JP2005511918A - その場で重合された超吸収体をもつ吸収性材料を作る方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸収性材料の超吸収性ポリマー成分が、該吸収性材料の製造中に合成される、パーソナルケア吸収性物品、医療用吸収性物品などに有益な吸収性材料を作る方法に関する。
セルロース繊維などから吸収性複合材料を形成する方法は周知である。Georger他に付与された米国特許第5,350,624号、Eschwey他に付与された米国特許第4,902,559号、Lauに付与された米国特許第4,818,464号、及びAnderson他の付与された米国特許第4,100,324号は、吸収性セルロース繊維を熱可塑性繊維と組み合わせて、吸収性複合材を作るようにする方法を開示する。メルトブローン繊維を作るための少なくとも1つのメルトブローンダイヘッドがシュートの近くに配置されるか、又はEschweyの場合におけるように、連続的な繊維が紡糸されて繊維化パルプが収められたダクトに導かれる。セルロース繊維及び場合によっては他の材料が、繊維の形成中に、シュートから生成中の繊維流の中に注入される。超吸収性材料のあらかじめ形成された粒子又は繊維をさらに、シュートを通して加えることができる。これらの方法は、一般には、「コフォーム」法と呼ばれる。
吸収性複合材料に有益な超吸収性ポリマーを作る種々の方法も周知である。ツチヤ他に付与された米国特許第5,962,068号は、吸水性複合材を生成する方法を開示する。第1に、吸水性ポリマーを生成することができる重合可能なモノマーを含む水性モノマー溶液が準備される。次に、レドックス重合開始剤を用いて、重合が開始される。その結果もたらされる部分的に重合された反応性混合物は、繊維性基体の上に液状で適用される。重合は、基体上で完了する。
周知の方法が共通して有する1つの特徴は、超吸収性材料を吸収性複合材を形成する工程に加えることができるようになる前に、該超吸収性材料を重合するか又は部分的に重合する少なくとも幾つかの別々の段階を必要とすることである。換言すると、どちらの方法も、超吸収性材料の形成を、吸収性複合材を形成する最終的な工程と完全に統合するものではない。
「セルロース繊維」という用語は、木質植物及び非木質植物のような天然資源、再生セルロース、及び化学的処理、機械的処理、又は熱処理によるこれらの繊維からの誘導体、又はこれらの組み合わせのいずれかのことをいう。木質植物は、例えば、落葉樹及び針葉樹を含む。非木質植物は、例えば綿、亜麻、アフリカハネガヤ、トウワタ、藁、ジュート麻、及びバガスを含む。再生セルロースは、例えば、ビスコース及びレーヨンを含む。セルロース誘導体は、例えば、微結晶性セルロース、化学的架橋繊維、及び化学的非架橋ねじれ繊維を含む。
「平均パルプ繊維長」という用語は、フィンランド、カジャーニ・オイ・エレクトロニクスから入手可能な、カジャーニ繊維分析器、型番FS−100を用いて求められた、パルプの加重平均長のことをいう。試験手順の下で、繊維のサンプルを、組織解離液で処理し、確実に如何なる繊維束も結束繊維もないようにする。各々のサンプルを、熱湯の中で解砕し、約0.001%の濃度にまで希釈する。個々の試験サンプルは、標準的なカジャーニ繊維分析試験手順を用いて試験するとき、希釈液からおおよそ50から100mlだけ抜き取られる。加重平均の繊維長は、下記の方程式により表すことができ、
ここで、k=最大繊維長であり、
Xi=個々の繊維長
ni=長さXiを有する繊維の数
n=測定繊維の総計
である。
「スパンボンド繊維」という用語は、溶融した熱可塑性材料を、円形又はその他の形状を有する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し、次いで、押し出されたフィラメントの直径を、例えば、それぞれの全部を引用によりここに組み入れる、アッペル他に付与された米国特許第4,340,563号、ドーシュナー他に付与された米国特許第3,692,618号、マツキ他に付与された米国特許第3,802,817号、キニーに付与された米国特許第3,338,992号及び3,341,394号、ハートマンに付与された米国特許第3,502,763号、ピーターセンに付与された米国特許第3,502,538号、及びドーボー他に付与された米国特許第3,542,615号におけるように、急速に縮小させることにより形成される小直径の繊維を指す。スパンボンド繊維は、集積面に堆積される際に急冷され、通常は粘着性がない。スパンボンド繊維は、ほぼ連続しており、しばしば約0.3ミクロン以上、より具体的には、約0.6から10ミクロンの間の平均デニールを有する。
「マイクロファイバー」という用語は、約75ミクロンより大きくない平均直径、例えば、約0.05ミクロンから約50ミクロンまでであるか、又はより特定的には約0.1ミクロンから約10ミクロンまでの平均直径を有するか、又はさらにより典型的には、0.5ミクロンから約5ミクロンまでの平均直径を有する小さい直径の繊維のことをいう。
「ほぼ連続的なフィラメント又は繊維」という用語は、紡糸口金からの押し出しにより形成された、制限的ではないが、不織ウェブ又は布に形成される前に、元の長さから切断されてないスパンボンド繊維及びメルトブローン繊維を含むフィラメント又は繊維のことをいう。ほぼ連続的なフィラメント又は繊維は、約15cmより大きい値から1メートルより大きい値までの長さまで、及び形成されている不織ウェブ又は布の長さまでの範囲に及ぶ長さを有することができる。「ほぼ連続的なフィラメント又は繊維」の定義は、不織ウェブ又は布に形成される前に切断されていないが、該不織ウェブ又は布が切断された後に切断されるものを含む。
「ポリマー」という用語は、単独重合体と、例えば、ブロック共重合体、グラフト共重合体、ランダム共重合体、及び交互共重合体、三元共重合体等のような共重合体と、それらの配合物及び変成物を含むが、これらに限られるものではない。さらに、特に限定されていない限り、「ポリマー」という用語は、材料の可能性のある全ての幾何学的形状を含む。これらの形状は、これらに限られるものではないが、アイソタクチック対称、シンジオタクチック対称、及びアタクチック対称を含む。
「湿潤性」及び/又は「親水性」という用語は、空気中で、水のような液体、合成尿、又は0.9重量パーセントの水性食塩水が90°より小さい接触角を示す繊維のことをいう。接触角は、例えば、ASTM D724−89により求めることができる。
「熱可塑性物質」という用語は、高温に曝されたときに軟化して流動性になり、室温まで冷却されたときには実質的に元の状態に戻る材料のことをいう。
「超吸収性ポリマー先駆体組成物」という用語は、混合されたとき、化学反応して、超吸収性ポリマーを形成するようになる如何なる及びすべての溶液のことをいう。各々の溶液は、オリゴマー、モノマー、架橋試剤、中和剤、又は開始剤のいずれかの組み合わせで構成することができる。単一の溶液だけが利用される場合には、すべての所望の成分が前述の溶液内になければならず、開始剤がその後の活性化段階(例えば、加熱又は照射)で必要となる。2つ又はそれ以上の溶液が利用される場合には、開始剤は、多くの場合、化学的レドックス対であるがこれに限られるものではない。酸化基生成剤及び還元剤で構成されるレドックス対の溶液は、さらに、オリゴマー、モノマー、架橋試剤、又は中和剤のいずれかの組み合わせを含むことができる。
「回復する」又は「収縮する」という用語は、伸長力をかけたことにより材料が延伸した後に、伸長力を終了したことにより延伸した材料が収縮することに関する。
「超吸収性材料」という用語は、最適条件下において、0.9重量%の塩化ナトリウムを含む水溶液中で、少なくともそれ自体の重量の約15倍を、より好ましくは、少なくともそれ自体の重量の約20倍を吸収することが可能な、水膨潤性、水不溶性の有機又は無機材料のことをいう。「吸収性材料」という用語は、同じ溶液の中でそれ自体の重量の約5から約15倍より少ない値までの重量を吸収することが可能な材料のことをいう。
「パーソナルケア吸収性物品」という用語は、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、婦人用衛生製品などを含む。
「医療用吸収性物品」という用語は、医療用吸収性衣料、ドレープ、ガウン、絆創膏、包帯、アンダーパッド、拭き布などを含む。
「ティッシュ及びタオル物品」という用語は、顔用ティッシュ及びトイレットペーパー、ペーパータオル、濡れ拭き布などを含む。
本発明は、超吸収体の重合化が、完全に、繊維性の不織ウェブ基体を形成する工程に統合された、吸収性複合材不織ウェブを作る方法に向けられる。この方法は、複数の粒子、繊維、又は小繊維を、反応性超吸収性ポリマーの先駆体材料混合物から形成するステップを含むことができる。この方法は、次に、重合超吸収性材料を含み、これを押出し装置又は組み合わせ装置から離れる方向に運ぶようにする少なくとも1つの一次ガス流を与えるステップをさらに含む。熱可塑性繊維(準備された場合には)を含み、これらを押出し装置から離れる方向に運ぶようにする付加的なガス流を与えることができる。この付加的なガス流はさらに、少なくとも1つの超吸収性ポリマー先駆体組成物を含んで運ぶことができ、同様のガス流は該超吸収性ポリマー先駆体組成物が重合し始めるようにする成分を運ぶことができる。この方法はさらに、複数の親水性(例えば、セルロース)を運ぶ少なくとも1つの二次ガス流を与え、一次ガス流及び二次ガス流を互いに合流させて、該一次ガス流及び二次ガス流からの成分の混合物を含む統合された流れを形成するようにして、該統合された流れを形成表面上に向けて、複合材料を形成するステップをさらに含む。
1つ又はそれ以上の超吸収性ポリマー先駆体組成物の流れが、望ましくは繊維が形成表面に接触する前に、セルロース繊維、ステープル繊維、及び/又は熱可塑性繊維に加えられる。このことは、a)1つ又はそれ以上の超吸収性ポリマー先駆体の流れを、一次流(熱可塑性繊維の有無にかかわらず)が二次流と組み合わされる前に該一次流に加えるか、b)1つ又はそれ以上の超吸収性ポリマー先駆体の流れを、該二次流におけるセルロース繊維が該一次流と組み合わされる前に該セルロース繊維に加えるか、c)2つの流れが組み合わされる前に超吸収性ポリマー先駆体の第1の流れを該一次流(熱可塑性繊維の有無にかかわらず)に加えて、超吸収性ポリマー先駆体の第2の流れを該二次流における該セルロース繊維に加える、及び/又は、d)1つ又はそれ以上の超吸収性ポリマー先駆体の流れを、セルロース繊維(熱可塑性繊維の有無にかかわらず)が形成表面に接触する前に1つ又はそれ以上の第3のガス流に加えて統合された流れに組み合せることにより達成することができる。この場合において、熱可塑性繊維は省くことができ、一次流は、超吸収性ポリマー先駆体の第1の流れを加えるためだけに用いることができる。
一次流、二次流、第3の流れ、及び/又は付加的な流れにより、他の成分をさらに吸収性複合材不織ウェブに加えることができる。これらの他の成分は、例えば、エラストマ性繊維、親水性の少ない合成繊維(例えば、ナイロン及びポリエステル)、既に形成された超吸収性粒子又は繊維、臭気除去粒子又は繊維、結合剤、湿潤剤などを含むことができる。
さらに、その場で重合された超吸収体をもつ吸収性材料が形成表面上にある状態で、付加的な表面架橋を該表面上で遂行することができる。前述の表面架橋は、材料の吸収特性を高めることになる。
図1は、引用によりここに組み入れられるGeorger他に付与された米国特許第5,350,624号に述べられるコフォーム装置を示す。この装置は、本発明の工程を実施するのに、適切な修正を加えて又は加えずに用いることができる。
図1を参照すると、装置10は、各々がホッパー12と、ダイ先端部24を有する供給用メルトブローダイ16及び18と関連する一対の押出機14を含む。メルトブローダイ16及び18を用いて、図示のように、熱可塑性ポリマー材料を第1及び第2の一次流の中に供給することができる。各々のメルトブローダイは、ダイ毎の細径化ガスの2つの流れを合流させて、単一のガス流を形成し、この一次流20内に溶融糸を浮遊させ、細径化させて繊維又はマイクロファイバーを形成するように構成される。すなわち、各々のメルトブローダイ16及び18は、浮遊して細径化されたポリマー繊維を含む対応する単一のガス流26及び28を有する。ポリマー繊維を含むガス流26及び28は、衝突ゾーン30で合流するように位置合わせされる。
吸収性(例えば、セルロース)又は他の親水性繊維(粒子その他の成分の有無にかかわらず)を含む二次流32が、衝突ゾーン30において生成中の繊維を含む一次流20と組み合わせられる。二次流32と熱可塑性ポリマー繊維24の一次流20との組み合わせは、熱可塑性繊維の組み合わされた流れ20の中で吸収性繊維の段階的な分布を生成するように設計される。このことは、熱可塑性繊維を含む一次ガス流26及び28の間に、繊維の二次流32を含む二次ガス流34を合流させて、3つのガス流すべてが制御された方法により統合された流れ56に合流するようにすることにより達成できる。組み合わされた繊維の統合された流れ56は、形成表面58の上に堆積して、吸収性複合材料54が形成されるようになる。複合材料54は、1つ又はそれ以上のロール60上に保管される。
1.カルボキシル基含有モノマー:(メタ)アクリル酸(アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。同様の表記が以下に用いられる)、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、ソルビン酸、イタコン酸、及び桂皮酸のようなモノエチレン性不飽和モノ又はポリ−カルボン酸。
2.無水カルボン酸基含有モノマー:モノエチレン性不飽和無水ポリ−カルボン酸(無水マレインのような)。
3.カルボン酸塩含有モノマー:モノエチレン性不飽和モノ又はポリ−カルボン酸((メタ)アクリル酸ナトリウム、トリメチルアミン(メタ)アクリル酸、トリエタノールアミン(メタ)アクリル酸、マレイン酸ナトリウム、メチルアミンマレアートのような)の水溶性塩(アルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩など)。
4.スルホン酸基含有モノマー:脂肪族又は芳香族スルホン酸ビニル(スルホン酸ビニル、スルホン酸アリール、スルホン酸ビニルトルエン、スチレン化スルホン酸のような)、(メタ)アクリルスルホン酸[スルホプロピル(メタ)アクリル酸、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリルオキシプロピルスルホン酸のような]。
5.スルホン酸塩基含有モノマー:アルカリ金属塩、アンモニウム塩、上述のようなモノマーを含有するスルホン酸基のアミン塩。
6.ヒドロキシル基含有モノマー:モノエチレン性不飽和アルコール[(メタ)アリールアルコールのような]、ヒドロキシエチル(メタ)アクリル酸、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリル酸、トリエチレングリコールメタ)アクリル酸、ポリ(オキシエチレン・オキシプロピレン)グリコールモノ(メタ)アリールエーテル(ヒドロキシ基がエーテル化されたか又はエステル化された)のようなポリオールのモノエチレン性不飽和エーテル又はエステル(アルキレングリコール、グリセロール、ポリオキシアルキレン ポリオール)。
7.アミド基含有モノマー:ビニルホルムアミド、(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(メタ)アクリルアミド(N−メチルアクリルアミド、N−ヘキシルアクリルアミドのような)、N,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド(N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジ−n−プロピルアクリルアミドのような)、N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド[N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドのような[N,N−ジヒドロキシチル(メタ)アクリルアミドのような、ビニルラクタム(N−ビニルピロリドンのような)。
8.アミノ基含有モノマー:モノエチレン性不飽和モノ又はジカルボン酸[ジメチルアミノエチル(メタ)アクリル酸、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリル酸、モルフォリノエチル(メタ)アクリル酸、ジメチルアミノエチルフマル酸のような、ビニルピリジン(例えば2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、N−ビニルピリジン)のような複素環式ビニル化合物、N−ビニルイミダゾールのアミノ基含有エステル(例えば、ジアルキルアミノアルキルエステル、ジヒドロキシアルキルアミノアルキルエステル、モルフォリノアルキルエステルなど)
9.第四アンモニウム塩基含有モノマー:N,N,N−トリアルキル−N−(メタ)アクリロイルオキシアルキルアンモニウム塩[N,N,N−トリメチル−N−(メタ)アクリロイルオキシエチルアンモニウム塩化物、N,N,N−トリエチル−N−(メタ)アクリロイルオキシエチルアンモニウム塩化物、2−ヒドロキシ−3−(メタ)−アクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウム塩化物のような。
10.エーテル基含有モノマー:メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリル酸、ポリエチレングリコールジメタシラート。
この中では、アクリル酸又はその塩、及びメタアクリル酸又はその塩が好ましく、特に、アクリル酸又はその塩が好ましい。
本発明においては、水吸収性ポリマーを与える重合可能モノマーは、上述のような脂肪族不飽和カルボン酸又はその塩であることが好ましく、しがたって、これらの重合可能モノマーの水溶液は、本質的に脂肪族不飽和カルボン酸又はその塩を含む水溶液であることが好ましい。ここで用いられる「本質的に脂肪族不飽和カルボン酸又はその塩を含む」という表現は、脂肪族不飽和カルボン酸又はその塩を、重合可能モノマーの合計量の50モル%又はそれ以上、好ましくは80モル%又はそれ以上含むことを意味する。
アクリルモノマーは、水酸化アルカリ金属又はバイカーボネート又は水酸化アンモニウムなどで中和することができ、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムのような水酸化アルカリ金属で中和することが好ましい。
超吸収体形成モノマーはさらに、上に挙げられたモノマーのいずれかと併せて重合可能なコモノマーを含むことができる。コモノマーは、主モノマーと同じ超吸収性ポリマー先駆体組成物の一部を形成することができ、又は、異なる超吸収性ポリマー先駆体組成物の一部であることができ、同じ又は異なる流れを用いて、繊維性混合物に加えることができる。主モノマーが脂肪族不飽和カルボン酸である場合には、好適なコモノマーは、制限的ではないが、(メタ)アクリルアミド、(ポリ)エチレングリコール(メタ)アクリル酸、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリル酸、又はさらに、アクリルでキャップされたウレタンを含むわずかに水溶性のモノマーのような二次モノマーを含み、メチルアクリル酸又はエチルアクリル酸のようなアクリルアルキルエステルは、さらに、本発明において、結果としてもたらされる吸水ポリマーの性能に影響を与えない範囲内の量で共重合化することができる。ここで用いられる「(メタ)アクリル」という用語は、「アクリル」及び「メタアクリル」の両方を意味する。
1つ又はそれ以上の重合開始剤を、モノマーと同じであるか又は異なる超吸収性ポリマー先駆体組成物に加えることができる。後続する活性化が必要である場合、又は開始剤がレドックス対の単一成分である場合には、重合開始剤をモノマーと同じ先駆体組成物の一部として加えることができる。或いは、重合開始剤は、接触すると迅速にモノマー単位を重合するように作用することができるという事実に起因して、モノマーとは異なる先駆体組成物の一部として加えることができる。
本発明に好適な重合開始剤は、制限的ではないが、酸化基生成剤と還元剤とを組み合わせる幾分水溶性のレドックス系を含む。このような酸化剤は、過酸化水素、臭素酸カリウム、N−ブロモスクシンイミド、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、又は過硫酸カリウムのような過硫酸塩、1−ブチルヒドロペルオキシド又はクメンヒドロペルオキシドのようなヒドロペルオキシドを含む過酸化物、二次セリウム塩、過マンガン酸塩、亜塩素酸塩、次亜塩素酸塩などを含み、この中では特に過酸化物が好ましい。これらの酸化剤は、重合化可能モノマーの0.001ないし10重量%の量で、望ましくは0.01ないし2重量パーセントの量で用いることができる。
処理条件は、所望の種類の構造を生成するように調整される。例示的な処理条件は、例えば、引用により組み入れられる上述の米国特許第5,350,624号の表1に開示される。この処理条件は、以下の組成を有する吸収性不織ウェブの複合材を生成するように調整することができる。
通常のメルトブローン繊維が一次流20に加えられる場合には、これらは制限的ではないが、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリカプロラクトンなどを含む熱可塑性ポリマーから形成することができる。好適なポリオレフィンは、制限的ではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、他のアルファオレフィンをもったエチレンのコポリマー、他のアルファオレフィンをもったプロピレンのコポリマー、他のアルファオレフィンをもったブチレンのコポリマー、及びこれらの組み合わせを含む。
その場で形成することができる超吸収性材料ポリマーの例は、制限的ではないが、ポリ(アクリル酸)及びポリ(メタアクリル酸)のアルカリ金属及びアンモニウム塩、ポリ(アクリルアミド)、ポリ(ビニルエーテル)、ビニルエーテルとアルファオレフィンとの無水マレイン酸、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(ビニルモルフォリノン)、及びこれらの混合物及びコポリマーを含む。さらに、超吸収性材料は、加水分解されたアクリロニトリルグラフトでんぷん、アクリル酸グラフトでんぷん、メチルセルロース、キトサン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースのような天然ポリマー及び改質された天然ポリマー、及びアルギン酸、キサンタンガム、イナゴマメガムなどのような天然ガムを含む。天然の吸収性ポリマーと完全に又は部分的に合成された吸収性ポリマーとの混合物も本発明において有用となり得る。その他の好適な吸収性ゲル化材料は、1975年8月26日付けのAssarsson他の米国特許第3,901,236号に開示されている。ゲル化ポリマーを調製する周知の工程は、1978年2月28日付けのマスダ他の米国特許第4,076,663号と、1981年8月25日付けのツバキモト他の米国特許第4,286,082号に開示されている。
あらかじめ形成された粒子の超吸収体は、一般に、約20から約100ミクロンまでの範囲に及ぶ粒子の大きさで入手可能である。好適な市販の粒子の超吸収体は、バージニア州ポーツマス所在のBASF社から入手可能なHydrasorb(登録商標)P7050、ミシガン州ミッドランド所在のダウケミカル社から入手可能なDRYTECH(登録商標)2035、及びノースキャロライナ州グリーンズボロー所持のStockhausen社から入手可能なFAVOR(登録商標)SXM880を含む。繊維性超吸収体の例は、英国グリムズビー所在のTechnical Absorbentから入手可能なOASIS(登録商標)101である。
図2を参照すると、1つ又はそれ以上の連続的なフィラメント72の列が、同じ数のオリフィスの列を有する長い紡糸口金を通して紡糸される。一次流81を示すフィラメント72は、案内及び延伸通路73を通過し、ここでこれらが落ちる方向と平行して、エアブラストにより所望の程度にまで延伸される。空気流の速度は、音速にまでなることができる。案内通路を通過した後、連続的なフィラメント72は、次に、下の3分の1が混合領域Mを形成する軸74の中を通る。混合領域Mにおいては、摩砕機構75から供給されたセルロースその他の吸収性繊維76が、1つ又はそれ以上の二次流83の中に供給され、一次流81から供給されたフィラメント72と混合されて、組み合わされた流れ85を形成する。如何なるあらかじめ形成された超吸収性粒子又は加えられることがある他の材料も、さらに、混合領域Mに導入される。さらに、空気流は、フィラメントの両側に入る繊維及び粒子の追加を助けることができる。
形成されるシート材料77は、次に、圧縮及び硬化のために、1つの滑らかなローラ及び1つのエンボスローラを有する加熱エンボス加工機構80に進む。
本発明においては、1つ又はそれ以上の超吸収性ポリマー先駆体組成物が、組み合わされた流れ85が形成表面87に接する前に、一次流81、二次流83、及び/又は該組み合わされた流れ85に加えられる。例えば、第1のポリマー先駆体組成物を一次流81に加えることができ、第2のポリマー先駆体組成物を一方の又は両方の二次流83に加えることができる。或いは、単一の超吸収性ポリマー先駆体組成物だけを1つ又はそれ以上の一次流81及び/又は二次流83に加えることができ、この場合には、先駆体組成物が反応性成分のすべてを含む。或いは、熱可塑性繊維を一次流81から除き、又はセルロース繊維を二次流83の1つから完全に除いて、その流れを、超吸収性ポリマー先駆体組成物を供給するためにだけ用いるようにすることができる。或いは、超吸収性ポリマー先駆体組成物を、1つ又はそれ以上の付加的な、すなわち第3の流れ(図示せず)を用いて統合された流れ85に加えることができる。
超吸収性ポリマー組成物は、一次流81において(ここに加えられる場合には)、二次流83において(ここに加えられる場合には)、及び/又は組み合わされた流れ85において超吸収性ポリマーを成形するように化学反応し、組み合わされた成分が形成表面87上に堆積された後に、反応を続けることができる。処理条件は、所望の種類の構成を形成するように調整される。例示的な処理条件は、例えば、上述の米国特許第4,902,559号に開示されており、この特許は、引用により組み入れられる。処理条件は、以下の組成を有する吸収性不織ウェブ複合材を生成するように調整することができる。
図3及び図4の間の差は、図3の実施形態においては、ノズル91及び91’が、第1及び第2の超吸収性ポリマー先駆体組成物を、次には組み合わされることになる別々の流れの中に放出する2つの別々の供給装置98及び98’の一部であることである。図4の実施形態においては、ノズル91及び91’は単一の供給装置99の一部であり、第1及び第2の超吸収性ポリマー先駆体組成物を互いに組み合わせた後で、単一の組み合わされた先駆体の流れを放出する。いずれの場合においても、第1及び第2の超吸収性ポリマー先駆体組成物は、接触により互いに反応を始め、混合及びウェブ形成段階中に反応を続けて、超吸収性ポリマーを形成することができる。
本発明の吸収性複合不織材料は、広範にわたる吸収性物品において、特にパーソナルケア吸収性物品及び医療用吸収性物品における吸収性コア材料として有益である。パーソナルケア吸収性物品は、おむつ、トレーニングパンツ、水着、吸収性アンダーパンツ、幼児用拭き取り製品、成人失禁用製品、婦人用衛生製品などを含む。医療用吸収性物品は、医療用吸収性衣料、ドレープ、ガウン、絆創膏、包帯、アンダーパッド、拭き布などを含む。
ここに述べられた本発明の実施形態は現在好ましいものであるが、本発明の精神及び範囲から離れることなく、種々の修正及び改良を行うことができる。本発明の範囲は、特許請求の範囲に示され、均等技術の意味及び範囲内にあるすべての変更は、ここに含まれることが意図される。
Claims (26)
- 吸収性複合材不織ウェブを作る方法であって、
第1の超吸収性ポリマー先駆体組成物を準備し、
複数の親水性繊維を運ぶ少なくとも1つの流れを与え、
前記超吸収性ポリマー先駆体組成物を、前記親水性繊維を運ぶ前記流れと組み合わせて混合物を形成し、
前記混合物内で前記超吸収性ポリマー先駆体組成物を化学反応させて、超吸収性ポリマーを形成し、
前記混合物を形成表面上に堆積して、
吸収性複合材不織ウェブを前記混合物から形成する、
ステップからなる方法。 - 前記第1の超吸収性ポリマー先駆体組成物を運ぶ一次ガス流を与え、
前記複数の親水性繊維を運ぶ二次ガス流を与えて、
前記一次ガス流及び二次ガス流を組み合わせて、前記混合物を運ぶ統合された流れを形成する、
ステップをさらに含む請求項1に記載の方法。 - 複数の熱可塑性繊維を運ぶ少なくとも1つの一次ガス流を与え、
前記複数の親水性繊維を運ぶ二次ガス流を与え、
前記第1の超吸収性ポリマー先駆体組成物を、前記一次ガス流及び二次ガス流の少なくとも1つに与えて、
前記一次ガス流及び二次ガス流を組み合わせて、前記混合物を含む統合された流れを形成する、
ステップをさらに含む請求項1に記載の方法。 - 第2の超吸収性ポリマー先駆体組成物を準備し、
前記第1の超吸収性ポリマー先駆体組成物を運ぶ一次ガス流を与え、
前記複数の親水性繊維及び前記第2の超吸収性ポリマー組成物を運ぶ二次ガス流与え、
前記一次ガス流及び二次ガス流を組み合わせて、前記混合物を運ぶ統合された流れを形成して、
前記混合物内で前記第1の超吸収性ポリマー先駆体組成物を、前記第2の超吸収性ポリマー先駆体組成物と化学反応させる、
ステップをさらに含む請求項1に記載の方法。 - 超吸収性複合材不織ウェブを作る方法であって、
第1の押出し成形装置を用いて第1の複数の熱可塑性繊維を形成し、
前記第1の複数の熱可塑性繊維を前記押出し成形装置から離れる方向に運ぶ第1の一次ガス流を与え、
第1の複数の吸収性繊維を運ぶ第1の二次ガス流を与え、
前記第1の一次ガス流を前記第2の二次ガス流と組み合わせて、前記熱可塑性繊維及び前記吸収性繊維の混合物を含む統合された流れを形成し、
第1の超吸収性ポリマー先駆体組成物を準備し、
前記混合物内で前記超吸収性ポリマー先駆体組成物を化学反応させて、超吸収性ポリマーを形成し、
前記混合物を形成表面上に堆積して、
吸収性複合材不織ウェブを前記混合物から形成する、
ステップからなる方法。 - 第2の押出し成形装置を用いて第2の複数の熱可塑性繊維を形成し、
前記第2の複数の熱可塑性繊維を前記押出し成形装置から離れる方向に運ぶ第2の一次ガス流を与え、
前記第2の一次ガス流を前記第1の一次ガス流及び前記第1の二次ガス流と組み合わせて、前記混合物を含む前記統合された流れを形成する、
ステップをさらに含む請求項5に記載の方法。 - 第2の複数の吸収性繊維を運ぶ第2の二次ガス流を与え、
前記第2の二次ガス流を前記第1の一次ガス流及び前記第1の二次ガス流と組み合わせて、前記混合物を含む前記統合された流れを形成する、
ステップをさらに含む請求項5に記載の方法。 - 第2の超吸収性ポリマー先駆体組成物を準備し、
前記混合物内で前記第2の超吸収性ポリマー先駆体組成物を前記第1の超吸収性ポリマー先駆体組成物と化学反応させて前記超吸収性ポリマーを形成する、
ステップをさらに含む請求項5に記載の方法。 - 前記第1の超吸収性ポリマー先駆体組成物を前記第1の一次ガス流に加えるステップをさらに含む請求項5に記載の方法。
- 前記第1の超吸収性ポリマー先駆体組成物を前記第1の二次ガス流に加えるステップをさらに含む請求項5に記載の方法。
- 前記第1の超吸収性ポリマー先駆体組成物を前記統合された流れに加える段階をさらに含む請求項5に記載の方法。
- 前記熱可塑性繊維がメルトブローン繊維からなる請求項5に記載の方法。
- 前記熱可塑性繊維がスパンボンド繊維からなる請求項5に記載の方法。
- 前記吸収性繊維がセルロース繊維からなる請求項5に記載の方法。
- 前記吸収性繊維が親水性繊維からなる請求項5に記載の方法。
- 前記吸収性繊維がステープル繊維からなる請求項5に記載の方法。
- 前記超吸収性ポリマーが、ポリ(アクリル酸)及びポリ(メタアクリル酸)のアルカリ金属及びアンモニウム塩、ポリ(アクリルアミド)、ポリ(ビニルエーテル)、ビニルエーテルとアルファオレフィンとの無水マレイン酸、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(ビニルモルフォリノン)、ポリ(ビニルアルコール)、及びこれらの組み合わせから選択されたポリマーからなる請求項5に記載の方法。
- 吸収性複合材不織ウェブを作る方法であって、
モノマーを含む第1の超吸収性先駆体組成物を準備し、
重合開始剤を含む第2の超吸収ポリマー先駆体組成物を準備し、
複数のセルロース繊維を運ぶ少なくとも1つの流れを与え、
前記第1及び第2の超吸収性ポリマー先駆体組成物を前記セルロース繊維と組み合わせて、混合物を形成し、
前記第1及び第2の超吸収性ポリマー先駆体組成物を化学反応させて超吸収性ポリマーを形成し、
前記混合物を前記形成表面上に堆積して、
吸収性複合材不織ウェブを前記混合物から形成する、
ステップからなる方法。 - 複数の熱可塑性繊維を運ぶ少なくとも1つの流れを準備し、
前記熱可塑性繊維を前記第1及び第2の超吸収性ポリマー先駆体組成物及び前記セルロース繊維と組み合わせて前記混合物を形成する、
ステップをさらに含む請求項18に記載の方法。 - 前記熱可塑性繊維がメルトブローン繊維からなる請求項19に記載の方法。
- 前記熱可塑性繊維がスパンボンド繊維からなる請求項19に記載の方法。
- 前記重合開始剤がレドックス系の一部からなる請求項18に記載の方法。
- 前記モノマーが、脂肪族不飽和モノカルボン酸及びその塩、メタクリル酸及びその塩、不飽和ジカルボン酸及びその塩、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された化合物を含む請求項18に記載の方法。
- 前記モノマーがアクリル酸及びその塩、メタクリル酸及びその塩、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された化合物を含む請求項18に記載の方法。
- 吸収性複合材不織ウェブを作る方法であって、
第1の超吸収性ポリマー先駆体組成物を準備し、
複数のセルロース繊維を運ぶ少なくとも1つの流れを与え、
前記超吸収性ポリマー先駆体組成物を前記セルロース繊維を運ぶ前記流れと組み合わせて混合物を形成しながら、前記超吸収性ポリマー先駆体組成物を化学反応させて超吸収性ポリマーを形成し、
前記混合物を形成表面上に堆積して、
吸収性複合材不織ウェブを前記混合物から形成する、
ステップからなる方法。 - 前記化学反応は、囲いの中で、前記超吸収性ポリマ先駆体組成物が前記セルロース繊維を運ぶ流れと組み合わされる前に始まり、その後も継続する請求項25に記載の方法。
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