JP2003520698A - 重力に逆らって高流束量を目的とする液体輸送部材 - Google Patents

重力に逆らって高流束量を目的とする液体輸送部材

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、垂直液体輸送試験で試験されたときに高流束量によって表されるような重力に逆らって液体を輸送するための重大に改良された液体輸送能力を備えた液体輸送部材である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の分野 本発明は、高流量および/または流束量を必要とする広範囲の用途のために有
用な液体輸送部材に関するが、このとき液体はそうした部材を通して輸送される
ことができる、および/またはそうした部材内もしくは部材外へ輸送されること
ができる。そうした部材は、例えば−それらに制限されることなく−使い捨て衛
生用製品、水潅流システム、溢出液吸収装置、油/水分離装置およびその他のよ
うな数多くの用途のために適合する。本発明はさらに、前記液体輸送部材を備え
る液体輸送システムおよびこれらを利用した製品に関する。
【０００２】 背景 液体を１つの場所から別の場所へ輸送する必要はよく知られた問題である。
【０００３】 一般に、輸送は、例えばリザーバからパイプを通して他のリザーバへのように
液体供給源から液体輸送部材を通して液体シンクへ行われるであろう。リザーバ
間のポテンシャルエネルギー(例、静水圧の高さ)には相違があり、特に輸送部材
の長さがその径に比較して有意に長い場合には、例えば輸送部材内のように輸送
システム内において摩擦エネルギーの損失が発生する可能性がある。
【０００４】 この液体輸送の一般的問題のために、液体の流動を惹起できるようにそうした
エネルギー差もしくは損失を克服する目的で圧力差を作り出すために数多くのア
プローチが存在する。広く使用されている原理は、ポンプのような機械的エネル
ギーの使用である。しかししばしば、例えば静水圧の高さの差(重力駆動流動)を
利用することによる、または毛細管作用(しばしばウィッキング[灯心現象]と呼
ばれる)によるような、ポンプを使用せずにそうしたエネルギー損失もしくは差
を克服することが望ましいであろう。
【０００５】 そうした用途の多くにおいては、液体を高速で、すなわち高流量(時間当たり
体積)、もしくは高流束量(単位断面積当たり時間当たり体積)で輸送することが
望ましい。
【０００６】 液体輸送要素もしくは部材の用途の例は、例えば欧州特許第Ａ−０，４３９，
８９０号に記載されているような水潅流のような分野、または例えばプルオン(
引っ張り上げて履く)型もしくはテープのような留め具要素を備えた型の両方の
乳幼児用おむつ、トレーニングパンツ、成人用尿失禁製品、女性用保護用品のよ
うな吸収性製品のためのような衛生分野において見出すことができる。
【０００７】 そうした液体輸送部材のよく知られていて広汎に使用されている実施形態は、
例えば液体を重力に逆らって吸い上げることのできる吸い取り紙のような繊維材
料のような毛細管流動部材である。典型的には、そうした材料は、特にウィッキ
ング高さが追加必要条件として加えられる場合には、それらの流量および/また
は流束量が制限される。例えば吸収性製品における用途のために特に有用な特に
ウィッキング高さでの高流束量に関する改良は欧州特許第Ａ−０，８１０，０７
８号に記載されている。
【０００８】 その他の毛細管流動部材は、例えばオープンセルフォームのように非繊維性で
あってもなお多孔質構造である場合がある。特に水性液を処理するためには、親
水性ポリマーフォーム、および特にいわゆる高内相エマルジョン(ＨＩＰＥ)重合
プロセスによって製造された親水性オープンセルフォームが米国特許第Ａ−５，
５６３，１７９号および米国特許第５，３８７，２０７号に記載されている。
【０００９】 しかし、そうした実行で様々な改良が行われてきたにもかかわらず、今でも液
体輸送部材の液体輸送特性における有意な増加を得る必要がある。
【００１０】 特に、重力に逆らって極めて高い流束量で液体を輸送することのできる液体輸
送部材を入手することは望ましいであろう。
【００１１】 液体が組成(例えば、塩の水溶液)、またはその相(例えば、液体/固体懸濁液)
において均質ではない状況において、液体全体を、またはその１部分だけを輸送
することが望ましい場合がある。例えば濾過テクノロジーにおけるように、それ
らの選択的輸送メカニズムについての多くのアプローチはよく知られている。
【００１２】 例えば、濾過テクノロジーでは１つの材料もしくは相に対する部材の透過性が
他の材料もしくは相に対するより高いもしくは低いことを利用する。この分野に
おいては、特にいわゆる精密濾過、限外濾過、超微細濾過に関連して豊富な技術
がある。最近の出版物の一部は下記の通りである： メルトブロウン繊維フィルターに関連する米国特許第Ａ−５，７３３，５８１
号； 不織布燃料フィルターに関連する米国特許第Ａ−５，７２８，２９２号； 薄膜フィルターシステムに関連するＷＯ−Ａ−９７/４７３７５号； 薄膜フィルターシステムに関連するＷＯ−Ａ−９７/３５６５６号； モノリシック膜構造に関連する欧州特許第Ａ−０，７８０，１４８号； 油吸収性フィルター構造に関連する欧州特許第Ａ−０，７７３，０５８号； そうした膜類は吸収性システムに使用されるためにも開示されている。
【００１３】 米国特許第Ａ−４，８２９，２９３号(Kamme)では、１つの本質的に均質な材
料から製造された外被に封入された液体吸収性物質を有する圧迫ガーゼ類または
包帯類において使用するための吸収体が開示されている。液体は外被のいずれか
の部分を通って吸収体内に進入することができるが、吸収体から液体を放出する
ための手段は予定されていない。
【００１４】 その点で、液体吸収性材料は浸透圧作用を有することができる、または０．０
０１μｍと２０μｍの間、好ましくは０．００５μｍと８μｍの間、特に約０．
０１μｍの孔径を有する例えばセルロース、再生セルロース、硝酸セルロース、
酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、ポリカーボネート、ポリアミド、ガラス
ファイバー、ポリスルホン、またはポリテトラフルオロエチレンのような半透過
膜に封入されたゲル生成吸収性物質である可能性がある。
【００１５】 そうしたシステムでは、膜の透過性は吸収された液体が浸透できるが、しかし
吸収性材料は保持されるように意図されている。
【００１６】 このために、下記で説明されるように層の高液体伝導率ｋ/ｄを達成できるよ
うに、高い透過率ｋおよび小さな厚さｄを有する膜を使用することが望ましい。
【００１７】 これは、膜がより大きな膜透過率ｋを生じさせる大きな孔径を有することがで
きるように高分子量を備えた促進剤(例、分子量が４０，０００のポリビニルピ
ロリドン)を組み込むことによって達成できる。この用途のために有用であると
ここで述べられる最大孔径は０．５μｍ未満であるが、好ましい孔径は約０．０
１μｍ以下である。例示される材料は、３〜７*１０-14ｍの範囲内のｋ/ｄ値の
算定を許容する。
【００１８】 このシステムは極めて緩徐であるので、吸収体はさらに液体の迅速な排出のた
めに、例えばこれらが緩徐に吸収される前に液体の中間貯蔵を提供するための従
来型収集手段のような液体収集手段を備えていてもよい。
【００１９】 吸収性パケットにおけるまた別の膜の用途は米国特許第Ａ−５，０８２，７２
３号、欧州特許第Ａ−０，３６５，５６５号、または米国特許第５，１０８，３
８３号(White;Allied-Signal)に開示されている。
【００２０】 ここで、浸透圧促進剤、つまり例えばＮａＣｌのような高イオン強度材料また
はブドウ糖もしくはショ糖のような他の高モル浸透圧濃度材料は、セルロースフ
ィルムから製造されるような膜の内側に配置される。上記の開示を用いた場合の
ように、液体は外被のいずれかの部分を通して吸収体内に進入することができる
が、吸収体から液体を放出するための手段は予定されていない。これらのパケッ
トに例えば尿のような水性液が接触すると、促進剤材料は膜を通して液体を吸引
するための浸透圧駆動力を提供する。膜は、促進剤に対して低透過性を有するこ
とを特徴とし、さらにパケットは０．００１ｍｌ/ｃｍ2/ｍｉｎの典型的速度を
達成する。ここで開示された膜についての膜伝導率ｋ/ｄ値を計算すると、約２*
１０-15ｍの数値が生じる。そうした用途のために有用な膜の本質的特性は、そ
れらの「塩保持力」であり、すなわち膜は液体に対しては容易に透過性であるが、
それらは実質的な量の促進剤材料をパケット内に保持しなければならない。この
塩保持力必要条件は、液体流束を限定する孔径における制限を提供する。
【００２１】 米国特許第Ａ−５，０８２，７２３号(Grossら)は、それによって例えば「１ｇ
当たりのｇ数」に基づく強化吸収能力および吸収速度のような吸収性を改良する
ことを目的とした、例えばアクリル酸とアクリル酸ナトリウムとのコポリマーの
ような超吸収性材料によって封入されているＮａＣｌのような浸透圧性材料を開
示している。
【００２２】 概して、そうした液体処理部材は液体の改良吸収性のために使用されるが、し
かし極めて限定された液体輸送能力しか有していない。
【００２３】 そこで今も、特に液体輸送システムにおける流量および/または流束量を増加
させるために液体輸送特性を改良する必要が存在する。
【００２４】 発明の目的 そこで本発明の１つの目的は、透過性における差を示す少なくとも２つの領域
から構成される液体輸送部材を提供することである。
【００２５】 さらにもう１つの目的は、重大に増加した液体流量、および特に液体流束量、
すなわち液体輸送部材の一定の断面積を通って単位時間に流動する液体の量で表
されるような改良液体輸送を示す液体輸送部材を提供することである。
【００２６】 本発明のまた別の目的は、重力に逆らってそうした液体輸送を可能にすること
である。
【００２７】 本発明のまた別の目的は、例えば水性(親水性)もしくは非水性、油性または親
油性液体のためのような広範囲の物理的特性を備えた液体のためのそうした改良
液体輸送部材を提供することである。
【００２８】 本発明のさらにまた別の目的は、液体輸送部材に加えて液体シンクおよび/ま
たは液体供給源を備える液体輸送システムを提供することである。
【００２９】 本発明のさらになおまた別の目的は、例えば乳幼児用おむつ、成人用尿失禁製
品、女性用保護用品のような衛生吸収性製品において有用であるように、吸収性
構造において使用されるために上記の目的のいずれかを提供することである。
【００３０】 本発明のさらになおまた別の目的は、水潅流システム、溢出液吸収装置、油吸
収装置、水/油分離装置として使用するために上記の目的のいずれかを提供する
ことである。
【００３１】 発明の概要 本発明は、少なくとも５ｃｍ、好ましくは少なくとも２０ｃｍの垂直高さＨ0
での重力に逆らって液体を輸送するための液体輸送部材であるが、このとき前記
部材は下記で説明されるように高さＨ0での垂直液体輸送試験において試験され
たときに高さＨ0との０．９ｋＰａの追加吸引圧力差で少なくとも０．１ｇ/ｓ/
ｃｍ2、好ましくは少なくとも１ｇ/ｃｍ2/ｓｅｃ、より好ましくは少なくとも５
ｇ/ｃｍ2/ｓｅｃ、いっそうより好ましくは少なくとも１０ｇ/ｃｍ2/ｓｅｃ、ま
たはいっそう少なくとも２０ｇ/ｃｍ2/ｓｅｃさえの、および最も好ましくは少
なくとも５０ｇ/ｃｍ2/ｓｅｃの平均流束量を有している。
【００３２】 好ましい実施形態では、本発明は、液体輸送部材の第１領域が第１材料を備え
、液体輸送部材がさらに前記液体輸送の隣接第２領域内に伸長している第１領域
の前記第１材料と接触している追加の要素を備えている液体輸送部材である。追
加の要素は壁領域と接触してさらに隣接第２領域内に伸長することができ、およ
び前記部材の沸点圧力より低い液体を吸収するための毛細管圧を有することがで
き、またさらに柔軟層を備えていてもよい。
【００３３】 また別の好ましい実施形態では、バルク領域の透過率対ポート領域の透過率の
比率は少なくとも１０、好ましくは少なくとも１００、より好ましくは少なくと
も１，０００、およびいっそうより好ましくは少なくとも１０，０００である。
【００３４】 また別の好ましい実施形態では、部材は試験液として７２ｍＮ/ｍの表面張力
を有する水を用いて測定したときに少なくとも１ｋＰａ、好ましくは少なくとも
２ｋＰａ、より好ましくは少なくとも４．５ｋＰａ、いっそうより好ましくは８
．０ｋＰａ、および最も好ましくは５０ｋＰａの沸点圧力を有している。
【００３５】 また別の好ましい実施形態では、ポート領域は試験液として７２ｍＮ/ｍの表
面張力を有する水を用いて測定したときに少なくとも１ｋＰａ、好ましくは少な
くとも２ｋＰａ、より好ましくは少なくとも４．５ｋＰａ、いっそうより好まし
くは８．０ｋＰａ、最も好ましくは５０ｋＰａの沸点圧力、または３３ｍＮ/ｍ
の表面張力を有する水性試験液を用いて測定したときに少なくとも０．６７ｋＰ
ａ、好ましくは少なくとも１．３ｋＰａ、より好ましくは少なくとも３．０ｋＰ
ａ、いっそうより好ましくは５．３ｋＰａ、最も好ましくは３３ｋＰａの沸点圧
力を有している。
【００３６】 また別の好ましい実施形態では、バルク領域は、バルク領域の平均孔径対ポー
ト領域の平均孔径の比率が好ましくは少なくとも１０、より好ましくは少なくと
も５０、いっそうより好ましくは少なくとも１００、もしくは少なくとも５００
さえ、および最も好ましくは少なくとも１，０００であるように、前記ポート領
域より大きな平均孔径を有している。
【００３７】 また別の好ましい実施形態では、バルク領域は少なくとも２００μｍ、好まし
くは少なくとも５００μｍ、より好ましくは少なくとも１，０００μｍ、および
最も好ましくは少なくとも５，０００μｍの平均孔径を有している。
【００３８】 また別の好ましい実施形態では、バルク領域は少なくとも５０％、好ましくは
少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９０％、いっそうより好ましくは
少なくとも９８％、および最も好ましくは少なくとも９９％の多孔性を有してい
る。
【００３９】 また別の好ましい実施形態では、ポート領域は少なくとも１０％、より好まし
くは少なくとも２０％、いっそうより好ましくは少なくとも３０％、および最も
好ましくは少なくとも５０％の多孔性を有している。
【００４０】 また別の好ましい実施形態では、ポート領域は、１００μｍ以下、好ましくは
５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、および最も好ましくは５μｍ以下
の平均孔径を有している。さらにまた、ポート領域は少なくとも１μｍ、より好
ましくは少なくとも３μｍの孔径を有することが好ましい。
【００４１】 また別の好ましい実施形態では、ポート領域は１００μｍ以下、好ましくは５
０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、および最も好ましくは５μｍ以下の
平均厚さを有している。
【００４２】 また別の好ましい実施形態では、バルク領域および壁領域は、少なくとも１０
、好ましくは少なくとも１００、より好ましくは少なくとも１，０００、および
いっそうより好ましくは少なくとも１００，０００の体積比(バルク領域対壁領
域)を有している。
【００４３】 また別の好ましい実施形態では、液体輸送は閉鎖システム試験において初期液
体の３％以上を損失する。
【００４４】 特に水性液を輸送するための別の特定実施形態では、ポート領域は親水性であ
り、さらに好ましくは輸送される液体に対して７０°未満、好ましくは５０°未
満、より好ましくは２０°未満、およびいっそうより好ましくは１０°未満の後
退接触角を有する材料から製造される。好ましくは、ポート領域は輸送される液
体の液体表面張力を実質的に低下させない。
【００４５】 特に油性液を輸送するための別の特定実施形態では、ポート領域は親油性であ
り、さらに好ましくは輸送される液体に対して７０°未満、好ましくは５０°未
満、より好ましくは２０°未満、およびいっそうより好ましくは１０°未満の後
退接触角を有する材料から製造される。
【００４６】 別の特定実施形態では、部材は、液体と接触すると好ましくは初期状態と液体
中に完全に浸漬させたときとの間で少なくとも５の体積膨張係数まで膨張性であ
り、バルク領域から液体が除去されると虚脱可能である。
【００４７】 他の特定実施形態では、部材はシート様または円筒形の形状、任意で液体輸送
の方向に沿った部材の一定ではない断面を有する場合がある。さらに、ポート領
域は液体輸送の方向に沿って部材の平均断面積より大きい面積を有することがで
き、好ましくはポート領域は液体輸送の方向に沿って部材の平均断面積より少な
くとも係数２、好ましくは係数１０、最も好ましくは係数１００まで大きい面積
を有することができる。
【００４８】 また別の特定実施形態では、部材は液体輸送中に膨張して再虚脱することので
きるバルクもしくはポート材料を備えているが、さらに好ましくは初期状態と活
性化させたとき、すなわち液体中に完全に浸漬させたときとの間で少なくとも５
の体積膨張係数を有している。
【００４９】 また別の特定実施形態では、バルク領域は繊維、粒子状物質、フォーム、らせ
ん、フィルム、波形シート、またはチューブの群から選択される材料を備えてい
る。
【００５０】 また別の特定実施形態では、壁領域は繊維、粒子状物質、フォーム、らせん、
フィルム、波形シート、チューブ、織布ウェブ、織布繊維メッシュ、開口フィル
ム、またはモノリシックフィルムの群から選択される材料を備えている。
【００５１】 また別の特定実施形態では、バルクもしくは壁領域はオープンセル網状フォー
ム、好ましくはセルローススポンジ、ポリウレタンフォーム、ＨＩＰＥフォーム
の群から選択されたフォームを備えていてもよい。
【００５２】 さらにまた別の特定実施形態では、液体輸送部材はポリオレフィン類、ポリエ
ステル類、ポリアミド類、ポリエーテル類、ポリアクリル類、ポリウレタン類、
金属、ガラス、セルロース、セルロース誘導体類から製造される繊維を備えてい
る。
【００５３】 さらにまた別の特定実施形態では、液体輸送部材は個別壁領域によって被覆さ
れている多孔質バルク領域によって製造される。特定実施形態では、部材は例え
ばバルク領域もしくはポート領域において液体と接触すると透過率もしくは孔径
を増加させるために水溶性材料を備えている場合がある。
【００５４】 さらに別の特定実施形態では、液体輸送部材は最初に液体で湿潤させられる、
もしくは本質的に液体が充填される、または真空下に置かれる。
【００５５】 液体輸送部材は、水を基剤とする液体、粘弾性液体、または例えば尿、血液、
月経、糞便もしくは汗のような身体排泄物の輸送のために適合する可能性がある
。
【００５６】 液体輸送部材は、さらに油、油脂もしくはその他の水を基剤としない液体を輸
送するために適合する場合があり、さらに特に油もしくは油脂を含むが水を基剤
としない液体の選択的輸送のために適合する場合がある。特別な用途では、ポー
ト領域は疎水性である場合がある。
【００５７】 さらに別の特定実施形態では、部材の領域のいずれかもしくは部材自体の特性
もしくはパラメーターがその製造から意図された使用までの部材の輸送中に維持
される必要はないが、これらは液体処理の直前もしくはその時点に確立される必
要がある。これは例えば輸送される液体との接触、ｐＨ、温度、酵素、化学反応
、塩濃度もしくは機械的活性化のような部材の活性化によって達成することがで
きる。
【００５８】 本発明の別の形態は、液体輸送部材と、液体供給源および/または液体のシン
ク、もしくは部材の外側に配置されているこれらの少なくとも１つのいずれかと
の組み合わせに関する。
【００５９】 ある特定実施形態では、本発明に従った液体輸送部材を備える液体吸収システ
ムは、シンク材料の重量に基づいて少なくとも５ｇ/ｇ、好ましくは少なくとも
１０ｇ/ｇ、より好ましくは少なくとも２０ｇ/ｇの吸収能力を有している。
【００６０】 さらにまた別の特定実施形態では、液体輸送システムは少なくとも１０ｇ/ｇ
、好ましくは少なくとも２０ｇ/ｇ、およびより好ましくは少なくとも５０ｇ/ｇ
の吸収能力、および/または少なくとも４ｋＰａ、好ましくは少なくとも１０ｋ
Ｐａの毛細管吸引圧を有するシンクを含有している。一定の特殊実施形態では、
液体輸送部材はさらに高内相エマルジョン重合法に従って製造された超吸収性材
料もしくはフォームを含有している。
【００６１】 本発明のさらにまた別の形態は、例えば液体輸送部材を備える吸収性製品もし
くは使い捨て吸収性製品のような、本発明に従った液体輸送部材または液体輸送
システムを備える製品に関する。特に本発明に従った部材を使用することから利
益を得られる用途は、例えば乳幼児用もしくは成人用尿失禁おむつ、女性用保護
パッド、パンティライナー、トレーニングパンツのような使い捨て吸収性衛生製
品である。その他の適切な用途は、包帯、もしくはその他のヘルスケア吸収性シ
ステムについて見出すことができる。別の形態では、製品は輸送機能に例えば輸
送される水を精製することによるような濾過機能を組み合わせた水輸送システム
もしくは部材であってよい。さらに、部材は例えば液体を除去するもしくは液体
を制御された方法で放出するような洗浄作業において有用な可能性がある。本発
明に従った液体輸送部材はさらに油もしくは油脂吸収装置であってもよい、また
は油性および水性の液体を分離するために使用することもできる。
【００６２】 本発明のさらにまた別の形態は液体輸送部材を製造する方法に関するが、この
とき本方法は下記の工程を備える： ａ)バルクもしくは内側材料を提供する工程； ｂ)ポート領域を備える壁材料を提供する工程； ｃ)前記バルク領域材料を前記壁材料によって完全に封入する工程； ｄ)下記から選択された輸送実施可能手段を提供する工程； ｄ１)真空； ｄ２)液体の充填； ｄ３)伸縮性ゴム/バネ。
【００６３】 任意で、本方法は下記の工程を有していてもよい： ｅ)下記の活性化手段を適用する工程： ｅ１)液体溶解性ポート領域； ｅ２)液体溶解性伸縮性ゴム/バネ ｅ３)取り外し可能解除要素； ｅ４)取り外し可能密封包装。 また別の実施形態では、本方法は下記の工程を有していてもよい： ａ)少なくとも１つの透過性ポート領域を含有する個別壁材料を用いて高度に
多孔質のバルク材料を被覆する工程； ｂ)壁領域を完全に密封する工程；および ｃ)部材から本質的に空気を排気させる工程。
【００６４】 また別の特定実施形態では、本方法はさらに部材を液体で湿潤させる工程、ま
たは部材部材に部分的もしくは本質的に完全に液体を充填する工程を有している
。
【００６５】 また別の特定実施形態では、本方法は追加して少なくともポート領域において
液体溶解層を用いて部材を密封する工程を有している。
【００６６】 発明の詳細な説明 一般的定義 ここで使用するように、「液体輸送部材」は液体を輸送できる材料もしくは材料
の複合体を意味する。そうした部材は、それに対して用語「バルク」領域を交換可
能に使用できる「内側領域」と、さらに少なくとも１つの「ポート」領域を備える壁
領域との少なくとも２つの領域を含有している。用語「内側」および「外側」は領域
の相対的位置に関する、つまり例えば壁領域がバルク領域を取り囲んでいるよう
に、外側領域が概して内側領域を取り囲んでいることを意味している。
【００６７】 ここで使用するように、用語「Ｚ−寸法」は液体輸送部材もしくは製品の長さお
よび幅に直交する方向に関する。Ｚ−寸法は、通常は液体輸送部材もしくは製品
の厚さに対応する。ここで使用するように、用語「Ｘ−Ｙ寸法」は、部材、もしく
は製品の厚さに直交する平面に関する。Ｘ−Ｙ寸法は、通例は液体輸送部材もし
くは製品の長さおよび幅に各々対応する。用語「層」はさらにまた、それを球形も
しくは円筒形座標軸で説明するときには、半径方向には他の方向よりはるかに短
くしか伸長していない部材に適用することができる。例えば、バルーンの皮はこ
の状況では層であると見なすことができ、それによって皮は壁領域、および空気
充填中央部である内側領域を限定するであろう。
【００６８】 ここで使用するように、用語「層」はそれの主要寸法がＸ−Ｙである、すなわち
その長さおよび幅に沿っている領域に関する。用語「層」は必ずしも材料の単一層
もしくはシートに限定されないと理解されなければならない。そこで、 「層」は
必要なタイプの材料から作られた数枚のシートもしくはウェブのラミネートもし
くは組み合わせを備えていてもよい。従って、用語「層」は用語「(複数の)層」およ
び「層状」を含んでいる。
【００６９】 本発明のためには、用語「上方」はさらに意図された使用中に上向きに配置され
る(すなわち重力ベクトルとは逆に方向付けられる)層のような部材、製品に関す
ると理解されなければならない。例えば、「下方」リザーバから「上方」リザーバへ
液体を輸送することが意図された液体輸送部材については、これは重力に逆らっ
て輸送されることが意味される。この用語を例えば吸収性製品に適用するときに
は、これは意図された使用中に上方要素が装着者に向かって配置されることを意
味する。
【００７０】 ここで使用される全てのパーセンテージ、比率および割合は、他に特別に明記
されていない限り重量で計算される。
【００７１】 ここで使用するように、用語「吸収性製品」は排泄物を吸収かつ含有する装置に
関する、およびより詳細には、身体から排出された様々な排泄物を吸収かつ含有
するために装着者の身体に接触して、もしくはその近傍に置かれる装置に関する
。ここで使用するように、用語「排泄物」は、尿、月経、および膣帯下、汗および
糞便を含むが、それらに限定されない。
【００７２】 用語「使い捨て」は、ここでは吸収性製品として洗濯さもなければ復元もしくは
再使用されることが概して意図されていない(すなわち、それらは使用後には廃
棄される、および好ましくはリサイクルされる、堆肥にされるさもなければ環境
に適合する方法で廃棄されることが意図されている)吸収性製品を説明するため
に使用される。
【００７３】 ここで使用するように、用語「吸収性コア」は排泄物を収集する、輸送する、分
布させるおよび貯蔵することを含む主として製品の液体処理特性に対して責任を
負う吸収性製品の構成要素に関する。そうしたものとして、吸収性コアは典型的
には吸収性製品のトップシートもしくはバックシートを含んでいない。
【００７４】 部材もしくは材料は、部材もしくは材料に含まれる固形物の体積の部材もしく
は材料の総量に対する比率によって定義される例えば多孔率のような一定構造を
有することによって説明することができる。例えば、ポリプロピレン繊維から製
造された繊維性構造については、多孔率はその構造の比重(密度)、ポロプロピレ
ン繊維のキャリパー(厚み)および比重(密度)計算することができる： Ｖvoid/Ｖtotal＝(１−ρbulk/ρmaterial) 用語「活性化可能」は、一定能力が一定手段によって制限されており、この手段
が解除されると例えば機械的反応のような反応が発生するような状況に関する。
例えば、バネがクランプによって広がらないように保持されている(従って活性
化可能であろう)場合は、クランプを解除するとバネの伸展の活性化が生じる。
そうしたバネまたは弾性構造を有するその他の部材、材料もしくはシステムに対
しては、伸展は技術においてよく知られているように弾性率によって定義するこ
とができる。
【００７５】 基本原理および定義 従来型毛細管流動システムにおける液体輸送メカニズム 下記の説明のいずれかによって結び付けることを望まなくとも、本発明の基本
的機能メカニズムはそれを従来型毛細管流動材料と比較することによって最もよ
く説明することができる。
【００７６】 それに対する液体輸送が駆動力としての毛細管圧に基づいている材料において
は、液体は液体と孔の表面との相互作用によって最初は乾燥していた孔内に吸い
込まれる。液体による孔の充填がこれらの孔内の空気に取って代わる。そうした
材料が少なくとも部分的に飽和している場合、またはさらにその材料の少なくと
も１領域に静水圧、毛細管、もしくは浸透圧による吸引力が適用されると、材料
の孔内に液体を保持する毛細管圧より吸引圧のほうが大きければ、液体はこの材
料から放出されるであろう(例えば、J. Bear, Haifaによる「Dynamics of fluids
in porous media(多孔質媒体中での液体の力学)」,publ. Dover Publications I
nc., NY, 1988を参照)。
【００７７】 放出されると、空気はそうした従来型毛細管流動材料の孔内に進入するであろ
う。追加の液体が利用可能になると、この液体は毛細管圧によって再び孔内に吸
い込まれることができる。このために従来型毛細管流動材料が一方の端で液体供
給源(例、リザーバ)および他方の端で液体シンク(例、静水圧吸引)に接続されて
いる場合、この材料を通る液体輸送は、材料を通る液体のための内部駆動力を提
供する液体/空気界面での毛細管力による個々の孔の吸収/放出および再吸収サイ
クルに基づいている。
【００７８】 これは本発明に従った輸送部材を通る液体に対する輸送メカニズムとは対照的
である。 サイホンとの類似性 本発明の機能についての簡単な説明は、「Ｓ」字形の排水管(１０１)としての排
水システムからよく知られているサイホン(図１参照)と比較することによって始
めることができる。その原理は、−チューブ(１０２)にいったん液体(１０３)が
満たされ−それ以上の液体(１０６によって指示されている)が受け入られると−
一方の端からサイホンに進入し、液体はほとんど直ちに他方の端(１０７によっ
て指定されている)からサイホンから流出するが、これは、前記サイホンの流入
点と流出点との間で液体に対する圧力差が存在する場合には、−サイホンには圧
縮不能な液体が満たされているので−進入した液体がサイホン内の液体に直ちに
取って代わり、他方の端にある液体を強制的にサイホンから流出させるからであ
る。そうしたサイホンでは、液体は開口表面入口および出口「ポート領域」(各々
、１０４および１０５)を通ってシステムに流入してシステムから流出している
。
【００７９】 サイホンに沿って液体を移動させるための駆動圧力は様々なメカニズムによっ
て入手することができる。例えば、入口が出口より高い位置にある場合は、重力
はシステムを通る液体流動を発生させる静水圧力差を発生させるであろう。
【００８０】 あるいはまた、出口ポートが入り口ポートより高い場合、および液体が重力に
逆らって輸送されなければならない場合は、液体は静水圧力差より大きな外部圧
力差が適用された場合にしかこのサイホンを通って流れないであろう。例えば、
ポンプはこのサイホンを通って液体を移動させるために十分な吸引もしくは圧力
を発生させることができよう。こうして、サイホンもしくはパイプを通る液体流
動は、その入口および出口ポート領域間の総圧力差によって惹起される。これは
、例えばベルヌーイ(Bernoulli)方程式に表されるようなよく知られたモデルに
よって記述することができる。
【００８１】 本発明のこの原理との類似性は、１つの特定実施形態として図２に概略的に描
出されている。そこでは、液体輸送部材２０１はＳ字形である必要はなく、直線
チューブ(２０２)であってよい。液体輸送部材は、輸送部材の入口および出口が
入口ポート材料(２０４)および出口ポート材料(２０５)によって被覆されていれ
ば、液体(２０３)を満たすことができる。入口ポート材料(２０４)を容易に透過
できる追加の液体(２０６によって指示されている)を受け入れると、液体(２０
７)は直ちに出口ポート材料を経由して出口領域(２０５)を通って部材から流出
するであろう。
【００８２】 こうして、原理における重要な相違は、入口および/または出口ポートは開口
表面ではないが、下記でより詳細に説明されるように、空気もしくは気体が輸送
部材内に浸透することを防止する、従って輸送部材に液体が満たされたままとな
る特殊透過性必要条件を有している点にある。
【００８３】 本発明に従った液体輸送部材は、液体輸送システムを形成するために１つ以上
の液体供給源および/またはシンクと組み合わせることができる。そうした液体
供給源もしくはシンクは、入口および出口領域またはシンクもしくは供給源を部
材と一体化できるように輸送部材に取り付けることができる。液体シンクは、例
えば輸送部材と一体化することができ、そのときには輸送部材がそれによって輸
送された液体を受け入れるためにその体積を拡張することができる。
【００８４】 液体輸送システムと比較したサイホンシステムとのまた別の簡易化した相似性
は図３Ａ(サイホン)および３Ｂ(本発明)に見ることができる。液体(供給源)リザ
ーバ(３０１)を逆「Ｕ」(もしくは「Ｊ」)字形の開放端(３０３)を備えた従来型チュ
ーブもしくはパイプによって下方(重力の方向に)液体(シンク)リザーバ(３０２)
と結び付けたときには、液体は上方端を液体中に漬けさせておくことによってチ
ューブに液体が完全に満たされている場合にのみ上方リザーバから下方リザーバ
へ流れることができる。例えば上方端(３０５)を液体から取り出すことによって
空気がパイプ内に進入すると輸送は中断され、チューブが再び機能するようにさ
せるためには液体が再充填されなければならない。
【００８５】 本発明に従った液体輸送部材は、開口領域の代わりに下記でより詳細に説明さ
れるような特殊透過率必要条件を備えた入口および出口ポート材料を備える輸送
部材の両端である入口(３０５)出口ポート(３０６)を除いて、類似配列で極めて
類似しているように見えるであろう。入口および出口ポート材料は空気もしくは
気体が輸送部材内に浸透することを防止し、さらにそれによってたとえ入口が液
体供給源リザーバ内に浸漬させられていない場合でさえ液体輸送能力を維持する
。輸送部材が液体供給源リザーバ内に浸漬させられていない場合は、液体輸送は
明らかに停止するが、再び浸漬させれば直ちに開始することができる。
【００８６】 より広い観点では、本発明は毛細管現象よりむしろ直接吸引に基づく液体輸送
に関する。このとき、液体はそれを通って実質的に空気(もしくはその他の気体)
が全く(または少なくとも有意な量では)この部材内に進入しない領域を通して輸
送される。そうした部材を通って流動する液体に対する駆動力は、外部もしくは
内部のどちらかで部材と液体連絡している液体シンクおよび液体供給源によって
作り出すことができる。
【００８７】 本発明には数多くの実施形態があり、それらの一部については下記でより詳細
に考察される。例えば、入口およびまたは出口ポート材料が内側もしくはバルク
領域とは明確に相違している部材がある場合がある、または特性において段階的
変化を備えた部材がある場合がある、または液体供給源もしくはシンクが輸送部
材と一体型である、または進入する液体が部材から出る液体とはタイプもしくは
特性において相違している部材実施形態がある場合がある。
【００８８】 それでも、全実施形態は輸送される液体に対して内側/バルク領域とは相違す
る透過率を有する入口もしくは出口ポート領域に基づいている。
【００８９】 本発明の状況内では、用語「液体」は、任意で例えば懸濁液、エマルジョンもし
くはその他を形成できるように不混和性液体相、または固体もしくは気体のよう
な不連続相を備える連続液体層から成る液体を意味する。液体は組成において均
質であってよく、混和性液体の混合物であってよく、液体中に固体もしくは気体
を含む溶液およびその他であってよい。本発明に従った部材を通して輸送できる
液体についての非限定的例には、純粋または添加物もしくは汚染物質を含む水、
塩溶液、尿、血液、月経液、広範囲の濃度および粘度に及ぶ糞便、油、食用油脂
、ローション剤、クリーム剤およびその他が含まれる。
【００９０】 用語「輸送された液体」もしくは「輸送液体」は、輸送部材によって実際に輸送さ
れる液体を意味する、すなわちこれは均質層の全てであってよい、または例えば
水性塩溶液の水のような溶解物質を備える相中の溶媒であってよい、または多成
分もしくは多層液体のすべてであってもよい。これからは、どの液体について例
えば表面エネルギー、粘度、密度等のような各液体特性が様々な実施形態におい
て重要であるのかが容易に明白になるであろう。
【００９１】 しばしば液体輸送部材に進入する液体は部材から流出する液体もしくはその中
に貯蔵された液体と同一である、もしくは同一タイプであるが、これは必ずしも
その状況である必要はない。例えば液体輸送部材に水性液が充填されたときには
、そして適切な設計に基づいてその部材によって油性液が受け入れられた場合に
は、まず最初に水性液が部材から流出する可能性がある。この場合には、水性相
は「置換可能な液体」であると見なすことができよう。
【００９２】 輸送部材領域の幾何学的説明 本発明の意味における液体輸送部材は、少なくとも２つの領域−「バルク領域」
および少なくとも１つの液体透過性「ポート領域」を備える「壁領域」を備えていな
ければならない。幾何学的形状、および特にバルク領域を完全に取り囲んでいる
壁領域の必要条件は、適時に１つの点で輸送部材について考察する下記の説明(
図４を参照)によって定義される。
【００９３】 バルク/内側領域(４０３)および壁領域(４０４)は、次の特徴付けによって定
義することのできる相互に関して並びに外側領域(すなわち、「全領域の残り」)に
関して明確に相違する重複していない幾何学的領域である(図４参照)。従って、
どの点もこれらの領域の一方にしか属することができない。
【００９４】 バルク領域(４０３)は連続している、すなわちバルク領域(４０３)の内側のい
ずれかの２点Ａ'およびＡ"について、バルク領域(４０３)を離れずにこれら２点
を接続する少なくとも１本の連続(曲もしくは直)線が存在する。
【００９５】 バルク領域(４０３)の内側のいずれかの点Ａについて、少なくとも２ｍｍ径の
円弧厚を有する全ての直線状棒様光線が壁領域(４０４)に交差する。直線は、点
Ａに類似する無限長さの円筒が光源であり、さらに線が光線であるという幾何学
的意味を有しているが、しかしこれらの線は最小の幾何学的「厚さ」を有している
必要がある(さもなければ線がポート領域(４０５)の孔開口部を通過できるので)
。この幾何学的厚さは２ｍｍに設定されている−これは当然ながら点Ａの近くに
近似していると見なされなければならない(そうした棒状線と適合する三次元延
長部を有していない)。
【００９６】 壁領域(４０４)は完全にバルク領域(４０３)を取り囲んでいる。従って、いず
れかの点Ａ"−バルク領域(４０３)に属する−およびＣ−外側領域に属する−に
対するあらゆる連続曲線形棒(連続曲線に類似しているが、２ｍｍ径の円弧厚を
有する)は壁領域(４０４)に交差する。
【００９７】 ポート領域(４０５)はバルク領域(４０３)を外側領域と接続しており、さらに
２ｍｍの円弧厚を有してポート領域(４０５)に交差する、バルク領域からのいず
れかの点Ａ"を「外側領域」からのいずれかの点Ｃと接続する少なくとも１つの連
続曲線形棒が存在する。
【００９８】 用語「領域」は、あらゆる形状であり得る三次元領域を意味する。しばしば領域
の厚さは、その領域が例えば薄層フィルムのような平坦な構造のように見えるよ
うに薄い可能性があるが、そうである必要はない。例えば、膜はフィルム形で使
用することができるが、それは多孔率に依存して、１００μｍまたはそれよりは
るかに下の厚さを有することができ、従ってそれに対して垂直な膜の延長部(す
なわち長さおよび幅寸法)。よりはるかに小さい場合がある 壁領域は例えば重複配列においてバルク領域の周囲に配列することができる、
すなわち壁領域材料のその一定部分は相互に接触し、例えばシール法によるよう
に相互に接続される。それから、このシールは部材の機能を中断させるために十
分に大きい開口部を有していなければならない、すなわちシール線は(不透過性)
壁領域もしくは壁領域のどちらかに属すると見なすことができよう。
【００９９】 １つの領域は、この領域のサブ領域の一般機能性を定義できるように一定限度
内にとどまるために少なくとも１つの特性を有することによって説明することが
できるが、他の特性はこの領域内で明確に変化することができる。
【０１００】 現在の説明の範囲内では、用語「(複数の)領域」はさらに用語「(１つの)領域」も
含有すると読み取られなければならない、すなわち部材が一定「(複数の)領域」を
備えている場合は、他に明示的に言及されていない限りは唯一のそうした領域を
備える可能性がこの用語に含まれていなければならない。
【０１０１】 「ポート」および「バルク/内側」領域は、例えば１つの領域のためのボイドスペ
ースおよび別の領域のための膜のように、相互に容易に区別することができる、
またはこれらの領域は下記で説明されるように一定の重要なパラメーターに関し
て段階的移行を有することができる。従って、本発明に従った輸送部材は「内側
領域」に対する必要条件を満たしている少なくとも１つの領域および「ポート領域
」(これは実際には他の２つの寸法においてその延長部に比較して極めて小さな厚
さを有する可能性があり、従って体積よりもむしろ表面のように見える)に対す
る必要条件を満たしている１つの領域を有することが不可欠である。ポート領域
はサブ領域、特に入口および出口領域を備えていてもよい。
【０１０２】 従って、液体輸送部材に関して、輸送経路はポート領域に進入する液体および
ポート領域から流出する液体の経路であると定義付けることができる。輸送経路
はさらにまた、ポート領域に進入し、さらにその後輸送部材の内側領域内に一体
化されている液体貯蔵領域に進入する液体の経路によって定義付けることができ
る、あるいはまた輸送部材の内側領域内の液体放出供給源領域から出口ポート領
域までの液体の経路であると定義付けることもできる。
【０１０３】 液体輸送部材の輸送経路は実質的長さのものであってよく、１００ｍまたはそ
れより長い長さを予想できるが、あるいはまた液体輸送部材は例えば数ｍｍもし
くはそれより短いような極めて短い長さのものであってもよい。高輸送速度を提
供すること、およびさらに大量の液体輸送を可能にすることが本発明の特別な利
点であるが、後者は必要条件ではない。さらにまた、例えばシステムが輸送部材
に沿った代替点での信号への一定反応を誘発するために液体の形で信号を伝送す
るために使用される場合には、ほんの少量の液体だけが相当に短時間に渡って輸
送されることも予想できる。
【０１０４】 この場合には、液体輸送部材はリアルタイム信号発生装置として機能すること
ができる。あるいはまた、輸送された液体は例えば出口ポートで機械的エネルギ
ーを放出して三次元構造を作り出すためにボイドを活性化するような機能を実行
することもできる。例えば、液体輸送部材は、少なくともそれの１部分が可溶性
(例、水に)であるバッグ内で真空圧縮状態で保持されている圧縮材料を備える反
応装置へ誘発信号を送達することができる。液体輸送部材によって送達された信
号発生液体(例、水)の閾値レベルが水溶性領域の１部分を溶解させて不連続的に
真空を解除すると、圧縮された材料は膨張して三次元構造を形成する。例えば圧
縮材料は、排泄物を捕捉するために十分な体積の成形ボイドを有する弾力性プラ
スチックフォームであってよい。あるいはまた、圧縮材料はそれが膨張するにつ
れて液体をその本体内に吸引することによってポンプとして機能する吸収性材料
であってよい(例えば、下記で説明されるように液体シンクとして機能すること
ができる)。
【０１０５】 液体輸送は、単一輸送経路に沿って、または複数経路に沿って発生する可能性
があり、これらは分裂する場合、または輸送部材を越えて再結合する場合がある
。
【０１０６】 一般に、輸送経路は輸送方向を限定し、前記経路に垂直な輸送横断面の定義を
可能にする。内側/バルク領域の形状はその後、種々の輸送経路を結合して輸送
断面積を定義するであろう。
【０１０７】 不規則な形状の輸送部材およびそれらの各領域については、幾何学的計算から
よく知られているように増分的近似または微分近似のいずれかを使用することに
よって１以上の輸送経路の全長に渡る輸送横断面を平均化する必要がある場合が
ある。
【０１０８】 内側領域およびポート領域が容易に分離可能かつ識別可能である輸送部材があ
るであろうことは考えられる。他の例では、相違する領域を識別および/または
分離するためにははるかに多くの労力を要する場合がある。
【０１０９】 こうして一定領域についての必要条件が記載される場合は、これはこれらの領
域内の一定材料に当てはまると読み取られるべきである。それによって、一定領
域は１種の均質材料から構成されることができる、または１つの領域はそうした
均質材料を備えていてもよい。同様に、１つの材料は変動する特性および/また
はパラメーターを有することができる、および従って１つ以上の領域を備えてい
る。下記の説明では機能的に定義された領域についての特性およびパラメーター
について説明することに焦点を当てる。 輸送部材の一般的な機能の説明 上記で手短に言及されたように、本発明は毛細管現象よりむしろ直接吸引に基
づく液体輸送部材に関する。そこでは、液体はその中に実質的に空気(もしくは
その他の気体)が進入しない(完全に、もしくは少なくとも有意な量では)領域を
通って輸送される。液体がそうした部材を通って流動するための駆動力は、外部
もしくは内部のどちらかで輸送部材と液体連絡している液体シンクおよび/また
は液体供給源によって作り出すことができる。
【０１１０】 直接吸引は、輸送中に実質的に空気もしくは気体が液体輸送部材内に進入しな
いことを保証することによって維持される。これは、ポート領域を含む壁領域が
一定圧力、つまり下記でより詳細に考察されるような沸点圧力までは実質的に空
気不透過性であることを意味する。
【０１１１】 従って、液体輸送部材は(下記で説明されるように)一定の液体透過率を有して
いなければならない。より高い液体透過率はより低い流動抵抗を生じさせるので
、従ってこの観点から好ましい。
【０１１２】 さらに、液体輸送部材は液体輸送中には実質的に空気もしくは気体に対して不
透過性でなければならない。
【０１１３】 しかし、従来型多孔性液体輸送材料、および特に毛細管輸送機構に基づいて機
能する材料にとっては、液体輸送は一般的に、開口性の高度に透過性の構造が概
して相当に大きな孔から構成されるように孔径と透過率の相互作用によって制御
される。これらの大きな孔は高度に透過性の構造を提供するが、しかしこれらの
構造は一定セットの各表面エネルギー、すなわち材料のタイプと液体の所定の組
み合わせに対しては極めて限定されたウィッキング高さを有している。孔径はま
た、通常の使用条件下での液体保持量に影響を及ぼす可能性もある。
【０１１４】 そうした従来型の毛細管制御機構とは対照的に、本発明においては、驚くべき
ことに相当に低い透過率を示す材料を相当に高い透過率を示す材料と組み合わせ
ることができ、さらにその組み合わせが重大な相乗作用を提供することが発見さ
れたので、これらの従来の制限は克服されている。
【０１１５】 特に、液体が充填された大きな孔を有する高度に液体透過性材料が、既に言及
された沸点圧力である一定圧力までは空気透過性を実質的に有していないが、相
当に低い液体透過性を有している材料によって取り囲まれたときには結合液体輸
送部材は高い液体透過率および高い沸点圧力を同時に有し、従って外部圧力に逆
らってさえ極めて迅速な液体輸送が可能になることが発見されている。
【０１１６】 従って、液体輸送部材は最高液体輸送速度を生じさせるために相当に高い液体
透過率を備えた内側領域を有している。バルク領域を取り囲む壁領域の一部の場
合があるポート領域の透過率は実質的に小さい。これは意図される使用条件に合
わせて設計された膜機能性を有するポート領域によって達成される。膜は液体に
とって透過性であるが、気体もしくは蒸気にとっては透過性ではない。そうした
特性は一般に、手短にはそこまでは気体もしくは空気が湿潤した膜を通って浸透
しない圧力によって定義される沸点圧力パラメーターによって表される。
【０１１７】 下記でより詳細に考察されるように、特性必要条件は液体輸送の時点に満たさ
れなければならない。しかし、これらはそうした活性化を行わないと、または活
性化の前には必要条件を満たさないであろうが、活性化後には満たす輸送部材を
例えば使用する前に活性化することによって作り出される、または調製される。
例えば、部材は弾性的に圧縮もしくは虚脱させることができ、湿潤すると膨張し
、その後必要な特性を備えた構造を作り出すことができる。
【０１１８】 一般に、どの位急速に、およびどの位の量の液体を一定高さを越えて(すなわ
ち、一定静水圧に逆らって)輸送できるかについて考察するために、毛細管流動
輸送は表面エネルギー作用機構および孔構造によって支配されるが、これは孔の
数、並びに形状、サイズおよびさらに孔径分布によって決定される。
【０１１９】 例えば駆動力としての毛細管圧に基づいている従来型毛細管流動システム若し
くは部材におけるように、液体が例えば吸引手段によってのように毛細管システ
ムの一方の端から除去されると、この液体はこの吸引装置に最も近い毛細管から
放出され、それらの毛細管にはその後少なくとも部分的に空気が満たされ、さら
にそれらには隣接毛細管からの液体による毛細管圧を通して再充填され、それら
はその後その次の隣接毛細管からの液体によって満たされ、以下同様に続く。
【０１２０】 従って、従来型毛細管流動構造を通しての液体輸送は個々の孔の吸収−放出お
よび再吸収サイクルに基づいている。
【０１２１】 流量または流速は経路に沿った平均透過率および輸送経路の末端での吸引圧に
よって決定される。そうした局所的吸引圧は一般に、材料の局所的飽和にも依存
するであろう、すなわち、吸引装置がそれに近い領域の飽和を低下させることが
できれば、流量/流速は高くなるであろう。
【０１２２】 しかしたとえ輸送経路の端での前記吸引が毛細管構造の内側の毛細管圧より高
い場合でさえ、液体に対する内部駆動力は毛細管圧によって与えられるので、従
って液体輸送速度を限定する。さらに、そうした毛細管流動構造は、外部吸引圧
とは無関係に、毛細管圧より高い高さについて重力に逆らって液体を輸送するこ
とはできない。
【０１２３】 そうした多孔性液体輸送部材の特別に理想的な実行は、システムの総合開口性
(もしくは多孔率)を限定する内側チューブ径および壁厚を備えた平行パイプとし
て説明できるいわゆる「キャピラリーチューブ」である。そうしたシステムは、そ
れらが「モノポーラス」である場合、すなわち孔が同一の最適な孔径を有する場合
には、一定高さに対して相当に大きな流束を有するであろう。というのは、流量
は孔構造、表面エネルギー関係、および多孔質システムの断面積によって決定さ
れるためであり、さらによく知られている近似化によって推定できる。
【０１２４】 例えば繊維状もしくはフォーム型構造のような現実的多孔質構造はキャピラリ
ーチューブの理想的構造のようには輸送しないであろう。現実的多孔質構造はキ
ャピラリーチューブのようには配列されていない、すなわち直線状ではない孔を
有しており、孔径もまた一様ではない。これらの作用はどちらもしばしばそうし
た毛細管システムの輸送効率を低下させる。
【０１２５】 しかし本発明の１つの形態については、輸送部材内に相違する孔径を備えた少
なくとも２つの領域、すなわち小さい孔径(従来型システムでは極めて低い流量
を生じさせるであろう)を有する１つ以上のポート領域および実質的に大きい孔
径(従来型システムでは極めて低い達成可能輸送高さを生じさせるであろう)を有
する内側領域がある。
【０１２６】 しかし、本発明については、輸送部材を通る全体的流量および輸送高さは内側
領域の高い透過率(従って小さな断面積を有しながら相当に長い可能性がある)、
およびポート領域に相当に高い沸点圧力(十分に大きな表面および/または小さな
厚さを有する可能性がある)によって相乗作用的に改良される。本発明のこの形
態では、ポート領域の高い沸点圧力は前記ポート領域の小さな孔の、いったん湿
潤すると空気もしくは気体が輸送部材内に進入することを防止するであろう毛細
管圧によって入手される。
【０１２７】 従って、極めて高い液体輸送速度は輸送部材の相当に小さな断面積によって達
成できる。
【０１２８】 別の形態では、本発明は、いったん活性化されると、および/または湿潤する
とそれらが輸送する液体に関して選択的である液体輸送部材に関する。輸送部材
のポート領域は−沸点圧力によって表すことのできる一定限度までは−周囲気体
(例、空気)に対しては閉鎖されているが、しかし輸送液体(例、水)に対しては比
較的に開口している。
【０１２９】 ポート領域はそれらの特性の特定方向性を必要としない、すなわちその中に使
用される材料はそれらが通る液体流のいずれの方向においても使用できる。さら
にまた膜が液体の一定部分もしくは成分に関して相違する特性(例、透過性)を有
することも必要条件ではない。これは、膜が例えば塩、個別の塩イオンのような
促進剤材料に対して低い透過率を有している、米国特許第Ａ−５，１０８，３８
３号(Whiteら)における浸透圧吸収性パケットのために記載されているような膜
とは対照的である。
【０１３０】 バルク領域 下記のセクションでは、「内側領域」もしくは「バルク領域」についての必要条件
並びに特定実行について記載する。
【０１３１】 バルク領域についての重要な必要条件は、少なくとも１０-11ｍ2、好ましくは
１０-8ｍ2より大きい、より好ましくは１０-7ｍ2より大きい、および最も好まし
くは１０-5ｍ2より大きい透過率ｋを有することによって表すことのできるよう
な低い平均流動抵抗性を有することである。
【０１３２】 内側領域のためにそうした高い透過率を達成するための１つの重要な手段は、
相当に高い多孔率を提供する材料を利用することによって達成できる。
【０１３３】 一般には多孔質材料を作り上げる材料の体積対多孔質材料の総量の比率として
定義され、さらに一般に知られている密度測定値によって測定されるようなそう
した多孔率は、少なくとも５０％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましく
は少なくとも９０％、もしくはさらに９８％以上、または９９％でなければなら
ない。実質的に単一孔のボイドスペースから構成される極端な内側領域では、多
孔率は１００％に近づく、またはさらに到達さえする。
【０１３４】 内側領域は、径が約２００μｍ、５００μｍ、１ｍｍもしくはいっそう９ｍｍ
より大きい孔を有することができる。例えば潅流または油分離のような一定用途
のためには、内側領域は、例えば内側領域がボイドチューブの場合には１０ｃｍ
という大きな孔を有することができる。
【０１３５】 そうした孔は、内側領域がより小さな体積を有していて液体と接触する直前も
しくは接触時に膨張できるように、液体輸送の前には小さくてよい。好ましくは
、そうした孔が圧縮もしくは虚脱している場合は、それらは少なくとも５、好ま
しくは１０以上の体積膨張係数だけ膨張できなければならない。そうした膨張は
、外部圧力より大きいが、しかし沸点圧力よりは小さくなければならない弾性率
を有する材料によって達成できる。
【０１３６】 高多孔率は、そうしたものとして技術においてよく知られている数多くの材料
によって達成できる。例えば繊維性部材はそうした多孔率値を容易に達成できる
。バルク領域で備えることのできるそうした繊維性材料に対する非限定的例は、
例えば衛生用製品分野、もしくは自動車産業において、または室内家具もしくは
ＨＶＡＣ(暖房、換気および空調)産業のために使用されるポリオレフィンもしく
はポリエステル繊維から製造されるハイロフト不織布である。その他の例はセル
ロース繊維から製造される繊維ウェブを備えている。
【０１３７】 そうした多孔率はさらに、何の制限も意図せずに、例えばポリウレタン網状フ
ォーム、セルローススポンジのような多孔質のオープンセルフォーム構造、また
は全て例えば濾過テクノロジー、室内家具、衛生製品等々のような様々な工業用
途からよく知られている高内相エマルジョン重合プロセスによって製造されるよ
うなオープンセルフォーム(ＨＩＰＥフォーム)によって達成できる。
【０１３８】 そうした多孔率は、例えばパイプによって実証されるように内側領域を限定す
るボイドを取り囲む壁領域によって達成できる(下記でより詳細に説明されるよ
うに)。あるいはまた、数本の小さなパイプを束ねることもできる。
【０１３９】 そうした多孔率は、さらに例えばバネ、スペーサー、粒子状物質、波形構造そ
の他のような「スペースホルダー」によっても達成できる。
【０１４０】 内側領域の孔径もしくは透過率は、内側領域全体で均質であっても、または不
均質であってもよい 内側領域の高多孔率が製造から液体輸送部材の使用までの全段階を通して維持
されることは必要とされないが、内側領域内のボイドは意図される使用の直前も
しくは使用中に作り出すことができる。
【０１４１】 例えば、適切な手段によって一緒に保持されたベロー様構造は使用者によって
活性化させることができ、さらにその膨張中に、液体はポート領域を通って膨張
中の内側領域内に浸透し、それによって輸送部材を完全に、もしくは少なくとも
液体の流動を妨げない程度に十分に充填する。
【０１４２】 あるいはまた、例えば(米国特許第Ａ−５，５６３，１７９号もしくは米国特
許第Ａ−５，３８７，２０７号)に開示されているようなオープンセルフォーム
材料は、水が除去されると虚脱する傾向および再湿潤すると再膨張する能力を有
している。従って、そうしたフォームは製造場所から使用者へ相当に乾燥して、
および従って薄い状態(もしくは低体積)で輸送することができ、さらに液体供給
源の液体と接触した場合にのみボイドの透過率必要条件を満たすことができるよ
うにそれらの体積を増加させることができる。
【０１４３】 内側領域は様々な形態もしくは形状を有していてよい。内側領域は円筒形であ
っても、楕円形であっても、シート様であっても、ストライプ様であっても、ま
たはいずれかの不規則な形状を有していてもよい。
【０１４４】 内側領域は、長方形、三角形、円形、楕円形、もしくは不規則形のような一定
もしくは変化する断面形状とともに一定の断面積を有することができる。断面積
は、ここで使用するためには輸送液体の流動経路に対して垂直な平面で測定した
ときに液体供給源の液体が追加される前の内側領域の断面積であると定義されて
おり、この定義は流動経路全体に渡って個別断面積を平均化することによって平
均内側領域断面積を決定するために使用される。
【０１４５】 内側領域の絶対サイズは、意図された使用の幾何学的必要条件に適切に適合す
るように選択されなければならない。一般には、意図された使用のための最小寸
法を有することが望ましいであろう。本発明に従った設計の利点は、従来型材料
に比べてはるかに小さい断面積を許容することである。内側領域の寸法は潜在的
に大きな孔のために極めて高い可能性がある前記内側領域の透過率によって決定
されるが、それは内側領域が高流束(すなわち、大きな孔)および高垂直液体輸送
(すなわち、小さな孔)の矛盾する必要条件下で設計される必要がないからである
。そうした大きな透過率は極めて小さな断面積を、従って極めて相違する設計を
許容する。
【０１４６】 同様に内側領域の長さもまた従来型システムより有意に大きくてよいが、これ
は同様にこのパラメーターに関して新規輸送部材はより長距離および同様に大き
な垂直液体輸送高さを架橋することができるためである。
【０１４７】 内側領域は本質的に変形不能であってよい、すなわち意図された使用の通常条
件下でその形状、形、体積を維持する。しかし、多くの使用においては、部材全
体が柔らかくかつ柔軟なままであることを内側領域が許容することが望ましいで
あろう。
【０１４８】 内側領域は、例えば変形力下もしくは使用中の圧力下、または液体自体の影響
下でその形状を変化させることができる。変形可能性もしくはその欠如は、内側
領域における１種以上の材料(例、繊維性部材)の選択によって達成できる、また
は実質的に例えば輸送部材の壁領域によるように取り囲んでいる領域によって決
定できる。そうしたアプローチの１つは壁材料としてエラストマー材料を利用す
ることである。
【０１４９】 内側領域のボイドは壁領域のみによって制限することができる、または内側領
域はその中に内部仕切りを備えていてもよい。
【０１５０】 例えば内部領域が平行パイプから不透過性円筒形壁を用いて作られている場合
は、これらはそうした内部仕切りであると見なせると考えられ、それによっても
しかすると内側の、パイプの中空開口部と一体化している孔が作り出され、さら
にもしかするとパイプ管の隙間腔によって他の孔が作り出される。また別の例と
して、内側領域が繊維状構造構造を備えている場合は、繊維材料はそうした内部
仕切りを形成すると見なすことができる。
【０１５１】 内側領域の内部仕切りは輸送される液体に適合する表面エネルギーを有するこ
とができる。例えば、水性液の湿潤および/または輸送を容易にするためには、
仕切りもしくはそれの部分は親水性であってよい。従って、水性液の輸送に関連
する一定実施形態では、そうした液体によって湿潤可能である内側領域の仕切り
を有することが好ましく、さらに６５ｍＮ/ｍより大きい、より好ましくは７０
ｍＮ/ｍより大きい粘着張力を有することがいっそう好ましい。輸送される液体
が油を基剤とする場合は、仕切りもしくはそれの部分は親油性もしくは脂肪親和
性であってよい。
【０１５２】 内側領域の限定的仕切りはさらに、湿潤するとそれらの特性を有意に変化させ
る、または湿潤すると溶解さえする可能性がある材料を備えている場合がある。
従って、内側領域は少なくとも部分的に例えばポリビニルアルコールその他のよ
うな可溶性材料から作られている相当に小さな孔を有するオープンセルフォーム
材料を備えていることがある。小さな孔は液体輸送の初期に液体を吸引すること
ができ、さらにその後大きなボイドに液体が充填されたままとなるように急速に
溶解する。
【０１５３】 あるいはまたそうした材料は大きな孔を完全にもしくは部分的に充填する場合
がある。例えば、内側領域はポリ(ビニル)アルコールもしくはポリ酢酸ビニルの
ような可溶性材料を備えていてもよい。そうした材料は、部材が液体と接触する
まではボイドを充填する、またはボイドの虚脱状態を支持することができる。例
えば水のような液体と接触すると、これらの材料は溶解し、それによって空の、
もしくは膨張したボイドを作り出すことができる。
【０１５４】 ある実施形態では、内側領域のボイド(本質的に内側領域全体を作り上げるこ
とができる)は本質的かつ完全に本質的に圧縮不能な液体で満たされている。
【０１５５】 用語「本質的かつ完全に」は、内側領域の十分なボイド体積に連続流動経路を確
率できるように液体が満たされている状態に関する。
【０１５６】 好ましくはボイド体積の大部分、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５
％以上、およびいっそうより好ましくは１００％を含む９９％以上が液体で満た
される。内側領域は、それが余り不利ではない領域の部分における気体もしくは
その他の液体の堆積を強化できるように設計することができる。その後ボイドの
残りの部分には、例えば残留気体もしくは蒸気、または水性液で満たされた内側
領域における油のような非混和性液体のような他の液体を満たすことができる、
または粒子状物質、繊維、フィルムのような固体であってもよい。
【０１５７】 内側領域に備えられる液体は、輸送されることが意図されている液体と同一タ
イプの液体であってよい。
【０１５８】 例えば、水を基剤とする液体が予定輸送媒体であるときには、輸送部材の内側
領域には水を充填することができる−または油が予定輸送液体である場合には、
内側には油を充填することができる。
【０１５９】 内側領域の液体は相違していてもよい−それによってこれらの相違は本質的に
相当に小さくなり得る(例えば予定輸送液体が水の場合には、内側領域の液体は
水性液であってよく、さらにその逆もまた同様である)。あるいはまた、予定輸
送液体は、例えば液体供給源の液体が、最初は水が充填されていてそれによって
水は適切な出口ポート領域によって部材を離れ、油は適切な入口ポート領域によ
って部材内に流入するように適切な入口および出口ポートによって閉鎖されてい
るパイプを通して輸送される油であるときのように、内側領域内に前充填されて
いる液体と比較したときにその特性が全く相違していてもよい。この特定実施形
態では、例えば液体の一方もしくは両方を用いての機能性を許容できるようにこ
れらの液体と適合する特性を備えた材料を備える出口ポート領域が存在しない限
りは、輸送される液体の総量は各々に交換される液体の量である部材内に受け入
れることのできる量によって限定される。
【０１６０】 内側領域の液体および輸送される液体は、例えば塩の水溶液のように相互に可
溶性であってよい。例えば液体輸送部材が血液もしくは月経の輸送のために予定
される場合は、内側領域には水を充填することができる。
【０１６１】 別の実施形態では、内側領域は真空、または各々の温度、および体積条件下で
対応する平衡、周囲もしくは外部圧力より低い気体もしくは蒸気を備えている。
輸送される液体と接触すると、液体は(下記で説明されるように)透過性ポート領
域によって内側領域内に進入することができ、さらにその後必要な程度まで内側
領域のボイドを充填する。その後は、現在充填されている内側領域は、上記で説
明された「前充填」領域と同様に機能する。
【０１６２】 内側領域の上記の機能的必要条件および構造的実施形態は、数多くの適切な構
造によって満たすことができる。適切な内側領域を満たす構造を作成することに
限定されることなく、下記では好ましい一連の実施形態について説明する。
【０１６３】 内側領域についての単純であるがそれでも極めて説明的な例は、既に考察され
ており、図２に描出されているように、不透過性もしくは半透過性壁によって限
定された空のチューブである。そうしたチューブの径は毛細管システムで輸送さ
れるために一般に使用される径に比較して相当に大きくてよい。進路の径は、特
定システムおよび予定される使用に大きく依存する。
【０１６４】 例えば、おむつのような衛生用途のためには、２〜９ｍｍ以上の孔径が申し分
なく機能することが発見されている。
【０１６５】 同様に適切であるのは、約０．２ｍｍ〜数ｃｍまでの適切な径の平行チューブ
の組み合わせから、例えば熱交換器システムのような他の工学技術設計原理から
(原理的に)知られているような管束までである。
【０１６６】 一定用途のためには、数本のガラスチューブは正しい機能性を提供できるが、
しかし一定用途のためにはそうした構造は機械的強度の制限を有する場合がある
。適切なチューブはさらにまた、例えば米国イリノイ州６００１０バーリントン
に所在のBarnant Companyによって販売されているNorton社製のMasterflex 6404
-17のようにシリコン、ゴム、ＰＶＣ等から製造することができる。
【０１６７】 さらにまた別の実施形態は、例えばバネまたは、適切な孔径もまた流路方向に
沿って方向付けられているように膨張方向が方向付けられている場合には構造内
でボイドスペースを開放することのできる機械的に膨張する要素の組み合わせに
おいて見ることができる。
【０１６８】 そうした材料は技術においてよく知られており、さらに例えばどれもがＨＩＰ
Ｅフォーム材料に関する米国特許第Ａ−５，５６３，１７９号、米国特許第Ａ−
５，３８７，２０７号、米国特許第Ａ−５，６３２，７３７号、または例えばＰ
ＥＴ繊維から製造されるような高度の多孔質繊維構造もしくはシートに関連する
欧州特許第Ａ−０，３４０，７６３号の中で開示されている。
【０１６９】 その他の材料は、それらが上記の必要条件全部を同時に満たさない場合でさえ
、この不足を他の設計要素によって補填できる場合には適合する可能性がある。
【０１７０】 相当に大きな孔を有するその他の材料は、例えばBulpren、Filtrenのようなベ
ルギーのブリュッセルに所在のRecticel社からのオープンセルフォームとしての
フィルター材料であるハイロフト不織布である(Filtren TM10 blue, Filtren TM
20 blue, Filtren TM30 blue, Filtren Firend 10 black, Filtren Firend 30 b
lack, Filtren HC 20 grey, Filtren Firend HC 30 grex, Bulpren S10 black,
Bulpren S20 black, Bulpren S30 black)。
【０１７１】 相当に大きな孔を有する別の材料は、−たとえ多孔率が特別に高くなくとも−
１ｍｍより大きな粒子を備えた砂、特別には５ｍｍより大きな粒子を備えた砂で
ある。そうした繊維状もしくはその他の材料は、例えば波形にすることによって
極めて有用になる可能性があるが、しかし過度の圧縮は回避すべきである。過度
の圧縮はウェブ内での小さな孔を含む不均質な孔径分布、および波形間で十分に
開口した孔を生じさせる可能性がある。
【０１７２】 ２種の孔径領域を備えた材料を体現するための別の実施形態は、織布ループ構
造に関するＰＣＴ出願ＵＳ９７/２０８４０号の中に見ることができる。
【０１７３】 内側領域は、例えば超吸収性ゲル化材料のような吸収性材料または下記で液体
シンク材料として適切であると説明されるような他の材料を備えていてもよい。
さらに、米国特許第Ａ−５，０８２，７２３号(White, Allied Signals)に開示
されているような膜浸透圧パケット(ＭＯＰ)の促進剤材料は内側領域において使
用されるために適切な場合がある。
【０１７４】 内側領域は、さらにまた数種の材料、すなわち例えば上記の組み合わせから構
成されてもよい。
【０１７５】 内側領域はさらにまた、それらの間に大きなボイドを発生させ、スペースホル
ダーとして作用するストライプ、粒子状物質、またはその他の不均質な構造を備
えていてもよい。
【０１７６】 ポート領域について下記でより詳細に説明されるように、内側領域における液
体はポート領域が輸送液体で充填されることを妨げてはならない。
【０１７７】 従って、例えば真空度、または混和性もしくは非混和性の程度は、ポート領域
からの液体が、ポート領域に輸送液体が再充填されることなく内側領域内に吸引
されることがあるようであってはならない。
【０１７８】 壁領域 本発明に従った液体輸送部材は、内側領域に加えてこの内側領域を取り囲む壁
領域を備えている。この壁領域は、下記で説明されるように少なくとも１つの入
口ポート領域および１つの出口ポート領域を備える少なくとも１つのポート領域
を備えなければならない。壁領域は、さらに本質的に液体および/または気体に
対して不透過性であり、それによってポート領域の液体処理機能を妨害せず、さ
らに周囲気体もしくは蒸気が液体輸送部材内に浸透することを防止する材料を備
えるポート領域を備えていてもよい。
【０１７９】 そうした壁はあらゆる構造もしくは形状であってよく、さらに液体輸送部材の
重要な構造的要素を表していてよい。そうした壁は、ストレートもしくはベント
パイプ、柔軟性パイプ、または立方体形等々の形状であってよい。壁は、内側領
域を取り囲んでいる薄層柔軟性フィルムであってよい。そうした壁は、変形によ
って永続的に、エラストマーフィルムによって、もしくは活性化させると弾性的
にのいずれかで膨張性であってよい。
【０１８０】 そうしたものとしての壁領域は本発明にとっての必須要素であるが、これは特
にそうした壁に備えられ、下記で説明されるポート領域について当てはまる。壁
領域の残りの部分の特性は全体的構造、弾力性、およびその他の構造的作用にと
って重要な可能性があるが、しかしこれらの他の部分は輸送部材の主要液体処理
機能には貢献しない。
【０１８１】 ポート領域 ポート領域は、一般に様々な流体に対して相違する透過率を有する材料を備え
ると説明することができる、つまりそれらはその他の点では同一条件下(例、温
度、または圧力、．．．)で、およびいったんそれらが輸送液体もしくは同様に
機能する液体で湿潤する/充填されると輸送液体に対しては透過性でなければな
らないが、周囲気体(例、空気)に対しては透過性であってはならない。
【０１８２】 しばしば、そうした材料は各々の特徴的パラメーターを備えた膜として説明さ
れる。
【０１８３】 本発明の状況においては、膜は一般に液体、気体または液体もしくは気体中の
粒子状物質の懸濁液にとって透過性である領域であると定義されている。膜は、
例えば毛細管を通しての液体透過性を生じさせるためのマイクロポーラス(ミク
ロ細孔)領域を備えていてもよい。別の実施形態では、膜はそれを通って液体が
拡散によって輸送されるブロック・コポリマーを備えるモノリシック領域を備え
ていてもよい。
【０１８４】 一定の組み合わせの条件に対しては、膜はしばしば輸送される媒体のタイプに
依存して液体、気体もしくは懸濁液に対する選択的輸送特性を有するであろう。
そのため、それらは懸濁液からの微細粒子の濾過において広範囲に使用されてい
る(例、液体濾過、空気濾過)。別のタイプの膜は様々なタイプのイオンもしくは
分子に対する選択的輸送を示すので、このため生物学的システム(例、細胞膜、
分子ふるい)または化学工業用途(例、逆浸透)において所見される。
【０１８５】 マイクロポーラス疎水性膜は、典型的には気体が透過することを許容するが、
駆動圧が「破過」もしくは「架橋」圧と呼ばれる閾値圧力より下の場合には一般に水
を基剤とする液体は膜を通して輸送されない。
【０１８６】 これとは対照的に、親水性マイクロポーラス膜は水を基剤とする液体を輸送す
るであろう。しかし、いったん湿潤すると気体(例、空気)は、駆動圧が一般に「
沸点圧力」と呼ばれる閾値圧力より下の場合には本質的には膜を通過しないであ
ろう。
【０１８７】 親水性モノリシックフィルムは、典型的には水蒸気が透過するのを許容するが
、他方気体は膜を通して迅速には輸送されないであろう。
【０１８８】 同様に、膜はさらにまた例えば油のような水を基剤としない液体のためにも使
用することができる。例えば、ほとんどの疎水性材料は事実上親油性である。そ
のために疎水性マイクロポーラス膜は油にとっては透過性であるが水にとっては
透過性ではなく、油を輸送するために、またはさらに油と水を分離するためにも
使用することができる。
【０１８９】 膜はしばしば薄層シートとして製造することができ、さらにそれらは単独で、
または支持層(例、不織布)と組み合わせて、または支持要素(例、らせんホルダ
ー)中で使用することができる。膜のその他の形には別の材料、バッグ、波形シ
ート上に直接にコーティングされたポリマー薄層が含まれるが、それらに限定さ
れない。
【０１９０】 その他のよく知られている膜は、活性化後もしくは刺激に反応してそれらの特
性を変化させることのできる「活性化可能な」もしくは「切り換え可能な」膜である
。この特性における変化は、特定使用に依存して永続的もしくは可逆的である場
合がある。例えば、疎水性マイクロポーラス層は、例えばポリ(ビニル)アルコー
ルから製造された薄層可溶層でコーティングされてよい。そうした２重層システ
ムは気体にとっては不透過性であろう。しかし、いったん湿潤してポリ(ビニル)
アルコールフィルムが溶解すると、システムは気体にとっては透過性になるであ
ろうが水性液にとってはまだ不透過性であろう。
【０１９１】 これとは逆に、親水性膜がそうした可溶層によってコーティングされると、そ
れは液体と接触すると活性化されて液体の通過を許容し、気体の通過を許容しな
いようになる可能性がある。
【０１９２】 別の実施例では、親水性マイクロポーラス膜は最初は乾燥している。この状態
では、膜は空気にとって透過性である。水でいったん湿潤すると、膜はもはや空
気透過性ではない。刺激に反応して膜の可逆性切り換えのための別の実施例は温
度に依存して疎水性を変化させる界面活性剤でコーティングされたマイクロポー
ラス膜である。その場合、例えば膜は暖かい液体に対しては親水性、および冷た
い液体に対しては疎水性になるであろう。その結果として、暖かい液体は膜を通
過するが、他方冷たい液体は通過しないであろう。その他の例にはｐＨ、温度、
電界、放射線もしくはその他に反応してその寸法を変化させる刺激活性化ゲルか
ら製造されたマイクロポーラス膜が含まれるが、それらに限定はされない。
【０１９３】 ポート領域の特性 ポート領域は数多くの特性およびパラメーターによって説明することができる
。
【０１９４】 ポート領域の重要な側面は透過率である。
【０１９５】 膜の輸送特性は、一般に全ての多孔質系に適用できるダルシーの法則(Darcy's
law)を使用する透過率関数によって説明できる： ｑ＝１・Ａ*ｄＶ/ｄｔ＝ｋ/η*Δｐ/Ｌ 従って、膜を通る流量ｄＶ/ｄｔは外部圧力差Δｐ(駆動圧力)によって惹起さ
れ、および透過率関数ｋは輸送される媒体のタイプ(例、液体もしくは気体)、閾
値圧力、および刺激もしくは活性化に依存する。液体輸送に大きな影響を及ぼす
その他の重要なパラメーターは輸送領域の断面積Ａと長さＬ、および輸送される
液体の粘度ηである。
【０１９６】 多孔質膜については、肉眼的輸送特性は主として孔径分布、多孔率、蛇行性お
よび例えば親水性のような表面特性に依存する。
【０１９７】 単独で取り上げた場合は、ポート領域の透過率はそれを通る大きな流束量を許
容できるように高くなければならない。しかし、透過率は本質的に他の特性およ
びパラメーターと結び付いているので、ポート領域またはポート領域材料にとっ
て典型的な透過率値は約６*１０-20ｍ2〜７*１０-18ｍ2、または３*１０-14ｍ2
〜１．２*１０-10ｍ2もしくはそれ以上までの範囲内であろう。
【０１９８】 ポート領域および各材料にとって重要なその他のパラメーターは、下記で説明
される方法に従って測定できる沸点圧力である。
【０１９９】 適切な沸点圧力値は意図する用途のタイプに依存する。下記の表は、各典型的
液体に対して測定された、一部の用途のために適合するポート領域沸点圧力(ｂ
ｐｐ)の範囲を列挙している：
【表１】
【０２００】 より一般的アプローチでは、下記の試験方法の部で記載されるように、標準化
試験液を使用することによって１種の材料についてのｂｐｐを決定することが有
用であることが発見されている。 ポート領域の厚さおよびサイズ 液体輸送部材のポート領域は、最高透過率を有する壁の一部であると定義され
ている。ポート領域はさらにまた、バルク領域から輸送部材の外側の点までの経
路に沿って見たときに最低相対透過率を有することによって定義される。
【０２０１】 ポート領域は、容易に識別可能な材料によって構成することができるが、それ
は厚さおよびサイズの両方を容易に決定できるからであろう。しかしポート領域
は、壁の他の不透過性領域またはバルク領域のどちらかに対してその特性の段階
的移行を有することができる。例えば図５Ａに描出されているような壁領域の１
区域を見たときに、これは内側もしくはバルク領域に向かって方向付けられてい
るコーナーポイントＡＢＣＤによって限定される表面、および部材の外側へ向か
って方向付けられた表面ＥＦＧＨを有するであろう。従って厚さの寸法は線ＡＥ
、ＢＦ等々に沿って、すなわちデカルト座標を使用した場合にはｚ−方向に沿っ
て方向付けられている。同様に、壁領域は２つの垂直方向、すなわちｘ−および
ｙ−方向に沿った主要延長部を有するであろう。
【０２０２】 そこで、ポート領域の厚さは下記のように決定することができる： ａ)少なくとも領域の厚さを通る方向において本質的に均質なポート領域特性
の場合には、それがそうした均質透過率を有する材料の厚さである(例えば膜フ
ィルムの場合)； ｂ)これが担体と組み合わされている(この担体が膜の内側もしくは外側で)場
合はそれが膜の厚さである−すなわちこれはこの経路に沿った特性の機能の非連
続的/段階的変化に関連する。
【０２０３】 ｃ)図５Ａにおけるようにいずれかの区域を越えて(決定可能な)連続的勾配透
過率を有する材料については、決定可能な厚さに到達するために下記の工程を講
じることができる(図５Ｂ参照)： ｃ０)第１に、透過率プロフィールがｚ−軸に沿って決定され、さらに曲線ｋ[ local] 対ｒがプロットされる；一定部材については、多孔率もしくは孔径曲線も
また引続いての手順を適切に変化させながらこの決定のために取ることができる
。
【０２０４】 ｃ１)その後最低透過率の点ｋminが決定され、さらに対応する長さ読み取り値
(ｒ[min])が入手される。
【０２０５】 ｃ２)第３工程として、「上方ポート領域透過率」がｋminの値の１０倍であると
決定される。
【０２０６】 ｃ３)曲線はｋminで最低値を有するのでポート領域の内側および外側限界各々
を限定する２つの対応するｒinnerおよびｒouterが生じるであろう。
【０２０７】 ｃ４)２つの限界値間の距離が厚さを限定し、これを越えて平均ｋport, avera ge が決定されるであろう。
【０２０８】 このアプローチが勾配透過率、多孔性もしくは孔径を決定できないために失敗
したら、ポート領域の厚さは１μｍに設定されるであろう。
【０２０９】 上記で指摘されたように、膜材料が各々その中に備えられるポート領域の厚さ
を最小限に押さえることがしばしば望ましいであろう。典型的な厚さ値は、１０
０μｍ未満、しばしば５０μｍ、１０μｍ、またはさらに５μｍ未満さえの範囲
内である。
【０２１０】 極めて同様の方法で、ポート領域のｘ−ｙ延長部を決定することができる。一
定の液体輸送部材設計では、壁領域のどの部分がポート領域であるのかは容易に
明白であろう。壁領域に渡って段階的に変化する特性を備えた他の設計では、壁
領域のｘ−およびｙ−方向に沿った局所的透過率曲線を決定でき、図５Ｃに示さ
れているように図５Ｂに類似してプロットすることができる。しかしこの例では
、壁領域における最高透過率はポート領域を限定するので、従って最高値が決定
され、さらにこの最高値を取り囲んでいる最高透過率の１０分の１以上の透過率
を有する領域がポート領域であると限定される。
【０２１１】 本発明のために有用なポート領域の形態を説明するために有用なさらに別のパ
ラメーターは透過率対厚さ比であり、これは本発明の状況ではさらにまた「膜伝
導率」とも呼ばれる。
【０２１２】 これは、−一定の駆動圧については−例えば膜のような材料を通って透過する
液体量が片側では材料の透過率に比例している、すなわち透過率が高いほどより
多量の液体が浸透する、および他方の側ではこれとは逆に材料の厚さに比例して
いると言う事実を反映している。
【０２１３】 これから、厚さの減少を有する同一材料と比較して低い透過率を有する材料は
厚さがこの透過率不足に対して補填できることを示している(高い率が望ましい
と見なしたときに)。
【０２１４】 従って、このパラメーターは使用すべきポート領域材料を設計するために極め
て有用な可能性がある。
【０２１５】 適切なｋ/ｄは意図される用途のタイプに依存する。下記の表は、一部の代表
的用途のための典型的ｋ/ｄの範囲を列挙している：
【表２】
【０２１６】 当然ながら、ポート領域は輸送液体によって湿潤可能でなければならず、さら
に親水性もしくは親油性は例えば水性液を輸送する場合においては親水性膜、親
油性もしくは油脂親和性の場合には疎水性膜を使用することによって適切に設計
されなければならない。
【０２１７】 ポート領域における表面特性は永続的であってよい、またはそれらは時間、も
しくは使用条件に伴って変化してもよい。
【０２１８】 輸送される液体に対する後退接触角は７０°未満、より好ましくは５０°未満
、いっそうより好ましくは２０°未満またはさらにいっそう１０°未満であるこ
とが好ましい。さらに、材料は輸送される液体の表面張力にマイナスの影響を有
していないことが好ましい。
【０２１９】 例えば、親油性膜は例えばポリエチレンもしくはポリプロピレンのような親油
性ポリマー類から製造することができ、そうした膜は使用中に親油性のままであ
るであろう。
【０２２０】 別の例は水性液が輸送されるのを許容する親水性材料である。ポリエチレンも
しくはポリプロピレンのようなポリマーが使用される場合は、これは例えばポー
ト材料を形成する前に親水性ポリマーを添加することのように材料の表面に添加
される、もしくはバルクポリマーに添加される界面活性剤によって親水性化され
なければならない。どちらの場合においても、付与される親水性は永続的であっ
ても、または例えばその中を通過した輸送液体によって洗い流されるように永続
的でなくてもよい。しかし、気体が通過するのを防止できるようにポート領域が
湿潤状態のままでいることは本発明の重要な側面であるので、ポート領域がいっ
たん湿潤すると親水性化剤の欠如は有意ではなくなるであろう。
【０２２１】 膜の液体充填を維持すること いったん湿潤すると機能的となる多孔質膜(液体に対して透過性であって、空
気に対しては不透過性である)については、少なくとも膜の連続的な孔の層は常
に液体が充填される必要があるが、気体もしくは空気が充填される必要はない。
このため膜のコアからの液体の蒸発は、液体中の蒸気圧の低下または空気中の蒸
気圧の上昇のいずれかによって最小限に抑えられなければならない。これを行う
ために考えられる方法には、制限なく下記が含まれる： 製造から使用までの間の蒸発を回避するための不透過性ラップを用いての膜の
密封。孔内での強力な乾燥剤(例、ＣａＣｌ2)の使用、または輸送された液体と
混合する孔内での低蒸気圧を備えた液体の使用。
【０２２２】 あるいはまた、ポート領域は、例えばポリビニルアルコールもしくはポリ酢酸
ビニルのような、液体と接触すると溶解し、それによって輸送部材の機能を活性
化させる可溶性ポリマーを用いて密封されてもよい。
【０２２３】 液体処理必要条件の他に、ポート領域は一定の機械的必要条件を満たさなけれ
ばならない。
【０２２４】 第１に、ポート領域は意図される使用条件に不利な影響を有していてはならな
い。例えばそうした部材が衛生用吸収性製品において予定される場合には、快適
さおよび安全性が不利な影響を受けてはならない。
【０２２５】 従って、ポート領域は柔らかく、さらに柔軟性であることがしばしば望ましい
が、しかしこれはいつもそうでなければならないとは限らない。しかし、ポート
領域は例えば引裂き応力または穿刺応力もしくはその他のような実用応力に抵抗
するために十分に強くなければならない。
【０２２６】 一定の設計では、ポート領域材料にとっては伸張可能もしくは虚脱可能、また
は曲げ可能であることが望ましい場合がある。
【０２２７】 膜内の単一の穴(例、使用中の穿刺によって惹起された)、膜密封における失敗
(例、製造が原因で)、または膜の引裂き(例、発揮された使用中圧力のために)は
、液体輸送機構の失敗をもたらす場合がある。これは材料もしくは部材が本発明
に従って機能するかどうかを決定するための破壊試験方法として使用することが
できるが、これがその意図された使用中に発生することは望ましくない。空気も
しくはその他の気体が内側領域内に浸透した場合は、これは領域内の液体流路を
閉塞させる、またはさらにバルク領域とポート領域との液体連絡を中断させる可
能性がある。
【０２２８】 個々の部材をより頑丈に製造する可能性は、主要液体流路から遠くはなれた内
側領域の一定部分においてシステム内に流入する空気がシステムを非機能性にす
ることなく堆積することを許容するポケットを提供することである。
【０２２９】 この問題に対処するためのもう１つの方法は単一液体輸送部材の代わりに(機
能的もしくは幾何学的に)平行配列で数個の液体輸送部材を有することである。
部材の１つが失敗した場合は、他の部材が「液体輸送部材群」の機能を維持するで
あろう。
【０２３０】 ポート領域の上記の機能的必要条件は下記の構造的特性もしくはパラメーター
によって説明される広範囲の材料もしくは構造によって満たすことができる。
【０２３１】 領域、およびその中の材料各々の孔構造は、透過率および沸点圧力のような特
性に大きな影響を及ぼす重要なパラメーターである。
【０２３２】 孔構造の２つの重要な側面は、孔径および孔径分布である。少なくとも領域の
表面上でのこれらのパラメーターを特徴付けるために適切な方法は光学的解析に
よる方法である。
【０２３３】 透過率の関係において上記で考察されてきたように、各々透過率は主として透
過率を決定する厚さの部分である領域の孔径および厚さによって影響を受ける。
【０２３４】 これからは、例えば水性系についてはポート領域に典型的な平均孔径値は０．
５μｍ〜５００μｍの範囲内にあることが発見されている。従って孔は、好まし
くは１００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満、より好ましくは１０μｍ未満も
しくはさらにいっそう５μｍ未満さえの平均サイズを有している。典型的には、
これらの孔は１μｍ以上である。
【０２３５】 沸点圧力の例についての重要な特徴は、これがその中で接続された配列にある
領域内の最大孔に依存するであろうことである。例えば、小さな孔内に包埋され
た１つの大きな孔を有することは必ずしも性能を害することはないが、他方大き
な孔の「クラスター」は極めて明白に性能を害する場合がある。
【０２３６】 これから、狭い孔径分布範囲を有することが望ましいであろう。
【０２３７】 別の側面が例えば孔壁厚のような孔壁に関するが、これは開口性および強度の
必要条件の調和した状態でなければならない。同様に孔はそれを通って液体が容
易に通過できるように相互に明確に連絡していなければならない。
【０２３８】 好ましいポート領域材料の一部は薄い膜材料である可能性があるので、これら
はそれ自体では相当に不良な機械的特性を有している可能性がある。これから、
そうした膜は例えば目の粗いメッシュ、糸もしくはフィラメント、開口フィルム
、不織布またはその他のような支持構造と組み合わせることができる。
【０２３９】 そうした支持構造は、内側/バルク領域に向けてもしくは部材の外側に向けて
配置されるように膜と組み合わせることができよう。
【０２４０】 ポート領域のサイズ/表面積 ポート領域のサイズは輸送部材の総合的性能にとって極めて重要であり、ポー
ト領域の「透過率対厚さ」比(ｋ/ｄ)ratioと組み合わせて決定される必要がある。
【０２４１】 サイズは、液体処理必要条件を満たすことができるように意図された使用に適
合していなければならない。一般に、どちらも相互に比較して液体輸送に対して
高度の限定要素ではないように、内側/バルク領域およびポート領域の液体処理
能力が適合性であることが望ましいであろう。一定の駆動力に対して膜ポート領
域の流束(すなわち、単位面積を通る流量)は一般に内側領域を通る流束より低い
であろうから、膜ポート領域を内側領域の断面より厚さが相当に薄くおよび/ま
たはサイズ(面積)が大きいように設計するのが好ましい可能性がある。
【０２４２】 それによって、ポート領域の正確な設計および形状は広範囲に渡って変化する
可能性がある。
【０２４３】 例えば、輸送部材の機能が１つのポート領域から他のポート領域へ誘因もしく
は信号を提供することが意図される場合、ポート領域は例えば実質的により小さ
な輸送部材が生じるように、例えばほぼ内側領域の断面のサイズのように相当に
小さくてよい。
【０２４４】 または、液体が急速に捕捉および輸送、分布もしくは貯蔵されなければならな
い場合は、部材は例えば輸送部材の両端に相当に大きなポート領域を備えた犬の
骨形で成形することができる、あるいはまたポート領域は受け入れ面積を増加で
きるようにスプーン形にすることもできる。
【０２４５】 あるいはまた、ポート領域は例えば波形、もしくは折りたたまれたように平坦
でなくても、または例えば濾過テクノロジーにおいてよく知られているような相
当に大きな表面積対体積比を作り出せるような他の形を有していてもよい。
【０２４６】 入口ポートおよび出口ポートは同一基本必要条件を満たすように設計すること
ができ、さらに１種の同一材料であってよいが、これは必ずしもそうである必要
はない。入口および出口ポート領域は１種以上の材料もしくは性能パラメーター
に関して相違していてもよい。相違するポート領域は、例えば相違する材料によ
って表わされることによって、および/または他の材料によって分離されている
ことによってのように容易に識別可能であってよい、またはポート領域は連続的
もしくは段階的であってよい特性もしくはパラメーター勾配によって相違してい
てもよい。
【０２４７】 １つの本質的に連続的な材料は、複数の入口/出口/壁領域を表すことができる
ように、材料の表面、厚さ寸法のどちらか、またはその両方に沿って特性の勾配
を有することができる。
【０２４８】 ポート領域の特性は経時的に一定であっても、または例えば使用前と使用中に
相違しているように、経時的に変化してもよい。
【０２４９】 例えば、ポート領域は使用時点までは本発明に従った部材において機能するた
めには不適切な特性を有することがある。ポート領域は、部材を使用している人
による介入である例えば手動活性化によって、または例えば輸送部材の湿潤化に
よるような自動活性化手段によって活性化させることができる。ポート領域を活
性化するためのその他の代替機構には、例えば周囲から装着者の体温への温度変
化、または例えば輸送液体のｐＨ、または電気的もしくは機械的刺激を含むこと
ができる。
【０２５０】 上記において浸透圧パケット材料の関係において考察されたように、本発明の
ために有用である膜は一定塩不透過性の特定必要条件を有していない。
【０２５１】 ポート領域および適切な材料についてそれらの特性もしくは記述的パラメータ
ーに関して説明されてきたが、下記では水性液の輸送に焦点を当てながらこれら
の様々な必要条件を満たす材料の一部について記述する。
【０２５２】 適切な材料は例えば高内相エマルジョンフォームのようなオープンセルフォー
ム、硝酸セルロース膜、酢酸セルロース膜、ポリ二フッ化ビニルフィルム、例え
ば金属から製造されたメッシュのような不織布、織布材料、またはポリアミド、
もしくはポリエステルのようなポリマー類であってよい。その他の適切な材料は
、例えば真空成形、ヒドロ開口成形、機械的もしくはレーザー開口成形のような
開口フィルム、または電子、イオンもしくは重金属イオンビームによって処理さ
れたフィルムであってよい。
【０２５３】 特定材料は、例えば米国特許第５，１０８，３８３号(White, Allied-Signal
Inc.)に開示されているような酢酸セルロース膜、例えばインドのAmbala Cantt.
に所在のAdvanced Microdevices (PVT) LTDから入手できるようなＣＮＪ−１０(
ロット番号Ｆ０３０３２８)およびＣＮＪ−２０(ロット番号Ｆ０２４２４８)と
呼ばれるニトロセルロース膜である。例えばドイツのゲッティンゲンに所在のSa
rtorius社および米国ベッドフォードに所在のMillipore社から入手できるような
酢酸セルロース膜、硝酸セルロース膜、ＰＴＦＥ膜、ポリアミド膜、ポリエステ
ル膜は極めて適切な可能性がある。さらにＣａＣＯ3粒子または欧州特許第Ａ−
０，４５１，７９７号に開示されているようなＰＥＴフィルムを含有する充填剤
が充填されているＰＥ/ＰＰフィルムのようなマイクロポーラスフィルムも適切
な可能性がある． そうしたポート領域材料のための他の実施形態は、例えば１９９０年ドイツの
ヴィースバーデンに所在のVieweg社によって発行されたR. SpohrおよびK. Bethg
eにより編集された「Ion Tracks and Microtechnology-Basic Principles and Ap
plications(イオン軌道およびマイクロテクノロジー−基本原理および用途)」に
記載されているようなＰＥから製造されるようなイオンビーム開口ポリマーフィ
ルムであってよい。
【０２５４】 その他の適切な材料は、ドイツのゲルデルンヴァルトベックに所在のVerseida
g社またはスイスのリュシュリコンに所在のSEFAR社から入手できるポリアミドも
しくはポリエチレンメッシュのような織布ポリマーメッシュである。本用途に適
切な可能性があるその他の材料は、米国デラウェア州１９７１１ニューアークに
所在のGoretex社から商標DRYLOFT(登録商標)を付けて知られているような親水性
織布である。
【０２５５】 さらに、例えばドイツのペイネに所在のBBA Corovin社から商標CoroGard(登録
商標)を付けて入手できるような一定の不織布材料が適切である、つまりそうし
たウェブが例えばメルトブロウンウェブを備えていることによるような相当に狭
い孔径分布に向けて特別設計されている場合には使用できる。
【０２５６】 部材の柔軟性に対する必要条件がほとんどない用途について、または一定の剛
性さえ望ましい場合には、例えばドイツのエールデに所在のHaver & Voecker社
のHIGHFLOWのような適切な孔径の金属性フィルターメッシュが適切な場合がある
。 追加の要素 バルク、壁および外側領域の定義はこれらの領域各々の機能と関連させて上記
で行われてきたが、任意でこれらの領域を形成する材料に液体処理機能を拡大す
ることなく隣接領域に伸張することのできる、しかし例えばそれらの領域を形成
する材料もしくは完全構造の機械的強度、または触覚的もしくは視覚的側面のよ
うな他の特性を改良する追加の要素が任意で付け加えられてよい。例えば、壁も
しくはポート領域の外側には、極めて開口しているので液体処理特性に大きな影
響を与えない可能性があり、さらに機能的には外側領域に属すると見なせるよう
な支持構造を付け加えることができる。そうした開口支持要素が壁領域から内側
もしくはバルク領域内に伸長する場合は、それは機能的にはバルク領域に属する
であろう。これらの材料および/または要素間で段階的移行が存在する場合は、
各機能的領域に対して行われた定義はその領域を形成する材料と追加の要素の明
白な識別を可能にするであろう。
【０２５７】 さらに、吸収性システム内へのその実行に役立つために液体輸送部材、または
液体輸送部材を備える製品に取り付けられた、またはそれらと一体化している要
素があってもよい。
【０２５８】 輸送部材の機能性 吸収中は、本発明に従った液体輸送部材並びに一定の従来型材料のどちらもそ
れらの各構造内に空気を吸引せず、従来型材料、繊維材料もしくは従来型フォー
ムについては、構造内に引き入れられた液体は構造内に空気に取って代わる。し
かし、例えば繊維構造のような従来型多孔性材料は、典型的には放出中にそれら
自体の中へ空気を引き入れ、空気は液体が構造から引き出されるにつれて進入す
る。本発明に従った液体輸送部材は、通常使用条件下では構造内に空気を引き入
れない。空気がシステム内に進入する点を決定する特性は、ここでは沸点圧力と
呼ばれている。空気は、ポート領域材料の膜機能のために、沸点圧力(ｂｐｐ)に
達するまでは輸送部材内に進入しないであろう。
【０２５９】 従って、液体がいったん部材内に進入すると、それは部材のｂｐｐまでは、空
気に取って代わられないであろう。
【０２６０】 透過率 液体輸送部材のもう１つの特性は、輸送される液体の流路に沿った平均透過率
としての透過率ｋ(液体輸送部材)である。
【０２６１】 本発明に従った液体輸送部材は、等価の液体輸送能力を備えた毛細管システム
の透過率より高い透過率を有している。この特性は、「臨界透過率」ｋ{crit}と呼
ばれている。本発明の液体輸送部材の臨界透過率は、好ましくは等価の垂直液体
輸送能力を備えた毛細管システムの少なくとも２倍の高さである、より好ましく
は少なくとも４倍の高さである、および最も好ましくは等価の垂直液体輸送能力
を備えた毛細管システムの少なくとも１０倍より高い。
【０２６２】 キャピラリーチューブについては、透過率ｋ{crit}は下記のようにダルシーの
法則から誘導されるように粘着張力によって決定することができる： ｋ{crit}＝(ε{liquid transpot member}/２)*(σ*ｃｏｓ(Θ))**２/(ｂｐｐ{
liquid transpot member}**２) 式中、 ｋ{crit}は単位[ｍ2]での臨界透過率である； ε{liquid transpot member}は液体輸送部材[−]の平均多孔率である； σ{liqu}は[ｃＰ]における液体の表面エネルギーである； σ*ｃｏｓ(Θ)は後退接触角Θを用いて[ｃＰ]における粘着張力を定義する； ｂｐｐ{liquid transpot member}は、上記で考察したように、[ｋＰａ]で表され
た液体輸送部材の沸点圧力である。
【０２６３】 そうしたシステムについて到達でき得る最高値は、項ｃｏｓ(Θ)についての最
高値、すなわち１を想定することによって近似値を求めることができる： ｋ{crit, max}＝(ε{liquid transpot member}/２)*σ{liquid}**２/(ｂｐｐ{
liquid transpot member})**２ ｋ{crit}を表すためのもう１つの方法は、少なくとも一定高さおよび重力定数
ｇに相当する静水圧に逆らって垂直に液体を輸送する部材の能力による： ｋ{crit, max}＝(ε{liquid transpot member}/２)*σ{liqu}**２/(ρ{liqu}*
ｇ*ｈ)**２ 材料もしくは輸送部材の透過率は、例えば下記で説明される液体輸送試験(Liq
uid Transport Test)を使用することによって、または下記で説明される透過率
試験を使用することによってのように様々な方法によって決定することができ、
さらにその後上記の方程式から計算された臨界透過率と比較することができる。
【０２６４】 ｂｐｐ特性は既にポート領域の関係において考察されているが、輸送部材全体
もまたそれによって説明することができる。従って、部材にとって適切なｂｐｐ
は意図された使用に依存し、部材にとって適切並びに典型的な数値および範囲は
上記で説明されたポート領域についてのものと本質的に同一である。
【０２６５】 本発明に従った液体輸送部材は、さらにまた一定ｂｐｐまでの実質的に空気不
透過性によって説明することができ、それによって本発明の液体輸送部材が均質
な孔径分布および等価のｂｐｐを有する一定材料に対する透過率より高い総合透
過率を有している。
【０２６６】 液体輸送部材の機能を説明するためのさらにもう１つの方法は、バルク/内側
領域の平均液体透過率ｋb、および部材の沸点圧力を使用することによる方法で
ある。
【０２６７】 本発明に従った液体輸送部材は、相当に高いｂｐｐ{liquid transpot member}
および高いｋ{liquid transpot member}を同時に有していなければならない。こ
れは、２重対数ダイアグラムにおいてｂｐｐを超えてｋ{liquid transpot membe
r}をプロットしたときにグラフ的に表すことができる(ｂｐｐが「水柱のｃｍ高さ
」で表されている図６におけるように、これはその後容易に圧力に変換すること
ができる)。
【０２６８】 このとき、液体と部材材料の一定表面エネルギー組み合わせについては一般に
左上から右下への相関関係を観察することができる。本発明に従った部材は分割
線(Ｌ)の上方の右上領域(Ｉ)において特性を有しているが、他方従来型材料の特
性は領域(II)における左下隅においてはるかに多く、さらにlog-logダイアグラ
ムにおける直線によって概略的に示されるように、純粋毛細管輸送機構の限界を
有している。
【０２６９】 液体輸送部材の機能を説明するためにさらにもう１つの方法は、液体輸送の作
用を駆動力の関数とみなすことである。
【０２７０】 これとは対照的に、本発明の液体輸送部材については、流動抵抗は圧力差が透
明部材のｂｐｐより低い限りは駆動力とは無関係である。従って、流束は駆動圧
に比例している(ｂｐｐまで)。
【０２７１】 本発明に従った液体輸送部材は、さらにまた内側領域の断面積で計算されるよ
うに、高流束量を有することによっても説明できる。従って、部材は下記で説明
されるように高さＨ0での液体輸送試験で試験されたときに高さＨ0との０．９ｋ
Ｐａ追加吸引圧力差で少なくとも０．１ｇ/ｓ/ｃｍ2、好ましくは少なくとも１
ｇ/ｃｍ2/ｓｅｃ、より好ましくは少なくとも５ｇ/ｃｍ2/ｓｅｃ、いっそうより
好ましくは少なくとも１０ｇ/ｃｍ2/ｓｅｃ、または少なくとも２０ｇ/ｃｍ2/ｓ
ｅｃさえ、および最も好ましくは少なくとも５０ｇ/ｃｍ2/ｓｅｃの平均流束量
を有していなければならない。
【０２７２】 上記の必要条件に加えて、液体輸送部材は外部圧力もしくは外力に逆らって一
定機械抵抗を有していなければならない。
【０２７３】 一定の実施形態については、外部圧力もしくは外力に対する機械抵抗は、輸送
部材から液体が搾り取られるのを防止するために相当に高くてよいが、これは例
えば内側領域に剛性/非変形性材料を使用することによって達成できる。
【０２７４】 一定の他の実施形態については、この抵抗は輸送部材への外部圧力もしくは外
力の活用が「ポンプ作用」を作り出すことを許容できるように中等度の範囲内であ
ってよい。
【０２７５】 さらに液体輸送部材に適切な構造を説明するために、上記で言及した入口およ
び出口を有し、前記入口および出口が膜によって被覆されている、すなわち閉鎖
されている中空チューブの単純な例を考察する。このタイプの構造はあるいはま
た、内側領域に向かってポート領域膜に取り付けられた開口メッシュのような別
の支持構造を含むことができる。
【０２７６】 このとき、透過率必要条件は膜自体によって、すなわち支持構造が総合透過率
もしくはそれの液体処理特性にマイナスの影響を及ぼさないように十分に開口し
ている場合には、支持構造の作用を考慮に入れずに、満たすことができる。とい
うのは、ポート領域の厚さは膜だけの厚さに関連する−すなわち支持構造の厚さ
を含まない。特定状況においては、例えばそうした構造がポート領域の特性に重
大な影響を及ぼさないポート領域の要素の１つであると見なすべきかどうか、ま
たは例えば支持構造が有意な厚さを有し、従ってポート領域に透過した後の液体
に対する透過率に影響を及ぼす場合には−支持構造を内側領域の一部として見な
すべきかどうかが明白になるであろう。例えば支持構造の厚さがもっと延長され
、それでも膜と接合されたままである場合、それはそれでも例えば複合「支持−
内側ボイド」の透過率が支持構造の透過率によって重大に影響を受けたときのよ
うに、機能的には内側領域に属すると見なすことができる。
【０２７７】 従って、この原理は例えばポート領域、バルク領域、または輸送部材全体を見
たときのように、各側面の各々について考察されなければならない。
【０２７８】 下記では液体輸送部材として適切な構造を作り出すために様々な要素をどのよ
うに結合できるのかについて説明する。ここで、複数の設計選択があるので、１
つまたは他の構造は上記の特性全部によって識別できない場合があるが、当業者
にはより特別な実施形態と組み合わせた一般的教示に従うとさらにまた別の選択
を設計できることは容易に明白であろう。
【０２７９】 相対透過率 内側/バルク領域とポート領域両方の透過率を別々に決定できる場合には、１
つまたは両方のポート領域が内側領域より低い液体透過率を有することが好まし
い。
【０２８０】 従って、液体輸送部材は好ましくは少なくとも１０：１、より好ましくは少な
くとも１００：１、いっそうより好ましくは少なくとも１，０００：１のバルク
領域対ポート領域の透過率の比率を有していなければならないが、いっそう１０
０，０００：１の比率が適切な場合がある。
【０２８１】 領域の相対配列 特定実施形態に依存して、内側領域、壁領域およびポート領域の様々な組み合
わせがあってよい。
【０２８２】 少なくともポート領域の１部分は、液体が内側領域へ輸送されることを許容す
るためにそこと液体連絡していなければならない。
【０２８３】 内側/バルク領域は、壁領域より大きな孔を備えていなければならない。内側
領域孔対ポート領域孔の孔径比は、好ましくは少なくとも３：１、もしくは１０
：１以上、より好ましくは少なくとも３０：１、いっそうより好ましくは少なく
とも１００：１、および最も好ましくは少なくとも３５０：１である。
【０２８４】 ポート領域の面積は、各領域、すなわち−存在する場合は−各々入口領域もし
くは出口領域を一緒に考察して、典型的には内側領域の断面積と同一以上の大き
さであろう。ほとんどの場合には、ポート領域は前記内側領域断面積の２倍の大
きさ、しばしば４倍の大きさ、または１０倍の大きさでさえあろう。
【０２８５】 領域の構造関係 種々の領域は、類似の構造的特性または相違するもしかすると例えば強度、柔
軟性およびその他のような補完的構造的特性を有することができる。
【０２８６】 例えば、全ての領域は協調的に変形するように設計された柔軟性材料を備えて
いてもよく、それによって内側領域は輸送された液体と接触すると膨張する湿潤
するまでは薄い材料を備え、ポート領域は柔軟性膜を備え、さらに壁は液体不透
過性柔軟性フィルムから製造することができる。
【０２８７】 液体輸送部材は様々な材料から製造することができ、それによって各領域は１
種以上の材料を備えていてもよい。
【０２８８】 例えば、内側領域は多孔性材料を備えていてもよく、壁はフィルム材料を備え
ていてもよく、さらにポートは膜材料を備えていてもよい。
【０２８９】 あるいはまた、輸送部材は本質的に様々な領域において、例えば内側領域の機
能を提供するために極めて大きな孔とポート材料としての膜機能を用いてこれら
を取り囲んでいる小さな孔とを備えたフォームのような相違する特性を備えた１
種の材料から構成することができる。
【０２９０】 液体輸送部材を考察するための１つの方法は、少なくとも１つの壁および/ま
たはポート領域によって囲まれている内側領域を考察することである。これにつ
いての極めて単純な例は、図７に示されているように、液体が充填され、両端で
膜によって閉鎖されている上記で言及されたチューブである。
【０２９１】 そうした部材は「閉鎖分布部材」であると見なすことができるが、それは内側領
域(７０３)がポート領域(７０６，７０７)を備える壁領域(７０２)によって「囲
まれている」からである。−輸送部材がいったん活性化される、もしくは平衡化
されると−壁領域の穿刺が輸送機構を妨害する可能性があることはそうした部材
に特徴的である。輸送機構は、ほんの少量の空気しかシステム内に進入しない場
合に維持することができる。この少量の空気は内側領域の１つの領域に堆積させ
ることができ、このときそれは液体輸送機構にとって有害ではない。
【０２９２】 少なくとも１つの開口ポートを備えた中空チューブの例については、壁の穿刺
は液体輸送の即時の妨害および液体損失を生じさせるであろう。
【０２９３】 この機構は、「閉鎖システム試験」(下記で説明される)を定義することができる
が、本発明に従った液体輸送部材にとって「十分ではあるが不可欠ではない」条件
である(すなわち、この試験を満たす全ての輸送部材は本発明の原理の範囲内で
機能すると見なすことができるが、この試験に合格しない全ての輸送部材が原理
から外れている訳ではない)。
【０２９４】 図８に示されている別の実施形態では、液体輸送部材は例えば多数のチューブ
(８０２)を一緒に接続し、入口ポート８０６および出口ポート８０７を用いて数
個の端開口部を閉鎖し、それによって内側領域８０３を取り囲むことによって達
成できるように、数個の入口および/または数個の出口ポート領域を備えている
ことがある、または液体が２ヵ所以上の場所(２ヶ所以上の出口ポート)へ同時に
輸送される「分割」システムを備えていることがある。あるいはまた、相違する場
所への輸送は選択的であってもよい(例えば、１つのポートへの経路上の輸送材
料におけるボイドには水溶性材料を充填することができ、さらに第２ポートへの
経路上の輸送材料におけるボイドには油溶性材料を充填することができる。同様
に、輸送媒体はさらに選択性を強化するために親水性および/または親油性であ
ってよい)。
【０２９５】 図９に示されているようにさらにまた別の実施形態では、内側領域(９０３)は
、例えば壁領域(９０２)に取り囲まれ、ポート領域(９０６，９０７)を備える適
切な固定手段(９０９)および内側分離手段(９０８)によって適切な位置に保持さ
れている平行パイプの束を見ることによって視認できるように、２つ以上の領域
に分割することができる。さらにまた、膜材料の少なくとも一部が内側/バルク
領域の内側に配置されることも予定でき、さらに膜材料がパイプの壁を形成する
ことさえできる。
【０２９６】 さらにまた別の実施形態(図１０)では、外側壁領域は本質的に入口(１００６)
および出口(１００７)ポート領域を備えた透過性ポート領域から構成される、す
なわち内側領域(１００３)はいずれかの不透過性領域によって全く取り囲まれて
いない。入口および出口ポート領域は同一透過率を有していてよい、または例え
ば領域(１００６)および(１００７)によって示されるような相違する度合の透過
率を有することができる。従って、内側領域は透過性材料によって包まれていて
よく、それによって総合ポート領域の一部としての各入口および出口ポート領域
は、下記で液体輸送システムについてさらに説明されるように液体供給源/シン
クへの接続によって決定できる。同様に、ポート領域および内側領域は、輸送部
材が様々な特性を備えた単一材料であるように見えるように、段階的移行領域に
よって接続することができる。
【０２９７】 また別の実施形態(図１１)では、液体輸送部材は１つの入口および１つの出口
ポート領域(各々、１１０６および１１０７)を有することができる。液体輸送機
能に加えて、そうした部材は、追加して受けられた液体の量に順応できるように
、または最初に含有され、その後ポート領域を通して放出され得る液体に順応で
きるように、部材全体が内側領域(１１０３)の体積を増加できるように、壁領域
(１１０２)の少なくとも一部分を変形可能にすることによって液体を受け入れる
ことおよび/または放出することができる。これらの部材においては、液体シン
クもしくは供給源は液体輸送部材と統合的に結合することができ、さらに液体輸
送部材は図１１における要素(１１１１)によって描出されているように、部材に
統合的に組みこまれた液体シンクもしくは供給源を有することができる。
【０２９８】 また別の実施形態は、ここに参照して組みこまれる１９９８年３月１３日に出
願された同時係属出願米国特許出願第０９/０４２４２９号により詳細に記載さ
れている超吸収性材料もしくはその他の高度に吸収性材料のような高度に吸収性
材料を適切な膜から製造されたポート領域、および貯蔵部材の体積の増加を許容
するために柔軟に拡張性の壁と結合して備えていてもよい。液体輸送部材と統合
された液体シンクを備えたそうしたシステムのまた別の実施形態は、適切な膜と
組み合わせた「Thin-until-wet(湿潤するまでは薄い)」材料である。そうした材料
は、例えば高内相エマルジョンプロセスによって製造されるオープンセルポーラ
ス親水性フォーム材料である、米国特許第Ａ−５，１０８，３８３号からのよう
によく知られている。孔径、ポリマー強度(ガラス転移温度Ｔg)および親水性特
性は、孔が脱水して少なくとも部分的に乾燥したときに虚脱し、湿潤すると拡張
するように設計されている。特定実施形態は、液体を吸収するとその径を拡張で
き、液体が除去されると(再)虚脱できるフォーム層である。
【０２９９】 さらにまた別の実施形態では、内側領域は液体輸送プロセスの最初では液体の
ボイドであってよい(すなわち、液体輸送部材を取り囲む周囲圧力より低い圧力
で気体を含有している)。そうした場合には、液体供給源によって供給される液
体はまず最初に膜のボイドを充填し、その後内側領域を充填するために入口ポー
ト領域を通って浸透することができる。その後湿潤は本発明に従った輸送機構を
開始し、それによって出口ポート領域に浸透する。そうした場合には、内側領域
は輸送液体によって完全に充填することはできないが、一定量の残留気体もしく
は蒸気が保持される可能性がある。気体もしくは蒸気が輸送された液体中で可溶
性である場合は、一部の液体が部材を通過した後に、最初に存在していた気体も
しくは蒸気の実質的に全てが除去され、さらに内側領域には実質的にボイドがな
くなることが起こり得る。当然ながら、内側領域に一部の残留気体もしくは蒸気
が存在している場合には、これは例えば図１２に示されているように内側領域(
１２０３)を取り囲むポート領域(１２０６および１２０７)を備える壁領域(１２
０２)および気体が堆積することを許容する領域(１２１０)を用いる特定手段が
講じられない限り、液体部材の有効に利用可能な断面積を低下させる可能性があ
る。
【０３００】 さらに別の実施形態は相違するタイプの液体を使用することができる−例えば
、部材には水を基剤とする液体を充填することができ、さらに輸送機構は非水性
の、もしかすると非混和性液体(例、油)が入口ポートを通って液体輸送部材内に
進入し、その間に水性液は出口ポートを通って部材から流出するように機能する
。
【０３０１】 本発明のさらになおまた別の実施形態では、上記で説明された実施形態の１つ
以上を組み合わせることができる。
【０３０２】 液体輸送システム 下記では本発明に従った適切な液体輸送システム(ＬＴＳ)を作り出すためのそ
うした液体輸送部材の適切な配列について説明する。
【０３０３】 本発明の範囲内の液体輸送システムは、少なくとも１つの液体輸送部材と、部
材と液体連絡している少なくとも１つの液体シンクもしくは供給源との組み合わ
せを備えている。システムは、さらに複数の液体シンクもしくは供給源を備えて
いてもよく、およびさらにまた例えば平行機能におけるように複数の液体輸送部
材を備えていてもよい。後者は、たとえ個々の輸送部材が機能不良である場合で
さえ、システムが機能することを保証できるように冗長性を作り出すことができ
る。
【０３０４】 液体供給源は、輸送部材によって受け取られるために容易に利用可能であるよ
うに液体を含まない、または液体が緩やかに結合されているいずれかの形であっ
てよい。
【０３０５】 例えば、液体のプール、または液体の自由流動量、または液体が充填された開
口ポーラス構造である。
【０３０６】 液体のシンクは、液体を受け取る領域のいずれかの形であってよい。一定実施
形態では、液体を液体供給源における液体より緊密に結合させておくのが好まし
い。シンクはさらにまた、液体が自由に流動できる、または部材から離れて重力
駆動させられるように、自由液体を含有する要素もしくは領域であってよい。あ
るいはまた、シンクは吸収性、または超吸収性材料、吸収性フォーム、膨張性フ
ォームを含有することができる、あるいはまたバネ活性化ベローズシステムから
作ることができる、または浸透圧的に機能する材料、またはそれらの組み合わせ
を含むことができる。
【０３０７】 この関係における液体連絡とは、液体が残っている間隙を架橋できるように例
えば要素に接触させる、または要素を相互に極めて近傍に置くことによって容易
に達成できる液体が移動するまたはシンクもしくは供給源から部材へ移動させら
れる能力に関する。
【０３０８】 そうした液体輸送システムは上記の説明に従った液体輸送部材に加えて少なく
とも１つの液体シンクもしくは供給源を備えている。この用語は、液体輸送シス
テムが下記を備えるように、少なくとも液体輸送部材自体が液体を貯蔵もしくは
放出することのできるシステムに適用される： シンクおよび液体を放出する液体輸送部材；または 供給源および液体を放出する液体輸送部材；または シンクおよび供給源および液体輸送部材。
【０３０９】 これらの選択の各々において、液体輸送部材は部材の外側にあるシンクもしく
は供給源に加えて液体放出もしくは受け入れ特性を有することができる。
【０３１０】 ポート領域の少なくとも１部分は、液体供給源の液体および適用可能な場合は
シンク材料と液体連絡していなければならない。１つのアプローチは、液体供給
源もしくはシンクの液体のような液体を容易にポート領域に接触させることがで
きるように、ポート領域材料に液体輸送部材の１部分もしくは全外面として外面
を形成させることである。有効ポート領域サイズは、シンクもしくは供給源各々
と液体連絡しているサイズによって決定できる。例えば、ポート領域の全部がシ
ンクもしくは減と接触していても、またはその一部だけが接触していてもよい。
あるいはまた、例えば１つの均質なポート領域があるときには、これは個別の有
効入口ポート領域および有効出口ポート領域に区別することができ、このときポ
ート領域は液体シンクおよび/または供給源と接触している。
【０３１１】 シンクは部材(および適用可能な場合は各ポート領域)から液体を受け入れるこ
とができなければならない、および供給源は液体を部材(および適用可能な場合
は各ポート領域)へ放出できなければならないことは明白であろう。
【０３１２】 これから、本発明に従った液体輸送部材に対する液体供給源は、例えば装着者
もしくは開放水リザーバによって放出された尿のような自由流動液体であってよ
い。
【０３１３】 液体供給源領域は、さらにまた例えば吸収性製品における液体収集部材のよう
な中間リザーバであってよい。
【０３１４】 同様に、液体シンクは自由流動流路、または拡張性リザーバ、例えばバネのよ
うな機械的拡張もしくはスペーサー手段と結合されたベローズ型要素であってよ
い。
【０３１５】 液体シンク領域(１３０３)はさらにまた、例えば吸収性製品およびその他にお
いて有用であるような吸収性部材の最終液体貯蔵要素であってもよい。
【０３１６】 本発明に従った２つ以上の液体輸送システムは、壁領域(１３０２)、ポート領
域(１３０６，１３０７)および液体シンク材料(１３１１)を備えた「カスケーデ
ィング設計」(図１３)で配列することもできる。このとき、全体の液体流炉は１
つの液体輸送システムを通過した後に、次のシステムに進むであろう。それによ
って、引続いての液体輸送システムの入口ポート領域は、例えば入口および出口
ポート領域が相互に液体連絡しているときのように、以前のシステムのシンク機
能を引き継ぐことができる。そうした液体連絡は直接接触であっても、または中
間材料を経由するものであってもよい。
【０３１７】 そうした「カスケード」の特定実施形態は、適切な特性の膜を備える２つ以上の
「膜浸透圧パケット」を接続したときに見ることができ、それによって浸透圧吸引
力は次のパケットと一緒に増加する。各々のパケットはその後液体輸送部材であ
ると見なすことができ、さらにパケット間の接続は各パケットもしくは部材の入
口および出口ポート領域を定義するであろう。それによって、パケットは１つの
材料(例、１つのタイプの柔軟性膜)によって取り囲むことができる、または数個
のパケットさえ単一膜要素を有することができる。
【０３１８】 ある好ましい実施形態では、液体輸送システムは下記で説明されるような要求
吸収性試験(Demand Absorbency Test)において測定したときにシンク材料の重量
に基づいて少なくとも５ｇ/ｇ、好ましくは少なくとも１０ｇ/ｇ、より好ましく
は少なくとも５０ｇ/ｇ、および最も好ましくは少なくとも７５ｇ/ｇの吸収能力
を有している。
【０３１９】 さらに別の好ましい実施形態では、液体輸送システムは下記で説明されるよう
なティーバッグ遠心分離能力試験(Teabag Centrifuge Capacity Test)において
測定したときに液体輸送システムの重量に基づいて少なくとも１０ｇ/ｇ、好ま
しくは少なくとも２０ｇ/ｇ、より好ましくは少なくとも５０ｇ/ｇの吸収能力を
有している。
【０３２０】 さらにまた別の好ましい実施形態では、液体輸送システムは参照してここに組
み込まれる１９９８年６月２９日に出願された同時係属出願のＰＣＴ出願第ＵＳ
９８/１３９４７号に詳細に記載されているような毛細管収着試験に出願された
ときに、特に少なくとも４ｋＰａ、好ましくは少なくとも１０ｋＰａの部材の沸
点圧力に対応する毛細管吸引まで少なくとも５ｇ/ｇ、好ましくは少なくとも１
０ｇ/ｇ、より好ましくは少なくとも５０ｇ/ｇ、または最も好ましくは少なくと
も７５ｇ/ｇの吸収能力を提供する吸収性材料を備えている。そうした材料は好
ましくは例えば４ｋＰａまたは１０ｋＰａさえのような沸点圧力の上方でのcaps
orption試験においては５ｇ/ｇ未満、好ましくは２ｇ/ｇ未満、より好ましくは
１ｇ/ｇ未満、および最も好ましくは０．２ｇ/ｇ未満の低い能力を示す。
【０３２１】 一定の特定実施形態では、液体輸送部材はさらに、例えばＰＣＴ出願第ＵＳ９
８/０５０４４号に記載されているような高内相エマルジョン重合法に従って製
造された超吸収性材料もしくはフォームを含有している。典型的には、液体シン
ク材料の吸引は、ポート領域の沸点圧力を越えないであろう。
【０３２２】 用途 本発明に従った液体輸送部材もしくはシステムのためには広い分野がある。下
記はそうした部材もしくはシステムが有用である領域を例証するためのもので、
決して限定するものであると見なすべきではない。
【０３２３】 その他の適切な用途は、包帯、またはその他のヘルスケア吸収性システムのた
めに見出すことができる。別の形態では、製品は例えば輸送される水を精製する
ことによるように、任意で輸送機能と濾過機能を組み合わせた水輸送システムも
しくは部材であってよい。同様に、部材は液体を除去することによって、もしく
は制御された方法で液体を放出することによって洗浄作業において有用な場合が
ある。本発明に従った液体輸送部材は油もしくは油脂吸収装置であってもよい。
【０３２４】 １つの特定用途は、工場のための自己調節型潅流システムにおいて見ることが
できる。それによって、入口ポートはリザーバ内に浸漬させることができ、さら
に輸送部材は長いチューブの形状であってよい。既知の潅流システム(例、コネ
ティカット州８１２２５のマウント・クレステッド・ビュートに所在の私書箱53
70 Jade @ National Guild社から入手可能なBLUMATとして知られている)とは対
照的に、本発明に従ったシステムはリザーバが乾燥してもその機能を損失せず、
リザーバが再充填されるまでおよびその後も機能を維持するであろう。
【０３２５】 さらに別の用途は、潅流システムについて説明されたのと同様の長所を備えた
空気調節システムにおいて見ることができる。同様に、ポート領域の孔径が小さ
いために、このシステムは例えば多孔質クレー構造または吸い取り紙タイプの要
素のような従来型湿潤化手段より清浄化するのが容易であろう。
【０３２６】 さらにまた別の用途は、例えば生物学システムにおいて、または医療分野にお
いてさえ予見できるような小型ポンプの交換である。
【０３２７】 さらにまた別の用途は、油/水混合物から油を取り去ることを目的とする場合
のように、液体の選択的輸送に見ることができる。例えば、水中に油が流出する
と、液体輸送部材を使用して油を別のリザーバ内へ移すことができる。あるいは
また、油はその中に油のためのシンク機能を備える液体輸送部材内に輸送するこ
とができる。
【０３２８】 さらにいっそう別の用途は、本発明に従った液体輸送部材を信号の伝達物質と
して使用する。そうしたようとでは、輸送された液体の総量は余り大量である必
要はなく、むしろ輸送時間が短くなければならない。これは、液体を入口ポート
でたとえほんの少量でも液体を受領すると直ちに出口ポートで液体を放出する輸
送部材に充填させることによって達成できる。この液体はその後、例えば信号と
してその後の反応を刺激するため、または例えばシールを溶解させて形状もしく
は構造における三次元的変化を作り出すための貯蔵器械エネルギーを放出させる
ために反応を活性化させるために使用することができる。
【０３２９】 さらに別の用途は液体輸送の極めて短い反応時間および実際的に即時の反応時
間を活用する。
【０３３０】 そうした液体輸送部材のために実際的に有用な用途は、使い捨て吸収性製品の
ための乳幼児用おむつまたはその他のような使い捨て衛生製品のような吸収性製
品の分野に見出すことができる。
【０３３１】 吸収性製品−一般的説明 吸収性製品は一般に下記を備える： ・吸収性コアもしくはコア構造(本発明に従った改良液体輸送部材備えていて
もよく、さらに追加のサブ構造から構成されることができる)； ・液体浸透性トップシート； ・実質的に液体不浸透性バックシート； ・任意でさらに閉鎖要素もしくは弾性化のような装備。
【０３３２】 図１４は、おむつである本発明の吸収性製品の代表的実施形態の平面図である
。
【０３３３】 おむつ１４２０は、図１４におむつ２０の構成をより明確に示すために切り取
られている構造の部分および図を見ている人に面するように装着者に面しない部
分である外面１４５２を伴って平たく広げられた状態(すなわち、ゴムが弛緩状
態のままにされているサイドパネルを除いてゴム誘発性収縮が引き延ばされてい
る)で示されている。図１４に示されているように、おむつ１４２０は好ましく
は液体浸透性トップシート１４２４、トップシート１４２４と接合されている液
体不浸透性バックシート１４２６、およびトップシート１４２４とバックシート
１４２６との間に配置されている吸収性コア１４２８を備える封じ込め組立体１
４２２；弾性化サイドパネル１４３０；弾性化レッグカフ１４３２；弾性ウエス
ト装備１４３４；および１４３６と複数で指定された二重張力留め具システムを
備える閉鎖システムを備えている。二重張力留め具システム１４３６は、好まし
くは一次留め具システム１４３８およびウエスト閉鎖システム１４４０を備えて
いる。一次留め具システム１４３８は、好ましくは１対の固定部材１４４２およ
びランディング部材１４４４を備えている。ウエスト閉鎖システム１４４０は、
好ましくは１対の第１取り付け成分１４４６および第２取り付け成分１４４８を
備えるように図１４に示されている。おむつ１４２０は、好ましくは各第１取り
付け成分１４４６に隣接して配置された位置決めパッチ１４５０を備えている。
【０３３４】 おむつ１４２０は、図１４において外面１４５２(図１４において見ている人
に面している)、外面１４５２に対向する内面１４５４、第１ウエスト領域１４
５６、第１ウエスト領域１４５６に対向する第２ウエスト領域１４５８、および
長手方向縁が１４６２と指定されて端縁が１４６４と指定されているおむつ１４
２０の外縁によって限定されている周囲１４６０を有するように示されている。
おむつ１４２０の内面１４５４は、使用中に装着者の身体に隣接して配置される
おむつ１４２０の部分を備えている(すなわち、内面１４５４は概してトップシ
ート１４２４の少なくとも１部分およびトップシート１４２４に接合された他の
成分によって形成されている)。外面１４５２は、装着者の身体に面しないよう
に配置されるおむつ１４２０の部分を備える(すなわち、外面１４５２は概して
、バックシート１４２６の少なくとも１部分およびバックシート１４２６に接合
された他の部分によって形成されている)。第１ウエスト領域１４５６および第
２ウエスト領域１４５８は各々、周囲１４６０の端縁１４６４からおむつ１４２
０の横断中心線１４６６へ伸長している。ウエスト領域各々は、中央領域１４６
８および典型的にはウエスト領域の外側部分を備える１対のサイドパネルを備え
ている。第１ウエスト領域１４５６に配置されたサイドパネルは１４７０と指定
され、他方第２ウエスト領域におけるサイドパネルは１４７２と指定されている
。これらの対のサイドパネルまたは各サイドパネルが同一であることは必要では
ないが、それらは好ましくは相互の鏡像である。第２ウエスト領域１４５８に配
置されたサイドパネル１４７２は側方方向に弾性的に伸張性であってよい(すな
わち、弾性化サイドパネル１４３０)。(側方方向(Ｘ方向もしくは幅)はおむつ１
４２０の側方中心線１４６６に平行な方向であると定義されている；長手方向(
ｙ方向もしくは長さ)は長手方向中心線１４６７に平行な方向であると定義され
ている；および軸方向(Ｚ方向もしくは厚さ)はおむつ１４２０の圧さを通って伸
長する方向であると定義されている)。
【０３３５】 図１４は、トップシート１４２４およびバックシート１４２６が概して吸収性
コア１４２８の長さおよび幅寸法より長い長さおよび幅寸法を有するおむつ１４
２０の特定実施例を示している。トップシート１４２４およびバックシート１４
２６は吸収性コア１４２８の縁を越えて伸長しており、それによっておむつ１４
２０の周囲１４６０を形成している。周囲１４６０はおむつ１４２０の外周、ま
たは言い換えると外縁を限定している。周囲１４６０は、長手方向縁１４６２お
よび端縁１４６４を備えている。
【０３３６】 各弾性化レッグカフ１４３２は上記のレッグバンド、サイドフラップ、バリヤ
ーカフ、もしくは弾性カフのいずれかに類似するように構成されてよいが、各弾
性化レッグカフ１４３２は少なくとも、上記で参照した米国特許第４，９０９，
８０３号に記載されているようなバリヤーフラップ１４８５およびスペーシング
弾性部材１４８６を備える内側バリヤーカフ１４８４を備えていることが好まし
い。好ましい実施形態では、弾性化レッグカフ１４３２は上記で参照した米国特
許第４，６９５，２７８号に記載されているようなバリヤーカフ１４８４の外側
に配置された１本以上の弾性ストランド１４１０５を追加して備えた弾性ガスケ
ッチングカフ１４１０４を備えている。
【０３３７】 おむつ１４２０は、さらにまた改良フィットおよび封じ込めを提供する弾性ウ
エスト装備１４３４を備えていてもよい。弾性ウエスト装備１４３４は、少なく
とも中央領域１４６８において吸収性コア１４２８の少なくとも一方のウエスト
縁１４８３から長手方向に外向きで伸長し、概しておむつ１４２０の端縁１４６
４の少なくとも１部分を形成する。従って、弾性ウエスト装備１４３４は吸収性
コア１４２８の少なくともウエスト縁１４８３からおむつ１４２０の端縁１４６
４へ伸長するおむつの部分を備え、装着者のウエストに隣接して配置されること
が意図されている。使い捨ておむつは、一般に１つが第１ウエスト領域に配置さ
れ、１つが第２ウエスト領域に配置される２つの弾性ウエスト装備を有するよう
に構成される。
【０３３８】 弾性ウエスト装備１４３４の弾性化ウエストバンド１４３５は、トップシート
１４２４の１部分、好ましくは機械的に伸展させられているバックシート１４２
６の１部分およびトップシート１４２４とバックシート１４２６との間に配置さ
れたエラストマー部材１４７６およびバックシート１４２６とエラストマー部材
１４７６との間に配置された弾力性部材１４７７を備えていてもよい。
【０３３９】 おむつのこれ並びにその他の成分は、参照してここに組み込まれるＷＯ９３/
１６６６９号により詳細に記載されている。
【０３４０】 吸収性コア 吸収性コアは、概して圧縮性、整合性、装着者にとって非刺激性であって、さ
らに例えば尿やその他の一定排泄物のような液体を吸収かつ保持することができ
なければならない。図１４に示されているように、吸収性コアは衣類側表面、体
側表面、サイド縁、およびウエスト縁を有している。吸収性コアは、本発明に従
った液体輸送部材に加えて、使い捨ておむつおよびその他の吸収性製品において
一般に使用される、例えば、それらに限定されないが、一般にエアフェルトと呼
ばれる微粉砕木材パルプ；コフォームを含むメルトブロウンポリマー；化学的剛
性、変性もしくは架橋セルロース繊維；ティッシューラップおよびティッシュー
ラミネートを含むティッシューのような広範囲の液体吸収性もしくは液体処理材
料を備えている。
【０３４１】 吸収性構造の一般的例は、１９８６年９月９日にWeismanらへ発行された「High
-Density Absorbent Structures(高密度吸収性構造)」と題する米国特許第４，６
１０，６７８号；１９８６年６月１６日にWeismanらへ発行された「二重層状コア
を備えた吸収性製品(Absorbent Articles With Dual-Layered Cores)」と題する
米国特許第４，６７３，４０２号；１９８９年１２月１８日にAngstadtへ発行さ
れた「ダスティング層を有する吸収性コア(AbsorbentCore Having A Dusting Lay
er)」と題する米国特許第４，８８８，２３１号;Bewick-Sonntagらの欧州特許第
Ａ−０，６４０，４４０号；米国特許第５，１８０，６２２号(Bergら)；米国特
許第５，１０２，５９７号(Roeら)；米国特許第５，３８７，２０７号(Dyerら)
に記載されている。そうしたおよび同様の構造は、吸収性コア２８として使用さ
れるために下記で略述される必要条件と適合するように適応させることができる
。
【０３４２】 吸収性コアは、単一コア構造であってよい、または順に１以上のサブ構造から
構成することができるいくつかの吸収性構造の組み合わせであってよい。構造も
しくはサブ構造の各々は、本質的に二次元延長部(すなわち、層である)または三
次元形を有することができる。
【０３４３】 本発明に従った液体輸送部材は、少なくとも１つの入口ポート領域を備えてい
なければならないが、これは製品の負荷ゾーンに配置されなければならない。こ
のポート領域はここで説明される必要条件を満たす柔軟性膜材料から製造するこ
とができ、これは内側領域を形成する高弾力性開口繊維構造へ接続することがで
き、内側領域はポート領域を除いて全縁で粘着性に閉鎖することのできる壁領域
を形成するために柔軟性不透過性フィルムで包み込むことができる。良好な全体
的密封を許容するためには、不透過性フィルムは同様にそれらの間で粘着性結合
を許容できるようにポート領域に幾らか重なり合うことができる。
【０３４４】 図１５は、類似の数字を用いて、図１４に示されているような製品の特定実施
形態を示しており、さらに図１６Ａはこれも同様に類似の番号付けを用いて、図
１５の線Ａ−Ａに沿った部分拡大略断面図を示している。ここでは、吸収性コア
(１５２８/１６２８)は壁領域(１５０２，１６０２)、ポート領域(１５０６，１
５０７，１６０６)、および内側領域(１５０３，１６０３)から構成される適切
な液体処理部材から作られている。部材は液体シンク(１５１１，１６１１)に接
続することができ、さらに任意でトップシート(１５２４，１６２４)が取り付け
られる。シンク(１５１１，１６１１)は、例えば超吸収性材料、もしくは高度に
吸収性の多孔質材料のような最終貯蔵材料を備えていてもよい。
【０３４５】 内側領域には、入口ポートで液体を受け入れた後に直ちにそれを通って液体輸
送を行う準備ができるように、例えば水のような液体を充填することができる。
あるいはまた、内側領域は湿潤すると溶解できるポリビニルアルコールフィルム
のように例えばバリヤーフィルムが活性化されると入口ポートを通して液体を吸
引することのできる真空下に置くことができる。内側領域にいったん液体が充填
され、さらに同様に出口ポート領域が液体によって湿潤すると、前充填システム
に関する輸送機構が行われる。
【０３４６】 図１６Ｂに示されている実施形態は、内側領域が例えば超吸収性材料、または
その中に高度に吸収性の多孔質材料のような最終液体貯蔵材料を備える点で図１
６Ａの実施形態とは相違している。さらに、上記で言及した米国特許出願第５，
１０８，３８３号(White, Allied Signal)において開示されているように、浸透
圧液体貯蔵機構のための促進剤材料もまた内側領域内にあってよい。この場合に
は、内側領域に輸送液体を用いて前充填せずに、または少なくとも高度には前充
填せずに、むしろ輸送液体が受け入れられるまでは内側領域を真空下で保持する
ことが好ましい可能性がある。
【０３４７】 吸収性コアは、他の液体処理要素を必要としないように設計することができる
。
【０３４８】 例えば、入口ポート領域の区域は、ポート領域が液体を噴出速度で直ちに収集
することを可能にするようにその透過率および径に関して調整できる、および内
側領域は液体を最終貯蔵領域へ直ちに移すことができるようにその透過率および
断面積で調整することができる。
【０３４９】 あるいはまた、吸収性コアは他の収集領域、または中間貯蔵領域もしくはその
他のような他の液体処理要素を備えていてもよい。同様に、「カスケーディング
液体輸送部材」もしくは「ＭＯＰ」がコア構造内の適切な要素である場合がある。
【０３５０】 液体輸送部材の製造方法 本発明に従った液体輸送部材は様々な方法によって製造することができるが、
これらは一般に上記で記載されたような各特性を適切に選択してバルクもしくは
内側領域とポート領域を備える壁領域を結合する本質的工程を有していなければ
ならない。これは、均質な材料から開始し、その中に様々な特性を付与すること
によって達成できる。例えば、部材がポリマーフォーム材料である場合、これは
様々な孔径を備えた１つのモノマーを形成し、これをその後適切な部材を形成す
るために重合することによって製造することができる。
【０３５１】 これはさらにまた、様々な本質的に均質な材料から開始し、これらを１つの部
材に結合することによっても達成できる。この実行では、均質もしくは様々な特
性を有する壁材料を用意し、さらに開口多孔質材料を有するバルク材料を用意し
てもよいが、またはバルク領域を表すためにボイドスペースを限定することもで
きる。これら２つの材料は、例えば壁材料が完全にバルク領域もしくはバルク領
域材料を取り囲むように技術において知られているラッピングもしくはエンベロ
ーピングのような適切な方法によって結合することができる。
【０３５２】 液体輸送を可能にするためには、バルク領域には液体を充填することができる
、または真空に曝すことができる、または真空、もしくは液体充填を作り出せる
ように他の補助具を装備することができる。
【０３５３】 任意で、本発明に従った部材を形成する方法は活性化手段を適用する工程を有
していてもよいが、これは例えば接着剤を被覆するための剥離紙として知られて
いるような取り外し可能な剥離要素を提供することによる、またはそれによって
使用時にそうした包装密封が取り除かれるもしくは開封されるように使用時まで
は部材の密封を許容する包装設計を提供することによるような機械的タイプであ
ってよい活性化手段を適用する工程を有していてもよい。この活性化手段はさら
に、例えば溶解のような輸送液体に反応する材料を備えていてもよい。そうした
材料は、例えば使用するとポート領域が開口するようにポート領域に適用するこ
とができる、またはそうした材料は湿潤するとこれらの領域の膨張を許容できる
ようにバルク領域に適用することができる。
【０３５４】 本発明に従った部材を製造することは、例えば様々な材料をロール形で用意し
、それらがその後巻き出されて加工処理されるような本質的に連続的方法で行う
ことができるが、またはいずれかの材料は例えばフォームピース、または粒子状
物質のような別個の形状で用意することもできる。
【０３５５】 実施例 下記のセクションでは本発明に従った液体輸送部材およびシステムについての
特別に適切な実施例を提供するが、従ってこれらの部材もしくはシステムの一定
領域において使用するために適切な様々な実施例を説明することから開始する。 ポート領域のために適切なＳ−１実施例： Ｓ−１．１：−例えば１９μｍ〜２０μｍへ濾過するために設計された６１％
の多孔率および０．０９ｍｍの径を有する、ステンレススチールから製造された
ドイツのエールデに所在のHaver & Boecker社から入手できるような織布フィル
ターメッシュHIFLO(登録商標)２０型。
【０３５６】 Ｓ−１．２ａ：−ドイツのゲルデルン・ヴァルトベックに所在のVerseidag社
から入手できるようなポリアミドメッシュMonodur Type MON PA 20 N。
【０３５７】 Ｓ−１．２ｂ：−ドイツのゲルデルン・ヴァルトベックに所在のVerseidag社
から入手できるようなポリアミドメッシュMonodur Type MON PA 42.5 N。
【０３５８】 Ｓ−１．３ａ：スイスのリュシュリコンに所在のSEFAR社の０７−２０/１３の
ようなポリエステルメッシュ。
【０３５９】 Ｓ−１．３ｂ：スイスのリュシュリコンに所在のSEFAR社の０３−１５/１０の
ようなポリアミドメッシュ。
【０３６０】 Ｓ−１．３ｃ：スイスのリュシュリコンに所在のSEFAR社の０３−２０/１４の
ようなポリアミドメッシュ。
【０３６１】 Ｓ−１．３ｄ：スイスのリュシュリコンに所在のSEFAR社の０３−１/１のよう
なポリアミドメッシュ。
【０３６２】 Ｓ−１．３ｅ：スイスのリュシュリコンに所在のSEFAR社の０３−５/１のよう
なポリアミドメッシュ。
【０３６３】 Ｓ−１．３ｆ：スイスのリュシュリコンに所在のSEFAR社の０３−１０/２のよ
うなポリアミドメッシュ。
【０３６４】 Ｓ−１．３ｇ：スイスのリュシュリコンに所在のSEFAR社の０３−１１/６のよ
うなポリアミドメッシュ。
【０３６５】 Ｓ−１．４：米国特許第５，１０８，３８３号に記載されているような酢酸セ
ルロース膜(White, Allied-Signal Inc.)。
【０３６６】 Ｓ−１．５：その開示が参照してここに組み込まれる、１９９８年３月１３日
にT. Des Maraisらによって出願された「高吸引ポリマーフォーム(High Suction
polymeric foam)」と題する米国特許出願第０９/０４２４２９号の教示に従って
製造されたＨＩＰＥフォーム。
【０３６７】 Ｓ−１．６：例えばHudson社からのようにドイツにおいて市販で入手可能な例
えば１．５デニールタイプのナイロンストッキング。
【０３６８】 ポート領域に相当しない壁領域のために適切なＳ−２サンプル Ｓ−２．１：ドイツのグレーフェルフィングに所在のAlkor社から商標「d-c-fi
x」を付けて市販で入手可能であるような柔軟性接着剤コーティングフィルム。
【０３６９】 Ｓ−２．２：ドイツのニッデラウに所在のFisher Scientificからの製品番号
＃６２５ ６１７ ２０のプラスチック製漏斗。
【０３７０】 Ｓ−２．３：米国イリノイ州６００１０、バーリントンに所在のBarnant Comp
anyによって販売されているNorton社製のMasterflex ６４０４−１７のような柔
軟性チューブ(内径約８ｍｍ)。
【０３７１】 Ｓ−２．４：例えばコード番号ＤＨ−２２７を付けて米国オハイオ州シンシナ
ティ州に所在のClopay Corp.から入手できるような使い捨ておむつにおけるバッ
クシート材料として使用されるような従来型ポリエチレンフィルム。
【０３７２】 Ｓ−２．５：コード番号BScode ４４１１１８を付けてイタリアのミラノに所
在のNuova Pansac SpAから入手できるような使い捨ておむつにおけるバックシー
ト材料として使用されるような従来型ポリエチレンフィルム。
【０３７３】 Ｓ−２．６：ドイツのニッデラウに所在のFisher Scientific社からの例えば
製品番号＃６２０ ８５３ ８４のような柔軟性ＰＶＣチューブ。
【０３７４】 Ｓ−２．７：ドイツのニッデラウに所在のFisher Scientific社からの例えば
製品番号＃６２０ ４５６ ６８のようなＰＴＦＥチューブ。
【０３７５】 適切な内側領域のためのＳ−３サンプル Ｓ−３．１：剛性壁/ポート領域によって作り出されるようなボイド。
【０３７６】 Ｓ−３．２：名称「federn」、製品番号「ＤＤ/１００を付けてドイツのノイシュ
タットに所在のFedernfabrik Dietzから入手できるような、何らかの力を加えた
ときに４ｍｍの外径および約６ｃｍの長さを有する金属製バネ。
【０３７７】 Ｓ−３．３:Filtren TM 10 blue, Filtren TM 20 blue, Filtren TM 30 blue,
Filtren Firend 10 black, Filtren Firend 30 black, Filtren HC 20 grey, F
iltren Firend HC 30 grex, Bulpren S 10 black, Bulpren S 20 black, Bulpre
n S 30 black)のようなベルギーのブリュッセルに所在のRecticel社からのオー
プンセルフォーム。
【０３７８】 Ｓ−３．４：その開示が参照してここに組み込まれる、１９９８年３月１３日
にT. Des Maraisらによって出願された「水性液を分布させるための吸収性材料(A
bsorbent Materials For Distributing Aqueous Liquids)」と題する米国特許出
願第０９/０４２４１８号の教示に従って製造されたＨＩＰＥフォーム。
【０３７９】 Ｓ−３．５：Ｓ−３．４もしくはＳ−３．３の粒子状物質ピース。
【０３８０】 圧力勾配作製手段のためのＳ−４実施例 Ｓ−４．１：米国特許第Ａ−５，１０８，３８３号(White, Allied Signal)の
教示に従った浸透圧勾配材料。
【０３８１】 Ｓ−４．２：圧力差を発生させる静水圧高さを発生する入口および出口の高さ
の差。
【０３８２】 Ｓ−４．３：毛細管圧力差を発生させる様々な部分的に飽和した多孔質材料(
吸収性フォーム、超吸収性材料、粒子状物質、砂、土壌)。
【０３８３】 Ｓ−４．４：例えば出口への真空ポンプ(気密密封)によって発生させられるよ
うな入口と出口での空気圧における差。
【０３８４】 輸送部材のための実施例Ａ 壁領域とポート領域、液体が充填された内側領域の組み合わせ： Ａ−１)長さ約２０ｃｍのチューブ(Ｓ−２．６)がプラスチック製漏斗(Ｓ−２
．２)と気密的な方法で接続される。密封はParafilm M(製品番号６１７ ８００
０２を付けてドイツのニッデラウに所在のFischer Scientific社から入手可能)
を用いて作り出すことができる。漏斗の開口面積より僅かに大きいポート材料(
Ｓ−１．１)の円形部分が漏斗を用いて気密的な方法で密封される。密封は、例
えばドイツのHenkel KGA製のPattexTMのような適切な接着剤を用いて行われる。
【０３８５】 任意でポート領域材料(Ｓ−１．１)はチューブの下端に接続し、気密的な方法
で接続されてもよい。装置を液体下に沈め、ポート領域に気密に接続された真空
ポープを用いて装置内の空気を除去することによって、装置に例えば水のような
液体が充填される。部材の機能性を証明するためには、下端はポート領域を用い
て密封される必要はないが、システム内に空気が入らないようにするために、下
端は液体と接触している必要がある、または装置の最も低い部分である必要があ
る。
【０３８６】 Ａ−２)Ｓ−１．１におけるような２枚の円形(例えば径が約１．２ｃｍ)のポ
ート領域材料が、Ｓ−２．３の１つのような長さ約１ｍのチューブの両端で気密
的な方法(例えば、Ｓ−２．３のプラスチック材料が融解し始め、それによって
良好な結合が作り出されるように、ポート領域になることが意図される領域を加
熱し、Ｓ−２．３の両端をこれらの領域上に押し付けることによって)で密封さ
れる。チューブの一方の端は水のような液体中に落とされ、他方の端は大気圧よ
り実質的に低い空気圧を作り出すために真空ポンプへ接続される。真空ポンプは
全ての空気が効果的にチューブから除去されて液体に取って代わられるまでチュ
ーブから液体を吸引する。その後、ポンプはポートから切り離され、こうして部
材が作り出される。
【０３８７】 Ａ−３)片側は寸法約１２ｃｍ×１２ｃｍのＳ−２．５のような壁材料によっ
て、他方の側は寸法約１２ｃｍ×１２ｃｍのＳ−１．３ａのようなポート領域材
料によって「サンドイッチ状」に挟まれている約１０ｃｍ×１０ｃｍのフォーム材
料(Ｓ３．３、 Filtren TM １０ blue)の長方形のシート。壁材料Ｓ−２．５お
よびポート領域材料Ｓ−１．３ａは、例えば上記で言及したドイツのHenkel KGA
社製の市販で入手できるPattexTMを用いて糊付けすることによって便利な気密的
方法で重複領域において一緒に密封される。この装置は水のような液体下に浸漬
させられ、装置を絞ることによって空気が排気させられる。液体下に保持しなが
ら液体から絞り圧を解除すると、内側領域は液体で充填される。任意で(必要な
場合に)、装置を液体下に保持しながら真空ポンプはポート領域を通して装置の
内側に残っている空気を吸引することができる。
【０３８８】 Ａ−４)図１７は、例えば使い捨ておむつのような吸収性製品のための実施例
のために適切な分布部材を示している。
【０３８９】 入口ポート領域(１７０６)は例えばＳ−１．３ａのようなポート領域材料から
作られており、出口ポート領域(１７０５)はＳ−１．３ｃのようなポート領域材
料から作られている。例えばＳ２．３もしくはＳ−２．４のような不透過性フィ
ルム材料(１７０２)と組み合わせると、ポート領域の各々はパウチを形成するが
、これらは各々入口ポート領域については約１０ｃｍ×１５ｃｍ、出口ポート領
域については約２０ｃｍ×１５ｃｍの寸法を有することができる。パウチのポー
ト材料は製品の股領域(１７９０)において重複し、チューブ(１７６０)はその間
に配置される。
【０３９０】 パウチ(１７４０，１７５０)内の内側領域はＳ−３．３(Filtren TM 10 blue)
であってよく、さらに各々それらによって内側領域が囲まれている入口および出
口領域は内径約８ｍｍのＳ−２．６のようなチューブ(１７６０)によって接続す
ることができる。
【０３９１】 壁およびポート材料(１７０２，１７０７，１７０６)は、壁材料からポート材
料への気密密封を許容するように内側材料より十分に大きくなければならない。
密封は幅約１．５ｃｍの壁およびポート材料のストライプの重複によって行うこ
とができ、さらに例えば上記で言及したPattexTM接着剤を使用することによって
いずれかの便利な気密的方法で実施することができる。内側領域(１７４０およ
び１７５０)へのチューブの密封は、チューブ(１７６０)と内側領域との間の距
離が使用中にそれらの間でボイドスペースが維持されるようであるようにチュー
ブ(１７６０)が壁領域(１７０２，１７０６，１７０５)に取り付けられていれば
、必要とされない。機能する液体分布部材を作り出すための作業の残りは、Ａ−
３に類似している。任意で、装置には類似方法で他の液体を充填することができ
る。
【０３９２】 Ａ５)図１８では、さらに例えばオムツのような使い捨て吸収性製品を構成す
るためにも有用である液体分布部材(１８１０)のための別の実施例が、例えば接
着剤その他のような他の要素を省略して、概略的に示されている。
【０３９３】 その中では、約８ｃｍ×１２ｃｍの寸法を有する入口(１８０６)および出口ポ
ート(１８０７)領域はポート材料Ｓ−１．２ａのシートから作られ、他の壁領域
は壁材料Ｓ−２．１から作られる。内側領域材料(１８４０)は、入口および出口
領域(各々、１８０６，１８０７)および残りの領域におけるスペーサ−バネＳ−
３．２(１８１２)の下で相互に約１ｃｍの距離を置いて配置される約０．５ｃｍ
×０．５ｃｍ×１０ｃｍの寸法を有する材料Ｓ−３．３(Bulpren S１０ black)
のストライプである。個々の層(壁およびポート材料)は密封され、さらにＡ−Ｅ
で説明されたように例えば水のような液体が充填される。任意で、装置には類似
方法で他の液体を充填することができる。
【０３９４】 Ａ６)Ｓ−３．２に従ったバネのようなスペーサー材料は、約７ｃｍ×４７ｃ
ｍの領域において約１．５ｃｍのバネのない外縁を残し、個々のバネ間に約２ｍ
ｍの間隔をおいて領域全体に均等にバネが分布するように、１０ｃｍ×５０ｃｍ
の寸法を有するポート材料Ｓ−１．２ｂの上方および下方シートの間に配置され
る。上方および下方ポート材料は、約１．５ｃｍを重複させ、さらに例えば上記
で言及したPattexTM接着剤を用いて糊付けすることによるような便利な気密的方
法で密封される。装置は試験液の下に浸漬させられ、装置を絞ることによって空
気は装置の内部を強制的に離れさせられる。浸漬させたまま絞り圧を解除すると
、部材には液体が充填させられるであろう。任意で(必要な場合に)、装置を液体
下に保持しながら真空ポンプはポート領域を通して部材の内側に残っている空気
を吸引することができる。
【０３９５】 輸送システム(すなわち部材および(液体供給源および/またはシンク))のため
の実施例Ｂ Ｂ−１)液体輸送システムのための第１実施例として、Ａ−１)に従った液体輸
送部材がドイツのマールに所在のHUELS-Stockhauzenn GmbHから製品番号Ｗ８０
２３２を付けて入手できるような、３００μｍ金属製ふるいを通してふるうこと
によって除去される目の粗い粒子を含む粒子状超吸収性材料と結合させられる。
この材料７．５ｇがＡ−１の出口ポート領域全体に均一に振りかけられ、それに
よって液体シンクが作り出される。
【０３９６】 Ｂ−２)吸収性システムを作製するための吸収性フォーム材料の使用を実証す
るために、各々が約２ｍｍの厚さおよび対応する約１２０ｇ/ｍ2の坪量を有する
Ｓ−１．５として製造される３層のＨＩＰＥフォームのシートがＡ−１に従った
液体輸送部材の出口ポート上に配置される。シートは径約６ｃｍを備えた円形に
カットされ、さらにポート領域表面により適合するように約１０°の区間がカッ
トされる。出口材料とシンク材料の間の液体接触を強化するために、任意で約０
．２ｐｓｉの圧力に相当する重量を適用することができる。
【０３９７】 Ｂ−３)Ａ−１に従った液体輸送部材は、重量で６０％の超吸収体濃度および
約４００ｇ/ｍ2の超吸収体の坪量を有する英国のCHEMDAL Corp.から市販で入手
できるＡＳＡＰ２３００および従来型エアフェルトのような超吸収性材料の本質
的に均質な混合物から構成される市販で入手できるおむつのコアから切り取られ
た約６ｃｍ径の円形切り抜き部分と結合されている)。この切り抜きは、液体輸
送システムを作り出すためにＡ−１の出口ポート領域と液体連絡させて配置され
る。
【０３９８】 Ｂ−４)液体輸送システムの用途をさらに実証するために、内側ポート領域の1
部分が液体リザーバ内に浸漬させられ、さらに出口ポートがフラワーポットの土
壌内に差し込まれているように、Ａ−２の液体輸送部材は液体供給源リザーバと
フラワーポットの間に配置されている。リザーバとフラワーポットの相対高さは
、部材のこの長さにとっては重要ではなく、さらに部材の長さが約５０ｃｍまで
は重要ではないであろう。
【０３９９】 Ｂ−５)Ａ−３におけるように液体輸送部材を作り出すことによって、しかし
それに油(水の変わりに)を充填することによって構成できる統合液体シンクを備
えた液体輸送システムのまた別の用途。部材を絞り(部材内に拡張するボイドを
作製できるように)、およびその後直ちにそれを料理用の油に接触させる(台所の
フライパンをシミュレートできるように)と、システムは鍋の中の油を迅速に吸
収するであろう。
【０４００】 Ｂ−６)Ａ−４もしくはＡ−５に従った液体輸送部材をＢ−１もしくはＢ−２
において使用されるような液体シンクと結合させ、任意でシンク材料を例えば不
織布ウェブのような封じ込め層によって被覆すると、構造は吸収性パッドとして
機能することができ、それによって装着者によって放出されるような尿が液体供
給源を提供すると見なすことができる。
【０４０１】 方法 活性化 本発明に従った液体輸送部材の液体処理能力にとって重要である特性は液体輸
送の時点で考察され、さらに一部の材料もしくは設計はこれらとは相違する特性
を有している可能性があるので、例えば部材の製造とその意図された使用との間
の輸送もしくはその他の処理を用意にするために、そうした部材はさらにそれら
が試験に提出される前に活性化されなければならない。
【０４０２】 用語「活性化」は、例えば流路に沿って液体連絡を確立することによるような、
または例えば駆動圧力差を開始させることによるような、部材が使用条件に置か
れることを意味しており、さらにこれは使用者の使用前活性化をシミュレートす
る機械的活性化によって達成できる(それによって任意で部材内で真空を作り出
して機械的拡張を許容するために、例えば留め具、もしくは接着剤を備えた剥離
紙のストリップのような拘束手段の取り外し、または包装シールの除去)。
【０４０３】 活性化はさらにまた、例えばｐＨもしくは温度変化、放射線もしくはその他の
ような部材内に伝達された別の刺激によっても達成することができる。活性化は
さらにまた、一定可溶特性を有するような液体との相互作用、または濃度を変化
させること、または酵素のような活性化成分を有していることによっても達成で
きる。これはまた、輸送液体自体によっても達成でき、さらにこれらの場合には
部材は輸送液体を代表している試験液中に浸漬させられ、任意で真空ポンプを使
用して空気が除去され、３０分間平衡化させられなければならない。その後、部
材は液体から取り出され、過剰な液体の滴下を許容するために目の粗いメッシュ
(例、１４番メッシュふるい)上に置かれる。
【０４０４】 閉鎖システム試験 原理： 本試験は、輸送材料もしくは部材が本発明の原理を満たすかどうかを評価する
ための実行するのが単純なツールを提供する。本試験は、材料もしくは部材を除
外するためには有用ではない。すなわち材料もしくは部材が閉鎖システム試験に
合格しない場合、それは本発明に従った液体輸送部材である場合もない場合もあ
る。
【０４０５】 第１に、試験試料は上記に記載した通りに活性化され、重量が監視される。そ
の後、試験試料はサンプルの最大伸長部が本質的に重力ベクトルと整列するよう
な位置で吊り下げられる、もしくは支持される。例えば、サンプルは水平に対し
て９０°近くの角度で配列された支持ボードもしくはメッシュによって支持する
ことができる、またはサンプルは垂直位置でストラップもしくはバンドによって
吊り下げることができる。
【０４０６】 次の工程として、壁領域はサンプルの最上および最低部分、すなわちサンプル
が対向する隅を有する場合にはこれらの隅で、サンプルが湾曲したもしくは丸み
を帯びた周囲を有する場合にはサンプルの上部および下部において開口させられ
る。開口部のサイズは、追加の圧力もしくは絞りを行わなくても液体が下方開口
部を通過することができ、空気が上方開口部を通過できるようでなければならな
い。典型的には、少なくとも２ｍｍの内接円の径を有する開口部が適切である。
【０４０７】 開口は、例えばはさみ、クリッピングトング、針、鋭利なナイフもしくは外科
用メスおよびその他を使用することのようないずれかの適切な手段によって実施
できる。スリットがサンプルに適用される場合は、それは二次元開口部を作成で
きるようにスリットの側面が相互から離れて動くように行わなければならない。
あるいはまた、カットが壁材料の一部を取り除き、それによって開口部を作成す
ることもできる。
【０４０８】 追加の重量が加わらないように、または圧力もしくは絞りがサンプルに働かな
いように注意を払わなければならない。同様に、重量差を計算するときに正確に
考慮に入れることができない限りは、開口手段によって液体が除去されないよう
に注意を払わなければならない。
【０４０９】 その重量を監視する(例、はかりの上に置かれているペトリ皿中の液体を捕捉
することによって)、あるいはまた、材料もしくは部材の重量を１０分後に測定
して初期重量と比較することもできる。
【０４１０】 該当する場合には、過剰な蒸発が発生しないように注意を払わなければならな
いが、これは試験時間に渡ってそれを開放させずにサンプルの重量損失を監視し
、さらにその後それに従って結果を補正することによって測定できる。
【０４１１】 滴下重量が初期総重量の３％以上である場合には、試験された材料もしくは部
材は本試験に合格しており、本発明に従った液体輸送部材である。
【０４１２】 滴下重量が初期総重量の３％未満である場合は、本試験ではその材料が本発明
に従った液体輸送部材であるかどうかの評価を行うことができない。
【０４１３】 沸点圧力(ポート領域) 下記の方法は、ポート領域もしくはポート領域のために有用な材料の沸点圧力
を評価することが望ましい場合に適用される。
【０４１４】 第１に、ポート領域もしくはポート領域材料は実施例Ａ−１で記載されたよう
に漏斗およびチューブと接続させられる。それによって、チューブの下端は開口
されたままになる、すなわちポート領域材料によって被覆されない。チューブは
十分な長さでなければならない、すなわち１０ｍまでの長さが必要とされる可能
性がある。
【０４１５】 試験材料が極めて薄い場合、もしくは壊れやすい場合、それを漏斗およびチュ
ーブと接続させる前に極めて開口性の支持構造(例、開口気孔不織布材料の層)に
よって支持することが適切な場合がある。試験試料のサイズが十分ではない場合
、漏斗はより小さな漏斗(例、ドイツのニッデラウに所在のFisher Scientificか
らの製品番号＃６２５ ６１６ ０２)に取替えることができる。試験試料のサ
イズが大き過ぎる場合は、漏斗に適合するように代表的断片を切り出すことがで
きる。
【０４１６】 試験液は輸送される液体であってよいが、比較を容易にするために、試験液は
例えば製品番号１．０８６０３を付けてドイツのダルムシュタットに所在のMERC
K KGaAから入手できるようなTRITON X-100の蒸留水もしくは脱イオン水に溶解さ
せた、従って下記で説明される表面張力試験方法に従って測定したときに３３ｍ
Ｎ/ｍの表面張力を生じさせる０．０３％水溶液でなければならない。
【０４１７】 装置には試験液が満たされた十分なサイズのリザーバ内に浸漬させ、真空ポン
プを用いて残っている空気を除去することによって試験液が充填される。
【０４１８】 漏斗の下方(開口)端をリザーバ内の液体内に保持しながら、ポート領域を含む
漏斗の部分が液体から取り出される。適切な場合、しかし必ずしも必要ではない
が、ポート領域材料を含む漏斗は水平に配列されたままでなければならない。
【０４１９】 ポート材料をリザーバの上方にゆっくりと持ち上げ続けながら、高さが監視さ
れ、さらに漏斗もしくはポート材料自体を通して気泡が漏斗の内側内の材料に進
入し始めるかどうかが注意深く観察される(任意で適切な照明に助けられて)。こ
の時点で、リザーバの上方の高さが沸点圧力高さであると記録される。
【０４２０】 この高さＨから沸点圧力ｂｐｐは次のように計算される：ＢＰＰ＝ρ・ｇ・Ｈ式
中、ρは液体密度、ｇは重力定数(ｇ≒９．８１ｍ/ｓ2)。
【０４２１】 特に約５０ｋＰａを超える沸点圧力においては、例えば濾過システムにおいて
使用される膜についての沸点圧力を評価するために一般に使用されるような代替
決定方法を使用できる。
【０４２２】 このとき、湿潤した膜は、１つが高い気体圧(例、空気圧)下に設定されている
２つの気体充填チャンバーに分離され、最初の気泡が「破過」したときの点が記録
される。あるいはまた下記の試験方法のセクションで説明されるように、沸点圧
力決定のためにＰＭＩ透過率計もしくは多孔率計を使用することができる。
【０４２３】 沸点圧力(液体輸送部材) 液体輸送部材(ポート領域もしくはポート領域材料の代わりに)の沸点圧力を測
定するためには、下記の方法に従うことができる。
【０４２４】 第１に、部材は上記の通りに活性化される。試験液は輸送される液体であって
よいが、比較を容易にするために、試験液は例えば製品番号１．０８６０３を付
けてドイツのダルムシュタットに所在のMERCK KGaAから入手できるようなTRITON
X-100の蒸留水もしくは脱イオン水に溶解させた、従って下記で説明される表面
張力試験方法に従って測定したときに３３ｍＮ/ｍの表面張力を生じさせる０．
０３％水溶液でなければならない。
【０４２５】 評価中のポート領域の一部は、緊密に密封(例えば上記で説明されたPattexTM
接着剤を用いて)されたチューブ/パイプによって接続された真空ポンプに接続さ
れる。
【０４２６】 ポート領域の１部分だけが接続され、チューブで被覆された部分の隣のポート
領域の他の部分はまだ被覆されておらず、周囲空気に接触しているように注意を
払わなければならない。
【０４２７】 真空ポンプは周囲圧力Ｐatmから約１００ｋＰａへ増加する種々の圧力ｐvacへ
設定できなければならない。試験装置(しばしばポンプと統合されている)は周囲
空気との圧力差(Δｐ＝ｐatm−ｐvac)および気体流量を監視できなければならな
い。
【０４２８】 その後、ポンプは軽い真空を作り出すためにスイッチが入れられ、これは試験
中に段階的作動で上昇させられる。圧力上昇の量は望ましい精度に依存するが、
容認できる結果を提供する典型的数値は０．１ｋＰａである。
【０４２９】 各レベルで、流動は経時的に監視され、Δｐの上昇後直ちに、流動は主として
増加するが、これはポンプと膜との間のチューブから気体が除去されるためであ
る。しかしこの流動は、むしろ直ぐに横ばい状態になり、平衡Δｐが確立される
と、流動は実質的に停止するであろう。これは典型的には約３分後に到達する。
【０４３０】 この工程変化の増加は破過点まで続き、圧力の工程変化の後には低下しないが
、経時的に本質的に一定の平行レベルに到達した後に残っている気体の流動によ
って観察できる。
【０４３１】 この状態の１工程前の圧力Δｐは液体輸送部材のｂｐｐである。
【０４３２】 約９０ｋＰａを超える沸点圧力を有する材料については、一定の監視された程
度によって試験試料を取り囲んでいる周囲圧力を増加させることが賢明もしくは
必要であろうが、これは監視されたときにΔｐへ付け加えられる。
【０４３３】 表面張力試験方法 表面張力測定法は、例えば装置の取扱説明書に記載されているようなDuNouyリ
ング法を使用してドイツのハンブルクに所在のKruess GmbHからの張力計Ｋ １０
Ｔを用いてのように、当業者にはよく知られている。イソプロパノールおよび脱
イオン水を用いてガラス製品を洗浄した後に、ガラス製品は１０５℃で乾燥させ
られる。白金リングが赤熱するまでブンゼンバーナーの上方でで加熱される。張
力計の精度を検査するために、第１標準測定値が入手される。データの一貫性を
保証するために試験は適切な数だけ繰り返し実施される。ｍＮ/ｍの単位で表示
される結果として生じる表面張力を使用して、各液体/固体/気体システムの粘着
表面張力値および表面エネルギーパラメーターを決定することができる。蒸留水
は、一般に７２ｍＮ/ｍの表面張力値を示し、Ｘ−１００の０．０３％水溶液は
３３ｍＮ/ｍの表面張力を示す。
【０４３４】 液体輸送試験 下記の試験は、入口および出口ポート領域間で一定輸送路長さＨ0を備えた限
定された入口および出口ポート領域を有する液体輸送部材に適用することができ
る。例えばそれらが１種の均質な材料で製造されているので各ポート領域を決定
できない部材については、これらの領域は意図された使用を考察すること、従っ
て各ポート領域を限定することによって限定されてもよい。
【０４３５】 試験を実行する前に、液体輸送部材は必要ならば上記で説明された通りに活性
化されなければならない。
【０４３６】 試験試料は例えばホルダーから吊り下げることによって、液体リザーバの上方
に垂直位置で置かれるが、このとき入口ポートはリザーバ内の液体中に完全に浸
漬されたままとなる。出口ポートは、例えば外径６ｍｍの柔軟性チューブによっ
て真空ポンプに接続され、任意でサンプルとポンプとの間に接続されたセパレー
ターフラスコを用いて−および液体輸送部材について上記の沸点圧力法で記載さ
れたように気密な方法で密封される。真空吸引圧力差は監視して調整することが
できる。
【０４３７】 出口ポートの最低点がリザーバ内の液面上方の高さＨ0となるように調整され
る。
【０４３８】 圧力差は、ゆっくりと圧力Ｐ0＝０．９ｋＰａ＋ρｇＨ0へ増加させられるが、
式中、ρは液体密度、ｇは重力定数(ｇ≒９．８１ｍ/ｓ2)である。
【０４３９】 この圧力差に到達した後、リザーバ内の液体の重量の減少は、好ましくはリザ
ーバをリザーバの重量を測定するはかり上に配置し、はかりをコンピューター装
置に接続することによって監視される。初期の不安定な低下の後(典型的には約
１分間以上要する)、リザーバ内の重量低下は一定となるであろう(すなわち、グ
ラフデータ表示において直線を示す)。この経時的な一定重量低下は、０．９ｋ
Ｐａの吸引圧および高さＨ0での液体輸送部材の流量(単位、ｇ/ｓ)である。
【０４４０】 ０．９ｋＰａの吸引圧および高さＨ0での液体輸送部材の対応する流束量は、
ｇ/ｓ/ｃｍ2で表される流路に沿った液体輸送部材の平均断面積で流量を割るこ
とによって流量から計算される。
【０４４１】 リザーバ内の液面が１ｍｍを超えて変化しないようにリザーバが十分に大きい
ように注意を払わなければならない。
【０４４２】 さらに、液体輸送部材の有効透過率は流束量を流路に沿った平均長さおよび駆
動圧力差(０．９ｋＰａ)で割ることによって計算することができる。 液体透過率試験 一般に、試験は例えばペンシルバニア州キャンプヒルに所在のJayco Pharmace
uticals Companyから入手できるJayco SynUrineを用いてのように輸送液体を表
す適切な試験液を用いて実施でき、さらに約２３±２℃の室温および５０±１０
％の相対湿度の制御実験室条件下で操作できる。しかし、本出願のために、およ
び特に例えば米国特許第Ａ−５，５６３，１７９号または米国特許第Ａ−５，３
８７，２０７号に開示されているようなポリマーフォーム材料を使用するときに
は、試験を３１℃の高温およびさらに試験液として脱イオン水を使用することで
実施することがより有用であることが発見されている。
【０４４３】 この透過率試験は、２つの特殊条件についての透過率に対する尺度を提供する
：どちらの透過率も１００％飽和で広範囲の多孔質材料(例、合成繊維から製造
された不織布、またはセルロース系構造)、またはそれらについて相違する飽和
度での透過率は様々な厚さで容易に測定できる例えば虚脱可能なポリマーフォー
ムのような空気を充填せずとも径における比例変化を伴って相違する飽和度に達
する材料について測定できる。
【０４４４】 原則的に、この試験はダルシーの法則(Darcy's law)に基づいており、それに
従うといずれかの多孔性媒体を通る液体の流量は圧力勾配に比例しており、その
比例はコンスタントに透過率に関連している。 Ｑ/Ａ＝(ｋ/η)*(ΔＰ/Ｌ) 式中： Ｑ＝流量[ｃｍ3/ｓ]； Ａ＝断面積[ｃｍ2]； ｋ＝透過率(ｃｍ2)(１ダルシーは９．８６９*１０-13ｍ2に相当する)； η＝粘度(ポアズ)「Ｐａ*ｓ」； ΔＰ/Ｌ＝圧力勾配[Ｐａ/ｍ]； Ｌ＝サンプルの径[ｃｍ]。
【０４４５】 従って、透過率は−一定もしくは所定サンプル断面積および試験液粘度に対し
て−圧力低下およびサンプルを通る容量の測定によって計算することができる： ｋ＝(Ｑ/Ａ)*(Ｌ/ΔＰ)η 本試験は、第１は経平面透過率(すなわち、流動の方向が本質的に材料の厚さ
寸法に沿っている)、第２は平面内透過率(すなわち、流動の方向が材料のｘ−ｙ
方向にある)の２つの変形で実行することができる。
【０４４６】 経平面透過率試験のための試験装置は、サンプルセルの全体的装置および−挿
入図としての−一定比率を使用せずに部分的に拡大された断面図である図１９に
見ることができる。
【０４４７】 この試験装置は、上方(１９１２１)および下方(１９１２２)部分を有する概し
て円形もしくは円筒形サンプルセル(１９１２０)を備えている。これらの部分の
距離は、三方各々の周囲に配列されたキャリパー計(１９１４５)および調整ネジ
(１９１４)によって測定でき、従って調整できる。さらに、この装置は流入リザ
ーバ(１９１５０)並びにチューブ(１９１８０)のための高さ調節具(１９１７０)
、サンプルセルと装置の残りとを接続するためのクイックリリース取付具(１９
１８９)、その他の弁(１９１８２，１９１８４，１９１８６，１９１８８)を含
む数個の液体リザーバ(１９１５０，１９１５４，１９１５６)を備えている。差
圧トランスデューサー(１９１９７)はチューブ(１９１８０)によって上方圧力検
出点(１９１９４)および下方圧力検出点(１９１９６)へ接続されている。弁を制
御するためのコンピューター装置(１９１９０)はさらに結線を使用して差圧トラ
ンスデューサー(１９１９７)、温度プローブ(１９１９２)、および重量はかり付
きロードセル(１９１９８)へ接続されている。
【０４４８】 径１インチ(約２．５４ｃｍ)を有する円形サンプル(１９１１０)は、例えばタ
イゴン(tygon)チューブのような柔軟チューブ(１９１８０)によって流入継手(１
９１３２)を通して流入リザーバ(１９１５０)へ、および流出継手(１９１３３)
を通して流入リザーバ(１９１５４)へ取り付けられている２枚の内径１インチ(
約２．５４ｃｍ)の円筒形部分(１９１２１，１９１２２)から作られているサン
プルセル(１９１２０)の内側の２枚の多孔質スクリーン(１９１３５)の間に置か
れる。クローズドセルフォームガスケット(１９１１５)がサンプルの側面周囲で
の漏れ保護を提供する。試験サンプル(１９１１０)は望ましい湿潤圧縮に相当す
るキャリパー(厚み)に圧縮させられており、他に特別に言及されない限りは０．
２ｐｓｉ(約１．４ｋＰａ)にセットされる。定常状態流動を達成するために液体
がサンプル(１９１１０)を通って流される。サンプル(１９１１０)を通る定常状
態流動が確立されると、流量および圧力低下がロードセル(１９１９８)および差
圧トランスデューサー(１９１９７)を使用して時間の関数として記録される。実
験は８０ｃｍ水柱(約７．９ｋＰａ)までのいずれかの圧力ヘッドで実施すること
ができ、これは高さ調節装置(１９１７０)によって調整できる。これらの測定か
ら、サンプルに対する様々な圧力での流量を決定することができる。
【０４４９】 本装置は、例えば２/９７の各ユーザーマニュアルに詳細に説明されていて、
ＰＭＩ液体透過率計の名称をつけて米国ニューヨーク州イサカに所在のPorous M
aterials, Inc.によって供給されるような液体透過率計として市販で入手可能で
あり、さらに本書の説明に従って修正される。この装置は、同様に前記パンフレ
ットに明記されている多孔質スクリーン(1９１３５)としての２枚のステンレス
スチール・フリットを含有している。本装置は、サンプルセル(１９１２０)、流
入リザーバ(１９１５０)、流出リザーバ(１９１５４)、および汚物リザーバ(１
９１５６)並びに各充填および排出弁および継手、電子式はかり、さらにコンピ
ューター式監視および弁制御装置(１９１９０)から構成される。
【０４５０】 ガスケット材料(１９１１５)は、例えば米国オハイオ州シンシナティに所在の
Netherland Rubber Companyによって供給されるようなクローズドセル・ネオプ
レンスポンジＳＮＣ−１(ソフト)である。１/１６"〜１/２"(約０．１５９ｃｍ
〜約１．２７ｃｍ)の厚さの範囲を対象とするために１/１６"(約０．１５９ｃｍ
)刻みの様々な厚さを備えた材料セットが利用できなければならない。
【０４５１】 さらに、各弁を作動させるためには少なくとも６０ｐｓｉ(４．１ｂａｒ)の加
圧空気供給装置が必要とされる。
【０４５２】 試験はその後、下記の工程によって実行される： １)試験サンプルの調製： 予備試験において、１層もしくは２層以上の試験サンプルの層が必要とされる
かどうかが決定され、このとき下記に略述される試験が最低および最高圧で実行
される。層の数はその後、試験中に最低圧低下時の０．５ｃｍ3/秒から最高圧低
下１５ｃｍ3/秒でのまでの間の流量を維持できるように調整される。サンプルに
ついての流量は、同一圧低下時のブランクについての流量より小さくなくてはな
らない。サンプル流量が一定圧低下に対してブランクの流量を越えている場合に
は、流量を低下させるためにより多くの層を付け加えなければならない。
【０４５３】 サンプルサイズ：サンプルは、例えば米国オハイオ州クリーブランドに所在の
McMaster-Carr Supply Companyによって供給されるようなアーチパンチを使用す
ることによって１"(約２．５４ｃｍ)径にカットされる。必要な操作中にサンプ
ルの構造を維持するためにはそれらの内部強度もしくは完全性が小さ過ぎる場合
は、例えばＰＥＴスクリムもしくはネットのような従来型の低坪量支持手段を付
け加えることができる。
【０４５４】 こうして、少なくとも２つのサンプル(必要な場合には、各々必要な数の層か
ら作られる)がプレカットされる。その後、他に特別に言及されていない場合に
はこれらの内の１つが実験が実施される温度(７０°Ｆ(３１℃))の脱イオン水中
で飽和させられる。
【０４５５】 湿潤サンプルの厚みは、(必要であれば３０秒間の安定化時間の後に)１ １/
８"(約２．８６ｃｍ)の押さえ径を有し、他に必要とされない限りはサンプル(１
９１１０)上に０．２ｐｓｉ(約１．４ｋＰａ)の圧力をかける従来型キャリパー
計(例、米国マサチューセッツ州ウォルサムに所在のＡＭＥＳによって供給され
る)を使用することによって実験が実行される望ましい圧縮圧下で測定される。
【０４５６】 ガスケット材料の適切な組み合わせは、ガスケッチングフォーム(１９１１５)
の全厚さが湿潤サンプルの厚さの１５０〜２００％の間となるように選択される
(全体の望ましい厚さを達成するためには様々な厚さのガスケット材料の組み合
わせが必要となる可能性があることに留意すること)。ガスケット材料(１０１１
５)は径が３"の円形サイズにカットされ、さらにアーチパンチを使用して中央に
１インチ(２．５４ｃｍ)の穴がカットされる。
【０４５７】 湿潤するとサンプルの寸法が変化する場合には、サンプルは湿潤状態で必要な
径が得られるようにカットされなければならない。これはさらにまた、各寸法を
監視することで、この予備試験で評価することもできる。これらの変化が、間隙
が形成される、またはサンプルが多孔質スクリーンもしくはフリットに平滑に接
触するのを妨害するような皺を形成するようなものである場合は、それに従って
カット径を調整しなければならない。
【０４５８】 試験サンプル(１９１１０)はガスケットフォーム(１９１１５)内の穴の内側に
置かれ、さらにサンプルがスクリーン(１９１３５)と平らかつ平滑に接触してい
て、側面に間隙が形成されないことを保証しながら、その複合体がサンプルセル
の下半分の上部に置かれる。
【０４５９】 試験セル(１９１２１)の上部は実験室の作業台(または他の水平面)上に平坦に
置かれ、その上に取り付けられた全３つのキャリパー計(１９１４５)がゼロ調整
される。
【０４６０】 試験セル(１９１２１)の上部はその後、試験サンプル(１９１１０)を含むガス
ケット材料(１９１１５)が２つの部分の間に収まるように、下部部分(１９１２
２)上に配置される。上部および下部はその後、３つのキャリパー計が上記の各
圧力下で湿潤サンプルについて測定されたのと同一値に調整されるように固定ネ
ジによって締め付けられる。
【０４６１】 ２)実験を準備するために、コンピュータ装置(１９１９０)上のプログラムが
開始され、サンプル識別、各圧力その他が入力される。
【０４６２】 ３)試験は、最初の圧力を最低圧にして、１サンプル(１９１１０)に対して数
回の圧力サイクルについて実行される。個々の圧力ランの結果はコンピュータ装
置(１９１９０)によって別々の結果ファイルに入力される。データは下記で説明
されるような計算のためにこれらのファイル各々から取り出される。(材料のそ
の後の実験ランのためには別のサンプルが使用されなければならない)。
【０４６３】 ４)流入液体リザーバ(１９１５０)が必要な高さに設定され、コンピューター
装置(１９１９０)上で試験が開始される。
【０４６４】 ５)その後、サンプルセル(１９１２０)は急速継手(１９１８９)を用いて透過
率計装置内に配置される。
【０４６５】 ６)サンプルセル(１９１２０)が通気弁(１９１８８)および下部充填弁(１９１
８４，１９１８６)を開くことによって充填される。この工程中、システムから
気泡を取り除くために注意を払わなければならないが、これはサンプルセルを垂
直に回転させ、気泡が存在する場合はこれを透過率計からドレーンを通して排気
させることによって達成できる。
【０４６６】 サンプルセルがチャンバー(１９１２１)の上部に取り付けられたタイゴンチュ
ーブまで充填されたら、気泡はこのチューブから汚物リザーバ(１９１５６)内に
除去される。
【０４６７】 ７)気泡を注意深く除去した後、下部充填弁(１９１８４，１９１８６)が閉鎖
され、さらに同様に全ての気泡を注意深く除去しながら上部に充填できるように
上部充填弁(１９１８２)が開かれる。
【０４６８】 ８)液体リザーバには満量線(１９１５２)まで試験液が充填される。
【０４６９】 その後、コンピューター装置(１９１９０)をスタートさせることによってサン
プルを通っての流動が開始される。
【０４７０】 サンプルチャンバー内の温度が必要な数値に到達した後に、実験を開始する準
備が整う。
【０４７１】 コンピューター装置(１９１９０)によって実験を開始すると、液体流出の流れ
は自動的に汚物リザーバ(１９１５６)から流出リザーバ(１９１５４)へ転換され
、圧力低下および温度が数分間についての時間の関数として監視される。
【０４７２】 プログラムが終了すると、コンピューター装置は記録されたデータを提供する
(数的および/またはグラフ形式で)。
【０４７３】 望ましい場合には、同一試験サンプルを使用して様々な圧力ヘッドで、圧力を
ラン毎に増加させることによって、透過率を測定することができる。
【０４７４】 実験装置、特にフリット、ロードセル、熱電対および圧トランスデューサーは
装置供給業者の取扱説明書に従って２週間毎に清掃し、少なくとも週１回は校正
しなければならない。
【０４７５】 差圧はサンプルセルの上部および下部にある圧力プローブ測定点(１９１９４
，１９１９６)に接続された差圧トランスデューサーによって記録される。チャ
ンバー内には記録される圧力に加わる他の流動抵抗が存在する可能性があるので
、各実験はブランクランによって補正されなければならない。ブランクランは、
毎日１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０ｃｍで要請された圧力で
実施されなければならない。透過率計は各実験に対して平均試験圧およびさらに
平均流量を出力するであろう。
【０４７６】 サンプルが試験された各圧力に対して、流量はさらに補正圧(Corrected Press
ure)を生じさせるために各高さで記録された圧力差での平均試験圧(Mean Test P
ressure)(実際圧)(Actual Pressure)を補正するコンピューター装置(１９１９０
)によってブランク補正圧(Blank Corrected Pressure)として記録される。この
補正圧は、下記の透過率方程式で使用しなければならないＤＰである。
【０４７７】 透過率は、その後各要請圧で計算され、試験される材料についてのｋを決定す
るためには全透過率が平均化されなければならない。
【０４７８】 各サンプルについて各ヘッドで３回の測定が実施され、結果が平均化され、標
準偏差が計算されなければならない。しかし、同一サンプルを使用して、各ヘッ
ドで透過率を測定し、さらにその後第２回および第３回目の試験を実施するため
には新規サンプルが使用されなければならない。
【０４７９】 上記で説明された経平面透過率試験と同一条件下での平面内透過率の測定は、
サンプルセルだけの一定比率ではないが部分的拡大図を示している図２０Ａおよ
び図２０Ｂに概略的に示されているように上記の装置を修正することによって達
成できる。同等の要素は、図２０のサンプルセルが図１９の番号(１９１１０)に
関連して表記されている(２０２１０)等々のように同等に表記されている。従っ
て、図１９の経平面的単純化サンプルセル(１９１２０)は、液体が一方向(サン
プルがセル内でどのように置かれているかに依存して流れ方向もしくは横断方向
のどちらか)にのみ流れることができるように設計されている平面内単純化サン
プルセル(２０２２０)に取り替えられている。壁に沿った液体のチャネリング(
壁作用)は間違った高い透過率示度を生じさせる可能性があるので、これを最小
限に抑えるために注意を払わなければならない。
【０４８０】 サンプルセル(２０２２０)は、充填チューブがセル(２０２２０)の下部にある
流入継手(２０２３２)に向けられていることを除いて、本質的に上記の経平面試
験におけるサンプルセル(１９１２０)について説明されたように装置内に配置さ
れるように設計されている。図２０Ａはサンプルセルの部分拡大図を示しており
、図２０Ｂはサンプルレベルを通る断面図を示している。
【０４８１】 試験セル(２０２２０)は２つの部分から作られている：フランジ付きの長方形
の箱のような下部部分(２０２２５)、および下部部分(２０２２５)の内側に適合
し、同様にフランジを有する上部部分(２０２２３)。試験サンプルは２インチ×
２インチ(約５．１ｃｍ×５．１ｃｍ)のサイズにカットされ、下部部分内に置か
れる。サンプルチャンバーの上部部分(２０２２３)はその後下部部分(２０２２
５)内に配置され、試験サンプル(２０２１０)上に納まる。緊密な密封を提供す
るために上部部分(２０２２３)には圧縮不能なネオプレンラバーシール(２０２
２４)が取り付けられる。試験液は流入リザーバからタイゴン・チューブおよび
流入継手(２０２３２)を通ってサンプルスペースへ、さらには流出継手(２０２
３３)を通って流出リザーバ(２０２３２)へ流れる。この試験の実行においてサ
ンプルセルを通過する液体の温度制御は低流量のために不十分である可能性があ
るので、サンプルは加熱装置(２０２２６)によって望ましい試験温度に維持され
、それによって温度調節された水が加熱チャンバー(２０２２７)を通ってポンプ
で送り出される。試験セル内の間隙は望ましい湿潤圧縮、通常は０．２ｐｓｉ(
約１．５ｋＰａ)に対応するキャリパー(厚み)で設定される。０．１ｍｍ〜２０
．０ｍｍのサイズ範囲のシムを使用して、任意で数本のシムの組み合わせを使用
して、正確なキャリパーが設定される。
【０４８２】 実験の開始時には、試験セル(２０２２０)は９０°回転させられ(サンプルは
垂直になる)、試験液は下部からゆっくりと流入させられる。これは、全ての空
気がサンプルおよび流入/流出継手(２０２３２/２０２３３)から排気されるのを
保証するために必要である。次に、試験セル(２０２２０)はサンプル(２０２１
０)を水平にできるように元の位置に回転させて戻される。引続いての手順は、
経平面透過率について上記で説明された手順と同一である、すなわち流入リザー
バが望ましい高さに置かれ、流動が平衡するに任され、さらに流量および圧力低
下が測定される。透過率はダルシーの法則(Darcy's law)を使用して計算される
。この手順がより高圧力についても同様に繰り返される。
【０４８３】 きわめて低い透過率を有するサンプルについては、例えば高さを伸長させるこ
とによって、または測定可能な流量を入手するためにリザーバ上に追加の空気圧
を適用することによってのように、駆動圧を増加させることが必要な場合がある
。平面においては、透過率はサンプルが試験セルにおいてどのように配置されて
いるかに依存して、流れ方向および横断方向において別々に測定することができ
る。 孔径の測定 孔径の光学的測定は、特に当業者にはよく知られている標準画像解析方法を使
用することにより薄層の多孔質システムに対して使用される。
【０４８４】 この方法の原理は次の工程から構成される：１)厚いサンプルをより薄いシー
トにスライスすること、またはサンプル自体が薄い場合にはそれを直接に使用す
ることのいずれかによって、薄層のサンプル材料が調製される。用語「薄い」は、
顕微鏡下で明確な横断画像を許容するために十分に小さなサンプル厚さを達成す
ることに関する。典型的なサンプルの厚さは２００μｍ未満である。２)顕微鏡
画像は適切な倍率を使用するビデオ顕微鏡によって入手される。最高の結果は、
前記画像上で約１０〜１００個の孔を視認できる場合に入手される。画像はその
後、Windows 95がインストールされた典型的なＩＢＭ互換型ＰＣ上で実行される
Bio Scan Corp.によるOPTIMASのような標準画像解析パッケージによってデジタ
ル化される。良好な結果を入手するためには十分なピクセル解像度(好ましくは
、少なくとも１，０２４×１，０２４ピクセル)のフレームグラバーが使用され
なければならない。３)画像は、画像上で視認可能な孔が対象領域として白色で
マーキングされ、残りが黒色のまま残るように、適切な閾値レベルを使用してバ
イナリー画像に転換される。OPTIMASの名称で入手できるような自動閾値設定方
法を使用できる。４)個々の孔(対象)の面積が決定される。OPTIMASは面積の完全
自動測定を提供する。５)各孔についての等価半径は、孔と同一面積を有するで
あろう円によって決定される。Ａが孔の面積である場合、等価半径はＲ＝(Ａ/π
)1/2によって与えられる。平均孔径は、その後標準統計規則を用いて孔径分布か
ら決定できる。余り均一ではない孔径を有する材料については、決定のために少
なくとも３つのサンプルを使用することが推奨される。
【０４８５】 孔径を決定するために有用なまた別の装置は、例えばさらに２/９７の各ユー
ザーマニュアルにおいて詳述されているような名称ＰＭＩ液体透過率計型番号Ｃ
ＦＰ−１２００ＡＥＸＩを付けて米国ニューヨーク週イサカに所在のPorous Mat
erials, Inc.によって供給される透過率計のような市販で入手できる多孔率計ま
たは透過率試験装置である。
【０４８６】 需要吸収力試験 受容吸収力試験は、液体処理部材の液体吸収能力を測定することおよびゼロ静
水圧に対する液体処理部材の吸収速度を測定することを目的とする。本試験はさ
らにまた、液体処理部材を含有する体液を管理するための装置に対しても実行す
ることができる。
【０４８７】 本試験を実行するために使用される装置は、フレーム上に吊り下げられた液体
処理部材を保持するために十分なサイズの正方形のバスケットから構成される。
正方形のバスケットの少なくとも下面は、液体取込みに対する実質的な流動抵抗
を伴わずにバスケット内への液体浸透を許容する開口メッシュから構成されてい
る。例えば、少なくとも７０％の開口面積を有し、１ｍｍのワイヤー径を有する
ステンレススチールから作られている裸線、および約６ｍｍの目の粗いメッシュ
サイズが本試験のセットアップに適切である。さらに、この目の粗いメッシュは
、それが試験試料がその全容量まで充填されたときに試験試料の負荷下で実質的
に変形しないように十分な安定性を示さなければならない。
【０４８８】 バスケットの下には、液体リザーバが用意される。バスケットの高さは、バス
ケットの内側に配置される試験試料が液体リザーバ内の液体表面と接触させられ
るように調整することができる。液体リザーバは測定中に約０．０１ｓｅｃ毎に
液体の重量を読み取るためにコンピューターへ接続された電子はかり上に配置さ
れる。装置の寸法は、試験される液体処理部材がバスケット内に適合するように
、および液体処理部材の予定液体収集ゾーンがバスケットの下面と接触するよう
に選択される。液体リザーバの寸法は、リザーバ内の液体表面の高さが測定中に
実質的に変化しないように選択される。液体処理部材を試験するために有用な典
型的リザーバは少なくとも３２０ｍｍ×３７０ｍｍのサイズを有し、少なくとも
約４，５００ｇの液体を保持することができる。
【０４８９】 試験の前に、液体リザーバには合成尿が充填される。合成尿の量および液体リ
ザーバのサイズは、試験される液体処理部材の液体容量がリザーバから除去され
たときに液体リザーバ内の液面が変化しないように十分でなければならない。
【０４９０】 試験のための液体および環境の温度は、部材の使用中条件を反映していなけれ
ばならない。乳幼児用おむつにおいて使用するための典型的温度は環境について
は摂氏３２℃および合成尿については摂氏３７℃である。試験は、試験される部
材が温度に関する吸収特性の依存性を有していない場合には、室温で実施されて
よい。
【０４９１】 試験は、メッシュがリザーバ内の合成尿内に完全に浸漬されるまで空のバスケ
ットの位置を下げることによってセットアップされる。バスケットはその後、ほ
ぼゼロ静水圧吸引を確立するために約０．５〜１ｍｍ再び上昇させられるが、液
体がメッシュと接触したままであるように注意を払わなければならない。必要な
場合は、メッシュは液体と接触させるために下げさせて、ゼロレベルを再調整す
る必要がある。
【０４９２】 本試験は下記によって開始される： １．電子はかりの測定を開始する； ２．部材の収集ゾーンが液体と接触するように液体処理部材をメッシュ上に置
く； ３．部材をメッシュにより良好に接触させるため２１６５Ｐａの圧力を提供す
るために直ちに部材の上部に小さい重量を追加する。
【０４９３】 試験中、液体処理部材による液体取り込みは、液体リザーバ内の液体の重量減
少を測定することによって記録される。試験は３０分後に停止される。
【０４９４】 試験の終了時、液体処理部材の総液体取り込み量が記録される。さらに、液体
処理部材がその全液体取り込み量の８０％を吸収した後の時間が記録される。ゼ
ロ時間は、部材の吸収が始まった時間であると定義されている。液体処理部材の
初期吸収速度は、重量対時間測定値曲線の初期線形勾配から得られる。
【０４９５】 ティーバッグ遠心分離能力試験(ＴＣＣ試験) ＴＣＣ試験は特に超吸収性材料のために開発されたのではあるが、これは他の
吸収性材料にも容易に適用することができる。
【０４９６】 ティーバッグ遠心分離能力試験は、吸収性材料における液体の貯留の尺度であ
るティーバッグ遠心分離能力値を測定する。
【０４９７】 吸収性材料は、重量で０．９％の塩化ナトリウム溶液中に２０分間浸漬させら
れ、さらにその後３分間遠心分離させられる「ティーバッグ」内に配置される。保
持された液体重量対乾燥材料の初期重量の比率は吸収性材料の吸収能力である。
【０４９８】 蒸留水中に溶解させた重量で０．９％の塩化ナトリウム溶液２リットルが２４
ｃｍ×３０ｃｍ×５ｃｍの寸法を有するトレイ内に注入される。液体充填高さは
約３ｃｍでなければならない。ティーバッグ・パウチは６．５ｃｍ×６．５ｃｍ
の寸法を有し、ドイツのデュッセルドルフに所在のTeekanneから入手可能である
。このパウチは標準キッチン用プラスチックバッグシール装置(例、ドイツのKru
ps社からのVACUPACK2 PLUS)を用いてヒートシール可能である。
【０４９９】 ティーバッグは注意深く部分的にカットすることによって開封され、その後計
量される。±０．００５ｇまで正確に計量された吸収性材料のサンプル約０．２
００ｇがティーバッグ内に配置される。ティーバッグはその後ヒートシーラーを
用いて閉鎖される。これはサンプルティーバッグと呼ばれる。からのティーバッ
グがシールされ、これはブランクとして使用される。
【０５００】 サンプルティーバッグおよびブランクティーバッグはその後食塩溶液の表面上
に置かれ、完全に湿潤させるためにスパチュラを用いて約５秒間水中に沈められ
る(ティーバッグは食塩溶液の表面上に浮かぶであろうが、その後完全に湿潤さ
せられる)。直ちにタイマーをスタートさせる。
【０５０１】 ２０分間の浸漬時間後、サンプルティーバッグおよびブランクティーバッグが
食塩溶液から取り出され、各バッグが遠心分離バスケットの外壁に付着するよう
にBauknecht WS130、Bosch772 NZK096もしくは等価の遠心分離装置(径２３０ｍ
ｍ)に置かれる。遠心分離装置の蓋が閉められ、遠心分離が開始され、さらに速
度が急速に１，４００ｒｐｍへ上昇させられる。遠心分離が１，４００ｒｐｍで
安定したら、タイマーがスタートされる。３分後、遠心分離が停止される。
【０５０２】 サンプルティーバッグおよびブランクティーバッグが取り出され、個別に計量
される。
【０５０３】 吸収性材料のサンプルについてのティーバッグ遠心分離能力(ＴＣｃ)は次のよ
うに計算される： ＴＣＣ＝[(遠心分離後のサンプルティーバッグ重量)−(遠心分離後のブランク
ティーバッグ重量)−(乾燥吸収性材料重量)]÷(乾燥吸収性材料重量)
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は従来のオープンサイフォンの概略図である。
【図２】 図２は本発明による液体輸送部材の概略図である。
【図３Ａ】 図３Ａは各々従来のサイフォンシステムと、本発明による液体輸送部材である
。
【図３Ｂ】 図３Ｂは各々従来のサイフォンシステムと、本発明による液体輸送部材である
。
【図４】 図４は液体輸送部材を通る概略横断面図である。
【図５Ａ】 図５Ａは各々出入口領域の厚みを決定するための概略表示である。
【図５Ｂ】 図５Ｂは各々出入口領域の厚みを決定するための概略表示である。
【図５Ｃ】 図５Ｃは各々出入口領域の厚みを決定するための概略表示である。
【図６】 図６は透過率とバブルポイント圧力の相関図である。
【図７】 図７は本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図８】 図８は本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図９】 図９は本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図９Ａ】 図９Ａは本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図９Ｂ】 図９Ｂは本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図９Ｃ】 図９Ｃは本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図１０】 図１０は本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図１１】 図１１は本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図１２Ａ】 図１２Ａは本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図１２Ｂ】 図１２Ｂは本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図１３Ａ】 図１３Ａは各々本発明による液体輸送システムである。
【図１３Ｂ】 図１３Ｂは各々本発明による液体輸送システムである。
【図１３Ｃ】 図１３Ｃは各々本発明による液体輸送システムである。
【図１４】 図１４は吸収体の概略図である。
【図１５】 図１５は液体輸送部材を備えた吸収体である。
【図１６Ａ】 図１６Ａは液体輸送部材を備えた吸収体である。
【図１６Ｂ】 図１６Ｂは液体輸送部材を備えた吸収体である。
【図１７】 図１７は液体輸送部材の特殊な実施形態である。
【図１７Ａ】 図１７Ａは液体輸送部材の特殊な実施形態である。
【図１８】 図１８は液体輸送部材の特殊な実施形態である。
【図１８Ａ】 図１８Ａは液体輸送部材の特殊な実施形態である。
【図１８Ｂ】 図１８Ｂは液体輸送部材の特殊な実施形態である。
【図１９】 図１９は液体透過率試験を示す。
【図２０Ａ】 図２０Ａは液体透過率試験を示す。
【図２０Ｂ】 図２０Ｂは液体透過率試験を示す。
【図２１Ａ】 図２１Ａは毛管吸収試験を示す。
【図２１Ｂ】 図２１Ｂは毛管吸収試験を示す。
【図２１Ｃ】 図２１Ｃは毛管吸収試験を示す。
【図２１Ｄ】 図２１Ｄは毛管吸収試験を示す。
───────────────────────────────────────────────────── 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)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (72)発明者 エールンスペルガー、ブルーノ、ヨハネス ドイツ連邦共和国、デー−65936 フラン クフルト、ベスターバッハシュトラーセ 89 (72)発明者 シュミット、マティアス ドイツ連邦共和国、デー−65510 イドシ ュタイン、アルトケーニヒベーク ３ (72)発明者 デサイ、フレッド、ナバル アメリカ合衆国、オハイオ州 45014、フ ェアフィールド、ジェームズフィールド・ コート 6383 (72)発明者 ラフォン、ゲイリー、ディーン ドイツ連邦共和国、デー−61440 オーバ ーウアゼル、エーリッヒ・オレンハウア ー・シュトラーセ 36デー (72)発明者 ヤング、ジェラルド、アルフレッド アメリカ合衆国、オハイオ州 45231、シ ンシナチ、ハースストーン・ドライブ 1101 (72)発明者 シューマン、カール、ミヒャエル ドイツ連邦共和国、デー−65812 バー ト・ゾーデン、ロベルト−シュトルツ−シ ュトラーセ 30 (72)発明者 ロー、ドナルド、キャロル アメリカ合衆国、オハイオ州 45069、ウ エスト・チェスター、エンバーウッド・コ ート 6324 Ｆターム(参考） 4C003 AA07 AA12 AA16 AA21 4C098 AA09 CC03 DD05 DD06 DD13 DD14 DD16 DD17 DD20 DD21 DD23 DD24 DD25 DD26 DD27 DD28 4F100 BA03 BA06 DA11 DD31 DJ10A DJ10B DJ10C GB15 GB31 GB66 GB72 JB04 JD01 JD05A JD05B JD05C JD14 JD16 JD16A JD16B JD16C YY00A YY00B YY00C

Claims (54)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも５ｃｍ、好ましくは少なくとも２０ｃｍの垂直高
    さＨ0に対する重力に逆らって液体を輸送するための液体輸送部材であって、こ
    のとき前記部材が前記高さＨ0での垂直液体輸送試験において試験されたときに(
    ０．９ｋＰａ＋ρｇＨ0)の吸引で少なくとも０．１ｇ/ｓ/ｃｍ2、好ましくは少
    なくとも１ｇ/ｃｍ2/ｓｅｃ、より好ましくは少なくとも５ｇ/ｃｍ2/ｓｅｃ、い
    っそうより好ましくは少なくとも１０ｇ/ｃｍ2/ｓｅｃ、またはいっそう少なく
    とも２０ｇ/ｃｍ2/ｓｅｃさえの、および最も好ましくは少なくとも５０ｇ/ｃｍ 2 /ｓｅｃの平均流束量を有する液体輸送部材。
  2. 【請求項２】 部材の第１領域が第１材料を備え、さらに部材がさらに前記
    輸送部材の隣接第２領域内に伸長する第１領域の前記第１材料と接触している追
    加要素を備えている、前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  3. 【請求項３】 前記追加要素が壁領域と接触していて隣接第２領域内に伸長
    しており、さらに液体を吸収するための前記部材の沸点圧力より小さい毛細管圧
    を有する請求項２に記載の液体輸送部材。
  4. 【請求項４】 前記追加要素が軟質層を有する請求項２もしくは３に記載の
    液体輸送部材。
  5. 【請求項５】 バルク領域の透過率対ポート領域の透過率の比率が少なくと
    も１０、好ましくは少なくとも１００、より好ましくは少なくとも１，０００、
    およびいっそうより好ましくは少なくとも１０，０００である前記請求項のいず
    れかひとつに記載の液体輸送部材。
  6. 【請求項６】 部材が７２ｍＮ/ｍの表面張力を有する水を試験液として用
    いて測定したときに少なくとも１ｋＰａ、好ましくは少なくとも２ｋＰａ、より
    好ましくは少なくとも４．５ｋＰａ、いっそうより好ましくは８ｋＰａ、最も好
    ましくは５０ｋＰａの沸点圧力を有する前記請求項のいずれかひとつに記載の液
    体輸送部材。
  7. 【請求項７】 前記ポート領域が７２ｍＮ/ｍの表面張力を有する水を試験
    液として用いて測定したときに少なくとも１ｋＰａ、好ましくは少なくとも２ｋ
    Ｐａ、より好ましくは少なくとも４．５ｋＰａ、いっそうより好ましくは８ｋＰ
    ａ、最も好ましくは５０ｋＰａの沸点圧力を有する前記請求項のいずれかひとつ
    に記載の液体輸送部材。
  8. 【請求項８】 前記ポート領域が３３ｍＮ/ｍの表面張力を有する水性試験
    液を用いて測定したときに少なくとも０．６７ｋＰａ、好ましくは少なくとも１
    ．３ｋＰａ、より好ましくは少なくとも３．０ｋＰａ、いっそうより好ましくは
    ５．３ｋＰａ、最も好ましくは５．３ｋＰａの沸点圧力を有する前記請求項のい
    ずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  9. 【請求項９】 前記部材が閉鎖システム試験において初期液体の３％以上を
    損失する前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  10. 【請求項１０】 前記バルク領域が、好ましくはバルク領域の平均孔径とポ
    ート領域の平均孔径との比率が少なくとも１０、好ましくは少なくとも５０、よ
    り好ましくは少なくとも１００、およびいっそうより好ましくは少なくとも５０
    ０、および最も好ましくは少なくとも１，０００であるように前記ポート領域よ
    り大きい平均孔径を有する前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  11. 【請求項１１】 前記バルク領域が少なくとも２００μｍ、好ましくは少な
    くとも５００μｍ、より好ましくは少なくとも１，０００μｍ、および最も好ま
    しくは少なくとも５，０００μｍの平均孔径を有する前記請求項のいずれかひと
    つに記載の液体輸送部材。
  12. 【請求項１２】 前記バルク領域が少なくとも５０％、好ましくは少なくと
    も８０％、より好ましくは少なくとも９０％、いっそうより好ましくは少なくと
    も９０％、および最も好ましくは少なくとも９９％の多孔率を有する前記請求項
    のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  13. 【請求項１３】 前記ポート領域が少なくとも１０％、好ましくは少なくと
    も２０％、より好ましくは少なくとも３０％、および最も好ましくは少なくとも
    ５０％の多孔率を有する前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  14. 【請求項１４】 前記ポート領域が１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以
    下、より好ましくは１０μｍ以下、および最も好ましくは５μｍ以下の平均孔径
    を有する前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  15. 【請求項１５】 前記ポート領域が少なくとも１μｍ、好ましくは少なくと
    も３μｍの孔径を有する前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  16. 【請求項１６】 前記ポート領域が１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以
    下、より好ましくは１０μｍ以下、および最も好ましくは５μｍ以下の平均厚さ
    を有する前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  17. 【請求項１７】 前記バルク領域および前記壁領域が少なくとも１０、好ま
    しくは少なくとも１００、より好ましくは少なくとも１，０００、およびいっそ
    うより好ましくは少なくとも１００，０００の体積比を有する前記請求項のいず
    れかひとつに記載の液体輸送部材。
  18. 【請求項１８】 前記ポート領域が、少なくとも７０°未満、好ましくは５
    ０°未満、より好ましくは２０°未満、およびよりいっそう好ましくは１０°未
    満の輸送される液体に対する後退接触角を有することによって親水性である前記
    請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  19. 【請求項１９】 ポート領域が輸送される液体の液体表面張力を実質的に減
    少させない請求項１８に記載の液体輸送部材。
  20. 【請求項２０】 前記ポート領域が、少なくとも７０°未満、好ましくは５
    ０°未満、より好ましくは２０°未満、およびよりいっそう好ましくは１０°未
    満の輸送される液体に対する後退接触角を有することによって親油性である前記
    請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  21. 【請求項２１】 液体に接触すると膨張性であり、液体が除去されると虚脱
    性である材料を備える前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  22. 【請求項２２】 前記材料が初期状態と液体中に完全に浸漬させられたとき
    との間で少なくとも５の体積膨張係数を有する請求項２４に記載の液体輸送部材
    。
  23. 【請求項２３】 シート様形状を有している、または円筒形様形状を有して
    いる前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  24. 【請求項２４】 液体輸送の方向に沿った部材の断面積が一定ではない前記
    請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  25. 【請求項２５】 ポート領域が好ましくは少なくとも係数２、好ましくは係
    数１０、最も好ましくは係数１００まで液体輸送の方向に沿った部材の平均断面
    積より大きい面積を有する請求項２４に記載の液体輸送部材。
  26. 【請求項２６】 液体輸送中に材料が膨張してさらに再虚脱できることを特
    徴とする前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  27. 【請求項２７】 材料が初期状態と液体中に完全に浸漬させられたときの間
    で少なくとも５の体積膨張係数を有することを特徴とする前記請求項のいずれか
    ひとつに記載の液体輸送部材。
  28. 【請求項２８】 前記バルク領域が、繊維、粒子状物質、フォーム、らせん
    、フィルム、波形シート、またはチューブの群から選択された材料を備える前記
    請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  29. 【請求項２９】 前記壁領域が、繊維、粒子状物質、フォーム、らせん、フ
    ィルム、波形シート、チューブ、織布ウェブ、織布繊維メッシュ、開口フィルム
    またはモノリシックフィルムから選択された材料を備える前記請求項のいずれか
    ひとつに記載の液体輸送部材。
  30. 【請求項３０】 前記フォームが、好ましくはセルローススポンジ、ポリウ
    レタンフォーム、ＨＩＰＥフォームの群から選択されたオープンセル網状フォー
    ムである請求項２８もしくは２９に記載の液体輸送部材。
  31. 【請求項３１】 前記繊維が、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド
    、ポリエーテル、ポリアクリル、ポリウレタン、金属、ガラス、セルロース、セ
    ルロース誘導体から作られている前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送
    部材。
  32. 【請求項３２】 部材が個別壁領域によって包まれている多孔質バルク領域
    によって作られている前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  33. 【請求項３３】 水溶性材料を備える前記請求項のいずれかひとつに記載の
    液体輸送部材。
  34. 【請求項３４】 ポート領域の少なくとも１つが水溶性材料を備える前記請
    求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  35. 【請求項３５】 前記材料に最初は液体が充填されている前記請求項のいず
    れかひとつに記載の液体輸送部材。
  36. 【請求項３６】 前記部材が最初は真空下にある前記請求項のいずれかひと
    つに記載の液体輸送部材。
  37. 【請求項３７】 水を基剤とする液体もしくは粘弾性液体の輸送のための前
    記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  38. 【請求項３８】 例えば尿、血液、月経、汗もしくは糞便のような排泄物を
    輸送するための請求項３７に記載の液体輸送部材。
  39. 【請求項３９】 油、油脂、またはその他の水を基剤としない液体を輸送す
    るための前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  40. 【請求項４０】 水を基剤とする液体ではなく油もしくは油脂の選択的輸送
    のための請求項３９に記載の液体輸送部材。
  41. 【請求項４１】 部材の特性もしくはパラメーターのいずれかが、好ましく
    は液体との接触、ｐＨ、温度、酵素、化学的反応または機械的活性化による活性
    化によって液体処理の前または処理の時点に確立される前記請求項のいずれかひ
    とつに記載の液体輸送部材。
  42. 【請求項４２】 前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材および
    液体輸送部材の外側にある液体供給源、もしくは液体輸送部材の外側にある液体
    シンク、または液体輸送部材の外側にある液体供給源および液体シンクの両方を
    備える液体輸送システム。
  43. 【請求項４３】 少なくとも５ｇ/ｇ、好ましくは少なくとも１０ｇ/ｇ、よ
    り好ましくは少なくとも２０ｇ/ｇの吸収能力を有する前記請求項のいずれかひ
    とつに記載の液体輸送部材を備える液体吸収システム。
  44. 【請求項４４】 少なくとも１０ｇ/ｇ、好ましくは少なくとも２０ｇ/ｇ、
    より好ましくは少なくとも５０ｇ/ｇの吸収能力を有するシンクを備える前記請
    求項のいずれかひとつに記載の液体吸収システム。
  45. 【請求項４５】 少なくとも４ｋＰａ、好ましくは少なくとも１０ｋＰａの
    毛細管吸引圧を有するシンクを備える液体吸収システム。
  46. 【請求項４６】 前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材および
    超吸収性材料または高内相エマルジョン(ＨＩＰＥ)タイプのオープンセルフォー
    ムを備える液体吸収システム。
  47. 【請求項４７】 請求項１〜４１のいずれかひとつに記載の液体輸送部材ま
    たは請求項４２〜４６のいずれかひとつに記載の液体輸送システムを備える製品
    。
  48. 【請求項４８】 乳幼児用もしくは成人用尿失禁おむつ、女性用保護パッド
    、パンティライナー、トレーニングパンツである請求項４７に記載の製品。
  49. 【請求項４９】 油脂吸収装置である請求項４７に記載の製品。
  50. 【請求項５０】 水輸送部材である請求項４７に記載の製品。
  51. 【請求項５１】 バルクもしくは内側材料を提供する工程と、ポート領域を
    備える壁材料を提供する工程と、前記バルク領域材料を前記壁材料によって完全
    に封入する工程と、 ｄ１)真空、 ｄ２)液体充填、 ｄ３)伸縮性ゴム/バネ から選択される輸送を可能にする手段を提供する工程とを有している液体輸送部
    材の製造方法。さらに、 ｅ１)液体溶解性ポート領域と ｅ２)液体溶解性伸縮性弾性化/バネ の活性化手段を提供する工程とを有している請求項５１に記載の方法。
  52. 【請求項５２】 ａ)高度に多孔質バルク材料を少なくとも１つの透過性ポ
    ート領域を含む個別壁材料で包み込む工程、ｂ)壁領域を完全に密封する工程、
    およびｃ)部材から本質的に空気を排気させる工程から構成される液体輸送部材
    の製造方法。
  53. 【請求項５３】 部材に液体が充填される請求項５３に記載の方法。
  54. 【請求項５４】 部材が少なくともポート領域において液体溶解性層を用い
    て密封される請求項５１もしくは５３に記載の方法。
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