分解性繊維は、ウェブ形成のため
の熱加工性が非常に悪く、激しい熱収縮を受けることが多い。さらに現在のウェ
ブは、目的の接触角を達成するために、界面活性剤を用いた処理などの後処理を
必要とする。 セルロースなど、生分解性が遅いステープル繊維のほとんどは熱加工できず、
従ってバインダ繊維として使用することができない。
【０００５】 （発明の開示） 本発明は、適切な流体処理特性を有し、パーソナルケア物品のサージ材料とし
て使用される繊維状不織ウェブに関する。この複合体は、バインダ繊維とも呼ば
れる第１の繊維を含み、この第１の繊維は激しい熱収縮を生じない生分解性熱可
塑性繊維である。この複合体は、生分解性熱可塑性繊維である、第２の繊維をさ
らに含む。第１及び第２の繊維は、組合され５００‐１５００μｍ2の範囲の適
度な透過率と２５ｃｍ3／ｇの高空隙容積を有するウェブを形成する。
【０００６】 第１のバインダは、表面成分の大部分が非表面成分の大部分の溶融温度より、
少なくとも約１０度低い溶融温度を有する多成分繊維であることが好ましい。望
ましい実施形態では、表面成分はポリ乳酸（ＰＬＡ）をベースにしている。望ま
しい実施形態では、第１のバインダ繊維は複合繊維であり、さらに望ましい実施
形態では、鞘は、主にＬ，Ｄポリラクチド（ＬＤ‐ＰＬＡ）又はポリラクチド-
カプロラクトンコポリマーから成り、芯は、主にＬ-ポリラクチド（Ｌ−ＰＬＡ
）から成る芯鞘繊維である。第２の繊維は、酢酸セルロースなどの熱可塑性生分
解性繊維であることが望ましい。
【０００７】 （発明を実施するための最良の形態） 本発明は、パーソナルケア物品のサージ層として使用される不織ウェブに関す
る。このウェブは、バインダ繊維とも呼ばれる第１の繊維を含み、この第１の繊
維は激しい熱収縮を生じない生分解性熱可塑性繊維である。このウェブは、生分
解性熱可塑性繊維である、第２の繊維をさらに含む。 本明細書で使用される場合、「生分解性」という用語は、材料が細菌、菌類、
及び藻類などの自然発生的な微生物の作用で分解することを表す。そのため、繊
維の形状又は、不織構造の形状のいずれかである不織ウェブは、環境中に処分さ
れる時、分解され得る。
【０００８】 第１及び第２の繊維の組合せによって作り出されるウェブは、サージ材料とし
て機能する、適切な流体処理特性を有する。流体処理特性は、透過率及び空隙容
積に関して測定することができる。本明細書に記載されるサージ材料は、５００
-１５００μｍ2の範囲の適度な透過率、及び２５ｃｍ3／ｇより大きい高空隙容
積を有する。透過率は、流体が吸収層へ流れる速度を制御するため、サージ材料
において特に重要である。現在使用されているサージ材料の場合のように、透過
率が高すぎる場合は、吸収構造が液体を吸入できる速度より速く、流体はサージ
層から吸収層へ放出されることになる。このため液体が溜り、漏れる可能性があ
る。透過率が低すぎる場合は、流体放出は、吸収層に適切に運ばれるのではなく
、サージ層に貯えられることになる。このこともまた、次の液体放出の間の漏れ
につながる。空隙容積はサージ構造中に一時的に保持することができる流体の量
の目安になるため、空隙容積も重要である。理想的には、空隙容積はさらに多量
の液体を保持するように高くなければならない。突然の流体サージが生じた時、
全ての流体はサージ層に保持され、その後徐々に吸収層に供給され得ることが望
ましい。このために高い空隙容積及び適度な透過率が必要である。
【０００９】 ４０％から９５％の第１のバインダ繊維、及び６０から５％の第２の熱可塑性
生分解性繊維を含む生分解性不織ウェブが開示されており、第２の繊維は第１の
繊維より高い溶融温度を有する。全ての繊維は生分解性である。本発明に基づい
て形成されるウェブは生分解性であり、サージ層として使用される場合、現在の
サージ層より優れた特性を示す。 第２の熱可塑性繊維はバインダ繊維より高い溶融温度を有するため、第１の繊
維が結合される時に、影響を受ける可能性がない。得られるウェブは流体処理特
性が向上しているが、それは５００-１５００μｍ2の範囲の透過率、及び２５ｃ
ｍ3／グラムより大きい空隙容積によるものとすることができる。
【００１０】 本発明の生分解性不織ウェブは、目的の接触角を作り出すのに余分な段階を必
要とせず、このため湿潤性はさらに持続可能である。例えば、Ｒｏｂｅｒｔ Ｊ
．Ｇｏｏｄ及びＲｏｂｅｒｔ Ｊ．Ｓｔｒｏｍｂｅｒｇ編集の「表面及びコロイ
ド科学―実験方法」第２巻（Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ，１９７９）など、接触
角の一般的な課題及びその測定法は、当業者に公知である。市販のパーソナルケ
ア製品は、目的の液体透過特性を付与するため、９０度未満、望ましくは８０度
未満、さらに望ましくは７０度未満の接触角を一般に必要とする。一般に、接触
角が低いほど、湿潤性が良い。 さらに、ウェブは、他の流体処理特性を依然として維持しながら、高いウイッ
キング性を示している。
【００１１】 Ｉ．不織ウェブ バインダ繊維 バインダ繊維は、激しい熱収縮を生じない生分解性熱可塑性繊維である。バイ
ンダ繊維は、好ましくは表面成分と非表面成分とを有する多成分繊維である。表
面成分は、非表面成分の溶融温度より少なくとも約１０°Ｃ低い溶融温度を有す
る。１つの実施形態では、バインダ繊維は脂肪族ポリエステル、望ましくはポリ
（乳酸）（ＰＬＡ）を含む。
【００１２】 ポリ（乳酸）は一般に、乳酸の重合により調製される。しかし、当業者であれ
ば、ラクチドの重合により化学的に同等の材料が調製されても良いことを理解で
きる。同様に、本明細書で使用される場合、「ポリ（乳酸）」という用語は、乳
酸又はラクチドのいずれかの重合により調製されるポリマーを表すことが意図さ
れている。
【００１３】 乳酸又はラクチドは、それぞれ左旋性（以後「Ｌ」と呼ぶ）鏡像異性体、及び
右旋性（以後「Ｄ」と呼ぶ）鏡像異性体と呼ばれる２つの光学異性体を有する不
斉分子として知られている。このため、特定の鏡像異性体を重合することにより
又は、２つの鏡像異性体の混合物を使用することにより、化学的には類似してい
るが異なる特性を有する異なるポリマーを調整することができる。特に、ポリ（
乳酸）ポリマーの立体化学を変化させることにより、例えば、溶融温度、溶融レ
オロジー、及びポリマーの結晶化度を制御することができる。このような特性を
制御できることにより、細くされ、熱硬化され、及び捲縮された繊維を製造する
ことができるように、目的とする溶融強度、機械的特性、柔軟性、及び加工特性
を示す熱可塑性複合体及び多成分繊維を調製することができる。
【００１４】 本発明で使用するのに適切なポリ（乳酸）ポリマーの例としては、コロラド州
ゴールデンのＣｈｒｏｎｏｐｏｌ Ｉｎｃ．製の様々なポリ（乳酸）ポリマーを
挙げることができる。「ポリ（ラクチド）」、「ポリ（乳酸）」、及び「ＰＬＡ
」という用語は、本明細書では同義に使用される。
【００１５】 米国特許第５，６９８，３２２号に記載のＰＬＡをベースにした繊維を使用す
ることができる。これらの繊維は、多成分繊維の少なくとも一部分上に曝露され
た表面を形成し、且つ溶融温度を有する第１の成分と、第１の成分が示す溶融温
度より少なくとも約１０°Ｃ大きい溶融温度を有する第２の成分とを含む。これ
は例えば、第１の成分としてラクチド又は乳酸と、カプロラクトン又は別のラク
チド又は乳酸異性体などの別のコモノマーとのコポリマーを使用することにより
得ることができる。２つの例を挙げると、Ｌ，Ｄポリラクチド及びポロラクチド
-カプロラクトンがある。溶融温度差は、例えば、第１の成分として特定のＬ：
Ｄ比を有する第１のＰＬＡと、第２の成分として、第１のＰＬＡが示すＬ：Ｄ比
より大きい特定のＬ：Ｄ比を有する第２のＰＬＡとを使用することにより得るこ
ともできる。
【００１６】 第１の成分は、０重量パーセントより大きく１００重量パーセント未満の間の
量で、有利には約５から９５重量パーセントの間の量で、さらに有利には約２５
から約７５重量パーセントの間の量で、適切には約４０から約６０重量パーセン
トの間の量で、多成分繊維に含まれるであろう。従って第２の成分は、０重量パ
ーセントより大きく１００重量パーセントの間の範囲の量で、有利には約５から
９５重量パーセントの間の量で、さらに有利には約２５から約７５重量パーセン
トの間の量で、適切には約４０から約６０重量パーセントの間の量で、多成分繊
維に含まれることになる。重量パーセントは、多成分繊維中に存在する第１の成
分と第２の成分との合計重量に基づいている。
【００１７】 １つの実施形態では、多成分繊維の第２の成分中のＰＬＡが、第１の成分中の
ＰＬＡのＬ：Ｄ比より高いＬ：Ｄ比を有することが望ましい。第１の成分中のポ
リ（乳酸）ポリマーは、有利には約１００：０未満、さらに有利には約９９．５
：０．５未満、適切には有利には約９８：２未満、さらに適切には約９６：４未
満、及び約９０：１０までのＬ：Ｄ比を有することが望ましく、ここでＬ：Ｄ比
は、第１の成分中のＰＬＡを調整するのに使用されるＬモノマー及びＤモノマー
のモルに基づいている。
【００１８】 比較的低いＬ：Ｄ比を有する第１のＰＬＡは、第１の成分が所望の溶融強度、
繊維機械的強度、及び繊維紡糸特性を示すのに有効な量で第１の成分中に存在す
ることが望ましい。従って、第１のＰＬＡは、有利には約５０重量パーセントよ
り大きく、さらに有利には約７５重量パーセントより大きく、適切には約９０重
量パーセントより大きく、さらに適切には約９５重量パーセントより大きく、最
も適切には約１００重量パーセントの量で第１の成分中に存在し、ここで全ての
重量パーセントは第１の成分の合計重量に基づいている。
【００１９】 同様に、第２の成分中のＰＬＡは、第１の成分中のＰＬＡよりＤ鏡像異性体が
少ないことが望ましい。従って、第２の成分中のＰＬＡは、第１の成分中のＰＬ
Ａが示すＬ：Ｄ比より大きいＬ：Ｄを有することになる。そのため、第２の成分
中のＰＬＡは、有利には少なくとも約９６：４、さらに有利には少なくとも約９
８：２、適切には少なくとも約９９．５：０．５、さらに適切には約１００：０
のＬ：Ｄ比を有することが望ましく、ここでＬ：Ｄ比は第２の成分中のＰＬＡの
調製に使用されるＬモノマー及びＤモノマーのモルに基づいている。
【００２０】 比較的高いＬ：Ｄ比を有する第２のＰＬＡは、第２の成分が所望の溶融強度、
繊維機械的強度、及び繊維紡糸特性を示すのに有効な量で第２の成分中に存在す
ることが望ましい。従って、第２のＰＬＡは、有利には約５０重量パーセントよ
り大きく、さらに有利には約７５重量パーセントより大きく、適切には約９０重
量パーセントより大きく、さらに適切には約９５重量パーセントより大きく、最
も適切には約１００重量パーセントの量で第２の成分中に存在し、ここで全ての
重量パーセントは第２の成分の合計重量に基づいている。
【００２１】 多成分繊維の第１及び第２の成分のそれぞれは、対応するＰＬＡを実質的に含
むことになるであろうが、このような成分はそれらに限定されず、第１及び第２
の成分の目的とする特性、及び多成分繊維の目的とする特性に悪影響を与えない
他の成分を含むことができる。付加的な成分として使用することができる代表的
な材料には、限定的ではないが、顔料、抗酸化剤、安定化材、界面活性剤、ワッ
クス、流量促進剤、固体溶媒、粒子、及び第１及び第２の成分の加工性を向上さ
せるために添加される材料などを挙げることができる。このような付加的な材料
が成分に含まれる場合、このような付加的な成分は、有利には５重量パーセント
未満、さらに有利には３重量パーセント未満、適切には１重量パーセント未満で
あることが一般に望ましく、ここで全ての重量パーセントは第１及び第２の成分
の合計重量を基にしている。
【００２２】 第２の成分は、第１の成分の溶融温度又は軟化温度より、有利には少なくとも
約１０°Ｃ、さらに有利には少なくとも約２０°Ｃ、適切には少なくとも約２５
°Ｃ大きい溶融温度又は軟化温度を有することが一般に望ましい。第１及び第２
の成分の絶対溶融温度又は軟化温度は、一般に２つの温度間の相対比較ほど重要
ではないが、第１及び第２の成分の溶融温度又は軟化温度は、最も有効な用途で
通常は見られる範囲内にあることが一般に望ましい。従って、第１及び第２の成
分の溶融温度又は軟化温度はそれぞれ、有利には約２５°Ｃから約３５０°Ｃの
範囲であり、さらに有利には約５５°Ｃから約３００°Ｃの範囲であり、適切に
は約１００°Ｃから約２００°Ｃの範囲であることが一般に望ましい。
【００２３】 また、第１及び第２の成分のそれぞれのＰＬＡは、第１及び第２の成分が所望
の溶融強度、繊維機械的強度、及び繊維紡糸特性を示すのに有効な重量平均分子
量を示すことが望ましい。一般に、ＰＬＡの重量平均分子量が高すぎる場合、こ
のことはポリマー鎖が非常にもつれていることを表し、その結果、その成分は加
工しにくい場合がある。逆に、ＰＬＡの重量平均分子量が低すぎる場合、このこ
とはポリマー鎖が充分にもつれていないことを表し、その結果、その成分は比較
的弱い溶融強度を示し、高速加工を非常に困難にする場合がある。従って、第１
及び第２の成分のＰＬＡは両方とも、有利には約１０，０００から約５００，０
００の範囲の、さらに有利には約５０，０００から約４００，０００の範囲の、
適切には約１００，０００から約３００，０００の範囲の重量平均分子量を示す
。本発明で有効なポリマー又はポリマーブレンドに対し、重量平均分子量は、当
業者に公知の方法を用いて測定することができる。
【００２４】 また、第１及び第２の成分のそれぞれのＰＬＡは両方とも、第１及び第２の成
分がそれぞれ所望の溶融強度、繊維機械的強度、及び繊維紡糸特性を示すのに有
効な多分散性指数値を示すことが望ましい。本明細書で使用される場合、「多分
散性指数」は、ポリマーの重量平均分子量をポリマーの数平均分子量で割ること
により得られる値を表す。一般に、成分の多分散性指数値が高すぎる場合は、成
分は、紡糸中の溶融強度特性がより低い低分子量ポリマーを含む成分セグメント
により生じる加工特性の不一致のため、加工しにくい場合がある。従って、第１
及び第２の成分のそれぞれのＰＬＡは、有利には約１から約１０までの間であり
、さらに有利には約１から約４までの間であり、適切には約１から約３までの間
の多分散系指数値を示す。本発明で有効なポリマー又はポリマーブレンドでは、
数平均分子量は、当業者に公知の方法を使用して測定することができる。
【００２５】 また、第１及び第２の成分のそれぞれのＰＬＡは、第１及び第２の成分がそれ
ぞれ所望の溶融強度、繊維機械的強度、及び繊維紡糸特性を示すのに有効な残留
モノマー率を示すことが望ましい。本明細書で使用される場合、「残留モノマー
率」は、もつれたＰＬＡの構造内に閉じ込められたままで、まだ反応していない
乳酸又はラクチドモノマーの量を表す。一般に、成分中のＰＬＡの残留モノマー
率が高すぎる場合は、押出成形の圧力に変動を引き起こし、加工中に放出される
多量のモノマー蒸気により生じる加工特性の不一致のため成分は加工しにくい場
合がある。しかし、成分中のＰＬＡ中の少量の残留モノマーは、紡糸工程中に可
塑剤として機能するこのような残留モノマーのため有利である場合がある。従っ
て、第１及び第２の成分のそれぞれのＰＬＡは、有利には約１５パーセント未満
、さらに有利には約１０パーセント未満、適切には約７パーセント未満の残留モ
ノマー率を示す。
【００２６】 また、第１及び第２の成分のそれぞれのＰＬＡは、第１及び第２の成分が組み
合わされた場合に、所望の溶融強度、繊維機械的強度、及び繊維紡糸特性を示す
ほど実質的に類似し且つ有効である溶融レオロジーを示すことが望ましい。ＰＬ
Ａの溶融レオロジーは、ＰＬＡの見かけの粘度を用いて定量化される場合があり
、本明細書で使用される場合、ＰＬＡの溶融レオロジーは、例えば成分が紡糸口
金を通して加工される時、成分が熱加工されることになる剪断率及び温度での成
分の見かけの粘度を表すことを意味する。実質的に異なる見かけの粘度を有する
ポリマーは、容易に加工できないことが分かっている。第１及び第２の成分の両
方とも、実質的に類似している見かけの粘度を示すことが望ましいが、このよう
な見かけの粘度が同一であることは重要ではない。さらに、第１及び第２の成分
のどちらがより高い又はより低い粘度値を有するかに関しては一般に重要ではな
い。代わりに、第１の成分が熱加工されることになる剪断率及び温度で測定され
る第１の成分中のポリ（乳酸）ポリマーの見かけの粘度値と、第２の成分が熱加
工されることになる剪断率及び温度で測定される第２の成分中のポリ（乳酸）ポ
リマーの見かけの粘度値との差は、有利には約２５０パスカル・秒未満であり、
さらに有利には約１５０パスカル・秒未満であり、適切には約１００パスカル・
秒未満であり、さらに適切には約５０パスカル・秒未満である。 望ましい実施形態において、多成分繊維は、主としてＬＤポリラクチド（ＬＤ
−ＰＬＡ）、又はポリラクチド−カプロラクトンコポリマーでできた鞘と、Ｌ−
ポリラクチド（Ｌ−ＰＬＡ）でできた芯とを備える芯鞘繊維である。特に望まし
い実施形態では、鞘はＬ：Ｄが９５：５のポリ乳酸又はポリラクチド‐カプロラ
クトンコポリマーであり、コアは１００％Ｌ-ポリラクチドである。
【００２７】 第１及び第２の成分を熱加工する通常の条件には、有利には約１００秒-1から
約１００００秒-1の間、さらに有利には約５００秒-1から約５０００秒-1の間、
適切には約１０００秒-1から約２０００秒-1の間、最も適切には約１０００秒-1 の剪断率を用いることを含む。第１及び第２の成分を熱加工する通常の条件には
、有利には約１００°Ｃから約５００°Ｃの間、さらに有利には約１５０°Ｃか
ら約３００°Ｃの間、適切には約１７５°Ｃから約２５０°Ｃの間の温度を用い
ることも含む。
【００２８】 一般的に説明されている、多成分繊維を製造する方法には、少なくとも２つの
ポリマーを別々に押出し、ポリマーが分割された紡糸口金プレートに導かれるポ
リマー分散系に供給することを必要とする。ポリマーは別々の通路をたどって繊
維紡糸口金へ向かい、芯鞘型の繊維を形成するための少なくとも２つの同心円状
の円形の穴、又は、横並び配列型の繊維を形成するための直径に沿って少なくと
も２つの部分に分割された円形の紡糸口金の穴を備える紡糸口金の穴で結合され
る。結合されたポリマーフィラメントは、次いで冷却され、固化され、一般に機
械的ロール系で中間のフィラメント直径まで延伸され、収集される。その後、フ
ィラメントは目的とする最終繊維直径まで、その軟化温度より低温で低温延伸さ
れ、捲縮を与えられるか又はテキスチャード加工され、所望の繊維長さに切断さ
れてもよい。多成分繊維は、一般に約２５から約５０ミリメートルの範囲の長さ
を有する短繊維、及びさらに短く、一般に約２５ミリメートル未満の長さを有す
るショートカット繊維などの、比較的短い長さに切断することができる。
【００２９】 ＰＬＡは、下流での熱加工中に熱収縮を受けることが多い典型的なポリエステ
ルベースの材料である。熱収縮は主に、熱により誘起された、非晶相及び不完全
結晶相中のポリマーセグメントの鎖の弛緩により生じる。この問題を解決するた
め、不完全な結晶構造の鎖の弛緩及び再配列を可能にするよりも、熱エネルギー
が直接溶融に行くように結合段階の前に材料の結晶化を最大にすることが一般に
望ましい。この問題に対する１つの解決法は、材料に熱硬化処理を受けさせるこ
とである。従って、熱硬化を受けた繊維が結合ロールに達する時、このような繊
維はすでに充分に又は非常によく配向されているので、繊維は実質的に収縮しな
い。
【００３０】 従って、サージ材料に使用される多成分繊維は、熱硬化を受けることが望まし
い。繊維が少なくとも５パーセントの一定の歪を受ける場合、このような熱硬化
は、有利には約５０°Ｃより大きく、さらに有利には約７０°Ｃより大きく、適
切には約９０°Ｃより大きい温度で起きる。一般に、繊維の加工性を犠牲にせず
、できるだけ高い熱硬化温度を使用するのが好ましい。しかし、例えば多成分繊
維の第１の成分の溶融温度に近い温度のように熱硬化温度が高すぎると、繊維強
度を減少させる場合があり、粘着性のため取り扱いにくい繊維となることがある
。
【００３１】 本発明の１つの実施形態では、第１の繊維は約７０°Ｃの温度で、有利には約
１０パーセント未満、さらに有利には約５パーセント未満、適切には約２パーセ
ント未満、より適切には約１パーセント未満の量の収縮を示すことが望ましいが
、ここで収縮の量は、最初の長さと最後の長さとの差を最初の長さで割り、１０
０を掛けたものに基づいている。 複合体は、約４０％から９５％のバインダ繊維を含むことが望ましく、ここで
重量パーセントは、全てウェブ複合体中に存在するＰＬＡの合計重量に基づいて
いる。
【００３２】 第２の生分解性繊維 第２の繊維は、熱可塑性生分解性繊維である。本発明の複合体に適している熱
可塑性生分解性繊維は、熱可塑性の、即ち、熱があると流動するため、熱を使用
して繊維を結合させることができ、且つ生分解性である繊維を含む。適切な熱可
塑性生分解性繊維の非限定的な例には、セルロースアセテートブチレート（ＣＡ
Ｂ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ），及びトリアセテートセ
ルロースなどの酢酸セルロース、デンプン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、
キトサンと、ＰＨＢＶ（ポリベータヒドロキシブチレート及びベータヒドロキシ
バレレートのコポリマー）などがある。ＰＬＡの鞘材料の溶融温度より少なくと
も約２０°Ｃ高い溶融温度を有していれば、任意の熱可塑性繊維を使用すること
ができる。
【００３３】 酢酸セルロースの使用には、多くの利点がある。特に、３突部形断面形状は、
流体処理特性を向上させることができる。さらに、２６０°Ｃという酢酸セルロ
ースの非常に高い軟化温度のためこのウェブ中の熱可塑性バインダ繊維に使用さ
れる結合条件に耐えることができる。 複合体は、約６０％から５％の第２の繊維を含むことが望ましく、ここで重量
パーセントは全て、ウェブ複合体中に存在するＰＬＡの合計重量に基づいている
。
【００３４】 II．不織ウェブの製造方法 不織ウェブは、ボンデッドカーデッドウェブ工程で製造される。「ボンデッド
カーデッドウェブ」、又は「ＢＣＷ」は、コーミング又はカーディング装置を通
して送られるステープル繊維から製造されるウェブのことを言い、コーミング又
はカーディング装置は、ステープル繊維を分離又はばらばらにして機械方向に配
列させ、ほぼ機械方向に配列した繊維状不織ウェブを形成する。このような繊維
は、通常、梱単位で購入され、カーディング装置の前の繊維を分離させる開繊機
／ブレンダ又はピッカーに置かれる。
【００３５】 不織ウェブを製造する第１の段階には、繊維を集め、目的の重量比に混合する
ことが必要である。次いで繊維は、しっかり集まった繊維を開繊し、２つ又はそ
れ以上の異なった種類の繊維を混合する開繊工程を通る。この開繊工程は、ピッ
カーの使用を通して繊維を分離させる機械から成る。これらの混合された繊維は
、次いで、心綿と呼ばれる平らな層に分散される。繊維の心綿は、繊維を分離さ
せ機械方向に配列させるカーディング又はコーミング工程に供給される。この梳
綿機は、繊維を加工するための歯のついた大きい回転式ドラムである。カーディ
ングされた繊維は、次いで、梳綿機から剥ぎ取られ、形成ベルトによって搬送さ
れる連続シートに解放される。
【００３６】 ウェブが形成されると、その後、幾つかの既知の結合方法の１つ又はそれ以上
により結合される。このような結合方法の１つは粉末結合であり、粉末結合では
粉末にした接着剤がウェブの至る所に分散された後、通常は熱風でウェブと接着
剤を加熱することにより活性化される。別の適切な結合方法はパターン結合であ
り、パターン結合では、必要に応じてその全面にわたりウェブを結合させること
ができるが、通常は局部的な結合パターンで、加熱したカレンダーロール又は超
音波結合装置を使用して繊維を一緒に結合させる。特に共役ステープル繊維を使
用している場合、別の適切で公知の結合方法は、通気結合である。他の方法には
水圧交絡及びカレンダー結合などがある。サージに望まれる嵩高い構造を作るた
めに、通気結合は通常好ましい方法である。通気結合では、ウェブがウェブを貫
通する高温の気流を受けることを必要とする。この空気は、コアは元のままにし
ておくが、複合バインダ繊維の鞘を軟化又は溶融させるのに充分高温でなければ
ならない。望ましい空気の温度は、使用される材料の種類及び量によって変わる
ことになる。例えば、温度は、第２の繊維又は第１の複合繊維のコア部を溶融す
るほど高温であってはならない。さらに、複合体が少量のバインダ繊維を含有す
る場合、充分な結合を確実にするためさらに高温が必要とされるであろう。通気
結合に使用される典型的な温度は、約２７０°Ｆから３３０°Ｆ（１３２°Ｃか
ら１６６°Ｃ）の範囲内である。
【００３７】 ウェブは、望ましくは約２０％から９５％、さらに望ましくは約３０％から９
５％、さらに望ましくは約４０％から９５％のバインダ繊維を、最も望ましくは
約５０％から９０％のバインダ繊維を含む。ウェブは、望ましくは約８０％から
５％、さらに望ましくは約７０％から５％、さらに望ましくは約６０％から５％
第２の繊維を、最も望ましくは約５０％から１０％の第２の熱可塑性生分解性繊
維を含む。
【００３８】 III．不織ウェブの使用方法 本発明の不織ウェブは、おむつ、大人用失禁用製品、及びベッドパッドなどの
使い捨て吸収性製品、衛生ナプキン及びタンポンなどの月経用手段のサージ層、
及びワイプ、前掛け、創傷用包帯、及び外科用ケープ又は滅菌布などの他の吸収
性製品として使用されるのに適している。 通常の使い捨て吸収性製品は、液体透過性上面シート、液体透過性上面シート
に取り付けられている裏面シート、及び液体透過性上面シートと裏面シートとの
間に配置されている吸収性構造体とを含む。サージ層は、通常、上面シートと吸
収構造との間に配置されている。代表的な使い捨て吸収性製品は、一般的に、米
国特許第４，７１０，１８７号、米国特許第４，７６２，５２１号、米国特許第
４，７７０，６５６号、米国特許第４，７９８，６０３号に説明されている。
【００３９】 本発明を以下の実施例により詳細に説明するが、それらは本発明の範囲を限定
するものとして解釈すべきではない。対照的に、他の様々な実施形態、変更、及
び均等物が可能であり、それらは本明細書の説明を検討した後に、当業者であれ
ば本発明の精神から逸脱することなく想到できることを理解されたい。
【００４０】 実施例 試験方法 坪量は、不織材料を４インチ×４インチの正方形に切り、分析用天秤で重量を
測定することにより求めた。このような５枚の正方形を切って作り、結果を平均
して坪量に達した。 密度は、坪量をウェブの厚さで割ることにより測定した。厚さは、０．０５ｐ
ｓｉを加圧したＤｉｇｉｍａｔｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒを用いて求めた。 空隙容積は、密度の逆数として計算した。 透過率は、ＰＥＲＭＩＸ式を用いて計算した。
【数１】 ここで、ｒは繊維の半径であり、ｓａｔは飽和のレベルであり、ｓａｔ0は１（
１００％飽和）である。Ｃ1及びＣ2は、ウェブ内の繊維及び配向の幾何学的形態
に応じて変化し、通常の値はそれぞれ０．０７５及び２．５である。φは空隙容
積分率（ウェブ構造の空間率）である。高い透過性数は、抵抗をほとんど受けず
、液体はすばやく、容易に、且つ比較的抑制されずに流れていることを示す。
【００４１】 嵩高回復は、加圧後に元の状態に戻るウェブの能力の目安である。Ｄｉｇｉｍ
ａｔｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒを用いて、０．０５ｐｓｉ、次いで０．２ｐｓｉ
、次いで０．０５ｐｓｉの加圧で試料の厚さを測定した。最終測定時の厚さと、
最初の厚さとの比をパーセントにするため１００を掛けたのが、パーセント嵩高
回復である。これは、例えば、幼児用おむつ、又は大人用失禁用製品など、使用
者の荷重がほぼ完全に掛かることがある製品の用途に対して特に重要である。 ウェブ接触角度は、各々の成分の質量パーセントに基づいて、成分接触角に重
み付けを行うことによって測定した。
【００４２】 流体吸い込み及び逆流評価（ＦＩＦＥ）試験を用いて、吸収性又は吸い込み時
間、及び逆流を測定した。Ｍａｓｔｅｒ-Ｆｌｅｘ Ｄｉｇｉ-Ｓｔａｌｔｉｃ
Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇシステムに少量のＦＤ＆Ｃ青インク
で着色した塩水を供給し、８０ｍＬの放出をするようにセットし、空気の泡を取
り除くために数回少量ずつ投与した。製品試料、幼児用おむつは、容易に平らに
なるように弾性ゴムなしで作った。２つの３．５インチ×１２インチの吸収紙試
料の重量を測定した。これらの紙は、中央に１つの３インチ×６インチの高くな
った固定台の付いた単純な板である、第１のＦＩＦＥ板上に置いた。吸収紙は、
高くなった固定台のいずれかの側に沿って縦方向に延びるように配置した。次い
でおむつは、不織上面シートに目に見える皺がないように上面シートを上向きに
して、放出されることになる領域が高くなった固定台上の中央になるように注意
深く配列した。次いで第２のＦＩＦＥ板は、製品の上に置いた。第２のＦＩＦＥ
板は、空のシリンダが横切った平らな板であり、シリンダは板の上面からのみ突
出している。シリンダが板の平らな面を横切ったところで作り出される円形の区
域は、空洞であった。シリンダの内径は、５．１センチメートルであった。短い
ほうの端部で内径７ミリメートルの漏斗をシリンダの中に置いた。次いで流体は
、直接漏斗の中へポンプで少しずつ投与した。吸入時間は、流体が漏斗にあたっ
た時間から試料表面で流体が見えなくなった瞬間まで、ストップウォッチで記録
した。吸収紙は、製品に漏れがないか調べて、何らかの漏れが生じた場合には、
漏れた流体の量を測定するために吸収紙の重量を測定した。記載した試験では、
漏れは起きなかった。約１分間の経過後に、２回目の放出を同様の方法で行った
。２回目の放出の吸収後に、上面のＦＩＦＥ板を取り除き、試料は、ライナー側
を上にして飽和容量試験機に置いた。試料は約１分間放置し、次いでタールを塗
った２枚の１２インチの吸収紙を目標領域の上に１枚毎に重ねて置いた。これは
次いでラテックスゴムシートで覆い、真空バルブを０．５ｐｓｉの読みになるよ
うに調整した。２分後に、ラテックスを持ち上げて圧力を解放し、試料は、１分
間放置した。湿った吸い取り紙は、次いで重量を測定して含有する液体の量を求
めた。試料は、最初の配置のＦＩＦＥ板に戻し、３回目の放出を最初の２回と同
様の方法で行った。タールを塗った吸収紙と共に。試料を飽和容量試験機の上に
置き、真空を加えるという手順を繰り返した。３回目の放出後、吸収紙により吸
収された液体の量が、逆戻り値である。
【００４３】 ウェブ製造 複合ＰＬＡ繊維は、日本、ＭａｒｉｙａｍａのＣｈｉｓｓｏ製であった。この
繊維は、鞘が９５：５のＬ-Ｄポリラクチド、及びコアが１００％のＬ-ポリラク
チドである複合繊維であった。繊維は熱硬化され、捲縮されて１．２５インチの
長さに切断された。Ｃｅｌａｎｅｓｅ Ａｃｅｔａｔｅから入手した３突部形断
面酢酸セルロース繊維を使用した。これらの繊維は、その生分解性及び優れた粘
着性のため選択された。粘着性は、標準的な条件では約１．２から１．４Ｇ／Ｄ
であり、湿潤で７０°Ｆの時は０から１．０Ｇ／Ｄである。標準的な条件下で破
断時の伸びは、２５から４５％であり、湿潤で７０°Ｆの時は３５から５０％で
ある。表１は、使用された繊維の特性の幾つかをまとめたものである。
【００４４】
【表１】 表１ 出発材料情報
【００４５】 繊維は集められ、表２に示される重量比で混合される。繊維は、次いで、ピッ
カーの使用を通して繊維を分離させる機械で開繊工程を通る。混合された繊維は
次いで心綿に分散される。繊維の心綿は、カーディングドラムに供給される。カ
ーディングされた繊維は、次いで梳綿機から剥ぎ取られ形成用ベルトで運ばれた
連続シートに解放される。シートは次いで、通気結合を用いて結合された。表２
は、製造された試料及び使用された工程条件をまとめたものである。
【００４６】
【表２】 表２ 試料及び工程条件
【００４７】 試料２は、過度に結合されたため硬く塊が多い。試料３は、柔軟で強度のある
ウェブであり、さらに評価された。
【００４８】 ウェブ試験 上記の試料＃３で製造されたウェブ、複合ＰＬＡ繊維単独、及び現在使用され
ているサージ材料の物理的特性が表３に記載されている。現在使用されているサ
ージ材料は、キンバリー・クラーク社製のボンデッドカーデッドウェブであり、
坪量２．５ｏｓｙを有し、６０：４０の比でポリエステルステープル繊維と芯鞘
複合繊維から成っていた。鞘はポリエチレンであり、芯はポリプロピレンであっ
た。
【００４９】
【表３】 表３ 物理的特性
【００５０】 試料＃３のウェブの適度の透過率及び高空隙容積により、流体移行特性が改善
される。これは、対照を上回る垂直ウイッキングの増加により証明される。試料
＃３のウェブは、現在のサージ材料と非常に類似した接触角を有した。試料＃３
の場合は、低接触角は、ウェブを構成する繊維の固有の特性によるものであった
が、現在のサージ材料は、７６度の接触角を達成するために界面活性剤処理が必
要であるということに留意すべきである。現在のサージの垂直ウイッキングは、
０．５ｃｍに過ぎなかったが、試料＃３は、約１ｃｍの垂直ウイッキングを示し
た。ウェブ接触角は、非常に類似しているので、このようなウイッキングの違い
は、本発明のサージ材料の優れた物理的構造の特性によるものと思われる。垂直
ウイッキング試験は、試料＃３のウェブ中の流体の移行が改善されたことを示し
た。
【００５１】 試料＃３は、対照と同等の非荷重飽和容量を有していたことに留意されたい。
これは、非加圧下で不織布が保持できる流体の量である。 逆流に関しては、試料＃３は現在のサージ材料より低い逆流値を有していたこ
とに留意されたい。幼児用ケアおむつなどのパーソナルケア用途では、身体と接
触する流体の量を最小にすることが望ましい。サージ層は通常の使用中に圧力下
に置かれる可能性があり、流体の逆流は望ましくない。
【００５２】 前記の説明は、例示的なものであり限定的であることを意図していない。多く
の実施例は、前記の説明を検討すると当業者には明らかである。従って、本発明
の範囲は、前記説明を参照して決定されるべきではなく、特許請求の範囲、並び
にその均等物の全範囲を参照して決定されるべきである。特許、特許出願、及び
出版物などの本明細書で参照される全ての論文及び参考文献の開示内容は、引用
によって本明細書に組み込まれている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，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，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ワーセイム ブリジット シー アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54914 アップルトン ウェスト ウィス コンシン アベニュー 1515 Ｆターム(参考） 4C003 AA19 AA26 AA28 HA04 4L047 AA12 AA16 AA21 AA27 AA28 CA19 CB07 CB08 CB10 CC04 CC05 CC16

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ５００から１５００μｍ2の範囲の透過率及び約２５ｃｍ3／
    グラムより大きい空隙容積を有する不織ウェブであって、 前記ウェブは、激しい熱収縮を生じない第１の生分解性バインダ繊維と、第２
    の生分解性熱可塑性繊維とを含むことを特徴とする不織ウェブ。
  2. 【請求項２】 前記第１の繊維は、ポリ（乳酸）（ＰＬＡ）を含む多成分繊
    維であることを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
  3. 【請求項３】 前記多成分繊維は、表面成分と非表面成分とを含み、前記表
    面成分は、前記非表面成分の溶融温度より少なくとも約１０°Ｃ低い溶融温度を
    有することを特徴とする請求項２に記載の不織ウェブ。
  4. 【請求項４】 前記第２の熱可塑性繊維は、前記第１の繊維表面成分の溶融
    温度より少なくとも約２０°Ｃ高い溶融温度を有することを特徴とする請求項３
    に記載の不織ウェブ。
  5. 【請求項５】 前記表面成分は、Ｌ，Ｄ‐ポリラクチド（ＬＤ-ＰＬＡ）又
    はポリラクチド‐カプロラクトンコポリマーを含むことを特徴とする請求項３に
    記載の不織ウェブ。
  6. 【請求項６】 前記表面成分は、Ｌ，Ｄ‐ポリラクチド（ＬＤ-ＰＬＡ）を
    含み、前記非表面成分は、ポリラクチドを含み、前記表面成分は、前記非表面成
    分よりも低いＬ：Ｄ比を有することを特徴とする、請求項３に記載の不織ウェブ
    。
  7. 【請求項７】 前記第１の繊維は、複合芯鞘繊維であることを特徴とする請
    求項２に記載の不織ウェブ。
  8. 【請求項８】 前記鞘は、９５：５のＬ：Ｄポリラクチド、又はポリラクチ
    ド‐カプロラクトンコポリマーであり、前記芯は、１００％Ｌ-ポリラクチドで
    あることを特徴とする請求項７に記載の不織ウェブ。
  9. 【請求項９】 前記第１の繊維は、約７０°Ｃの温度で、約１０％より少な
    い量の収縮を示すことを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
  10. 【請求項１０】 前記第２の繊維は、低級アルキルセルロースエステル、デ
    ンプン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、キトサン、及びＰＨＢＶ（ポリベー
    タヒドロキシブチレート及びベータヒドロキシバレレート）から成るグループか
    ら選択されることを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
  11. 【請求項１１】 前記低級アルキルセルロースエステルは、酢酸セルロース
    であることを特徴とする請求項１０に記載の不織ウェブ。
  12. 【請求項１２】 ８０度より小さい接触角をさらに有し、前記接触角は、前
    記繊維の固有の特性によるものであることを特徴とする請求項１に記載の不織ウ
    ェブ。
  13. 【請求項１３】 約４０％から９５％の前記第１の繊維と、約６０％から５
    ％の前記第２の繊維とを含むことを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
  14. 【請求項１４】 前記ウェブは、通気結合を使用するボンデッドカーデッド
    ウェブ工程により製造されることを特徴とする請求項１に記載の不織ウェブ。
  15. 【請求項１５】 請求項１に記載の不織ウェブから作られるサージ層を含む
    ことを特徴とする吸収性物品。
  16. 【請求項１６】 液体透過性上面シート、前記液体透過性上面シートに取り
    付けられている裏面シート、及び前記液体透過性上面シートと前記裏面シートと
    の間に配置されている吸収性構造体とを含み、前記サージ層は、前記上面シート
    と前記吸収構造との間に配置されていることを特徴とする請求項１５に記載の吸
    収性物品。
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