JP2013517859A - 柔軟性のある高吸収性を有する材料 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
・少なくとも、処理済みフラッフパルプと、多成分繊維(好ましくはPE/PET複合繊維)と、高吸収性ポリマーとを含む第1層状体と、
・少なくとも、処理済みおよび/または非処理フラッフパルプと、高吸収性ポリマーとを含む第2層状体と、
・少なくとも、非処理フラッフパルプと、多成分繊維(好ましくはPE/PET複合繊維)とを含む第3層状体と、
を有する。
・それぞれ同種のセルロース繊維
・それぞれ異種のセルロース繊維
・上述の混合物
・化学的および/または物理的に処理済みのセルロース繊維
・非処理セルロース繊維
・処理済みセルロース繊維と非処理セルロース繊維との混合物
・合成繊維のみ、または、処理済みまたは非処理形態のセルロース繊維との混合物
・天然繊維のみ、または、合成繊維および/またはセルロース繊維との混合物
を有しうる。個々の層状体は、セルロース繊維のみを有してもよい。
・洗浄プロセス、抽出プロセス、
・漂白プロセス、
・着色プロセス、
・溶媒を用いたフィブリル化、
・表面処理、好ましくは、例えば噴霧、ディップ、浸漬、洗浄により、親水化、強度または弾性の向上を行うための表面処理
などであると理解される。
・例えば、切断、粉砕、繊維状化による、細分化およびフィブリル化
・分級、例えば、空気分級
により行われうる。
・組織を2〜10重量%、好ましくは3〜4重量%
・処理済みまたは非処理形態のセルロース繊維を20〜60重量%、好ましくは35〜45重量%、特に好ましくは、処理済みセルロースおよび非処理セルロースをそれぞれ15〜25重量%
・高吸収性ポリマー材料を30〜50重量%、好ましくは40〜45重量%
・第1結合剤を1〜5重量%、好ましくは3〜4重量%、この際、第1結合剤はポリマー分散液を有することが好ましく、ラテックス結合剤を有することが特に好ましい
・第2結合剤を3〜10重量%、好ましくは5〜7重量%、この際、第2結合剤は、多成分繊維、好ましくはポリエチレンおよびポリエチレン・テレフタレート(PET)ベースの複合繊維を含有する。ここで示した成分の範囲は、構造体の個々の層状体に対する割合として分類されることができ、または、1つまたは複数の成分はある層状体中には配置されていないこともありえる。
・担体層上に第2層状体として、フラッフパルプ、SAPおよび結合剤を載置する工程と、
・第2層状体上に、第3層状体としてフラッフパルプおよびSAPを載置する工程と、
・第3層状体上に、フラッフパルプおよび結合剤からなる第4層状体を載置する工程と、・好ましくは、結合剤(好ましくはラテックスベースの結合剤)を、少なくとも1つの層状体上に、好ましくはこのようにして得られた層状体構造体上に、とりわけ、層状体構造体の外側層状体上に塗布する工程と、
・層状体構造体を、艶出し機の間隙を備えた艶出し機に送る工程と、
・艶出し機の間隙中で層状体構造体を圧縮する工程と
を含む。
・液体吸収層を形成するために、少なくとも1つの第1層状体として、好ましくはエアレイド層状体を載置する工程であって、この層状体は、好ましくは、少なくともセルロース材料、結合剤(好ましくは多成分繊維)を含む、工程と、
・液体貯蔵層を形成するために、1つの層状体、好ましくはエアレイド層状体を載置する工程であって、この層状体は、好ましくは、少なくともセルロース材料(好ましくはセルロース繊維)および高吸収性ポリマー(好ましくはSAP粒子および/またはSAP繊維)を含み、結合剤を含まない、工程と、
・液体分配層を形成するために、第3層状体、好ましくはエアレイド層状体を載置する工程であって、この層状体は、少なくともセルロース材料と、結合剤(好ましくは多成分繊維)とを含む、工程と、
・好ましくは層状体(好ましくは、上述のようにして得られた層状体構造体)上に、結合剤層(好ましくはラテックスベースの結合剤)を塗布する工程と、
・好ましくは、層状体構造体を結合するために、層状体構造体をして加熱手段を通過させる工程と、
・少なくとも1つの層状体、好ましくは層状体構造体を、(艶出し機の間隙を形成する少なくとも、フラットローラと対抗するローラとを含む)艶出し機に供給する工程と、
・少なくとも1つの層状体、好ましくは層状体構造体を艶出し機の間隙中で緩く圧縮する工程と
を含む。
・層状体構造体を形成するために層状体を載置するためのフィルターベルトと、
・少なくともセルロース繊維、SAPおよび結合剤を引き出すことができる第1成形装置と、
・さらなる層状体を形成するために、セルロース繊維およびSAPを引き出すことができる第2成形装置と、
・さらなる層状体として、結合剤およびセルロース繊維を引き出すことができる第3成形装置と、
・結合剤、好ましくはラテックス層を、吸収性を有する構造体の少なくとも1つの外側表面上に塗布できる塗布ステーションと、
・層状体構造体を圧縮することができる圧縮ステーション、好ましくは艶出し機と
を有する。
・層状体構造体を載置するために層状体を載置するためのフィルターベルトと、
・少なくともセルロース繊維および結合剤をフィルターベルト上で塗布できる第1成形装置と、
・さらなる層状体を形成するために、セルロース繊維およびSAPをフィルターベルト上に塗布できる第2成形装置と、
・さらなる層状体として、高吸収性ポリマーSAP、結合剤およびセルロース繊維をフィルターベルト上で塗布できる第3成形装置と、
・結合剤、好ましくはラテックスベースの結合剤を、層状体構造体の外側表面上に塗布できる少なくとも1つの塗布ステーションと、
・層状体構造体を圧縮することができる圧縮ステーション、好ましくは艶出し機と
を有する。
・層状体構造体を形成するために、層状体好ましくはエアレイド層状体を載置するためのフィルターベルトと、
・少なくともセルロース材料(好ましくはセルロース繊維)を引き出すことができる第1成形装置、好ましくはエアレイド成形装置と、
・セルロース繊維と共に第1層状体を形成するために、結合剤(好ましくは、多成分繊維)を引き出すことができる第2成形装置と、
・高吸収性ポリマーSAP(好ましくは、SAP粒子および/またはSAP繊維)を、第1層状体上に載置可能にする第3成形装置と、
・少なくとも、セルロース繊維と、高吸収性ポリマーSAP(好ましくは、SAP粒子および/またはSAP繊維)を、第1層状体上に載置することができ、好ましくは第2層状体を形成する第4成形装置と、
・セルロース材料および結合剤(好ましくは多成分繊維)を含む第3層状体用の載置装置と、
・結合剤、好ましくはラテックス層を塗布できる好ましくは1つの塗布手段と、
・複合繊維および/または結合剤を活性化することができる加熱手段と、
・層状体構造体を緩く圧縮可能にするローラシステム、好ましくは艶出し機と
を有する。
・例えば、吸収材料および下敷きなどの医療製品、または、
・例えば、液体を吸収するための吸収性を有する材料などの産業用製品
の分野でも利用可能である。
・組織を内含し、層状体構造体の第1層状体を形成する担体層2と、
・セルロース・フラッフ・パルプ3、SAP粒子4および結合繊維5(例えば、複合繊維)からなる第2層状体6と、
・セルロースパルプ7およびセルロース・フラッフ・パルプ3からなる第3層状体8と、
・セルロースパルプ7、好ましくはSAP粒子4(しかし、これは、省くことができる)および結合繊維5からなる第4層状体9と、
・結合剤10(例えば、ラテックス結合剤)からなる層状体と
を有する。
・組織を内含し、層状体構造体の第1層状体を形成する担体層2と、
・セルロース・フラッフ・パルプ3、SAP粒子4および結合繊維5(例えば、複合繊維)からなる第2層状体6と、
・セルロースパルプ7、セルロース・フラッフ・パルプ3およびSAP粒子4からなる第3層状体8’と、
・セルロースパルプ7および結合繊維5からなる第4層状体9’と、
・ラテックス結合剤10からなる外側層状体と
を有する。
・層状体構造体Bの全重量に対する組織の割合は、3.0重量%
・層1は、42.8重量%のパルプ、7.2重量%の複合繊維および50重量%のSAP
・層2は、43.1重量%のパルプおよび56.9重量%のSAP
・層3は、75.7重量%のパルプおよび24.3重量%の複合繊維
である。
厚さの測定は、標準的なテスト方法であるWSP120.6(05)により、試料A(VH460.103)および試料B(VH600.101)ならびに比較例MT410.104および比較例VE500.200について、7cm×7cmのサイズの試料それぞれ10個について行った。この際、各試料は、乾燥状態、液体10g/gの浸漬状態および飽和状態で計測した。計測値を表3に示すが、例えば、本発明による材料VH600.101は、乾燥状態での密度が約0.1g/cm3で非常に緩く構成されていて、これにより、液体吸収のためにより大きな自由体積が利用可能で、したがって湿潤状態での厚さは、(乾燥状態でVH600.101よりも強く圧縮されている)比較材料VE500.200の厚さのように急上昇することはない。したがって、本出願で提案された層状体構造体の厚さは、液体吸収時にあまり変わらず、これは、利用時の快適さ特性として見なすことができる。
曲げ強度を得るために、標準的なテスト方法WSP90.5(05)を用いた。このために、試料を長方形の帯に切断し、この試料の曲げ長さをこの帯の四方の側で計測し、その平均値を形成した。曲げ強度をmN*cmで測定するために、得た曲げ長さ(cm)を試料の各単位面積あたりの重量で乗算し、1000で割る。湿潤状態での試料の曲げ長さが、乾燥状態での試料でのこの値の約30%〜35%であることが、表4から読み取ることができる。湿潤状態での試料の剛性は、逆に、乾燥状態の剛性の約5%である。比較試料MT410.104および比較試料VE500.200は、これらの特性に関して同様の傾向を示す。
引張強度は、標準的なテスト方法WSP110.4(05)オプションBにしたがって、クリップ間の間隔200mm、推進力100mm/分であるツビヴィック(Zwick)試験機を用いて測定した。表4によれば、湿潤状態での試料(VH600.101)の引張強度は、この試料の乾燥状態で得ることができたこの値の約25%に低下し、VH460.103の試料の場合では、約20%に低下する。比較試料MT410.104およびVE500.200では、乾燥状態から湿潤状態への試料の引張強度の低下はより小さい。さらに、表4からは試料VH600.101の引張強度を読み取ることができ、完全な試料における、組織におけるおよび液体吸収層を形成している試料の上側における引張強度も読み取れる。ここで完全な試料における引張強度は、比較試料のこの値よりも高い値を示す。この点から、外側層状体が引張強度の実質的な部分を提供するとの指摘が得られる。
WSP401.0による結合強度、すなわち、層状体の断裂に必要な力を測定するために、25mm幅の試料を準備し、一方の側で約3cm裂いた。続いて、外側層状体にクリップを固定し、試料を試料1gにつき10gの液体で浸漬させた。約3gの重さの試料を30mlの0.9%のNaCl溶液に均等に浸漬させ、約4gの重さの試料を40mlの0.9%の食塩溶液で均等に浸漬し、続いて遅滞なく計測を行った。この結果、湿った状態における試料の計測を行った。まだ裂かれていない側の試料を支持するように保持した。すなわち、この材料を、常にクリップ間隔の半分の高さで、手で支え、この結果試料の自重により計測値が歪められないようにした。表4によれば、計測値は、乾燥状態から湿潤状態へ移行する間にほとんど変わっていないことが示されている。これとは逆に、比較試料MT410.104およびVE500.200は、湿潤状態では乾燥状態に比して結合強度が著しく小さい。
液体吸収容量は、標準的なテスト方法WSP10.1(05)Pos.7.2により得られる。ここでは、10cm×10cmのサイズのそれぞれ5つの個々の試料が用いられた。これにしたがって、約6gの試料VH600.101の個々の試料を製造した。試料の前処理は、1分間0.9%のNaCl溶液中に載置し、これに続いて2分間垂直に掛けられて水切りしうることにより行った。
せん断強度の測定のための計測は、引張強度の計測方法と類似の方法で行った。この場合、せん断とは、力を作用させて物体を変形させるやり方であると理解される。ここで、物体の平行な内側面または外側面に対して平行な力が作用する。この際、表面は互いに対して相対的に変位する。せん断強度の計測については、上述の本発明の試料および比較試料を、それぞれ25mmの幅で20cmを上回る長さ(典型的には26cm)の帯に切る。この際、すべての材料を、機械の方向でそれぞれ長さ方向に切る。続いて、試料を層状体の外側面で掴み約3cm裂く。これを帯の両側で行った。
試料A(VH460.103)および試料B(VH600.101)ならびに比較試料MT410.104および比較試料VE500.200に関するせん断強度ないしせん断力を測定するための上述の実験に続いて、調製された試料について、さらなる実験を行った。以下に、実験の実施の仕方を、まず大まかに説明し、続いて詳細に説明する。試料ないしエアレイド不織布材料の調製を以下のように行う。すなわち、全ての試料の両側に噴霧接着剤を噴霧し、乾燥時間後に、両側に同様に接着テープを貼る。試料に噴霧接着剤を与えることで、確実に試料と接着テープとの間で永続的な結合を行う。この際、試料の湿潤状態においても確実に永続的な結合が続く。このように調製された試料により、したがって、湿潤せん断強度の測定が可能となる。湿潤せん断強度の測定をするための計測は、引張強度の計測方法に類似する方法で行った。この際に、せん断歪みとは、力の作用下での物体の変形であると理解される。この力は、物体の平行な内側面または外側面に対して平行に作用する。試料の表面は、この際互いに対して相対的に変位する。せん断強度の計測では、調製されたエアレイド不織布材料から、それぞれ25mmの幅で20cm(典型的には26cm)の長さの試料Aおよび試料Bならびに比較試料を切り取った。この際、全ての材料を機械の方向でそれぞれ長さ方向に切り、この結果、試料は帯として載置される。
・層1は、100重量%のパルプ
・層2は、25.3重量%のパルプおよび74.7重量%のSAP
・層3は、100重量%のパルプ
延性=△L/ L0[%]
の割合から計算する。
・層1:28〜39重量%
・層2:42〜55重量%
・層3:8.5〜16.5重量%
Claims (14)
- 一連の複数の層を備えた吸収性を有する構造体であって、少なくとも1つの第1外側層および1つの第2外側層、ならびに、前記第1外側層と前記第2外側層との間に配置された少なくとも1つの液体貯蔵層を含み、
前記複数の層は互いに重なりあって、層状体構造体を形成し、
前記液体貯蔵層は、少なくとも、セルロース材料、好ましくはセルロース繊維と、高吸収性ポリマーSAP、好ましくはSAP粒子および/またはSAP繊維とを有し、
前記液体貯蔵層は、前記吸収性を有する構造体中の前記液体貯蔵層に隣接する液体を貯蔵する層状体に比して、少なくとも結合剤がより少ない、好ましくは結合剤を有さない、
吸収性を有する構造体。 - 前記構造体は、少なくとも3つの層状体を有し、
中央層状体は、少なくとも結合剤がより少ない、好ましくは結合剤を有さない
ことを特徴とする請求項1に記載の吸収性を有する構造体。 - 少なくとも結合剤がより少ない、好ましくは結合剤を有さない前記層状体は、少なくともその大部分が処理済みおよび/または非処理セルロース材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載の吸収性を有する構造体。
- 前記液体貯蔵層中のSAP粒子および/またはSAP繊維は、液体吸収時および/または圧力下で、互いに対して可動であるように配置されていることを特徴とする請求項3に記載の吸収性を有する構造体。
- 前記層状体構造体は、第1表面と第2表面とを有し、
前記第1表面および/または第2表面は、それぞれ、結合剤層、好ましくはラテックスベースの結合剤層を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸収性を有する構造体。 - 前記吸収性を有する構造体は、第1層状体としての紙組織層状体と、フラッフパルプ、結合繊維および高吸収性ポリマーを有する第2層状体と、フラッフパルプおよび高吸収性ポリマーを有する第3層状体と、フラッフパルプおよび結合繊維からなる第4層状体とを有し、
前記第3層状体は、少なくとも第2層状体および第4層状体それぞれよりも結合繊維がより少ない、好ましくは結合繊維を有さないことを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の吸収性を有する構造体。 - 前記吸収性を有する構造体が湿潤状態にある際、前記第3層状体は、前記吸収性を有する構造体の縦方向で、前記第2層状体と前記第4層状体との間での相対的に可動となることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の吸収性を有する構造体。
- 前記吸収性を有する構造体は、0.9%のNaCl溶液中で1分間湿らされた場合に、幅25mmで自由把持長200mmの試料について、湿潤状態のせん断強度に対する乾燥状態のせん断強度の割合が、1対1.2、好ましくは1対2から1対4の範囲であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の吸収性を有する構造体。
- 前記吸収性を有する構造体は、0.9%のNaCl溶液中で10分間湿らされた場合に、幅25mmで自由把持長200mmの試料について、湿潤状態のせん断強度に対する乾燥状態のせん断強度の割合が、1対1.5の割合から1対5.33の範囲であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の吸収性を有する構造体。
- 前記層状体構造体の引張強度は、乾燥状態では6.8〜16N/25mmであり、湿潤状態では3〜6N/25mmであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の吸収性を有する構造体。
- 前記層状体構造体のせん断強度は、湿潤状態では3N/25mm〜6N/25mmであることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の吸収性を有する構造体。
- 吸収性を有する構造体の製造方法であって、少なくとも以下の工程、すなわち、
・担体層上に第2層状体として、フラッフパルプ、SAPおよび結合剤を載置する工程と、
・前記第2層状体上に、第3層状体としてフラッフパルプおよびパルプを載置する工程と、
・前記第3層状体上に、フラッフパルプおよび結合剤からなる第4層状体を載置する工程と、
・結合剤、好ましくはラテックスベースの結合剤を、前記層状体の少なくとも1つの外側表面上に塗布する工程と、
・前記層状体を、艶出し機間隙を備えた艶出し機に送る工程と、
・前記艶出し機の間隙中で層状体を圧縮する工程と
を含む方法。 - 吸収性を有する構造体の製造装置であって、少なくとも
・層状体構造体を形成するために層状体を載置するためのフィルターベルトと、
・少なくともセルロース繊維、高吸収性ポリマーSAPおよび結合剤を前記フィルターベルト上で塗布できる第1成形装置と、
・さらなる層状体を形成するために、セルロース繊維およびSAPを前記フィルターベルト上で塗布できる第2成形装置と、
・さらなる層状体として、結合剤およびセルロース繊維を前記フィルターベルト上で塗布できる第3成形装置と、
・結合剤、好ましくはラテックスベースの結合剤を、前記層状体構造体の外側表面上に塗布することができる少なくとも1つの塗布ステーションと、
・前記層状体構造体を圧縮できる圧縮ステーション、好ましくは艶出し機と
を有する製造装置。 - 請求項1〜11のいずれか1項に記載の吸収性を有する構造体の、例えば衛生分野の使い捨て製品としての、好ましくは衛生製品中での使用。
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