【０００１】
技術分野
本発明は０〜１９％の中和度を有する超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を含む吸収構造体及びその製品に関する。本発明は改良されたＳＡＰを含むかかる吸収構造体の製造方法及びかかる吸収構造体の製造のためのかかる低く中和された又は非中和のＳＡＰの使用及びかかる吸収構造体を含む製品にも関する。
【０００２】
発明の背景
様々な形態の衛生製品における吸収構造体の使用は周知である。かかる衛生製品は通常、上部層（これを通して液体が吸収される）、吸収構造体、及び液体の漏れを防止する下部バリヤー層を含む。
【０００３】
ベビー用おむつ、ベビー用パンツ、失禁衣料、衛生ナプキン、パンティライナー及び同種製品の如き吸収製品中に含まれる高品質の吸収構造体を製造するためには、吸収構造体は通常、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）と混合される。かかる超吸収性ポリマーは粒子、顆粒、フレーク又は繊維として存在する。
【０００４】
超吸収性ポリマーは水及び体液（例えば尿及び血液）の如き液体を吸収する能力が高いポリマーである。吸収中、ＳＡＰは膨張して不溶性ゲルを生成する。吸収構造体及び最終製品の吸収能力はどこにそしてどのようにＳＡＰが吸収構造体中に混合されているか、粒子の形状及び大きさ、並びに物理的及び化学的特徴（例えば吸収速度、ゲル強度及び液体保持能力）の如き様々な要因に依存する。超吸収性ポリマーは通常セルロース繊維を含む従来の吸収材料と混合されるか又は階層化されることができる。
【０００５】
超吸収性ポリマーに伴う問題の一つは、最終製品の輸送及び使用中、吸収構造体中にポリマーを固定して維持するために吸収構造体中の繊維にどのようにしてポリマーを十分付着させるかである。既知の方法は効率が低いため、限定された量のＳＡＰのみが吸収構造体中に含まれることができる。
【０００６】
ＳＡＰは液体吸収時に膨潤し、吸収構造体中に含まれるＳＡＰの量と最終吸収製品の使用者に不快を生じさせない最終製品の厚さとの間に妥協がある。
【０００７】
超吸収性ポリマーを吸収構造体に固定する様々な方法が知られている。ＥＰ ０７２０４８８からは熱可塑性ポリマー繊維の使用により超吸収性ポリマーを繊維構造体に固定することが知られており、超吸収性ポリマーはこの繊維に熱的に結合される。これは吸収材料を含む吸収構造体にＳＡＰを良好に固定するために吸収構造体を高温、例えば１００〜３００℃、に加熱することを含む。
【０００８】
超吸収性ポリマーを固定する他の方法はＥＰ ０７５８２２０に記載されている。ここでは超吸収性ポリマーは、湿らされて離解されたセルロースパルプ又は湿らされたティッシュの間に積層化されることにより結合される。ラミネートは二つの加熱されたローラの間で圧縮され、これは周囲マトリックスへのＳＡＰの結合を改良するであろう。しかし、この方法はポリマーを吸収構造体にゆるく結合させるにすぎない。
【０００９】
ＥＰ ０７２０４８８及びＥＰ ０７５８２２０の両方についての共通の特徴は吸収繊維又は構造体へのＳＡＰの固定中の例えば１００〜３００℃という高温への加熱ステップである。吸収構造体を熱で処理することは常に好適であるとは限らないし、費用が高くつく。また、超吸収性ポリマーは吸収構造体にしっかりとは固定されておらず、輸送中又は製品の最終的な使用中にゆるくなるかもしれない。
【００１０】
従来のＳＡＰはポリアクリル酸のポリマーの如きポリマーである。この酸ポリマーは最終製品のｐＨを調整するため、通常、２０〜７０％の中和度に中和されている。ＮａＯＨ及びＫＯＨを中和剤として用いることにより、酸−ＣＯＯＨ基のＮａ又はＫ塩への変換が生ずるであろう。この変換はＳＡＰの物理的挙動に影響を与えるであろう。何故なら、ポリアクリル酸のＮａ又はＫ塩は純粋なポリアクリル酸よりもずっと親水性の挙動を示すからである。また、ポリマーは材料の塩特性により硬くてもろい。
【００１１】
中和の他の効果は超吸収性ポリマーのある種の剛性、即ちポリマーの柔軟性の少なさである。中和されたポリマーは負の電荷を含み、これは静電反発力のためポリマーを引き延ばす。これはポリマーと周囲材料との間の良好な接触を防止するかもしれない。
【００１２】
ＷＯ ００／３５５０５からはＳＡＰを既知のＳＡＰにおける通常の中和度である４０〜７０％と比較して２０〜５０％の中和度に部分的に中和することが知られている。粘着性の微小な増大は別として、部分的な中和によって得られる付加的な特性、例えばｐＨ４〜５の如き中間ｐＨ、は細菌の増殖を阻害し、低下したｐＨによる悪臭の発生を阻害する。
【００１３】
従って、ＳＡＰを吸収構造体に固定する既知の方法はＳＡＰの完全な固定を可能としない。この事実のため、限定された量のＳＡＰのみが吸収構造体中に組入れられることができる。この限定された量はそれにより最終製品の吸収能力を減少させるであろう。高い吸収能力をなおも有するためには、製品は厚くなければならず、これは使用者にとっては望ましいことではない。
【００１４】
発明の概要
本発明の主目的は吸収構造体中の繊維構造体に適切に固定されたＳＡＰを有する吸収構造体を与えることである。
【００１５】
更に、低く中和された又は非中和のＳＡＰを含む吸収構造体並びにかかる吸収構造体を製造する方法を与えることも本発明の目的である。また、高い吸収能力を有する薄くて目立たない吸収構造体の製造のための０〜１９％の中和度に中和されたＳＡＰの使用、及び吸収製品の製造のための前記吸収構造体の更なる使用も含まれる。
【００１６】
上述の目的を達成するため、本発明は０〜１９％の中和度に中和されたＳＡＰを含む吸収構造体に関し、上述の問題を解決する。非中和の、又は低い中和度に中和されたＳＡＰは従来のＳＡＰよりもずっと粘着性であり、高い粘着性のため、ＳＡＰが改良成分として含まれる繊維マトリックスへ一層容易に付着することができる。かかる低く中和された又は非中和のＳＡＰを用いることにより、かかる低く中和されたまたは非中和のＳＡＰの増大された粘着性のため、既知の構造体と比較して高い量のＳＡＰが吸収構造体中に組入れられることができる。
【００１７】
非中和のポリアクリル酸は電荷を有さず、それ故、周囲表面との接触において一層柔軟である。ポリマーの非中和形態は実際、高度の粘着性と関連している。この粘着性の他の理由はポリマーの網状構造それ自体との及び隣接する構造体との水素結合を形成する可能性である。また、非中和のポリマーのこの粘着性に寄与するのは隣接するＮＨ２基への水素の可能な供与であり、これは残存陰イオン性帯電ポリマーを生じ、これは周囲の構造体と静電的に相互作用することができる。
【００１８】
本発明は失禁衣料、女性用衛生ナプキン、ベビー用おむつ、ベビー用パンツ、パンティライナー又は同種製品の如き吸収構造体を含む薄くて快適で目立たない製品にも関し、上述の製品の吸収構造体は上述の低く中和された又は非中和のＳＡＰを含む。
【００１９】
更に、本発明は０〜１９％の中和度を有する上述のＳＡＰを吸収材料と混合又は層状化することを含むかかる吸収構造体の製造方法を提供することを意図する。かかる吸収構造体はＳＡＰが分布されている部分（単数又は複数）において吸収構造体の全乾燥重量に基づいて約６０〜１００重量％のＳＡＰを含むことができる。
【００２０】
本発明は失禁衣料、女性用衛生ナプキン、ベビー用おむつ、ベビー用パンツ、パンティライナー又は同種製品の如き製品を与えるための上述の吸収構造体の使用にも関する。
【００２１】
本発明によれば、吸収構造体は体液又は血液の如き液体を吸収するための多量のＳＡＰの組入れにより既知の同様の製品よりも薄くしかも既知の同様の製品と同じくらい効果的にすることができる。失禁衣料、女性用衛生ナプキン、ベビー用おむつ、ベビー用パンツ、パンティライナー又は同種製品の如き最終製品の全厚さも本発明によれば減少し、これは使用者にとっては一層快適で目立たない。吸収製品の快適さ及び目立たなさを更に増大させることはかかる低く中和された又は非中和のＳＡＰを使用する場合に細菌の増殖及び悪臭の発生を阻害し、並びに使用中の構造体の膨潤を少なくする。
【００２２】
究極的には本発明は高い吸収能力及び使用者への高い快適性を有する薄い製品を導くであろう。
【００２３】
図面の簡単な説明
図１はＳＡＰを含むおむつの模式図である。
【００２４】
発明の詳細な記述
上述の通り、本発明は０から１９％までの中和度を有する超吸収材料を含む吸収構造体、かかる吸収構造体を含む製品、及び上述の構造体の製造方法に関する。本発明はＳＡＰの低い中和度又は中和の不在のため、高い粘着度のＳＡＰの使用により吸収構造体における低量のＳＡＰを用いて問題を解決する。これにより、高い吸収能力を有する薄くて目立たず快適な吸収構造体が製造されることができ、これは使用者にとっては望ましいことである。
【００２５】
用語「超吸収性ポリマー」（ＳＡＰ）は自重の数倍、例えば１０倍以上の量の液体を吸収する能力を有する架橋ポリマーを意味することを意図される。それらは外部圧力に暴露された場合にも水又は体液（例えば血液又は尿）の如き吸収された液体を保持する能力を更に有する。それらは吸収物品における幅広い使用を更に獲得する。ＳＡＰは粒子、顆粒、フレーク又は繊維の形態であることができ、通常セルロース繊維の如き他の吸収材料と混合又は層状化される。ＳＡＰの例（本発明を限定するものではない）はＥＰ ０３９１１０８に記載されているＣａｓｅｌｌａ ＡＢ（登録商標）の如きポリアクリル酸である。
【００２６】
用語「吸収構造体」は例えばおむつ、ベビー用パンツ、失禁衣料、衛生ナプキン、パンティライナー又は同種製品である製品の吸収部分を含むことを意図される。吸収構造体は超吸収材料及び「毛羽パルプ」の混合物であることができる。ここで、用語「毛羽パルプ」は吸収構造体中に含まれるいかなる種類のセルロース繊維をも意味することを意図される。
【００２７】
用語「吸収能力」は液体を吸収して吸収構造体中に保持する全能力を意味することを意図される。ここに含まれるのは最初の及び再湿潤後の両方の吸収構造体内の拡散並びに吸収速度の如き吸収能力に影響を与える要因である。ＳＡＰの如き添加剤の量並びに吸収構造体のデザイン及び形状も吸収能力に影響を与える。
【００２８】
用語「中和」は上述の超吸収性酸性ポリマーの中和を意味することを意図される。最終製品のｐＨに応じて、ＳＡＰは通常４０〜７０％の中和度に中和される。ＮａＯＨ又はＫＯＨは中和剤として用いられる。中和はポリマー鎖の剛性及びポリマー網状構造の粘着性にも影響を与える。
【００２９】
用語「従来のＳＡＰ」は２０〜７０％の中和度に中和されたＳＡＰポリマーを意味することを意図される。
【００３０】
上述の通り、本発明は約０〜１９％、好ましくは約０〜１０％の中和度に中和されたＳＡＰを含む吸収構造体に関する。低い度合いの中和又は中和の不在は吸収構造体の特性のいくつかに肯定的なやり方で影響を与える。ＳＡＰの使用に伴う主要な問題の一つはセルロース繊維を通常含む吸収構造体の残余にＳＡＰを適切に付着させることである。中和されたＳＡＰは粘着性ではなく、中和工程において用いられるＫ又はＮａによる塩形成のため、剛直な挙動を示す。かかる特性のため、中和されたＳＡＰは吸収構造体の残余に付着することが困難であり、多量のＳＡＰの添加は困難である。
【００３１】
ＳＡＰは吸収構造体中で添加剤として用いられ、通常粒子、顆粒、フレーク又は繊維の形状にある。これらは全て吸収材料に良好なやり方で付着することが困難である（フレーク及び繊維は粒子及び顆粒と比較すると単位重量あたりの面積が大きいため、粒子及び顆粒よりは困難性が低いが）。
【００３２】
本発明は低く中和された及び非中和のＳＡＰにおける高度の粘着性により、少なくとも約５０重量％、６０重量％、７０重量％、８０重量％、９０重量％又は約１００重量％の如き多量のＳＡＰが吸収構造体中に含まれることを可能とする。通常、吸収構造体中に含まれるＳＡＰの量と最終製品の厚さ（これは吸収構造が含まれる吸収製品の吸収能力にも影響を与える）との間に妥協がある。また、低く中和された又は非中和のＳＡＰは低い膨張度を有するため、ゲルブロッキングの危険性は低い。これは多量のＳＡＰを可能にする。何故なら、それらは同量の吸収構造体中に含まれる従来のＳＡＰと比較して膨張後、小さいからである。
【００３３】
本発明によれば、多量のＳＡＰは最終製品の乾燥形態での厚さを少なくとも約１，２，４，６又は約８ｍｍの如き厚さにすることを可能にする。これは一層快適で目立たず、これらは両方とも消費者にとって望ましいものである。また、低く中和された又は非中和のＳＡＰはポリマーの剛性が低いため、最終製品が一層柔らかく柔軟であり、消費者が最終製品を用いる場合に消費者にとって肯定的なやり方で快適性に影響を与える。
【００３４】
本発明は０〜１９％の中和度に中和されたＳＡＰ並びにかかるＳＡＰを従来のＳＡＰ、即ち２０〜７０％の中和度を有するＳＡＰと共に又は従来のＳＡＰなしで構造中に含む吸収構造体をもクレームする。
【００３５】
低く中和されたＳＡＰ、即ち約０〜１９％の中和度に中和されたＳＡＰは液体を吸収する場合、２０〜７０％の中和度に中和された従来のＳＡＰと比較して低い膨張度を有する。これは単位時間あたり吸収された液体の量に関して吸収能力が低下することを意味する。これは液体取り込みが低いためである。膨張が低いため、ＳＡＰを包囲する吸収構造体の残余への液体の輸送を阻害する危険性が減少するであろう。また、遅い液体取り込みは即時接触領域以外の吸収構造体の他の部分から一層遠い領域への液体拡散に利益を与えるだろう。かかる拡散は吸収構造体全体の一層効率的な使用をもたらすであろう。
【００３６】
低く中和された又は非中和のＳＡＰの他の側面は低く中和された又は非中和のＳＡＰのｐＨは従来のＳＡＰと比較して低下し、非中和のＳＡＰにおいては約３となるということである。ポリマー構造内の及び周囲に対する低く中和された又は非中和のＳＡＰ中の化学結合の本質はポリマーを中和する際の塩形成のために純粋なイオン結合と比較してＣＯＯ−及びＨ＋について一層共有結合的特性を有する。低いｐＨは低い細菌増殖に寄与し、最終製品の使用時の悪臭の発生をも阻害する。
【００３７】
一つの実施態様においては、本発明は０〜１９％、好ましくは０〜１０％の中和度に中和されたＳＡＰを含む吸収構造体に関する。好ましい実施態様においては、０〜１９％、好ましくは０〜１０％の中和度に中和されたＳＡＰは超吸収材料が分布されている部分（単数又は複数）において吸収構造体の全乾燥重量に基づいて少なくとも約７０，８０，９０又は約１００重量％のＳＡＰを構成する。特に、９０，９３，９５，９７，９８又は１００重量％のＳＡＰの如き多量のＳＡＰが本発明に従って使用されることができる。
【００３８】
本発明の他の実施態様は０〜１９％、好ましくは０〜１０％の中和度に中和されたＳＡＰに単に関する。
【００３９】
本発明による吸収構造体は他のＳＡＰ及び毛羽パルプ（例えばＣＴＭＰ、即ち化学熱機械パルプ及び／又はＣＰ、即ち化学パルプ）、合成繊維（例えばポリプロピレン及び／又はポリエチレン繊維、ビスコース繊維又は架橋されたセルロース繊維）の如き吸収材料を含むこともできる。吸収構造体は２０〜７０％の中和度を有する従来のＳＡＰの如き他の超吸収材料を含むこともできる。
【００４０】
本発明によれば、上述したような吸収構造体は一つの実施態様においては失禁衣料、女性用衛生ナプキン、ベビー用おむつ、ベビー用パンツ、パンティライナー又は記述した同種製品の如き吸収製品の一部又はそれ自体がかかる吸収製品を形成する。前記吸収構造体は上述したような吸収製品の製造のために用いられることもできる。
【００４１】
本発明の一実施態様は図１に示されている。おむつ１００は例えば繊維布又は有孔プラスチックフィルムからなる液体透過性カバー層１、例えばプラスチックフィルム又は疎水性繊維布からなる液体不透過性カバー層２及びカバー層１と２の間に包囲された吸収構造体３を含む。
【００４２】
おむつは一対の吸収性パンツとして使用者の体の下部を包囲することを意図されている。この目的のための設計は二つの末端４，５及びそれらの間に配置された狭い股部６であり、股部６は使用時に使用者の脚の間の使用者の股に配置されることを意図される。おむつは使用時に正確な形状を形成させるために腰ライン８の近くにテープ７を有する縁を有する。テープ７の縁はおむつを使用者の腰の周りに一緒に保持するため、前腰９に近いおむつの前部５に付着されている。
【００４３】
また、おむつは図１によれば予め緊張された弾性部分１０を含み、これは弾性バンド、弾性糸、弾性フォーム又は他の目的に応じた好適な材料を含む。図１における弾性部分１０はここでは緊張された形状で示されている。緊張が停止するとすぐに弾性部分は一緒に引張られ、おむつ上に弾性脚バンドを形成する。
【００４４】
図１に示されるおむつにおける吸収構造体３は二つの層１１及び１２から構成されており、これらの層は上部液体吸収層１１及び下部液体貯蔵及び分布層１２である。上部液体吸収層１１は高い吸収能力により特徴付けられ、例えば多量の液体を短時間で吸収する必要があり、一方下部液体貯蔵及び分布層１２は高い液体分布能力により特徴付けられ、上部液体吸収層１１から液体を排出して下部液体貯蔵及び分布層１２に液体を分布させることができる。二つの層１１及び１２における異なる特徴は密度の差により達成されることができ、硬く圧縮された繊維構造体は低密度の等価な繊維構造体よりも良好に液体を分布し、後者の構造体は高い瞬間液体吸収能力及び低い液体分布能力を持つ大きな孔寸法を有する。
【００４５】
二つの層の間の吸収能力の相違は異なる特徴を有する繊維構造体の使用により、即ち異なる中和度のＳＡＰ（例えば２０〜７０％の中和度に中和された従来のＳＡＰと本発明によるＳＡＰ）の使用により達成されることもできる。毛羽パルプも含まされることができ、そこではセルロースは化学的に生成されてもよく（例、ＣＰ）、又は化学機械的に生成されてもよく（例、ＣＴＭＰ）、又は合成繊維（例、ポリプロピレン及び／又はポリエチレン繊維、ビスコース繊維又は架橋セルロース繊維）の如き合成起源のものであってもよい。化学的に生成されたセルロース毛羽はＣＴＭＰより高い液体分布能力を一般に有する。また、化学的に剛性にされたセルロース繊維を含む繊維構造体は高い瞬間液体吸収能力を有し、かつ従来の化学セルロースパルプよりも低い液体分布能力を示す。上部液体吸収層１１において用いられるべき他の好適な材料は合成又は天然繊維の嵩高材料及び／又は毛羽不織材料であることができる。
【００４６】
吸収構造体３の下部液体貯蔵及び分布層１２において、従来のＳＡＰが混合されてもよい。
【００４７】
本発明は吸収構造体の他の実施態様をも含む。吸収構造体は低く中和された及び非中和のＳＡＰ並びに従来のＳＡＰの両方を含むことができ、そこでは両方の種類が吸収構造体の上部層及び下部層中に均等に分布される。他の実施態様においては、吸収構造体はセルロース毛羽を除いて一種類のＳＡＰのみを含有してもよい。
【００４８】
本発明による吸収構造体は吸収構造体中への本発明によるＳＡＰのランダムな混合並びにセルロース繊維のティッシュ層間のＳＡＰの積層化又は層状化を含み、かくして吸収構造体における特定目的のための最も好適な配合を得る。
【００４９】
また、前記吸収構造体の製造方法もここでクレームされている。かかる方法は吸収材料を０〜１９％の中和度、好ましくは０〜１０％の中和度を有するＳＡＰと混合することを含む。この方法によればＳＡＰは吸収構造体の全乾燥重量に基づいて約６０，７０，８０，９０又は約１００重量％を構成する。かかる方法は失禁衣料、女性用衛生ナプキン、ベビー用おむつ、ベビー用パンツ、パンティライナー又は同種製品の如き吸収製品の一部を形成する構造体を製造する。
【００５０】
特定の実施態様においては、０〜１９％、好ましくは０〜１０％の中和度に中和されたＳＡＰが吸収構造体の製造のために用いられる。ここでＳＡＰはＳＡＰが分布されている部分（単数又は複数）において吸収構造体の全乾燥重量に基づいて約６０，７０，８０，９０又は約１００重量％のＳＡＰを構成してもよい。
【００５１】
更なる側面においては、本発明は上述の吸収構造体を含む失禁衣料、女性用衛生ナプキン、ベビー用おむつ、ベビー用パンツ、パンティライナー又は同種製品の如き吸収製品に関する。かかる吸収構造体により、高い吸収能力を有する薄く目立たずしかも快適な製品を製造することができ、このことは最終製品の使用者にとっては望ましいことである。
【００５２】
実施例
実施例１
この実施例は本発明を限定することなしに５％の中和度に中和されたＳＡＰを含むおむつの例を記述する。この実施例におけるおむつは図１において示されている。
【００５３】
おむつ１００の全体設計
図１にはおむつ１００が示されている。おむつは有孔プラスチックフィルムからなる液体透過性カバー層１、疎水性繊維布からなる液体不透過性カバー層２、及びカバー層１及び２の間に包囲された吸収構造体３を含む。
【００５４】
おむつは使用者の体の下部を一対の吸収パンツとして包囲することを意図されている。この目的のための設計は二つの末端４，５及びそれらの間に配置された狭い股部６であり、股部６は使用時に使用者の脚の間の使用者の股に配置されることを意図される。おむつは使用時に正確な形状を形成させるために腰ライン８の近くにテープ７を有する縁を有する。テープ７の縁はおむつを使用者の腰の周りに一緒に保持するため、前腰９に近いおむつの前部５に付着されている。
【００５５】
おむつは図１によれば予め緊張された弾性部分１０を含み、これは弾性バンド、弾性糸、弾性フォーム又は他の目的に応じた好適な材料を含む。図１における弾性部分１０はここでは緊張された形状で示されている。緊張が停止するとすぐに弾性部分は一緒に引張られ、おむつ上に弾性脚バンドを形成する。
【００５６】
吸収構造体の設計
おむつ中の吸収構造体３は図１に示されている。それは二つの層１１，１２から構成されており、これらの層は上部液体吸収層１１及び下部液体貯蔵及び分布層１２である。
【００５７】
吸収構造体中の層の特徴
二つの層１１，１２における異なる特徴、即ち吸収能力における相違、は異なる特徴を有する繊維構造体の使用により、即ち異なる中和度のＳＡＰ（例えば従来のＳＡＰと本発明によるＳＡＰ）の使用により達成される。この実施例におけるおむつ１００は吸収構造体３の上部液体吸収層１１中に５％の中和度に中和されたＳＡＰを含む。下部液体貯蔵及び分布層１２は６０〜７０％の中和度に中和された従来のＳＡＰを含む。
【００５８】
おむつはＳＡＰが分布されている部分において吸収構造体の全乾燥重量に基づいて９８重量％のＳＡＰを含む。
【００５９】
議論
上部液体吸収層１１は高い吸収能力により特徴付けられ、例えば多量の液体を短時間で吸収する必要があり、一方下部液体貯蔵及び分布層１２は高い液体分布能力により特徴付けられ、上部液体吸収層１１から液体を排出して下部液体貯蔵及び分布層１２に液体を分布させることができる。
【００６０】
吸収構造体３の下部液体貯蔵及び分布層１２中に従来のＳＡＰを配置する場合の利点は、従来のＳＡＰは低く中和された又は非中和のＳＡＰより高い総吸収能力を示すということである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ＳＡＰを含むおむつの模式図である。[0001]
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an absorbent structure comprising a superabsorbent polymer (SAP) having a degree of neutralization of 0 to 19% and its product. The invention also relates to a method for producing such an absorbent structure comprising an improved SAP, the use of such a low neutralized or non-neutralized SAP for the production of such an absorbent structure, and a product comprising such an absorbent structure. Related.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION The use of absorbent structures in various forms of sanitary products is well known. Such hygiene products typically include an upper layer (through which liquid is absorbed), an absorbent structure, and a lower barrier layer that prevents liquid leakage.
[0003]
In order to produce high quality absorbent structures contained in absorbent products such as baby diapers, baby pants, incontinence clothing, sanitary napkins, panty liners and similar products, the absorbent structure is usually a superabsorbent polymer. (SAP). Such superabsorbent polymers exist as particles, granules, flakes or fibers.
[0004]
Superabsorbent polymers are polymers that have a high ability to absorb liquids such as water and body fluids (eg urine and blood). During absorption, the SAP swells to produce an insoluble gel. The absorption capacity of the absorbent structure and final product is where and how the SAP is mixed into the absorbent structure, particle shape and size, and physical and chemical characteristics (eg, absorption rate, gel strength and liquid Depends on various factors such as retention ability. The superabsorbent polymer can be mixed or layered with conventional absorbent materials, usually comprising cellulose fibers.
[0005]
One of the problems with superabsorbent polymers is how to make the polymer adhere well to the fibers in the absorbent structure to fix and maintain the polymer in the absorbent structure during transport and use of the final product. It is. Due to the low efficiency of known methods, only a limited amount of SAP can be included in the absorbent structure.
[0006]
SAP swells upon liquid absorption and there is a compromise between the amount of SAP contained in the absorbent structure and the thickness of the final product that does not cause discomfort to the user of the final absorbent product.
[0007]
Various methods for fixing superabsorbent polymers to absorbent structures are known. From EP 0720488 it is known to fix the superabsorbent polymer to the fiber structure by the use of thermoplastic polymer fibers, which are thermally bonded to the fibers. This involves heating the absorbent structure to a high temperature, for example 100-300 ° C., in order to better fix the SAP to the absorbent structure containing the absorbent material.
[0008]
Another method for fixing superabsorbent polymers is described in EP 0758220. Here, the superabsorbent polymer is bonded by being laminated between wetted and disaggregated cellulose pulp or wetted tissue. The laminate is compressed between two heated rollers, which will improve the bonding of the SAP to the surrounding matrix. However, this method only loosely bonds the polymer to the absorbent structure.
[0009]
A common feature for both EP 0720488 and EP 0758220 is the heating step to a high temperature of eg 100-300 ° C. during the fixation of the SAP to the absorbent fiber or structure. Treating the absorbent structure with heat is not always suitable and expensive. Also, the superabsorbent polymer is not firmly fixed to the absorbent structure and may loosen during transportation or final use of the product.
[0010]
Conventional SAPs are polymers such as polyacrylic acid polymers. This acid polymer is usually neutralized to a degree of neutralization of 20 to 70% in order to adjust the pH of the final product. By using NaOH and KOH as neutralizing agents, conversion of acid-COOH groups to Na or K salts will occur. This transformation will affect the physical behavior of the SAP. This is because the Na or K salt of polyacrylic acid behaves much more hydrophilic than pure polyacrylic acid. Also, the polymer is brittle due to the salt properties of the material.
[0011]
Another effect of neutralization is the certain rigidity of the superabsorbent polymer, i.e. the low flexibility of the polymer. The neutralized polymer contains a negative charge, which stretches the polymer due to electrostatic repulsion. This may prevent good contact between the polymer and the surrounding material.
[0012]
From WO 00/35505 it is known to partially neutralize SAP to a degree of neutralization of 20-50% compared to the usual degree of neutralization in known SAPs of 40-70%. Apart from a slight increase in stickiness, additional properties obtained by partial neutralization, for example intermediate pH such as pH 4-5, inhibit bacterial growth and inhibit the generation of malodor due to the lowered pH. .
[0013]
Therefore, known methods for immobilizing SAP to the absorbent structure do not allow complete immobilization of SAP. Because of this fact, only a limited amount of SAP can be incorporated into the absorbent structure. This limited amount will thereby reduce the absorption capacity of the final product. In order to still have a high absorption capacity, the product must be thick, which is not desirable for the user.
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION The main object of the present invention is to provide an absorbent structure having SAP appropriately secured to the fiber structure in the absorbent structure.
[0015]
Furthermore, it is an object of the present invention to provide an absorbent structure comprising a low neutralized or non-neutralized SAP and a method for producing such an absorbent structure. Also, the use of SAP neutralized to a degree of neutralization of 0 to 19% for the production of thin and inconspicuous absorbent structures with high absorption capacity, and the addition of said absorbent structure for the production of absorbent products. The use of is also included.
[0016]
In order to achieve the above object, the present invention relates to an absorbent structure comprising SAP neutralized to a degree of neutralization of 0 to 19% and solves the above problems. Non-neutralized or low neutralized SAPs are much more tacky than conventional SAPs, and because of their higher tack, SAPs adhere more easily to the fiber matrix included as an improved component Can do. By using such a low neutralized or non-neutralized SAP, a high amount of SAP compared to known structures due to the increased stickiness of such low neutralized or non-neutralized SAP Can be incorporated into the absorbent structure.
[0017]
Non-neutralized polyacrylic acid has no charge and is therefore more flexible in contact with the surrounding surface. The non-neutralized form of the polymer is actually associated with a high degree of tack. Another reason for this stickiness is the possibility of forming hydrogen bonds with the polymer network itself and with adjacent structures. Also contributing to this stickiness of the non-neutralized polymer is the possible donation of hydrogen to adjacent NH 2 groups, which results in a residual anionic charged polymer, which is static with the surrounding structure. Can interact electrically.
[0018]
The present invention also relates to thin, comfortable and unobtrusive products including absorbent structures such as incontinence garments, feminine hygiene napkins, baby diapers, baby pants, panty liners or similar products, Includes the above-mentioned low neutralized or non-neutralized SAP.
[0019]
Furthermore, the present invention intends to provide a method of manufacturing such an absorbent structure comprising mixing or layering the above-mentioned SAP having a degree of neutralization of 0-19% with an absorbent material. Such absorbent structure may include about 60-100 wt% SAP based on the total dry weight of the absorbent structure in the portion (s) in which the SAP is distributed.
[0020]
The invention also relates to the use of the absorbent structure described above to provide a product such as incontinence garments, feminine hygiene napkins, baby diapers, baby pants, panty liners or the like.
[0021]
According to the present invention, the absorbent structure can be thinner than known similar products and as effective as known similar products by the incorporation of large amounts of SAP to absorb body fluids or fluids such as blood. it can. The overall thickness of the final product, such as incontinence garments, feminine hygiene napkins, baby diapers, baby pants, panty liners or similar products is also reduced according to the present invention, which is more comfortable and less noticeable for the user. Further increasing the comfort and inconspicuousness of the absorbent product inhibits bacterial growth and odor generation when using such low neutralized or non-neutralized SAP, and swelling of the structure in use Reduce.
[0022]
Ultimately, the present invention will lead to a thin product with high absorption capacity and high user comfort.
[0023]
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of a diaper including SAP.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As mentioned above, the present invention relates to an absorbent structure comprising a superabsorbent material having a degree of neutralization of 0 to 19%, a product comprising such an absorbent structure, and a method for manufacturing the structure. The present invention solves the problem with a low amount of SAP in the absorbent structure through the use of a high tack SAP due to the low or no neutralization of SAP. This makes it possible to produce a thin, unobtrusive and comfortable absorbent structure with a high absorption capacity, which is desirable for the user.
[0025]
The term “superabsorbent polymer” (SAP) is intended to mean a cross-linked polymer having the ability to absorb a quantity of liquid several times its own weight, for example 10 times or more. They further have the ability to retain absorbed liquids such as water or body fluids (eg blood or urine) when exposed to external pressure. They further gain widespread use in absorbent articles. SAPs can be in the form of particles, granules, flakes or fibers and are usually mixed or layered with other absorbent materials such as cellulose fibers. An example of a SAP (without limiting the invention) is a polyacrylic acid such as Casella AB® described in EP 0391108.
[0026]
The term “absorbent structure” is intended to include an absorbent portion of a product that is, for example, a diaper, baby pants, incontinence clothing, sanitary napkin, panty liner or the like. The absorbent structure can be a mixture of superabsorbent material and “fluff pulp”. Here, the term “fluff pulp” is intended to mean any type of cellulose fiber contained in the absorbent structure.
[0027]
The term “absorbing capacity” is intended to mean the total capacity to absorb and retain liquid in the absorbent structure. Included here are factors that affect absorption capacity such as diffusion and absorption rate within the absorbent structure both initially and after rewet. The amount of additive such as SAP and the design and shape of the absorbent structure will also affect the absorption capacity.
[0028]
The term “neutralization” is intended to mean neutralization of the superabsorbent acidic polymer described above. Depending on the final product pH, the SAP is usually neutralized to a degree of neutralization of 40-70%. NaOH or KOH is used as a neutralizing agent. Neutralization also affects the polymer chain stiffness and the polymer network tack.
[0029]
The term “conventional SAP” is intended to mean an SAP polymer neutralized to a degree of neutralization of 20-70%.
[0030]
As mentioned above, the present invention relates to an absorbent structure comprising SAP neutralized to a degree of neutralization of about 0-19%, preferably about 0-10%. A low degree of neutralization or absence of neutralization affects some of the properties of the absorbent structure in a positive manner. One of the major problems with the use of SAP is to properly attach the SAP to the remainder of the absorbent structure that normally contains cellulose fibers. The neutralized SAP is not sticky and exhibits a rigid behavior due to salt formation by K or Na used in the neutralization process. Due to such properties, the neutralized SAP is difficult to adhere to the remainder of the absorbent structure, and the addition of large amounts of SAP is difficult.
[0031]
SAP is used as an additive in absorbent structures and is usually in the form of particles, granules, flakes or fibers. They are all difficult to adhere to the absorbent material in a good manner (although flakes and fibers are less difficult than particles and granules because they have a larger area per unit weight compared to particles and granules).
[0032]
The present invention provides high levels of at least about 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or about 100% by weight due to the high tack in low neutralized and non-neutralized SAPs. Of SAP can be included in the absorbent structure. There is usually a compromise between the amount of SAP contained in the absorbent structure and the thickness of the final product (which also affects the absorbent capacity of the absorbent product in which the absorbent structure is included). Also, low neutralized or non-neutralized SAPs have a low degree of swelling, so the risk of gel blocking is low. This allows a large amount of SAP. This is because they are small after expansion compared to conventional SAP contained in the same amount of absorbent structure.
[0033]
In accordance with the present invention, a large amount of SAP allows the thickness of the final product in dry form to be at least about 1, 2, 4, 6 or about 8 mm. This is more comfortable and less noticeable, both of which are desirable for consumers. Also, low neutralized or non-neutralized SAPs have a lower polymer stiffness, so that the final product is softer and more flexible and provides comfort in a positive way for the consumer when using the final product. Influence.
[0034]
The present invention includes an SAP neutralized to a degree of neutralization of 0-19% and an absorbent structure comprising such SAP in the structure with or without a conventional SAP, i.e. an SAP having a degree of neutralization of 20-70%. Claim body.
[0035]
A low neutralized SAP, i.e. an SAP neutralized to a degree of neutralization of about 0-19%, absorbs liquid compared to a conventional SAP neutralized to a degree of neutralization of 20-70%. Has a low degree of expansion. This means that the absorption capacity decreases with respect to the amount of liquid absorbed per unit time. This is due to low liquid uptake. Due to the low expansion, the risk of impeding liquid transport to the remainder of the absorbent structure surrounding the SAP will be reduced. Also, slow liquid uptake may benefit liquid diffusion to areas farther from other parts of the absorbent structure other than the immediate contact area. Such diffusion will result in a more efficient use of the entire absorbent structure.
[0036]
Another aspect of low neutralized or non-neutralized SAPs is that the pH of low neutralized or non-neutralized SAPs is reduced compared to conventional SAPs, about 3 for non-neutralized SAPs. That is. The nature of chemical bonds in low neutralized or non-neutralized SAPs within and around the polymer structure is COO − and H + compared to pure ionic bonds due to salt formation in neutralizing the polymer. Has more covalent properties. The low pH contributes to low bacterial growth and also inhibits the generation of malodor when using the final product.
[0037]
In one embodiment, the present invention relates to an absorbent structure comprising SAP neutralized to a degree of neutralization of 0-19%, preferably 0-10%. In a preferred embodiment, the SAP neutralized to a degree of neutralization of 0-19%, preferably 0-10%, is the total dry weight of the absorbent structure in the part (s) in which the superabsorbent material is distributed. Of at least about 70, 80, 90 or about 100% by weight SAP. In particular, large amounts of SAP such as 90, 93, 95, 97, 98 or 100 wt% SAP can be used according to the present invention.
[0038]
Another embodiment of the invention relates solely to SAP neutralized to a degree of neutralization of 0-19%, preferably 0-10%.
[0039]
Absorbent structures according to the invention can be made of other SAP and fluff pulp (eg CTMP, ie chemical thermomechanical pulp and / or CP, ie chemical pulp), synthetic fibers (eg polypropylene and / or polyethylene fibers, viscose fibers or crosslinked) Absorbing materials such as cellulose fibers) can also be included. The absorbent structure can also include other superabsorbent materials such as conventional SAP having a degree of neutralization of 20-70%.
[0040]
According to the invention, the absorbent structure as described above is in one embodiment part of an absorbent product such as incontinence garments, feminine hygiene napkins, baby diapers, baby pants, panty liners or similar products described. Or it itself forms such an absorbent product. The absorbent structure can also be used for the production of absorbent products as described above.
[0041]
One embodiment of the present invention is shown in FIG. The diaper 100 is a liquid-permeable cover layer 1 made of, for example, a fiber cloth or a perforated plastic film, for example, a liquid-impermeable cover layer 2 made of a plastic film or a hydrophobic fiber cloth, and an absorption enclosed between the cover layers 1 and 2. The structure 3 is included.
[0042]
The diaper is intended to surround the lower part of the user's body as a pair of absorbent pants. The design for this purpose is the two ends 4, 5 and a narrow crotch 6 placed between them, the crotch 6 being placed in the user's crotch between the user's legs in use. Intended. The diaper has an edge with a tape 7 near the waist line 8 to form the correct shape in use. The edges of the tape 7 are attached to the front 5 of the diaper near the front waist 9 to hold the diaper together around the user's waist.
[0043]
The diaper also includes a pre-tensioned elastic portion 10 according to FIG. 1, which includes an elastic band, elastic yarn, elastic foam or other suitable material depending on the purpose. The elastic part 10 in FIG. 1 is shown here in a tensioned shape. As soon as the tension stops, the elastic parts are pulled together, forming an elastic leg band on the diaper.
[0044]
The absorbent structure 3 in the diaper shown in FIG. 1 is composed of two layers 11 and 12, which are an upper liquid absorbent layer 11 and a lower liquid storage and distribution layer 12. The upper liquid absorption layer 11 is characterized by a high absorption capacity, for example a large amount of liquid needs to be absorbed in a short time, while the lower liquid storage and distribution layer 12 is characterized by a high liquid distribution capacity, and the upper liquid absorption layer The liquid can be drained from 11 to distribute the liquid in the lower liquid storage and distribution layer 12. Different features in the two layers 11 and 12 can be achieved by the difference in density, the hard compressed fiber structure distributes the liquid better than the low density equivalent fiber structure, the latter structure Has a large pore size with high instantaneous liquid absorption capacity and low liquid distribution capacity.
[0045]
The difference in absorption capacity between the two layers is due to the use of fibrous structures having different characteristics, i.e. SAPs with different neutralization degrees (e.g. conventional SAPs neutralized to 20-70% neutralization degree and the present invention Can also be achieved through the use of SAP). Fluff pulp can also be included, where cellulose may be chemically produced (eg, CP), or chemically mechanically produced (eg, CTMP), or synthetic fiber (eg, It may be of synthetic origin, such as polypropylene and / or polyethylene fibers, viscose fibers or crosslinked cellulose fibers. Chemically produced cellulose fluff generally has a higher liquid distribution capacity than CTMP. Also, fiber structures containing chemically stiffened cellulose fibers have a high instantaneous liquid absorption capacity and a lower liquid distribution capacity than conventional chemical cellulose pulp. Other suitable materials to be used in the upper liquid absorbent layer 11 can be synthetic or natural fiber bulk materials and / or fluff nonwoven materials.
[0046]
In the lower liquid storage and distribution layer 12 of the absorbent structure 3, a conventional SAP may be mixed.
[0047]
The present invention also includes other embodiments of the absorbent structure. The absorbent structure can include both low neutralized and non-neutralized SAPs as well as conventional SAPs, where both types are evenly distributed in the upper and lower layers of the absorbent structure. In other embodiments, the absorbent structure may contain only one type of SAP except for cellulose fluff.
[0048]
The absorbent structure according to the present invention comprises random mixing of the SAP according to the present invention into the absorbent structure as well as the lamination or stratification of the SAP between the tissue layers of cellulose fibers, thus most suitable for a specific purpose in the absorbent structure. To obtain the correct formulation.
[0049]
Also claimed herein is a method of manufacturing the absorbent structure. Such a method involves mixing the absorbent material with an SAP having a degree of neutralization of 0-19%, preferably a degree of neutralization of 0-10%. According to this method, the SAP comprises about 60, 70, 80, 90 or about 100% by weight based on the total dry weight of the absorbent structure. Such a method produces a structure that forms part of an absorbent product such as incontinence garments, feminine hygiene napkins, baby diapers, baby pants, panty liners or the like.
[0050]
In a particular embodiment, SAP neutralized to a degree of neutralization of 0-19%, preferably 0-10% is used for the production of the absorbent structure. Here, the SAP may constitute about 60, 70, 80, 90 or about 100% by weight SAP based on the total dry weight of the absorbent structure in the portion (s) in which the SAP is distributed.
[0051]
In a further aspect, the present invention relates to an absorbent product such as an incontinence garment, feminine hygiene napkin, baby diaper, baby pants, panty liner or the like comprising the absorbent structure described above. Such an absorbent structure makes it possible to produce a thin, unobtrusive and comfortable product with a high absorption capacity, which is desirable for the end product user.
[0052]
Example
Example 1
This example describes an example of a diaper containing SAP neutralized to a degree of neutralization of 5% without limiting the invention. The diaper in this embodiment is shown in FIG.
[0053]
Overall Design of Diaper 100 FIG. 1 shows a diaper 100. The diaper includes a liquid permeable cover layer 1 made of a perforated plastic film, a liquid impermeable cover layer 2 made of a hydrophobic fiber cloth, and an absorbent structure 3 enclosed between the cover layers 1 and 2.
[0054]
The diaper is intended to enclose the lower part of the user's body as a pair of absorbent pants. The design for this purpose is the two ends 4, 5 and a narrow crotch 6 placed between them, the crotch 6 being placed in the user's crotch between the user's legs in use. Intended. The diaper has an edge with a tape 7 near the waist line 8 to form the correct shape in use. The edges of the tape 7 are attached to the front 5 of the diaper near the front waist 9 to hold the diaper together around the user's waist.
[0055]
The diaper includes a pre-tensioned elastic portion 10 according to FIG. 1, which includes an elastic band, elastic yarn, elastic foam or other suitable material depending on the purpose. The elastic part 10 in FIG. 1 is shown here in a tensioned shape. As soon as the tension stops, the elastic parts are pulled together, forming an elastic leg band on the diaper.
[0056]
Absorbent structure 3 The absorbent structure 3 in the design diaper is shown in FIG. It consists of two layers 11, 12, which are an upper liquid absorption layer 11 and a lower liquid storage and distribution layer 12.
[0057]
The characteristics of the layers in the absorbent structure The different characteristics in the two layers 11, 12, i.e. the difference in absorption capacity, are due to the use of fiber structures with different characteristics, i.e. different neutralization SAPs (e.g. Achieved by use of SAP according to the invention. The diaper 100 in this embodiment includes SAP neutralized to a neutralization degree of 5% in the upper liquid absorption layer 11 of the absorbent structure 3. The lower liquid storage and distribution layer 12 comprises conventional SAP neutralized to a degree of neutralization of 60-70%.
[0058]
The diaper contains 98% by weight SAP based on the total dry weight of the absorbent structure in the part where the SAP is distributed.
[0059]
Discussion The upper liquid absorption layer 11 is characterized by a high absorption capacity, for example, a large amount of liquid needs to be absorbed in a short time, while the lower liquid storage and distribution layer 12 is characterized by a high liquid distribution capacity and the upper liquid absorption capacity. Liquid can be drained from the layer 11 to distribute the liquid to the lower liquid storage and distribution layer 12.
[0060]
The advantage of placing a conventional SAP in the lower liquid storage and distribution layer 12 of the absorbent structure 3 is that the conventional SAP exhibits a higher total absorption capacity than a low neutralized or non-neutralized SAP. is there.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]
It is a schematic diagram of a diaper containing SAP.
