JP2008125603A - 吸収体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の吸収体は、パルプ繊維以外の捲縮を有する短繊維122から形成され、短繊維122は互いに融着していないウエブ12と該ウエブ12中に含まれる粒子13とを主体とし且つ該短繊維122以外の繊維を実質的に含んでいないコア層を少なくとも1層備えている。本発明の吸収性物品は、前記吸収体を具備する吸収性物品である。
【選択図】図1
Description
また、本発明は、前記吸収体を具備する吸収性物品を提供するものである。
ウエブは、融着を用いずに形成されている。「融着を用いずに」とは、ウエブの形成に際し、融着が用いられていないという意味である。ただし、製造上の誤差で不可避的に若干の融着が生じた場合は含まれない。
また、「融着」とは、繊維を構成する樹脂が溶解して他の繊維とくっ付いている状態を指す。また、複数種類の樹脂を併用する場合には、少なくとも一方の樹脂が溶解している状態を表し、必ずしも両方の樹脂が溶解あるいは相溶する必要はない。
コア層には、短繊維以外の繊維を実質的に含んでいない。「短繊維以外の繊維を実質的に含んでいない」とは、製造上の誤差で不可避的に若干量の長繊維が混入した場合を除外しない意味である。
本実施形態の吸収体10は、図1及び図2に示すように、捲縮を有する短繊維122から形成され、短繊維122は互いに融着していないウエブ12及びウエブ12中に含まれる粒子13からなる吸収性コア11と、吸収性コア11を被覆するラップシート14とからなる。つまり、本実施形態の吸収体10は、単層の前記コア層のみから構成されている。
ラップシート14としては、ティッシュペーパー等のパルプシートや透水性の不織布等の透水性のシート材料が好ましく用いられる。短繊維122及び粒子13の例については後述する。
短繊維が捲縮を有していると、繊維の伸びる方向(ウエブの平面方向)よりもむしろウエブの厚み方向に液が拡散しやすく、スポット吸収性が得られやすい。また、捲縮を有する短繊維が互いに融着されていないことで、ウエブの厚みが維持され、ふんわりとした柔軟性が得られる。更に、繊維が適度な密度で充填されるため、液の吸収性が阻害されにくいと共にウエブ全体が硬くなりにくい。
捲縮率=((A−B)/A) × 100 (%)
親水性の短繊維としては、ナイロンやアクリル繊維等を用いることもできる。
短繊維の繊度は、1.0〜10dtex、特に1.5〜8dtexであることが好ましい。
〔繊維強度の測定方法〕
JIS L1015 化学繊維ステープル試験法の引張り強さの項に準拠して行う。即ち、コピー用紙に、繊維1本を、該繊維の固定されていない部分の長さ(空間距離)が20mm(繊維が短い場合は10mm)となるように貼り付ける。具体的には、貼り付けテープ間の距離が20mm(繊維が短い場合は10mm)となるように、繊維の両端部それぞれを幅18mmの貼り付けテープ〔ニチバン株式会社のスコッチテープ(商品名)〕を用いてコピー用紙に固定する。
この試料を、引張り試験機のチャックに取り付け、上下の貼り付けテープ部近傍で紙を切断し、引張り試験に供する。
短繊維122を配向させるための具体的な手段については、吸収体10の製造方法の説明において述べる。
この観点から、短繊維122の配向度は、1.2以上に設定し、好ましくは1.4以上に設定する。この配向度の値は、例えばステープルファイバを原料としてカード機によって製造されたウエブ中における該ステープルファイバの配向度よりも高いものである。配向度は、KANZAKI社のMicrowave molecular orientation analyzer MOA-2001Aを用いて測定する。
粒子の平均粒径は、150〜600μm、特に200〜500μmであることが好ましい。
尚、シート材料とウエブとの接着では、主に互いの表面同士が接着されるが、一部の接着剤はウエブ中に潜り込み、ウエブの厚み方向内部の繊維同士が接着される場合がある。
特に、液の取り込み速度を向上させたい場合、液戻りを防止したい場合及びシート材料中での液拡散を促進させたい場合には、坪量を15〜100g/m2、特に20〜80g/m2、とりわけ25〜50g/m2とすることが好ましい。一方、吸収体のクッション性を高めたい場合、吸収体のヨレを起こりにくくしたい場合、吸収体に圧縮回復性を付与したい場合及び吸収体からの水蒸気の蒸散を抑制したい場合には、坪量を25〜200g/m2、特に30〜150g/m2、とりわけ40〜120g/m2とすることが好ましい。
吸収性ポリマーの遠心脱水法による吸収量の測定は以下のようにして行う。即ち、吸収性ポリマー1gを生理食塩水150mlで30分間膨潤させた後、250メッシュのナイロンメッシュ袋に入れ、遠心分離機にて143G(800rpm)で10分間脱水し、脱水後の全体重量を測定する。次いで、以下の式に従って遠心脱水法による吸水量(g/g)を算出する。
遠心脱水法による吸水量=(脱水後の全体重量−ナイロンメッシュ袋の重量−乾燥時の吸収性ポリマーの重量−ナイロンメッシュ袋の液残り重量)/乾燥時の吸収性ポリマーの重量
尚、前記の各特性を満たすようにするためには、例えば、吸収性ポリマーの粒子表面に架橋密度勾配を設けるか、又は吸収性ポリマーの粒子を非球形状の不定形粒子とすればよい。具体的には特開平7−184956号公報の第7欄28行〜第9欄第6行に記載の方法を用いることができる。
具体的には、VORTEX法に従って測定された吸収速度は、好ましくは5〜60秒、より好ましくは10〜50秒、更に好ましくは15〜40秒である。
なお、本発明においてはVORTEX法による吸収速度の評価を、吸収時間を測定することで行っているため、吸収時間が短いほど吸収速度が速いとみなされる。従って、本明細書においては、吸収速度と吸収時間とは同じ意義を有しており、両者を適宜読み替えるものとする。
VORTEX法は、JIS K7224−1996に準拠して行った。すなわち、ビーカーに0.9%塩化ナトリウム水溶液(生理食塩水、大塚製薬製)50gを秤取り、マグネティックスターラーを用いて、毎分600±60回転で攪拌を行った。吸収性ポリマー2.0gを攪拌による渦の中心部で液中に投入し、スターラーチップが覆われるまでの時間を測定した。
液戻り量の測定方法は次の通りである。乳幼児用紙おむつ(Mサイズ)用の吸収体を設計する場合、吸収体の端縁部から150mmの位置における幅方向中央部に、着色した生理食塩水160gを、ロートを用いて注入する。着色には赤色1号を用い、色素の添加量は50ppmとする(生理食塩水10リットルに対して0.5g)。注入完了から10分後に、アドバンテック社製のろ紙:No.4Aを10枚重ねたものをおむつ上に置く。ろ紙の上から3.43kPaの圧力を2分間加えて、ろ紙に生理食塩水を吸収させる。ろ紙の重量を測定し、重量の増加分を液戻り量とする。測定は3点行う。
一方のロール80の外周面は、ゴム、シリコン等の弾性素材からなる。他方のロール81の外周面は、スチール等の金属等の硬質素材からなる。
長繊維切断機構8よりも下流側には、吸収体連続体100の切断機構5を備えている。吸収体連続体100の切断機構5は、軸方向に延びる切断刃51aを備えたカッターロール51と、アンビルロール52とを備え、吸収体連続体100を、吸収性物品に組み込まれる個々の吸収体10の長さに切断する。
そして、バキュームコンベア32によって、ウエブ12bをラップシート14と共に搬送しながら、吸収性ポリマー供給機構6によって、ウエブ12bに吸収性ポリマー13を散布する。
本製造方法によれば、このようにして、前記実施形態の吸収体10を効率よく連続的に生産することができる。
第1の吸収コア層101は、短繊維のウエブ12及び該ウエブ12中に含まれる粒子13を主体としている。即ち、第1の吸収コア層101は、本発明におけるコア層に該当する。
第2の吸収コア層102は、長繊維由来の短繊維122を主体として形成されており、吸収性ポリマーが実質的に含まれていない。即ち、第2の吸収コア層102は、本発明における別の層に該当する。
図9に示す製造方法においては、ホッパ94で計量した短繊維122を、カード機95に供給して帯状のカードウエブ91Aを得、該カードウエブ91Aの上に吸収性ポリマー13を散布した後、該カードウエブ91Aを一対のローラー96,96間に挿通して厚み方向に加圧する。一対のローラー96,96による加圧によれば、カードウエブ91Aの厚みが減少して保形性が向上する。一対のローラー96,96による加圧後、ラップシート供給機構(図示せず)によりラップシート(図示せず)を供給してカードウエブ91Aを被覆し、次いで、吸収体一枚分の長さに順次切断することにより、本来的な短繊維122から形成されたウエブ及び吸収性ポリマー13を主体とする吸収体10が多数、連続的に得られる。
図10に示す製造方法においては、トウを開繊して得た長繊維のウエブ12bを連続的に搬送し、該ウエブ12bを、伸長可能なシート14aに重ねた状態で、該ウエブ12b上に吸収性ポリマー13を散布する。そして、吸収性ポリマー13が散布されたウエブ12bを、一対のローラー97,97間に通し、該ウエブ12b内に吸収性ポリマー13を押し込む。次いで、ウエブ12bにおける、吸収性ポリマーの散布面(シート14a側とは反対側の面)にも伸長可能なシート14bを重ね、両シート14a,14bに挟まれた状態の長繊維のウエブ12bを、長繊維の切断装置98に通して、該ウエブ12bにおける長繊維を全幅に亘って切断する。
例えば、粒子(吸収性ポリマー)は、コア層の厚み方向の一部に偏在していてもよい。また、粒子は、コア層の肌当接面側(吸収性物品に組み込まされたときに着用者の肌側に位置する側)のみに又は非肌当接面側(肌当接面側の反対側)のみに偏在していてもよい。
先ず、捲縮したアセテート長繊維のトウを用意した。この長繊維の繊維径は2.1dtexであった。トウの全繊維量は2.5万dtexであった。このトウを、伸長下に搬送し、空気開繊装置を用いて開繊し、開繊ウエブを得た。次いで、多数の円盤が軸周りに所定間隔おきに組み込まれたロールと、平滑な受けロールとの間に開繊ウエブを通して、該ウエブを梳いた。梳かれたウエブを幅100mmに調節し、その後、ウエブを、その搬送速度を減速した状態でバキュームコンベア上に転写し、当該バキュームコンベア上でのウエブの張力を緩めて捲縮を発現させた。ウエブ中の繊維の捲縮率は30%、1cmあたりの捲縮数は15個であった。これによって長繊維間の空間を広げ、吸収性ポリマーを入り込ませ易くし、またウエブを厚くして吸収性ポリマーの埋没担持性を向上させた。ウエブ上に幅80mmで吸収性ポリマー(ポリアクリル酸系吸収性ポリマー、花王株式会社製、平均粒径:350μm、塊状、嵩密度:0.68g/cm3)を散布し、該吸収性ポリマーを開繊ウエブ中に埋没担持させた。ウエブの坪量は35g/m2、吸収性ポリマーの坪量は135g/m2であった。得られたウエブをギアに通し、長繊維を切断した。
実施例1におけるウエブに、吸収性ポリマーを図12に示したパターンで散布した(長さ×幅=60×30mmのユニットを基本構造とし、長手方向は20mm、幅方向は10mmピッチをあけて複数の基本ユニットを配した)。吸収性ポリマーの散布位置を符号「RA」で示す。吸収性ポリマーの散布坪量は150g/m2であった。それ以外は実施例1と同様にして、吸収性ポリマーを、開繊したウエブ中に埋没担持させた。次に、開繊したフラッフパルプを略T字状の型の上に積繊し、坪量100g/m2の積繊体を得た。T字状の型は、実施例1と同様のものである。積繊体上にウエブを重ね、これら全体を、親水化処理された坪量16g/m2のスパンボンド−メルトブローン−メルトブローン−スパンボンド(SMMS)不織布を用いて包み込み、吸収体を得た。該吸収体は、実施例1と同様に金属ロール−ゴムロール間で圧縮を行い、ウエブの圧縮に伴って吸収性ポリマーでウエブの構成繊維を切断した。それ以外は実施例1と同様にして吸収体を得た。短繊維の配向度は1.34であった。
先ず、実施例1と同じようにして、吸収性ポリマーを含む、切断された繊維ウエブを得た。
次に、レーヨン短繊維(繊維長41mm、繊維径1.7dtex)をカードに掛けてウエブ化したものを、上記吸収性ポリマーを含むウエブに積層し、その後、直径0.2mmの多数のノズルから噴出する高速空気で繊維を交絡させ、かつ、吸収性ポリマーをウエブ間に固定した。以後、実施例1と同様にして吸収体を得た。短繊維の配向度は1.28であった。
開繊したフラッフパルプ:100重量部と吸収性ポリマー:100重量部とを気流中で均一混合し、合計坪量520g/m2の積繊体を得た。フラッフパルプ及び吸収性ポリマーの坪量はそれぞれ260g/m2であった。得られた積繊体を坪量16g/m2のティッシュペーパーで包み、吸収体を得た。積繊体とティッシュペーパーとの間に、ホットメルト粘着剤:5g/m2をスプレー塗工し、両者を接着した。吸収体全体の坪量は562g/m2、厚さは3.7mmであった。繊維長は、平均3mmであった。短繊維の配向度は1.10であった。
比較例1と同様に、開繊したフラッフパルプ:100重量部と吸収性ポリマー:100重量部とを気流中で均一混合し、合計坪量300g/m2の積繊体を得た。フラッフパルプ及び吸収性ポリマーの坪量はそれぞれ150g/m2であった。それ以外は比較例1と同様にして吸収体を得た。吸収体全体の坪量は342g/m2、厚さは2.0mmであった。繊維長は、平均3mmであった。短繊維の配向度は1.10であった。
芯鞘型複合繊維(芯がポリプロピレン、鞘がポリエチレン、繊維長51mm、繊維径2.2dtex)を用意した。該繊維をカード機に掛けてウエブ化した後、140℃の熱風で処理し、繊維同士を熱融着させた。熱融着されたウエブ(坪量35g/m2)上に実施例1と同様に吸収性ポリマーを坪量135g/m2で散布した。このとき、熱融着されたウエブ中には、すべての吸収性ポリマーが潜り込むことができなかったので、ウエブをロールで圧縮し、繊維間に吸収性ポリマーを潜り込ませた。それ以外は、実施例1と同様に吸収体を作成した。短繊維の配向度は1.18であった。
実施例及び比較例の吸収体について、以下の方法で吸収容量を測定し、また構造安定性及び柔軟性を評価した。それらの結果を下記〔表1〕に示す。
得られた吸収体を45°の傾斜板に固定し、吸収体の上方側の端部から200mmの位置に生理食塩水を一定量、一定間隔ごとに繰り返し注入し、吸収体の下方側の端部から漏れ出すまでの注入量を比較した。比較例1の吸収容量を1.0としたときの相対値を、以下の計算式を用いて算出した。
吸収容量(相対値)=(実施例又は比較例の吸収容量)/(比較例1の吸収容量)
また、生理食塩水の注入毎に吸収体の表面を流れた距離(注入の途中で液流れの距離が変化した場合は最大の距離)を求め、その平均値を算出した。吸収容量は、その値が大きいほど、より高性能である。また、表面液流れ距離は、その値が短いほど吸収速度が速く、スポット吸収性が高いことを表す。
(1)ドライ時
100×200mmに作製した吸収体の中央部を切断し、100×100mmのサンプルを得た。切断面を真下にして、サンプルを振幅5cm、1回/1秒の速度で20回振動を与えたとき、切断面から脱落した吸収性ポリマーの量を測定した。以下の判断基準に従って吸収性ポリマーの埋没担持性を評価した。
混合した吸収性ポリマーのうち、
○:脱落した吸収性ポリマーの割合が10%以下である。
△:脱落した吸収性ポリマーの量が10%を超え、25%以下である。
×:脱落した吸収性ポリマーの量が25%を超える。
100×200mmに切断した吸収体の全面に、生理食塩水:200gをほぼ均等に吸収させた後、静かに吸収体を持ち上げたとき、吸収体が破壊しないかどうかを目視判定した。また、脱落した吸収性ポリマーの重量を測定し、別途測定しておいた脱落した吸収性ポリマー単位重量あたりの遠心保持量で除することで、脱落した吸収性ポリマーのドライ時の重量を算出する。さらに、吸収性ポリマーの配合量との関係から、脱落した吸収性ポリマーの割合を算出する。
以下の判断基準に従って評価した。
○:脱落した吸収性ポリマーの割合が、配合した吸収性ポリマーの10%以下であり、吸収体の破壊がない。
△:脱落した吸収性ポリマーの割合が、配合した吸収性ポリマーの10%を超え、25%以下であり、吸収体の破壊がない。
×:脱落した吸収性ポリマーの割合が、配合した吸収性ポリマーの25%を超える、あるいは吸収体が破壊する。
ハンドルオ・メーターを用いて吸収体の柔軟性を評価した。ハンドルオ・メーターの測定値は、その数値が小さい程、装着しやすさやフィット性が良好であることを示す。ハンドルオ・メーターによる測定方法は次の通りである。JIS L1096(剛軟性測定法)に準じて測定を行う。幅60mmの溝を刻んだ支持台上に、長手方向に150mm、幅方向に50mmに切断した吸収体を、前記溝と直交する方向に配置する。吸収体の中央を厚み2mmのブレードで押したときに要する力を測定する。この測定で用いた装置は、株式会社大栄科学精機製作所製 風合い試験機(ハンドルオ・メーター法) HOM−3型である。3点の平均値を測定値とする。得られた測定値に基づき、以下の基準に従って柔軟性を評価した。
○:ハンドルオ・メーターの測定値が2N以下である。
△:ハンドルオ・メーターの測定値が2Nを超え、4N以下である。
×:ハンドルオ・メーターの測定値が4Nを超える。
吸収体表面の拡散面積(液拡がり面積)は、液注入終了5分後に、その輪郭を透明シートに写し取って記録する。このとき、吸収体表面の液の拡がり方(実施例及び比較例においてはティッシュペーパー上の液の拡がり方)と吸収体内部での液拡がり方とが異なる場合には両方を記録する。必要に応じて、得られた画像を、画像解析処理ソフト(Image−Pro plus,Media Cybernetics社)を用いて処理し、拡散面積を求めた。拡散面積の評価は、比較例1の拡散面積に対する相対値で表した。なお、着用者の肌への影響を考え、吸収体の表面での拡散面積を評価値とした。
11 吸収性コア
12 ウエブ
121 長繊維
122 短繊維
13 吸収性ポリマー(粒子)
14 ラップシート
Claims (8)
- パルプ繊維以外の捲縮を有する短繊維から形成され、該短繊維は互いに融着していないウエブと該ウエブ中に含まれる粒子とを主体とし且つ該短繊維以外の繊維を実質的に含んでいないコア層を少なくとも1層備えた吸収体。
- 前記粒子は塊状である請求項1記載の吸収体。
- 前記粒子は、前記コア層の平面方向又は厚み方向の一部に偏在している請求項1又は2に記載の吸収体。
- 前記粒子が吸収性ポリマーである請求項1〜3の何れかに記載の吸収体。
- 前記短繊維は、前記ウエブの平面内の一方向に配向しており且つその配向度が1.2以上である請求項1〜4の何れかに記載の吸収体。
- 請求項1〜5の何れかに記載の吸収体を具備する吸収性物品。
- 前記吸収体の前記コア層に別の層が積層されており、該別の層は、天然パルプを主体とする層、合成繊維を主体とする層若しくは天然パルプと合成繊維との混合層、又は不織布からなり、該別の層は吸収性ポリマーを含有しているか又は含有していない請求項6記載の吸収性物品。
- 前記コア層は、前記別の層における肌当接面側に位置している請求項7記載の吸収性物品。
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