JP2018524069A - 通気性バックシート、吸収性物品、および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2015年6月8日に出願の米国仮特許出願第62/172,572号の優先権を主張し、該出願はその全体において参照により組み入れられる。
本発明は、概して、空気透過性および液体不透過性であるセルロース繊維バリア材料;ならびに、より具体的には、限定するものではないが、乳児用オムツ、成人用失禁ブリーフ、パンツ型下着および尿取りパッド、ベッドパッド、女性用衛生用品、ならびに手術用ガウン、ドレープ、およびマスクなどの使い捨ての吸収性製品における使用のために確実な液体バリア性能および高い空気透過性の両方を呈する積層体に関する。
使い捨ての吸収性製品は、そのような製品が着用者にとって適度なレベルの心地よさを維持しつつ効果的かつ簡便な液体の吸収および保持を提供することができるという様式に鑑み、乳児および成人用失禁ケアを含む様々な用途向けに市場で広く受け入れられている。しかしながら、意図した用途に十分な液体バリア性能を維持しつつ従来の衣類の織布のようなレベルの空気透過性を提供し得るバックシート材料のニーズが存在する。空気透過性バックシートを備えた吸収性製品は、身体の閉塞部分の加熱および発汗を低減するための皮膚の自然な蒸散作用を維持しやすくすることにより、着用者の快適性を高め得る。衛生産業で現在用いられているいわゆる「通気性」バックシートフィルムは、水分子のゆっくりとした拡散を可能にするが、空気透過性はごく僅かである。
本開示は、セルロース繊維に疎水性を付与する疎水性サイジングを伴うセルロース繊維層(例えば、紙またはティッシュペーパー)を含み、ここでセルロース繊維層は、疎水性サイジングがない場合はむしろ親水性を呈すると予想される。疎水性により、本発明のセルロース繊維層は、様々な使い捨て吸収性物品(例えば、乳児用オムツ、成人用失禁ブリーフ、パンツ型下着および尿取りパッド、ベッドパッド、女性用衛生用品、ならびに手術用ガウン、ドレープ、およびマスク)におけるバリア層としての使用に好適なものになる。例えば、このようなセルロースバリア層は、予想されるよりも高いレベルの通気性も呈しつつ、低いまたは所望の液体透過性を呈するように構成され得る。低いまたは所望の液体透過性は、例えば、最少の表記した静水頭によって示されることがある。いくつかの態様では、セルロース繊維層は、例えば、約17〜45グラム/平方メートル(この単位は、gsmまたはg/m2とも表記され得る)の坪量を有する低空隙率セルロース繊維材料のシートを含む。いくつかの態様では、本発明のセルロース繊維層はクレープ加工されていてもよく;例えば、本発明のセルロース繊維層は、クレープ加工された紙またはクレープ加工されたティッシュペーパーの1つまたは複数のシートを含み得る。
本開示は、疎水性を呈するように疎水性サイジングで処理されたセルロース繊維層、およびそのようなセルロース繊維層を含有する多層積層体を指向する。セルロース繊維層は主にまたは専らセルロース繊維を含む。そのようなセルロース繊維層の例は、例えば、紙および低空隙率ウエットレイドティッシュペーパーなどのティッシュペーパーを含む。いくつかの態様では、セルロース繊維層はクレープ加工されている。本発明の積層体は、高い液体バリア性能および高い空気透過性の両方を提供し、吸収性衛生用品、ベッドパッド、手術用ガウンおよびドレープ、ならびにマスクに有用であり得る。以下により詳細に記載するように、セルロース繊維シートの繊維組成や、坪量、伸び率を含むシートの物理的特性は、高い液体静水頭および高い空気透過性の両方を提供し得る孔径分布を達成するように選択され得ることが見出された。
紙およびティッシュペーパーのようなセルロース繊維材料のシートは典型的には、セルロース繊維が親水性を示す傾向、一部の紙およびティッシュペーパーが濡れた際に機械的完全性の低下を呈する傾向、および/またはそのようなものなどの様々な要因のために、使い捨て吸収性衣類における液体バリア材料として用いられてはいない。水への曝露によって機械的完全性が著しくは低下しない紙およびティッシュペーパーであっても、効果的な液体バリアとして作用するには材料が多孔質すぎることがある。紙およびティッシュペーパーのようなセルロース繊維材料の文脈では、多孔性とは孔径分布とみなされることがあり;具体的には、紙またはティッシュペーパーのシートは、シート自体の内部に複数の孔を画成するように互いに交差し重なり合う繊維の格子または集合を画成する複数の繊維によって画成され、したがってシートの多孔性は、個々の孔の大きさおよび数ならびにシートの領域にわたる孔の分布に応じたものである。繊維の大きさが均一でありかつ繊維の空間分布が均一であるシートは、典型的には、繊維の大きさまたは繊維の分布のバラツキが大きいシートよりも、孔の大きさおよび密度のバラツキが少ない。例えば、比較的小さな孔が均一に分布したシートは多孔性が低いことがある一方で、比較的大きな孔が均一に分布したシートは典型的にはより高い多孔性を有すると考えられる。以下により詳細に説明するように、セルロース繊維シートのシートの透過性の指標は、例えば、シートの空気透過性を測定することによって決定してもよい。さらなる例としては、所与の大きさの比較的少ない孔が均一に分布したシートは、同じ大きさでより多くの孔が均一に分布したシートより高い密度を有すると考えられる。空気透過性は、バリア層における孔の数および大きさの両方によって影響されるが、静水頭は主に孔径に左右される。孔径分布は、紙およびティッシュペーパーにおいて繊維の大きさを小さくすることによって低減し得る。坪量を高めると、セルロースバリア層における欠陥つまりピンホールの発生が概して減少する。以下でより詳細に説明するように、セルロース繊維シートの多孔性および孔径分布は、そのようなシートを疎水性サイジングで処理した後に、全体的な水不透過性を示すそれらの静水頭に影響を及ぼす。
様々な試作品を開発し実験を実施してセルロース繊維材料および坪量の違い、不織布材料および坪量の違い、疎水性サイジングプロセスおよび塗布プロセス、ならびに本発明の疎水性セルロース繊維層、積層体、および使い捨て吸収性物品の様々な他の特長の効果を決定した。これらのバリエーションおよび液体バリア性能のそれらの影響のいくつかを以下により詳細に記載する。本発明の積層体10、10a、10b、100;疎水性セルロースバリア層14、14a;セルロース繊維材料のシート26;安定化層30;および他の構成要素は、以下に記載するそれぞれの例のいずれかを含み得る。
試作品の1つ目のセットは、図1Cに示す積層体10bと構造が類似した三層積層体を含んでいた。ティッシュペーパーをAKD水溶液で処理する前に、ティッシュペーパーの中間層と、ポリプロピレン繊維製のスパンボンドまたはSMS不織布の外層とを有する、接着剤で接着された三層積層体を作製した。接着剤で接着されたスパンボンドまたはSMS不織布層は水には影響されず、AKD溶液での湿潤および乾燥時にティッシュペーパーを安定化した。支持層および安定化層は、積層体を含む吸収性製品の変形時および使用時にティッシュペーパー層に付与される歪みも低減する。そのクレープ加工された構造によって付与されたティッシュペーパーの高い伸長性は、延伸および折り畳まれた積層体におけるピンホール形成を減少させる重要な要素であると考えられる。本発明のセルロースバリア層のためのクレープ加工されたティッシュペーパーの別の重要な特質は、取り扱いの際に紙というよりもむしろ布のような触感および音がすることである。合成繊維不織布の坪量は8〜42gsmの範囲であり、ティッシュペーパーの坪量は17〜36gsmの範囲であった。典型的な接着剤付加量は3〜6gsmの範囲であったが、より低いレベルの接着剤が可能なこともあると考えられる。Savare CB710およびE60W接着剤は、仕上げ工程時に積層体におけるティッシュペーパーを安定化させるのに有効であることが見出された。別の態様では、接着剤の代わりにまたは接着剤に加えて、熱接着または超音波接着などの、接着剤によらない積層方法を用いてもよい。
様々な化学薬品を用いてセルロース層を疎水性にするための図1Cに示す積層体10bと同様の三層積層体構造の処理も調査した。図1Cにおける層30と同様の10gsmのスパンボンド安定化層と、図1Cにおける層14と同様の17gsmのティッシュペーパーセルロースバリア層と、図1Cにおける層18と同様の42gsmのスパンボンド支持層とからなる積層体を、実験室において異なる化学薬品の溶液で手処理した。処理はすべて0.31%の固形分の溶液濃度で行った。試験した化学薬品は、Kemira社のFennosize KD266 MB、SOLV Inc.のAquesize 404、Pulcra Chemical社のStantex S6767、DAIKEN America, Inc.のUnidyne TG-5243の形態のAKD、およびKemira社のEka DR 28 HFの形態の長鎖AKDを含んでいた。目標付加量は、積層体1グラム当たり0.01グラム(g)の固形分であった。手処理したサンプルを、卓上Emerson Speed Dryer上で4〜10分間、表面温度110〜125℃で乾燥して硬化させた。表3は、化学処理をしていない積層体と比較した処理サンプルに対する水頭試験の結果をまとめたものである。表3に示すように、坪量が17gsmもの低さのティッシュペーパー層であっても、200mm H2Oに近いかまたはそれを超えさえする水頭を有するように処理され得る。同様の処理に供された場合には、より高い坪量を有するティッシュペーパーおよび紙は、より高い水頭値を有することが多いと考えられる。
本発明のセルロースバリア層のセルロース繊維シートの主要な特性およびそれらが水頭に及ぼす影響も調査した。調査のために確認した主要な特性は、坪量、伸び率、湿潤/乾燥MD引張の比で測定される湿潤強度の程度、および空気透過性であった。この開示全体にわたり検討するように、坪量および空隙率は水頭に影響を及ぼす。伸び率と湿潤引張の間では伸び率のみが顕著であることが示された。伸び率は、ピンホール欠陥を発生することなく伸長または折り畳み時に面内のひずみを収容する伸び率が大きいセルロースバリア層の能力により顕著であったと考えられた。Dunn tissueから商業的に製造されたドライクレープ加工されたティッシュペーパー、具体的にはグレード3207、3495、6327、3423、3335、3429、6407および3283を用いて、10gsmのスパンボンド上層および42gsmのスパンボンドバックシートを備えた積層体構造を製造した。積層体は、実験室においてKemira社のFennosize KD266 MBの形態で50倍希釈AKDで固形分が0.31%の溶液中で手処理した。積層体を卓上Emerson Speed Dryer上で4〜10分間、表面温度110〜125℃で乾燥して硬化させた。水頭試験では、一定割合の水で満たしたシリンダの底部にサンプル積層体を固定する。試験時には、水の圧力により積層体サンプルが水平面の外側に膨らむ。極端な場合には、シリンダの端部でのこの膨らみを原因とする応力は、サンプルが破れる原因となり得る。これは、試験したティッシュペーパーグレードなどの軽量材料に特に当てはまる。静水頭値に及ぼす平面から膨れ出たサンプルの影響を評価するために、試験サンプルの下にメッシュスクリーンを置いてサンプルを支持し面外への膨らみを防止して試験を実施した。表4は、検討した様々なティッシュペーパーグレードについて、サンプルが支持されていない通常の水頭試験と、サンプルが支持された改変水頭試験とにおける、水頭の結果を示す。この開示の目的に関しては、伸び率または%伸びは、「伸び率試験法」という標題の項Jに記載のように「Tensile properties of paper and paperboard (using constant rate of elongation apparatus)」という標題のTAPPI/ANSI Standard T-494 om-13を用いて測定される。伸び率12%以下で測定されたクレープ加工の程度が低いサンプルは、サンプルが支持された場合に、支持されていない場合と比べて水頭の増加を示す。これは、より高い伸び率を与えるのに十分な程度のクレープ加工が、吸収性物品の使用中に積層体が引き伸ばされた場合に耐水性の損失を防止するのに有益であり得ることを示唆している。
三層積層体を形成させ該積層体を化学的に処理してセルロース層を疎水性にするプロセスは複雑であるため、セルロース繊維シートの形成時にサイジング化学薬品を加えることを検討した。高い水頭および高い空気透過性の両方を提供するのに必要な孔構造を作成するために異なる組み合わせの繊維完成紙料を用いて市販の長網抄紙機でセルロースシートを調製した。比較的開放的な構造の繊維シートを提供するために、漂白した北部針葉樹クラフトを主な完成紙料成分として用いた。繊維シートの嵩を増やし、空気透過性を増加させる目的で構造をさらに開放するために、苛性処理した針葉樹繊維、具体的にはGP cellulose社のHPZ (L1)の添加を用いた。孔径を減少させピンホール型の欠陥を減少させるのに役立つが空気透過性をもたらすには十分な細孔をなお有するために、シート構造における開放空間を埋め得る微細で均一な繊維源としてユーカリ繊維を用いた。サイジング化学薬品であるKemira社のFennosize KD266 MB AKDをシート形成前に繊維スラリーに加えた。添加速度は、2〜10ドライlb/トンで変動させた。8ドライlb/トンつまり0.004g/gを上回る添加速度では、紙の水接触角は90度を上回っており、繊維シートが疎水性であることが分かった。湿潤紙力増強化学薬品であるKemira社のFennostrength 4063を2ドライlb/トンでシートを形成する前に繊維スラリーに加えた。紙は32.5 gsmの坪量で作製した。同じレベルの化学処理であっても完成紙料組成のバリエーションによって空気透過性および水頭の両方に変化をもたらすことが見出された。
上述のように、本発明のセルロース繊維層は、疎水性サイジングを含み、使い捨て吸収性物品において通気性バリア層として機能するように構成され得る。本発明の吸収性物品の一態様200を図6Aおよび6bに示す。この態様では、物品200は成人用ブリーフである。この態様では、物品200は、通気性バックシートアセンブリとして機能するように構成されている本発明の積層体10のうちの1つ、液体透過性トップシート204、トップシート204と積層体10の間に位置する吸収性コア208を含む。この態様では、吸収性コア208は、セルロース繊維材料および/または超吸収性ポリマー(SAP)粒子を含む。示した態様では、物品200は任意の捕捉分配層(ADL)212も含む。
吸収性製品における良好な性能のために十分な液体バリア特性を提供するためには、通気性バックシートにおいて比較的高い値の水頭を維持しなければならない。通気性バックシート積層体のためのより高い値の水頭は、概してそのピンホール性能を向上させるが、これらの値は必ずしも単純な様式で相関するものではない。水頭とピンホール性能の間の相関性に影響を及し得る要因を理解しようとする試みが、本発明のセルロースバリア層を含む積層体および吸収性物品の液体バリア特性を向上させるためのさらなるバリエーションにつながった。
本態様のいくつかでは、比較的軟質のまたは圧縮可能な層が、本発明のセルロースバリア層の内側または外側のいずれか、例えば、本発明のセルロースバリア層のうちの1つの直上および/または直下に配置される。このような追加の圧縮可能層が本発明のセルロースバリア層の液体バリア性能に影響を与え得る様式を図示するために、図5は、通気性バックシートの水頭と、製品を支持し加圧する表面の柔軟性とに応じて、ピンホール性能がどのように変化したかを、いくつかの吸収性製品、具体的には試作品ベッドパッド毎に示す。図5に示すデータを生成するために、(a)サンプルを軟質ゴム表面によって支持しつつ軟質ゴム表面によって圧力を加えた(「軟質/軟質」);(b)サンプルを硬質ゴム表面によって支持しつつ軟質ゴム表面によって圧力を加えた(「軟質/硬質」);および(c)サンプルを硬質ゴム表面によって支持しつつ硬質ゴム表面によって圧力を加えた(「硬質/硬質」)改変ピンホール試験法を用いた。この改変ピンホール試験法は「改変ピンホール試験法」という標題の項Gに記載されており、この試験法は、本開示の目的では、改変ピンホール(軟質-軟質)試験法、改変ピンホール(軟質-硬質)試験法、または改変ピンホール(硬質-硬質)試験法のいずれかを用いて、所与の水圧または水柱の下で材料がピンホールの無い状態を維持するかどうかを決定するための方法を説明している。
本発明の積層体のいくつかでは、図1Aの層18のような支持層は、セルロースバリア層14、14aより外側に配置される。そのような態様では、支持層は、静水頭が200〜300mm H20の範囲である不織布を含み得る。これはバリア層の水頭よりも低いことがあるが、そのような支持層とバリア層との組み合わせは、バリア層のピンホール性能を向上させることが分かった。これは、点欠陥を囲む領域を支持することによってバリア層における点欠陥の影響を最小限にすることによってそうなると考えられる。
図1Bの積層体10aのような本態様のいくつかでは、セルロースバリア層は、セルロース繊維材料のシート、例えばシート26を2枚含む。このような態様では、2枚のシートのそれぞれは、例えば17gsmなどの比較的低い坪量を有し得る。セルロース繊維材料の個々のシートがそれぞれ高い水頭を生じさせるのに十分に小さな孔径分布を保有するが良好なピンホール性能には欠陥が多すぎる場合、1つに結合している2つ以上の層が、一方のシートにおける任意の1つの欠陥が他方のシートの欠陥と一直線に並ぶ可能性を低減することによって、ピンホールの無いセルロースバリア層を提供し得る。これらの2つ以上の層は、例えば、フィラメント状接着剤などの接着剤を介して1つに接着され得る。積層体を試作品ベッドパッドに組み込み、次いでサンプルをベッドパッドから取り外して、表11に記載の構成に積み重ねた。表11に示すように、シートが2枚のセルロースバリア層(17gsm-17gsm)を含有する積層体は、試作品ベッドパッドなどの吸収性物品へ層を集積する際に生じる損傷に関連すると現在では考えられているピンホール欠陥を低減するのに特に有効であった。
本発明のセルロース繊維層の有効性は、生理食塩水または尿のような液体が吸収性物品を通ってバリア層の方に進むにつれて表面張力を低減しないように構成されている吸収性物品においてさらに向上され得る。オレフィン不織布トップシートや不織布またはフィルムADLを親水性にするために用いられる仕上げ剤は概して半耐久性の表面(界面)活性物質であり、吸収性製品の使用時に尿によって該物質から洗い流され得、尿の表面張力を低減し得る。表面張力が低減した尿は、少なくとも、低減した表面張力がピンホールを通過する流れに対する抵抗を低減するので、通気性バックシートの有効なピンホール性能を低減し得る。表面張力が低い液体は、低い圧力でより容易に疎水性セルロースバリア層を通過し得る。結果として、本発明のセルロースバリア層を備えた吸収性物品は典型的に、そのような物品のトップシートおよびADLが非耐久性または半耐久性の界面活性剤を含まない場合において向上した液体バリア性能を呈する。例えば、本発明の吸収性物品のいくつかの態様は、トップシート、含まれる場合にはADL、含まれる場合にはスペーサ層、または含まれる場合には圧縮可能層のうちの1つまたは複数には非耐久性界面活性剤および/または半耐久性界面活性剤を含まない。そのような態様では、トップシート、含まれる場合にはADL、含まれる場合にはスペーサ層、または含まれる場合には圧縮可能層のうちの1つまたは複数は、耐久性仕上げ剤または表面活性が比較的低い親水性物質を有する仕上げ剤を含み得る。
このピンホール試験法は、材料の完全性を試験し他の材料と比較し得る手法の1つである。このピンホール試験法は、様々な力を付与し得る人体の圧力下にある濡れたコアの下方のバックシートを模倣している。
a. 5重量%イソプロパノールであり、22℃の温度で50±3mN/mの表面張力を有する、水道水-アルコール溶液;
b. 長さが220mm、幅が100mm、厚さが11mmであり、その2つの最大の表面の周辺端部が丸い、平らなポリカーボネート板;
c. 長さが300mmおよび幅が175mmである、試験する製品のサンプル;
d. 長さが350mmおよび幅が310mmであり、圧縮弾性率が7000±500Paであり、ポリフィルムで包まれている、軟質発泡ゴムパッド;
e. それぞれ長さが200mmおよび幅が75mmである、矩形のペーパータオル片;
f. 長さが少なくとも300mmおよび幅が少なくとも175mmである、ティッシュペーパー片;
g. それぞれ長さが305mmおよび幅が305mmの下面を有する400mm、600mm、および800mmの水頭を模倣する、重り;
h. タイマー;ならびに
i. ペーパータオルを水-アルコール溶液に浸すのに十分な大きさのトレイ。
a. 発泡パッドを卓上などの平らな水平の表面に置く。
b. ティッシュペーパーを発泡パッドの中央に置く。
c. 試験する製品サンプルをティッシュペーパーの中央に置く。
d. ペーパータオル片を水−アルコール溶液に浸す。
e. ペーパータオルをトレイから持ち上げ、滴下速度が5秒間隔まで遅くなるまで余分な溶液を滴下させる。
f. 濡らしたペーパータオルを、試験する製品サンプルの中央に置く。
g. 平らなポリカーボネート板を、濡らしたペーパータオルの中央に置く。
h. 適切な水頭重りを板の中央に置き、タイマーを10分にセットする。
i. 時間が経過したら、製品サンプルから重りを持ち上げる。
j. ペーパータオルの位置を製品サンプルに対して中央に維持しつつ、ペーパータオル、ポリカーボネート板、および製品サンプルをティッシュペーパーから持ち上げる。
k. 製品サンプルにおけるピンホールの数を示すティッシュペーパー上のウェットスポットの数を数え、結果を記録する。
ティッシュペーパーが完全に飽和する場合、その結果(「CS」)を記録するが、当該サンプルについてはプロセスを終了し、より大きな重りには進めない。工程a.〜k.は、まず400mmの水頭重りを用いて完了し、次いで各重り毎に新たな製品サンプルを用いて600mmの水頭および800mmの水頭重りのそれぞれについて繰り返す。
この液柱ピンホール(軟質-硬質)試験法および液柱ピンホール(硬質-硬質)試験法は、材料の完全性を試験し他の材料と比較し得るさらなる手法である。これらの液柱ピンホール試験法は、様々な力を付与し得る人体の圧力下にある濡れたコアの下方のバックシートを模倣している。
a. 5重量%イソプロパノールであり、22℃の温度で50±3mN/mの表面張力を有する、水道水-アルコール溶液;
b. 長さが305mmおよび幅が305mmおよびショアA硬度が30±3である、硬質ネオプレンゴムパッド;
c. 長さが150mm、幅が150mm、および厚さが11mmである、試験する製品のサンプル;
d. それぞれ直径が75mmである、円形のペーパータオル片2枚;
e. 長さが少なくとも160mmおよび幅が少なくとも160mmである、低多孔性ティッシュペーパー片;
f. 水道水の容器;
g. タイマー;
h. ペーパータオル片を水-アルコール溶液に浸すのに十分な大きさの小型トレイ;
i. ラボジャッキ;
j. リングスタンド2個;
k. 公称長が120cm(4フィート)および内径が10.5cmの水頭管;
l. 弾性があり、1000mmの水柱を支持するのに十分な引張強度および200〜600mmの範囲にわたって100mmの各水圧毎に水頭管の中央から3.25±0.3mm膨張するのに十分な弾性を有する、大型のゴム手袋からのような柔軟性のあるゴム袋;
m. 水頭管の端部にゴム袋を固定するために水頭管の周りに装着するのに十分な大きさのホースクランプ;
n. ポンプおよび、容器から水頭管まで達するのに十分な長さの配管;ならびに
o. チューブクランプ2個;ならびに
p. 大型のゴムバンド2個。
a. リングスタンドを、それらが互いに平行になるように平面に置く。
b. チューブクランプを、それぞれ各リングスタンドの最上部に取り付ける。
c. 1つ目のゴムバンドを、水頭管の縁の周りに付ける。次いでゴム袋を、皺がないように確実にぴったりと管の端部に付け、次いで2つ目のゴムバンドを、管の縁の端部でゴム袋の外側の周りに付ける。次いでホースクランプを、ゴムバンド、ゴム袋、および縁の周りに締めつける。
d. 袋側を下にした水頭管を、水頭管の底部とリングスタンド土台の上部の間の隙間を20cmにして、ホースクランプ内に設置する。
e. ペーパータオル片を完全に沈ませるのに十分な量で、小型トレイにアルコール溶液を注ぐ。ペーパータオル片2枚を、一方がもう一方の上になるように重ね合わせて、完全に飽和するまで溶液に浸す。次いで、ペーパータオル片をトレイから持ち上げ、滴下速度が5秒間隔まで遅くなるまで、ペーパータオル片から余分な溶液を滴下させる。
f. 完全に下げたラボジャッキの中央に硬質ゴムパッドを置き、ティッシュペーパーを硬質ゴムパッドの中央に置き、製品サンプルの湿れたかまたは身体を向く側(もしあれば)を上に向けて製品サンプルをティッシュペーパーの中央に置き、飽和させたペーパータオル片を製品サンプルの中央に置く。
g. 硬質ゴムパッド、ティッシュペーパー、製品サンプル、及びペーパータオル片と共にラボジャッキを、サンプルおよびペーパータオルを管の下方の中央にした状態で水頭管アセンブリの直下に置く。
h. 一番上のペーパータオル片が水頭管の縁から1〜2mm下になるまでラボジャッキを上げる。ピンチポイントを避けるために、一番上のペーパータオル片および水頭管を接触させるべきではない。
i. 次いで、ポンプおよび管を用いて、水頭管における液柱の高さを毎秒100mmの速度で増加させるのに十分な流速で容器から水頭管に、水頭管における水位が400mmになるまで水道水を移動させる。
j. タイマーを10分にセットする。
k. 時間が経過したら、ラボジャッキを下げ、ペーパータオル片の位置を製品サンプルに対して中央に維持しつつ、ペーパータオル片および製品サンプルをティッシュペーパーから持ち上げる。
l. 製品サンプルにおけるピンホールの数を示すティッシュペーパー上のウェットスポットの数を数え、結果を記録する。
数える際にティッシュペーパーが完全に飽和している場合、その結果(「CS」)を記録するが、当該サンプルについてはプロセスを終了し、より大きな重りには進めない。工程a.〜l.を水頭管中の400mmの水を用いてまず完了し、次いで工程lでピンホールがない場合、製品サンプルおよびペーパータオル片を互いに対しておよび硬質ゴムパッドに対して中央にしてティッシュペーパー上に戻し、工程h.〜l.を水頭管中で600mm、800mm、および1000mmの各水位毎に繰り返す。600mmを超える高さには、水頭における水位を600mm以下にまで下げた後にラボジャッキを下げて製品サンプルおよびペーパータオル片を取り出してピンホールを数える。
a. 硬質ネオプレンゴムパッドの代わりに、長さが150mmおよび幅が150mmであるポリカーボネート板を用いる;
b. 直径が120mmである、円形ガラスフリット;および
c. 長さが少なくとも150mmおよび幅が少なくとも150mmである、プラスチックシートまたはポリフィルム。
a. リングスタンドをそれらが互いに平行になるように平面に置く。
b. チューブクランプをそれぞれ各リングスタンドの最上部に取り付ける。
c. 1つ目のゴムバンドを、水頭管の縁の周りに付ける。次いでゴム袋を、皺がないように確実にぴったりと管の端部に付け、次いで2つ目のゴムバンドを、管の縁の端部でゴム袋の外側の周りに付ける。次いでホースクランプを、ゴムバンド、ゴム袋、および縁の周りに締めつける。
d. 袋側を下にした水頭管を、水頭管の底部とリングスタンド土台の上部の間の隙間を20cmにして、ホースクランプ内に設置する。
e. ペーパータオル片を完全に沈ませるのに十分な量で小型トレイにアルコール溶液を注ぐ。ペーパータオル片2枚を、一方がもう一方の上になるように重ね合わせて、完全に飽和するまで溶液に浸す。次いで、ペーパータオル片をトレイから持ち上げ、滴下速度が5秒間隔まで遅くなるまでペーパータオル片から余分な溶液を滴下させる。
f. 完全に下げたラボジャッキの中央にポリカーボネート板を置き、ティッシュペーパーをポリカーボネート板の中央に置き、製品サンプルの湿れたかまたは身体を向く面(もしあれば)を上に向けて製品サンプルをティッシュペーパーの中央に置き、飽和させたペーパータオル片を製品サンプルの中央に置き、プラスチックシートをペーパータオル片の中央に置き、ガラスフリットをプラスチックシートの中央に置く。
g. ポリカーボネート板、ティッシュペーパー、製品サンプル、及びペーパータオル片と共にラボジャッキを、サンプルおよびペーパータオルを管の下方の中央にした状態で水頭管アセンブリの直下に置く。
h. ガラスフリットが水頭管の縁から1〜2mm下になるまでラボジャッキを上げる。ピンチポイントを避けるために、ガラスフリットおよび水頭管を接触させるべきではない。
i. 次いで、ポンプと管を用いて、液柱の高さを毎秒100mmの速度で増加させるのに十分な流速で容器から水頭管に水頭管内の水位が400mmになるまで水道水を移動させる。
j. タイマーを10分にセットする。
k. 時間が経過したら、ラボジャッキを下げ、製品サンプルに対してペーパータオル片、プラスチックシート、およびガラスフリットの位置を中央に維持しつつペーパータオル片、製品サンプル、プラスチックシート、およびガラスフリットをティッシュペーパーから持ち上げる。
l. 製品サンプルにおけるピンホールの数を示すティッシュペーパー上のウェットスポットの数を数え、結果を記録する。
数える際にティッシュペーパーが完全に飽和している場合、その結果(「CS」)を記録するが、当該サンプルについてはプロセスを終了し、より大きな重りには進めない。工程a.〜l.を水頭管中の400mmの水を用いてまず完了し、工程l.でピンホールがない場合、製品サンプル、ペーパータオル片、プラスチックシート、およびガラスフリットを次いで互いに対しておよびポリカーボネート板に対して中央にしてティッシュペーパー上に戻し、工程h.〜l.を水頭管中で600mm、800mm、および1000mmの各水位毎に繰り返す。600mmを超える高さには、水頭における水位を600mm以下にまで下げた後にラボジャッキを下げて製品サンプル、ペーパータオル片、プラスチックシート、およびガラスフリットを取り出してピンホールを数える。
この改変ピンホール試験法は、材料の完全性を試験し他の材料と比較し得る手法の1つである。この改変ピンホール試験法は、様々な力を付与し得る人体の圧力下にある濡れたコアの下方のバックシートを模倣している。
a. 5重量%イソプロパノールであり、22℃の温度で50±3mN/mの表面張力を有する、水道水-アルコール溶液;
b. 長さが220mm、幅が100mm、厚さが11mmであり、その2つの最大の表面の周辺端部が丸い、平らなポリカーボネート板;
c. 長さが300mmおよび幅が175mmである、試験する製品のサンプル;
d. 長さが350mmおよび幅が310mmであり、圧縮弾性率が7000±500Paであり、ポリフィルムで包まれている、大型の軟質発泡ゴムパッド;
e. 長さが100mmおよび幅が225mmであり、圧縮弾性率が7000±500Paであり、ポリフィルムで包まれている、小型の軟質発泡ゴムパッド;
f. それぞれ長さが305mmおよび幅が305mmおよびショアA硬度が30±3である、硬質ネオプレンゴムパッド2個;
g. それぞれ長さが200mmおよび幅が75mmである、矩形のペーパータオル片;
h. 長さが少なくとも300mmおよび幅が少なくとも175mmである、ティッシュペーパー片;
i. それぞれ長さが305mmおよび幅が305mmの下面を有する400mm、600mm、および800mmの水頭を模倣する、重り;
j. タイマー;ならびに
k. ペーパータオルを水-アルコール溶液に浸すのに十分な大きさのトレイ。
a. ポリフィルムに包まれた大型の発泡ゴムパッドを、卓上などの平らな水平の表面に置く。
b. ティッシュペーパーを発泡パッドの中央に置く。
c. 試験する製品サンプルをティッシュペーパーの中央に置く。
d. ペーパータオル片を水-アルコール溶液に浸す。
e. ペーパータオルをトレイから持ち上げ、滴下速度が5秒間隔まで遅くなるまで余分な溶液を滴下させる。
f. 濡らしたペーパータオルを、試験する製品サンプルの中央に置く。
g. ポリフィルムに包まれた小型の発泡ゴムパッドを、濡らしたペーパータオルの中央に置く。
h. 平らなポリカーボネート板を、小型の発泡ゴムパッドの中央に置く。
i. 適切な水頭重りをポリカーボネート板の中央に置き、タイマーを10分にセットする。
j. 時間が経過したら、製品サンプルから重りを持ち上げる。
k. ペーパータオル、小型の発泡ゴムパッド、ポリカーボネート板、および製品サンプルをティッシュペーパーから持ち上げる。
l. 製品サンプルにおけるピンホールの数を示すティッシュペーパー上のウェットスポットの数を数え、結果を記録する。
ティッシュペーパーが完全に飽和する場合、その結果(「CS」)を記録するが、当該サンプルについてはプロセスを終了し、より大きな重りには進めない。工程a.〜l.は、まず400mmの水頭重りを用いて完了し、次いで各重り毎に新たな製品サンプルを用いて600mmの水頭および800mmの水頭重りのそれぞれについて繰り返す。
a. 1つ目の硬質ネオプレンゴムパッドを、卓上などの平らな水平の表面に置く。
b. ティッシュペーパーを1つ目の硬質ネオプレンゴムパッドの中央に置く。
c. 試験する製品サンプルをティッシュペーパーの中央に置く。
d. ペーパータオル片を水-アルコール溶液に浸す。
e. ペーパータオルをトレイから持ち上げ、滴下速度が5秒間隔まで遅くなるまで余分な溶液をペーパータオルから滴下させる。
f. 濡らしたペーパータオルを、試験する製品サンプルの中央に置く。
g. ポリフィルムに包まれた小型の発泡ゴムパッドを、濡らしたペーパータオルの中央に置く。
h. 平らなポリカーボネート板を小型の発泡ゴムパッドの中央に置く。
i. 適切な水頭重りをポリカーボネート板の中央に置き、タイマーを10分にセットする。
j. 時間が経過したら、製品サンプルから重りを持ち上げる。
k. ペーパータオル、小型の発泡ゴムパッド、ポリカーボネート板、および製品サンプルをティッシュペーパーから持ち上げる。
l. 製品サンプルにおけるピンホールの数を示すティッシュペーパー上のウェットスポットの数を数え、結果を記録する。
ティッシュペーパーが完全に飽和する場合、その結果(「CS」)を記録するが、当該サンプルについてはプロセスを終了し、より大きな重りには進めない。工程a.〜l.は、まず400mmの水頭重りを用いて完了し、次いで各重り毎に新たな製品サンプルを用いて600mmの水頭および800mmの水頭重りのそれぞれについて繰り返す。
a. 硬質ネオプレンゴムパッドのうちの1つを、卓上などの平らな水平の表面に置く。
b. ティッシュペーパーを1つ目の硬質ネオプレンゴムパッドの中央に置く。
c. 試験する製品サンプルをティッシュペーパーの中央に置く。
d. ペーパータオル片を水-アルコール溶液に浸す。
e. ペーパータオルをトレイから持ち上げ、滴下速度が5秒間隔まで遅くなるまで余分な溶液を滴下させる。
f. 濡らしたペーパータオルを、試験する製品サンプルの中央に置く。
g. 2つ目の硬質ネオプレンゴムパッドを、濡らしたペーパータオルの中央に置く。
h. 平らなポリカーボネート板を、2つ目の硬質ネオプレンゴムパッドの中央に置く。
i. 適切な水頭重りを板の中央に置き、タイマーを10分にセットする。
j. 時間が経過したら、製品サンプルから重りを持ち上げる。
k. ペーパータオル、2つ目の硬質ネオプレンゴムパッド、ポリカーボネート板、および製品サンプルをティッシュペーパーから持ち上げる。
l. 製品サンプルにおけるピンホールの数を示すティッシュペーパー上のウェットスポットの数を数え、結果を記録する。
ティッシュペーパーが完全に飽和する場合、その結果(「CS」)を記録するが、当該サンプルについてはプロセスを終了し、より大きな重りには進めない。工程a.〜l.は、まず400mmの水頭重りを用いて完了し、次いで各重り毎に新たな製品サンプルを用いて600mmの水頭および800mmの水頭重りのそれぞれについて繰り返す。
本開示の目的に関しては、空気透過性は、ASTM D737-04「Standard Method for Air Permeability of Textile Fabrics」を用いてFrazier空気透過性として測定され、この規格はその全体において参考により組み入れられる。この試験方法は、平面状の材料の2つの表面間で所定の空気圧差の下で既知の領域を垂直に通過する空気流の速度を決定するために用いられる。この試験方法は、以下の工程を、列挙した順序で進める:
a. 製品サンプルを、試験前に温度が71±2°Fおよび相対湿度が65±2%の環境に少なくとも4時間置いて前処理する。
b. 端部からの漏れを最小限にするクランプおよび/またはシールで製品サンプルがテストヘッドに固定されるように、製品サンプルを市販の空気透過性試験機のテストヘッドに配置する。
c. 試験機をオンにし、製品サンプルにわたって125Paの圧力降下で製品サンプルを通じかつ垂直に安定的に空気を吸い込む。
d. 製品サンプルの空気透過性を試験機から読み取るかまたは流量計で測定する。
本開示の目的に関しては、「水頭」または「HH」とも呼ばれることがある静水頭は、AATCC Test Method 127-2008「Water Resistance: Hydrostatic Pressure Test」を用いて測定され、この規格はその全体において参考により組み入れられる。この試験方法は、以下の工程を、列挙した順序で進める:
a. 試験する製品を、試験前に温度が71±2°Fおよび相対湿度が65±2%の環境に少なくとも4時間置いて前処理する。
b. 幅が200mmおよび長さが200mmの製品サンプルを、特定の試験機に合うように、市販の静水頭試験器に固定する。例えば、公称長が1200mmおよび内径が10.5cmである水頭管には、項Fに記載の様式で製品サンプルをゴムバンド2個およびホースクランプを介して管の下端に固定し得る。
c. 水をサンプルの上方に、例えば水頭管に、毎秒10mmの速度で、3滴の水がサンプルを通過し下方に滴下するまで加え、その時点での水柱の高さを記録する。
この開示の目的に関しては、伸び率または%伸びは、「Tensile properties of paper and paperboard (using constant rate of elongation apparatus)」という標題のTAPPI/ANSI Standard T-494 om-13 を用いて測定し、この規格はその全体において参考により組み入れられる。この試験方法は、以下の工程を、列挙した順序で進める:
a. 幅が25±1mmおよび長さが、支点間距離が180±5mmの市販の引張り試験機の線接触クランプあご部でクランプされるのに十分な大きさである、製品サンプル。サンプルの長さは、例えば、230mmであってもよい。線接触あご部は、平面と円筒面との間または2つの円筒面の間にサンプルをクランプするものである。あご部のそれぞれの接触線は、±1°の角度内で互いに平行であり、サンプルの伸長時に0.5°を超えて変化せず、±1°の角度内で伸長または延伸方向にも垂直である。
b. 製品サンプルは、試験時にあご部に対する製品サンプルの滑りを抑えるのに十分なクランプ力を備えた市販の引張試験機の線接触クランプあご部の間でクランプされる。製品サンプルは、クランプされている間は製品サンプルに何ら目立ったたるみがないがひずみが生じないように、180±5mmの支点間距離でクランプされる。
c. あご部は、製品サンプルが破れるまで毎分25mmの速度で製品サンプルを伸長するように離間される。
d. 伸び率、すなわち開始長に対する長さの変化、を引張り試験機から読み取り記録する。
Claims (22)
- 通気性バックシートアセンブリであって、
0.5ft3/分-ft2を超える空気透過性を有し、かつ、200mm H2Oを超える静水頭を保持するように構成されている、疎水性サイジングを有するセルロース繊維バリア層;ならびに
該バリア層の下方に位置し該バリア層に結合している、不織布を含む支持層
を含み、
該バリア層および該支持層が積層体を画成する、
通気性バックシートアセンブリ。 - 前記積層体が、液柱ピンホール(軟質-硬質)試験法を用いた場合に400mm H2Oで10分間ピンホールが無い状態を維持するように構成されている、請求項1記載の通気性バックシートアセンブリ。
- 前記バリア層が、15グラム/平方メートル(gsm)〜45gsmの坪量を有する、請求項1記載の通気性バックシートアセンブリ。
- 前記バリア層が、クレープ加工されている、請求項1記載の通気性バックシートアセンブリ。
- 前記バリア層が、5%〜55%の伸び率を有する、請求項4記載の通気性バックシートアセンブリ。
- 前記バリア層が、セルロース繊維材料のシートを2枚含み、各シートが15gsm〜20gsmの坪量を有する、請求項1記載の通気性バックシートアセンブリ。
- 前記バリア層が、フィラメント状接着剤または熱接着によって前記支持層に接着されている、請求項1記載の通気性バックシートアセンブリ。
- 前記支持層が、20gsm以下の坪量を有する、請求項1記載の通気性バックシートアセンブリ。
- 前記支持層が、150mm H2Oを超える静水頭を保持するように構成されているスパンボンド・メルトブロー・スパンボンド(SMS)不織布を含む、請求項8記載の通気性バックシートアセンブリ。
- 使い捨て吸収性物品であって、
請求項1記載の通気性バックシートアセンブリ;
液体透過性トップシート;ならびに
セルロース繊維材料および/または超吸収性ポリマー(SAP)粒子を含む、該トップシートと該通気性バックシートアセンブリの間に位置する吸収性コア
を含み、
該通気性バックシートアセンブリが該トップシートに結合している、
使い捨て吸収性物品。 - 前記トップシートを通って前記バリア層へと進む生理食塩水または尿の表面張力を実質的に低減しないように構成されている、請求項10記載の使い捨て吸収性製品。
- 前記吸収性物品が、前記吸収性コアと前記トップシートの間に配置されている捕捉分配層(ADL)をさらに含み、
該ADLが、該ADLを通って前記バリア層へと進む生理食塩水または尿の表面張力を実質的に低減しないように構成されている、
請求項11記載の使い捨て吸収性製品。 - 前記通気性バックシートアセンブリが、厚さを有しかつその厚さの方向に圧縮可能である材料のシートを含む圧縮可能層をさらに含み、
該圧縮可能層が、前記バリア層と前記コアの間または前記バリア層と前記支持層の間に配置されている、
請求項10記載の使い捨て吸収性製品。 - 前記圧縮可能層が、前記通気性バックシートアセンブリと同一の広がりを持たない、請求項13記載の使い捨て吸収性物品。
- 前記物品が、失禁ブリーフを含み、
前記バリア層が、0.5ft3/分-ft2を超える空気透過性を有し、かつ、600mm H2Oを超える静水頭を保持するように構成されており、
前記積層体が、液柱ピンホール(軟質-硬質)試験法を用いた場合に800mm H2Oで10分間ピンホールが無い状態を維持するように構成されている
請求項10記載の使い捨て吸収性物品。 - 前記物品が、パンツ型下着または尿取りパッドを含み、
前記バリア層が、1.5ft3/分-ft2を超える空気透過性を有し、かつ、400mm H2Oを超える静水頭を保持するように構成されており、
前記積層体が、液柱ピンホール(軟質-硬質)試験法を用いた場合に600mm H2Oで10分間ピンホールが無い状態を維持するように構成されている
請求項10記載の使い捨て吸収性物品。 - 前記物品が、ベッドパッドを含み、
前記バリア層が、1.5ft3/分-ft2を超える空気透過性を有し、かつ、400mm H2Oを超える静水頭を保持するように構成されており、
前記積層体が、液柱ピンホール(軟質-硬質)試験法を用いた場合に400mm H2Oで10分間ピンホールが無い状態を維持するように構成されている
請求項10記載の使い捨て吸収性物品。 - 前記物品が、前記バリア層と前記支持層の間に配置されているスペーサ層をさらに含み、該スペーサ層が、該バリア層に面する該スペーサ層の少なくとも1つの表面に複数の空隙または隙間を含む、請求項10記載の使い捨て吸収性物品。
- 前記スペーサ層が、前記通気性バックシートアセンブリと同一の広がりを持たない、請求項13記載の使い捨て吸収性物品。
- 以下の工程を含む、使い捨て吸収性製品を作製する方法:
液体透過性トップシートと、吸収性コアと、不織布支持層と、疎水性サイジングを有するセルロース繊維バリア層とを準備する工程;
該吸収性コアが該トップシートと該バリア層の間に保持され、かつ該バリア層が該コアと該支持層の間に保持されるように、該トップシート、該バリア層、および該支持層を1つに結合する工程。 - 捕捉分配層(ADL)を準備する工程;および
該ADLが前記トップシートと前記吸収性コアの間に保持されるように、該ADLを該トップシートに結合する工程
をさらに含む、請求項20記載の方法。 - 前記トップシートおよび前記ADLが、該トップシートおよび該ADLを通って前記バリア層へと進む生理食塩水または尿の表面張力を実質的に低減しないように構成されている、請求項21記載の方法。
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