JP2022534773A - 低流出エアレイド不織布材料 - Google Patents

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JP2022534773A
JP2022534773A JP2021571436A JP2021571436A JP2022534773A JP 2022534773 A JP2022534773 A JP 2022534773A JP 2021571436 A JP2021571436 A JP 2021571436A JP 2021571436 A JP2021571436 A JP 2021571436A JP 2022534773 A JP2022534773 A JP 2022534773A
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gsm
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pat
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JP2021571436A
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ジャセック・ケー・ドゥトゥキェヴィチ
ブライアン・フォン
トーマス・ジェイ・キャバノー
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ジョージア パシフィック マウント ホリー エルエルシー
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Abstract

低流出を提供する不織布材料、及びそれを製造する方法が提供される。そのような不織布材料は吸収性を有し得、1つ又は複数のその表面に三次元パターンを含む。そのような材料はエアレイドであってよく、セルロース繊維及び合成繊維で構成された複数の層を含むことができる。不織布材料は約5%未満のパーセント流出を有することができる。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2019年5月30日に出願された米国特許仮出願第62/854,546号に対する優先権の利益を主張し、その内容は参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。
本開示の主題は、不織布材料、及びそれを製造する方法に関する。そのような不織布材料は吸収性を有し得、有利には低流出を提供する。とりわけ、そのような構造体は、その1つ又は複数の表面に三次元パターンを含む。
不織布構造体は、広範囲の消費者製品、例えば、乳児のおむつ、成人の失禁用製品、生理用ナプキン等を含む吸収性物品において重要である。ある種の不織布物品では、しばしば、体液を受け取り保持するための吸収性コアが存在する。吸収性コアは、通常、その機能がコアまで流体の通過を可能にすることである液体透過性トップシートと、その機能が流体を含みそれが吸収性物品を通過して吸収性物品の着用者の衣類に達することを防止することである液体不透過性バックシートとの間に配置されている。ある種の不織布物品では、捕集分配層(ADL)を吸収性コアと組み合わせて使用することができる。
そのような不織布構造体は流出性を有する。流出は、流体が吸収剤によって十分に捕集される前に、月経又は尿等の流体が吸収材料の表面から溢れ出る傾向を表す。これは、例えば、女性の生理用ナプキン、パンティライナー、成人の失禁用具等の完成した吸収性製品からの望ましくない漏洩をもたらすことがある。
米国特許第5,492,759号 米国特許第5,601,921号 米国特許第6,159,335号 米国特許第4,432,833号 米国特許第4,425,186号 米国特許第5,776,308号 米国特許第4,098,996号 米国特許第5,547,541号 米国特許第4,731,269号 米国特許第5,372,885号 米国特許第5,456,982号 米国特許第4,950,541号 米国特許第5,082,899号 米国特許第5,126,199号 米国特許第5,705,565号 米国特許第2,861,319号 米国特許第2,931,091号 米国特許第2,989,798号 米国特許第3,038,235号 米国特許第3,081,490号 米国特許第3,117,362号 米国特許第3,121,254号 米国特許第3,188,689号 米国特許第3,237,245号 米国特許第3,249,669号 米国特許第3,457,342号 米国特許第3,466,703号 米国特許第3,469,279号 米国特許第3,500,498号 米国特許第3,585,685号 米国特許第3,163,170号 米国特許第3,692,423号 米国特許第3,716,317号 米国特許第3,778,208号 米国特許第3,787,162号 米国特許第3,814,561号 米国特許第3,963,406号 米国特許第3,992,499号 米国特許第4,052,146号 米国特許第4,251,200号 米国特許第4,350,006号 米国特許第4,370,114号 米国特許第4,406,850号 米国特許第4,445,833号 米国特許第4,717,325号 米国特許第4,743,189号 米国特許第5,162,074号 米国特許第5,256,050号 米国特許第5,505,889号 米国特許第5,582,913号 米国特許第6,670,035号 米国特許第2,345,543号 米国特許第2,926,116号 米国特許第2,926,154号 米国特許第3,700,623号 米国特許第3,772,076号 米国特許第3,556,932号 米国特許第5,466,337号 米国特許第3,556,933号 米国特許第4,605,702号 米国特許第4,603,176号 米国特許第5,935,383号 米国特許第6,017,417号 米国特許第5,147,343号 米国特許第5,378,528号 米国特許第5,795,439号 米国特許第5,807,916号 米国特許第5,849,211号 米国特許第6,403,857号 米国特許第2,929,154号 米国特許第3,224,986号 米国特許第3,332,909号 米国特許第4,076,673号 米国特許第3,972,092号
Watson, P.ら、Canadian Pulp Fibre Morphology: Superiority and Considerations for End Use Potential、The Forestry Chronicle、85巻3号、401-408頁、2009年5月/6月 Horn, R.、Morphology of Pulp Fiber from Hardwoods and Influence on Paper Strength、Research Paper FPL 312、Forest Products Laboratory、U.S. Department of Agriculture(1978) and Bleached Eucalyptus Kraft Pulp ECF Technical Sheet(2017年4月)(https://www.metsafibre.com/en/Documents/Data-sheets/Cenibra-euca-Eucalyptus.pdf) A. J. Stamm、Forest Products Journal 5(6):413頁、1955年
したがって、液体の捕集、分配及び貯蔵という所望の特性を示しつつ望ましくない漏洩を減少又は防止するため、不織布材料に、低流出特性を提供する一定の需要があり、また必要性が依然としてある。本開示の主題は、これら及び他のニーズに取り組む。
本開示の主題は、有利には低流出である改善された不織布材料を提供する。
そのような不織布材料は、少なくとも1つの3次元パターン化表面を含むことができる。
本開示はエアレイド不織布材料を提供する。そのような材料は第1の層及び第2の層を含むことができる。第1の層は二成分繊維を含むことができる。第2の層は第1の層に隣接して配置され得、セルロース繊維及び二成分繊維を含むことができる。第2の層は、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて結合することができ、第2の層の少なくとも一部はパターン化することができる。不織布材料は、約5%未満のパーセント流出を有することができる。
ある実施形態において、第2の層のパターニングは尾根及び谷を交互に含むことができ、尾根は谷より高い坪量を有することができる。尾根は約2mm~約4mmの幅であってよく、谷は約1mm~約2.5mmの幅であってよい。
本開示はエアレイド不織布材料を提供する。そのような材料は、第1の層、第2の層及び第3の層を含むことができる。第1の層は二成分繊維を含むことができる。第2の層は、第1の層に隣接して配置することができ、セルロース繊維及び二成分繊維を含むことができる。第3の層は、第2の層に隣接して配置することができ、セルロース繊維及び二成分繊維を含むことができる。第3の層は、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて結合することができる。第1及び第3の層の少なくともいずれか1つの少なくとも一部はパターン化することができる。不織布材料は、約5%未満のパーセント流出を有することができる。
ある実施形態において、第1及び第3の層の少なくともいずれか1つのパターニングは、尾根及び谷を交互に含むことができ、尾根は谷より高い坪量を有することができる。尾根は約2mm~約4mmの幅であってよく、谷は約1mm~約2.5mmの幅であってよい。
本開示はエアレイド不織布材料を提供する。そのような材料は、第1の層、第2の層、第3の層及び超吸収性ポリマーの層を含むことができる。第1の層は二成分繊維を含むことができる。第2の層は、第1の層に隣接して配置することができ、セルロース繊維及び二成分繊維を含むことができる。第3の層は、第2の層に隣接して配置することができ、ユーカリ繊維及び二成分繊維を含むことができる。超吸収性ポリマーの層は、第2及び第3の層の間に配置することができる。第3の層は、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて結合することができる。第1の層の少なくとも一部はパターン化することができる。不織布材料は、約5%未満のパーセント流出を有することができる。
ある実施形態において、第1の層のパターニングは、尾根及び谷を交互に含むことができ、尾根は谷より高い坪量を有することができる。尾根は約2mm~約4mmの幅であってよく、谷は約1mm~約2.5mmの幅であってよい。
本開示はエアレイド不織布材料を提供する。そのような材料は、第1の層及び第2の層を含むことができる。第1の層は合成繊維を含むことができる。第2の層は、第1の層に隣接して配置することができ、セルロース繊維及び合成繊維を含むことができる。不織布材料は、少なくとも1つの表面の少なくとも一部をパターン化することができる。不織布材料は、約5%未満のパーセント流出を有することができる。特定の実施形態において、不織布材料は、約1%未満のパーセント流出を有することができる。
ある実施形態において、不織布材料は第3の層を更に含むことができる。第3の層は、第2の層に隣接して配置することができ、セルロース繊維及び合成繊維を含むことができる。
ある実施形態において、不織布材料は、超吸水性ポリマーの層を含むことができる。超吸収性ポリマーの層は第2及び第3の層の間に配置することができる。
ある実施形態において、第2の層は、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて結合することができる。代替実施形態において、第3の層は、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて結合することができる。
ある実施形態において、第3の層のセルロース繊維はユーカリ繊維を含むことができる。ある実施形態において、第1及び第2の層の合成繊維は二成分繊維を含むことができる。
本開示はエアレイド不織布材料を提供する。そのような材料は、第1の層、第2の層及び第3の層を含むことができる。第1の層は合成繊維を含むことができる。第2の層は、第1の層に隣接して配置することができ、セルロース繊維及び合成繊維を含むことができる。第3の層は、第2の層に隣接して配置することができ、セルロース繊維及び合成繊維を含むことができる。不織布材料は、少なくとも1つの表面の少なくとも一部をパターン化することができる。不織布材料は、約5%未満のパーセント流出を有することができる。特定の実施形態において、不織布材料は、約1%未満のパーセント流出を有することができる。
ある実施形態において、不織布材料は、超吸収性ポリマーの層を含むことができる。超吸収性ポリマーの層は第2及び第3の層の間に配置することができる。
ある実施形態において、第3の層は、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて結合することができる。ある実施形態において、第3の層のセルロース繊維はユーカリ繊維を含むことができる。
本開示は、またそのような不織布材料を含む吸収性物品も提供する。
前述では、以下の詳細な記載がよりよく理解され得るように本出願の特色及び技術的な利点を広く概説した。
本出願の特許請求の範囲の主題を形成する、本出願の追加の特色及び利点は、以下に記載される。開示される概念及び特定の実施形態が、本出願の同一の目的を実行するための他の構造体を修飾又は設計する基礎として容易に利用され得ることは当業者に認識されるべきである。また、そのような等価構造が、添付された特許請求の範囲において述べられる本出願の趣旨及び範囲から逸脱しないことも当業者によって了解されるべきである。本出願の特徴であると考えられる新規の特色は、その構成及び操作の方法の両方に関して、更なる対象及び利点と一緒に、以下の記載から一層よく理解されよう。
実施例1において提供されるある非限定的な実施形態に従って調製された不織布材料(構造体2)の組成物を概略的に示す図である。 実施例1において提供されるある非限定的な実施形態に従って調製された不織布材料(構造体4)の組成物を概略的に示す図である。 実施例1において提供されるある非限定的な実施形態に従って調製された不織布材料(構造体5)の組成物を概略的に示す図である。 実施例1において提供されるある非限定的な実施形態に従って調製された不織布材料(構造体7)の組成物を概略的に示す図である。 実施例1及び2による不織布材料(構造体1及び2)の流出試験結果を表すグラフである。 実施例1及び2による不織布材料(構造体3-5)の流出試験結果を表すグラフである。 実施例1及び2による不織布材料(構造体6-7)の流出試験結果を表すグラフである。 パターン形成ワイヤー(例えば、Ribtech 84、Albany International社、Rochester、NH)を用いて形成された不織布材料の例示の画像である。
本開示の主題は、低流出の新規不織布材料、及びそれを製造する方法を提供する。
本開示の不織布材料は、その少なくとも1つの表面にパターンを含むことができ、驚いたことに、有利に低流出の不織布材料を提供する。本開示の主題のこれら及び他の態様は、詳細な説明及び実施例で更に論じられる。
定義
本明細書において使用される用語は、一般にこの主題の文脈内で、また各用語が使用される特定の文脈中で、当業界で通常の意味を有する。ある用語は、本開示の主題の組成物及び方法、並びにそれを製造し使用する方法を説明する際の、追加の手引きを提供するために以下に定義される。
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形「a」、「an」及び「the」には、文脈上明記されない限り、複数の指示物も含む。したがって、例えば、「化合物」に対する言及は、化合物の混合物を含む。
用語「約」又は「およそ」は、当業者によって決定されるとおりの特定の値について許容できる誤差範囲内を意味し、これは、その値が測定又は決定される方法、すなわち、測定システムの限界に一部依存する。例えば、「約」は、当業界の慣行に従って、3又は3を超える標準偏差以内を意味し得る。代替として、「約」は、所与の値の最大20%、好ましくは最大10%、より好ましくは最大5%、より好ましくは更に最大1%の範囲を意味し得る。代替として、特にシステム又は方法に関して、この用語は、値の桁1つの範囲内、好ましくは5倍の範囲内、より好ましくは2倍の範囲内を意味し得る。
本明細書において使用される場合の用語「坪量」は、所与の面積にわたる化合物の質量による量を指す。測定単位の例としては、頭字語「gsm」によって特定される1平方メートル当たりグラムを含む。
本明細書において使用される場合、用語「セルロース」又は「セルロース質」は、特異的に少なくとも50質量パーセントのセルロース又はセルロース誘導体を含む、主成分としてセルロースを有する任意の材料を含む。したがって、この用語は、綿、通常の木材パルプ、酢酸セルロース、レーヨン、熱化学木材パルプ、化学木材パルプ、脱結合化学木材パルプ、トウワタのフロス、微結晶性セルロース、ミクロフィブリル化セルロース等を含む。
本明細書において使用される場合、語句「化学変性」とは、繊維に関して使用される場合には、繊維が多価金属含有化合物を用いて処理されてそれに結合した多価金属含有化合物を含む繊維を生成することを意味する。化合物が繊維と化学的に結合することは必要でないが、化合物が繊維の通常の取扱い中に繊維から移動しないように、コーティング、接着、沈殿又は任意の他の機構によって繊維と近接して会合したままであることが好ましい。特に、化合物は、液体で濡れるか又は洗浄された場合ですら繊維と会合したままでいることができる。便宜上、繊維と化合物の間の会合は、結合と称することができ、その化合物は繊維と結合していると言うことができる。
本明細書において使用される場合、用語「繊維」又は「繊維質」とは、粒状材料を指し、そのような粒状材料の直径に対する長さの比は約10より大きい。逆に、「非繊維」又は「非繊維質」材料は、そのような粒状物質の直径に対する長さの比が約10以下である粒状材料を指すことを意味する。
本明細書において使用される場合、「不織布」は、テキスタイル又はプラスチックを含むがこれらに限定されない材料の種類を指す。不織布は、繊維、フィラメント、溶融プラスチック、又は機械的、熱的若しくは化学的に一緒に結合したプラスチック製フィルムでできたシート又はウェブの構造体である。不織布は、織り又は編みに必要なヤーン調製なしで、繊維のウェブから直接に作られた生地である。不織布では、繊維の集合体は、以下の1つ又は複数によって、すなわち、(1)ランダムウェブ若しくはマット中での機械的インターロッキングによって;(2)熱可塑性繊維の場合でのように繊維の融合によって;又は(3)天然若しくは合成樹脂等の接合媒体による結合によって一緒に保持される。
本明細書において使用される場合、用語「流出」とは、流体が吸収剤によって十分に捕集される前に、流体が吸収材料の表面から溢れ出る傾向を指す。流出はパーセント流出で表現することができる。
本明細書において使用される場合、用語「質量パーセント」とは、(i)材料層の質量百分率としての材料中の構成要素/成分の質量による量;又は(ii)最終の不織布材料又は製品の質量百分率としての材料中の構成要素/成分の質量による量のいずれかを指すことを意味する。
繊維
本開示の主題の不織布材料は、繊維を含む。繊維は、天然繊維、合成繊維又はこれらの混合物であってもよい。ある実施形態において、繊維は、セルロース系繊維、1種若しくは複数の合成繊維又はこれらの混合物であってもよい。
セルロース繊維
任意の天然起源のセルロース繊維、例えば、木材パルプ又は再生セルロースに由来するものを含む、当業界で公知のいずれのセルロース繊維もセルロース質層に使用することができる。ある実施形態において、セルロース繊維は、軟材、硬材又は綿花リンターに由来する、クラフト繊維、予備加水分解クラフト繊維、ソーダ繊維、亜硫酸塩繊維、化学熱機械繊維、及び熱機械処理繊維等の消化繊維を含むが、これらに限定されない。他の実施形態において、セルロース繊維は、予備加水分解クラフト消化繊維を含むクラフト消化繊維を含むがこれらに限定されない。本主題における使用に適したセルロース繊維の非限定的な例は、軟材、例えば、マツ、モミ及びエゾマツに由来するセルロース繊維である。他の適切なセルロース繊維は、エスパルトグラス、バガス、ケンプ、亜麻、ヘンプ、ケナフ並びに他の木質及びセルロース質繊維源に由来するものを含むがこれらに限定されない。適切なセルロース繊維は、商標FOLEY FLUFFS(登録商標)(Buckeye Technologies Inc.社、Memphis, Tenn.)の下で販売されている漂白クラフト南方マツ繊維を含むがこれらに限定されない。更に、商標CELLU TISSUE(登録商標)(例えば、Grade 3024)(Clearwater Paper Corporation社、Spokane、Wash.)の下で販売されている繊維は、本開示の主題のある態様で用いられる。
本開示の主題の不織布材料としては、南方軟材クラフト(例えば、GP Cellulose社製Golden Isles(登録商標)4725)又は南方軟材フラッフパルプ(例えば、Treated FOLEY FLUFFS(登録商標))、北方軟材亜硫酸塩パルプ(例えば、Weyerhaeuser社製T730)、又は硬材パルプ(例えば、ユーカリ)を含むがこれらに限定されない、市販ブライトフラッフパルプも挙げることができるが、これに限定されない。ある実施形態において、不織布材料はユーカリ繊維(Suzano社、未処理)を含むことができる。ある種のパルプは、様々な要因に基づいて好ましくあり得るが、いずれの吸収性フラッフパルプ又はその混合物も使用することができる。ある実施形態において、木材セルロース、綿花リンターパルプ、化学変性セルロース、例えば、架橋セルロース繊維及び高度精製セルロース繊維を使用することができる。更なるパルプの非限定的な例は、FOLEY FLUFFS(登録商標)FFTAS(またFFTAS又はBuckeye Technologies FFT-ASパルプとしても知られる)及びWeyco CF401である。
ある実施形態において、ある軟材繊維等の細かい繊維を使用することができる。パルプの繊維粗度性を含む、そのような細かい繊維のある非限定的な例としては、Watson, P.ら、Canadian Pulp Fibre Morphology: Superiority and Considerations for End Use Potential、The Forestry Chronicle、85巻3号、401-408頁、2009年5月/6月を参照して下のTable I(表1)に提供される。
Figure 2022534773000002
ある実施形態において、ある硬材繊維等の細かい繊維を使用することができる。パルプの繊維粗度性を含む、そのような細かい繊維のある非限定的な例としては、Horn, R.、Morphology of Pulp Fiber from Hardwoods and Influence on Paper Strength, Research Paper FPL 312、Forest Products Laboratory、U.S. Department of Agriculture(1978) and Bleached Eucalyptus Kraft Pulp ECF Technical Sheet(2017年4月)(以下から入手可能: https://www.metsafibre.com/en/Documents/Data-sheets/Cenibra-euca-Eucalyptus.pdf)を少なくとも部分的に参照してTable II(表2)に提供される。特定の実施形態において、ユーカリパルプ(Sunzano社、未処理)を使用することができる。
Figure 2022534773000003
他の適切なタイプのセルロース繊維は、化学変性セルロース繊維を含むが、これらに限定されない。特定の実施形態において、変性セルロース繊維は架橋セルロース繊維である。米国特許第5,492,759号、米国特許第5,601,921号、及び米国特許第6,159,335号は、それらのすべてが参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれ、本開示の主題の実施に有用な化学的処理セルロース繊維に関する。ある実施形態において、変性セルロース繊維はポリヒドロキシ化合物を含む。ポリヒドロキシ化合物の非限定的な例としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ポリビニルアルコール、部分加水分解ポリ酢酸ビニル、及び完全加水分解ポリ酢酸ビニルが挙げられる。ある実施形態において、繊維は、多価陽イオン含有化合物で処理される。一実施形態において、多価陽イオン含有化合物は、未処理繊維の乾燥質量に対して約0.1質量パーセント~約20質量パーセントの量で存在する。特定の実施形態において、多価陽イオン含有化合物は、多価金属イオン塩である。ある実施形態において、多価陽イオン含有化合物は、アルミニウム、鉄、スズ、これらの塩、及びこれらの混合物からなる群から選択される。遷移金属塩を含む任意の多価金属塩が使用されてもよい。適切な多価金属の非限定的な例としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム及びスズが挙げられる。好ましいイオンとしては、アルミニウム、鉄及びスズが挙げられる。好ましい金属イオンは、+3又は+4の酸化状態を有する。多価金属イオンを含む任意の塩が用いられてもよい。上記金属の適切な無機塩の非限定的な例としては、塩化物、硝酸塩、硫酸塩、ホウ酸塩、臭化物、ヨウ化物、フッ化物、窒化物、過塩素酸塩、リン酸塩、水酸化物、硫化物、炭酸塩、炭酸水素塩、酸化物、アルコキシド、フェノキシド、亜リン酸塩、及び次亜リン酸塩が挙げられる。上記金属の適切な有機塩の非限定的な例としては、ギ酸塩、酢酸塩、酪酸塩、ヘキサン酸塩、アジピン酸塩、クエン酸塩、乳酸塩、シュウ酸塩、プロピオン酸塩、サリチル酸塩、グリシン酸塩、酒石酸塩、グリコール酸塩、スルホン酸塩、ホスホン酸塩、グルタミン酸塩、オクタン酸塩、安息香酸塩、グルコン酸塩、マレイン酸塩、コハク酸塩、及び4,5-ジヒドロキシ-ベンゼン-1,3-ジスルホン酸塩が挙げられる。多価金属塩に加えて、上記塩の錯体等の他の化合物としては、アミン、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ジエチレントリアミンペンタ酢酸(DIPA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、2,4-ペンタンジオン、及びアンモニアを含むがこれらに限定されない。
一実施形態において、セルロースパルプ繊維は、未変性パルプ繊維より本質的に圧縮性になるように軟化又は可塑化された化学変性セルロースパルプ繊維である。可塑化パルプウェブに印加される同じ圧力は、未変性パルプウェブに印加される場合より高い密度をもたらす。更に、可塑化セルロース繊維の高密度化ウェブは、同じ木材タイプの未変性繊維の同様の密度のウェブより本質的に軟らかい。軟材パルプは、繊維内会合を破壊するために脱結合剤として陽イオン界面活性剤を使用してより圧縮性にされてもよい。1種又は複数の脱結合剤の使用により、エアレイドプロセスにおけるパルプシートのフラッフ中への崩壊が促進される。脱結合剤の例としては、限定されないが、米国特許第4,432,833号、米国特許第4,425,186号、及び米国特許第5,776,308号に開示されたものが挙げられ、それらのすべては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。脱結合剤処理セルロースパルプの一例は、FFLE+である。ウェットレイドシートの形成前にパルプスラリーに添加することができる、セルロース用の可塑剤も、パルプを軟化するために使用することができるが、それらは、脱結合剤と異なる機構で作用する。可塑剤は、繊維内で、セルロース分子に作用して、非晶質領域を可撓性にするか、又は軟化する。得られる繊維は、柔軟と特性評価される。可塑化繊維は剛性を欠くので、この粉砕パルプは、可塑剤で処理されない繊維と比較して高密度化することがより容易である。可塑剤としては、グリセロール等の多価アルコール、ポリエチレングリコール等の低分子量ポリグリコール、及びポリヒドロキシ化合物を含むがこれらに限定されない。これらの及び他の可塑剤は、米国特許第4,098,996号、米国特許第5,547,541号、及び米国特許第4,731,269号に記載及び例示されており、それらのすべては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。例であり限定されないが、可塑剤は、ポリエチレングリコール100(PEG 100)、ポリエチレングリコール200(PEG 200)、ポリエチレングリコール300(PEG 300)、又はポリエチレングリコール400(PEG 400)であってもよい。アンモニア、尿素及びアルキルアミンも、セルロースを主として含む木材製品を可塑化すると知られている(A. J. Stamm、Forest Products Journal 5(6):413頁、1955年、その全体が参照により本明細書に組み込まれる)。
本開示の主題の特定の実施形態において、以下のセルロース:GP 4723、Leaf River社製の完全処理パルプ、ユーカリパルプ(Suzano社、未処理)、又はこれらの組合せが使用される。
本開示の不織布材料はセルロース繊維を含むことができる。ある実施形態において、不織布材料の1つ又は複数の層は、約5gsm~約150gsm、約5gsm~約100gsm又は約10gsm~約50gsmのセルロース繊維を含むことができる。特定の実施形態において、1つ又は複数の層は、約20gsm、約21gsm、約21.36gsm、約30gsm、約40gsm、約50gsm、約60gsm、約62gsm、約70gsm又は約71gsmのセルロース繊維を含むことができる。
合成繊維
セルロース繊維の使用に加えて、本開示の主題はまた、合成繊維の使用も企図する。一実施形態において、合成繊維は、二成分及び/又は一成分繊維を含む。コア及びシースを有する二成分繊維は、当業界で公知である。多くの種類、特にエアレイド技法での使用のために製造されたものが、不織布材料の製作で使用される。本開示の主題における使用に適した様々な二成分繊維が、米国特許第5,372,885号及び米国特許第5,456,982号に開示されており、これらの両方は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。二成分繊維製造業者の例としては、Trevira社(Bobingen、Germany)、Fiber Innovation Technologies社(Johnson City、TN)及びES Fiber Visions社(Athens。GA)を含むがこれらに限定されない。
二成分繊維は、それらのコア及びシース成分として様々なポリマーを組み込むことができる。PE(ポリエチレン)又は変性PEシースを有する二成分繊維は、典型的にはPET(ポリエチレンテレフタレート)又はPP(ポリプロピレン)コアを有する。一実施形態において、二成分繊維は、ポリエステルから作られたコア及びポリエチレンから作られたシースを有する。別の実施形態において、二成分繊維は、ポリプロピレンから作られたコア及びポリエチレンから作られたシースを有する。
二成分繊維のデニールは、好ましくは約1.0dpf~約4.0dpf、より好ましくは約1.5dpf~約2.5dpfの範囲である。二成分繊維の長さは、約3mm~約36mm、好ましくは約3mm~約12mm、より好ましくは約3mm~約10mmであってもよい。特定の実施形態において、二成分繊維の長さは、約4mm~約8mm、又は約6mmである。特定の実施形態において、二成分繊維は、ポリエステルコアと無水マレイン酸で変性されたポリエチレンシースとを含むTrevira社 T255である。T255は、様々なデニール、切断長さ及びコアシースの構成で製造されており、好ましい構成は、約1.7dpf~2.0dpfのデニール及び約4mm~12mmの切断長さ及び同心コアシースの構成を有する。具体的な実施形態において、二成分繊維はTrevira社 1661、T255、2.0dpf及び6mmの長さである。
二成分繊維は、典型的には、溶融紡糸によって商業的に作製される。この手順において、各溶融ポリマーは、ダイ、例えば、紡糸口金を通して押し出され、その後、溶融ポリマーを引張って、それを紡糸口金の面から取り出す。これに、周囲の流体媒体、例えば冷却空気への伝熱によるポリマーの固化、次には固体のフィラメントの巻取りが続く。溶融紡糸後の更なる工程の非限定的な例としては、高温延伸又は冷延伸、熱処理、捲縮及び切断も挙げることができる。この全体的な製作プロセスは、一般に最初にフィラメントの紡糸及び多数のフィラメントを含むトウへのそれらの集束を伴う不連続2工程プロセスとして行われる。紡糸工程中に、溶融ポリマーが紡糸口金の面から引き離されるときに、フィラメントのいくらかの延伸がまさに起こり、これはまたドローダウンとも呼ばれ得る。これに第2の工程が続き、ここで、紡糸された繊維は、延伸又は伸張されて、分子整列及び結晶性を増加させ、個別のフィラメントに増強された強度及び他の物理的特性を与える。その後の工程は、熱固定、捲縮及び繊維へのフィラメントの切断を含むことができるが、これらに限定されない。延伸又は伸張工程は、コア及びシースが含まれる材料並びに延伸又は伸張プロセス中に用いられる条件に依存して、二成分繊維のコア、二成分繊維のシース、又は二成分繊維のコアとシースの両方の延伸を伴い得る。
二成分繊維は、紡糸及び延伸が連続プロセスで行われる連続プロセスで形成することもできる。繊維製作プロセスの間に、プロセス中の様々なその後の工程で、溶融紡糸工程後の繊維に様々な材料を添加することが望ましい。これらの材料は、「仕上げ」と称することができ、活性剤、例えば、潤滑剤及び帯電防止剤を含むがこれらに限定されない。仕上げは、典型的には水性系溶液又は乳剤によって供給される。仕上げは、例えば、エアレイド又はウェットレイドプロセスにおいて、二成分繊維の製作と、繊維の使用者の両方のための望ましい特性を与えることができる。
多数の他のプロセスが、紡糸及び延伸工程の前、間及び後に含まれ、米国特許第4,950,541号、米国特許第5,082,899号、米国特許第5,126,199号、米国特許第5,372,885号、米国特許第5,456,982号、米国特許第5,705,565号、米国特許第2,861,319号、米国特許第2,931,091号、米国特許第2,989,798号、米国特許第3,038,235号、米国特許第3,081,490号、米国特許第3,117,362号、米国特許第3,121,254号、米国特許第3,188,689号、米国特許第3,237,245号、米国特許第3,249,669号、米国特許第3,457,342号、米国特許第3,466,703号、米国特許第3,469,279号、米国特許第3,500,498号、米国特許第3,585,685号、米国特許第3,163,170号、米国特許第3,692,423号、米国特許第3,716,317号、米国特許第3,778,208号、米国特許第3,787,162号、米国特許第3,814,561号、米国特許第3,963,406号、米国特許第3,992,499号、米国特許第4,052,146号、米国特許第4,251,200号、米国特許第4,350,006号、米国特許第4,370,114号、米国特許第4,406,850号、米国特許第4,445,833号、米国特許第4,717,325号、米国特許第4,743,189号、米国特許第5,162,074号、米国特許第5,256,050号、米国特許第5,505,889号、米国特許第5,582,913号、及び米国特許第6,670,035号に開示されており、これらのすべては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示の主題はまた、様々な程度の延伸又は伸張によって部分延伸される二成分繊維、高度延伸二成分繊維、及びこれらの混合物も含む物品を含むことができるが、これらに限定されない。これらは、Trevira社 T255(Bobingen、Germany)等のポリエチレンシースを特異的に含む様々なシース材料を有する高延伸されたポリエステルコア二成分繊維、又はES FiberVisions社 AL-Adhesion-C(Varde, 、Denmark)等のポリエチレンシースを特異的に含む様々なシース材料を有する高延伸されたポリプロピレンコア二成分繊維を含むことができるが、これらに限定されない。更に、ポリブチレンテレフタレート(PBT)でできたコアを有する部分延伸コアとポリエチレンでできたシースとを有するTrevira社 T265 二成分繊維(Bobingen、Germany)を使用することができる。同じ構造体における部分延伸と高延伸の二成分繊維両方の使用は、それらが構造体中に組み込まれる仕方に基づいて具体的な物理的及び性能の性質を満たすように活用することができる。
本開示の主題の二成分繊維は、いずれの部分延伸コア二成分繊維も伸び及び強度に関して増強された性能を与えることができるので、コア又はシースのいずれかについて範囲が任意の特定のポリマーに限定されるわけではない。部分延伸二成分繊維が延伸される程度は、異なる延伸度が性能の異なる増強をもたらすので、範囲は限定されない。部分延伸二成分繊維の範囲は、同心、偏心、並列、海島、パイ分割及び他の変形を含むがこれらに限定されない様々なコアシース構成を有する繊維を包含する。全繊維のコア及びシース成分の相対質量パーセントは、変えることができる。加えて、本主題の範囲は、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン及び他の溶融紡糸可能なポリマー等の部分延伸ホモポリマーの使用に及ぶ。本主題の範囲はまた、繊維構造体の部分として3種以上のポリマーを有し得る多成分繊維に及ぶ。
特定の実施形態において、二成分繊維は、約0.5dtex~約20dtexの範囲の低dtexステープル二成分繊維である。ある実施形態において、dtex値は、約1.3dtex~約15dtex、約1.5dtex~約10dtex、約1.7dtex~約6.7dtex、又は約2.2dtex~約5.7dtexの範囲であってもよい。ある実施形態において、dtex値は、約1.3dtex、約1.5dtex、約1.7dtex、約2.2dtex、約3.3dtex、約5.7dtex、約6.7dtex、又は約10dtexであってもよい。ある実施形態において、二成分繊維はウェブを形成するステープル繊維である。
繊維として又は二成分結合剤繊維として様々な実施形態における使用に適した他の合成繊維としては、例としてであって限定としてではなく、アクリル、ポリアミド(ナイロン6、ナイロン6/6、ナイロン12、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸を含むがこれらに限定されない)、ポリアミン、ポリイミド、ポリアクリル酸(ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、メタクリル酸及びアクリル酸のエステルを含むがこれらに限定されない)、ポリカーボネート(ポリビスフェノールAカーボネート、ポリプロピレンカーボネートを含むがこれらに限定されない)、ポリジエン(ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリノルボルネンを含むがこれらに限定されない)、ポリエポキシド、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリカプロラクトン、ポリグリコリド、ポリラクチド、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバレレート、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリプロピレンスクシネートを含むがこれらに限定されない)、ポリエーテル(ポリエチレングリコール(ポリエチレンオキシド)、ポリブチレングリコール、ポリプロピレンオキシド、ポリオキシメチレン(パラホルムアルデヒド)、ポリテトラメチレンエーテル(ポリテトラヒドロフラン)、ポリエピクロロヒドリンを含むがこれらに限定されない)、ポリフルオロカーボン、ホルムアルデヒドポリマー(尿素-ホルムアルデヒド、メラミン-ホルムアルデヒド、フェノールホルムアルデヒドを含むがこれらに限定されない)、天然ポリマー(セルロース質、キトサン、リグニン、ワックスを含むがこれらに限定されない)、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリブテン、ポリオクテンを含むがこれらに限定されない)、ポリフェニレン(ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテルスルホンを含むがこれらに限定されない)、シリコン含有ポリマー(ポリジメチルシロキサン、ポリカルボメチルシランを含むがこれらに限定されない)、ポリウレタン、ポリビニル(ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールのエステル及びエーテル、ポリビニルアセテート、ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリメチルビニルエーテル、ポリエチルビニルエーテル、ポリビニルメチルケトンを含むがこれらに限定されない)、ポリアセタール、ポリアリレート、及びコポリマー(ポリエチレン-co-ビニルアセテート、ポリエチレン-co-アクリル酸、ポリブチレンテレフタレート-co-ポリエチレンテレフタレート、ポリラウリルラクタム-block-ポリテトラヒドロフランを含むがこれらに限定されない)、ポリブチレンスクシネート、並びにポリ乳酸系ポリマーを含む様々なポリマーから製造される繊維を含むが、これらに限定されない。
具体的な実施形態において、合成繊維層は、約2~約20dtexの範囲の高dtexステープル繊維を含む。ある実施形態において、dtex値は、約2dtex~約15dtex、又は約2dtex~約10dtexの範囲であってもよい。特定の実施形態において、繊維は、約6.7dtexのdtex値を有することができる。
他の具体的な実施形態において、合成層は合成フィラメントを含む。合成フィラメントは、紡糸及び/又は押出しプロセスによって形成することができる。例えば、このようなプロセスは、溶融紡糸プロセスに関して上に記載された方法と同様であってもよい。合成フィラメントは1種又は複数の連続ストランドを含み得る。ある実施形態において、合成フィラメントはポリプロピレンを含むことができる。
本開示の主題の特定の実施形態において、以下の合成繊維が使用される:Trevira社 Type 255、6.7dtex、6mm、PE/PET;Trevira社 Type 245、6.7dtex、3mm;Trevira社 PE/PET 70%コア、1.7dtex、6mm;Trevira社 PE/PET 30%コア、l.5dtex、6mm;又はこれらの組合せ。
本開示の不織布材料は合成繊維を含むことができる。ある実施形態において、不織布材料の1つ又は複数の層は、約1gsm~約40gsm、約5gsm~約30gsm、又は約10gsm~約25gsmの合成繊維を含むことができる。特定の実施形態において、不織布材料の1つ又は複数の層は、約6gsm、約6.28gsm、約8gsm、約10gsm、約25gsm、約26gsm、約26.34gsm、又は約27gsmの合成繊維を含むことができる。
結合剤
ある実施形態において、本明細書に記載の不織布材料は結合剤を含むことができる。適切な結合剤は、液体結合剤及び粉末結着剤を含むがこれらに限定されない。液体結合剤の非限定的な例としては、結合剤の乳剤、溶液又は懸濁液が挙げられる。結合剤の非限定的な例としては、ポリエチレン粉末、コポリマー結合剤、酢酸ビニルエチレン結合剤、スチレン-ブタジエン結合剤、ウレタン、ウレタン系結合剤、アクリル結合剤、熱可塑性結合剤、天然ポリマー系結合剤、及びこれらの混合物が挙げられる。
適切な結合剤としては、コポリマー、Wacker社 Vinnapas 192、Wacker社 Vinnapas EF 539、Wacker社 Vinnapas EP907、Wacker社 Vinnapas EP129, Celanese社 Duroset El30、Celanese社 Dur-O-Set Elite 130 25-1813、及びCelanese社 Dur-O-Set TX-849, Celanese社 75-524A等の安定剤を有し得る酢酸ビニルエチレン(「VAE」)コポリマー、Wacker社 Vinac 911等のポリビニルアルコール-ポリ酢酸ビニルブレンド、酢酸ビニルホモポリマー、BASF社 Luredur等のポリビニルアミン、アクリル樹脂、陽イオン性アクリルアミド、Bercon Berstrength 5040及びBercon Berstrength 5150等のポリアクリルアミド、ヒドロキシエチルセルロース、National Starch社 CATO RTM 232、National Starch社 CATO RTM 255、National Starch社 Optibond、National Starch社 Optipro又はNational Starch社 OptiPLUS等のデンプン、グアーガム、スチレン-ブタジエン、ウレタン、ウレタン系結合剤、熱可塑性結合剤、アクリル結合剤、並びにHercules社 Aqualon CMC等のカルボキシメチルセルロースを含むがこれらに限定されない。ある実施形態において、結合剤は天然ポリマー系結合剤である。天然ポリマー系結合剤の非限定的な例としては、デンプン、セルロース、キチン及び他の多糖類に由来するポリマーが挙げられる。
ある実施形態において、結合剤は水溶性である。一実施形態において、結合剤は酢酸ビニルエチレンコポリマーである。そのようなコポリマーの1つの非限定的な例はEP907(Wacker Chemicals社、Munich、Germany)である。Vinnapas EP907は、陰イオン界面活性剤である約0.75質量%のAerosol OT(Cytec Industries社、West Paterson、N.J.)を組み込んで約10%固体の水準で適用することができる。スチレン-ブタジエン及びアクリル結合剤等の他のクラスの液体結合剤も使用することができる。ある実施形態において、Vinnapas 192は、約0.08質量%のAerosol OT 75(Cytec Industries社、West Paterson、N.J.)を組み込んで約15%の水準で適用することができる。
ある実施形態において、結合剤は水溶性ではない。これらの結合剤の例としては、限定されないが、Vinnapas 124及び192(Wacker社)が挙げられ、これらは、乳剤中に分散された二酸化チタンを含むがこれらに限定されない乳白剤及び漂白剤を有することができる。他の結合剤としては、Celanese Emulsions社(Bridgewater、N.J.)Elite 22及びElite 33を含むがこれらに限定されない。
ある実施形態において、結合剤は熱可塑性結合剤である。そのような熱可塑性結合剤としては、セルロース繊維を大きくは損なわない温度で溶融させることができる任意の熱可塑性ポリマーを含むがこれらに限定されない。好ましくは、熱可塑性結合材料の融点は、約175℃未満である。適当な熱可塑性材料の例としては、熱可塑性結合剤及び熱可塑性粉末の懸濁液を含むがこれらに限定されない。特定の実施形態において、熱可塑性結合材料は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル及び/又はポリ塩化ビニリデンであってもよい。
特定の実施形態において、酢酸ビニルエチレン結合剤は非架橋性である。一実施形態において、酢酸ビニルエチレン結合剤は架橋性である。ある実施形態において、結合剤は、HB Fuller社により供給されるWD4047ウレタン系結合剤溶液である。一実施形態において、結合剤は、Michelman社により供給されるエチレンアクリル酸(「EAA」)のMichem Prime 4983-45N分散体である。ある実施形態において、結合剤は、Celanese Emulsions社(Bridgewater、N.J.)によって供給されるVAE結合剤のDur-O-Set Elite 22LV乳剤である。上で述べたように、特定の実施形態において、結合剤は架橋性である。架橋性結合剤は、恒久的湿潤強度結合剤としても公知であることも理解される。恒久的湿潤強度結合剤としては、Kymene(登録商標)(Hercules Inc.社、Wilmington、Del.)、Parez(登録商標)(American Cyanamid Company社、Wayne、N.J.)、Wacker社 Vinnapas又はAF192(Wacker Chemie AG社、Munich、Germany)等を含むが、これらに限定されない。様々な恒久的湿潤強度剤が、米国特許第2,345,543号、米国特許第2,926,116号、及び米国特許第2,926,154号に記載されており、これらの開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。他の恒久的湿潤強度結合剤としては、ポリアミン-エピクロロヒドリン、ポリアミドエピクロロヒドリン、又はポリアミド-アミンエピクロロヒドリン樹脂を含むが、これらに限定されず、これらは集合的に「PAE樹脂」と称される。非限定的な例示の恒久的湿潤強度結合剤は、Kymene 557H又はKymene 557LX(Hercules Inc.社、Wilmington、Del.)を含み、米国特許第3,700,623号及び米国特許第3,772,076号に記載され、これらは、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
代替として、ある実施形態において、結合剤は一時的湿潤強度結合剤である。一時的湿潤強度結合剤は、Hercobond(登録商標)(Hercules Inc.社、Wilmington、Del.)、Parez(登録商標) 750(American Cyanamid Company社、Wayne、N.J.)、Parez(登録商標) 745(American Cyanamid Company社、Wayne、N.J.)等を含むが、これらに限定されない。他の適切な一時的湿潤強度結合剤としては、ジアルデヒドデンプン、ポリエチレンイミン、マンノガラクタンガム、グリオキサール及びジアルデヒドマンノガラクタンを含むが、これらに限定されない。他の適切な一時的湿潤強度剤は、米国特許第3,556,932号、米国特許第5,466,337号、米国特許第3,556,933号、米国特許第4,605,702号、米国特許第4,603,176号、米国特許第5,935,383号及び米国特許第6,017,417号に記載され、これらのすべては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示の主題の特定の実施形態において、以下の結合剤が使用される:0.20gsmの界面活性剤Aerosol OT 75(Cytec Industries社)を含むVinnapas 192(Wacker社)、又は0.8%の界面活性剤Aerosol OT 75(Cytec Industries社)を含むVinnapas 192(Wacker社)。
ある実施形態において、結合剤は、約1gsm~約10gsm、約1gsm~約8gsm、約1gsm~約5gsm、約1gsm~約4gsm、約5gsm~約10gsm、約2gsm~約5gsm、又は約2gsm~約3gsmの範囲の量で乳剤として適用することができる。特定の実施形態において、結合剤は、約1gsm、約2gsm、約3gsm、約4gsm、約5gsm、約6gsm、又は約6.02gsmの量で乳剤として適用することができる。結合剤は、繊維質層の1つの面、好ましくは外部に面する層に適用することができる。代替として、結合剤は、層の両面に同等の又は不均化した量で適用することができる。ある実施形態において、結合剤は、不織布材料の少なくとも1つの外側表面に適用することができる。特定の実施形態において、結合剤は、不織布材料の少なくとも2つの外側表面に適用することができる。
他の添加剤
本開示の主題の材料は、他の添加剤を含むこともできる。例えば、材料は超吸収性ポリマー(SAP)を含むことができる。本開示の主題で使用されてもよい超吸収性ポリマーのタイプは、粉末、不揃いの顆粒、球形粒子、ステープル繊維及び他の細長い粒子等のタイプの粒状形態のSAPを含むが、これらに限定されない。米国特許第5,147,343号、米国特許第5,378,528号、米国特許第5,795,439号、米国特許第5,807,916号、米国特許第5,849,211号、及び米国特許第6,403,857号は、その全体が参照により本明細書によって組み込まれ、様々な超吸収性ポリマー及び超吸収性ポリマーを製造する方法が記載されている。超吸収性ポリマー形成系の一例は、アクリル酸の金属塩と、アクリルアミド又は2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸等の他のモノマーとの架橋アクリルコポリマーである。多くの慣用の顆粒超吸収性ポリマーは、重合中に当業界で周知のいくつかの多官能性コモノマー架橋剤のいずれかと架橋されたポリ(アクリル酸)に基づく。多官能性架橋剤の例は、米国特許第2,929,154号、米国特許第3,224,986号、米国特許第3,332,909号、及び米国特許第4,076,673号に述べられており、これらは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。例えば、架橋カルボキシル化高分子電解質を、超吸収性ポリマーを形成するために使用することができる。他の水溶性高分子電解質ポリマーが、架橋による超吸収剤の調製に有用であることは公知であり、これらのポリマーとしては、カルボキシメチルデンプン、カルボキシメチルセルロース、キトサン塩、ゼラチン塩等が挙げられる。しかしながら、それらは、主としてそれらの比較的高いコストのために使い捨て吸収性物品の吸収性を増強するために一般に商業的規模では使用されない。本主題の実施に有用な超吸収性ポリマー顆粒は、いくつかの製造業者、例えば、BASF社、Dow Chemical社(Midland、Mich.)、Stockhausen社(Greensboro、N.C.)、Chemdal社(Arlington Heights、Ill.)、及びEvonik社(Essen、Germany)から市販されている。SAPの非限定的な例としては、表面架橋アクリル酸系粉末、例えば、Stockhausen社 9350又はSX70、BASF社 Hysorb Fem 33、BASF社 HySorb FEM 33N、又はEvonik社 Favor SXM 7900が挙げられる。
本開示の主題の特定の実施形態において、以下の添加剤:Evonik社 Favor SXM 7900が使用される。
ある実施形態において、他の添加剤は、構造体の総質量に対して約5%~約50%の範囲の量で層中に使用することができる。ある実施形態において、他の添加剤の含有率は、構造体の総質量に対して約0%から約30%、約0%から約15%、約5%から約25%、約5%から約15%、又は約10%から約20%の間にある。特定の実施形態において、他の添加剤の含有率は、構造体の総質量に対して約0%、約2%、約5%、約8%、約10%、約15%、約20%、約25%又は約30%であってもよい。ある実施形態において、層中の添加剤の量は、約5gsm~約50gsm、約5gsm~約25gsm、約10gsm~約50gsm、又は約12gsm~約40gsm、又は約15gsm~約25gsmの範囲であってもよい。特定の実施形態において、他の添加剤の量は、約10gsmの量で層中に使用することができる。例えば、ある実施形態において、不織布材料は、約10gsmの量でSAPを含むことができる。
不織布材料
本開示の主題は、流出を減少させた不織布材料を提供する。そのような不織布材料は、少なくとも1つの表面に三次元パターンを含むことができる。本明細書において具現されるように、不織布材料は少なくとも1層、少なくとも2層、又は少なくとも3層を含むことができる。ある実施形態において、不織布材料は4層以上を含むことができる。特定の実施形態において、不織布材料は2層又は3層を含む。本明細書において更に具現されるように、不織布材料はエアレイド材料であってもよい。特定の実施形態において、不織布材料は液体捕集及び一時的貯蔵用;液体捕集、分配及び恒久的貯蔵用;又は液体分配及び恒久的貯蔵用の吸収性構造体にすることができる。
本開示の不織布材料は、液体捕集及び一時的貯蔵のための吸収性構造体であってもよい。ある実施形態において、不織布材料は少なくとも1層を有することができる。少なくとも1層は、セルロース繊維、合成繊維、又はこれらの組合せを含むことができる。ある実施形態において、不織布材料は少なくとも2層を有することができる。そのような実施形態において、不織布材料は、合成繊維、例えば、二成分繊維、一成分繊維、ステープル繊維、カーディングプロセスにおいて事前作製された繊維質ウェブを形成するステープル繊維等の結合合成繊維を含む少なくとも1層を含むことができる。不織布材料は、合成繊維、例えば、偏心二成分繊維、一成分繊維、カーディングプロセスにおいて事前作製された繊維質ウェブを形成するステープル繊維等の結合合成繊維を含む追加の層を更に含むことができる。特定の実施形態において、少なくとも1層は、セルロース質繊維、例えば、軟材又は硬材の繊維を更に含むことができる。ある実施形態において、少なくとも1層は、合成繊維、例えば二成分又は一成分合成繊維を含み、結合剤を用いて結合することができる。結合剤は、例えば結合剤乳剤を噴霧及び乾燥することによって適用することができる。不織布材料は、不織布材料の少なくとも1つの表面に三次元パターンを更に含むことができる。ある実施形態において、不織布材料は、最下面又は下側面に三次元パターンを含むことができる。代替実施形態において、不織布材料は、上側面又は最上面に三次元パターンを含むことができる。
本開示の不織布材料は、液体捕集、分配及び恒久的貯蔵のための吸収性構造体にすることができる。ある実施形態において、不織布材料は少なくとも1層を有することができる。少なくとも1層は、セルロース繊維、合成繊維、又はこれらの組合せを含むことができる。ある実施形態において、不織布材料は少なくとも2層を有することができる。そのような実施形態において、不織布材料は、例えば、偏心二成分繊維、一成分繊維、カーディングプロセスにおいて事前作製された繊維質ウェブを形成するステープル繊維等の結合合成繊維を含む少なくとも1層を含むことができる。ある実施形態において、不織布材料は、セルロース質繊維、例えば、軟材又は硬材繊維を含む少なくとも1層を更に含むことができる。特定の実施形態において、不織布材料の少なくとも1層は、ユーカリ繊維等の15mg/100m未満の粗度を有する木材繊維を含む。そのような実施形態において、セルロース質繊維を含む層は、不織布材料の下側層又は最下層であってもよい。特定の実施形態において、不織布材料は、セルロース質繊維、例えば、軟材又は硬材の繊維を含む下側層又は最下層を含むことができる。特定の実施形態において、不織布材料は、ユーカリ繊維等の約15mg/100m未満の粗度を有する木材繊維を含む下側層又は最下層を含むことができる。セルロース質繊維を含む少なくとも1層は、合成繊維を更に含むことができ、結合剤を用いて結合することができる。結合剤は、例えば結合剤乳剤の噴霧及び乾燥によって適用することができる。ある実施形態において、不織布材料は、最下面又は下側面に三次元パターンを含むことができる。代替実施形態において、不織布材料は、上側面又は最上面に三次元パターンを含むことができる。そのような不織布材料は、層間に配置された中間層を更に含むことができる。ある実施形態において、中間層はセルロース質繊維を含むことができる。特定の実施形態において、中間層は、二成分繊維と結合したセルロース質繊維を含むことができる。そのような中間層は1つ又は複数の添加剤を更に含むことができる。ある実施形態において、1つ又は複数の添加剤は、超吸収性粒子(SAP)を顆粒又は繊維の形態で含むことができる。超吸収性粒子(SAP)は、セルロース質繊維及び/又は合成繊維とブレンドすることができ、又は、それらは、不織布構造体の他の層の間に配置された1つ又は複数の層を形成することができる。
本開示の不織布材料は、液体分配及び恒久的貯蔵のための吸収性構造体にすることができる。ある実施形態において、不織布材料は少なくとも1層を有することができる。不織布材料は、二成分繊維と結合したセルロース質繊維を含む少なくとも1層を含むことができる。不織布構造体の少なくとも1つの表面は、結合剤を用いて結合することができる。特定の実施形態において、不織布構造体の少なくとも2つの面は、結合剤を用いて結合することができる。結合剤は、例えば結合剤乳剤の噴霧及び乾燥によって適用することができる。ある実施形態において、不織布材料は1つ又は複数の添加剤を更に含むことができる。ある実施形態において、1つ又は複数の添加剤は、超吸収性粒子(SAP)を顆粒又は繊維の形態で含むことができる。超吸収性粒子(SAP)は、セルロース質繊維及び/又は合成繊維とブレンドすることができ、又は、それらは、不織布構造体の他の層の間に配置された1つ又は複数の層を形成することができる。ある実施形態において、不織布材料は、最下面又は下側面に三次元パターンを含むことができる。代替実施形態において、不織布材料は、上側面又は最上面に三次元パターンを含むことができる。
ある実施形態において、不織布材料は、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて被覆することができる。結合剤が層の一部と化学的に結合する必要はないが、層の通常の取扱い中に層から移動しないように、コーティング、接着、沈殿又は任意の他の機構によって層と近接して会合したままであることが好ましい。便宜のために、上で論じられた層と結合剤との間の会合は、結合と称することができ、化合物は層に結合されると言うことができる。存在する場合、結合剤は、約1gsm~約15gsm、又は約2gsm~約10gsm、又は約2gsm~約8gsm、又は約3gsm~約5gsmの範囲の量で適用することができる。結合剤は、繊維質層の1つの面、好ましくは外部に面する層に適用することができる。ある実施形態において、結合剤は、不織布材料の少なくとも1つの外側表面に適用することができる。
特定の実施形態において、不織布材料は少なくとも2層を含み、各層は特定の繊維質含有率を含む。特定の実施形態において、不織布材料は2層状の不織布構造体であってもよい。不織布材料は、合成繊維層、並びにセルロース質繊維及び合成繊維を含むブレンド層を含むことができる。第1の層は二成分繊維等の合成繊維を含むことができる。特定の実施形態において、第1の層は偏心二成分繊維を含むことができる。第2の層は第1の層に隣接して配置することができる。第2の層は、セルロース質繊維及び合成繊維のブレンドを含むことができる。特定の実施形態において、第2の層は、セルロース質繊維及び二成分繊維のブレンドを含むことができる。第2の層は、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて結合することができる。
特定の実施形態において、不織布材料は少なくとも3層を含み、各層は特定の繊維質含有率を含む。特定の実施形態において、不織布材料は3層状の不織布構造体であってもよい。不織布材料は、合成繊維層、並びにセルロース質繊維及び二成分繊維のブレンドを含む少なくとも1層を含むことができる。ある実施形態において、少なくとも1層は、ユーカリ繊維を含むセルロース質繊維を含む。第1の層は、二成分繊維等の合成繊維を含むことができる。特定の実施形態において、第1の層は偏心二成分繊維を含むことができる。第2及び第3の層は、セルロース質繊維及び合成繊維のブレンドを含むことができる。特定の実施形態において、第2及び第3の層は、セルロース質繊維及び二成分繊維のブレンドを含むことができる。ある実施形態において、第3の層のセルロース質繊維は、ユーカリ繊維等の約15mg/100m未満の粗度を有する木材繊維を含むことができる。第3の層は、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて結合することができる。
特定の実施形態において、不織布材料は少なくとも3層を含み、各層は特定の繊維質含有率を含む。特定の実施形態において、不織布材料は3層状の不織布構造体であってもよい。不織布材料は、合成繊維層、並びにセルロース質繊維及び二成分繊維のブレンドを含む少なくとも1層を含むことができる。ある実施形態において、不織布材料は、超吸収性ポリマー(SAP)等の1種又は複数の添加剤を更に含むことができる。第1の層は、二成分繊維等の合成繊維を含むことができる。特定の実施形態において、第1の層は偏心二成分繊維を含むことができる。第2及び第3の層は、セルロース質繊維及び合成繊維のブレンドを含むことができる。特定の実施形態において、第2及び第3の層は、セルロース質繊維及び二成分繊維のブレンドを含むことができる。ある実施形態において、第3の層のセルロース質繊維は、ユーカリ繊維等の約15mg/100m未満の粗度を有する木材繊維を含むことができる。第3の層は、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて結合することができる。ある実施形態において、不織布材料は、第2及び第3の層の間に配置された1種又は複数の添加剤の層を更に含むことができる。特定の実施形態において、1種又は複数の添加剤は、超吸収性ポリマー(SAP)を含むことができる。
本開示の不織布材料は少なくとも2層又は少なくとも3層を含むことができ、各層は特定の繊維質含有率を含む。ある実施形態において、第1の層は、約5gsm~約60gsm、約10gsm~約50gsm、又は約15gsm~約30gsmの量の合成繊維を含むことができる。特定の実施形態において、第1の層は、約20gsm、約25gsm、約26gsm。又は約26.34gsmの量の合成繊維を含むことができる。ある実施形態において、第2の層は、セルロース質繊維及び二成分繊維のブレンドを含むことができる。セルロース質繊維は、第2の層において約10gsm~約90gsm、約15gsm~約80gsm、又は約50gsm~約75gsmの量で存在することができる。特定の実施形態において、第1の層は、約20gsm、約21gsm、約25gsm、約50gsm、約62gsm、又は約71gsmのセルロース繊維を含むことができる。合成繊維は、第2の層において約1gsm~約50gsm、約5gsm~約35gsm、又は約5gsm~約30gsmの量で存在することができる。特定の実施形態において、第1の層は約5gsm、約6gsm、約15gsm、約20gsm、又は約27gsmの合成繊維を含むことができる。ある実施形態において、第3の層は、セルロース質繊維及び二成分繊維のブレンドを含むことができる。セルロース質繊維は、第3の層において約10gsm~約90gsm、約15gsm~約80gsm、又は約50gsm~約75gsmの量で存在することができる。特定の実施形態において、第1の層は、約20gsm、約21gsm、約25gsm、約50gsm、約62gsm、又は約71gsmのセルロース繊維を含むことができる。合成繊維は、第3の層において約1gsm~約50gsm、約5gsm~約35gsm、又は約5gsm~約30gsmの量で存在することができる。特定の実施形態において、第1の層は、約5gsm、約6gsm、約8gsm、約15gsm、約20gsm、又は約27gsmの合成繊維を含むことができる。
特定の実施形態において、不織布材料は、例えば第2及び第3の層の間に配置された、超吸収性ポリマー(SAP)等の1種又は複数の添加剤を含むことができる。例えば、限定するためではないが、1種又は複数の添加剤は、約5gsm~約30gsm、約15gsm~約25gsm、又は約10gsm~約20gsmの量で存在することができる。ある実施形態において、不織布材料は、第2及び第3の層の間に配置された約10gsmの超吸収性ポリマー(SAP)を含むことができる。
全体として、不織布材料の層は、約5gsm~約250gsm、又は約30gsm~約200gsm、又は約50gsm~約150gsm、又は約50gsm~約65gsmの坪量を有することができる。特定の実施形態において、不織布材料の層は、約10gsm、約20gsm、約30gsm、約40gsm、約60gsm、約80gsm、約200gsm、又は約210gsmの坪量を有することができる。
不織布材料の微細構造の特色
本開示の不織布材料は三次元の表面微細構造を有することができる。例えば、限定するためではないが、不織布材料は少なくとも1つの表面をパターン化することができる。ある実施形態において、不織布材料は上側面又は最上面をパターン化することができる。ある実施形態において、不織布材料は、下側面又は最下面をパターン化することができる。特定の実施形態において、不織布材料は少なくとも2つの表面をパターン化することができる。パターニングは「尾根」及び「谷」を含むことができる。ある実施形態において、尾根及び谷は互い違いにすることができる。ある実施形態において、尾根は横断方向(CD)に走らせることができる。代替実施形態において、尾根は縦断方向(MD)に走らせることができる。尾根は、パターンの谷に対して高い坪量を含むことができる。したがって、パターンは、低い坪量及び高い坪量の不織布材料の領域を含むことができ、様々な形状の圧痕を形成することができる。例えば、限定するためではないが、パターンは、様々な方向の連続線又は点線の形状、様々な寸法のドット等を含むことができる。パターンの谷は、約1mm~約2.5mm、約1mm~約2mm、又は約1.3mmの幅であってもよい。ある実施形態において、谷は、少なくとも約2.5mm、少なくとも約2mm、少なくとも約1.3mm、又は少なくとも約1mmの幅であってもよい。パターンの尾根は、約2mm~約4mm、約2.1mm~約2.8mm、又は約2.6mmの幅であってもよい。ある実施形態において、尾根は、少なくとも約4mm、少なくとも約2.8mm、少なくとも約2.6mm、少なくとも約2.1mm、又は少なくとも約2mmの幅であってもよい。特定の実施形態において、不織布材料は図1Aに示すような三次元パターンを含むことができる。パターニングは、例えば、三次元微細構造を有する形成生地、例えば、形成生地の横断方向に走る尾根を含む形成生地によって与えることができる。パターン形成ワイヤーを用いて形成された不織布材料の例示のイメージ(例えば、Ribtech 84、Albany International社、Rochester、NH)を図5に示す。
本開示の不織布材料は有利には流出が少ない。そのような不織布材料はまた、適切な液体捕集、分配及び貯蔵の性質を有することができる。本開示の不織布材料は、その少なくとも1つの表面に三次元パターンを含むことができる。そのようなパターニングは、所望の液体捕集、分配及び貯蔵の性質を同時に可能にしつつ、不織布材料に低い流出特性を与えることができる。
本開示の不織布材料は低い流出を有することができる。そのような低い流出は、不織布材料の少なくとも1つの表面に三次元パターンによって、本開示の不織布材料に与えることができる。特異的に、本開示の不織布材料は、低いパーセント流出を有することができる。ある実施形態において、本開示の不織布材料は、約0%~約30%、約1%~約30%、約1%~約10%、又は約1%~約5%のパーセント流出を有することができる。特定の実施形態において、本開示の不織布材料は、約1%、約2%、約3%、約4%、約5%、約10%、又は約15%のパーセント流出を有することができる。ある実施形態において、本開示の不織布材料は、約20%未満、約15%未満、約10%未満、約5%未満、約4%未満、約3%未満、約2%未満、又は約1%未満のパーセント流出を有することができる。
特定の実施形態において、不織布材料は2層を含むことができる。第1の層は、偏心二成分繊維(例えば、Trevira社 Type 255、6.7dtex、6mm、PE/PET)等の合成繊維を含むことができる。例えば、第1の層は、約5gsm~約60gsm、約10gsm~約50gsm、又は約26.34gsmの偏心二成分繊維を含むことができる。第2の層は、セルロース質繊維(例えば、GP 4723、Leaf River社製の完全処理パルプ)と、二成分繊維(例えば、PET、Trevira社 Type 245、6.7dtex、3mm)等の合成繊維とのブレンドを含むことができる。例えば、第2の層は、約10gsm~約90gsm、約15gsm~約80gsm、又は約21.36gsmのセルロース質繊維、及び約1gsm~約50gsm、約5gsm~約35gsm、又は約6.28gsmの二成分繊維を含むことができる。第2の層の外表面は、乳剤の形態の結合剤(例えば、0.20gsmの界面活性剤Aerosol OT 75(Cytec Industries社)を含むVinnapas 192(Wacker社))を用いて被覆することができる。例えば、第2の層は、約1gsm~約10gsm、約1gsm~約8gsm、又は約6.02gsmの量の結合剤を用いて被覆することができる。第2の層はその外側表面の少なくとも一部をパターン化することができる。例えば、限定するためではないが、不織布材料の合計坪量は約60gsmであってもよい。
特定の実施形態において、不織布材料は3層を含むことができる。第1の層は、偏心二成分繊維(例えば、Trevira社 Type 255、6.7dtex、6mm、PE/PET)等の合成繊維を含むことができる。例えば、第1の層は、約50gsm~約60gsm、約10gsm~約50gsm、又は約25gsmの偏心二成分繊維を含むことができる。第2の層は、セルロース質繊維(例えば、GP 4723、Leaf River社製の完全処理パルプ)と二成分繊維(例えば、Trevira社 PE/PET 70%コア、l.7dtex、6mm)等の合成繊維とのブレンドを含むことができる。例えば、第2の層は、約10gsm~約90gsm、約15gsm~約80gsm、又は約71gsmのセルロース質繊維と、及び約1gsm~約50gsm、約5gsm~約35gsm、又は約27gsmの二成分繊維を含むことができる。第3の層は、セルロース質繊維(例えば、ユーカリパルプ、Suzano社、未処理)と、二成分繊維(例えば、Trevira社 PE/PET 30%コア、l.5dtex、6mm)等の合成繊維とのブレンドを含むことができる。例えば、第3の層は、約10gsm~約90gsm、約15gsm~約80gsm、又は約62gsmのセルロース質繊維、及び約1gsm~約50gsm、約5gsm~約35gsm、又は約8gsmの二成分繊維を含むことができる。第3の層の外表面は、乳剤の形態の結合剤(例えば、Vinnapas 192(Wacker社)+0.8%界面活性剤Aerosol OT 75(Cytec Industries社))を用いて被覆することができる。例えば、第3の層は、約1gsm~約10gsm、約1gsm~約8gsm、又は約5gsmの量の結合剤を用いて被覆することができる。第1の層は、その外側表面の少なくとも一部をパターン化することができる。例えば、限定するためではないが、不織布材料の合計坪量は約198gsmであってもよい。
特定の実施形態において、不織布材料は3層を有することができる。第1の層は偏心二成分繊維(例えば、Trevira社 Type 255、6.7dtex、6mm、PE/PET)等の合成繊維を含むことができる。例えば、第1の層は、約50gsm~約60gsm、約10gsm~約50gsm、又は約25gsmの偏心二成分繊維を含むことができる。第2の層は、セルロース質繊維(例えば、GP 4723、Leaf River社製の完全処理パルプ)と二成分繊維(例えば、Trevira社 PE/PET 70%コア、l.7dtex、6mm)等の合成繊維とのブレンドを含むことができる。例えば、第2の層は約10gsm~約90gsm、約15gsm~約80gsm、又は約71gsmのセルロース質繊維、及び約1gsm~約50gsm、約5gsm~約35gsm、又は約27gsmの二成分繊維を含むことができる。第3の層は、セルロース質繊維(例えば、ユーカリパルプ、Suzano社、未処理)と二成分繊維(例えば、Trevira社 PE/PET 30%コア、l.5dtex、6mm)等の合成繊維とのブレンドを含むことができる。例えば、第3の層は、約10gsm~約90gsm、約15gsm~約80gsm、又は約62gsmのセルロース質繊維、及び約1gsm~約50gsm、約5gsm~約35gsm、又は約8gsmの二成分繊維を含むことができる。第3の層の外表面は、乳剤の形態の結合剤(例えば、Vinnapas 192(Wacker社)+0.8%界面活性剤Aerosol OT 75(Cytec Industries社))を用いて被覆することができる。例えば、第3の層の外表面は、約1gsm~約10gsm、約1gsm~約8gsm、又は約5gsmの量の結合剤を用いて被覆することができる。第3の層は、その外側表面の少なくとも一部をパターン化することができる。例えば、限定するためではないが、不織布材料の合計坪量は約198gsmであってもよい。
特定の実施形態において、不織布材料は、3層及び1種又は複数の添加剤の層を含むことができる。第1の層は、偏心二成分繊維(例えば、Trevira社 Type 255、6.7dtex、6mm、PE/PET)等の合成繊維を含むことができる。例えば、第1の層は、約5gsm~約60gsm、約10gsm~約50gsm、又は約25gsmの偏心二成分繊維を含むことができる。第2の層は、セルロース質繊維(例えば、GP 4723、Leaf River社製の完全処理パルプ)と二成分繊維(例えば、Trevira社 PE/PET 70%コア、l.7dtex、6mm)等の合成繊維とのブレンドを含むことができる。例えば、第2の層は、約10gsm~約90gsm、約15gsm~約80gsm、又は約71gsmのセルロース質繊維、及び約1gsm~約50gsm、約5gsm~約35gsm、又は約27gsmの二成分繊維を含むことができる。超吸収性ポリマー(SAP)(例えば、Evonik社 Favor SXM 7900)等の1種又は複数の添加剤の層は、第2及び第3の層の間に配置することができる。例えば、1種又は複数の添加剤の層は、約5gsm~約30gsm、約15gsm~約25gsm、又は約10gsmの超吸収性ポリマー(SAP)を含むことができる。第3の層は、セルロース質繊維(例えば、ユーカリパルプ、Suzano社、未処理)と二成分繊維(例えば、Trevira社 PE/PET 30%コア、l.5dtex、6mm)等の合成繊維とのブレンドを含むことができる。例えば、第3の層は、約10gsm~約90gsm、約15gsm~約80gsm、又は約62gsmのセルロース質繊維、及び約1gsm~約50gsm、約5gsm~約35gsm、又は約8gsmの二成分繊維を含むことができる。第3の層の外表面は、乳剤の形態の結合剤(例えば、Vinnapas 192(Wacker社)+0.8%界面活性剤Aerosol OT 75(Cytec Industries社))を用いて被覆することができる。例えば、第3の層の外表面は、約1gsm~約10gsm、約1gsm~約8gsm、又は約5gsmの量の結合剤を用いて被覆することができる。第1の層はその外側表面の少なくとも一部をパターン化することができる。例えば、限定するためではないが、不織布材料の合計坪量は約208gsmであってもよい。
不織布材料を製造する方法
材料を製造するために本開示の主題の実施において使用される材料を集成するために、伝統的な乾式形成法、例えば、エアレイイング及びカーディング、又は他の形成技術、例えば、スパンレース若しくはエアレースを含むがこれらに限定されない様々な方法を使用することができる。好ましくは、材料は、エアレイド法によって調製することができる。エアレイド法は、別個の層を有する製品を製造する製造プロセスにおいて選択順序で異なる組成物の原料を堆積させる1つ又は複数の形成ヘッドの使用を含むがこれらに限定されない。これにより、製造することができる様々な製品の大きな多用途性が可能になる
一実施形態において、この材料は、連続エアレイドウェブとして調製される。エアレイドウェブは、典型的にはセルロースパルプのシートを、典型的にはハンマーミルによって解砕又は脱繊維化して、個別化繊維を生じることによって調製される。バージン繊維のパルプシートよりはむしろ、再利用エアレイド縁部トリミング、並びに等級変化及び他のエアレイド製造廃棄物から生じた仕様外過渡的材料を、ハンマーミル又は他の解砕機に供給することができる。それにより製造廃棄物を再利用することができることは、方法全体にとって経済性の改善に寄与する。次いで、バージン、再利用、いずれの供給源からでも、個別化繊維は、エアレイドウェブ形成機の形成ヘッドに空気搬送される。Dan-Web Forming of Aarhus社、Denmark、M&J Fibretech A/S of Horsens社、Denmark、Rando Machine Corporation社、Macedon、N.Y.(これは、米国特許第3,972,092号に記載されている)、Margasa Textile Machinery of Cerdanyola del Valles社、Spain、及びDOA International of Wels社、Austriaを含めて、いくつかの製造業者が、本開示の主題における使用に適したエアレイドウェブ形成機を製造している。これらの多くの形成機は、繊維を開繊し、形成ワイヤーに空気搬送する仕方で異なるが、それらはすべて、本開示の主題のウェブを製造することができる。Dan-Web形成ヘッドは、回転又は揺動する穿孔ドラムを含み、これらは、繊維が有孔形成搬送機又は形成ワイヤー上に真空により引張されるまで繊維の分離を維持するのに役立つ。ある実施形態において、形成ワイヤー、例えば、Ribtech 84(Albany International社、Rochester、NH)は、パターン化することができる。様々なパターンが、形成ワイヤーの使用に適している。例えば、限定するためではないが、形成ワイヤーは溝を含むパターンを有することができる。特定の実施形態において、形成ワイヤーは、形成生地として使用することができる。M&J機において、形成ヘッドは基本的にスクリーンの上の回転式揺動機である。回転式揺動機は、一連又は一群の回転プロペラ又はファンブレードを備えていてもよい。他の繊維、例えば、合成熱可塑性繊維は、Laroche S. A. of Cours-La Ville社、Franceにより供給されるテキスタイルフィーダ等の繊維投与システムで開繊、秤量及び混合される。特定の実施形態において、そのようなエアレイド機は、カスタム化形成ヘッド、又は層個別化長繊維の可能なヘッドを装備することができる。テキスタイルフィーダから、繊維はエアレイド機の形成ヘッドに空気搬送され、ここで、それらはハンマーミルからの粉砕セルロースパルプ繊維と更に混合され、連続的に移動する形成ワイヤー上に堆積される。規定の層が望ましい場合、別個の形成ヘッドが繊維の各タイプについて使用されてもよい。代わりに又は更に、もしあれば、追加の層と合わせる前に、1つ又は複数の層を事前作製することができる。
エアレイドウェブは、形成ワイヤーからカレンダー又は他の高密度化段階に移されて、必要ならば、ウェブを高密度化し、その強度を増加し、ウェブ厚さを制御する。一実施形態において、ウェブの繊維は、次いで、含まれる熱可塑性又は他の結合剤材料を融合するために十分高い温度に設定されたオーブンに通過させることによって結合される。更なる実施形態において、ラテックス噴霧又は泡塗布の乾燥又は硬化からの二次的結合が同じオーブン内で生じる。オーブンは、慣用の通気式オーブンであり、対流オーブンとして操作することができるか、又は赤外線若しくは更にマイクロ波照射によって必要な加熱を達成してもよい。特定の実施形態において、エアレイドウェブは、熱硬化前又は後に更なる添加剤で処理することができる。
ある実施形態において、ポリエチレングリコール等の1種又は複数の可塑剤を、ハンマーミルで解砕する前にセルロースシートに適用することができ、又は、それは、形成プロセスの間に、若しくは結合剤の硬化が完結した後で、エアレイドラインの最後のいずれかにエアレイドウェブへの噴霧によって適用することができる。使用するシリコーン系薬品は、それが形成される際に、又はエアレイドラインの最後にウェブに噴霧することができる。ポリエチレングリコールポリマーはシリコーン系薬品と異なり親水性であり、またシリコーンより経済的になり得る。
用途及び最終使用
本開示の主題の不織布材料は、当業界で公知のいずれの用途にも使用することができる。例えば、不織布材料は、様々な吸収性物品において単独で又は構成要素としてのいずれかで使用することができる。ある態様において、不織布材料は、体液を吸収し、保持する吸収性物品に使用することができる。そのような吸収性物品としては、乳児用おむつ、成人用失禁用製品、生理用ナプキン、女性の衛生製品、パーソナルケア製品等が挙げられる。
他の態様において、不織布材料は、他の消費者製品において単独で又は構成要素として使用することができる。例えば、不織布材料は、吸収性清浄製品、例えば、ワイプ、シート、タオル等で使用することができる。
以下の実施例は、本開示の主題の単なる例証であり、それらは、決して、主題の範囲を限定するように見なされるべきではない。
(実施例1)
低流出の不織布材料
本実施例は、本開示の吸収性不織布材料、及びそれを製造する方法を提供する。対照構造体として、構造体1、3及び6を使用した。構造体2、4、5及び7を実験の構造体として使用した。パターンを有するそのような不織布材料は有利に低い流出特性を有していた。
構造体1は、パイロットドラム形成機及び平坦形成生地を使用して形成した2層状不織布エアレイド材料であった。最上層は、26.34gsmの偏心二成分繊維(Trevira社 Type 255、6.7dtex、6mm、PE/PET)を含んでいた。最下層は、6.28gsmのPET繊維(Trevira社 Type 245、6.7dtex、3mm)と、0.20gsmの界面活性剤(Aerosol OT 75(Cytec Industries社))を含む乳剤(Vinnapas 192(Wacker社))の形態の6.02gsmのポリマー結合剤を用いて結合した21.36gsmのセルロース繊維(GP 4723、Leaf River社製の完全処理パルプ)の混合物を含んでいた。
構造体1の組成物をTable 1(表3)に示す。
Figure 2022534773000004
構造体2は、パイロットドラム形成機及び溝を備えた形成生地としてのパターン化ワイヤーを使用して形成した、2層状不織布エアレイド材料であった。最上層は、26.34gsmの偏心二成分繊維(Trevira社 Type 255、6.7dtex、6mm、PE/PET)を含んでいた。最下層は、6.28gsmのPET繊維(Trevira社 Type 245、6.7dtex、3mm)と、0.20gsmの界面活性剤(Aerosol OT 75(Cytec Industries社))を含む乳剤(Vinnapas 192(Wacker社))の形態の6.02gsmのポリマー結合剤を用いて結合した21.36gsmのセルロース繊維(GP 4723、Leaf River社製の完全処理パルプ)の混合物を含んでいた。
Table 2(表4)及び図1Aに構造体2の組成物を示す。図1Aは、構造体に組み込まれた溝を概略的に描写する。
Figure 2022534773000005
構造体3は、パイロットドラム形成機及び平坦形成生地を使用して形成した、本開示の主題による3層状不織布エアレイド材料であった。最上層は、25gsmの偏心二成分繊維(Trevira社 Type 255、6.7dtex、6mm、PE/PET)を含んでいた。中間層は、27gsmの二成分繊維(Trevira社 PE/PET 70%コア、1.7dtex、6mm)と、71gsmのセルロース繊維(GP 4723、Leaf River社製の完全処理パルプ)との混合物を含んでいた。最下層は、62gsmのユーカリパルプ(Suzano社、未処理)と、乳剤(Vinnapas 192(Wacker社)+0.8%界面活性剤 Aerosol OT 75(Cytec Industries社))の形態の5gsmのポリマー結合剤を用いて結合した8gsmの二成分繊維(Trevira社 PE/PET 30%コア、l.5dtex、6mm)との混合物とを含んでいた。
Table 3(表5)に構造体3の組成物を示す。
Figure 2022534773000006
構造体4は、パイロットドラム形成機及び溝を備えた形成生地としてのパターン化ワイヤーを使用して形成した、3層状不織布エアレイド材料であった。構造体4は、パターン化ワイヤー上ですべての合成層を用いて形成した。最上層は、25gsmの偏心二成分繊維(Trevira社 Type 255, 6.7dtex, 6mm, PE/PET)を含んでいた。中間層は、27gsmの二成分繊維(Trevira社 PE/PET 70%コア、l.7dtex、6mm)と71gsmのセルロース繊維(GP 4723、Leaf River社製の完全処理パルプ)との混合物を含んでいた。最下層は、62gsmのユーカリパルプ(Suzano社、未処理)と、乳剤(Vinnapas 192(Wacker社)+0.8%界面活性剤 Aerosol OT 75(Cytec Industries社))の形態の5gsmのポリマー結合剤を用いて結合した8gsmの二成分繊維(Trevira社 PE/PET 30%コア、l.5dtex、6mm)との混合物を含んでいた。
Table 4(表6)及び図lBに構造体4の組成物を示す。図1Bは、構造体に組み込まれた溝を概略的に描く。
Figure 2022534773000007
構造体5は、パイロットドラム形成機、及び溝を備えた形成生地としてパターン化ワイヤーを使用して形成した3層状不織布エアレイド材料である。パターン化ワイヤーにユーカリ層を用いてこの試料を形成した。最上層は、25gsmの偏心二成分繊維(Trevira社 Type 255、6.7dtex、6mm、PE/PET)を含んでいた。中間層は、27gsmの二成分繊維(Trevira社 PE/PET 70%コア、l.7dtex、6mm)と71gsmのセルロース繊維(GP 4723、Leaf River社製の完全処理パルプ)との混合物を含んでいた。最下層は、62gsmのユーカリパルプ(Suzano社、未処理)と、乳剤(Vinnapas 192(Wacker社)+0.8%界面活性剤 Aerosol OT 75(Cytec Industries社))の形態の5gsmのポリマー結合剤を用いて結合した8gsmの二成分繊維(Trevira社 PE/PET 30%コア、l.5dtex、6mm)との混合物を含んでいた。
Table 5(表7)及び図ICに構造体5の組成物を示す。図1Cは、構造体に組み込まれた溝を概略的に描く。
Figure 2022534773000008
構造体6は、パイロットドラム形成機及び平坦形成生地を使用して形成した、超吸収性ポリマー(SAP)を有する3層状不織布エアレイド材料である。最上層は、25gsmの偏心二成分繊維(Trevira社 Type 255、6.7dtex、6mm、PE/PET)を含んでいた。中間層は、25gsmの二成分繊維(Trevira社 PE/PET 70%コア、1.7dtex、6mm)と65gsmのセルロース繊維(GP 4723、Leaf River社製の完全処理パルプ)の混合物を含んでいた。10gsmの超吸収性ポリマー(Evonik社 Favor SXM 7900)の層をChristyフィーダを使用して最下層及び中間層の間に加えた。最下層は、62gsmのユーカリパルプ(Suzano社、未処理)と、乳剤(Vinnapas 192(Wacker社)+0.8%界面活性剤 Aerosol OT 75(Cytec Industries社))の形態の5gsmのポリマー結合剤を用いて結合した8gsmの二成分繊維(Trevira社、PE/PET 30%コア、l.5dtex 6mm)との混合物を含んでいた。
Table 6(表8)に構造体6の組成物を示す。
Figure 2022534773000009
構造体7は、パイロットドラム形成機及び溝を備えた形成生地としてパターン化ワイヤーを使用して形成した、超吸収性ポリマー(SAP)を有する3層状不織布エアレイド材料であった。パターン化ワイヤーに合成層を用いて構造体7を形成した。最上層は、25gsmの偏心二成分繊維(Trevira社 Type 255、6.7dtex、6mm、PE/PET)を含んでいた。中間層は、25gsmの二成分繊維(Trevira社 PE/PET 70%コア、l.7dtex、6mm)と、65gsmのセルロース繊維(GP 4723、Leaf River社製の完全処理パルプ)の混合物を含んでいた。10gsmの超吸収性ポリマー(Evonik社 Favor SXM 7900)の層をChristyフィーダを使用して最下層及び中間層の間に加えた。最下層は、62gsmのユーカリパルプ(Suzano社、未処理)と、乳剤(Vinnapas 192(Wacker社)+0.8%界面活性剤 Aerosol OT 75(Cytec Industries社))の形態の5gsmのポリマー結合剤を用いて結合した8gsmの二成分繊維(Trevira社 PE/PET 30%コア、l.5dtex、6mm)との混合物を含んでいた。
Table 7(表9)及び図1Dに構造体7の組成物を示す。図1Dは、構造体に組み込まれた溝を概略的に描く。
Figure 2022534773000010
(実施例2)
流出試験(構造体1-7)
本実施例は、実施例1の吸収性不織布材料の流出試験を提供する。対照構造体として、構造体1、3及び6を使用した。構造体2、4、5及び7を実験の構造体として使用した。
衛生製品の製造業者は、それらの製品の有効性を測定するために、様々な試験方法を使用する。そのような試験の1つは流出試験である。流出試験は、30度の平面に吸収材料の試料を置き、38mL/分の速度で合成血液5mLを含む試料を吐出することを含む。試料から血液の流出が少ないほどその性能は望ましく、完成した衛生用の吸収性製品の成分として試験材料を使用する場合、漏洩の可能性が低い。
流出試験
構造体1-7について8’’x2.5’’の試料で流出を測定した。試料(試験の前に4バールの圧力で試料を圧縮したか、又は全く圧縮しなかった)を30度の角度のあるプレキシグラス板の底縁部を用いて構造体の最上側として偏心二成分繊維層にラインを付けた。次いで、試料をテープで板に留めた。5mLの合成血液(Johnson, Moen and Co. Inc社製;Lot#=528181;2018年5月に受領;製品識別=ASTM Fl670の合成血液、5.56cPsの粘度及び40-44ダイン/cmの表面張力を有する;薬品=Acrysol Glll:ポリアクリル酸アンモニウムポリマー、Twitchell 6808界面活性剤、ダイレクトレッドアゾ染料081、及びHPLC蒸留水)を用いて7.9秒間ポンプを回すことによって試料に吐出した。ポンプは38mL/分の流速で合成血液を搬送した。吐出の場所は試料の底部から5cmの水平距離にあった。合成血液を搬送するチューブは、試料の1cm上にあった。合成血液は、試料に容易に吸収されず、プラスチック秤量ボート上に流出し、秤量して流出質量を与えた。次いで、パーセント流出を計算した。
構造体1及び2
流出に関して構造体1及び2を試験した。構造体1は対照試料であった。縦断方向に切断した構造体1について流出試験を行った。次いで、横方向に切断した数個の構造体1について流出試験を行った。同様に、ラインが試料の長さに沿って走るように切断した構造体2について流出試験を行った。これらのラインは図2に「長さライン」として表す。ラインが左右に又は試料の幅を走るように切断した構造体2について流出試験を行った。図2で「幅ライン」としてこれらのラインを表示する。以後、4バールの圧力を用いてそれらを圧縮した後の試料について4つの先の試験を繰り返した。本明細書において用語「ライン」とは、目に見えるラインであるように見える、構造体2の最下側から観察したテクスチャーパターンを記載するために使用する。構造体2で低い坪量の領域によって作られたラインは谷を表し、構造体2の高い坪量の領域によって作られるラインはピークを表す。
図2に試料1及び2についての試験結果を示す。
構造体2の圧縮されていない構造体(図lBに示す)は、構造体1(図1Aに示す)の圧縮されていない構造体より流出の防止に著しく優れている。テクスチャー表面が液体捕集面と反対の位置であると流出性能にこの予期しない改善を達成することができ、パターンの方向に関係はない。テクスチャー表面が流出において果たす役割を、4バールの圧縮構造体について更に表示する。平坦ワイヤーを用いて製作し、横方向に切断した4バールの圧縮構造体1は、パターン化ワイヤーを用いて製作し、またラインが左右に又は試料の幅を走るように横方向に切断した4バールの圧縮構造体2より、著しく高い流出を有する。
構造体3-5
流出に関して構造体3-5を試験した。構造体3は対照試料であった。縦断方向に切断した構造体3について流出試験を行った。次いで、縦断方向及び横断方向に切断した数個の構造体4及び5について流出試験を行った。縦断方向試料を、ラインが試料の全幅を走る「幅ライン」を有すると表す。横断方向の試料は、ラインが試料の全長を走る「長さライン」を有すると表す。以後、5つの先の試験を、4バールの圧力で圧縮した後の試料について繰り返した。
図3に試料3-5についての試験結果を示す。
パターン化ワイヤーを用いた非圧縮S800試料はすべて、平坦形成ワイヤーで製造した試料と比較して流出性能が向上した。圧縮試料の流出はすべて同じか、又は対照より改善する。このデータは、また構造体の最上部及び最下部のパターンを用いて流出が改善することができることを示す。
構造体6-7
流出に関して構造体6-7を試験した。構造体6は対照試料であった。縦断方向に切断した構造体6について流出試験を行った。次いで、縦断方向及び横断方向に切断した数個の構造体7について流出試験を行った。縦断方向試料は、ラインが試料の全幅を走る「幅ライン」を有すると表す。幅方向の試料は、ラインが試料の全長を走る「長さライン」を有すると表す。以後、3つの先の試験を、4バールの圧力で圧縮した後の試料について繰り返した。
図4に試料6-7について試験結果を示す。
幅ラインを有する圧縮、非圧縮の構造体7の両試料は、流出までの対照構造体6と比較して性能が向上した。長さラインを有する圧縮、非圧縮の構造体7の試料は、構造体6対照試料より性能が劣った。図4に示すように、超吸収性ポリマー(SAP)を構造体に加えれば、圧縮試料はすべて、非圧縮試料と比較して、性能が向上した。
記述され特許請求された様々な実施形態に加えて、本開示の主題は、本明細書において開示及び特許請求された特色の他の組合せを有する他の実施形態も対象とする。したがって、本明細書に提示される特定の特色は、本開示の主題が本明細書で開示された特色の任意の適切な組合せを含むような本開示の主題の範囲内で他の仕方で互いと組み合わせることができる。本開示の主題の具体的な実施形態の上述の説明は、例示及び説明の目的で提示されてきた。排他的であること、又は本開示の主題を開示されたそれらの実施形態に限定することは意図されない。
様々な変更及び変形が、本開示の主題の趣旨又は範囲から逸脱することなく本開示の主題のシステム及び方法においてなされ得ることは、当業者に明らかである。したがって、本開示の主題が添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲内である変更及び変形を含むことが意図される。
様々な特許及び特許出願が本明細書で引用されており、これらの内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (27)

  1. エアレイド不織布材料であって、
    二成分繊維を含む第1の層、及び
    第1の層に隣接して配置された、セルロース繊維及び二成分繊維を含む第2の層
    を含み、
    第2の層は、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて結合され、
    第2の層の少なくとも一部はパターン化され、
    不織布材料は約5%未満のパーセント流出を有する、エアレイド不織布材料。
  2. 第2の層のパターニングが尾根及び谷を交互に含み、尾根は谷より高い坪量を有する、請求項1に記載のエアレイド不織布材料。
  3. 尾根が約2mm~約4mmの幅であり、谷が約1mm~約2.5mmの幅である、請求項2に記載のエアレイド不織布材料。
  4. 請求項1のエアレイド不織布材料を含む吸収性物品。
  5. エアレイド不織布材料であって、
    二成分繊維を含む第1の層、
    第1の層に隣接して配置された、セルロース繊維及び二成分繊維を含む第2の層、及び
    第2の層に隣接して配置された、セルロース繊維及び二成分繊維を含む第3の層
    を含み、
    第3の層は、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて結合され、
    第1及び第3の層の少なくともいずれか1つの少なくとも一部はパターン化され、
    不織布材料は約5%未満のパーセント流出を有する、エアレイド不織布材料。
  6. 第1及び第3の層の少なくともいずれか1つのパターニングが、尾根及び谷を交互に含み、尾根は谷より高い坪量を有する、請求項5に記載のエアレイド不織布材料。
  7. 尾根が約2mm~約4mmの幅であり、谷が約1mm~約2.5mmの幅である、請求項6に記載のエアレイド不織布材料。
  8. 請求項5に記載のエアレイド不織布材料を含む吸収性物品。
  9. エアレイド不織布材料であって、
    二成分繊維を含む第1の層、
    第1の層に隣接して配置された、セルロース繊維及び二成分繊維を含む第2の層、
    第2の層に隣接して配置された、ユーカリ繊維及び二成分繊維を含む第3の層、並びに
    第2及び第3の層の間に配置された超吸収性ポリマーの層
    を含み、
    第3の層は、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて結合され、
    第1の層の少なくとも一部はパターン化され、
    不織布材料は約5%未満のパーセント流出を有する、エアレイド不織布材料。
  10. 第1の層のパターニングが、尾根及び谷を交互に含み、尾根は谷より高い坪量を有する、請求項9に記載のエアレイド不織布材料。
  11. 尾根が約2mm~約4mmの幅であり、谷が約1mm~約2.5mmの幅である、請求項10に記載のエアレイド不織布材料。
  12. 請求項9に記載のエアレイド不織布材料を含む吸収性物品。
  13. エアレイド不織布材料であって、
    合成繊維を含む第1の層、及び、
    第1の層に隣接して配置された、セルロース繊維及び合成繊維を含む第2の層を含み、
    不織布材料は少なくとも1つの表面の少なくとも一部をパターン化され、
    不織布材料は約5%未満のパーセント流出を有する、エアレイド不織布材料。
  14. 不織布材料が約1%未満のパーセント流出を有する、請求項13に記載のエアレイド不織布材料。
  15. 第2の層に隣接して配置された、セルロース繊維及び合成繊維を含む第3の層を更に含む、請求項13に記載のエアレイド不織布材料。
  16. 第2及び第3の層の間に配置された超吸収性ポリマーの層を更に含む、請求項15に記載のエアレイド不織布材料。
  17. 第2の層が、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて結合された、請求項13に記載のエアレイド不織布材料。
  18. 第3の層が、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて結合された、請求項15に記載のエアレイド不織布材料。
  19. 第3の層のセルロース繊維がユーカリ繊維を含む、請求項15に記載のエアレイド不織布材料。
  20. 第1及び第2の層の合成繊維が二成分繊維を含む、請求項13に記載のエアレイド不織布材料。
  21. 請求項13に記載のエアレイド不織布材料を含む吸収性物品。
  22. エアレイド不織布材料であって、
    合成繊維を含む第1の層、
    第1の層に隣接して配置された、セルロース繊維及び合成繊維を含む第2の層、並びに
    第2の層に隣接して配置された、セルロース繊維及び合成繊維を含む第3の層
    を含み、
    不織布材料は少なくとも1つの表面の少なくとも一部をパターン化され、
    不織布材料は約5%未満のパーセント流出を有する、エアレイド不織布材料。
  23. 不織布材料が約1%未満のパーセント流出を有する、請求項22に記載のエアレイド材料。
  24. 第2及び第3の層の間に配置された超吸収性ポリマーの層を更に含む、請求項22に記載の不織布材料。
  25. 第3の層が、その外側表面の少なくとも一部に結合剤を用いて結合された、請求項22に記載の不織布材料。
  26. 第3の層のセルロース繊維がユーカリ繊維を含む、請求項22に記載の不織布材料。
  27. 請求項22に記載の不織布材料を含む吸収性物品。
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