JP2015501684A - 改善された吸収特性を有する吸収性物品 - Google Patents
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Abstract
Description
a.吸収性物品の吸収性コアが、2つの層、すなわち上層と下層との間に挟まれた超吸収性ポリマー粒子を含み、上層の上及び下層の下には超吸収性ポリマー粒子を有さない場合、吸収性物品の吸収性コア。上層は、物品のトップシートに最も近い吸収性コアの基材層又はカバー層に対応し、下層は、吸収性物品のバックシートに最も近い吸収性コアの基材層又はカバー層に対応する。
b.吸収性コアが上層を含まない場合、吸収性物品のトップシートと組み合わされた吸収性物品の吸収性コア。
c.先に記載されたように、吸収性コアが下層を含まない場合、吸収性物品のバックシートと組み合わされた吸収性物品の吸収性コア。
吸収性構造体は、超吸収性ポリマー粒子を含む。
いくつかの実施形態では、吸収性コアは、50〜2200g/m2、又は100〜1500g/m2、又は200〜1000g/m2の超吸収性ポリマー粒子の面積当たりの平均量を含む。
本発明に有用な超吸収性ポリマー粒子は、様々な形状であってよい。「粒子」という用語は、顆粒、繊維、フレーク、球体、粉末、小板、並びに超吸収性ポリマー粒子の当業者に既知のその他の形状及び形態のことを指す。いくつかの実施形態では、超吸収性ポリマー粒子は、繊維の形状、即ち細長い針状の超吸収性ポリマー粒子であってもよい。こうした実施形態において、超吸収性ポリマー粒子繊維は、約1mm未満、通常、約500μm未満、あるいは好ましくは250μm未満から50μmまでの小さい寸法(即ち、繊維の直径)を有する。繊維の長さは、好ましくは約3mm〜約100mmである。繊維はまた、織ることのできる長いフィラメントの形態であってもよい。
以下に、本発明の吸収性コアの実施例を示す。ただし、本発明は、このような吸収性コアに限定されない。
吸収性物品10は、液体透過性であり得るトップシート18を含んでもよい。トップシート18は、織布及び不織布材料;孔あき成形熱可塑性フィルム、孔あきプラスチックフィルム、及びハイドロフォーミングされた熱可塑性フィルムなどの高分子材料;多孔質発泡体;網状発泡体;網状熱可塑性フィルム;並びに熱可塑性スクリムなどの広範囲の材料から製造され得る。好適な織布及び不織布材料は、天然繊維(例えば木材繊維若しくは綿繊維)、合成繊維(例えば、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、若しくはポリエチレン繊維などの高分子繊維)、又は天然繊維と合成繊維との組み合わせを含んでもよい。
吸収性物品は、トップシートに取り付けられ得るバックシート20を含んでもよい。バックシートは、吸収性コアにより吸収されておむつ内に封じ込められた排出物が、例えばベッドシーツ及び下着などのおむつと接触する場合がある他の外部の物品を汚すことを防止することができる。いくつかの実施形態では、バックシートは、液体(例えば、尿)に対して実質的に不透過性であってもよく、不織布と約0.012mm(0.5ミル)〜約0.051mm(2.0ミル)の厚みを有する熱可塑性フィルムのような薄いプラスチックフィルムとの積層体で構成することができる。好適なバックシートフィルムとしては、インディアナ州テレホート所在のTredegar Industries Inc.の製造する、X15306、X10962、及びX10964の商品名で販売されるものが挙げられる。他の好適なバックシート材料としては、蒸気をおむつから逃がす一方で液体排出物がバックシートを通過するのを依然として防止する通気性材料を挙げてもよい。代表的な通気性材料としては、織布ウェブ、不織ウェブ、フィルムコーティング不織ウェブなどの複合材料、並びにESPOIR NOの呼称で日本の三井東圧株式会社(Mitsui Toatsu Co.)により製造されているミクロ孔質フィルム及びEXXAIREの名称でEXXON Chemical Co.(Bay City,Tex.)により製造されているようなミクロ孔質フィルムなどの材料を挙げることができる。ポリマーブレンドを含む適した通気性複合材料は、名称HYTRELブレンドP18−3097として、Clopay Corporation(Cincinnati,OH)から入手可能である。このような通気性複合材料は、E.I.DuPontの名前で1995年6月22日に公開されたPCT出願第WO 95/16746号に記より詳細に記載されている。不織布ウェブ及び孔あき成形フィルムなどの他の通気性バックシートについては、Dobrinらに付与された1996年11月5日発行の米国特許第5,571,096号に述べられている。
・K(t)試験方法(動的有効透過率及び吸収率測定試験方法)
この方法は、超吸収性ポリマー粒子を含む吸収性構造体の時間依存性有効透過率(K(t))及び吸収率を封圧下で測定する。この方法の目的は、ポリマーが吸収性物品中に高濃度で存在し、吸収性物品の使用中に典型的に生じるような機械的圧力にさらされるとき、超吸収性ポリマー粒子を含む吸収性構造体の、体液を捕捉及び分配する能力を評価することである。有効透過率の計算には、Darcyの法則及び定常流動法を使用する(以下参照)(例えばP.K.Chatterjee,Elsevier編纂の「Absorbency」(1982,42〜43頁)及びJ.M.Coulson及びJ.F.Richardsonの「Chemical Engineering Vol.II,Third Edition」(Pergamon Press,1978,122〜127頁)も参照のこと。)
図7は、本明細書で「時間依存性透過率テスタ」と呼ばれる、動的有効透過率及び吸収率測定システムを示す。
−厚み測定用M11デジタルレーザーセンサ701(MEL Mikroelektronik GmbH(85386 Eching,Germany))
−液面検出用ファイバ702(FU95、Keyence Corp.(Japan))
−デジタルファイバセンサ703(FS−N10、Keyence Corp.(Japan))
−精密天秤704(XP6002MDR、Mettler Toledo AG(8606 Greifensee,Switzerland))
−電源装置Logo!Power(C98130−A7560−A1−5−7519、Siemens AG)
−Labviewソフトウェアライセンス706(National Instruments(Austin,Tx,USA))
−受取容器707(5Lガラスビーカー、Roth)
−接合部709及び空気吸収用開口管723を備えたリザーバ708(5Lガラス瓶、VWR)
−操作ユニット及びコンソール705(Conrad Electronics)
−コンピュータ化されたデータ取得システム710
−本明細書に記載のピストン/シリンダーアセンブリ713
−制御弁714(Burkert)
リザーバ708を試験溶液で満たす。試験溶液は、溶液1リットル当たり9.00グラムの塩化ナトリウム及び1.00グラムの界面活性剤を含む水溶液である。試験溶液の調製を以下に記載する。コンピュータ化されたデータ取得システム710に接続された天秤704上に受取容器707を配置する。測定開始前に天秤をゼロにリセットする。
必要な化学物質:
−塩化ナトリウム(CAS#7647−14−5、例えば、Merckのカタログ番号1.06404.1000)
−直鎖C12〜C14アルコールエトキシレート(CAS#68439−50−9、例えば、Lorodac(登録商標)(Sasol,Italy))
−脱イオン化されたH2O
直径6.00cmの吸収性構造体の代表的な円形部分を入手する。吸収性物品のこの部分は、好適な円形ダイ及び油圧式カッター(例えばThwing−Albert instrument company(14 W.Collings Ave.West Berlin,NJ 08091)において入手可能なElectro−Hydraulic Alfa Cutter 240−10のような)を用いて入手することができる。
吸収性物品は平坦な表面上に配置される。平坦に置くのを阻害する特徴(カフ弾性部など)を製品が含む場合では、それらの形状は、製品を平坦に置くことができるように好適な間隔で切断する。
Tappi実験室条件:23℃±1℃/50% RH±2%で測定を行う。
空のピストン/シリンダーアセンブリ713をカバープレート716の円形開口部に取り付け、その下方外周部を支持リング717で支持する。ピストン/シリンダーアセンブリ713を結合支持体719で適所に固定し、シリンダー803及びピストン802が適切な角度で並んだ状態にする。デジタルレーザーセンサで基準厚みの読み取り値(rr)を測定する。この後、空のピストン/シリンダーアセンブリ713をカバープレート716及び支持リング717から取り外し、ピストン802をシリンダー803から取り外す。
・実験開始からの時間
・天秤704上の受取容器707により収集された液体の重量
・サンプル718の厚み
以下の表は、式に使用される表記について説明する。
この方法の目的は、吸収性物品の股点での吸収性コアの厚みを決定するための方法を提供することである。試験は、従来のキャリパゲージ、例えば、直径41mmのアルミニウム円形のサンプル脚部を有し、0.1ニュートン(10gf)の脚部による作用力を有する、適切なゲージスタンドを備えた、ONO SOKKI Technology Inc.(2171 Executive Drive,Suite 400,Addison,IL 60101,USA)から入手可能なType EG−225を使用して実施され得る。合計1.6ニュートン(160gf)を得るために追加のおもりを加え、圧力を1.18kPa(0.173psi)に調整する。
1.全ての試験を23±1℃及び相対湿度50±2%で行う。
2.吸収性コアを23±1℃及び相対湿度50±2%で8時間平衡化させる。
3.上述したように股点を決定し、吸収性コアの着用者面に印をつける。
4.吸収性コアをキャリパゲージの下に配置し、着用者面がサンプル接触脚部に向き、股点が脚部下の中央に置かれた状態にする。
5.サンプル接触脚部を徐々に下げて吸収性コアの表面に接触させる。
6.脚部が吸収性コアに接触した後、5秒かけてキャリパを読み取る。
尿透過率測定システム
この方法は、膨潤したヒドロゲル層1318の透過率を測定した。この方法のために使用される備品が以下に記載される。この方法は、先行技術によるSFC(塩水流伝導度)試験方法と密接に関連している。
シリンダー1120の外径u:70.35mm
シリンダー1120の内径p:60.0mm
シリンダー1120の高さv:60.5mm
シリンダー蓋1116の外径w:76.05mm
シリンダー蓋1116の内径x:70.5mm
リップ1154を含む、シリンダー蓋1116の厚みy:12.7mm
リップ1154を除いたシリンダー蓋1116の厚みz:6.35mm
第1蓋開口部1134の直径a:22.25mm
第2蓋開口部1136の直径b:12.7mm
第1蓋開口部1134の中心と第2蓋開口部1136の中心との間の距離:23.5mm
外径c:50.0mm
中央孔1130の直径d:16.0mm
高さe:39.0mm
直径f:59.7mm
高さg:16.5mm
9.65mmの直径hを有する外側孔1214(合計14)、外側孔1214は等間隔であり、中心は、中心孔1218の中心から47.8mmである。
9.65mmの直径iを有する内側孔1216(合計7)、内側孔1216は等間隔であり、中心は、中心孔1218の中心から26.7mmである。
中心孔1218は、1.6cm(5/8インチ)の直径jを有し、ピストンシャフト1114の下部1146を受容するためにねじ付きである。
ジェイコ合成尿(Jayco Synthetic Urine)(JSU)1312(図13参照)は膨潤面(以下のUPM手順参照)に使用され、0.118M塩化ナトリウム(Nacl)溶液は流れ面(以下のUP手順参照)に使用される。以下の調製は、標準的な1リットル容積に言及する。1リットル以外の容積の調製では、全ての量が適宜に測られる。
塩化カリウム(KCl)2.00g
硫酸ナトリウム(Na2SO4)2.00g
二水素リン酸アンモニウム(NH4H2PO4)0.85g
第二リン酸アンモニウム((NH4)2HPO4)0.15g
塩化カルシウム(CaCl2)0.19g−[又は塩化カルシウム水和物(CaCl2・2H2O)0.25g]
塩化マグネシウム(MgCl2)0.23g−[又は塩化マグネシウム水和物(MgCl2・6H2O)0.50g]
固体基準円筒おもり(図示せず)(直径40mm;高さ140mm)を使用して、キャリパゲージ(図示せず)(例えば、Mitotoyo Digimatic Height Gage)を読取り値ゼロに設定する。この作業は、平滑で水平なベンチトップ1046上で、都合よく行われる。ピストン/シリンダーアセンブリ1028は、超吸収性ポリマー粒子なしでキャリパゲージ(図示せず)の下方に位置付けられ、測定値L1は、0.01mm単位で記録される。
化学天秤を使用して、1.5g(±0.05g)の超吸収性ポリマー粒子を好適な秤量紙又は秤量補助物上で秤量する。超吸収性ポリマー粒子の含水率は、Edana含水率試験方法430.1−99(「超吸収性材料−ポリアクリレート超吸収性粉末−含水率−加熱時の重量喪失」(99年2月))によって測定される。超吸収性ポリマー粒子の含水率が5%を超える場合、超吸収性ポリマー粒子の重量を水分に関して補正しなければならない(即ち、その特定の場合では、加えられた超吸収性ポリマー粒子は、乾燥重量基準で1.5gでなければならない)。
a)一定静水頭部リザーバ1014のストップコック1020が開放されて、食塩水1032が、シリンダー1120上の5.00cmマーク1156に達するようにする。この食塩水1032の液面は、ストップコック1020を開いて10秒以内に得られるべきである。
b)一度5.00cmの食塩水1032が達成されると、データ収集プログラムが開始される。
Q=[Fg×L0]/[ρ×A×ΔP]
式中、Fgは、流量結果の回帰分析から決定される流量(単位g/s)であり、L0は、ヒドロゲル層1318の初期厚み(単位cm)であり、ρは、食塩水1032の密度(単位g/cm3)である。A(上記の等式の)はヒドロゲル層1318の面積(単位cm2)であり、ΔPは静水圧(単位ダイン/cm2)であり、尿透過率測定Qは、単位cm3秒/gmである。3つの測定値の平均が報告されるべきである。
この方法は、超吸収性ポリマー粒子、特に架橋ポリアクリレート類などの高分子ヒドロゲル化粒子が、0.9%生理食塩水(0.9質量% NaCl水溶液)中で膨潤する速度を決定する。測定の原理は、超吸収性ポリマー粒子に既知の量の流体を吸収させ、流体の吸収に要する時間を測定する。次に、吸収された流体(単位グラム)/材料(単位グラム)/秒で結果を表す。全部の試験は、23±2℃で行われる。
この方法は、典型的には体重が8〜13kg±20%の範囲の着用者に指定された幼児用おむつ(例えば、Pampers Active Fitのサイズ4若しくは他のPampers幼児用おむつのサイズ4、Huggies幼児用おむつのサイズ4、又はほとんどの他の商標名の幼児用おむつのサイズ4)の捕捉時間を測定する。
試験装置は、図14に示されており、呼称12.5mm(0.5インチ)の厚さのポリカーボネート(例えば、Lexan(登録商標))製のトラフ1411を含む。トラフ1411は、長さ508mm(20.0インチ)、幅152mm(6.0インチ)の直線状水平底部1412を有する。高さ64mm(2.5インチ)×長さ508mm(20インチ)の2つの直線状垂直側部1413を底部1412の長縁に固定し、長さ508mm(20.0インチ)、内部幅152mm(6.0インチ)、内部深さ51mm(2.0インチ)のU字型トラフ1411を形成する。トラフ1411の前端部及び後端部は囲われていない。
全ての試験を23±2℃及び相対湿度35±15%で行う。
包まれた発砲体スラブ1414を収容するポリカーボネートトラフ1411を好適な平坦な水平面に置く。使い捨て吸収性製品をその包装から取り外し、製品を平らに置くことができるようにカフ弾性体を好適な間隔で切断する。製品を好適な上のせ式天秤で±0.1グラムまで計量した後、製品の前側腰部縁部をポリエチレンカバー上の基準マークに揃えて、捕捉装置内の覆われた発砲体スラブ1414上に配置する。製品のトップシート(身体側)を上に向け、後側腰部縁部を発砲体スラブ1414の後端部に向けて、製品を装置の長手方向中心線に沿って中央に配置する。突き出したシリンダーを上に向けて、上部プレート1415を製品の上に配置する。刻まれた基準線を製品の前側腰部縁部に揃え、上部プレート1415の後端部を発砲体スラブ1414の後縁部に揃える。次に、2つの9.0kgのおもりを、各おもりの幅がトッププレートの横方向中心線に平行になり、各おもりがトッププレート1415の前方又は後方縁部から83mm(3.25インチ)になるように、静かにトッププレート1415の上に置く。
2010年8月にUKで市販されているPampers Active Fitおむつに使用されるものと同じ超吸収性ポリマー粒子を含む吸収性構造体を調製した。これらの超吸収性ポリマー粒子は、一般に米国特許出願公開第2009/0275470A1号に従って製造される。超吸収性ポリマー粒子は、欧州特許出願公開第10154618.2号、発明の名称「Method of separating superabsorbent polymer particles from a solidified thermoplastic composition comprising polymers」に記載されるように、市販のPampers Active Fitおむつから分離されてもよいことに留意すべきである。
国際公開第2010/095427(A1)号、発明の名称「Polyacrylic acid−based water−absorbing resin powder and method for producing the same」に開示される比較実施例11に従って、300gの超吸収性ポリマー粒子を調製した。かかる超吸収性ポリマー粒子を含む吸収性構造体を調製した。
比較実施例1の超吸収性ポリマー粒子4000kgを、約100〜150kg/時間の能力を有する粗目ふるい装置内のAISI 304標準300μmステンレス鋼ワイヤーメッシュ上でふるいにかけ、中間直径(D50)が約180〜200μm、粒径分布が45〜300μm、45μを下回るものが最大3%、300μmを上回るものが最大3%の超吸収性ポリマー粒子750kgを得た。かかる超吸収性ポリマー粒子を含む吸収性構造体を調製した。
国際公開第2010/095427 A1号、発明の名称「Polyacrylic acid−based water−absorbing resin powder and method for producing the same」に開示される実施例9に従って、300gの超吸収性ポリマー粒子を調製した。かかる超吸収性ポリマー粒子を含む吸収性構造体を調製した。
2010年8月にUKで市販されているPampers Active Fitおむつのサイズ4の捕捉時間を、上記に提示する平坦捕捉試験方法に従って測定した。これらのおむつは、比較実施例1の超吸収性ポリマー粒子を含む吸収性コアを含む。超吸収性ポリマー粒子は、比較実施例2の実施例2の超吸収性ポリマー粒子に取り換えられているが、吸収性コアは同じ構造体を有する吸収性コアによって取り替えられている同じおむつの捕捉時間を、上記に提示する平坦捕捉試験方法に従って測定した。全てのおむつの吸収性コアは、上記に提示する厚み測定試験方法に従って測定するとき、おむつの股点で1.7mmの乾燥厚みを有する。全てのサンプルの捕捉時間について得られた値を以下の表2にまとめて示す。
Claims (15)
- 吸収性構造体を備える吸収性物品であって、前記吸収性物品が、前側部分、後側部分、及び前記前側部分と前記後側部分との間に配置された股部分の3つの部分に分けられ、前記吸収性構造体が、前記物品の前記股点において0.2〜5mmの乾燥厚さを有する吸収性コアを含み、前記吸収性構造体の1つ又は2つ以上の部分が、少なくとも90重量%の超吸収性ポリマー粒子を含み、並びにK(t)試験方法に従って測定するとき、440秒未満の20g/gの吸収達成時間(T20)を要する、吸収性物品。
- 前記吸収性構造体の前記1つ又は2つ以上の部分のうちの1つが、前記物品の前記前側部分の中心を中心とし、並びに/あるいは前記吸収性構造体の前記1つ又は2つ以上の部分のうちの1つは、前記物品の前記股点を中心とする、請求項1に記載の吸収性物品。
- 前記吸収性物品が、トップシート及びバックシートを更に備え、前記吸収性コアが、前記トップシートと前記バックシートとの間に挟まれている、請求項1又は2に記載の吸収性物品。
- 前記吸収性構造体の前記1つ又は2つ以上の部分が、前記K(t)試験方法に従って測定するとき、少なくとも2.9・10−8cm2の20分の有孔透過率(K20)を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 前記吸収性構造体の前記1つ又は2つ以上の部分の20分における吸収(U20)が、前記K(t)試験方法に従って測定するとき、少なくとも24g/gである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 前記吸収性コアが、エアフェルトを含まない、請求項1〜5のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 前記吸収性コアが、前記物品の前記股部分内に、前記吸収性コアの表面積当たり平均量200〜900g/m2の超吸収性ポリマー粒子を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 前記吸収性物品が、平坦捕捉試験方法に従って測定するとき、27秒未満の初期噴出の捕捉時間を有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 前記超吸収性ポリマー粒子が第1及び第2基材層間に配置され、前記第1基材層が前記バックシートに面し、前記第2基材層が前記トップシートに面するように、前記超吸収性ポリマー粒子が前記吸収性コアに含まれる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 前記超吸収性ポリマー粒子が、熱可塑性接着剤材料によって固定される、請求項9に記載の吸収性物品。
- 前記吸収性コアが第1基材層を含み、前記超吸収性ポリマー粒子の少なくとも一部が前記第1基材層上に配置され、前記熱可塑性接着剤材料が前記超吸収性ポリマー粒子を固定する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 前記吸収性コアが第2基材層を更に含み、前記超吸収性ポリマー粒子の少なくとも一部が前記第2基材層上に配置され、前記熱可塑性接着剤材料が前記超吸収性ポリマー粒子を固定しており、前記第1基材層の前記熱可塑性接着剤材料の少なくとも一部が前記第2基材層の前記熱可塑性接着剤材料の少なくとも一部と接触するように、前記第1及び第2基材層が互いに組み合わされる、請求項11に記載の吸収性物品。
- 前記熱可塑性接着剤材料が、前記超吸収性ポリマー粒子の上に繊維網を形成する、請求項10〜12のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 前記吸収性構造体の前記1つ又は2つ以上の部分のうちの少なくとも1つが、30cm2以上の表面積を有する、請求項1〜13のいずれか一項に記載の吸収性物品。
- 30cm2以上の表面積を有する前記吸収性構造体の前記1つ又は2つ以上の部分のうちの少なくとも1つが、円形領域を包囲する、請求項14のいずれか一項に記載の吸収性物品。
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