JP2018502627A - 高ロフト中心層及びチャネルを備える吸収性コア - Google Patents
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本明細書で使用するところの「含む、備える(comprise(s))」、「comprising」なる用語は、無制限である。それぞれは、その語の後に記載される要素(例えば構成部材)の存在を特定するものであるが、他の要素、例えば、当該技術分野において既知であるか、又は本明細書に開示される要素、工程、構成部材の存在を除外するものではない。動詞「含む(comprise)」に基づくこれらの用語は、特徴がその機能を実施する方法に著しく影響を及ぼす、言及されていないあらゆる要素、工程、又は成分を除外する、より狭義の用語「から本質的になる(consisting essentially of)」、及び明記されていないあらゆる要素、工程、又は成分を除外する用語「からなる(consisting of)」を包含すると解釈されるべきである。以下に記載する好ましい又は例示的な実施形態はいずれも、特許請求の範囲を限定することが具体的に示されていない限り、特許請求の範囲を限定しない。「典型的には」、「通常は」、「好ましくは」、「有利には」、「詳細には」などの語も、特許請求の範囲を限定することが具体的に示されていない限り、特許請求の範囲を限定することを目的としない特徴を修飾する。
本明細書で使用するとき、用語「吸収性コア」は、吸収性物品内に配置されるか又は配置されることが意図され、かつ吸収性材料を含む、個々の構成要素を指す。吸収性コアは、典型的には、吸収性物品の全ての構成要素のうちで最も高い吸収能力を有し、かつ超吸収性ポリマー(本明細書では「SAP」と呼ぶ)粒子の全て又は少なくとも大部分を含む、吸収性物品の構成要素である。「吸収性コア」及び「コア」なる用語は、本明細書では互換可能に用いられる。
最初に図1〜図2に示すように、本発明の吸収性コアは中心層43を備えている。中心層43は高ロフトの不織布繊維層である。用語「高ロフト」は、平坦で紙状の布地に比べて密度の低い嵩高な布地を指す。高ロフトウェブは、比較的低密度であることを特徴とする。これは、繊維間に相対的に大量の空隙が存在することを意味し、この空隙の中に超吸収性粒子を配合することができる。本発明の高ロフト不織布繊維層(超吸収性材料を含まない)は、典型的には、0.200g/cc未満、具体的には0.015g/cc〜0.150g/ccの範囲、とりわけ0.030g/cc〜0.100g/ccの範囲、例えば0.065g/ccの密度を有し得る。密度は、高ロフト層の坪量を、4.14kPaの圧力で測定した厚さで割ることによって計算することができる(以下の「試験手順」の項で更に詳述する方法を参照のこと)。
中心層は、高ロフト不織布層の繊維内に配合される粒子60の形態の超吸収性ポリマー(本明細書では「SAP」と略される)を含む。任意の従来のSAP材料を使用することができる。典型的なSAPとしては、非水溶性であるが大量の流体を吸収することができる種々の水膨潤性ポリマーが挙げられる。本明細書で使用する「超吸収性ポリマー」という用語は、架橋ポリマー材料であり得、遠心保持容量(CRC)試験(EDANA法WSP 241.2−05E)を用いて測定されたときに、それらの重量の少なくとも10倍の0.9%生理食塩水を吸収し得る、吸収性材料を指す。SAPは、特に、10g/g超、又は20g/g超、又は20g/g〜50g/g、又は25g/g〜45g/gのCRC値を有し得る。
中心層43は、SAP粒子60を実質的に含まない、少なくとも1つの(具体的には、1つ、2つ、又はそれ以上の)長手方向に延在する領域26を備える。これらの領域は、図1及び図6と同様に上から見たときに、横断方向及び長手方向によって形成された面内にあると考えられる。これらの1つ以上の実質的にSAP粒子を含まない領域は、本明細書では「チャネル」と呼ばれる。便宜上、こうした領域が1つだけ存在する場合であっても、複数形を用いる。チャネル26の外側の中心層の残りの部分は、超吸収性ポリマー粒子60を有する少なくとも1つの領域27を画定する。
中心層は、最上層41と最下層42との間に挟まれている。最上層は、吸収性物品の着用者に面する側に最も近接して配置されることが意図された、コアの面である。よって、最上層は液体透過性であるので、使用中、流体は最上層を介して中心層に容易に到達することができる。最下層は中心層の反対側に位置付けられる。最下層は、液体透過性であっても、又は液体不透過性であってもよい。最上層及び最下層は、中心層の両面上にカバーを提供して、コア及び物品の製造プロセスの間並びに吸収性物品の使用中に、SAP粒子が高ロフトから脱け出るのを防止する。
図1に示す吸収性コアを製造するための連続プロセスについて、図4を参照しながら説明する。図4中の様々な矢印は、製造流れ工程における様々なロール解放シリンダ及びロール巻き取りシリンダの回転方向、並びに製造材料の走行方向を表す。その他のプロセス及び変更が可能であり、それらについては更に後述する。
図6は、高ロフト中心層43の前縁部280及び後縁部284まで延在しないチャネル26を有する、本発明による吸収性コア28aを示す。したがって、チャネル26は、SAP粒子を含む中心層の領域27によって完全に取り囲まれている。吸収性コア構成体の残りの部分は、図1に関連して先に開示したものと同様であってもよく、例えば、最上層と中心層との間に接着剤層71、中心層と最下層との間に接着剤層72が存在してもよい。チャネルは、真っ直ぐで、長手方向軸線に平行であるとして示されているが、代わりに湾曲したチャネルが設けられてもよい。具体的には、チャネルは、長手方向軸線の両側に少なくとも一対のチャネルを含み、長手方向軸線に向かって凹状である(即ち、反転した括弧:)(のような)湾曲を有してもよい。そのような湾曲したチャネルを有することにより、チャネルが着用者の脚の輪郭を概ね追従することになるので、コアが流体で充填された後により良好な快適性を提供することができる。
前述した吸収性コアは、単一の高ロフト不織布層を備えるが、吸収性コアは、最上層と最下層との間に2つ(又はそれ以上の)高ロフト不織布層を備えることも可能である。よって、吸収性コアは、第1の中心層と第2の中心層とを備えてもよく、これら層のそれぞれは、層の繊維間に配合された超吸収性ポリマー粒子を含む高ロフト繊維不織布層である。
吸収性コアは、例えば乳児用おむつ又はトレーニングパンツであり得る任意の種類の個人衛生物品に組み込まれることができる。テープ式おむつ吸収性物品200の主要構成要素のいくつかを示す概略断面図を図12に示す。この図では、図10の吸収性コア(ラップ層3を有する)が示されているが、これは限定ではなく、例示のみであることは言うまでもない。吸収性物品は、典型的には、着用者に面する流体透過性トップシート36と、衣類に面する液体不透過性バックシート38と、を備えており、これらは外周に沿って相互に貼付されている。吸収性コアはこれらの層の間に配置され、これらの層に、典型的には接着剤又は熱/圧力接着によって、直接的及び間接的に貼付され得る。
典型的に、隣接する層は、層の表面の全体若しくは一部へのスロットコーティング若しくは吹き付けによる接着剤コーティング、又は熱結合、又は圧力結合、あるいはそれらの組み合わせなど、従来の結合法を用いて互いに接合される。構成要素間の結合は、分かりやすさ及び読みやすさのためにほとんどの図面(特に図12)に示されていない。物品の隣接する層は、他に特別な記載がない限り、別の層に貼付されていると考えるべきである。例えば、バックシートと、吸収性コアの最下層とは、典型的には一緒に接着剤で貼り合わされている可能性がある。使用される接着剤は、当該技術分野において既知の任意の標準的ホットメルト接着剤であってよい。
吸収性物品は、任意のタイプの従来のパッケージ化され得る。吸収性物品は、特にスペースを節約するようにパッケージ化されるときに圧縮されてよい。具体的には、パッケージは複数の吸収性物品を含むことができ、その場合パッケージは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第8,585,666 B2号(Weismann)に記載されるバッグ内スタック高さ試験に従って、約80mm未満のバッグ内スタック高さを有する。あるいは、本開示の吸収性物品のパッケージは、バッグ内(In-Back)スタック高さ試験に従って、約72mm〜約80mm、又は約74mm〜約78mm、具体的には、特定の範囲内及びその中又はそれによって形成された全ての範囲内において全ての0.5mmの増分である、バッグ内スタック高さを有し得る。
別段の指示がない限り、本明細書に示された値は、本明細書で以下に示される方法に従って計測されたものである。別段の指示がない限り、すべての測定は、21℃±2℃及び50%±20% RHで実施される。別段の指定がない限り、この試験を実施する前に、すべての試料は少なくとも24時間、これらの条件に保たれて平衡化されるべきである。別段の指定がない限り、すべての測定は、少なくとも4つの試料で再現され、得られた平均値が示されているはずである。
CRCは、過剰の液体中で自由膨潤する超吸収性ポリマー粒子によって吸収される液体を測定する。CRCは、EDANA法WSP 241.2−05に従って測定される。
この方法は、膨潤したヒドロゲル層1318の透過率を求める。
シリンダ1120の外径u:70.35mm
シリンダ1120の内径p:60.0mm
シリンダ1120の高さv:60.5mm
シリンダ蓋1116の外径w:76.05mm
シリンダ蓋1116の内径x:70.5mm
リップ部1154を含むシリンダ蓋1116の厚さy:12.7mm
リップ部1154を除いたシリンダ蓋1116の厚さz:6.35mm
第1の蓋開口部1134の直径a:22.25mm
第2の蓋開口部1136の直径b:12.7mm
第1の蓋開口部1134と第2の蓋開口部1136の中心間距離:23.5mm
外径c:50.0mm
中心穴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個)、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個)、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、1.59cm(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16参照)が膨潤相(以下のUPM手順参照)に使用され、0.118M塩化ナトリウム(Nacl)溶液が流れ相(以下のUP手順参照)に使用される。以下の調製は、標準1リットル体積についてものとする。1リットル以外の体積の調製では、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
無水リン酸アンモニウム(NH4H2PO4)0.85g
リン酸アンモニウム、二塩基性((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(MgC2)0.23g−[又は塩化マグネシウム水和物(MgCl2・6H2O)0.50g]
固体参照シリンダウェイト(図示せず)(直径40mm、高さ140mm)を使用して、キャリパーゲージ(図示せず)(例えば、Mitotoyo Digimatic Height Gage)を読み値ゼロに設定する。この作業は、好都合には、平坦かつ水平なベンチトップ1046上で実施される。ピストン/シリンダアセンブリ1028は、超吸収性ポリマー粒子なしでキャリパーゲージ(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。
測定は、好ましくは、吸収性コアに加工される前に超吸収性ポリマー粒子原材料に対して行われるべきである。これが無理な場合には、中心層からSAP粒子を手で抜き出すことによって、完成した吸収性コアから十分なSAP試料を得る必要がある。
a)一定静水頭部リザーバ1014のストップコック1020を開けて、食塩水1032をシリンダ1120上の5.00cmマーク1156まで到達させる。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)5.00cmの食塩水1032が得られたら、データ収集プログラムを開始する。
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の初期厚さ(単位cm)であり、ρは、食塩水1032の密度(単位g/cm3)である。(上記の等式の)A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、尿透過性測定値Qは、単位cm3秒/gである。3回の測定の平均値が用いられるべきである。
この方法は、高ロフト繊維不織布中心層の厚さを標準化された方法で測定するために用いられる。続いて、厚さから密度を計算することができる。別段の断りがない限り、厚さ及び密度は、SAP粒の不存在下での高ロフト材料に関して示される。測定は、好ましくは、高ロフト材料が吸収性コアに加工される前の(したがってSAPを含まない)高ロフト材料に対して行われるべきである。出発材料が入手不可能な場合には、吸収性コアから高ロフト中心層を注意深く抜き出し、例えば慎重に振盪又は吸引することによってSAP粒子の大部分を除去することによって、高ロフト中心層を得ることができる。凍結スプレーを使用して、中心層を他の層から分離してもよい。試料は、特にそれまでに圧縮された場合には、21℃±2℃及び50%±20% RHで少なくとも24時間維持して平衡化させる必要がある。
本明細書に開示されている寸法及び値は、記載される正確な数値に厳密に限定されるものとして理解すべきではない。むしろ、特に断らない限り、そのような各寸法は、記載される値とその値の周辺の機能的に同等の範囲との両方を意味するものとする。例えば、「40mm」として開示されている寸法は、「約40mm」を意味することを意図している。
Claims (15)
- 吸収性物品で使用するための、横断方向(x)及び長手方向(y)に延在する吸収性コア(28)であって、
−流体透過性の最上層(41)と、
−最下層(42)と、
−前記最上層と前記最下層との間に挟まれている中心層(43)であって、前記中心層は、前縁部(280)と、後縁部(282)と、2つの長手方向に延在する側縁部(284、286)と、を有しており、前記中心層は、特に、4.14kPaの圧力で測定して0.200g/cc未満の密度を有する高ロフト繊維不織布層である、中心層(43)と、
−前記中心層の前記繊維と配合されている超吸収性ポリマー粒子(60)と、を備え、前記中心層が、1つ、2つ、又はそれ以上の、長手方向に延在する、超吸収性ポリマー粒子を実質的に含まないチャネル(26)を備えることを特徴とする、吸収性コア(28)。 - 前記超吸収性ポリマー粒子が、30×10−7cm3.s/g未満、特に20×10−7cm3.s/g未満、特に15×10−7cm3.s/g未満のUPMを有しており、前記UPMが、本明細書に記載される尿透過率測定試験によって測定される、請求項1に記載の吸収性コア。
- 前記最上層及び/又は前記最下層が、接着剤によって前記中心層に貼付されており、任意に、前記最上層及び/又は前記最下層が、接着剤、機械的接着、超音波接着、圧力接着、又は熱接着のうちの少なくとも1つによって、前記チャネル(26)の中心に更に接着される、請求項1又は2に記載の吸収性コア。
- 前記1つ、2つ、又はそれ以上のチャネル(26)が、前記コアの前記長手方向に延在する側縁部(284、286)から離隔して配置される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の吸収性コア。
- 前記最上層、前記最下層、及び前記中心層を少なくとも部分的にラップするラップ層(3)、具体的には不織布ラップ層を更に備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載の吸収性コア。
- 前記ラップ層が、前記最下層又は前記最上層を完全に覆い、かつ前記中心層の前記長手方向に延在する側縁部の周囲にCラップを形成して、反対側の最上層又は最下層を少なくとも部分的に覆う、請求項1〜5のいずれか一項に記載の吸収性コア。
- 前記1つ、2つ、又はそれ以上のチャネルが、前記中心層の、超吸収性ポリマー粒子を含む少なくとも1つの領域(27)によって完全に取り囲まれるか、あるいは前記1つ、2つ、又はそれ以上のチャネルが、前記中心層の前記前縁部から前記後縁部まで長手方向に延在する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の吸収性コア。
- 前記コアの前記長手方向軸線に沿って対称に配設された少なくとも一対のチャネルを備え、任意に、前記チャネルが湾曲している、請求項1〜7のいずれか一項に記載の吸収性コア。
- 前記中心層がセルロース繊維を含まず、具体的には、前記中心層が、ポリプロピレン繊維、ポリアミド繊維、又はポリエチレンテレフタレート繊維などの合成繊維のスパンレイド不織布である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の吸収性コア。
- 前記最上層と前記最下層との間に第1の中心層(431)と第2の中心層(432)とを含み、前記第1の中心層及び前記第2の中心層のうちの少なくとも一方が、請求項1〜9のいずれか一項に記載の中心層であり、前記第1の中心層及び前記第2の中心層が、同一であっても又は異なっていてもよい、請求項1〜9のいずれか一項に記載の吸収性コア。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の複数の個別化されていない吸収性コアを含む、吸収性コア材料のロールなどの連続吸収性コア材料。
- トップシート(36)と、バックシート(38)と、請求項1〜10のいずれか一項に記載の吸収性コア(28)と、任意に、前記コアと前記トップシートとの間の獲得層及び/又は分配層(54)と、を含む、吸収性物品(200)。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の吸収性コア又は連続吸収性コア材料を製造するための連続プロセスであって、前記プロセスは、
−最下層(42)を提供する工程、
−流体透過性最上層(41)を提供する工程、
−中心層(43)を提供する工程であって、前記中心層が、特に、4.14kPaの圧力で測定して0.200g/cc未満の密度を有する高ロフト不織布層である、工程、
−超吸収性ポリマー粒子(60)を前記中心層の第1の面上に堆積させて、前記超吸収性ポリマー粒子を前記中心層の前記繊維と配合するが、超吸収性ポリマー粒子を実質的に含まない状態を維持する、少なくとも1つ、2つ、又はそれ以上の長手方向に延在するチャネル(26)は除く、工程、
−前記最下層又は前記最上層のうちの一方を、例えば接着剤によって、前記中心層の第1の面に貼付する工程、
−任意に、超吸収性ポリマー粒子を前記中心層の第2の面上に堆積させて、前記超吸収性ポリマー粒子を前記中心層の前記繊維と配合するが、前記第1の面の前記実質的に粒子を含まない領域に対応する、超吸収性ポリマー粒子を実質的に含まない、少なくとも1つ、2つ、又はそれ以上の長手方向に延在するチャネル(26)は除く、工程、
−まだ貼付されていない前記最下層又は前記最上層のうちの一方を、例えば接着剤によって、前記中心層の前記第2の面に貼付する工程、
−任意に、前記最下層、前記中心層、及び前記最上層を、ラップ層(3)で、具体的にはCラップ構造で包む工程、その後、
−将来吸収性製品に加工するために、前記吸収性コアを、複数の個別化されていない吸収性コアを含む連続吸収性コア材料として、例えば材料のロールとして、保管する工程、あるいは
−例えば前記吸収性コアの前縁部及び後縁部に沿って切断することによって、前記吸収性コアを直接個別化し、任意に、前記吸収性コアを吸収性物品に直接加工する工程、を順不同で含む、連続プロセス。 - 請求項1〜12のいずれか一項に記載の吸収性コア又は連続吸収性コア材料を製造するためのプロセスであって、前記コアが第1の中心層(431)と第2の中心層(432)とを有し、前記プロセスは、
−最下層(42)を提供する工程、
−流体透過性最上層(41)を提供する工程、
−第1の中心層(431)及び第2の中心層(432)を提供する工程であって、前記第1及び第2の中心層の少なくとも一方、特に両方が、高ロフト不織布層である、工程、
−超吸収性ポリマー粒子(60)を前記第1の中心層上に堆積させて、前記超吸収性ポリマー粒子を前記第1の中心層の前記繊維と配合するが、超吸収性ポリマー粒子を実質的に含まない状態を維持する、少なくとも1つ、2つ、又はそれ以上の長手方向に延在するチャネル(26)は除く、工程、
−前記最下層又は前記最上層のうちの一方を、例えば接着剤によって、前記中心層の第1の面に貼付する工程、
−任意に、超吸収性ポリマー粒子を前記第2の中心層上に堆積させて、前記超吸収性ポリマー粒子を前記第2の中心層の前記繊維と配合するが、超吸収性ポリマー粒子を実質的に含まない状態を維持し、かつ前記第1の中心層の前記実質的に粒子を含まないチャネルに対応し得る、少なくとも1つ、2つ、又はそれ以上の長手方向に延在するチャネル(26)は除く、工程、
−まだ貼付されていない前記最下層又は前記最上層のうちの一方を、例えば接着剤によって、前記第2の中心層に貼付する工程、
−前記第1及び第2の中心層を寄せ合わせ、任意に、例えば接着剤によってこれらの中心層を共に貼付する工程、
−任意に、前記最下層、前記中心層、及び前記最上層を、ラップ層で、具体的にはCラップ構造で包む工程、その後、
−将来吸収性製品に加工するために、前記吸収性コアを、複数の個別化されていない吸収性コアを含む連続吸収性コア材料として、例えば材料のロールとして、保管する工程、あるいは
−例えば前記コアの前縁部及び後縁部に沿って切断することによって、前記吸収性コアを直接個別化し、任意に、前記吸収性コアを吸収性物品に直接加工する工程、を含む、プロセス。 - 前記超吸収性ポリマー粒子が、
−前記中心層上に堆積される前に、1つ、2つ、又はそれ以上の遮蔽要素(24、31)を含む遮蔽フレーム(22、30)を通過することであって、前記遮蔽要素は、前記超吸収性ポリマー粒子が、前記遮蔽要素の直下の領域に堆積するのを防止して、超吸収性ポリマー粒子(60)を実質的に含まない前記少なくとも1つのチャネル領域(26)を前記中心層の上に形成し、前記遮蔽フレーム(22)が固定されている、又は前記遮蔽フレーム(30)が可動式であることによって、あるいは
−前記少なくとも1つのチャネル(26)が前記隆起ストリップ(31)の区域に対応するように、SAP粒子を受容しない少なくとも1つの前記隆起ストリップを有する少なくとも1つのリザーバ(32)を備える印刷ロール(30)を使用して、前記SAP粒子を前記中心層の上に印刷することによって、
前記中心層上に堆積される、請求項13又は14に記載のプロセス。
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