JP2017512918A - 触覚的柔軟性を改善したスパンボンドウェブ材料 - Google Patents
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Abstract
Description
「吸収性物品」とは、身体排泄物を吸収しかつ封じ込める装置を、より具体的には、身体より排泄される様々な排泄物を吸収しかつ封じ込めるための、着用者の身体に接して、又はこれと近接するように配置された装置を指す。吸収性物品には、おむつ、トレーニングパンツ、成人用失禁下着及びパッド、女性用衛生用品、胸パッド、介護用マット、涎掛け、創傷包帯用品などが挙げられ得る。本明細書で使用するとき、用語「排出物」には、尿、血液、膣排泄物、母乳、汗、及び糞便が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の例は、改善された柔軟特質を有する使い捨て吸収性物品を含む。
不織布21は、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、及びポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ乳酸(PLA)、並びにこれらのブレンドが挙げられるがこれらに限定されない、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミドのうちの1つ以上の樹脂から形成されてよい。ポリプロピレンを含む樹脂は、ポリプロピレンが相対的に低費用であること、またそれから形成される繊維の表面摩擦特性(すなわち、相対的に滑らかで、滑りやすい感触である)のために、特に有用な場合がある。ポリエチレンを含む樹脂も、ポリエチレンが相対的に柔軟性/従順性であり、更にはより一層滑らかな/滑りやすい表面摩擦特性のために、望ましい場合がある。互いに関して、PPは今のところ、より低費用であり、それから形成される繊維はより大きい引張強度を有しており、一方、PEは今のところ、より費用が高く、それから形成される繊維はより小さい引張強度を有するが、従順性がより大きく、滑らかな/滑りやすい感触がより大きい。したがって、PP樹脂とPE樹脂との配合物から、それらの利点と欠点とを釣り合わせるようにポリマーの最良の割合のバランスを見つけ、不織布ウェブ繊維を形成することが望ましい場合がある。いくつかの例では、繊維は、米国特許第5,266,392号に記載されるもの等の、PP/PE配合物から形成され得る。不織繊維は、脂肪族ポリエステル、熱可塑性ポリサッカライド、若しくは他のバイオポリマーなどの構成要素で形成されてよく、又は、これらを添加剤若しくは変性剤として含んでよい。
柔軟性増進添加剤を加えることが、前述の第1のポリオレフィンと第2のポリオレフィンとの配合物を含む組成物から作製される繊維の粘着性又はゴム状の感触を低減させるのに有利となり得ることが分かった。柔軟性促進添加剤は一般に、相対的に絹のような(摩擦を低減した)感触を繊維に付与する。柔軟性増進添加剤は、そのままの形態で、希釈して、及び/又は例えばポリプロピレン、ポリスチレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、若しくはプロピレンαオレフィンコポリマーなどのポリオレフィンポリマー中のマスターバッチとして組成物に加えることができる。
スパンボンドは、スパンレイド繊維の芯をカレンダー結合し、それらを統合してある程度まで一緒に結合し、布地様構造を生成し、例えば、引張強度といった、材料がその後の製造プロセス及び使用される最終製品において構造的一体性及び寸法安定性を十分に維持し得るために望ましいことがある、機械的特性を改良する工程を含む。カレンダー結合は、芯を、一対の回転カレンダーローラー間のニップを通して通過させ、それによって繊維をz方向に圧縮及び統合してウェブを形成することによって達成され得る。ローラーの一方又は双方は、ニップにて圧縮される重なり合った繊維間の塑性変形、噛み合い、及び/又は熱結合/融合を促進するために、加熱されてもよい。ローラーは、それらがニップにて所望の圧縮力/圧力を付与するように、制御可能な量の力によって一緒に付勢される結合メカニズムの操作可能な構成要素を形成してもよい。いくつかのプロセスでは、圧縮単独で、繊維内に、それらが重なり合う場所で互いに接して付勢される際に、高速変形及び繊維内に発生する摩擦熱の結果として結合を生じさせるのに十分なエネルギーを発生することができ、塑性変形及び噛み合い、並びに可能であれば熱結合/融合をもたらすため、加熱は不要とみなされ得る。いくつかのプロセスでは、超音波エネルギー源が、超音波振動を繊維に伝送し、同様に繊維内に熱エネルギーを発生させて結合を改良させるように、結合メカニズムと共に含まれてもよい。
カレンダー結合後、ウェブは、米国特許出願公開第2006/0057921号に記載されているような、水力拡張プロセスに供されてもよい。伝統的な水力絡合と比較して、水力拡張の際立った特徴は、不織布のかさばり及び柔軟特質を改良するために水圧噴射を使用することである。しかしながら、これまでの水力拡張の使用は、改良された柔軟性と視覚的に顕著な外観を伴う結合パターンとの双方を有する不織布を提供するためには、完全に十分ではなかった。‘921号出願は、不織布繊維の所望の毛羽立ち量を獲得し、外観及び実際のかさばり又はキャリパーを付加するために必要であると考えられた、例えば、18〜24MPa(180〜240バール(2,610〜3,480p.s.i.))の、水噴射口に印加される特定の範囲の圧力を含む水力拡張プロセスを記載している。しかしながら、水力拡張圧力をこれらの規模から実質的に低減させても、依然として、弊害を伴わずに所望の毛羽立ちを提供し得ることが見出されている。‘921号出願に指定される規模の水力拡張圧力は、結合型押パターンの顕著性の損失及び/又は不明瞭さをもたらし得ると考えられる。水力拡張圧力及びエネルギーを実質的に低減させ、水力拡張噴射を不織布の内側に面する表面にのみ向ける(したがって、繊維/その一部分を、外側に面する表面に向かって水噴射によって衝突させる)ことは、ローラーパターンによって付与される外側に面する表面上のキルト風外観の画定及び視覚的「飛び出し」を改良することに貢献したと考えられる。約2.5〜10MPa(25〜100バール(360〜1,450p.s.i.))の低減された圧力が、水力処理に対して採用されてよい。より好ましくは、それぞれ約5MPa(50バール(725p.s.i.))の圧力であり、約0.02kwhr/kgのエネルギー伝送を提供する、2つの噴射器が使用される。片側水力拡張の使用は、不織布の柔軟特質を著しく改良し、結合領域間の繊維を押しながら、よりはっきりとした外観を生成すると考えられる。更に、水力拡張は、パターンが、物品へと処理されパッケージ化された後ではっきりとした外観を維持することができるように、パターンの復元力を改良し得る。
バッグ内圧縮測定試験
I.自由積み重ね体高さの決定
装置
・おもりを加えるための垂直摺動プレートを含む、おむつパッケージ化万能試験機(UDPT)これは、吊るしたおもりで相殺され、垂直摺動プレートアセンブリからおむつパッケージに下方への力が加えられていないことを常に確実にする。UDPTは、郵便番号659−0014、日本国兵庫県芦屋市翠ケ丘町7−21−101、松下電器産業(Matsushita Industry)から入手可能である。この試験機に関する更なる詳細については、米国特許出願公開第2008/0312624号を参照されたい。
・850g(±5g)のおもり。
・1秒までの正確性を有するストップウォッチ。
A)装置較正
・垂直摺動プレートを、その底部が試験機底板に接するまで引き下げる。
・垂直摺動スケールの横に位置するデジタルメーターを、ゼロのマークに合わせる。
・垂直摺動プレートを、試験機底板から上げて離す。
・バッグ内圧縮前自由高さとは、10枚の新しいおむつのパッドに関して測定された自由高さデータを指す。
・新しいおむつ−圧縮されていない10枚のおむつ(積み重ね体は、スタッカーから出た直後に、いかなる圧縮が行われる前に取り出されるべきである(安全にこれが可能である場合)。これが不可能である場合は、これらは、安全に停止されたスタッカーチェーンの指から取り除かれるべきである)。
・バッグ外自由高さとは、10枚の経時変化したおむつのパッドに関して測定された自由高さデータを表す。
・経時変化したおむつ−およそ1分及び/又はそれ以上にわたって圧縮状態に維持された10枚のおむつ(即ち、10枚のおむつは、新たに開いたおむつパッケージからもたらされる)。
・適切な供給源から得られた、隣接する10枚のおむつのパッドを中央から選択する。バッグ内圧縮前自由高さ用の新しいおむつと、バッグ外自由高さ用の経時変化したおむつを選択する。
・これらの10枚のおむつのパッドを、垂直摺動プレートの下に、整然と積み重ねる。(一番上のパッドの中央を、垂直摺動プレートの中央座ぐり穴の真下に揃える。)・850gのおもりを垂直摺動プレート上に定置する。
・垂直摺動プレートを、その底部が積み重ね体の所望の最も高い点に軽く触れるまで、下方に摺動させる。
・デジタルメーターに示される値を読んで、mmで積み重ね体の寸法を測定する。
・おもりを取り除く。
・垂直摺動プレートを上げて積み重ね体から離し、積み重ね体を取り除く。
・デジタルメーターに表示される積み重ね体高さの読み取り値を1mmの単位まで記録する。
A)異なる試料セットから、最低で3つのデータポイントを収集し、例えば、新しいおむつから第1点を測定し、例えば、バッグ内で30分/1時間/6時間/12時間/24時間にわたって経時変化したおむつから第2点を測定し、例えば、バッグ内で5日又はそれ以上にわたって経時変化したおむつから第3点を測定する。
B)「試験手順」で工程A)、C)、及びD)として記載された、3つの工程を繰り返す。
A)10枚の、新しい/経時変化したおむつのパッドを収集する。
B)「試験手順」で工程A)及びC)として記載された、最初の2つの工程を繰り返す。
C)一般的な自由高さ測定の上記の工程を繰り返すが、ただし、待ち時間を変更する(即ち、第1点を1分で、残りの点を、30分/1時間/6時間/12時間、1日/3日/5日、又はそれ以上で測定する)。
・試料の識別、即ち、試験される製品の完全な記載(製品の商品名/サイズ)を記録する。
・全ての測定に関する決定値を1mmの単位まで記録する。
注:一連の測定の場合においては、試験される試料の数を記録し、平均、標準偏差、最小値及び最大値を計算/記録する。
・測定されたパッケージの製造日を記録する(パッケージコーディングから得られる)。
・試験データ及び使用された分析方法(GCAS)を記録する。
装置
・おもりを加えるための垂直摺動プレートを含む、おむつパッケージ化万能試験機(UDPT)これは、吊るしたおもりで相殺され、垂直摺動プレートアセンブリからおむつパッケージに下方への力が加えられていないことを常に確実にする。UDPTは、郵便番号659−0014、日本国兵庫県芦屋市翠ケ丘町7−21−101、松下電器産業(Matsushita Industry)から入手可能である。
・850g(±5g)のおもり。
・「パッケージ幅」は、おむつパッケージの同一の圧縮積み重ね体の軸に沿った、2つの最高膨出点の間の最大距離として定義される。
・バッグ内積み重ね体高さ=(パッケージ幅/1積み重ね体当たりのパッド数)×おむつパッド10枚。
・垂直摺動プレートを、その底部が試験機底板に接するまで引き下げる。
・垂直摺動スケールの側部に位置するデジタルメーターを、ゼロのマークに合わせる。
・垂直摺動プレートを、試験機底板から上げて離す。
・おむつパッケージのサイドパネルの1つを、試験機底板の中央に立ててその幅に沿って置く。水平摺動プレートが、試験されるパッケージに接触しないよう、右に引き寄せられていることを確認する。
・垂直摺動プレートに、850gのおもりを加える。
・垂直摺動プレートを、その底部がパッケージの所望の最も高い点に軽く触れるまで、下方に摺動させる。
・パッケージの幅をmmで測定する(底板の頂部から、おむつパッケージの頂部までの距離)。デジタルメーターに示される読み取り値を記録する。
・850gのおもりを取り除く。
・垂直摺動プレートを上げて、おむつパッケージから離す。
・おむつパッケージを取り除く。
・「バッグ内積み重ね体高さ」=(パッケージ幅/1積み重ね体当たりのパッド数)×10、を計算及び記録する。
・試料の識別、即ち、試験される製品の完全な記載(製品の商品名/サイズ)を記録する。
・各測定における決定値(長さ/幅/前部から後部)を1mmの単位まで記録する。
注:一連の測定の場合においては、試験される試料の数を記録し、平均、標準偏差、最小値及び最大値を計算/記録する。
・測定されたパッケージの製造日を記録する(パッケージコーディングから得られる)。
・試験データ及び使用された分析方法(GCAS)を記録する。
・%を計算する:1−(バッグ内積み重ね体高さ)/(自由積み重ね体高さ)=%
材料の不透明度とは、その材料によって遮断される光の度合いである。より高い不透明度値は、その材料がより高度に光を遮断することを示す。不透明度は、0°照明/45°検出、周辺の光学的形状、HunterLab LabScan XE running Universal Software(バージニア州Reston所在のHunter Associates Laboratory Inc.,から入手可能)などの、コンピュータインターフェースを伴う分光光度計を使用して測定され得る。計器較正及び測定は、販売元による標準白黒較正プレートを使用して行う。全ての試験は、約23℃±2℃及び相対湿度約50%±2%で維持された室内で行われる。
不透明度=Y値(黒色裏材)/Y値(白色裏材)×100
平均測定高さは、ドイツ、Teltow/BerlinのGFMesstechnik GmbHから市販されている、GFM Primos Optical Profiler計器を使用して測定される。GFM Primos Optical Profiler計器は、デジタルマイクロミラー投影に基づいた小型の光学測定センサを含み、この光学測定センサは、a)1024×768の直接デジタル制御マイクロミラーを備えたDMDプロジェクタ、b)高解像度(1300×1000ピクセル)のCCDカメラ、c)少なくとも27×22mmの測定エリアに適合された投影光学系、d)少なくとも27×22mmの測定エリアに適合された記録光学系、e)小さな硬石板をベースとした三脚台、f)冷光源(適切なユニットは、Schott North America社(MA、Southbridge)のKL 1500 LCDである)、g)ODSCAD 4.14−1.8ソフトウェアを稼働する計測、制御、及び評価用コンピュータ、h)供給業者から入手可能な横(x−y)及び垂直(z)方向の較正用の較正プレートの主要構成要素からなる。
測定高さ=非結合領域高さ−結合型押高さ
引張強度は、測定した力がセルの限界の10%〜90%以内となるロードセルを使用して、コンピュータインターフェースを有する一定速度の引張試験機(好適な計器は、ミネソタ州Eden Prairie所在のMTS Systems Corp.から入手可能な、Testworks 4.0 Softwareを使用したMTS Allianceである)で測定する。可動式(上部)空気圧つかみ具及び固定式(下部)空気圧つかみ具の双方に、試験片の幅よりも広いゴム張りの把持部を装着する。全ての試験は、約23℃±2℃及び相対湿度約50%±2%で維持された調整室内で行われる。
引張強度=ピーク力(gf)/被検査物の幅(cm)
面積及び距離の測定を、反射モードにおいて少なくとも4800dpiの解像度でスキャン可能なフラットベッドスキャナーを使用して、生成された画像上で実施する(好適なスキャナは、米国、EpsonのEpson Perfection V750 Proである)。分析は、ImageJ software(米国、National Institutes of HealthのVs.1.43u)を使用して実施し、NISTによって認定された定規に対して較正される。
ROIを、結合型押の縁部がはっきりと決定され得るように拡大する。面積ツールを用いて、結合の周囲を手動でなぞる。面積を0.001mm2の単位まで計算し、記録する。全被検査物にわたって無作為に選択された合計10個の隣接していない結合に対して、繰り返す。測定は、各物品からの双方の被検査物に対して行う。各試料セットに対して、合計で3個の同じ物品を測定する。全60個の結合領域測定値の平均及び標準偏差を計算し、0.001mm2の単位まで記録する。
経路を形成する、単一の完全反復する一連の結合型押を特定し、その反復シリーズが視野を埋めるように画像を拡大する。経路に沿って、そのシリーズ内の全結合型押を結び、またそれらを通って延在する線を描画する(例えば、図3Bの線105)。結合型押内に含まれる線に沿って、寸法を測定する(例えば、図3BのD1、D2、D3)。次に、反復シリーズ内の第1の結合型押の先行縁部から、線分に沿って次に隣接するシリーズ内の第1の結合型押の先行縁部までの、線分の距離を測定する(例えば、図3BのDo)。線分に沿った結合の長さの和を計算し(例えば、D1+D2+D3)、線分(例えば、Do)の長さで除し、100%を乗ずる。結合経路/結合長さ比を、0.001の単位まで記録する。全被検査物にわたって無作為に選択された合計5個の隣接していないROIに対して、繰り返す。測定は、各物品からの双方の被検査物に対して行う。各試料セットに対して、合計で3個の同じ物品を測定する。全60個の結合経路/長さ比測定値の平均及び標準偏差を計算し、0.001の単位まで記録する。反復シリーズを形成する不規則な形状の結合型押に関しては、線を、それに沿って測定することが可能な結合型押長さの最大和を得るように配置することに留意されたい。
結合型押と非結合領域との単一の反復パターンを特定し、その反復パターンが視野を埋めるように画像を拡大する。ImageJで、反復パターンを包含するボックスを描画する。図3Bに示される例に関しては、これは幅WS2及び長さLS2のボックスとなる。図3Bに示される例では、角で共有される結合型押は、必要に応じて適切に長手方向又は横方向に沿って、半分に分割されることに留意されたい。ボックスの面積を計算し、0.01mm2の単位まで記録する。次に、面積ツールでボックス内の個々の結合型押又はそれらの部分を全体になぞり、ボックス内の全結合型押又はその部分の面積を計算する。0.01mm2の単位まで記録する。以下の通りに計算する。
結合領域率=(ボックス内の結合型押の面積の和)/(ボックスの面積)×100%
不織布外側カバーの剛性を、ASTM D6828−02に従って測定した。分析のため、標準に記載される100mm×100mmの被検査物の代わりに、76.2mm×76.2mmの正方形被検査物が使用された。
Claims (15)
- 第1のポリオレフィンと、第2のポリオレフィンと、柔軟性促進添加剤とを含んだスパンレイド繊維から形成された不織布ウェブであって、
前記第2のポリオレフィンは、プロピレンコポリマーであり、前記第1のポリオレフィンとは異なるポリオレフィンであり、
前記不織布ウェブが、第1の結合型押パターン(100a)で型押され、前記第1の結合型押パターンは、第2の非結合隆起領域パターン(101a)を画定し、前記不織布ウェブは、カレンダー結合プロセスに続いて水力拡張プロセスを経ている、不織布ウェブ。 - 前記スパンレイド繊維のうちの実質的に全てが、モノコンポーネント繊維である、請求項1に記載の不織布ウェブ。
- 前記第1の結合型押パターンが、前記結合型押によって画定される少なくとも2つの隣接した平行な直線経路を備え、各経路に沿って1本の線(105)が存在し、それに沿って、結合されていない長さによって分離される結合された長さ(D1、D2、D3)があり、結合された合計長さの、結合されていない合計長さに対する比(結合長さ比)が、少なくとも35%であるが100%未満である、請求項1又は2に記載の不織布ウェブ。
- 前記結合型押が、少なくとも10%の結合領域率をなす、請求項1〜3のいずれか一項に記載の不織布ウェブ。
- 前記結合領域率が20%以下である、請求項4に記載の不織布ウェブ。
- 前記第2のポリオレフィンは、5%〜35%のエチレン単位を持つプロピレンエチレンコポリマーである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の不織布ウェブ。
- 前記カレンダー結合は、模様付きの第1の表面と、前記第1の表面と反対側の第2の表面とを、前記不織布材料に提供する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の不織布ウェブ。
- 前記繊維を作製するために使用される前記組成物は、5重量%〜25重量%の前記第2のポリオレフィンと、前記繊維の0.01重量%〜10重量%の柔軟性促進添加剤とを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の不織布ウェブ。
- 前記第1のポリオレフィンはポリプロピレンを含み、前記第2のポリオレフィンはエラストマーのポリプロピレンを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の不織布ウェブ。
- 前記不織布材料が、6g/m2〜50g/m2の坪量を有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の不織布ウェブ。
- 前記不織布材料が、0.15mm〜1mmのキャリパーを有する、請求項10に記載の不織布ウェブ。
- 前記柔軟性促進添加剤が、オレアミド、エルカミド、及び/又はステアラミドのうちの少なくとも1つを含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の不織布ウェブ。
- 前記プロピレンコポリマーが、説明に従って13C NMRにより測定したときに、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約82%、少なくとも約85%、又は少なくとも約90%の、3単位のプロピレンのトリアドタクティシティを有する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の不織布ウェブ。
- 前記柔軟性促進添加剤が、有機鎖への窒素結合を有する化合物を含み、前記化合物が、好ましくは有機アミン又はアミドである、請求項1〜13のいずれか一項に記載の不織布ウェブ。
- トップシートと、バックシートと、それらの間に配設された吸収性コアとを備える吸収性物品であって、請求項1〜14のいずれか一項に記載の不織布ウェブを備える構成要素を有する、吸収性物品。
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