JP2005500134A - 高い湿潤前及び湿潤後透過率をもった不織複合材 - Google Patents

Abstract

超吸収体が不織材料内のマイクロポケットに包含された、パーソナルケア製品のための新しい不織材料が提供される。これらのマイクロポケットは、不織布をクレープ加工することにより作ることができる。これらの材料は、湿潤前及び湿潤後の状態で、液体に対して良好な透過率を示し、したがって、ゲルブロッキング及び布の中で超吸収体が膨潤することによる悪影響が避けられるようになる。このような繊維状材料は、おむつ、トレーニングパンツ、失禁用衣料、及び婦人用衛生製品のようなパーソナルケア製品に有益である。

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、おむつ、トレーニングパンツ、水着、吸収性アンダーパンツ、成人失禁用製品、及び婦人用衛生製品等の主としてパーソナルケア製品のための成形材料に関する。さらにこの材料は、例えば、包帯及び創傷被覆材、授乳パッドといったその他の用途、及び獣医学及び遺体用用途にも有用である。
【０００２】
（背景技術）
パーソナルケア物品は、通常、身体からの液体を吸収するためにある種の多層材料を有する。これらの層は、天然繊維、合成繊維、及び超吸収性粒子を種々の割合で含むことができる。尿のような液体がおむつのようなパーソナルケア製品中に排泄されると、尿は、典型的には身体に接するライナである最上部層と、一時的な液体保持能力を与えるように設計された「サージ」層又は「取り込み」層とを通り抜ける。この製品は、さらに、吸収体コアをより利用するために、液体をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるように設計された「分散」層も有することができる。これらの上部層を通過した後に、尿は製品の吸収体コア部分に入る。吸収体コアは液体を恒久的に保持する。
【０００３】
上述の層の機能の各々を異なる層により実行することができるし、又は、１つの層が１つより多くの機能を実行することもできる。しかしながら、１つより多くの機能を単一の層に組み合わせることは、通常は、各々の機能の性能を大幅に落とすことになる。
【０００４】
吸収体コアは、典型的には、超吸収性粒子及び／又はパルプにより構成されている。吸収体のより新しいクラスは、さらに、バインダを用いて、湿潤安定性を向上させ、最終製品への変換を容易にするようにしている。バインダは、液体粘着剤又は１０から２５重量パーセントの間の量で存在するのが普通である熱的に活性化することができる繊維とすることができる。
【０００５】
超吸収性粒子は、それ自体の重量の何倍もの液体を吸収し、濡れた結果として大いに膨潤する。この膨潤が製品内の液体を保持し、これにより着用者の皮膚、衣類、及び寝具が保護されるが、さらに液体の取り込みを妨げることにもなる。このことは、膨潤した粒子が構造に対する流体の入口を閉じることになるほど大きくなるという、当業者には「ゲルブロッキング」として知られている現象のために生じる。
【０００６】
また、超吸収体がなく従来のパルプ及びバインダ繊維で作られた吸収体構造には、「湿潤崩壊」が生じることがある。このことは、パルプが飽和し、その後で流体が構造体に加えられたときにボイド空間を再生することができないという結果として生じる。バインダ繊維、一般には、本来疎水性である合成ポリマー繊維は、その不出来な湿潤性に起因して構造のウィッキングを妨げるために、この問題を伴う。さらに、バインダ繊維の結合により誘起される制約は、吸収体構造の膨張を制限し、さらにボイド量を減少させ、材料の最大容量を減らすことになる。この構造が、より効率的に流体を初期の湿潤崩壊区域から吸い取ることができるのであれば、この減少は完全に避けることができる。
【０００７】
湿潤崩壊とゲルブロッキングとの間の微細なラインを縫うように進む材料が非常に望ましい。そのような材料は、効率的に流体を吸収しながら、制御されていない超吸収体の膨張という望ましくない特徴を避けるものとなる。さらにこれは、十分な孔構造を維持することにより湿潤崩壊を避けて、液体がそれを通って移動し続けることを可能にすることができる。そのような材料は、高いレベルの多機能吸収性能を示すものとなる。
【０００８】
（発明の開示）
上述された難点及び従来技術で直面した問題に対応して、超吸収体が加えられた不織布からなる新しい構造の複合材が開発された。超吸収体は、粒子（ＳＡＰ）状形態であることが好ましい。ＳＡＰは、パターンロールを用いて、不織材料の表面にクレープ加工するか又は凹みを手で生成するといった種々の手段により形成された「マイクロポケット」内に置かれる。マイクロポケットの容積は、０.３３から１０立方ミリメートルの間とすることができる。ＳＡＰはウェブに均一に置かれる必要はなく、布の幅にわたり不均一な方法で置かれてよい。この構成の結果として、不織ウェブは湿潤後及び湿潤前で、液体に対する透過率を維持する。超吸収体は個別のポケットに配置されているために、ウェブが濡れると、該超吸収体は、該ウェブの繊維状のネットワークを乱すことなく自由に膨潤する。ウェブは１５００ダーシーより多い透過率を有し、２０００ダーシーより多い透過率を有することが好ましい。
【０００９】
本発明においては、ポリマー繊維の混合物、１から８０重量パーセントの間の量の超吸収体、及び１から６重量パーセントの間の量のバインダを有する少なくとも１つの層が提供される。より具体的には、２５から７５重量パーセントの間の超吸収体、さらにより具体的には、４０から６０重量パーセントの間であると有益である。さらに付加的な層が存在してもよく、本発明の層は、分散層及び吸収層として作用するようにパーソナルケア製品に置くことができる。本発明の層は、超吸収体が個別に置かれるために、ゲルブロッキング、キャピラリの分裂、及び湿潤崩壊が避けられることによるものと思われる良好な分散特性を有する。さらに、本発明のウェブを電気的に処理して、粒子の接着性を向上させることができる。
【００１０】
これらの材料は、おむつ、トレーニングパンツ、失禁用製品、包帯、及び生理用ナプキンのようなパーソナルケア製品で用いるのに適している。
【００１１】
（定義）
ここで用いられる「不織布又はウェブ」という用語は、相互に織り込まれているが、編成布におけるように規則的に又は識別可能になっていない個々の繊維又は糸の構造を持つウェブのことを意味する。「不織布又はウェブ」は、例えばメルトブロー工程、スパンボンド工程、及びボンデッドカーデッドウェブ工程のような多くの工程から形成できる。不織布の坪量は、通常は、材料の１平方ヤード当たりのオンス（ｏｓｙ）又は１平方メートル当たりのグラム（ｇｓｍ）で表され、有効な繊維直径は、普通はミクロンで表される。（ｏｓｙからｇｓｍに換算するためには、ｏｓｙに３３．９１を掛ける）
【００１２】
「スパンボンデッド繊維」は、溶融した熱可塑性材料を、紡糸口金の複数の微細な毛細管からフィラメントとして押し出すことにより形成された小直径の繊維のことをいう。このような工程は、例えば、アッペル他に付与された米国特許第４，３４０，５６３号、及びマツキ他に付与された米国特許第３，８０２，８１７号に開示される。この繊維はさらに、例えば、通常とは異なる形状をもった繊維について説明するＨｏｇｌｅ他に付与された米国特許第５，２７７，９７６号に説明されるような形状を有することもできる。
【００１３】
「ボンデッドカーデッドウェブ」は、ステープル繊維をコーミング装置又はカーディング装置の中に送り、分離するか又はほぐして機械方向に揃え、ほぼ機械方向に配向された繊維状の不織ウェブを形成することによって作られたウェブのことをいう。この材料は、点結合、スルーエア結合、超音波結合、接着結合などを含む方法により互いに結合することができる。
【００１４】
ここで用いられる「コフォーム」という用語は、シュートの近くに少なくとも１つのメルトブロー・ダイヘッドが配置され、該ダイヘッドを通じて他の材料が成形中のウェブに添加されるような製法を意味する。このような他の材料は、例えば、パルプ、超吸収性粒子、天然高分子（例えばレーヨン又は綿繊維）及び／又は合成高分子（例えばポリプロピレン又はポリエステル）繊維であり、これらの繊維はステープルの長さとされる。コフォーム工程は、ラウに付与され本出願人に譲渡された米国特許第４，８１８，４６４号と、アンダーソン他に付与された米国特許第４，１００，３２４号に記載されている。コフォーム工程によって作製されたウェブは、一般にコフォーム材料と呼ばれる。
【００１５】
「空気堆積」は、繊維不織層を形成することができる公知の工程である。空気堆積工程では、約３から約５２ミリメートル（ｍｍ）までの範囲の一般的な長さを持つ小繊維の束が、分離されて空気中に浮遊させられ、次いで普通は真空の助けによって成形スクリーン上に堆積される。次いで不規則に堆積された繊維が、例えばバインダ成分又はラテックス接着剤が活性化されるように高温空気を用いて互いに結合される。空気堆積は、例えばＬａｕｒｓｅｎ他の米国特許第４，６４０，８１０号、及びＣｈｉｓｔｅｎｓｅｎの米国特許第５，８８５，５１６号に教示される。
【００１６】
「クレープ加工」という用語は、ウェブ構造にループが生成されるようにウェブを折りたたむ工程を意味する。このようなループは、アーチ、半円、又はクレープ加工されていない不織ウェブの平面の上に延び、該不織ウェブの両端で終端する同様の構成を定義する。クレープ加工された材料の例及び方法は、Ｖａｒｏｎａに付与された米国特許６，１５０，００２号、及びＶａｒｏｎａ他に付与されたＰＣＴ公表ＷＯ ００／３３７８０（米国出願０９／２０９，０４４）に見出すことができる。クレープレベル（ＣＬ）は、百分率として表わされるクレープ加工の尺度であり、クレープ加工ドラム表面の速度（Ａ）からクレープ加工されたウェブの巻き上げリール速度（Ｂ）を引いたものを、クレープ加工ドラム表面の速度（Ａ）で割り、それに１００を掛けて計算されるものであり、すなわちＣＬ＝（Ａ−Ｂ）／Ａ＊１００である。
【００１７】
「Ｚ軸方向の材料」は、クレープ加工におけるような処理後ではなく、布の形成中に、繊維が主にＺ軸方向に方位付けられる布のことをいう。このような材料の例及び方法は、米国出願０９／５３８，７４４及び０９／５３７，５６４のそれぞれに対応するＰＣＴ公表ＷＯ ００／６６０５７及びＷＯ ００／６６２８４に見出すことができ、この両方が本発明の譲受人に譲渡されている。
【００１８】
「マイクロポケット」という用語は、数立方ミリメートル又はそれより小さいオーダーで不織ウェブに形成された小さなポケットを意味する。これらは、超吸収性粒子を入れ、かつ該超吸収性粒子が保管されるのに十分なだけ大きくなければいけない。
【００１９】
ここで用いられる「熱点結合」は、布又は繊維のウェブを、加熱したカレンダロールとアンビルロールとの間に通して結合させることを含む。カレンダロールは、必須ではないが、通常は、ある種のパターン付けがされており、そのため布全体が該布の全表面にわたって結合されるわけではなく、またアンビルロールは普通は平坦である。したがって、カレンダロールの様々なパターンが機能性及び美観的理由で開発されている。パターンの一例は、点を有するものであり、ハンセン及びペニングスに付与された米国特許第３，８５５，０４６号に教示される、約３０％が約２００ピン／平方インチの結合域である、ハンセン・ペニングスすなわち「Ｈ＆Ｐ」パターンである。Ｈ＆Ｐパターンは、正方形点又はピン結合域を有し、各ピンは、一辺が０．０３８インチ（０．９６５ｍｍ）、各ピンの間隔が０．０７０インチ（１．７７８ｍｍ）、及び結合深さが０．０２３インチ（０．５８４ｍｍ）である。得られるパターンは、約２９．５％の結合域を有する。別の典型的な点結合パターンは、一辺の寸法が０．０３７インチ（０．９４ｍｍ）、ピンの間隔が０．０９７インチ（２．４６４ｍｍ）、及び深さ０．０３９インチ（０．９９１ｍｍ）を有する正方形ピンによる１５％の結合域を与える、拡張ハンセン・ペニングスすなわち「ＥＨＰ」結合パターンである。得られるパターンは、約１５％の結合域を持つ。さらに別の一般的なパターンは、約１６．９％の結合域を有するシー・スター（Ｃ−Ｓｔａｒ）パターンである。Ｃ−Ｓｔａｒパターンは、流れ星で遮られた横方向のバーすなわち「コーデュロイ」デザインを持つ。他の一般的なパターンは、ダイヤモンドが繰り返され、僅かにずらされた、約１６％の結合域を有するダイヤモンド・パターンと、その名が示す通り例えば網戸を思わせるような約１９％の結合域を有するワイヤ織パターンが含まれる。通常は、結合域の割合は、布の積層ウェブの領域の約１０％から約３０％まで変化する。当業者にはよく知られているように、点結合は、積層体の層を互いに保持し、並びに、各層におけるフィラメント及び／又は繊維を結合することにより、各々の個々の層に一体性を付与する。
【００２０】
ここで用いられるスルーエア結合又は「ＴＡＢ」は、高温空気をウェブを通して押しつける不織複合繊維ウェブを結合する方法を意味する。空気の温度は、繊維が作られているポリマーの１つを溶融するのに十分なだけのものである。空気速度は、通常は、１分当たり１００と５００フィートとの間であり、滞留時間は６秒ほどとすることができる。ポリマーの溶融及び再凝固が結合をもたらす。スルーエア結合（ＴＡＢ）は、結合を達成するために少なくとも１つの成分が溶融されることを必要とするため、通常は、共役繊維のような２つの成分をもったウェブ又は接着剤を含むウェブに制限される。スルーエア結合機においては、一方の成分の溶融温度より高い温度を有し、他方の成分の溶融温度より低い温度を有する空気は、周囲のフードからウェブを通り該ウェブを支持する穿孔ドラムの中に方位付けられる。或いは、スルーエア結合機は、空気が垂直方向にウェブ上に下に向かって指向される平らな構成とすることができる。２つの構成の作動条件は同様なものであり、主な違いは、結合中のウェブの幾何学的形状である。高温空気は低溶融ポリマー成分を溶融し、このようにしてフィラメント間に結合が形成されて、ウェブが統合されるようになる。
【００２１】
「パーソナルケア製品」は、おむつ、トレーニングパンツ、水着、吸収性アンダーパンツ、成人失禁用製品、包帯、及び婦人用衛生製品を意味する。さらに、獣医学及び遺体用製品を含むこともある。
【００２２】
試験方法及び材料
坪量：直径３インチ（７.６ｃｍ）の円形サンプルを切り取り、天秤を使って秤量することによって求められる。重量をグラムで記録する。その重量をサンプル面積で割る。５つのサンプルについて測定し平均する。
【００２３】
材料キャリパ（厚さ）：材料キャリパは、厚さの尺度であり、ＳＴＡＲＲＥＴ（登録商標）タイプのバルクテスターを使って０．０５ｐｓｉ（３．５ｇ／ｃｍ２）においてミリメートルの単位で測定される。サンプルは、４インチ×４インチ（１０.２ｃｍ×１０.２ｃｍ）の正方形に切断され、５つのサンプルについて測定し、その結果を平均する。
【００２４】
密度：材料の密度は、グラム毎平方メートル（ｇｓｍ）で表されるサンプルの単位面積当たりの重量を、ミリメートル（ｍｍ）で表される材料キャリパで割ることによって算出される。材料キャリパは、上記の０．０５ｐｓｉ（３．５ｇ／ｃｍ２）において測定しなければならない。その値をグラム毎立方センチメートル（ｇ／ｃｃ）に換算するために、得られた値に０．００１を掛ける。密度の値を得るために、５つのサンプルの合計を評価し、平均する。
【００２５】
透過率
液体の流れに対する材料の抵抗を表わす透過率（ｋ、ｃｍ²で）を計算することができる。粘度が既知の液体（η、パスカル秒）を、所定の厚さの材料（ｔ、ｃｍで）に一定の流速（ｖ、ｃｍ／秒）で強制的に通し、圧力降下として計測される（ΔＰ、パスカルで）流れの抵抗を監視する。透過率は、ダーシーの流動方程式：
ｋ＝ｖｔη／ΔＰ
を用いて計算される。
１ダーシー＝９.８７×１０^-9ｃｍ²であることに留意されたい。
透過率についての試験においては、典型的なパラメータは：２０ｃｍ／秒の速度、２０ないし５０ミルのサンプル厚さ、及び約６パスカル秒の粘度を有する試験液体である。
【００２６】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の不織ウェブは、マイクロポケット内に包含された超吸収体を有するものである。このウェブは、高い透過率を有し、濡れた後でさえも、液体の流れに対して高い透過率を維持する。１５００ダーシーを超える透過率、好ましくは２０００ダーシーを超える透過率は「高い」と見なされる。
【００２７】
本発明の不織ウェブは、空気堆積、スパンボンディング、ボンディング及びカーディング、メルトブローイング及びコフォーミングを含む多くの工程により作ることができる。材料は、形成後にクレープ加工することができ、形成中にＺ軸方向の繊維の方位が与えられるか、又はマイクロポケットが押し下げられる比較的平らな不織構造となることもできる。付加的な層を構造に加えることができ、これがパーソナルケア製品に含まれることがある。
【００２８】
マイクロポケットの容積は、比較的容易に計算でき、これは該ポケットを作る方法に依存する。本発明の一実施形態は、クレープ加工された結合前のスパンボンド布である。これは、ＥＨＰ或いは正方形又はダイヤモンド状の結合点の配置による他のパターンで生成されるため、熱結合されるのが普通である（他の配置を用いることもできるが、計算を修正しなければならない）。布がクレープ加工されると、結合点は処理されるにつれてクレープ加工ドラムに接着して、該布のＺ軸方向の寸法を増加させ、Ｘ軸方向に寸法を減少させるか又は短くさせる。このことは、超吸収体を保持するために本発明に有益な「マイクロポケット」を生成することになり、これは、クレープ加工の場合には、例えば、繊維間にＳＡＰを収容する空間をもった結合点間の繊維の膨らみとして、より容易に認識されるものである。典型的なＥＨＰパターンは、正方形又はダイヤモンド状のパターンで約２.４６４ｍｍだけ間隔をもって配設された結合点を有する。クレープ加工においては、結合点間の距離（ａ）は、百分率で表わされるクレープレベル（ＣＬ）でおおよそ減少し、布の高さがクレープレベルでおおよそ増加して、任意の４つの結合点：
面積＝（（１００−ＣＬ）＊ａ²）／１００
正方形パターンの容積＝面積（ａ＊ＣＬ）／２００
ダイヤモンド状パターンの容積＝面積（２^0.5＊ａ／２＊ＣＬ）／２００
により囲まれる面積及び容積を生み出すようになる。
正方形パターンの容積とダイヤモンド状パターンの容積との間のわずかな違いは、ウェブがクレープ加工されるときの方位によるものであることに留意されたい。正方形パターン結合布は、ボックスの２つの縁が、機械方向（ＭＤ）の４つの結合点及び横方向（ＣＤ）の２つの結合点により形成された状態でクレープ加工装置に入る。ダイヤモンド状パターン結合布は、このような方位をもたないが、代わりに横方向又は機械方向のいずれかから、おおよそ４５度だけ離れる方向にある４つの結合点により形成されたボックスの縁により方位付けられる。もちろん、他の結合パターンを用いてもよい。そのような場合には、修正された面積及び容積を計算しなければならない。このことは、当業者であれば行うことができ、例えば、オハイオ州クリーブランド所在のＣＲＣ ＰｒｅｓｓによるＣＲＣ標準数表のような標準的な文献が助けとなる。
【００２９】
本発明の実施が意図されるウェブのクレープ加工は、約０.３３から１０立方ｍｍの間の容積、より特定的には０.３３から５立方ｍｍ、より特定的には０.５から１立方ｍｍ、さらにより特定的には０.５から２立方ｍｍの容積を生じる。
【００３０】
本発明の一例として、不織ウェブは約４０パーセントのレベルでクレープ加工し、ドラム内で超吸収性粒子と共に転がして、約５０重量パーセントの付加割合のものを得ることができる。このような粒子の付加は、マイクロポケットが均一に分散していれば、布におけるすべてのマイクロポケットで均一に行われる。或いは、クレープ加工された布は、該クレープ加工された布の折り曲げ部分を伸ばすために、ローラ又はバーの周りで巻きほぐすことができる。布がローラの上を通過するときに、超吸収性粒子を均一な又は不均一なパターンでこれらの折り曲げ部分に加えることができる。このような実施形態は、本発明の範囲内にあると意図される。
【００３１】
本発明のウェブを作る別の方法は、比較的平らなウェブで始め、次に該ウェブをパターンとアンビルロールとの間に通して、布に凹みを生成するようにするものである。嵩高な布は、十分なマイクロポケットを設けるのに十分な深さをもつことができるために、本実施形態には、そのような布が好ましい。熱点結合は、布がローラ間を通るときに該布を小さくする傾向があるために、嵩高な布は熱点結合ではなくスルーエア結合により結合することが好ましい。例えば、Ｐｉｋｅに付与された米国特許第５，３８２，４００号の布のようなスルーエア結合された捲縮された複合繊維は、本発明の実施において良好に機能する。形成及び結合後に、凹みが布に生成されることになる。このことは、例えば、加熱されていない熱点結合及び平らなアンビルロールを用いることにより行うことができる。加熱されていないパターンロールは、完全にウェブを通るパターンを用いることはなく、予め選択された区域のウェブだけを押し下げる。パターンは均一であってもよいし、又は不均一であってもよく、ウェブの特定の区域にだけ凹みをもたらすか、又は該ウェブに対して異なる凹みの密度をもたらすようになる。凹みの生成に用いることができるパターンは大幅に変えることができ、ＥＨＰ、Ｈ＆Ｐ、及び７１４パターンのように熱点結合において上述されたものを含む。凹みの形成後、超吸収体がウェブ上に置かれて、すべて又は幾つかの凹みが所望の程度まで満たされるようにすることができる。
【００３２】
パターンロール及びアンビルロールが布に凹みを生成するために用いられる場合においては、マイクロポケットの大きさを求めるための計算は、パターンロールに用いられるピンの大きさと、布の中にピンが貫通する深さとによって決まる。Ｈ＆Ｐパターンが完全に布の中に挿入される場合には、約０.５４４立方ｍｍの容積のマイクロポケットを生成し、例えばＥＨＰでは約０.８７６立方ｍｍの容積となる。
【００３３】
超吸収体が加えられた布がクレープ加工されると、超吸収体は、布が通常の位置に戻ったときに、該布の折りたたみ部分に形成されたマイクロポケットにある場所に残る。布が比較的平らであり、凹みが設けられている場合には、超吸収体を保持するために接着剤が必要となることがある。或いは、静電荷を用いて、異なる電気極性又は電位により、超吸収体が凹みに残るのを助けることができる。
【００３４】
静電気的にウェブを帯電することは、電荷により粒子を布の方向に引き寄せるエレクトレット処理によって達成される。エレクトレット処理は、多くの異なる技術によって行うことができる。１つの技術は、Ｔｓａｉ他に付与され、テネシー大学リサーチコーポレーションに譲渡された米国特許第５，４０１，４４６号に記載されている。Ｔｓａｉは、ウェブ又はフィルムを、連続的に一連の電場に置いて、隣接する電場が互いに実質的に反対の極性を有するようにする方法を記載している。こうして、ウェブ又はフィルムの一方の側は最初に陽電荷に曝され、ウェブ又はフィルムの他方の側は最初に陰電荷に曝される。次いで、ウェブ又はフィルムの第１の側が陰電荷に曝され、ウェブ又はフィルムの他方の側が陽電荷に曝される。このようなウェブには、付随する表面静電荷なしで比較的高い電荷密度が生成される。この方法は、複数の分散した非アーク電場にウェブを通すことにより実行することができ、この電場は、ウェブに望まれる電荷に応じて、ある範囲にわたり異なるものとすることができる。ウェブは、約１ｋＶＤＣ／ｃｍから１２ｋＶＤＣ／ｃｍまでの範囲、より特定的には４ｋＶＤＣ／ｃｍから１０ｋＶＤＣ／ｃｍまで、さらにより特定的には、７ｋＶＤＣ／ｃｍから８ｋＶＤＣ／ｃｍまでの範囲で帯電させることができる。エレクトレット処理の他の方法は、Ｋｕｂｉｋ他に付与された米国特許第４，２１５，６８２号、Ｗａｄｓｗｏｒｔｈに付与された米国特許第４，３７５，７１８号、Ｎａｋａｏに付与された米国特許第４，５９２，８１５号、及びＡｎｄｏに付与された米国特許第４，８７４，６５９号に記載されているように、当業者に公知である。
【００３５】
本発明の実施に用いられる布は天然繊維でもよいが、合成ポリマー繊維のウェブが好ましい。バインダの効果的な量、典型的には、１から６重量パーセント（超吸収体を加える前のウェブ重量に基づく）の量が、繊維と粒子とを互いに結束させることにより、機械的な一体性を与えるのに役立つ。バインダはより特定的には１から５パーセントであり、さらにより特定的には１から４パーセントとすることができる。ウェブの８０重量パーセントほどを超吸収体として加えることができる。超吸収体についてのより特定的な範囲は２５から７５重量パーセントであり、さらにより特定的には４０から６０重量パーセントである。
【００３６】
本発明に有用な超吸収体は、化学的構造並びに物理的形態に基づいた分類から選択することができる。これらは、低ゲル強度、高ゲル強度の超吸収体、表面架橋された超吸収体、均一架橋された超吸収体、又は構造体に亘って種々の架橋密度をもつ超吸収体を含む。超吸収体は、これらに限定する意味ではないが、アクリル酸、イソ−ブチレン／無水マレイン酸、ポリエチレンオキシド、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、及びポリビニルアルコールを含む化学成分に基づくものとすることができる。超吸収体は、遅いものから速いものまでの膨潤速度範囲とすることができる。超吸収体は、発泡体、マクロ孔質或いは微孔質粒子又は繊維、繊維状又は微粒子状のコーティング又は形態をもつ粒子又は繊維とすることができる。超吸収体は、リボン、粒子、繊維、シート又はフィルムの形にすることができる。本発明の実施においては、粒子形態の超吸収体が好ましい。超吸収体は、種々の長さ、直径サイズ、及び分布にすることができる。超吸収体は、種々の中性化度にすることができる。対イオンは、典型的には、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａである。
【００３７】
例示的な超吸収体は、Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ，ＩｎｃからＦＡＶＯＲ（登録商標）８８０という名称で入手することができる。これらの種類の超吸収体の別の例は、ＤＲＹＴＥＣＨ（登録商標）の名称でＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手することができる。繊維状の超吸収体の例は、カナダ、アルバータ州、ハイリバー所在のＣａｍｅｌｏｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから、ＦＩＢＥＲＤＲＩという名称で入手することができる。これらの種類の超吸収体の別の例には、Ｃｈｅｍｔａｌｌ Ｉｎｃ．又はＲｉｃｅｂｏｒｏから、ＬＡＤＹＳＯＲＢ（登録商標）としても知られるＦＬＯＳＯＲＢ ６０ ＬＡＤＹ（登録商標）という名称で入手することができるものが含まれる。市販されており、当業者に周知であるがここには挙げられていないさらに別の種類の超吸収体も本発明において有用である。
【００３８】
これらの構造に代表的に使用されるバインダは、機械的な一体性及び安定性を与えるのに役に立つ。バインダは、繊維、液体、又は熱的に活性化することができる他のバインダ手段を含む。含有されるのに好ましいバインダは、ポリオレフィン繊維のような比較的に低融点を持つ繊維である。低めの融点のポリマーは、熱を加えたときに繊維が交差したところで布地を互いに結合する能力を与える。その上、共役繊維及び２成分繊維のような低めの融点のポリマーを持つ繊維は、本発明を実施するのに適している。低めの融点のポリマーを持つ繊維は、一般に、「可融繊維」と呼ばれる。「低めの融点のポリマー」が意味しているのは、約１７５℃より低いガラス転移温度を持つポリマーということである。吸収性ウェブの感触は、ポリマーの融解及び急冷反応の選択によって柔らかい感触からこわばった感触にまで変えることができることに留意されたい。例示的なバインダ繊維は、ポリオレフィン、ポリアミド及びポリエステルの共役繊維を含む。３つの好適なバインダ繊維は、共にポリオレフィン鞘をもったＴ−２５５及びＴ−２５６、又は低融点のコポリエステル鞘を有するＴ−２４という商標でＫｏＳａ社（ノースカロライナ州Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ）から入手可能な鞘・芯共役繊維である。多くの好適なバインダ繊維が当業者に知られており、これらはデラウェア州ウィルミントンのＣｈｉｓｓｏ＆Ｆｉｂｅｒｖｉｓｉｏｎｓ ＬＬＣのような多くのメーカーによって使用されている。適した液体バインダは、デラウェア州ウィルミントンのＨｅｒｃｕｌｅｓ社から入手可能なＫＹＭＥＮＥ（登録商標）５５７ＬＸである。その他の適切な液体バインダは、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｒｃｈ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社（ニュージャージー州ブリッジウオーター）によってＤＵＲ−Ｏ−ＳＥＴ（登録商標）ＥＬＩＴＥ（登録商標）シリーズ（ＥＬＩＴＥ（登録商標）３３及びＥＬＩＴＥ（登録商標）２２を含む）という商品名で販売されているエチレン酢酸ビニールエマルジョンポリマーを含む。その他の適切な液体バインダは、ＡＩＲＦＬＥＸ（登録商標）という名称でＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓにより販売されている。
【００３９】
合成繊維は、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、レーヨン、アクリル、超吸収体、ＴＥＮＣＥＬ（登録商標）から再生したセルロースその他の当業者に周知の適切な合成繊維から作られたものを含む。
【００４０】
多くのポリオフィレンが繊維生産のために利用可能であり、例えば、Ｄｏｗ ＣｈｅｍｉｃａｌのＡＳＰＵＮ（登録商標）６８１１Ａ線状低密度ポリエチレン、２５５２ＬＬＤＰＥ及び２５３５５及び１２３５０高密度ポリエチレンのようなポリエチレンが適切なポリマーである。これらのポリエチレンは、それぞれ、約２６、４０、２５、及び１２というメルトフローレートを有する。繊維形成ポリプロピレンには、エクソン・ケミカル・カンパニーのＥＳＣＯＲＥＮＥ（登録商標）ＰＤ３４４５ポリプロピレン、及びモンテル・ケミカル・カンパニーのＰＦ−３０４が含まれる。その他多くのポリオレフィンが市販されている。
【００４１】
天然繊維は、羊毛、綿、亜麻、麻及び木材パルプを含む。木材パルプは、ＮＢ−４１６（ワシントン州タコマのＷｅｙｅｒｈａｅｕｓｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）及びＣＲ−１６５４（アラバマ州ＣｏｏｓａのＵＳ Ａｌｌｉａｎｃｅ Ｐｕｌｐ Ｍｉｌｌｓ社）のような標準軟材フラフグレードを含む。パルプは、繊維の固有特性及び加工性を高めるために改質することができる。化学処理又は機械的加撚を含む方法によって繊維にカールを付与することができる。カールは通常、架橋又は剛化前に付与される。パルプは、ホルムアルデヒド又はその誘導体、グルタルアルデヒド、エピクロロヒドリン、尿素又は尿素誘導体のようなメチロール化化合物、無水マレイン酸のようなジアルデヒド、非メチロール化尿素誘導体、クエン酸又はその他のポリカルボン酸のような架橋剤の使用によって剛化することができる。これらの架橋剤の幾つかは、環境的な及び健康的な懸念のためにその他のものよりは好ましくない。パルプは、マーセル化のような熱又はアルカリ処理を用いて剛化することもできる。このようなタイプの繊維の例は、ワシントン州タコマのＷｅｙｅｒｈａｅｕｓｅｒ社から入手可能な、濡れモジュラスを高める化学的に架橋した南部軟材パルプ繊維のＮＨＢ４１６を含む。その他の有効なパルプは、やはりＷｅｙｅｒｈａｅｕｓｅｒ社から入手可能なデボンデッド・パルプ（ＮＦ４０５）である。テネシー州メンフィスのＢｕｃｋｅｙｅ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓのＨＰＺ３は、繊維に乾燥及び加湿剛性及び弾力性を付与する他に、カール及びねじれをセットする化学処理を施してある。別の適したパルプは、Ｂｕｃｋｅｙｅ ＨＰＦ２パルプであり、更に別の適したパルプは、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｐａｐｅｒ社のＩＰ ＳＵＰＥＲＳＯＦＴ（登録商標）である。好適なレーヨン繊維は、アラバマ州アキシスのＴｅｎｃｅｌ社の１．５デニールのｍｅｒｇｅ１８４５３繊維である。
【００４２】
実施例及び比較例
（実施例１）
３.５デニールの繊維からなる０.４ｏｓｙ（１３.６ｇｓｍ）のポリプロピレンウェブがスパンボンディング工程により作られ、ダイヤモンドＥＨＰパターンで結合され、２５パーセントだけクレープ加工されて、各々が０.６６１立方ｍｍの容積をもったマイクロポケットが生成された。この材料は、クレープ加工後に０.５ｏｓｙ（１７ｇｓｍ）の坪量を有し、乾燥時に３６重量パーセント負荷までの超吸収性粒子が加えられるように乾燥された。上述の試験によると、乾燥した（膨潤していない）複合材ウェブの透過率は、２０００ダーシーであった。試験に用いられた流体は、６パスカル／秒の粘度を有する鉱油であり、ＰＥＮＥＴＩＣ（登録商標）という商品名で販売されている。複合材ウェブのサンプルは、おおよそ平衡まで膨潤するのに十分な時間だけ（おおよそ２０分）、０．９重量パーセントもの大量の食塩水の中に置かれた。膨潤したウェブは、食塩水液から除去され、表面が乾燥され、膨張していないウェブと同じ方法で透過率について試験された。完全に膨潤した複合材ウェブの透過率は２０６０ダーシーであった。
【００４３】
（実施例２）
３.５デニールの繊維からなる０.４ｏｓｙ（１３.６ｇｓｍ）のポリプロピレンウェブがスパンボンディング工程により作られ、ダイヤモンドＥＨＰパターンで結合され、３５パーセントだけクレープ加工されて、各々が１．２立方ｍｍの量をもったマイクロポケットが生成された。この材料は、クレープ加工後に０.５４ｏｓｙ（１８．３ｇｓｍ）の坪量を有し、乾燥時に４５重量パーセント負荷までの超吸収性粒子が加えられるように乾燥された。上述の試験によると乾燥した（膨潤していない）複合材ウェブの透過率は、２１００ダーシーであった。完全に膨潤した複合材ウェブの透過率は２１３３ダーシーであった。
【００４４】
（比較例１）
３.５デニールの繊維からなる０.４ｏｓｙ（１３.６ｇｓｍ）のポリプロピレンウェブがスパンボンディング工程により作られた。如何なる超吸収性粒子もウェブに加えられなかった。乾燥したウェブの透過率は４５０ダーシーであった。
【００４５】
（比較例２）
３５重量パーセントの超吸収体及び７５重量パーセントのパルプからなる複合材が空気堆積法により作られた。この複合材は、０.２ｇ／ｃｃの初期密度に圧縮された。乾燥透過率は１０ダーシーであり、膨潤透過率は１６ダーシーであった。
【００４６】
表からわかるように、これらの実施例は、高い透過率を有し、濡れてもその透過率を維持した。
【００４７】
当業者であれば理解されるように、本発明に対する変更及び変形は、当業者の利用可能性の中にあるものと考慮される。このような変更及び変形の例は、その各々が本明細書において全体を引用によりここに組み入れる上に特定した特許に含まれる。このような変更及び変形は、発明者により本発明の範囲内にあるものと意図される。

Claims (18)

1. 繊維の混合物と、１から６重量パーセントの間の量のバインダと、１から８０重量パーセントの間の量の超吸収体とからなるパーソナルケア製品のための不織材料であって、前記超吸収体が前記不織材料のマイクロポケットに包含されていることを特徴とする不織材料。
2. 前記不織材料の前記超吸収体の濃度が２５から７５重量パーセントの間である請求項１に記載の材料。
3. 前記不織材料の前記超吸収体の濃度が４０から６０重量パーセントの間である請求項１に記載の材料。
4. 前記マイクロポケットがクレープ加工により形成された請求項１に記載の材料。
5. 前記マイクロポケットがパターンロールにより形成された請求項１に記載の材料。
6. 前記パターンロールが加熱されていない請求項５に記載の材料。
7. 前記マイクロポケットが０．３３から１０立方ミリメートルの間である請求項１に記載の材料。
8. 前記マイクロポケットが０．５から５立方ミリメートルの間である請求項１に記載の材料。
9. 請求項１の材料からなるおむつ。
10. 請求項１の材料からなるトレーニングパンツ。
11. 請求項１の材料からなる失禁用製品。
12. 請求項１の材料からなる包帯。
13. 請求項１の材料からなる生理用ナプキン。
14. 前記不織ウェブが前記超吸収体を加える前にエレクトレット処理されたものである請求項１に記載の材料。
15. 繊維と、１から６重量パーセントの間の量のバインダとからなる嵩高な不織ウェブであって、前記ウェブはマイクロポケットが生成されるように処理され、超吸収体が前記マイクロポケットに置かれることを特徴とするウェブ。
16. 前記不織ウェブが、前記超吸収体を加える前にエレクトレット処理されたものである請求項１５に記載のウェブ。
17. １５００ダーシーより多くの透過率を有する請求項１５のウェブ。
18. ２０００ダーシーより多くの透過率を有する請求項１５のウェブ。