JP2015512732A - 吸収性物品用の吸収性コア及び/または捕捉及び分散層を含む一体吸収性構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
多層吸収性物品は、追加の捕捉層(2)及び分散層(3、4)(ADL)、または慣用のADL(19)を含むことができ、少なくとも三つの機能をもつ。頂部層は捕捉層(2)であり、これは液体を迅速に捕捉し、且つ前記捕捉層(2)の下に配置された分配層(distribution layers)(3、4)に送達するのに適している。前記分配層により、液体はユーザーから遠くへ移動することができる。第三の機能は、液体によって再び湿潤するのを防ぐことである。
典型的なSAP粒子(21)は、乾燥粒子の重量をベースとして、約10倍、水を吸い込むことができる架橋親水性ポリマー鎖から構成される。親水性ポリマーは、天然または合成ポリマーであるか、両方の種類の混合物である。一般的な天然ポリマーとしては、例えばカルボキシレート、ホスホネート若しくはスルホキシレートなどの追加の親水性機能により最終的に(eventually)変性されたセルロースまたはスターチなどのセルロースベースのポリマーが挙げられる。合成親水性ポリマーは一般に、ポリエーテルまたはポリアクリレートベースのポリマーである。
吸収性コアは一般に、SAP粒子(21)と、繊維、層、毛羽(fluff)またはこれらの任意の組み合わせなどの支持体(23)との混合物を含む。
たとえば、米国特許第5,763,331号(特許文献2)は、紙または不織布などの支持層にしっかり接着されたアクリレートまたは生分解性材料ファミリーなどのSAP粒状材料(granular material)を含む毛羽のない吸収性コアを開示する。主な支持層に超吸収性粒状成分を糊付けするのに使用される接着剤は、噴霧により適用される。
米国特許出願第2008/312625号(特許文献13)、米国特許出願第2008/312632号(特許文献14)及び米国特許出願第2008/3126621号(特許文献15)は、それぞれの層がSAP粒子を含む支持体と、前記SAP粒子を覆う熱可塑性樹脂接着剤をもつ二つの吸収性層を含む、実質的にセルロースを含まない吸収性コアを開示する。この2つの吸収性層は、2つの吸収性層の熱可塑性接着剤の一部が接触するように、継ぎ合わせる。二つの吸収性層は、吸収性微粒子ポリマー材料のそれぞれのパターンが互いに相殺するように、組み合わされている。
本発明の目的は、吸収性コアの体液吸収能、取り込み速度及び再湿潤性に何らかの特性を与える(impart)ことなく、通常、40〜60重量%の範囲で含まれる吸収性コアで一般に使用される毛羽を減らすことによって、吸収性物品の厚さを減らす(薄肉化)ことである。さらに、本発明に従った吸収性構造体は毛羽がない。ここで毛羽がないとは、層が4重量%未満の毛羽を含むこと、好都合には、吸収性構造体が毛羽を全く含まないことであり、毛羽とはセルロース毛羽を指すと理解すべきである。
さらなる側面では、本発明は、改善された多層吸収性コアを形成するためにADLを含む吸収性構造体に関し、ここで前記ADL及び吸収性層は一体であり、且つ統合されている。
本発明のさらなる目的は、吸収性物品に直接取り込むことができる、統合されたすぐに使える吸収性構造体を提供する。
本発明者らは、超吸収性粒子が浸透するのに適した空隙容積をもつ少なくとも一つの不織繊維性支持体(23)を含む、吸収性コア(5)及び/または捕捉及び分散層(2、3)を含む、一体吸収性構造体を含む毛羽のない吸収性構造体を開発した。前記不織繊維支持体は、親水性であるか、または疎水性のいずれかであることができ、サイズ分布をもつ前記超吸収性粒子(21)は、深さ方向またはz-方向に従ってその粒径分布勾配に従って、支持体層(23)内部に分散されている。より小さな粒子は吸収性物品の身体側に配置され、且つより大きな粒子はその反対側に配置される。SAP粒子を含む前記繊維支持体は、吸収性コア及び/またはADL構造と一体化される。
本発明に従って、SAP粒子(21)は、コーティングされるか、部分的または完全にコーティングされる。
EN 67ポリマーグレードであり、これは通常、Evonik:Favor SXM 10000、Favor9155で、最大80重量%SAP充填量比でSAPと毛羽を含む吸収性コアで使用される。
SAP粒子(21)は、吸収性層若しくはADL中、または吸収性層とADLの両方の中に取り込むことができる。
本発明に従った吸収性コアは、不織性支持体(23)にSAP粒子(21)を完全に浸透させることによって得ることができ、従って図23に示されているように、追加の慣用ADL(19)を使用すべきである。
ゲルによる閉塞を防ぐために、膨潤SAP粒子(21)は、体液などの流体が吸収性層の中を通り抜けることができるように十分に透過性であるべく十分に隔たっていなければならない。これは、本発明者によりSAP粒子のサイズ勾配をベースとして、支持体(23)内部にSAP粒子(21)を分配することによって得られた。理論にとらわれないが、より小さなSAP粒子(21)だけが、z-方向に沿って支持体(23)内に深く浸透し、より大きなSAP粒子(21)は支持体(23)の外側部分に残ったままと考えられる。構造体を裏返しにすることで、より小さなSAP粒子(21)は吸収性物品の身体側に配置され、且つより大きな粒子は吸収性物品の反対側に配置される。より小さなSAP粒子(21)は互いに十分に隔たっているので、ゲルによる閉塞問題を予防する一方で、より大きなSAP粒子(21)は、過剰の体液を継続的に(progressively)吸収することができる。
図23は、SAP粒子(21)サイズ勾配に依存して、支持体(23)内部にSAP粒子(21)の分散と不織構造体(23)とを含む、本発明に従った吸収性コアを説明する。吸収性コアはさらに、吸収性コア頂部で慣用のADL(19)と組み合わされる。
捕捉、分散、層(ADL)
第二の態様では、特定量及びサイズのSAP粒子(21)は、ADL構造体を含む支持体(23)中に、そのサイズ分布勾配をベースとして分散され、例えば支持体(23)にはSAP粒子(21)が部分的に浸透する。支持体は使用され、たとえば、より小さな粒子が吸収性物品の身体側に配置され、且つより大きな粒子が吸収性物品の反対側に配置される。図9及び10はこの第二の態様を説明する。
頂部層は、非常に多孔質の捕捉層(14)であるので、流体が構造体に容易に浸透できる。
頂部層は、非常に多孔質の捕捉層(14)であるので、流体は吸収性コア内部に浸透することができる。
底部層は、非常に細い繊維を含む無孔層であり、液体が表面に戻るのを防ぐ。これは非常に親水性であるので、液体はコア一面に広がる。
頂部層は、非常に多孔質の捕捉層(14)であるので、流体は吸収性コア内部に浸透することができる。
頂部層は、吸収性構造体に体液が浸透できるのに適した非常に多孔質の捕捉層(14)である。
底部層は、細い親水性と疎水性の繊維のブレンドから構成される無孔質層であり、液体が表面に戻るのを防ぐ。
頂部層は非常に多孔質の捕捉層(14)であり、体液が吸収性コア内部に浸透することができる。
底部層は、前記底部層に液体を一時的に貯蔵するために、ビスコース吸収性繊維を含む繊維のブレンドを含み、従って液体が吸収性コアに運ばれる前に緩衝体(バッファ)をつくりだす。
本発明に適したADLは毛羽がなく、迅速に液体を取り込み、良好な再湿潤特性を確保するので、液体が表面から戻るのを防ぎ、且つ頂部表面を乾燥したままにする。また液体は確実に十分に広がり、分配されるので、全てのコアがその最大まで使用される。
本発明に従った吸収性構造体は、吸収性区分と、捕捉(14)及び分散(16)区分とを含むことができる。図22に示されているこれらの具体的な態様において、吸収性構造体は、相互浸透(interpenetrating)ネットワークを形成する、ポリエステルまたはポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、coPP、PET/PE、PET/PP、PET/cop、PP/PE、PLA、PLA/PP、PVA、ビスコース、綿、毛、PET/coPET、アセテート、PTE、PVC、竹、PBT、PA、アクリル、モダクリル(Modacryl)、及び/または再生繊維などの、単層または多層の不織繊維支持体(23)と、SAP粒子(21)と、接着剤約0.1〜50g/m2、好ましくは0.7〜25g/m2、より好ましくは約2〜7g/m2とから構成される。好ましくは、吸収性構造体は、全く毛羽を含まない。繊維の性質により吸収性層内部に大量のSAP粒子(21)を配合し、これによりSAP粒子(21)の膨潤によるゲルによる閉塞を受けずに液体を吸収することができるようにすることも可能である。本発明の好ましい態様では、吸収性構造体は、SAP粒子(21)約25〜300g/ADL及び/または支持体(23)m2、好ましくは約60〜150g/m2を含み;SAP粒子約0.1〜1000g/m2、赤ちゃん用おむつまたは大人の尿漏れ防止製品に関してはSAP粒子(21)の好ましい量は、100〜500g/m2、女性用ケア製品では10〜200g/m2、及び創傷包帯用では約200〜400g/m2を変動する。一般に、吸収性構造体は、約10〜60g/コア被覆層(22)m2を含む。
別の態様では、SAP粒子(21)は、繊維ネットワークの空隙容積勾配(18a,18b,18c)に浸透する。繊維の空隙容積勾配(18a,18b,18c)のため、より小さな粒子はより大きな粒子よりも深く浸透する。構造体をひっくり返した後、繊維構造体の頂部側は実質的にSAP粒子(21)がなく、且つさらに捕捉(14)、分配(16)及び再湿潤(15)層として機能することができる。
本発明に好適な吸収性構造体を製造するための方法は説明されており、以下の段階を含む:
・繊維支持体(7)を巻き戻し(11)、支持体を機械的に開口させる。これはSAP粒子を付着させる前後で適用できる。
・場合により、製品をカレンダー処理にかけて、長手方向にチャネル構造をつくりだす。
SAP粒子を支持体上に被覆及び分散させる段階の後、支持体は、好ましくは以下の段階によりさらなる被覆層により被覆される:
・コア被覆層材料(core covering layer material)(22)を巻き戻す(11)。
・前記支持体(7)を前記コア被覆層材料(22)で被覆する。
・圧力により確実に接着させる(12)。
本発明の吸収性構造体を製造するのに適した装置(図13及び13b参照)は、ADL及び/またはコア生産ラインのライン若しくはオフラインか、またはおむつ若しくは女性用ケア製品ラインのライン若しくはオフラインで使用することができる。
SAP粒子
小さな粒子はADLに効果的に浸透するのに対し、より大きなサイズの粒子は、拡散層の外側に残ったままで貯蔵層(20)を形成するので、SAP粒子(21)の直径は、約45μm〜約850μm、好ましくは約100μm〜約800μm、より好ましくは約200〜約500μmを変動し、平均粒径は約300〜600μmであるのが好ましい。異なるサイズ仕様(size specification)のSAP粒子(21)が連続して支持体内部に分散できると好都合である。より小さなサイズ仕様のSAP粒子(21)は、第一の段階及び第二の段階で分散させることができ、より大きなサイズ仕様のSAP粒子(21)は、支持体の内部に分散させることができる。
本発明に従った好適な接着剤は、良好な接着を提供しなければならず、液体が吸収性層に到達できるよう液体に対して透過性でなければならず、且つSAP粒子(21)が体液により膨潤するときに、ゲルによる閉塞問題を避けるために、少なくとも100%、好ましくは600〜1800%の破断点伸び(elongation at break)をもたなければならない。好ましい接着剤は、水ベースの接着剤及び固体粉末接着剤であり、これを粉末化してSAP粒子(21)を接着する。好適な市販の接着剤としては、Bostik H4245;Bostik H20028;Bostik H4322またはFuller Full-Care 8400AまたはHenkel Euromelt 357があるが、これらに限定されない。
本発明に従った吸収性コア及び/またはADLを含む吸収性構造体を製造するための方法は、図13及び26に記載する。
支持体層(7)の巻き戻しは、幾つかの吸収性構造体を並行して加工するのに十分に幅広でなければならない。従って、図14に説明されているように、支持体(7)の幅または横寸法またはy方向にわたって不連続様式でSAP粒子(21)を散布及び供給することが可能である。
・繊維支持体(7)を巻き戻す。支持体(7)の空隙容積分布に依存して、SAP粒子(21)の損失を防ぐために、プロセスの間、支持体(7)を上向きに維持することができる。
・振動及び真空(8')を支持体に与えて、支持体(7)内部にSAP粒子(21)が確実に分散するようにする。前記SAP粒子(21)は、閉じ込めまたは絡み合いにより及び/または任意の結合段階の後に繊維質支持体(7)に保持され、ここで前記SAP粒子(21)は、接着剤を添加することにより不織繊維に接着させる。
・コア被覆層材料を巻き戻す(11)。
さらに、SAP粒子の側部への移動を防ぐために、加熱、加圧または超音波的に得られる圧縮バリヤ(pressing barrier)を加えるのが好都合である。
図18に示されているように、長手寸法(x-方向)に沿ったプロフィール化(profiled)吸収性構造体は、前記供給ロールを使用して得ることができ、前記構造体はおむつの正面部及び中間部により多量のSAP粒子(21)と、おむつの背面部により少量のSAPを含む。
FAVOR SXM 10000は、おおよそ以下のサイズ分布をもつ部分的に中和した、架橋ナトリウムポリアクリレートポリマーである。
支持体の含浸に関して最も適当な粒子は、500μm未満であるほうがよい。この点において、参照のAquakeep SA60F及びBASFのものは、含浸に関してもっとも適している。しかしながら、本出願人らがガウス分布曲線で粒径カット(particle size cut)をとるとき、Evonik種は同一分布で製造することができる。本出願人は他のSAP種についてもすべて同様に含浸することができる。
市販の吸収性物品を、もしある場合にはADLを本発明のADLと置換した同一製品と比較する。新しいADLの挿入は以下のようにして実施する。
・試験すべき新しいADLをおむつの中に設置する。
・次いで必要によりおむつを封止し糊付けする。
拡散は、吸収性デバイスにおける液体の長さ(length of liquid)の分布を表す。
吸収能は、漏れが発生する前に、吸収性デバイスによって保持されえる液体の量を表す。
測定前に、おむつは少なくとも1時間、その包装から取り出して、十分に軟らかく戻しておく(reloften)。
漏れ試験前の吸収(absorption before leakage test:ABL)
吸収能及び拡散測定法は、Courtrayにより開発された方法をベースとする。それぞれの試験に関して4つのサンプルを測定する。
試験流体として食塩溶液を使用する。使用した試験流体の量は、マネキンサイズ及びおむつサイズに依存する。
必要により、すでに述べたようにADLを置き換える。
おむつをおき、マネキンにつける。
試験流体は、少なくとも三回分の連続用量によりおむつに適用する。各用量の注入(dosing)に関して試験流体の流れは200ml/分(+/−5ml/分)であり、各用量の注入は、5分の間をあける。最初の注入は腹部に適用し、二回目の注入は背面に適用し、三回目及び他の注入分は腹部に適用する。
吸収能は、濡れたおむつの重量から乾燥おむつの重量を引いたものとして計算する。展開(spread)は、液体の分散の全長として測定する。
捕捉時間(acquisition time)は、試験サンプルに試験流体を浸透させるのに必要な時間である。
装置は、管とおもり2×4.00kgのついた試験プレートを含む;土台としてクッションを使用する;140×190mmろ紙は、S&S、参照タイプ604より入手した。試験液体は、Kanga、参照番号LMT-003を入手する。
衛生おむつ
方法
試験は、Hy-Tec方法をベースとする。
必要により、おむつに元々あるADLを、すでに述べたように本発明の新しいADLで置き換えることができる。
おむつはおもり及びプレートを使用してクッションの上に平らに置く。試験プレートは、おむつに対して平行に配置して、平らにして、管の中心が尿点上にあるように確保する。足の折り返し(leg cuff)をシートの下から引っ張って、プレートの横にくるようにして、少量の漏れでも吸収できるようにする。管の両側のプレート上におもりを置く。
液体が完全に三番目のおむつに吸収された(incorporate)後、タイマーで待ち時間5分を設定する。
5分後、新しい用量が入り、捕捉時間を記録する。
これを二回繰り返す。4回分の捕捉時間が得られるように、全部で4つの用量を加える。
再湿潤は、第三のおむつに関して繰り返す。おむつを二つ一組で測定する。
装置
製品の重量は、+/−0.1gで秤量し、ろ紙の重量(再湿潤)は+/−0.01gで秤量する。
不織層とSAP粒子最大400g/m2から構成される一体吸収性コアを含む吸収性構造体。
これらの試験から、サンプル9の接着剤Fuller C-ラップ及びサンプル9の接着剤Fullerエンベロープラップは、全体として優れた結果を示す。
Claims (28)
- 超吸収性粒子が浸透するのに適した空隙容積をもつ少なくとも一つの不織繊維質支持体(23)層を含む、吸収性コア(5)及びまたは捕捉(2)及び分散(3)層を含む一体吸収性構造体であって、前記超吸収性粒子は、前記吸収性コア(5)及び/または捕捉(2)及び分散(3)層の深さ方向又はz-方向に沿ったサイズ分布勾配に従って支持体層(23)内に分散されており、より小さな粒子は吸収性物品の身体側に配置され、且つより大きな粒子は吸収性物品の反対側に配置されることを特徴とする、前記構造体。
- 前記超吸収性粒子が浸透した前記支持体層は、前記吸収性コア(5)及び/または捕捉(2)及び分散(3)層の一部である、請求項1に記載の吸収性構造体。
- 前記吸収性構造体は毛羽がないことを特徴とする、請求項1または2に記載の吸収性構造体。
- 超吸収性粒子サイズ分散は、約45〜約850μm、好ましくは約100〜800μmである、請求項2に記載の吸収性構造体。
- 前記支持体層(23)は、空隙容積約0.1〜20000cm3/支持体(23)表面m2、好ましくは空隙容積約10〜6000cm3/支持体(23)表面m2をもつことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の吸収性構造体。
- 前記支持体層(23)が多層支持体(23)であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の吸収性構造体。
- 前記支持体層(23)が捕捉(14)及び分散(16)層を含むことを特徴とする、請求項6に記載の吸収性構造体。
- 前記支持体層(23)は頂部捕捉(14)及び分散(16)層と中間層を含む三重層であり、前記中間層は、支持体(23)m2当たり約10〜約600cm3の空隙容積をもち、且つ底部層は、支持体(23)m2当たり約10〜約600cm3の空隙容積をもつことを特徴とする、請求項6または7に記載の吸収性構造体。
- 前記不織繊維が、ポリエステルまたはポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、coPP、PET/PE、PET/PP、PET/cop、PP/PE、PLA、PLA/PP、PVA、ビスコース、綿、ウール、PET/coPET、アセテート、PTE、PVC、竹、PBT、PA、アクリル、モダクリル再生繊維の群から選択されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の吸収性構造体。
- 前記超吸収性粒子がポリアクリレートポリマーであることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の吸収性構造体。
- 前記超吸収性粒子が、前記吸収性構造体の長手寸法又はx-方向に沿ったプロフィールに応じて付着されることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の吸収性構造体。
- 前記超吸収性粒子が、前記吸収性構造体の横方向またはy-方向に沿ったプロフィールに応じて付着されることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の吸収性構造体。
- 前記超吸収性粒子が、互いに隔てられた支持体(23)上の別々のゾーンに分散され、これによって前記吸収性構造体のx-方向及び/またはy-方向に沿って流体が流れやすく且つ吸い上げやすくする、請求項1〜12のいずれかに記載の吸収性構造体。
- 繊維支持体(7)を巻き戻す;
前記支持体(7)を超吸収性ポリマー粒子で少なくとも部分的に覆う;
振動を適用することにより、及び真空テーブルで真空(8')を適用することにより、繊維支持体(7)にSAP粒子(21)を分散させる;
コア被覆層材料(22)を巻き戻す(11);
コア被覆層材料(22)の内面及び/または支持体(7)表面に接着剤を適用する;
コア被覆層材料(22)で前記支持体(7)を覆う;
圧力により確実に接着させる;
各段階を含む、請求項1〜13に定義された吸収性構造体を製造するための方法。 - 前記繊維支持体にSAP粒子(21)を分散させる段階は、さらにスプレーガンまたは重力から選択される手段により分散させる、請求項14に記載の方法。
- 前記支持体(7)が、個別のコアを得るために超吸収性粒子を本質的に含まない場所で層を切断する段階を含む、請求項14または15に記載の方法。
- 支持体(7)表面を超吸収性粒子で覆う段階は、粉末散布、真空技術(8')を使用するドラム形成、重力供給方式(8)または高圧スプレーガン(8)により実施することを特徴とする、請求項14または16に記載の方法。
- 前記装置が、ADL及び/またはコア生産ラインのライン若しくはオフラインか、またはおむつ若しくは女性用ケア製品の製造ラインのライン若しくはオフラインにあることを特徴とする、請求項14または17の方法を実施するのに適した装置。
- 請求項1〜12に定義されるような吸収性構造体を含む吸収性物品。
- (a)液体透過性トップシート;
(b)液体非透過性バックシート;
(c)(a)と(b)との間に配置される吸収性構造体を含む、請求項19に記載の吸収性物品。 - 前記吸収性構造体の頂部に配置された追加の捕捉(2)及び分散(3)層を含む、請求項20に記載の吸収性物品。
- 前記吸収性構造体の真下に配置された追加の吸収性コアを含む、請求項21に記載の吸収性物品。
- 請求項1に定義されたように少なくとも二つの吸収性構造体を含む、請求項19に記載の吸収性物品。
- 前記吸収性物品が身体の形状に合っていることを特徴とする、請求項19〜23に記載の吸収性物品。
- 前記物品が、おむつ、軽度/重度尿漏れ防止パッド、女性用ケア生理用ナプキン及びパンティーライナーまたは創傷包帯からなる群から選択される、請求項19〜24に記載の吸収性物品。
- 前記吸収性物品が、超吸収性粒子約0.1〜約1000g/m3、好ましくは約100〜約500g/m3を含むことを特徴とする、請求項25に従ったおむつまたは軽度及び/または重度尿漏れ防止パッド。
- 前記吸収性物品が、超吸収性粒子約約0.1〜約1000g/m3、好ましくは超吸収性粒子約10〜約200g/m3を含むことを特徴とする、請求項25に従った女性用ケア生理用ナプキンまたはパンティーライナー。
- 前記吸収性物品が、超吸収性粒子約0.1〜約1000g/m3、好ましくは約100〜約700g/m3、好ましくは約200〜約400g/m3を含むことを特徴とする、請求項25に従った創傷包帯。
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