JP4176145B2 - 月経吸収性構造 - Google Patents

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Description

技術分野
この特願は、体液、特に月経の処理を改良するために加熱結合された繊維層を有する吸収性構造に関するものである。またこの特願は、収得された月経流体を高濃度の吸収性ゲル化材料にまで効率的に分布するため加熱結合された繊維層を有する吸収性コアに関するものである。またこの特願は、流体処理を改良するのみならず使用中のフィットと快適性とを改良するこれらの吸収性構造を含む月経パッド(例えば、生理用ナプキン)に関するものである。
発明の背景
月経パッドの場合、女性は快適性とフィット、流体の保留、および最小限のシミつきに関して高レベルの性能を期待するようになった。特に流体のパッドから下着への漏れがまったく許せないものとみなされている。月経パッドの構造およびその素材に関する多数の改良が成されたにも関わらず、このような月経パッドの性能の改良のために膨大な作業が続けられている。しかし、フィットおよび快適性を損なう事なく特に大腿の内側にそった漏れを除去する事は必ずしも消費者の希望通りでない。
月経パッド、特に生理用ナプキンからの漏れの問題は、一般に月経が身体から排出されて生理用ナプキンの表面に直接に接触する箇所での流体の高濃度によって生じる。月経の付着点において生理用ナプキンの吸収性構造は急速に過飽和される。血液はこの点から放射方向に泳動して着用者の脚にもっとも近い側面から漏れる
月経パッド一般、特に生理用ナプキンの漏れの問題は特にこの種の製品のますます薄くなるバージョンにとって深刻である。このような製品において薄い事はきわめて望ましい特性である。例えば、薄い生理用ナプキン製品は着用にかさばらず、衣類の下のフィットがよく、目だたなくなる。また薄い生理用ナプキンはその包装がコンパクトになり、その携帯と貯蔵が容易になる。
また生理用ナプキンおよび類似品のユーザは、従来の通常の布または不織布材料の場合よりも清潔で衛生的で乾燥したアスペクトをこの種の製品の表面に与える事を期待するようになった。現在の生理用ナプキンは代表的には、排出された月経流体を急速に下方の吸収性構造まで通過させるように設計された不織布または孔形成フィルムの透過性トップシートを備える。収得された月経流体のこのような急速な運動は着用者の身体に隣接して乾燥した清潔な表面を与えるためである。
現在の月経パッド(例えば生理用ナプキン)の吸収性構造は代表的には、透過性トップシートから排出された月経流体を収得しこれを下方の貯蔵区域まで分布させる1つまたは複数の繊維層から成る。先行技術の月経製品の比較的薄いバージョンの吸収性構造は、通常透過性トップシートに隣接した流体収得層(しばしば「第2トップシート」と呼ばれる)を含む。この「第2トップシート」は代表的にはエアレイドティシュウエブまたは合成不織布から成る。この第2トップシートの下方に、本来の吸収性コアが配置され、この吸収性コアは代表的にはエアレイドまたはウエットレイドティシュから成る。また吸収性コアはしばしば、このティシュの中に包囲または封入された粒状の吸収性ゲル化材料を含む。このような包囲または封入された吸収性コアはしばしばティシュラミネートコアと呼ばれる。例えば生理用ナプキン製品中のティシュラミネートコアを開示した米国特許第4,950,264号および米国特許第5,009,653号参照。
これらの先行技術の月経吸収性構造中の「第2トップシート」は排出された月経流体を透過性トップシートを通して急速に吸引するので、この製品の着用者の身体に隣接する面が比較的清潔で乾燥した状態にあると考えられている。「第2トップシート」によって収得された月経流体は下方の吸収性コアに分布され、最終的に吸収性ゲル化材料の中に分布される。不幸にして、これらの先行技術の月経吸収性構造の「第2トップシート」は使用中に湿りまた圧縮された時に圧潰する傾向がある。また下方の吸収性コアの繊維部分が濡れた時にその大きさが不安定になる(すなわち膨張または圧潰する)傾向があり、従ってその密度と細孔サイズ分布が変動する。その結果、特に「奔流」状態の場合、月経流体を貯蔵のために吸収性ゲル化材料まで急速に十分転送する事が困難になる。また湿った時に、吸収性コアの繊維部分が柔らかになる(繊維間の水素結合の除去の故に)。また吸収性コアの繊維部分の圧潰と凝固の結果、使用中に製品のバンチングを生じる。
使用中に生じるこのような変化の結果、先行技術の月経吸収性構造は多くの問題点を有する。その1つは十分なトップシート乾燥状態の保持が困難な事である。特に、収得された月経流体が一時的に主トップシートを通して逆漏れする。このような現象はしばしば「再湿潤」と呼ばれる。この再湿潤の可能性は、吸収性構造が収得れた月経流体で過飽和するに従って増大する。
先行技術の月経吸収性構造の他の問題点は全流体容量が低い事である。これは基本的に、吸収性コア中の吸収性ゲル化材料この容量だけしか効率的に使用されない事を意味する。残余の吸収性ゲル化材料は十分に利用されないか、またはまったく利用されないかである。不十分な利用は、高濃度の吸収性ゲル化材料を有するティシュラミネートなどの吸収性コアについて特に問題である。
これらの先行技術の月経吸収性構造、特にこの構造を使用する月経パッドはパンティと身体を汚す可能性が多かった。これは吸収性構造の弾性が不足し、パッドのバンチングを生じるからである。またこのような弾性不足とバンチングはこれらの先行技術の月経パッドをユーザに対するフィットと快適性とを低下させた。
従って、(1)「奔流」状態においてもトップシートの乾燥性を改良し、(2)「再湿潤」を低減させるように増大された全流体容量を有しまた吸収された流体を保留する性能を有し、(3)パンティと身体の汚れを低減させ、また(4)ユーザに対するフィットと快適性とを改良するような構造を備えた月経吸収性構造と月経パッドとを供給する事が望ましいであろう。
発明の開示
本願の請求項1に係る発明は、透液性トップシートと、吸収性コアと、不透液性バックシートとを有し、吸収性コアは、親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された第1流体分布層と、15重量%乃至100重量%の吸収性ゲル化材料と0重量%乃至85重量%の吸収性ゲル化材料の担体とから形成された流体貯蔵層とを有し、乾燥状態で300g以下の圧縮力と、少なくとも48mmの湿潤状態における圧縮値からの絶対回復度と、初期パッド幅の少なくとも65%の湿潤状態における圧縮値からの相対回復度とを有する月経パッドである。
本願の請求項2に係る発明は、親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された、人工月経流体を8cm乃至20cm垂直滲透させる第1流体分布層と、親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された、人工月経流体を1cm乃至6cm垂直滲透させる第2流体分布層と、15重量%乃至100重量%の吸収性ゲル化材料と0重量%乃至85重量%の吸収性ゲル化材料の担体から形成された流体貯蔵層とを有する、水性体液を収得し分布し貯蔵する吸収性コアである。
本願の請求項3に係る発明は、透液性トップシートと、不透液性バックシートと、トップシートとバックシートとの間に位置される請求項2に記載の吸収性コアとを有する月経製品である。
本願の請求項7に係る発明は、親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された、人工月経流体を1cm乃至6cm垂直滲透させる流体収得層と、親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された、人工月経流体を8cm乃至20cm垂直滲透させる流体分布層と、15重量%乃至100重量%の吸収性ゲル化材料と0%乃至85重量%の吸収性ゲル化材料の担体とから形成された流体貯蔵層を有する水性体液の吸収性構造である。
本願の請求項8に係る発明は、透液性トップシートと、不透液性バックシートと、トップシートとバックシートとの間に位置される請求項7に記載の吸収性構造とを有する月経製品である。
本願の請求項26に係る発明は、親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された、人工月経流体を1cm乃至6cm垂直滲透させる流体収得層と、親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された、人工月経流体を11cm乃至16cm垂直滲透させる第1流体分布層と、親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された、人工月経流体を1cm乃至6cm垂直滲透させる第2流体分布層と、貯蔵層の15重量%乃至100重量%の吸収性ゲル化材料と貯蔵層の0重量%乃至85重量%の吸収性ゲル化材料の担体とから形成された流体貯蔵層とを有する水性体液を収得し分布し貯蔵する吸収性構造である。
本願の請求項27に係る発明は、透液性トップシートと、親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された、人工月経流体を1cm乃至6cm垂直滲透させる、トップシートに隣接する流体収得層と、吸収性コアと、不透液性バックシートとを有し、吸収性コアは、親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された、人工月経流体を8cm乃至20cm垂直滲透させる第1流体分布層と、親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された、人工月経流体を1cm乃至6cm垂直滲透させる第2流体分布層と、15重量%乃至100重量%の吸収性ゲル化材料と0重量%乃至85重量%の吸収性ゲル化材料の担体から形成された流体貯蔵層と、親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された繊維層とを有する月経パッドである。
本願の請求項28に係る発明は、透液性トップシートと、親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された流体収得層と、吸収性コアと、不透液性バックシートとを有し、吸収性コアは、親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された第1流体分布層と、親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された第2流体分布層と、15重量%乃至100重量%の吸収性ゲル化材料と、0重量%乃至85重量%の吸収性ゲル化材料の担体とから形成された流体貯蔵層とを有し、月経パッドは、乾燥状態で300g以下の圧縮力と、少なくとも48mmの湿潤状態における圧縮値からの絶対回復度と、初期パッド幅の少なくとも65%の湿潤状態における圧縮値からの相対回復度とを有する月経パッドである。
さらに本発明の吸収性構造と吸収性コアは、先行技術の月経吸収性構造に対して多数の顕著な利点を示す。これらの利点は、(a)「奔流」状態においても改良されたトップシート乾燥状態、(b)使用される吸収性ゲル化材料の量の増大により、全流体容量を増大しまた吸収された流体を保留し、すなわち「再湿潤」を低減させ、また(c)使用中の湿潤状態および圧縮状態においても、使用される熱可塑性結合材料の改良された可撓性と弾性との故にパンティと身体の汚れを低減させるにある。これらの吸収性コアと構造を含む生理用ナプキンなどの月経パッドは、流体処理を改良するのみならず使用中のフィットと快適性とを改良する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による吸収性構造を有する月経製品の斜視図、
第2図は第1図の2−2線にそった断面図、
第3図は本発明による吸収性構造の他の実施態様の第2図と類似の断面図、
第4図は本発明による吸収性構造のさらに他の実施態様の第2図と類似の断面図、
第5図は月経パッドの圧縮力および弾性の測定計器の斜視図
第6図は第5図の圧縮板組立体の平面図、
第7図は第6図の圧縮板組立体の側面図、
第8図は第6図および第7図の圧縮板組立体の上方圧縮板の平面図、また
第9図は第8図の上方圧縮板組立体の側面図である。
発明の詳細な説明
A.定義
本明細書において、用語「水性体液」とは尿、月経および膣排泄物を含む。
本明細書において、用語「Z次元」とは層、構造または物品の長さおよび幅に対して直交する次元を言う。Z方向は通常、層、構造または物品の厚さに対応する。
本明細書において、「X−Y次元」とは層、構造または物品の厚さに直交する面を言う。このX−Y次元は通常、層、構造または物品の長さおよび幅に対応する。
本明細書において、「含む」とは、各種の部品、層、構造、物品、段階などが本発明によって結合的に使用されうる事を意味する。従って用語「含む」は、より制限的用語「本質的に...から成る」および「から成る」を包括し、これらの制限的用語が業界公知の標準的意義を有する。
本発明において使用されるパーセントおよび割合は特記なき限り重量%で表示される。
B.第2トップシートまたはその他の加熱結合層の構成
本発明の吸収性コアおよび構造の第2トップシートおよびその他の加熱結合層は下記の部品を含む。
1.親水性セルローズ繊維
本発明による第2トップシートおよびその他の加熱結合層は親水性セルローズ繊維のウエブまたはマトリックスを含む。この繊維ウエブまたはマトリックスは水性液体、特に月経などの排出された水性体液を処理する第1媒体を成す。このウエブまたはマトリックスは代表的にはこのような流体を処理するための毛管構造を成す。このような流体処理は、最初に排出された流体の収得、この収得された流体のウエブまたはマトリックスの他区域への転送および分配、並びにこの流体の貯蔵を含む。
本発明において使用できる親水性セルローズ繊維は、天然の変成されないセルローズ繊維および変成セルローズ繊維を含む。適当な非変成/変成セルローズ繊維の例は綿、エスパルト草、バガス、ケンプ、フラックス、木材パルプ、化学変成木材パルプ、ジュート、レーヨンおよび類似物を含む。繊維ウエブまたはマトリックスは非変成セルローズ繊維のみを含む事ができ、または変成セルローズ繊維のみを含む事ができ、あるいは非変成セルローズ繊維と変成セルローズ繊維との任意の相容性組合わせを含む事ができる。
本発明において使用されるセルローズ繊維は親水性である。本明細書において、「親水性」とは繊維上に置かれた水性流体(例えば、水性体液)によって湿潤可能の繊維または繊維面を言う。親水性と湿潤性は代表的には対応の流体と固体との接触角度および表面張力と定義される。これはロバート F グールド編集の「接触角度、湿潤性および接着性」と題する米国化学協会出版物(著作権1964)の中に詳細に記載されている。流体と繊維または繊維面との間の接触角度が90°以下である場合、または流体が繊維面にそって自発的に拡散する傾向を有する場合に、その繊維または繊維面は流体(すなわち親水性流体)によって湿潤されると言われ、これら両方の条件が原則として共存する。逆に、接触角度が90°以上であり、また流体が繊維面にそって自発的に拡散しなければ、その繊維または繊維面は疎水性とみなされる。
入手性とコストの理由から、木材パルプ繊維が本発明において使用するに好ましいセルローズ繊維である。適当な木材パルプ繊維は、クラフト処理および亜硫酸処理などの公知の化学処理によって得られる。特にこれらの木材パルプは、すぐれた吸収性特性の故にサザンソフトウッドから誘導する事が好ましい。これらの木材パルプ繊維は、機械的処理、例えば砕木処理、リファイナーによる機械的、熱機械的、化学機械的および化学熱機械的処理によっても得られる。リサイクルまたは第2木材パルプ繊維、および漂白および非漂白木材パルプを使用する事ができる。
本発明において使用可能の親水性セルローズ繊維は化学的に剛化されたセルローズ繊維である。本明細書において、用語「化学的に剛化されたセルローズ繊維」とは乾燥条件と水性条件における繊維のこわさを増大するため化学手段によって剛化されたセルローズ繊維を言う。このような手段は、例えば繊維を被覆また/あるいは含浸する化学剛化剤の添加を含む。またこのような手段は、化学的組織の変更により、例えば分子鎖の架橋結合によって繊維を剛化する方法を含む。セルローズ繊維を被覆しまたは含浸する事のできるポリマー剛化剤は、米国、NJ、ブリッジウオータ、ナショナル・スターチ・アンド・ケミカルコーポレーションから市販されるような窒素含有基(例えばアミノ基)を有するカチオン変成デンプン、ラテックス、ポリアミドエピクロルヒドリン樹脂(例えば米国、デラウエア、ウイルミングトン、ハーキュリーズ・インコーポレイテッド、Kymene(登録商標)557H)、例えば米国特許第3,556,932号に記載のようなポリアクリルアミド樹脂などの湿潤強化樹脂、登録商標Parez631で米国、CT、スタンフォード、アメリカン・シアナミドから市販されるポリアクリルアミド、尿素フォルムアルデヒドおよびメラミンフォルムアルデヒド樹脂、およびポリエチレンイミン樹脂を含む。製紙業において利用されまた一般に本発明において使用可能の湿潤強化樹脂に関する一般的論文は、TAPPIモノグラフシリーズ No.29、「紙および板紙の湿潤強度」、Technical Assoication of the Pulp and Paper Industry、(ニューヨーク、1965)に記載されている。
またこれらの繊維は化学反応によって剛化する事ができる。例えば架橋結合剤を繊維に対して施用する事ができる。これらの繊維は架橋結合剤の施用後に化学的に繊維間架橋結合を形成させられる。これらの架橋結合反応が繊維のこわさを増進させる。繊維を化学的に剛化するために繊維間架橋結合を利用する事が好ましいが、他の型の反応を排除するものではない。
それぞれの形状に架橋結合によって剛化された繊維(すなわち、個別剛化繊維、およびその製造法)は例えば米国特許第3,224,926号、米国特許第3,440,135号、米国特許第3,932,209号、および米国特許第4,035,147号に記載されている。さらに好ましい剛化繊維は、米国特許第4,822,453号、米国特許第4,888,093号、米国特許第4,898,642号および米国特許第5,137,537号に記載され、これらのすべての米国特許を引例とする。
さらに好ましい剛化繊維においては、化学処理は、これらの繊維が比較的脱水され、解離され(すなわち個別化され)、捻られ、カールされた状態にある間に架橋結合剤によって繊維間架橋結合を実施する段階を含む。適当な化学剛化剤は代表的にはモノマー架橋結合剤であって、その非限定的例はC2−C8ジアルデヒド、酸感応基を有するC2−C8モノアルデヒド、および特にC2−C9ポリカルボン酸である。これらの化合物は、単一のセルローズ分子鎖および単一繊維中の隣接セルローズ分子鎖の少なくとも2つのヒドロキシル基と反応する事ができる。このような架橋結合剤の特定の非限定的例はグルタルアルデヒド、グリオキサル、フォルムアルデヒド、グリオキシル酸、オキシジコハク酸、およびクエン酸を含む。これらの条件における架橋結合効果は、剛化されて使用中にその加熱結合された吸収性構造中の捻れカール構造を保持する繊維を成すにある。このような繊維およびその製法は前記の引例特許の中に記載されている。
撚られてカールした好ましい剛化繊維は、繊維の撚り数および繊維のカールファクタによって定量化する事ができる。本明細書において、用語「撚り数」は繊維の一定長中に存在する撚り結節点の数を言う。撚り数は、繊維の長手方軸線回りの回転度の測定手段として使用される。用語「結節点」は繊維の長手方軸線回りの180°の実質的に軸方向回転に際して、透過光による顕微鏡観察において繊維の他の部分と比較して暗く見える繊維の一部(すなわち「結節点」)を言う。これらの撚り結節点は、前記の回転の故に透過光が追加繊維壁体を通過する箇所において暗く見える。結節点の間隔は軸線回りの180°の回転に対応する。繊維の一定長の捻れ結節点の数(すなわち撚り数)は、繊維の物理的パラメータとしての繊維捻れ度を直接にに表示する。撚り結節点と全体撚り数とを測定する方法は米国特許第4,898,642号に記載されている。
好ましい剛化繊維は、好ましくはミリメートルあたり少なくとも約2.7、好ましくは約4.5の撚り結節点のの平均乾燥撚り数である。さらにこれらの繊維の平均湿潤撚り数は、ミリメートルあたり少なくとも約1.8、好ましくは少なくとも約3.0であり、また好ましくは平均乾燥繊維撚り数より少なくとも約0.5低くなければならない。さらに好ましくは、平均乾燥撚り数はミリメートルあたり少なくとも約5.5の撚り結節点とし、平均湿潤撚り数はミリメートルあたり少なくとも約4.0撚り結節点とし、また平均乾燥繊維撚り数よりミリメートルあたり少なくとも1.0撚り結節点が低くなければならない。最も好ましくは、平均乾燥撚り数はミリメートルあたり少なくとも約6.5の結節点とし、平均湿潤撚りカウントはミリメートルあたり少なくとも約5.0撚り結節点とし、また平均乾燥繊維撚り数よりミリメートルあたり少なくとも1.0撚り結節点が低くなければならない。
これらの好ましい剛化繊維は撚られるのみならず、カールされる。繊維のカールは繊維中の撚れ、捻れおよび/または曲げによる繊維の部分的短縮と定義される。本発明の目的から繊維カールは二次元面として測定される。繊維カール度は繊維カールファクタによって定量化される。繊維カールファクタはカールの二次元測定値であって、繊維を二次元面で観察する事によって測定される。カールファクタを測定するため、繊維を包囲する二次元長方形の最長長さとしての繊維の投影長さLRと、繊維の実際長さLAとを測定する。そこで繊維のカールファクタが下記の式から計算される。
カールファクタ=(LA/LR)−1
LRとLAとを測定するために使用される画像分析法が米国特許第4,898,642号に記載されている。好ましい剛化繊維は少なくとも約0.30、さらに好ましくは少なくとも約0.50のカールファクタを有する。
2.熱可塑性材料
本発明による第2トップシートおよびその他の加熱結合層は、親水性セルローズ繊維のほか、熱可塑性材料を含む。溶融に際して、この熱可塑性材料の少なくとも一部が繊維間毛管グラジエントの故に繊維の間隙の中に泳動する。これらの繊維間隙は熱可塑性材料の結合部位となる。冷却された時に熱可塑性材料はこれらの繊維間隙において固化して、ウエブまたは繊維マトリックスを保持する結合部位を成す。
このような繊維間隙における結合は種々の効果を有するが、特に得られた熱結合マトリックスの圧縮係数と強度全体を増大する。化学剛化されたセルローズ繊維の場合、熱可塑性材料の溶融泳動は、さらにウエブの密度と坪量を最初に形成された状態に保持しながら、得られたウエブの平均細孔サイズを増大する効果を有する。このようにして、最初の流体排出に際して流体透過性が改良され、また次の流体排出に際して、剛化繊維が湿潤に対してそのこわさを保持する能力と熱可塑性材料が湿潤および湿潤圧縮に際して繊維間隙において結合状態を保持する能力とにより、加熱結合層(例えば第2トップシート)の流体収得性を改良する事ができる。剛化繊維の加熱結合ウエブは最初の全体体積を保持するが、熱可塑性材料によって占められていた容積が開かれて平均繊維間毛管サイズを増大する。
本発明において使用される熱可塑性材料は顆粒、または繊維または顆粒と繊維との組合わせなど種々の形状とする事ができる。熱可塑性繊維は多数の繊維間結合部位を形成する能力の故に特に好ましい形である。適当な熱可塑性材料は各層の第1ウエブまたはマトリックスを成す繊維に対して大きな損傷を与えない温度で溶融する事のできる任意の熱可塑性ポリマーから製造する事ができる。好ましくは、この熱可塑性材料の融点は約190℃以下、好ましくは約75℃乃至約175℃の範囲内とする。いずれにせよこの熱可塑性材料の融点は、吸収性製品の中に使用される場合に加熱結合吸収性構造が貯蔵されるに適した温度以下であってはならない。熱可塑性材料の融点は代表的には約50℃以下であってはならない。
熱可塑性材料、特に熱可塑性繊維は各種の熱可塑性ポリマー、例えばポリエチレン(例えばPULPEX)およびポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエステル、コポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸エチルビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル、ポリアミド、コポリアミド、ポリスチレン、ポリウレタンおよび前記の各ポリマーのコポリマー、例えば塩化ビニル/酢酸ビニルなどから製造する事ができる。1つの好ましい熱可塑性結合剤繊維はPLEXAFILポリウレタンマイクロファイバ(デュポンドヌムール製造)であって、これはウエイヤーハウザー・カンパニーから登録商標KITTYHAWKで市販され、80%のセルローズ繊維との約20%配合物として入手される。得られる加熱結合されたマトリックスの所望の特性に応じて、適当な熱可塑性材料は親水性と成された疎水性繊維を含む。例えばポリエチレンまたはポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリアクリル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリウレタンなどから誘導された界面活性剤処理あるいはシリカ処理熱可塑性繊維を含む。疎水性熱可塑性繊維の表面は、非イオン界面活性剤またはアニオン界面活性剤などの界面活性剤によって処理する事により、例えば繊維上に界面活性剤を噴霧し、または繊維を界面活性剤の中に浸漬し、または界面活性剤を熱可塑性繊維の製造に際してポリマー融成物の一部として含む事によって浸水性に成す事ができる。溶融と再固化に際して界面活性剤は熱可塑性繊維の表面に残存する傾向を示す。適当な界面活性剤はデラウエア、ウイルミングトンのICIアメリカ・インコーポレイテッドから市販されるBrij76などの非イオン界面活性剤、およびコネティカット、グリーンウイッチのグリコ・ケミカル・インコーポレイテッドから登録商標Pegosperseで市販されている種々の界面活性剤を含む。非イオン界面活性剤のほか、アニオン界面活性剤を使用する事もできる。これらの界面活性剤は熱可塑性繊維の平方センチメートルあたり約0.2グラム乃至約1グラムのレベルで熱可塑性繊維に使用する事ができる。
適当な熱可塑性繊維は単一のポリマーから形成する事ができ(単成分繊維)、または複数のポリマーから製造する事ができる(例えば2成分繊維)。この場合、用語「2成分繊維」とは、1つのポリマーから成るコア繊維を別のポリマーから成る熱可塑性シースの中に格納して成る熱可塑性繊維を含む。シースを成すポリマーは多くの場合コアを成すポリマーと異なる温度、代表的には低い温度で溶融する。従ってこれらの2成分繊維は、コアポリマーの所望の強度特性を保持しながら、シースポリマーの溶融によって加熱結合される。
本発明において使用するに適した2成分繊維は、下記のポリマー組合わせを有するシース/コア繊維を含む。ポリエチレン/ポリプロピレン、ポリ酢酸エチルビニル/ポリプロピレン、ポリエチレン/ポリエステル、ポリプロピレン/ポリエステル、コポリエステル/ポリエステルなど。本発明において使用するのに特に適当な2成分熱可塑性繊維はポリプロピレンまたはポリエステルコアと、これより低融点のコポリエステル、ポリ酢酸エチルビニルまたはポリエチレンのシースとを有する熱可塑性繊維である(例えば、登録商標DANAKLON,CELBONDまたはCHISSO 2成分繊維)。これらの2成分繊維は同心構造または偏心構造とする事ができる。本明細書において用語「同心構造」および「偏心構造」とは、2成分繊維の断面積においてシースが均一な厚さを有するかまたは不均一な厚さを有するかを示す。偏心2成分繊維は低い繊維太さにおいて圧縮力を増大させる点が望ましい。本発明において使用するに適した2成分繊維は非クリンプ構造(すなわち曲げられていない構造)としまたはクリンプ構造(すなわち曲げられた構造)とする事ができる。2成分繊維は、主として二次元のまたは「平坦な」クリンプを生じるように例えば剛化ボックス法またはギアクリンプ法などの代表的なテキスタイル手段によってクリンプする事ができる。
2成分熱可塑性繊維の場合、その長さはその繊維について望まれる特性に従って変動する事ができる。代表的にはこれらの熱可塑性繊維は約0.3乃至約7.5cm長、好ましくは約0.4乃至3.0cm長、最も好ましくは約0.6乃至約1.2cm長を有する。またこれらの熱可塑性繊維の特性は繊維の直径(キャリパー)を変える事によって調整する事ができる。これらの繊維の直径は代表的には、デニール(9000メートルあたりグラム数)によってまたはデシテックス(10.000メートルあたりグラム数)として定義される。適当な2成分熱可塑性繊維は、約1.0乃至約20、好ましくは約1.4乃至約10、最も好ましくは約1.7乃至約3.3の範囲のデシテックスを有する事ができる。
熱可塑性材料、特に熱可塑性繊維の圧縮係数も重要である。熱可塑性繊維の圧縮係数は、その長さおよび直径のみならず、これらの繊維の製造材料としてのポリマーの組成および特性、繊維の形状および構造(例えば同心構造あるいは偏心構造、クリンプ構造または非クリンプ構造)などのファクタによって影響される。これらの熱可塑性繊維の圧縮係数の差異を利用して、それぞれ加熱結合繊維マトリックスの特性、特に密度特性を変動させる事ができる。
3.オプション合成繊維
本発明による第2トップシートおよびその他の加熱結合層は、結合剤ファイバとしては作用せず繊維ウエブの機械的特性を変更するためのある種の合成繊維をオプションとして含む事ができる。
本発明において使用するに適した合成繊維は、ポリエチレン、テレフタラートなどのポリエステル繊維(例えば、登録商標DACRONおよびKODEL)、高融点クリンプポリエステル繊維(例えば、イーストマン・ケミカル・カンパニーによって製造される登録商標KODEL 431)、親水性ナイロン(登録商標HYDROFL)などを含む。適当な合成繊維はポリエチレンまたはポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリアクリル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリウレタンなどから誘導された界面活性剤処理またはシリカ処理された熱可塑性繊維などの親水性化された疎水性繊維とする事ができる。非結合性熱可塑性繊維の場合には、その長さはこれらの繊維について望まれる特性に従って変動する。代表的にはこれらの繊維は約0.3乃至7.5cm、好ましくは約0.9乃至約1.5cmの長さを有する。適当な非結合性熱可塑性繊維は、約1.5乃至約35デシテックス、さらに好ましくは約14乃至20デシテックスの範囲のデシテックスを有する事ができる。
4.第2トップシートおよびその他の加熱結合層の製造
a.繊維と熱可塑性材料との混合物からの層形成
吸収性コアの熱可塑性結合第2トップシートおよびその他の加熱結合層は前述の親水性セルローズ繊維および熱可塑性材料プラス親水性合成繊維などの任意オプション成分の混合物から形成される。熱可塑性材料は代表的には各層のウエブまたはマトリックス全体に均一に分布される。すなわち各繊維層の組成は実質的に均質である。これは、この繊維ウエブ/マトリックスの十分な繊維間結合を生じるのみならず、得られた繊維層が次の加熱結合処理および濃密化処理を受けた時に実質的に均一な密度を有する事を保証する。
各層のこの混合物中のセルローズ繊維と熱可塑性材料のそれぞれの量は種々のファクタ、例えば所望の熱可塑性結合度、使用される特定の繊維および熱可塑性材料、得られる熱可塑性結合層について望まれる特定密度またはその他の特性などのファクタに依存する。代表的には、この混合物は約10乃至約95%のセルローズ繊維と、約5乃至90%の熱可塑性材料とを含む。好ましくはこの混合物は約55乃至約90%の繊維と、約10乃至約45%の熱可塑性材料、最も好ましくは約70乃至90%のセルローズ繊維と約10乃至約30%の熱可塑性材料とを含む。
繊維および熱可塑性材料の混合物は、湿式抄紙法および空気抄紙法を含めて種々の任意技術によって層状に形成する事ができる。紙を製造するためにセルローズ繊維材料を湿式抄紙する技術は業界公知である。これらの技術は一般に、本発明による湿式抄紙吸収性構造を形成するために、繊維、特にセルローズ繊維と熱可塑性材料、特に熱可塑性繊維との混合物の湿式抄紙に応用可能である。適当な湿式抄紙技術は手抄き、および例えば米国特許第3,301,746号に記載のような製紙機械を使用する湿式抄紙を含む。一般に湿式抄紙された繊維ウエブの製造は、繊維および熱可塑性材料の水性スラリをヘッドボックスから多孔性形成ワイヤ上に堆積させ、このスラリを脱水して湿潤ウエブを形成し、次にこの湿潤ウエブを乾燥する段階を含む。一体的積層ウエブを形成するために、最終的に結合される2層または2層以上の紙ウエブを形成するように2種または2種以上の繊維スラリを堆積させる段階を含む湿式抄紙法は本発明による湿式抄紙吸収性構造の形成に特に適当である。この点に関して、米国特許第3,994,771号(ここに引例とする)に記載の積層紙ウエブ形成法は本発明による湿式抄紙吸収性構造の形成に特に適している。
化学的に剛化されたセルローズ繊維と熱可塑性材料とを含む水性スラリの堆積のためには特殊の技術が必要とされる。このような剛化繊維は水性溶液中においてフロキュレーションの傾向、すなわち綿状沈澱する傾向を有する。このフロキュレーションを抑止するため、剛化繊維と熱可塑性材料の水性スラリをヘッドボックスまでポンプ輸送し、このヘッドボックスから少なくとも約0.25メートル/秒の線速でこれらのスラリを堆積させる。またこれらのスラリの線速はヘッドボックスからの出口において約2.0乃至4.0×形成ワイヤ線速とする事が好ましい。湿式抄紙工程において化学的に剛化された繊維のフロキュレーションを低減させる他の方法は米国特許第4,889,597号(ここに引例とする)に記載のように剛化繊維が形成ワイヤ上に堆積された後にこの剛化繊維に対して水ジェットを噴射するにある。
さらに代表的には、本発明による吸収性構造の各繊維層は繊維と熱可塑性材料との混合物を空気抄紙する事によって形成される。一般に空気抄紙は、水平移動中の形成スクリーン上に乾燥状態で送られる繊維と熱可塑性材料とを含む空気流とを計量する事によって実施される。繊維と熱可塑性材料の混合物を空気抄紙するに適したシステムと装置は例えば米国特許第4,157,724号、米国特許第4,278,113号、米国特許第4,264,289号、米国特許第4,352,649号、米国特許第4,363,687号、米国特許第4,494,278号、米国特許第4,627,806号、米国特許第4,650,409号および米国特許第4,724,980号に記載され、これらのすべての米国特許を引例とする。
本発明による繊維と熱可塑性材料との空気抄紙混合物の特に望ましいシステムは米国特許第4,640,810号に記載され、この米国特許を引例とする。このシステムにおいては、繊維と熱可塑性材料が配合され、空気流中に支持されながらディストリビュータユニットの中に導入される。このディストリビュータは、使用される繊維および熱可塑性材料の型に対応して選定された形状、数およびサイズの分粒孔を備えた1つまたは複数の回転円筒形ドラムを含む。比較的短い繊維または顆粒状熱可塑性材料の流を受けるためには、これらの孔は好ましくは円形とし、システム中に導入される繊維および/または顆粒の長さまたはサイズと実質的に等しい直径を有し、ドラムの単位長さあたり多数配置される。比較的長い繊維または長短繊維および/または顆粒の配合物を受けるためには、これらの孔は好ましくは長方形とし、これらの孔はそれぞれ長い繊維の長さの2倍の長さと、これらの繊維の直径のほぼ10倍の幅とを有する。長方形孔は円形孔より大であるので、その数は円形孔と比較してドラム単位長さあたり小数である。
各円筒形ドラムはその内部に回転軸を備え、この軸は放射方向のワイヤ状部材を備えて対応のドラムと逆方向に回転させられる。これらのワイヤ状部材が各繊維および/または顆粒に係合してドラムの孔を通して投げ飛ばす。同時にワイヤ状部材は繊維および/または顆粒を撹拌してその均質な混合状態を保持する。次に下向きの空気流がこの均質な空気搬送混合物を代表的には水平方向に移動する多孔キャリヤ上に搬送して、実質的に均一組成の繊維および/または顆粒層を形成する。
吸収性構造の第2トップシートおよびその他の層の親水性セルローズ繊維の混合物と熱可塑性材料の混合物がそれぞれ別個に形成され、次に結合/濃密化処理後に組合わされる。あるいは一体的吸収性構造が望まれる場合、吸収性構造の第2トップシートと1つまたは複数の他の層とが同時に形成される。このような一体的加熱結合吸収性構造を形成する際に、繊維と熱可塑性材料の混合物から成る1つの繊維層を形成する。次の繊維層を形成して前記の第1繊維層と組合わせる。それぞれの層の形成とその組合わせは任意の順序で、また水平面と垂直面とを含む任意数の配向で実施できる事を事を注意しよう。特に第1繊維層の形成は次の繊維層の形成の開始前に完了する必要はない事を注意しよう。実際に第1層は次の繊維層の形成の開始前に部分的に形成されればよい。代表的には、次の繊維層は、水平方向に配向された完成第1繊維層または部分的に形成された第1繊維層の上に堆積させる事によって形成される。
b.組合わされた層の加熱結合と濃密化処理
単一の繊維層または一体的吸収性構造の場合には複数繊維層が形成された後に、これらの繊維層は加熱結合され次に代表的には濃密化処理される。単一の繊維層または複数の繊維層の加熱結合と濃密化は種々の相異なる順序で生じる事ができる。例えば繊維層の濃密化処理は加熱結合前に、加熱結合中におよび/または加熱結合後に生じる事ができる。これらの濃密化処理と加熱結合の実施される特定の順序は、多くの場合それぞれの繊維層中に存在する特定の繊維および熱可塑性材料、得られる熱可塑性結合層の望ましい特性、特に所望の特定の密度特性および類似ファクタに依存する。
繊維層の濃密化は通常、圧力を加える事によって実施される。例えば湿式抄紙層の場合、この湿式抄紙層の脱水に際して少なくともある程度の濃密化が生じうる。空気抄紙層の場合、代表的には層の両面に対して圧縮力が加えられる。このような圧縮力は、対向プラテンを使用して、またはさらに代表的には対向ローラを使用して実施される。好ましくは空気抄紙層に圧縮力を加えるため、一対の対向カレンダロールが使用される。
形成された層の加熱結合は種々の任意技術によって実施する事ができる。例えば湿式抄紙層の場合、湿式抄紙層の加熱乾燥に際して少なくともある程度の加熱結合が生じる。空気抄紙層の場合、代表的には形成された層をその中に存在する熱可塑性材料の融点以上の温度まで加熱する事によって加熱結合が達成される。空気抄紙層は代表的には約70℃乃至約190℃の範囲、好ましくは約100℃乃至約160℃の範囲、最も好ましくは約120℃乃至150℃の範囲の温度まで加熱される。繊維層を加熱する特定温度は、多くのファクタ、例えば繊維層の中に存在する熱可塑性材料の融点、得られる加熱結合繊維マトリックスの所望の特性などに依存する。
形成された層は種々の技術のいずれかによって加熱する事ができる。このような技術の一例は形成された繊維層が濃密化に必要な圧縮力を受ける際に加熱する段階を含む。例えば形成された繊維層を一対の対向カレンダリングロールの間に通過させ、これらのロールの一方または両方を適当温度まで加熱しておく事ができる。空気抄紙された繊維層を加熱する特に適当な技術は圧縮力を加える事なくこれらの繊維層を加熱空気炉中を通過させるにある。
C.吸収性構造の組成
1.第2トップシート
本発明による吸収性構造は代表的には流体収得層を含む。この流体収得層が一般に月経吸収性構造技術においては「第2トップシート」と呼ばれる。この第2トップシートの目的は、排出された水性体液、特に月経流体を隣接の透過性(第1)トップシートを通して急速に排出するにある。このようにして、月経パッドを着用者に隣接する第1トップシートの面を比較的清潔にまた乾燥状態に保持する事ができる。
2.吸収性コア
本発明による吸収性構造は第2トップシートのほか、吸収性コアを含む。この吸収性コアは代表的には下記の部品を含む。(a)第1流体分布層、(b)オプションとして、しかし好ましくは第2流体分布層、(c)流体貯蔵層、および(d)オプションとして貯蔵層下方に配置された繊維(「ダスティング」)層。
(a)第1流体分布層
本発明による吸収性コアの主要部品は第1流体分布層である。この第1流体分布層は代表的には第2トップシートの下方に配置され、この第2トップシートと流体連通する。第2トップシートは収得された月経流体を貯蔵層への最終的分布のためこの第1分布層に転送する。この第1分布層を通しての流体転送はZ方向(すなわち厚さ方向)のみならず、X方向およびY方向(すなわち長さと幅方向)にも生じる。
(b)オプションとしての第2流体分布層
本発明による吸収性コアのオプションとしての、しかし好ましい部品は第2流体分布層である。この第2流体分布層は代表的には第1流体分布層の下方に配置されてこれと流体連通する。この第2流体分布層の目的は、第1流体分布層から月経流体を迅速に収得してこれを下方の貯蔵層まで転送するにある。これにより、下方の貯蔵層の容量をフルに使用する事ができる。吸収性コアの中に第2分布層が含まれている場合、吸収性コア構造の中に第2トップシートを含める必要はない。しかし吸収性コアがこの第2分布層を有する場合でも、最適処理性能のためには、通常第2トップシートの介在が好ましい。
(c)流体貯蔵層
前記の第1または第2流体分布層と流体連通して代表的にはその下方に、流体貯蔵層が配置され、この流体貯蔵層は、通常「ハイドロゲル」、「超吸収性剤」、「ハイドロコロイド」材料と呼ばれる二、三の吸収性ゲル化材料を含む。吸収性ゲル化材料は、水性流体、特に水性体液と接触した際にこれらの流体を吸収てハイドロゲルを形成する材料である。これらの吸収性ゲル化剤は代表的には多量の水性体液を吸収して、さらにこの吸収された流体を中圧のもとに保持する事ができる。これらの吸収性ゲル化材料は代表的にはバラバラの非繊維質粒子の形を成す。
流体貯蔵層は吸収性ゲル化材料のみから成る事ができ、またはこれらの吸収性ゲル化材料が適当なキャリヤの中に分散される事ができる。適当なキャリヤは吸収性コアの中に通常使用されるような羽毛の形のセルローズ繊維を含む。前述の剛化セルローズ繊維などの変成セルローズ繊維も使用する事ができる。合成繊維を使用する事ができ、例えば酢酸セルローズ、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル(オルロンなど)、ポリ酢酸ビニル、非水溶性ポリビニル アルコール、ポリエチレン、プロピレン、ポリアミド(ナイロンなど)、ポリエステル、2成分繊維、3成分繊維、それらの混合物などを使用する事ができる。好ましい合成繊維はフィラメントあたり約3乃至約25のデニールを有し、さらに好ましくはフィラメントあたり約5乃至約16のデニールを有する。また好ましくは繊維表面は親水性であり、または親水性処理される。また貯蔵層は充填材料、例えばパーライト、ケイソウ土、ヒル石などを含む事ができ、これらは再湿潤の問題を軽減させる。
一般に貯蔵層は約15乃至100%の吸収性ゲル化材料と0乃至85%のキャリヤとを含む。好ましくは、貯蔵層は約30乃至100%、最も好ましくは60乃至100%の吸収性ゲル化材料と、0乃至70%、最も好ましくは0乃至40%のキャリヤとを含む。
本発明の吸収性構造の主たる利点の1つはこの貯蔵層において吸収性ゲル化材料を最も効率的に使用できる事にある。月経のゲル閉塞作用と低い流体搬送性の故に、先行技術の月経吸収性構造の中に含まれる事のできる吸収性ゲル化材料の水準は、代表的には平方メートルあたり60グラム(60gsm)またはこれ以下である。これに対して本発明による吸収性構造は少なくとも120gsmの高水準の吸収性ゲル化材料を有効に使用する事ができる。「有効に使用される」とは、Horizontal Gravimetric Wicking(HGW)(水平重力滲透度)によって測定して、吸収性ゲル化材料がグラムあたり少なくとも14グラムの人工月経流体を吸収する事を意味する。HGWの測定法については「テスト法」の項を参照。
本発明において使用するに適した吸収性ゲル化材料は多くの場合、実質的に不水溶性の、軽度に架橋結合され部分的に中和されたポリマーゲル化材料を含む。この材料は水と接触した時にハイドロゲルを形成する。このようなポリマー材料は重合可能の不飽和、酸含有モノマーから製造する事ができる。本発明において使用されるポリマー吸収性ゲル材料の製造に使用される適当な不飽和酸含有モノマーは米国特許第4,654,039号および再発行第RE32,649号に記載され、これら両方の特許を引例とする。好ましいモノマーはアクリル酸、メタクリル酸、および2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルフォン酸を含む。ポリマーゲル化材料の製造のためにアクリル酸が特に好ましい。不飽和、酸含有モノマーから形成されたポリマー成分がデンプンまたはセルローズなどの他の型のポリマーモイエティの上にグラフト重合する事ができる。この型のポリアクリラートグラフト重合デンプン材料が特に好ましい。通常型のモノマーから製造する事のできる好ましいポリマー吸収性ゲル化材料は水解アクリルニトリルグラフト重合デンプン、ポリアクリラートグラフト重合デンプン、ポリアクリラート、無水マレイン酸ベースコポリマーおよびそれらの組合わせである。特に好ましいものはポリアクリラートとポリアクリラートとのグラフト重合デンプンである。
ハイドロゲルを形成するポリマーの吸収性ゲル化材料の性質がどのようであれ、これらの材料は一般に軽度に架橋結合されている。架橋結合はハイドロゲル化形成ポリマーゲル化材料は実質的に不水溶性であって、従って架橋結合は部分的にこれらのゲル化材料から形成されたハイドロゲルのゲル容積と抽出可能ポリマーの特性とを決定する。適当な架橋結合剤は業界公知であって、例えば米国特許第4,076,663号に詳細に記載されたものを含む。この特許を引例とする。好ましい架橋結合剤は不飽和モノまたはポリカルボン酸とポリオールとのジまたはポリエステル、ビスアクリルアミドおよびジまたはトリアリルアミンである。他の好ましい架橋結合剤は、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、トリメチロール プロパン トリアクリラートおよびトリアリル アミンである。架橋結合剤は一般に得られるハイドロゲル形成ポリマー材料の約0.001乃至5モル%を成す事ができる。さらに好ましくは、得られるハイドロゲル形成ポリマー材料の約0.01乃至3モル%を成す事ができる。
軽度に架橋結合されたハイドロゲル形成ポリマーゲル化材料は一般にその部分的に中和された形で使用される。本発明の目的から、このような材料は、ポリマーを形成するために使用されたモノマーの少なくとも25モル%、好ましくは少なくとも50モル%が塩形成カチオンによって中和された酸基含有モノマーである時に、部分的に中和されたとみなされる。適当な塩形成カチオンはアルカリ金属、アンモニウム、置換アンモニウムおよびアミンを含む。中和酸基含有モノマーの使用される全モノマーに対する百分比は本明細書において「中和度」と呼ばれる。
これらの吸収性ゲル化材料は代表的には粒子状であるが、このゲル化材料は繊維、シート状またはストリップ状などのマクロ組織の形とする事も考えられる。これらのマクロ組織は代表的には顆粒状吸収性ゲル化材料を凝集体状に形成し、この凝集体材料を適当な架橋結合剤によって処理し、処理された凝集体を突固めてこれを濃密化し密集塊を形成し、次に取付けられた凝集体を硬化して架橋結合剤を顆粒状吸収性ゲル化剤と反応させて複合型多孔性吸収性マクロ組織を形成する事によって製造される。このような多孔性マクロ組織は例えば米国特許第5,102,597号に記載されている。
d)オプションとしての繊維(「ダスティング」)層
本発明による吸収性コアの中に介在させられるオプション成分は貯蔵層に隣接して代表的にはその下方に配置される繊維層である。この下方繊維層は、吸収性コアの製造中に貯蔵層の吸収性ゲル化材料を堆積させる基板を成すので「ダスティング」層と呼ばれる。実際に、吸収性ゲル化材料が繊維、シート状またはストリップ状などのマクロ組織の形を成す場合、この繊維「ダスティング」層は含まれる必要はない。しかしこの「ダスティング」層はパッドの長手方に月経流体を急速に滲透させるなど二、三のの追加的流体処理能力を生じるのであるから、本発明による吸収性コア中にこの層を介在させる事が好ましい。
(e)他のオプション部品
本発明による吸収性コアは吸収性ウエブ中に一般に存在する他のオプション部品を含む事ができる。例えば吸収性コアのそれぞれの層の中に、または層間に補強用スクリムをを配置する事ができる。このような補強用スクリムは特に吸収性コアの層間に配置される場合、流体転送に対する界面バリヤを成さないような形状を有しなければならない。本発明による吸収性コアにおいては一般に加熱結合の結果として構造一体性が与えられるので、通常補強用スクリムは必要とされない。
3.第2トップシート、分布層および繊維(「ダスティング)」層の好ましい加熱結合される材料、およびその製造法
第2トップシート、第2分布層およびオプション「ダスティング」層は好ましくは米国特許第4,640,810号に記載のものと類似の空気抄紙ヘッドを使用して空気抄紙される。この米国特許を引例とする。繊維材料は単一の空気抄紙ヘッドから、平方メートルあたり約20乃至約70グラム(gsm)の重量割合で堆積される。空気抄紙ヘッドに送られる空気流の中に繊維材料を混合するため繊維解離装置が使用される。繊維材料が抄紙され組合わされてウエブを形成した後に、繊維材料は加熱炉中を通されて繊維の外側被覆(シース)を溶融する。加熱炉の温度は代表的には、結合繊維がそのシースの融点以上、コアの融点以下の温度まで加熱されるように設定される。ウエブは加熱炉の前および/または後において圧縮されて所望の乾燥および/または湿潤密度を生じる。次にウエブを冷却して繊維間の結合を固定する。
第2トップシートおよび第2分布層を形成するために使用される代表的混合物の例は、(1)約45%乃至約90%(好ましくは約65乃至約85%)の木材パルプ(好ましくはサザンソフトウッドクラフト繊維)、約30%までの(好ましくは約10乃至約20%までの)親水性非結合性熱可塑性繊維(好ましくは高融点クリンプドポリエステル KODEL 431繊維)、および約10乃至50%(好ましくは約10乃至20%)の2成分熱可塑性結合剤繊維(好ましくは、50%のシース(ポリエチレン)と50%のコア(ポリプロピレン)を含むDANAKLON ES C 3.3 dtex× 6mm クリンプド2成分結合剤繊維)を含み、また(2)「ダスティング」繊維層については、約85%乃至約90%(好ましくは約90%)の木材パルプ(好ましくは90%のサザンソフトウッドクラフト繊維)および約5乃至15%(好ましくは約10%)の2成分熱可塑性結合剤繊維(好ましくは、DANAKLON ES C 1.7 dtex × 6mm クリンプド2成分結合剤繊維)を含む。
第2トップシートおよび第2分布層の特に好ましい混合物は約70%のサザンソフトウッドクラフト繊維、約15%の高融点クリンプドポリエステル KODEL 431繊維、および約15%の2成分熱可塑性結合剤繊維DANAKLON ES C 3.3 dtex× 6mm クリンプド2成分結合剤繊維)を含む。これらの混合物は好ましくは、約40乃至約60gsm、最も好ましくは約45乃至55gsmの範囲内の坪量で抄紙される。
本発明において第2トップシートとして使用される代表的加熱結合材料の特性、すなわち湿潤キャリパー、湿潤密度、湿潤圧縮度、垂直滲透および坪量を下記の表1に表示する。
第1流体分布層(平方メートルあたり約50乃至約200グラムの坪量)は同様にして親水性セルローズ繊維と熱可塑性結合性繊維とから製造される。オプションとして、低レベルの(約20%までの)親水性非結合性熱可塑性繊維を含む事ができる。代表的混合物の例は下記である。
(1)約80乃至約90%の木材パルプ(好ましくはサザンソフトウッドクラフト繊維)および約10乃至約20%の2成分熱可塑性結合剤繊維(好ましくは、50%のシース(ポリエチレン)と50%のコア(ポリプロピレン)を含むDANAKLON ES C 1.7dtex × 6mm クリンプド2成分結合剤繊維)、
(2)約75%乃至約95%の木材パルプ繊維(好ましくはサザンソフトウッドクラフト繊維)および約5乃至約52%の熱可塑性結合剤繊維(好ましくはPEXAFIL ポリエチレン繊維)、好ましくはKITTYHAWK(80%のサザンソフトウッドクラフト繊維と20%のPEXAFILポリエチレン繊維のシート状混合物)、
(3)約80%乃至約90%の(好ましくは約85%の)KITTYHAWKと約10乃至約20%の(好ましくは約15%の)親水性非結合性熱可塑性繊維(好ましくは高融点クリンプドポリエステルKODEL 431繊維)。
これらの混合物は好ましくは約60乃至約200gsm,最も好ましくは約80乃至約180gsmの範囲内の坪量で抄紙される。
本発明において第1分布キャリパーとして有効な代表的加熱結合材料の湿潤キャリパー、湿潤密度,および湿潤圧縮%を下記の表2に示す。
4.吸収性構造と各層の流体特性と物性
a.垂直滲透
本発明による吸収性構造のそれぞれの層の毛管特性は、水性体液、特に月経流体を収得してこれらの流体を吸収性構造の他の区域まで移動させる能力について特に重要である。繊維ウエブまたはマトリックスの毛管現象は多くの場合、毛管吸引力として測定される。第2トップシートと第2分布層は比較的低い毛管吸引力(および代表的には約0.03乃至約0.07の比較的低い密度)を有する。その結果、これらの層は月経流体を収得し取り上げるのにすぐれている。これに対して本発明による第1流体分布層は比較的高い毛管現象(および約0.075乃至約0.15の比較的高い密度)を有する。これは第1分布層が収得された月経流体をZ方向のみならずX−Y方向にも移動させるのに非常にすぐれている事を意味する。
人工月経流体(AMF)を垂直方向に滲透させる能力の測定がこれらの層の低/高毛管吸引力の決定のために非常にすぐれた方法である事が発見された。垂直滲透能力は、毛管吸引力に影響する種々のファクタ、例えば密度(湿潤および乾燥密度)、細孔サイズ、流体によるセルローズ繊維の可塑化、および滲透する流体の物性(接触角度、表面張力など)を説明する。第2トップシートと第2分布層はAMFの約1乃至約6cm、代表的には約2乃至4cmの比較的低い垂直滲透値を有する。これに対して第1分布層はAMFの約8乃至約20cm、代表的には約11乃至約16cmの比較的高い垂直滲透値を有する。
b.第1分布層の湿潤密度
特に吸収性コアの中に第2分布層が存在しない場合に第1流体分布層の湿潤密度が吸収性ゲル化材料(AGM)の流体取り上げ能力および効率に対して大きな影響を有する事が発見された。貯蔵層中のAGMレベルが増大するに従って、AGM効率が低下する傾向を示す。これは特に下記の表3に示される。
低密度第1分布層を使用する事によってAGM効率が増進されるが、高密度分布層が月経パッドにとってすぐれたトップシート乾燥を生じるので、これは望ましくない。従って、第1分布層の湿潤密度と最低AGM効率のための貯蔵層中のAGM量とのバランスをとる事が好ましい。第2分布層を有しない吸収性構造において最適効率を得るためには、第1分布層は好ましくは約0.10乃至約0.15g/ccの範囲内の湿潤密度と、約80乃至約150gsmの量のAGMを含む貯蔵層とを有する。
c.第2分布層の介在
第2分布層の介在がAGMの流体取り上げ能力と効率に対して大きな影響を与える事が発見された。吸収性コアが第1流体分布層のみを有する吸収性構造においては、この吸収性構造の密度は基本的に第2トップシートから第1流体分布層まで増大する。すなわち、吸収性構造は貯蔵層に向かって増大する密度グラジエントを有する。これに対して、吸収性コアの中に第1流体分布層と第2流体分布層とを有する吸収性コアは本質的に貯蔵層に向かう方向に二重密度グラジエントを有する。すなわち、第2トップシートから第1分布層への密度増大と、第1分布層から第2分布層への密度減少とを示す。高いAGMレベルと高い第1分布層密度とをもってAGMの利用効率を改良するため二重密度グラジエントを有する本発明の吸収性構造の利点は特に下記の表4に示されている。
本発明による二重グラジエント吸収性構造においては、適度のAGM効率を損なう事なくトップシートの乾燥性を増大するために高密度の分布層を使用する事ができる。このような二重構造が孔形成第1トップシートと共に使用される場合、その利点が特に明かである。このような組合わせは、トップシートの乾燥性を改良する高密度分布層に対してAGM効率を最大限に増大する事ができる。実際上、孔形成されたフィルムのトップシートの使用は、増大密度グラジエント吸収構造の吸収性能を二重密度吸収性構造の性能に近似させる。これは特に下表5に示されている。
d.圧縮力および回復
また本発明による吸収性構造は、流体を拾得し分布しまた貯蔵する能力のほかに、月経製品に対して物性を与えた。月経パッドおよびその他の関連の月経製品は着用された時に、横方向圧縮力を受ける。これらの圧縮力が解除されると、パッドはその圧縮状態から跳ね返る。
パッドがこのような圧縮力に対してどのように反作用するかが、(1)パッドの着用に伴なう快適性レベル、(2)パッドによって被覆されるパンティ面積(すなわち、パンティの汚れの予防)、および(3)使用後のパッドの外観に影響するので、この反作用は重要である。この圧縮力は、しばしば乾燥状態および湿潤状態において横方向に圧縮されたパッドの中央部分を保持するために必要な力として測定される。パッドの弾性は、パッドの初幅に対する回復%として、また横方向圧縮力を受けた後にパッド中央部分において回復された絶対幅としして測定される。
圧縮後に回復される絶対幅は、パンティを汚れから防護する程度にパンティをカバーするパッドの能力に関連している。またユーザは、パッドの除去時に(着用時のパッドと比較して)非常に狭いパッドをバンチング劣化と呼ぶ。また圧縮後のパッドの回復%は使用後のパッドの外観にも影響する事が指摘された。
圧縮力と回復力は乾燥状態と湿潤状態とにおいて測定されるが、快適性はパッドの最初の着用時に知覚される。これは、乾燥状態の圧縮力と回復%が湿潤状態でのこれらの圧縮力の回復よりも一層快適性に影響する事を意味する。乾燥状態において約300gまたはこれ以下、好ましくは約200gまたはこれ以下の圧縮力を有する薄い月経パッドは着用時に快適とみなされる事が発見された。代表的には、本発明による月経パッドは乾燥状態で、約50乃至約300g、さらに代表的には約100乃至約200gの圧縮力を有する。
多くの月経製品は湿った時にその回復力を失う。これは、湿潤状態が乾燥状態よりもパンティの一定のカバー面積の保持にとって困難な状態である事を意味する。湿潤圧縮を受けた後に少なくとも約48mm(好ましくは少なくとも約55mm)の絶対圧縮回復値を有するパッドはパンティの汚れを防止するの十分なパンティ面積をカバーする。代表的には本発明のパッドは、湿潤圧縮後に、(中央において)約48乃至約70mm、さらに代表的には約55乃至約65mmの範囲内の圧縮回復値を有する。
同様に、ユーザは一定時間の着用後に(すなわちパッドをチェックしまたは取り外す際に)パッドを目で見るので、パッドは当然に一定量の流体を含む。中央部分においてその初幅の少なくとも約65%(好ましくは少なくとも約75%)、湿潤圧縮状態から回復したパッドはユーザにとって見た目に快適である。本発明によるパッドは、湿潤圧縮後に、その初幅の約55%から約90%(さらに代表的には約75乃至約85%)回復する。
月経パッドまたは関連の月経製品の乾燥状態における圧縮力および湿潤状態における圧縮から相対回復(すなわち弾性)の測定手順については、下記の「テスト法」を参照。
D.月経パッド、生理用ナプキンおよび関連の吸収性製品
本発明による月経パッドまたは生理用ナプキン10の好ましい実施態様を第1図に図示する。本明細書において、用語「生理用ナプキン」とは、婦人によって外陰部に近接して、一般に泌尿生殖器の外側に使用され、身体から排出される月経液またはその他の各種排泄物(例えば、血液、月経および尿)を収容する吸収性製品を言う。着用者の前庭の中にまたは部分的にその外部に存在する隠唇間装置も本発明の主旨の範囲内にある。本明細書において、用語「外陰部」とは外部から見える女性の性器を言う。しかし、本発明はパンティライナーなどのその他の女性用生理パッドまたは月経パッド、またはその他の失禁パッドなどの吸収性製品、および類似物にも適用される。
第2図に図示のように、月経パッド10は流体透過性第1トップシート12と、流体収得第2トップシート14と、吸収性構造16と、流体不透過性バックシート18とから成る。バックシート18とトップシート12はそれぞれパッド10の衣類側面と身体側面に隣接配置され、好ましくは相互に接合される。例えばバックシート18とトップシート12は相互に接着剤によって接着される事ができる。満足であると発見された接着剤はミネソタ、セントポールのH.B.フラー・カンパニーによって製造されHL−1258またはH−2031として市販されている接着剤である。あるいはトップシート12とバックシート18は相互に加熱結合、加圧結合、超音波結合、ダイナミック機械的結合またはその他の適当方法によって接合する事ができる。
トップシート12とバックシート18とを接合する特に適当な方法はクリンプシールである。第1図に図示のように、吸収性構造16の側面縁が外周40を成す。第1トップシート16とバックシート18がそれぞれ吸収性構造16と類似の形状を有するが、これより大である。従ってトップシート12とバックシート18は、吸収性構造16の外周40から外側に延在して吸収性構造を包囲して連続境界セグメント42を画成する部分を有する。境界セグメント42は全体として比較的狭く、約0.25乃至6mm、好ましくは約3mm幅まで延在する。さらに、境界セグメント42は比較的薄く可撓性であって、排出区域の近傍の汚れに対する防護を改善するためのものである。
流体不透過性シール44が境界セグメント42の中に、外周40を包囲するように備えられている。従ってシール44は、吸収性構造16の外周40から流体が境界セグメント42を通して月経パッド10の縁に向かって横方向に移動(すなわち「滲透」)する事を防護し、着用者の下着の側面の過早な汚れを禁止するように成されている。その結果、トップシート12とバックシート18は比較的流体から防護される傾向がある。シール44は外周40に近く内側に配置されているので、境界セグメント42の大部分が乾燥し、汚染されない。シール44は好ましくは外周40を完全に包囲し、流体の滲透および漏れを生じるようなギャップを有しない。
シール44は、一般に「クリンピング」操作と呼ばれるように、熱を加えまたは加えないで、同時的に圧力を加える事によって形成される。「クリンピング」工程に際して、トップシート12とバックシート18を融解するのに十分な圧力がオプションとして熱と共に加えられて、シール44を形成する。シール44の外側の境界セグメント42の部分は相互に離間されたボンドによってクリンピングされる。このような離間されたボンドは逆のまたは負の毛管グラジエントを生じるので、シール44を通過しようとする流体はシール区域44中の高密度の材料にむかって引張られ、従ってシール44の外側の流体運動は、境界セグメント42の外側縁に向かうのでなく、シール44にそって生じる。
月経パッド10の中に使用される本発明の吸収性構造16の実施態様を第2図に図示する。図示のように、この吸収性構造16は第2トップシート14とこの第2トップシートに流体連通した吸収性コア22とを含む。所望ならば、第2トップシートを吸収性コアに対して適当な接着剤によって、または加熱結合などの他の型の結合によって接合する事ができる。
第2図に図示の吸収性コア22は3部品、すなわち流体分布層24、流体貯蔵層26および繊維質「ダスティング」層28とを含む。この吸収性コアの形成に際して、繊維質「ダスティング」層28が第1層を成し、その上に貯蔵層26の吸収性ゲル化材料が配置される。次にこの吸収性ゲル化材料の上に分布層24が配置されて、ラミネート構造を形成する。繊維質「ダスティング」層28と分布層26とを接着剤によって接合する事ができるが、これらの2層はそれぞれある程度の熱可塑性材料、代表的には熱可塑性結合剤繊維を含むので、加熱結合によって相互に接合される。
吸収性コア16の他の実施態様を第3図に図示する。図示のように、吸収性構造16は吸収性コア22を含むが、第2トップシートを含んでいない。この実施態様において吸収性コア22は4部品、すなわち第1流体分布層24、第2流体分布層30、流体貯蔵層26および繊維質「ダスティング」層28を含む。(パンティライナーおよびその他の軽い失禁パッドの場合、貯蔵層26と繊維質「ダスティング」層28はオプションであるが、好ましい部品である。)この場合にも、繊維質「ダスティング」層28は貯蔵層26の吸収性ゲル化材料を配置するベースを成す。次に第2および第1分布層30、24が吸収性ゲル化材料の上に配置されてラミネート型構造を成す。このラミネートの各層は代表的には加熱結合によって相互に接合される。
第4図は第2図と第3図の実施態様の組合わせである。第2図の実施態様と同様に、第4図の吸収性構造16は第2トップシート14と吸収性コア22とを含む。第3図の実施態様と同様に、第4図の吸収性コア22は4部品、すなわち第1流体分布層24、第2流体分布層30、流体貯蔵層26および繊維質「ダスティング」層28を含む。第4図の吸収性構造16は第2図の実施態様と第3図の実施態様との所望の流体処理フィーチャを組合わる。
バックシート18は液体(例えば月経および/または尿)に対して不透過性であって、好ましくは薄いプラスチックスフィルムから形成されるが他の可撓性不透液性材料を使用する事もできる。この場合、用語「可撓性」とは、柔軟であって人体の全体形状および輪郭に容易に合致する材料を言う。バックシート18は、吸収性コア22中に吸収され収容された排泄物がパンツ、パジャマおよび下着など、生理用ナプキン10と接触する物品を濡らす事を防止する。バックシート18は織成材料または非織成材料、ポリエチレンまたはポリプロピレンの熱可塑性フィルムなどのポリマーフィルム、またはフィルムを塗布された不織布材料などの複合材料を含む。好ましくはバックシートは約0.012mm(0.5ミル)乃至約0.051mm(2.0ミル)の厚さを有するポリエチレンフィルムとする。ポリエチレンフィルムの例は、オハイオ、シンシナティ、クロペイ・コーポレーションによって商品番号P18−0401で製造され、またインディアナ、テールホートのエチル・コーポレーション、ビスクイーン部門によって商品番号XP−39385で製造されている。バックシートは好ましくは布状外観を呈するために、エンボス仕上げおよび/またはマテ仕上げを受ける。さらにバックシートは、排泄物の通過を防止しながら、水蒸気を吸収性構造16から脱出させる事ができる(すなわち、呼吸性)。
トップシート12は柔軟で柔らかな感触を有し、着用者の皮膚に対して非刺激性である。またトップシート12は流体透過性であって、流体(例えば月経および/または尿)をその厚さを通して容易に透過させる。適当なトップシートは、織成材料および不織布材料、孔ド熱可塑性フィルム、孔ド・プラスチックフィルムおよびハイドロフォームド熱可塑性フィルムなどのポリマー材料、多孔性フォーム、網状フォーム、網状熱可塑性フィルムおよび熱可塑性スクリムなどの広範な材料から製造する事ができる。適当な織成または不織布材料は、天然繊維(例えば木材繊維または棉繊維)、合成繊維(例えばポリエステルまたはポリプロピレンなどのポリマー材料、またはポリエチレン繊維)または天然繊維と合成繊維との組合わせから成る事ができる。
本発明において使用される好ましいトップシートはハイロフト不織布トップシートおよび孔形成されたフィルムトップシートから選択される。孔形成フィルムは、排泄物に対して透過性でありしかも非吸収性であり、流体を逆流させて着用者の皮膚を再び濡らす傾向が少ないので、トップシートとして特に好ましい。従ってこの孔形成フィルムは身体と接触した時に乾燥状態にとどまり、身体の汚れを低減させて着用者に快適さを与える。適当な孔形成フィルムは米国特許第3,929,135号、米国特許第4,324,246号、米国特許第4,342,314号、米国特許第4,463,045号、および米国特許第5,006,394号に記載されている。これらの各特許を引例とする。特に好ましいマイクロ孔形成フィルムは米国特許第4,609,518号および米国特許第4,629,643号に記載され、これらの米国特許を引例とする。本発明の好ましいトップシートは前記特許のいずれかに記載の孔形成フィルムであって、オハイオ、シンシナティのプロクター & ギャンブル・カンパニーから「DRI−WEAVE」として生理用ナプキン上に備えて市販されている。
孔形成フィルムの身体面は親水性と成され、親水性でない場合よりも急速にトップシートを通して液体を転送させ、このようにして月経液が吸収性構造の中に流入して吸収されるのでなくトップシートにそって流出する傾向を低減させる。好ましい実施態様においては、米国特願第07/794,745号に記載のように孔形成フィルムトップシートのポリマー材料の中に界面活性剤を含有させる。この特願を引例とする。あるいは前記の引例米国特許第4,950,254号に記載のようにトップシートの身体面を界面活性剤によって処理する事によって親水性に成す事ができる。
使用中に、パッド10はこのような目的から公知の任意のサポートまたは取付け装置(図示されていない)によって定置保持される事ができる。好ましくはパッド10はユーザの下着またはパンティの中に配置され、そこに接着剤などのファスナーによって固着される。接着剤はパンティを股部分の中に固着する手段を成す。従ってバックシート18の外側面の一部または全体に接着剤を塗布する。このような目的のために使用される業界公知の任意の接着剤またはにかわをこの場合の接着剤として使用する事ができ、特に感圧接着剤が好ましい。適当な接着剤は、オハイオ、コロンバス、センチュリー・アドヘッシブズ・インコーポレイテッドによって製造されCentury A−305−IVとして市販されている接着剤、およびNJ,ブリッジウオータ、ナショナル・スターチ アンド ケミカル カンパニーによって製造されるInstant Lock 34−2823である。また適当な接着剤ファスナーが米国特許第4,917,697号に記載されている。パッド10を使用するために配置する前に、接着剤が乾燥しまたはパンティの股部分以外の表面に接着する事を防止するため、代表的には感圧性接着剤を着脱自在のリリースライナないよってカバーする。また適当なリリースライナが前記引例の米国特許第4,917,697号に記載されている。この目的から一般に使用される任意の市販リリースライナを使用する事ができる。適当なリリースライナの非制限例は、いずれもWI、メナシャのアクロシル・コーポレーションによって製造されるBL30MG−A Silox E1/0およびBL30MG−A Silox 4P/Oである。パッドのリリースライナを除去し、接着剤がパンティに接触するようにパッドを配置する事によってパッドを使用する事ができる。パンティの使用中、接着剤がパッド10を使用位置に保持する。
E.テスト法
1.垂直滲透
a.人工月経液の準備
段階 1. 2.5mlの試薬グレードの85−95%酪酸を27.5mlまで蒸留水で希釈する。
段階 2. 10.0gmのKOHを90mlの蒸留水をもって、10%水酸化カリウム溶液としての完全溶解ラベルに達するまで混合する。
段階 3. 8.5gmの塩化ナトリウムと、1.38gmの水性一塩基性リン酸ナトリウムとをフラスコに加え、蒸留水をもって1000mlまで希釈する。完全溶解まで混合する。一塩基性リン酸ナトリウム溶液としてのラベル。
段階 4. 8.5gmの塩化ナトリウムと、1.42gmの無水二塩基性リン酸ナトリウムとをフラスコに加え、蒸留水によって1000mlまで希釈する。完全溶解するまで混合する。二塩基性リン酸ナトリウムとしてのラベル。
段階 5. 450mlの二塩基性リン酸ナトリウム溶液を1000mlビーカに加え、pHが7.2±0.1に低下するまで、一塩基性リン酸ナトリウム溶液を加える。リン酸塩溶液としてのラベル。
段階 6. 460mlのリン酸塩溶液と、7.5mlの10%水酸化カリウム溶液とを1000mlビーカの中に混合する。溶液を50℃まで加熱し、次に31gmの無菌の胃ムチン(OH、クリーブランド、ICN バイオメディカル・インコーポレイテッド)を加える。胃ムチンを完全溶解するため、2.5時間加熱を継続する。溶液を40℃以下まで冷却させ、次に2.0mlの8%酪酸溶液を加える。混合物を121℃で15分間、オートクレーブ処理し、次に常温まで冷却させる。粘液混合物は7日以内に使用しなければならない。胃ムチン溶液としてのラベル。
段階 7. 500mlの胃ムチン溶液と500mlの新鮮な無菌の脱繊維素血液(OH、バース、クリーブランド サイエンティフィック、アメリカン バイオメディカル)をビーカの中で混合する。人工月経液としてのラベル。冷凍状態で保存し、7日以内に使用。
b.テスト手順
(1)サンプルの調製
テストされるサンプルは、73±2°Fおよび50±2%の相対密度に調整された室内で最低2時間、平衡化されなければならない。サンプルを、それぞれ少なくとも25cmの高さの1インチストリップ状に切断しなければならない。テストされる各材料につき、3サンプルを切断しなければならない。
これらのサンプルを平衡化処理した後に、T−Barシーラ(カリフォルニア、サンタモニカ、ハーウイル・カンパニー、Model T−7,115VAC,65W)を使用して各サンプルの上側面と側面とをプラスチックス中に密封しなければならない。各材料ストリップの底部の1/2センチメートルを露出しなければならない。(サンプルの下端ではなく)プラスチックスの下端からサンプルの外側面に長手方にセンチメートルごとのマークを付ける。
(2)テスト装置の準備
電磁撹拌棒をゆっくり撹拌しながら人工月経液を30分間、常温まで平衡化させる。約500mlの平衡化された人工月経液を平底ガラス皿の中に注入する(皿の中の液体レベルが約1.5インチ深さとなるまで)。充填皿を電磁撹拌棒と共に、低速に設定された電磁撹拌プレートの上に配置する。
円筒形プレキシガラスバー(調整自在の間隔をもって少なくとも2つのプレキシガラスプレート(25cm×0.5cm×3cm)を取り付けられた12インチ円筒形バー)をリングスタンドの上に締付る。クランプはスタンド底部の上方約18−20インチのところに試験的にセットされる。テストされるサンプルの厚さに対応するように、円筒形バーの末端に取り付けられたプレキシガラスプレートの間に余裕スペースを備える。
(3)テスト手順の実施
サンプルの密封された上側面を2枚のプレキシガラスプレートの間に配置し、次にサンプルが完全に懸垂されるまでこれらのプレートを相互に締付る。サンプルが接触しないようにして2−3サンプルに対応するように、プレートの幅にそって十分なスペースがなければならない。さもなければ、サンプルを前後に配置するために追加プレートを使用する事ができる。すべてのサンプルを懸垂した後、サンプルの下端と上端がすべてプレキシガラスに対してまたは相互に同水準とならなければならない。
人工月経液の撹拌プレートと皿を懸垂されたサンプルの直下に配置する。各サンプルの0.5cmが人工月経液の中に浸漬されるようにこれらのサンプルを下降させる。(月経液がサンプルの中に浸透するのでなくシールとの界面の中に浸透するので、サンプルのプラスチックで覆われた部分を浸漬してはならない。)各サンプルの下端が人工月経液の中に同等に浸漬されるように、必要ならばバーとサンプルのレベル調整を行う。
月経液は最初サンプルの中を非常に急激に上昇するが、時間と共に遅くなる。さらに、月経液の高さはサンプルの両縁において(切断に際してサンプルが圧縮された箇所において)常に高くなり、サンプルの中央部で低くなる。月経液の高さは常にメニスカスの底部から読まなければならない。
月経液の高さは最初にサンプルを浸漬した時から30分毎に記録されなければならない。各サンプルを最低5時間浸漬させなければならない。しかし1時間後に浸漬高さの変化が見られなければ、その高さを最終浸透高さとして記録する。各サンプル(n=3)について記録された最終垂直浸透値の平均をその材料の垂直浸透値として用いる。
2.水平重力浸透テスト
水平重力浸透(HGW)は、2.5×7.5インチの吸収性コアまたは月経製品サンプルによる流体吸収を時間関数として測定する吸収テストである。この方法において、サンプルは電子はかりから懸垂されたホルダーの中に水平に上側面を下にして保持される。テスト流体(この場合人工月経液)を含み、またテストサンプルに対してゼロ静水ヘッドで月経液タンクに接続されたガラス供給管が、ポイントソースとしてサンプルの下側面に接触させられ、サンプルの重量増加分が時間に対する流体取り上げ測定値として使用される。テストは3900秒進行する。テスト中、サンプルは金属おもりによって覆われた変形自在の水を充填されたプラスチックバッグによって0.18psi圧のもとに置かれる。この変形自在のシステムはサンプルに対する圧力がサンプルの全面にわたって比較的一定となるようにサンプルに対して静水圧を加える。
「初取り上げ量」は、3900秒後にシステムによって吸収された人工月経液の重量と定義される。次に、吸収性構造または月経パッドとに対して「再湿潤値」を測定する。これは、吸収性コアが0.5グラム以下のAMFを放出するまで0.25psiの圧力で、ホワットマンろ過紙によってパッドから繰り返し吸い取られる流体量を発見するためである。「保持された吸い取り値」は「初吸い取り値」と「再湿潤値」との差として計算される。
HGWテスト後に貯蔵層とダスティング層以外のすべての層を除去しこれらの層を秤量する事により、100%AGMを含む貯蔵層について「吸収性ゲル化材料(AGM)効率」(gm/gm)を測定する。「AGM効率」は、湿潤した貯蔵層およびダスティング層の合計重量からダスティング層の乾燥重量および乾燥AGMの重量を差引き、次にAGMの乾燥重量によって割った値として計算される。
3.圧縮力および回復テスト
このテストにおいては月経パッドの中心に対してその幅にそって6サイクルの圧縮力を加え、次にこの圧縮力を解除する。(このテストはパンティーライナーなどの他の月経製品についても使用する事ができる。)
着用中に体験される力と拘束力をシミュレートするように設計された一対のプレートによってパッドを圧縮する。プレートの走行距離と得られた力を測定する。
4.装置およびサンプルの準備
このテストを実施するに適した装置は例えばインストロンModel 1122およびEME Model 599A試験装置である。第5図はこのテストがEME599A試験装置50によって実施される状態を示す。テスト装置50は固定下方クランプ54と上方往復クランプ58とを含む。また装置50は上方クランプ58を下方に片寄らせるための重り(4000g)62を含む。
一対の板66と70から成る組立体64(第6図および第7図参照)によってパッド10に対して圧縮力を加える。上方圧縮板66は着用者の一方の腿をシミュレートしている。下方の圧縮板70は、着用者の反対側腿と、使用中にパッド10に接触する身体部分(会陰区域)とをシミュレートしている。また下方圧縮板70は、その本体部分82の両側に1つづつ配置された2本の円筒形ポスト74、78と、本体部分82の上側面に取り付けられたプレキシガラスの観察スクリーン84とを含む。これらのポスト74と78はパッド10を取り付けるためにパンティー86の股部分を保持する。(適当なパンティーの股部分をパンティーから切り出して、ポスト74と78に取り付けるために両端に縫い込み管を備える)。
第6図と第7図について述べれば、下板70はベース71を有し、このベース71の中に一対の相互に離間されたロット72aと72bが形成され、これらのロットは、装置50の下方クランプ54に対して下方板70を固着するために使用される。第6図に図示のように、下板70の本体部分82はその上部73に凸形湾曲面75を備える。
第8図と第9図に図示のように上板66の本体部分67は凹形湾曲面69を備える。この上板66を装置50の往復上クランプ58に固着するための長方形の取り付けブラケット68が本体部分67に対して固着されている。特に第6図に見られるように、下板70の凸形面75は上板66の凹形面69の中に嵌合するように対向形成されている。このような構造により、上板66は下板70に非常に近接して移動する事ができるが、それらの面75と69が相互に接触しない。特に第6図に図示のように、上板66が完全に下降している時、この上板66は下板70と嵌合するが、物理的に接触しない。
板66、70(およびその構成部分)は、所要の形状に形成する事のできる任意適当な材料(例えば、アルミニウム、レキサン、プレキシガラス)から構成する事ができる。しかし板66、70を含む組立体64の重量は、力測定の十分な範囲を生じるように、計器のロードセルの限界より相当に低くなければならない。
テスト中に、クロスヘッド速度(すなわち、上板66が圧縮サイクル中に下降する速度)は22インチ/分である。下板70の本体部分82の上部73と上板66の本体部分67の下部との間隙は4インチ間隔から始まり、次にパッド10が完全圧縮された時に1インチ間隔まで狭まる。
月経パッド10のサンプルは73±2°Fと50±2%の相対湿度で最小限2時間、平衡化処理される。サンプルは、パッド底部の接着剤とリリースペーパを含めて完全仕上がりパッドでなければならない。製作中のサンプルの不当な曲げを避けなければならない。テストのためには各サンプルの最小限6サンプルが必要である。
b.テスト手順
パッド10からリリースペーパを除去し、次にパッドをパンティの股部分86上に、縫合線に対して定心させる。次にパッドを固着させるために、軽く押圧する。次にパンチ股部分86の両端の縫い込み管を下方圧縮板70のポストの上に滑り込ませる。パッド10は弧状を成し、その両端が板70の本体部分82に向かって突出し、パッド10はパンティ股部分86と本体部分82の下部との間にゆるく閉じ込められなければならない。パッド10はその一方の縁上に立ち上がるように配向される。この場合、板70の本体部分82の上部73と板66の本体部分67の下部との間隔は4インチでなければならない。
次にパッド10が1インチまで圧縮(完全圧縮)されるまで往復上クランプ58の下降運動によって板66が22インチ/分の速度で下降させられる。圧縮状態が30秒間保持される。10gの力に達した時、上板66の本体部分67がパッド10の縁と接触する距離が決定される。これがパッドの初幅である。完全圧縮状態に達した後の30秒の末期において圧縮が解除される直前の力が圧縮力として記録される。
完全圧縮の30秒後に、板66を初位置まで移動させる事によって(4インチ離間)圧縮力が解除される。パッド10は非圧縮状態で60秒間放置される。この60秒が終了すると、第2圧縮サイクルが開始される。前記と同様の手順が実施される。パッド10が6圧縮/解除サイクルを受けるまで、この手順が繰り返される。
パッド10の3個の乾燥サンプルをこの手順によってテストする。次に7.5mlの0.9%塩水をサンプルの中心に注ぎ(サンプル自身に流体を分布させる)、次にテストまで10分間放置する事によって、さらに3サンプルを湿潤状態でテストする。湿潤サンプルに対して、乾燥サンプルと同様の手順を加える。
c. 計算
それぞれ3個の乾燥サンプルと湿潤サンプルとをテストした後に、下記の値を特定する。
(1)3乾燥パッドに対する6サイクルから平均圧縮力、
(2)3湿潤パッドに対する6サイクルから平均初パッド幅、
(3)下記式により、3湿潤パッドの平均幅パーセント:
パッド幅%=100×(初パッド幅サイクル6÷初パッド幅サイクル1)
F.改良されたバンチング抵抗を有する月経パッドの製造
月経パッドを下記のようにして形成する。すべての材料を所望形状に切断する(第1図参照)。吸収性構造の各層を65mm×207mmの長方形に切断する。またトップシートとバックシートを127mm×292mmの長方形に切断する。
シリコーン被覆されたリリースペーパ上に、H2031 Findlayホットメルト接着剤の螺旋パタンを0.02g/in2の割合で被着する。トップシートと被覆されたリリースペーパとをハンドローラによってローリングする事によって、この接着剤層を孔形成されたフィルムトップシートの下側面に転送する。第2トップシートをトップシートの接着剤層に対して当接させ、第2トップシートと接着剤層とを一緒にハンドローラによってローリングする事によって、これらの2層を相互に結合する。ポリエチレンバックシートの両側の長手方縁にそって、2本の両面テープを付着する。繊維質「ダスティング」層を両面テープ上に配置し、これらの層を一緒に軽くローリングする事によって結合する。吸収性コアの他の層を同時に配置して完全吸収性構造を形成する。
次にトップシートと吸収性構造との組立体を結合する。製品の縁をアイロンに付けられた適当形状のダイスによって密封し、ポリエチレンのトップシートとバックシートの融点以上の温度に加熱する。アイロンダイスを手の圧力で材料に対して押圧して縁を密封する。次に一対のハンドシザーを使用して余分材料から月経パッドを切断する。
これらのパッドを形成するために使用された材料と得られたパッドの機械的特性とを下表6および7に示す。

Claims (6)

  1. (1)孔開き成形フィルムまたは不織材料から作られる透液性トップシートと、
    (2)不透液性バックシートと、
    (3)トップシートとバックシートとの間に位置される吸収性コアとを有し、
    前記吸収性コアは、
    (A)親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成され、人工月経流体に所定深さ浸漬させた際、最終滲透高さが8cm乃至20cmとなる第1流体分布層と、
    (B)親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成され、人工月経流体に所定深さ浸漬させた際、最終滲透高さが1cm乃至6cmとなる、前記第1流体分布層と流体連通する第2流体分布層と、
    (C)15重量%乃至100重量%の吸収性ゲル化材料と0重量%乃至85重量%の吸収性ゲル化材料の担体とから形成され、前記第2流体分布層と流体連通する流体貯蔵層とを有することを特徴とする月経製品。
  2. 月経製品は、パンティライナーおよび月経パッドのグループから選定されることを特徴とする請求項1に記載の月経製品。
  3. (A)親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成され、人工月経流体に所定深さ浸漬させた際、最終滲透高さが8cm乃至20cmとなる第1流体分布層と、
    (B)親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成され、人工月経流体に所定深さ浸漬させた際、最終滲透高さが1cm乃至6cmとなる、前記第1流体分布層と流体連通する第2流体分布層と、
    (C)15重量%乃至100重量%の吸収性ゲル化材料と0重量%乃至85重量%の吸収性ゲル化材料の担体とから形成され、前記第2流体分布層と流体連通する流体貯蔵層とを有することを特徴とする水性体液の吸収性コア。
  4. 親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成され、流体貯蔵層に隣接する繊維層(D)を有することを特徴とする請求項3に記載の吸収性コア。
  5. 層(A)、層(B)及び層(D)の少なくとも2層が加熱結合によって一体化されることを特徴とする請求項4に記載の吸収性コア。
  6. (1)孔開き成形フィルムトップシートおよびハイロフト不織トップシートから成るグループから選定される透液性トップシートと、
    (2)親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成され、人工月経流体に所定深さ浸漬させた際、最終滲透高さが1cm乃至6cmとなる、前記トップシートに隣接する流体収得層と、
    (3)前記流体収得層と流体連通する吸収性コアと、
    (4)不透液性バックシートとを有し、
    前記吸収性コアは、
    (A)親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成され、人工月経流体に所定深さ浸漬させた際、最終滲透高さが8cm乃至20cmとなる第1流体分布層と、
    (B)親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成され、人工月経流体に所定深さ浸漬させた際、最終滲透高さが1cm乃至6cmとなる、前記第1流体分布層と流体連通し第1流体分布層から水性体液を取得する第2流体分布層と、
    (C)15重量%乃至100重量%の吸収性ゲル化材料と0重量%乃至85重量%の前記吸収性ゲル化材料の担体とを有し、前記第2流体分布層と流体連通する流体貯蔵層と、
    (D)親水性セルローズ繊維と熱可塑性材料との混合物とを含み、親水性セルローズ繊維を加熱結合してマトリックスが形成された、前記貯蔵層に隣接する繊維層とを有することを特徴とする月経パッド。
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