JP2005536291A - 吸収性物品のためのコア、及び該コアの製造方法 - Google Patents

Abstract

吸収性物品に使用するための吸収性コアが提供される。該コアは、実質的に連続的な且つ同一の広がりを有する複数のフィラメントを含む。該フィラメントのうちの少なくともいくつかのフィラメントの表面上に、高吸収性材料を含む層が配置されており、該高吸収性材料を含む層が、該表面上の所定の場所で、液状高吸収性ポリマーから形成されている。

Description

本発明は吸収性物品に関する。より具体的には、本発明は吸収性物品のための吸収性コアであって、このコアが、高吸収性ポリマーを表面に有する拡張トウを含むものに関する。

吸収性物品、例えば保護用下着の使用は、長年にわたって着実に増えてきている。乳児用おむつや女性用生理用品のような従来の用途に加えて、高齢、肥満又は種々の病状によってしばしばもたらされる成人の失禁問題を取り扱うように構成された製品の需要が高まっている。同時に、消費者の好みに応じて、使い捨て製品及び再使用可能な製品双方に対応するこれらの分野の全てにおいて、市場が成長している。

目下利用可能な吸収性物品は通常、高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を含む。これらの材料は、大量の体液、例えば尿、血液及び月経排出物を吸収することができ、従って、衛生を目的とする吸収性物品の標準となってきている。

ＳＡＰの使用の一例は、Hansen他に与えられた米国特許第５，６４１，５６１号明細書に記載されている。前記明細書に記載された吸収性複合材料は、繊維性材料（例えばセルロース系材料又は合成材料）と、水素結合バインダー分子を介して繊維に結合された粒状高吸収性ポリマーとから形成されている。高吸収性ポリマー粒子は、粒子として、漂白されたクラフト・フラフと混合され、乾燥するまで加熱され、広げられる。バインダーはＳＡＰ粒子を繊維に付着させる。次いで、乾燥させた生成物をハンマー・ミルに通し、そしてエアレイ・ラインに入れ替えることにより、個々の繊維に付着された４０％ ＳＡＰ粒子を含有するウェブを生成する。

Tanzerに与えられた米国特許第５，５９３，３９９号明細書に開示された吸収性物品、つまりおむつは、接着剤により互いに付着した２つの層を有しており、これにより、付着されたゾーンと付着されていないゾーンとを提供してポケット領域を形成する。Tanzerによる記述内容によれば、物品のポケット領域内に配置されたＳＡＰ粒子を使用することにより、吸収性ラミネートを提供する。ポケット領域は、非連続的なラビリンス状の形態で配列されている。

より薄いにもかかわらず高い流体吸収キャパシティを有する吸収性物品に対する需要が絶えず増大している。残念ながら、いくつかの従来の吸収性物品は嵩高である傾向がある。

Whitmore他によって米国特許第６，４１７，４２５号明細書に記載された吸収性物品は、吸収性コアと、流体の迅速な取込み、流体が繰り返し到来した時の良好な取込み、及び良好な皮膚適合性をもたらすように構成された捕捉層とを含む。吸収キャパシティをも有する捕捉層は、高吸収性ポリマー粒子、高吸収剤形成モノマー、開始剤及び水を含有するブレンドを繊維性ウェブ上に噴霧し、そしてウェブを重合条件に晒すことを含むプロセスによって調製される。この’４２５特許明細書には、吸収性構造が使い捨ておむつにおける捕捉層として良好に機能するという確信が示されている。なぜならば、高吸収性ポリマー粒子の膨潤は、繊維性ウェブを拡張することができるので、ウェブの間隙孔容積は液体到来後に増大するからである。

しかし、前記のような開発にもかかわらず、吸収性物品には改善の必要性が残されている。

本発明の１つの側面によれば、吸収性物品に使用するための吸収性コアが提供される。コアは実質的に連続的な且つ同一の広がりを有する複数のフィラメントを含み、フィラメントのうちの少なくともいくつかのフィラメントの表面上に、高吸収性材料を含む層が配置されており、高吸収性材料を含む層が、表面上の所定の場所で、液状高吸収性ポリマーから形成されている。

本発明の別の側面によれば、吸収性物品に使用するための吸収性コアの製造方法が提供される。この方法は、それぞれが表面を有する、実質的に連続的な且つ同一の広がりを有する複数のフィラメントを含むトウを拡張することを含む。この方法はまた、該フィラメントのうちの少なくともいくつかのフィラメントの表面上に、高吸収性材料を含む層を液状高吸収性ポリマーから形成することを含む。

本発明の更に別の側面によれば、吸収性物品に使用するための吸収性コアを製造するシステムが提供される。このシステムは、実質的に連続的な且つ同一の広がりを有する複数のフィラメントを含むトウに、液状高吸収性ポリマーを塗布することにより、フィラメントのうちの少なくともいくつかのフィラメントの表面上に液状高吸収性ポリマー・コーティングを含む処理済拡張トウを形成するための塗布手段を含む。フィラメントのうちの少なくともいくつかのフィラメントの表面上に、高吸収性材料を含む層を液状高吸収性ポリマー・コーティングから形成する形成手段が提供される。

具体的な態様を参照しながら本発明を例示し説明するが、本発明は提示した詳細に限定されるものではない。むしろ、特許請求の範囲と同等の範囲内で、しかも本発明から逸脱することなしに、詳細において種々の変更形を形成することができる。

１つの側面において、本発明は吸収性物品に使用するための吸収性コアを提供する。コアは、拡張されたタフの形態の複数のフィラメントと、フィラメントの表面上の高吸収性材料を含む層とを含む。別の側面において、本発明は、吸収性物品に使用するための吸収性コアを製造する方法を提供する。この方法は、複数のフィラメントを含むトウを準備し、これらのフィラメントを部分的に分離することにより、拡張されたトウを産出し、そしてフィラメントの表面上の高吸収性材料を含む層を提供することを含む。

本発明の態様に基づく吸収性コアは、吸収性物品、例えば保護用下着の調製に特に有用性を見いだすことができる。これらの吸収性物品は、例えば保護用下着、トレーニング・パンツ、成人用ブリーフ、おむつ、失禁パッド及び女性用衛生パッドを含む。吸収性物品は使い捨てであってよく、或いは、コアは再使用可能な物品内に取り外し可能に組み込まれた使い捨て品目であってよい。

本発明の１態様に基づく吸収性コアは、パルプ非含有であり、従って嵩が小さくなる。加えてパルプの代わりに、拡張されたトウを使用することにより、有利には、よりソフトな、よりフレキシブルなテキスチャーをもたらし、布地に一層似た快適な感触を着用者に提供する。

次に図面を参照しながら本発明について説明する。全ての図面において、同じ符号は同じ要素を示す。このような図面は、本発明を限定するのではなく例示のために意図されるものであり、本発明の説明を容易にするためにここに含まれる。図面は一定の比例で示されたものではなく、設計図として意図されるものではない。

図１〜図５を全体的に参照すると、吸収性コア２１０が、吸収性物品に使用するために提供される。コア１０，１１０，２１０は実質的に連続的な且つ同一の広がりを有する複数のフィラメント１２，１１２，２１２を含む。フィラメント２１８の少なくともいくつかの表面上に、高吸収性材料を含む層が配置されている。この高吸収性材料を含む層は、表面上の所定の場所で、液状高吸収性ポリマーから形成される。

フィラメント１２，１１２，２１２は例えばレーヨン、酢酸セルロース、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、及びシース・コア二成分フィラメント、及びこれらの組み合わせから選択することができる。フィラメント１２，１１２，２１２のうちの少なくともいくつかは、酢酸セルロースを含むことができ、そしてフィラメントの少なくともいくつかの表面を親水性化することができる。フィラメント２１８の実質的に全てが、任意には、その表面上に配置された高吸収性材料を含む層を有している。

吸収性コア２１０は任意には、隣接して同一の広がりを有する２つ又は３つ以上の層を含む。１つの層はフィラメント２１８を含み、フィラメント２１８の表面上には、高吸収性材料を含む層が配置されている。そして別の層は高吸収性材料を実質的に含有していない（例えばフィラメント２１２）。高吸収性材料を実質的に含有しない層は任意には、フィラメントのうちの少なくともいくつかのフィラメントの表面上に配置された界面活性剤を含む。

コア２１０が２つの対向側を備えている場合、高吸収性材料は任意には、対向側の一方又は両方に所定のパターンを成して配置される。コア２１０は任意には、フィラメント１２，１１２，２１２のうちの少なくともいくつかの間に散在するパルプ繊維を含み、そして高吸収性ポリマー粒子が任意には、フィラメント１２，１１２，２１２のうちの少なくともいくつかの間に散在している。

吸収性物品に使用するための吸収性コア２１０を形成する方法の一例として、トウ１０を拡張し、そしてフィラメント１２，１１２，２１２のうちの少なくともいくつかの表面上に、高吸収性材料を含む層を形成する。

形成工程は任意には、液状高吸収性ポリマーを拡張トウ１１０に塗布して、液状高吸収性ポリマー・コーティングを含む処理済拡張トウを形成し、続いて処理済拡張トウを硬化して高吸収性材料を含む層を形成することにより実施される。塗布工程は任意には、液状高吸収性ポリマーを保持する浴４４内に拡張トウ１１０を浸漬し、浴４４から拡張トウ１１０を取り出し、そして液状高吸収性ポリマー・コーティングの一部を除去することにより実施される。塗布工程は或いは、拡張トウ１１０の１つ以上の表面上に液状高吸収性ポリマーを噴霧することを含む。硬化工程は、処理済拡張トウを熱又は輻射線に当てることにより達成することができる。

高吸収性材料からなる層を形成する工程は、トウ１１０の一方又は両方の側に液状高吸収性ポリマーをパターン状に噴霧することにより、或いは、一方の側に液状高吸収性ポリマーを噴霧し、そして他方の側でフィラメントのうちの少なくともいくつかに界面活性剤を塗布することにより完成することができる。

例えばトウ１０にエアジェットを吹き付けることにより、フィラメント１２，１１２，２１２を部分的に分離して拡張トウ１１０を形成することができる。トウを少なくとも部分的に平らにすることもできる。層形成工程の後、形成された層から、水及び残留揮発性反応体の一方又は両方を除去することができる。また、フィラメントを柔軟化することもできる。

フィラメント１２，１１２，２１２のうちの少なくともいくつかの間に、パルプ繊維及び／又は高吸収性ポリマー粒子が任意には散在し、そしてフィラメント１２，１１２，２１２のうちの少なくともいくつかを親水性化することができる。形成工程は任意には、選択されたフィラメント２１８上又はフィラメントのうちの実質的に全てのフィラメントの上に層を形成することを含む。

本発明の更に別の側面によれば、吸収性物品に使用するための吸収性コア２１０を形成するシステムが提供される。システムは、実質的に連続的な且つ同一の広がりを有する複数のフィラメント１２，１１２，２１２を含むトウ１０に液状高吸収性ポリマーを塗布し、これによりフィラメントのうちの少なくともいくつかの表面上に液状高吸収性ポリマーを含む処理済拡張トウを形成するための塗布手段、例えば浴４４又はスプレー・ノズル５０，５２を含む。液状高吸収性ポリマー・コーティングから、フィラメントの少なくともいくつかの表面上に、高吸収性材料を含む層を形成するための形成手段４６、例えばヒーター又は輻射線源が設けられる。

コアが２つの対向側を含む場合、塗布手段は任意には、対向側の一方又は両方に所定のパターンを成して、液状高吸収性ポリマーを塗布するように構成されたスプレー・ノズル５０，５２を含む。拡張トウ１１０に界面活性剤を塗布するための手段を設けることもできる。

任意には、液状高吸収性ポリマー・コーティングの一部を除去するための手段４５、フィラメントのうちの少なくともいくつかの間にパルプ繊維を散在させるための手段、フィラメントのうちの少なくともいくつかの間に高吸収性ポリマー粒子を散在させるための手段、トウを平らにするための手段（例えば繊維スプレッダー４２）、トウのフィラメントを部分的に分離するための手段（エアジェット４３によって形成された空気噴流）、形成された層から水及び残留揮発性反応体の一方又は両方を除去するための手段（例えばドライヤー４７）、及びフィラメントを柔軟化するための手段（例えば柔軟化ユニット４８）が設けられる。

ここで図１を参照すると、本発明の１態様を実施する際に使用するのに適した、全体を符号１０で示すトウの側方断面図が示されている。トウ１０は複数のフィラメント１２を含む。これらのフィラメント１２は、実質的に連続的であり、同一の広がりを有する。フィラメント１２間には、小さな間隙１４が存在する。このようなトウ１０はレーヨン、酢酸セルロース、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、又は当業者に知られた任意のその他の高分子材料、例えばシース・コア二成分フィラメントから形成することができる。

他の形式で疎水性のフィラメント、例えばプロプロピレン、ポリエチレン及びポリエチレンテレフタレートを含むトウ１０上への液状高吸収性ポリマーのコーティングを改善するために、フィラメントを親水性化することができる。このような親水性化は、例えば、シリカを用いた処理によって、又は好適な親水性部分を有しフィラメントから容易には除去できない材料を用いた処理によって、又はフィラメントの形成中又は形成後に親水性ポリマーによって、湿潤不能な疎水性フィラメントをシース被覆することによって行うことができる。或いは、フィラメントの表面を例えばコロナ放電で処理することにより、表面に水素結合可能な基を提供し、これにより親水性を高めることができる。

これらのフィラメントのタイプの組み合わせを用いることもでき、これらを混合又は層形成することができる。いくつかの事例では、所定のフィラメント（親水性フィラメント）に対する液状高吸収性ポリマーの分布を制御し、また、使用時にコア内の尿又はその他の体液の流れを制御するために、親水性フィラメント及び疎水性フィラメントの双方を使用することが有利な場合がある。一例としてのフィラメントは、１フィラメント当たり３〜１０００グラム／９０００ｍ、好ましくは約１０〜約７０グラム／９０００ｍのデニールを有してよい。フィラメント・デニールの組み合わせを用いて、これらを混合又は層形成することもできる。一例としてのフィラメントを、例えば平ら又は螺旋状の捲縮によって嵩高にするように成形することができる。フィラメントは互いに実質的に独立している。すなわちフィラメントは、いかなる有意な程度にも結合されて一緒になることはない。

図２は、側方断面図として、後で論じる手段によって拡張されたあとのトウ１１０を示す。結果として得られた拡張トウ１１０は、厚さよりも実質的に幅が大きく、こうしてコアを形成する。フィラメント１１２間には大きな間隙１１６が存在するので、拡張トウ１１０全体は体液の輸送を導く開いた構造、並びに、開いた、ふわりとした構造によるソフトな感触を有する。

図３は、本発明の１態様に基づく吸収性コア２１０の側方横断面を示す。この図面では、拡張トウ１１０（図２）を、高吸収性材料を用いて一方の側で処理することにより、フィラメント２１８の少なくとも選択された表面上にその材料からなる層を提供している。詳細を下記に論じる高吸収性材料は、この態様では、粒状高吸収性材料を事実上含有しない。

幅広の線によって示された処理済フィラメント２１８は、吸収性コア２１０の一方の側に集中して設けられていてよく、これに対して、図３に示す態様では、他方の側には未処理フィラメント２１２が設けられる。コア内の吸収性を十分なものにするために、フィラメントの総複合表面積の約５％以上を処理することができる。約５０％以上が好ましく、そして約８０％以上がより好ましい。処理済フィラメント２１８は、それぞれが高吸収性ポリマーで完全に被覆されているものとして示されているが、これらのうちのいくつか又は全てを部分的にのみ被覆することができる。図３はそれぞれ処理済フィラメント２１８及び未処理フィラメント２１２からなる、比較的明確に区別される２つの層を示しているが、その代わりに、吸収性コア２１０の厚さ全体にわたって一方の層から他方の層へ、徐々に移行することもできる。或いは、フィラメントの全てを高吸収性ポリマーで処理することもできる。このことは、最大の吸収性が望まれる場合に有益なことがある。

本発明のこのような態様は、伝統的な吸収性物品において一般に直面する問題、つまり「ゲル・ブロッキング」現象を克服するのを助けることができる。この状況において、粒状高吸収性ポリマーを採用する物品の別の形式で多孔質の構造は、ポリマーが体液を吸収すると、粒子の膨潤により閉塞することになる。別の液流に晒されると、物品は、この付加的な需要に十分に素早く対処できない場合があり、オーバーフローが生じる。その結果、物品から流体が漏れ、着用者の衣類を濡らしてしまうことがある。

図３に示された態様において、流体が高吸収性材料と接触すると、材料は膨潤する。しかし、間隙２１６によって形成された開いた構造により、ゲル・ブロッキングは生じない。従って、液体の第２の到来が使用中のコアに加えられると、その液流は遮られない。このことは、物品の所定の領域で流体が溢れ、使用者の衣類を濡らすおそれを低減すると同時に、高吸収性材料のほとんど全てに流体が接近可能であることを保証する。このことは流体吸収のための有効キャパシティを増大させる。

本発明の態様によれば、高吸収性材料層を提供するための拡張トウ１１０の処理は、液状高吸収性ポリマーの塗布によって行われる。本明細書中で使用される「液状高吸収性材料ポリマー」という用語は、液状キャリヤ中に少なくとも部分的に溶解された１種又は２種以上の高吸収性ポリマー、又は１種又は２種以上の高吸収性前駆体の液状キャリヤ中の溶液、又は１種又は２種以上の高吸収性ポリマーと高吸収性前駆体との組み合わせを意味する。このような前駆体は特にモノマーを含む。続いてこれらのモノマーを、担体上に配置した後でオリゴマー化又は重合及び／又は架橋することにより、高吸収性ポリマーを形成する。例えば吸収性の増大が望まれる場合には、このような配合物中に粒状高吸収性ポリマーを含むことが有利であることがある。

或いは、粒状物質の振り落とし量、又は高吸収性粒子のいくつかがシフトすることによる物品内部の吸収性のシフトを低減することが望まれる場合には、非粒状物質だけを使用することが好ましい。これらの現象は両方とも、高吸収性ポリマーを効率的に使用できなくしてしまい、これを補償するためにより多くの高吸収剤の付加を必要とする。これらの問題は、担体に一層しっかりと付着する液状高吸収性ポリマーを使用することにより大部分が回避される。振り落とし及びシフトの問題は、トウが粒状高吸収剤との組み合わせで使用される場合に特に重大である。なぜならば繊維間の空間は、パルプと高吸収性ポリマー粒子とを採用する伝統的なコアにおいて直面する空間よりも大きいからである。これらの伝統的なシステムの場合、パルプ繊維は、拡張トウ１１０を用いた場合よりも大きな程度で、高吸収性粒子を所定の場所に維持するのを助ける。

多数の液状高吸収性ポリマーが当業者に知られている。本発明とともに使用するのに適したこれらの非限定的な例は、下記の通りである。

Dabiに与えられた米国特許第４，９４４，９６３号明細書（参照することにより本明細書に取り込む）には、メチルメタクリレートとアクリル酸とグリシジルメタクリレートとのターポリマーを形成し、続いてこれを中和することが記載されている。その結果得られる溶液を、水性の形態で繊維性担体に塗布する。過剰溶液を真空によって除去し、そして処理済担体を２０分間にわたって１２０℃で加熱することにより、表面が架橋高吸収性ポリマーである、担体繊維を含む構造を形成する。

Haradaに与えられた米国特許第５，８５３，８６７号明細書（参照することにより本明細書に取り込む）には、モノマー溶液として繊維性担体に塗布されたカチオン系吸収性ポリマーが記載されている。このモノマーは続いて、加熱することにより担体上で重合する。或いは、予め形成されたポリマーを塗布することもできる。ジアルキルアミノ（メト）アクリレートのハロゲン化アルキル第４塩が、ポリマーの生成に効果的に使用され、これらは、例えばＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メト）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メト）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノブチル（メト）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メト）アクリレート及びＮ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メト）アクリレートのようなモノマーのハロゲン化アルキル第４塩を含む。本明細書に使用される「（メト）アクリレート」という用語は、アクリレート又はメタクリレートが好適であることを意味する。このようなカチオン系吸収性ポリマーは、好適な液体の形態で、例えばポリマーの溶液を担体上に噴霧するか又は広げることにより塗布することができる。好ましくは、担体へのカチオン系吸収性ポリマーの固定は、担体上に水溶液の形態のモノマー又はモノマー混合物をデポジットし、そして塗布されたモノマー溶液層中でモノマーを重合することにより達成される。

Whitmore他に与えられた米国特許第６，４１７，４２５号明細書（参照することにより本明細書に取り込む）には、別の好適な液状高吸収性ポリマーが開示されている。前記明細書には、全て水溶液中の、モノマー、例えばアクリル酸、メタクリル酸、及び／又はこれらの塩；架橋剤、例えばエトキシル化及びプロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート誘導体（例えば、Exton，ペンシルバニア州（Ｐａ）、Sartomer Co．から入手可能なＳＲ−９０３５及びＳＲ−４９２）；及び重合開始剤、例えば２，２´−アゾビス（２−（２−イミダゾール−２−イル）プロパン二塩酸塩を含む噴霧可能な組成物が記載されている。またこの組成物中に含まれるのは、固形高吸収性粒子である。この混合物を繊維性担体上に噴霧し、そしてこれに続いて加熱するか又は電子ビーム又は紫外線に当てることより硬化することにより、高吸収性ポリマー・マトリックスを形成することができる。

本発明の目的上、当業者に知られた任意の手段によって、拡張トウ１１０に液状高吸収性ポリマーを塗布することができる。好適な手段の例は、噴霧、浸漬及びグラビア塗布を含む。利用可能なフィラメント表面の実質的に全てを被覆することが望まれる場合には、液状高吸収性ポリマー浴（図４において符号４４で示す）内でトウを浸し、浴からトウを取り出し、そしてエアジェット又はいくつかのジェットを吹き付けることにより、過剰の液状高吸収性ポリマーを除去するのが好ましい方法である。このような方法は、フィラメントの特に容易で急速な被覆を可能にする。

塗布は、吸収性コアの表面全体が処理されるように行うことができ、或いは、処理された領域と処理されていない領域とからなるパターンを成して行うことができる。塗布は、吸収性コアの一方の側又は両方の側から行ってよく、また、塗布範囲はコアの厚さ全体を通して広がっても広がらなくてもよい。

高吸収性ポリマーの層をフィラメントの表面上に、不連続的な塊ではなく、実質的に連続的に被せ、これにより、高吸収性ポリマーの単位重量当たりの利用可能な表面積を最大化することができる。フィラメント表面上に液状高吸収性ポリマーが広がるのを容易にするために、表面改質技術、例えばコロナ放電技術をフィラメントに施すことができる。或いは、又はこれに加えて、親水性潤滑剤又は界面活性剤の使用は、液状高吸収性ポリマーの均一な分布を容易にすることができる。このような方法は例えば、米国特許第５，９７２，５０５号明細書においてPhillips他によって開示されている。この場合、ポリエチレンテレフタレート・フィラメントを、全てＩＣＩ Americas,Inc．から入手可能な下記材料のうちの１つで処理する：

Hypermer Ａ１０９、改質ポリエステル界面活性剤
Birj ３５、ポリオキシエチレン（２３）ラウリルエーテル
Brij ９９、ポリオキシエチレン（２０）オレイルエーテル
ｇ−１３００、ポリオキシエチレングリセリドエステル（非イオン性界面活性剤）
ｇ−１３５０、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンソルビタンリノール酸フタル酸エステル

図４は、本発明に基づいて、吸収性物品内に組み込むためのコアを調製するプロセス全体の一例を示している。酢酸セルロース又はその他のトウをベール４１として準備する。トウは事実上、まとめてパックされて密な束として形成された連続的な繊維フィラメントから成っている。トウ４１を繊維スプレッダー４２内に供給し、ここで、ローラによってトウを広げてばらすことにより、ある程度平らにされた形状にする。広げられた繊維を次いでエアジェット解繊器４３内に供給し、ここでトウを例えば乱流状の高圧空気によって有意に解繊することができる。任意には、エアジェット解繊器の空気流中に包含することにより、又は他の手段により、解繊又は拡張されたトウ内に、繊維、例えばパルプ、綿屑、フィラメント片、又は短繊維材料を組み込むことができる。こうして、粒状高吸収性ポリマーを、拡張されたトウ内に導入することもできる。

解繊されたトウを次いで、任意には高吸収性粒子をも含有する液状高吸収性ポリマー浴４４内に浸すことができる。上述のような吹き込み（又はその他の手段）によって短繊維又は粒状高吸収性ポリマーを添加することなしにトウが使用される態様の場合、フィラメント片による浴の汚染が低減される。それというのもトウ・フィラメントは事実上連続的であるからである。このように浴内に浸すことにより、液状高吸収性ポリマーの高い均一なローディングを得ることができ、液状高吸収性ポリマーはコア全体に浸透する。このことはいくつかの事例において、特により厚い（坪量がより高い）コアにとって有利である。

或いは、より軽量の塗布及び／又は片側塗布がいくつかの用途において好ましいこともある。このような場合、例えば噴霧、又はグラビア・ローラを用いた塗布によって、液状高吸収性ポリマー塗布を代わりに行うことができる。コーティング分野の当業者には他の手段も知られている。

図４のプロセスは、解繊されたトウが、例えば約３０ｇｓｍ〜約５００ｇｓｍ（グラム／ｍ^２）の、より高い坪量を有する場合に特に好適であり、これによりコア内に液状高吸収性ポリマーを最大限に浸透させることができる。しかしこのプロセスは、いかなる坪量のコアに対しても使用することができる。

次いで、例えば圧縮空気源４５を使用して、拡張トウから、過剰の液状高吸収性ポリマーを吹き飛ばすことができる。吹き飛ばされた材料は、浴４４内に再循環して戻され、高吸収性材料の損失量を低減する。空気源４５は１つ又は２つ以上のエアジェットであってよく、そして、コアの一方又は両方の側から、種々の度合いの力又は圧力で適用されてよい。このことは、コアにおける位置の関数として高吸収性ポリマーのローディング・プロフィールを調整及び／又は調節するための手段、すなわち、深さの関数として液状高吸収性ポリマーの勾配を提供及び／又は調節する手段を提供することができる。このような調節は、１つ又は２つ以上の大きな勾配を提供するように構成するか、或いは勾配を最小化することにより深さに関する高吸収性ポリマーのより一様なプロフィールをもたらすように構成することができる。

こうしてコーティングされたフィラメントを、次いで硬化ユニット４６に通す。このことにより、液状高吸収性ポリマーの反応性成分との重合及び／又は架橋反応が生じ、これによりフィラメント表面上に高吸収性ポリマーを形成する。硬化ユニット４６は、使用される液状高吸収性ポリマーのタイプに応じて適切に、例えば加熱ユニット、紫外光源、又は電子ビーム源であってよい。

その結果「仕上げられた」トウを、次いでドライヤー４７に通すことにより、水及び／又は残留揮発反応体を除去し、次いでこれを柔軟化ユニット４８内に入れる。柔軟化ユニットは、コーティング済フィラメントを捲縮し且つ／又は曲げることにより、フィラメントを柔らかくし、高吸収性層の存在によって付与された剛性のいくらかを克服する。最後に、その結果得られた「柔軟仕上げ」されたコーティング済トウを回転式ダイ・カッター４９内に供給することができる。ここでは、トウを所定のサイズに切断することにより、所望の吸収性物品の寸法に適合させる。

図５は、本発明によるコアを調製するための別のプロセスを示している。図４との関連において説明したのと同様のプロセスが用いられるが、ただしここでは、液状高吸収性ポリマーの塗布は、上側噴霧器５０と下側噴霧器５２とで実施される。これらの噴霧器は、コアの両側を被覆し、従って、一方の側だけの噴霧と比較して、コア内への液状高吸収性ポリマーの浸透を改善する傾向がある。図５の方法は、低坪量、例えば約５ｇｓｍ〜約３０ｇｓｍの範囲のコアに特に適切である。しかしこの方法は、いかなる坪量のコアにも使用することができる。液状高吸収性ポリマーの塗布後、又は塗布と同時に、エアジェット（図示せず）を使用することにより、コア内の高吸収性ポリマーの分布を改変又は調節することができる。

本発明の別の態様の場合、図５に詳細を示す方法は、噴霧器５０又は５２の一方を排除することにより改変することができる。このようなアプローチを用いることにより、コアの一方の側に高吸収性ポリマーを集中させ、対向する側には高吸収性ポリマーはほとんど又は全く塗布されないコアを調製することができる。その結果、吸収機能及び液体移送機能をそれぞれ発揮する領域が、単一構造で形成される。こうして、高吸収性ポリマーをほとんど又は全く有さない対向側は、使用者の皮膚のより近くに配置することができ、捕捉−分配層の機能を発揮することができる。このことは、別個の捕捉−分配層の必要性を排除することができるが、しかしこのような捕捉−分配層との組み合わせでコアを使用することもできる。液状高吸収性ポリマーの塗布後、又は塗布と同時に、エアジェット（図示せず）を使用することにより、コア内の高吸収性ポリマーの分布を改変又は調節することができる。

フィラメント上に噴霧される液状高吸収性ポリマーの量に応じて、またポリマーがコアに衝突する際の噴霧圧に応じて、高吸収性ポリマーの総ローディング量及びコアの厚さ全体にわたるその分布のプロフィールを変化させることが可能である。従って例えば、高い圧力で噴霧された比較的多量の高吸収性ポリマーは、結果としてコア内により深く浸透する傾向がある。いうまでもなく、噴霧容積及び噴霧圧力の種々の組み合わせの結果、コアの厚さ全体にわたる高吸収性ポリマーの種々のローディング勾配をもたらすので、製品の吸収性及びその他の性質を、特定のニーズに合わせるように調整することができる。標準的なエアジェット・ノズル、及びこのような噴霧作業のためのその他の装置はよく知られており、噴霧圧力は例えば約１〜約１００ＰＳＩＧ（ポンド／平方インチ、ゲージ）であってよい。

本発明の更に別の態様の場合、再び図５を参照すると、噴霧器５０及び５２の一方が、液状高吸収性ポリマーを塗布できるのに対して、他方の噴霧器は界面活性剤溶液を塗布する。これにより、コアの界面活性剤で処理された側は、湿潤性を増大させることになり、捕捉−分配層として作用するその能力を高める。液状高吸収性ポリマーが塗布される対向側に有意な界面活性剤が達するのを可能にするように、十分な界面活性剤及び十分な噴霧圧力を施すことができ、或いは、製造されるべき特定の吸収性物品のニーズに応じて、このような浸透を低減するための条件を選択することもできる。液状高吸収性ポリマーの塗布後、又は塗布と同時に、エアジェット（図示せず）を使用することにより、コア内の高吸収性ポリマー及び／又は界面活性剤の分布を改変又は調節することができる。

本発明の吸収性コアは、保護用下着に使用するための吸収性物品内に組み込むのに特に適している。このようなコアは単独で使用することができ、或いは、同様の構造を有する別のコア、又は例えばクラフト・フラフ及び粒状高吸収性ポリマーを含む伝統的な構造を有するコアと組み合わせて使用することができる。コスト、パフォーマンス要件、特定の用途及び製造上考慮すべき点に応じて、種々の構成及び構造の材料を選択することにより、このような下着を組み立てることができる。Van Tilburgに与えられた米国特許第６，００４，８９３号明細書（参照することにより本明細書に取り込む）には、種々のこのような材料及び関連構造が記載されている。

例えば、吸収性コアは、East Hartford，コネチカット州（Conn．）、Cellu Tissue Corporation から入手可能な１７．１−ｇｓｍのティッシュで包み込まれてよい。このような包み込みは、コアのほとんど全幅及び全長にわたる液体の運搬を改善する傾向がある。ティッシュはコアの周りでＣ字形に折ることができ、或いは、コアの上側及び／又は下側で層形成することができる。

吸収性コアは、（使用するならば）包み込み部材の上にトップシートを備えることもできる。トップシートは液体透過性であり、物品使用時には、使用者の皮膚に近接して位置する。トップシートは使用する場合、好ましくは使用者の皮膚に対してコンプライアンスを有し、ソフトな感触を与え、そして非刺激性である。このようなトップシートは、このタイプの用途にとって従来の材料のうちのいずれか、例えばイスラエル国、Holon、Avgol Nonwoven Industriesから入手可能な１５．０ｇｓｍスパンボンド・ポリプロピレン不織布から形成することができる。

トップシートに特に適した１つの材料は、例えばLadisville，ニュージャージー州（ＮＪ）、ＰＧＩ Nonwovensから入手可能なサーマルボンド・ポリプロピレンからなる１７ｇｓｍの湿潤可能な不織布カバー素材である。トップシートとして使用することができる好適な材料のその他の非限定的な例は、織布及び不織布として形成されたポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン及びレーヨン、並びに成形熱可塑性フィルムである。例えば、Mullane及びSmithに与えられた米国特許第４，３２４，２４６号明細書及びRadel及びThompsonに与えられた同第４，３４２，３１４号明細書には、好適なフィルムが記載されている。これら両特許明細書を参照することにより本明細書に取り込む。トップシートのために、成形フィルムを選択することができる。なぜならば成形フィルムは液体透過性ではあるが、しかし非吸収性であるからである。従って、身体と接触する成形フィルムの表面は実質的に乾いており、着用者にとってより快適である。

トップシートが使用される場合、その内面は吸収性コアとの接触関係において固定することができる。この接触関係の結果、トップシートが吸収性コアと接触していない場合よりも速く、液体がトップシートに浸透することになる。トップシートの内面に、任意には間隔を置いて位置する制限された領域内で、接着剤を塗布することにより、トップシートは吸収性コアとの接触状態を維持することができる。この目的で使用される好適な接着剤の例は、Philadelphia，ＰＡ在Rohm and Haas Company製のアクリル系エマルジョンＥ−１８３３ＢＴ、及びSt. Paul，ミネソタ州（ＭＩＮＮ）、H.B. Fuller Company製のアクリル系エマルジョンを含む。また、National Starch, Inc．から入手可能な熱可塑性ホットメルト接着剤、例えば３４−５６３Ａも考えられる。

任意には、トップシートが取り付けられる前に、流体捕捉層（図示せず）を吸収性コアに隣接して、また吸収性コアと同一の広がりを有する状態で、コアの着用者寄りの側に取り付けることにより、コアの全幅及び全長にわたって体液をより均一に分配することができる。次いで、流体捕捉層の上側にトップシートを固定することができる。このような層は、大容積で高流量の尿をコア内に管理し、輸送し、収容し且つ／又は指向するのに役立つ。流体捕捉層は、スルーエア・ボンデッド／カーデッド・ウェブ、スパンボンド二成分不織布ウェブ、架橋セルロース繊維のウェブ、アパーチャを有する３Ｄフィルムなどであってよい。特に好適な１材料は、Landisville，ニュージャージー州（ＮＪ）、ＰＧＩ Nonwovensから入手可能であり、全秤量が４０ｇｓｍであって、（トップシートに面する）上側には、高デニール（１０デニール）二成分繊維が設けられ、そして（コアに面する）下側には、低デニール（６デニール）二成分繊維が設けられる。二成分繊維は、ポリプロピレン内側コアと、ポリエチレン外側シースとから形成されている。液体捕捉層は、任意の好適な構造接着剤又は親水性接着剤、例えばBridgewater，ニュージャージー州（ＮＪ）、National Starch and Chemicalから入手可能なCycloflex接着剤によって所定の場所に接着固定することができる。

処理済フィラメントがコアの一方の側に集中して設けられ、そして未処理フィラメントが他方の側において優位を占める図３に示された本発明の態様の場合、未処理側は、それ自体が流体を効果的に分配するように作用することができ、別個の捕捉層の使用を不要にする。

本発明の吸収性コアを採用する保護用下着のクロッチ部分は、不透液性でありひいては体液及び便が着用者の衣類を汚すのを防止する材料から形成されたバリア層を含んでよい。このような目的で当業者に知られた任意の材料をここで利用することができる。好適な材料は例えばエンボス加工された、又はされていないポリエチレン及びポリプロピレンのフィルム及び貼合わせティッシュ、及び不織布材料を含む。

任意には、不透液性バリア層は、着用者からより隔たった吸収性コア側と同一の広がりを有する状態で、これと平行に固定することにより、衣類を濡らすか又は汚すことを防止することができる。好適なバリア層は例えば、柔らかい不織布（布様／疎水性）を外側に含み、そして流体不透過性フィルム（低ゲージ・ポリ）を内側に含む不透液性ラミネートであってよい。この一例は、Cincinnati，オハイオ州（Ohio）、Clopay Plastic Products Companyから入手可能なポリラミネートである。このポリラミネートは、０．６ｍｉｌのポリエチレン・フィルムと、１７ｇｓｍのＳＭＳ（スパンボンド／メルトブローン／スパンボンド）不織布とから成っている。別のバージョンは、Newport News，ヴァージニア州（ＶＡ）Pliant Corporationから入手可能なポリラミネート９Ｂ−３９６である。このポリラミネート９Ｂ−３９６は、０．３ｍｉｌのコポリマー・フィルムと、１４ｇｓｍのＳＢＰＰ（スパンボンド・ポリプロピレン）不織布とから成っている。しかし、その他の種々のラミネートを種々のゲージ及び坪量において使用することもできる。例えば、その他のポリマー（ポリプロピレン、オレフィン、ポリエステル、同時押出ポリマーなど）、又はコーティング（接着剤、合成ゴム、ラテックス、ポリウレタンなど）を、ポリエチレン・フィルムの所定の場所に使用することができる。他の材料成分（ポリプロピレン、ポリエチレン、二成分繊維、ポリエステル、綿、レーヨン、ナイロン、オレフィンなど）を、ＳＭＳ外側カバーの所定の場所に、織布又は不織布（スパンボンド、サーマルボンド、スルーエア・ボンドなど）構造において使用することができる。不透液性ラミネートのための好ましい不透液性フィルムは、通気性の０．８ｍｉｌのポリエチレン・バージョンである。このポリエチレン・バージョンは、Richmond，ヴァージニア州（ＶＡ）、Tredegar Film Productsから入手可能であり、炭酸カルシウムを含有する。この材料は、水蒸気がこの材料を通るのを可能にするが、しかし、液体自体がこれを通るのは許さない。

本発明の好ましい態様を本明細書中に示し説明してきたが、このような態様が一例として示されたに過ぎないことは明らかである。当業者ならば、本発明の思想から逸脱することなしに、多数の改変形、変更形及び置換形に想到することになる。従って、これら改変形は本発明の思想及び範囲に含まれるものとして、添付の特許請求の範囲はこれら改変形全てに及ぶものとする。

図１は、本発明の１つの側面に基づく吸収性コアの構成部分を形成するように構成されたトウ材料の態様を示す側面図である。 図２は、図１のトウ材料を、本発明の１つの側面に基づいて拡張された後の状態で示す側面図である。 図３は、図２の拡張されたトウ材料を、処理済みフィラメント及び未処理フィラメントを有する状態で示す側面図である。 図４は、本発明の１つの側面に基づく吸収性コアを形成するためのシステムの態様を示す模式図である。 図５は、本発明の１つの側面に基づく吸収性コアを形成するためのシステムの別の態様を示す模式図である。

Claims (43)

1. 吸収性物品に使用するための吸収性コアであって、該コアが、実質的に連続的な且つ同一の広がりを有する（coextensive）複数のフィラメントを含み、該フィラメントのうちの少なくともいくつかのフィラメントが、その表面上に配置された層であって、該表面上の所定の場所で（in place）液状高吸収性（superabsorbent）ポリマーから形成された高吸収性材料を含む層を有することを特徴とする、吸収性物品に使用するための吸収性コア。
2. 前記フィラメントが、レーヨン、酢酸セルロース、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、及びシース・コア二成分フィラメント、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項１に記載の吸収性コア。
3. 前記フィラメントのうちの少なくともいくつかが、酢酸セルロースを含む請求項１に記載の吸収性コア。
4. 前記フィラメントのうちの少なくともいくつかの表面が親水性化されている請求項１に記載の吸収性コア。
5. 前記フィラメントのうちの実質的に全てのフィラメントの前記表面上に、該高吸収性材料を含む前記層が配置されている請求項１に記載の吸収性コア。
6. 前記コアが、隣接して同一の広がりを有する２つ又は３つ以上の層を含み、１つの層がフィラメントを含み、該フィラメントの前記表面には、該高吸収性材料を含む前記層が配置されており、別の層は高吸収性材料を実質的に含有していない請求項１に記載の吸収性コア。
7. 前記別の層は、該フィラメントのうちの少なくともいくつかのフィラメントの表面上に配置された界面活性剤を含む請求項６に記載の吸収性コア。
8. 前記液状高吸収性材料が、液状キャリヤ中に少なくとも部分的に溶解された１種又は２種以上の高吸収性ポリマー、１種又は２種以上の高吸収性前駆体の液状キャリヤ中の溶液、及び１種又は２種以上の高吸収性ポリマーと高吸収性前駆体との組み合わせからなる群から選択される請求項１に記載の吸収性コア。
9. 前記コアが２つの対向側を有しており、該高吸収性材料が、該対向側の一方又は両方に所定のパターンを成して配置されている請求項１に記載の吸収性コア。
10. 更に、該フィラメントのうちの少なくともいくつかの間に散在するパルプ繊維を含む請求項１に記載の吸収性コア。
11. 更に、該フィラメントのうちの少なくともいくつかの間に散在する高吸収性ポリマー粒子を含む請求項１に記載の吸収性コア。
12. 吸収性物品に使用するための吸収性コアの製造方法であって、該方法が：
    ａ） それぞれが表面を有する、実質的に連続的な且つ同一の広がりを有する複数のフィラメントを含むトウ（tow）を拡張し；そして
    ｂ） 前記フィラメントのうちの少なくともいくつかのフィラメントの表面上に、高吸収性材料を含む層を液状高吸収性ポリマーから形成する
    ことを含むことを特徴とする、吸収性コアの製造方法。
13. 前記形成工程が：
    前記拡張されたトウに、該液状高吸収性ポリマーを塗布することにより、液状高吸収性ポリマー・コーティングを含む処理済拡張トウを形成し；そして
    前記処理済拡張トウを硬化することにより、該高吸収性材料を含む該層を形成する
    ことを含む請求項１２に記載の方法。
14. 前記塗布工程が：
    前記拡張トウを、該液状高吸収性ポリマーを含む浴内に浸漬し：
    前記拡張トウを該浴から取り出し；そして
    前記液状高吸収性ポリマー・コーティングの一部を除去する
    ことを含む請求項１３に記載の方法。
15. 前記塗布工程が、該拡張トウの１つ以上の表面上に液状高吸収性ポリマーを噴霧することを含む請求項１３に記載の方法。
16. 前記硬化工程が、該処理済拡張トウを熱に当てることを含む請求項１３に記載の方法。
17. 前記硬化工程が、該処理済拡張トウを輻射線に当てることを含む請求項１３に記載の方法。
18. 前記コアが２つの対向側を有しており、そして該形成工程が、該液状高吸収性ポリマーを該対向側の一方又は両方にパターン状に噴霧することを含む請求項１２に記載の方法。
19. 前記コアが２つの対向側を有しており、そして該形成工程が、該液状高吸収性ポリマーを該対向側の一方に噴霧することを含み、該方法が更に、他方の側で該フィラメントのうちの少なくともいくつかに、界面活性剤を塗布することを含む請求項１２に記載の方法。
20. 更に、該フィラメントを部分的に分離することにより、該拡張トウを形成することを含む請求項１２に記載の方法。
21. 前記部分分離工程が、該トウにエアジェットを吹き付けることを含む請求項２０に記載の方法。
22. 更に、該トウを少なくとも部分的に平らにすることを含む請求項１２に記載の方法。
23. 更に、該フィラメントのうちの少なくともいくつかの間に、パルプ繊維を散在させることを含む請求項１２に記載の方法。
24. 更に、該フィラメントのうちの少なくともいくつかの間に、高吸収性ポリマー粒子を散在させることを含む請求項１２に記載の方法。
25. 更に、該フィラメントの少なくともいくつかを親水性化することを含む請求項１２に記載の方法。
26. 前記形成工程が、該フィラメントのうちの実質的に全てのフィラメント上に層を形成することを含む請求項１２に記載の方法。
27. 更に該形成工程後、該形成された層から、水及び残留揮発性反応体の一方又は両方を除去することを含む請求項１２に記載の方法。
28. 更に該形成工程後、該高吸収性材料を含む前記層を有するフィラメントを柔軟化することを含む請求項１２に記載の方法。
29. 吸収性物品に使用するための吸収性コアを製造するシステムであって、該システムが：
    ａ） 実質的に連続的な且つ同一の広がりを有する複数のフィラメントを含むトウに、液状高吸収性ポリマーを塗布することにより、該フィラメントのうちの少なくともいくつかのフィラメントの表面上に液状高吸収性ポリマー・コーティングを含む処理済拡張トウを形成するための塗布手段と；
    ｂ） 前記フィラメントのうちの少なくともいくつかの前記フィラメントの前記表面上に、高吸収性材料を含む層を液状高吸収性ポリマー・コーティングから形成する形成手段と
    を含むことを特徴とする、吸収性コアを製造するシステム。
30. 前記塗布手段が浴を含む請求項２９に記載のシステム。
31. 前記塗布手段がスプレー・ノズルを含む請求項２９に記載のシステム。
32. 前記コアが２つの対向側を含み、そして該塗布手段が、該液状高吸収性ポリマーを該対向側の一方又は両方に、所定のパターンを成して塗布するように構成されたスプレー・ノズルを含む請求項２９に記載のシステム。
33. 前記コアが２つの対向側を含み、該システムが更に、該拡張トウに界面活性剤を塗布するための手段を含む請求項２９に記載のシステム。
34. 前記形成手段がヒーターを含む請求項２９に記載のシステム。
35. 前記形成手段が輻射源を含む請求項２９に記載のシステム。
36. 更に、該液状高吸収性ポリマー・コーティングの一部を除去するための手段を含む請求項２９に記載のシステム。
37. 更に、該フィラメントのうちの少なくともいくつかの間に、パルプ繊維を散在させるための手段を含む請求項２９に記載のシステム。
38. 更に、該フィラメントのうちの少なくともいくつかの間に、高吸収性ポリマー粒子を散在させるための手段を含む請求項２９に記載のシステム。
39. 更に、該トウを平らにするための手段を含む請求項２９に記載のシステム。
40. 更に、該トウのフィラメントを部分的に分離し、これにより該拡張トウを形成するための手段を含む請求項２９に記載のシステム。
41. 前記部分分離手段が、該トウに向かってエアジェットを指向させるように位置決めされた空気源を含む請求項４０に記載のシステム。
42. 更に、該形成された層から、水及び残留揮発性反応体の一方又は両方を除去するための手段を含む請求項２９に記載のシステム。
43. 更に、高吸収性材料を含む層を有する該フィラメントを柔軟化するための手段を含む請求項２９に記載のシステム。

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