JP4537237B2 - 吸収性物品の吸収体の製造方法 - Google Patents
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Description
トウを開繊することにより得られる、フィラメント間に空隙を有するフィラメントの集合体を、繊維の連続方向に沿って搬送しつつ、その上方から高吸収性ポリマー粒子を投射することにより、前記フィラメント集合体の空隙内に高吸収性ポリマー粒子を進入させ、しかる後、この高吸収性ポリマー粒子を進入させたフィラメント集合体を包被シートにより包み込むことにより、吸収体を製造する吸収体の製造方法であって、
前記フィラメント集合体の下面と前記包被シートとの間に、上面が粗面の不織布からなる保持シートを配するとともに、前記高吸収性ポリマー粒子の投射前に、前記保持シートの上面に粘着性を有するホットメルト接着剤を塗布し、
前記高吸収性ポリマー粒子の投射を行うにあたり、
移動する前記前記フィラメント集合体に臨む開口を有するケーシングと、
ケーシング内部において前記フィラメント集合体の移動方向に回転する、周面に多数の投射孔を有する回転ドラムと、
前記回転ドラム内部に回動自在に収められた、周面に開口を有するシャッタドラムとを備える高吸収性ポリマー粒子の散布装置を用い、
前記ケーシングの開口位置に対して前記シャッタドラムの開口を合わせた状態で、前記高吸収性ポリマー粒子を前記回転ドラム内に供給するとともに前記回転ドラムを回転させることにより、前記シャッタドラム内の高吸収性ポリマー粒子に前記回転ドラムの半径方向の遠心分力を作用させつつ、前記シャッタドラム内の高吸収性ポリマー粒子を、前記回転ドラムの投射孔から前記ケーシングの開口を介して、前記遠心分力により自由落下速度以上に加速した状態で、前記移動する前記フィラメント集合体及びその下方の前記保持シートに向けて投射する、ことを特徴とする吸収性物品の吸収体の製造方法。
本発明の製造方法によって製造される吸収体を備えることによって、厚み方向の吸収性にかたよりがない吸収性物品となる。
また、本発明の高吸収性ポリマー粒子の散布装置においては、次のような作用効果が奏せられる。すなわち、ケーシングの開口位置に対してシャッタドラムの開口を合わせた状態で、回転ドラムが回転すると、高吸収性ポリマー粒子は投射孔を通って落下するとともに、その際に、回転ドラムが回転している関係で、高吸収性ポリマー粒子に対して半径方向の遠心分力が作用し、高吸収性ポリマー粒子に自由落下以上の加速力が作用し、速い速度でフィラメント集合体上に散布・投射される。したがって、高吸収性ポリマー粒子を自由落下させてフィラメント集合体に散布する方法と比較して、フィラメント集合体に対して高吸収性ポリマー粒子を強い力を衝突させることができる。これにより、ウェブ、フィラメントの集合体等の空隙を有するフィラメント集合体に対しては、高吸収性ポリマー粒子をフィラメント集合体の空隙内に深く侵入させることができるようになり、高吸収性ポリマー粒子を上部のみに偏在させることなく、実質的に厚み方向全体に分散させることが可能となる。
なお、「ケーシングの開口位置に対してシャッタドラムの開口を合わせた状態」とは、ケーシングの開口とシャッタドラムの開口が完全に一致している状態のみならず、シャッタドラムの開口がケーシングドラムの開口と一部重なり合っている一部一致の状態をも含む意味である。シャッタドラムを回動させてシャッタドラムの開口をケーシングの開口に対してどの程度重なり合わせるかを調整することにより、回転ドラムの投射孔の有効投射位置(実際に高吸収性ポリマー粒子が投射可能な位置)および有効投射面積(実際に高吸収性ポリマー粒子が飛び出し可能な範囲)が調整される。これによりフィラメント集合体に対する高吸収性ポリマー粒子の投射量および投射位置が調整される。
<請求項2記載の発明>
回転ドラムの投射孔を、周方向に分割された群をなすように形成し、前記高吸収性ポリマー粒子を前記フィラメント集合体上に間欠的に投射する、請求項1記載の吸収体の製造方法。
<請求項3記載の発明>
前記高吸収性ポリマー粒子を前記フィラメント集合体上に投射する際、前記粉粒体を圧縮空気に伴わせないようにする、請求項1または2記載の吸収体の製造方法。
<請求項4記載の発明>
前記保持シートの上面を粗面とするために、前記保持シートの上面を不織布の製造時におけるネット面でない非ネット面とする、マーブル加工を行う、ニードルパンチにより加工する、又はブラッシング加工を行う、請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸収体の製造方法。
図1には、本発明によって得られる吸収体、すなわち粉粒体としての高吸収性ポリマーが基材としてのフィラメントの集合体の厚み方向に均一に分散されている吸収体を備えるパンツ型使い捨ておむつの例が示されている。高吸収性ポリマー、フィラメントの集合体および散布装置の詳細については後述する。前記パンツ型使い捨ておむつ10は、外面(裏面)側の外装シート12と内面(表面)側の吸収性本体20とを備え、外装シート12に吸収性本体20が固定されている。吸収性本体20は、尿や軟便などの体液(後述する生理用ナプキンでは経血)を受け止めて吸収保持する部分である。外装シート12は着用者に装着するための部分である。
実施の形態の吸収性本体20は、図3に示されるように、体液を透過させるたとえば不織布などからなるトップシート30と、中間シート(セカンドシート)40と吸収要素50とを備えている。また、吸収体56の裏面側にはプラスチックシートなどからなる体液不透過性シート(バックシートとも呼ばれる)70が設けられている。この体液不透過性シート70の裏面側には、前記の外装シート12が設けられている。さらに、両側にバリヤーカフス60、60を備えている。
トップシート30は、体液を透過する性質を有する。したがって、トップシート30の素材は、この体液透過性を発現するものであれば足り、例えば、有孔又は無孔の不織布や、多孔性プラスチックシートなどを例示することができる。また、このうち不織布は、その原料繊維が何であるかは、特に限定されない。例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等の合成繊維、レーヨンやキュプラ等の再生繊維、綿等の天然繊維などや、これらから二種以上が使用された混合繊維などを例示することができる。さらに、不織布は、どのような加工によって製造されたものであってもよい。加工方法としては、公知の方法、例えば、スパンレース法、スパンボンド法、サーマルボンド法、メルトブローン法、ニードルパンチ法等を例示することができる。例えば、柔軟性、ドレープ性を求めるのであれば、スパンレース法が、嵩高性、ソフト性を求めるのであれば、サーマルボンド法が、好ましい加工方法となる。
トップシート30を透過した体液を速やかに吸収体へ移行させるために、トップシート30より体液の透過速度が速い、通常「セカンドシート」と呼ばれる中間シート40を設けることができる。この中間シートは、体液を速やかに吸収体へ移行させて吸収体による吸収性能を高めるばかりでなく、吸収した体液の吸収体からの「逆戻り」現象を防止し、トップシート30上を常に乾燥した状態とすることができる。
吸収要素50は、トウを開繊したフィラメント52,52…の集合体及び高吸収性ポリマー粒子54,54…を有する吸収体56と、この吸収体56の少なくとも裏面及び側面を包む包被シート58とを有する。さらに、吸収体56と包被シート58の裏面側部位(下側の部分)との間に保持シート80が設けられている。
吸収体56は、図3に示すように、トウを開繊したフィラメント52,52…の集合体中に高吸収性ポリマー粒子54,54…を有する。そして、少なくとも体液受け入れ領域において、フィラメント52,52…の集合体に対して高吸収性ポリマー粒子(SAP粒子)が実質的に厚み方向全体に分散されている。この実質的に厚み方向全体に分散されている状態を図3の要部拡大図として概念的に示した。
高吸収性ポリマー粒子とは、「粒子」以外に「粉体」も含む意味である。高吸収性ポリマー粒子の粒径は、この種の吸収性物品に使用されるものをそのまま使用でき、100〜1000μm、特に150〜400μmのものが望ましい。高吸収性ポリマー粒子の材料としては、特に限定無く用いることができるが、吸水量が60g/g以上のものが好適である。高吸収性ポリマー粒子としては、でんぷん系、セルロース系や合成ポリマー系などのものがあり、でんぷん−アクリル酸(塩)グラフト共重合体、でんぷん−アクリロニトリル共重合体のケン化物、ナトリウムカルボキシメチルセルロースの架橋物やアクリル酸(塩)重合体などのものを用いることができる。高吸収性ポリマー粒子の形状としては、通常用いられる粉粒体状のものが好適であるが、他の形状のものも用いることができる。
他方、吸収体56のサイズは、平面投影面積が400cm2以上であり、かつ厚さが1〜10mm、特に1〜5mmであるのが好ましい。吸収体のサイズがこの範囲内にあると、重量や厚さ、コストの増加を来たさずに復元性を向上する上で、極めて有利である。また、吸収体の重量は25g以下、特に10〜20gとなるように構成するのが好ましい。吸収体の重量がこの範囲内にあると、専用部材を用いないことによる利点が特に顕著になる。
吸収体56の圧縮レジリエンスRCは、40〜60%、特に50〜60%とするのが好ましい。これにより、吸収体自体で十分な復元性を発揮できるようになる。
包被シート58としては、ティッシュペーパ、特にクレープ紙、不織布、ポリラミ不織布、小孔が開いたシート等を用いることができる。ただし、高吸収性ポリマー粒子が抜け出ないシートであるのが望ましい。クレープ紙に換えて不織布を使用する場合、親水性のSMMS(スパンボンド/メルトブローン/メルトブローン/スパンボンド)不織布が特に好適であり、その材質はポリプロピレン、ポリエチレン/ポリプロピレンなどを使用できる。目付けは、8〜20g/m2、特に10〜15g/m2のものが望ましい。
保持シート80と吸収体56上との間には、高吸収性ポリマー粒子54がその散布などにより介在されている。高吸収性ポリマー粒子54は、フィラメント52の集合体への散布・投射時に又はその後の工程、あるいは消費者が使用するまでの流通過程で、フィラメント52の集合体を通り抜けることがある。フィラメントの集合体を通り抜けた高吸収性ポリマー粒子群の凹凸は、消費者が使用する際に手で触ったときジャリジャリした違和感を与える。そこで、吸収体56と包被シート58との間に吸収性ポリマーの保持性能を有する保持シート80を介在させるのである。この保持シート80は、ティッシュペーパ(クレープ紙)などの包被シート58のみでは足りないコシを補強して、消費者が使用する際に手で触ったとき違和感を軽減又は防止する。
体液不透過性シート70は、単に吸収体56の裏面側に配されるシートを意味し、本実施の形態においては、トップシート30との間に吸収体56を介在させるシートとなっている。したがって、本体液不透過性シートは、その素材が、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂や、ポリエチレンシート等に不織布を積層したラミネート不織布、防水フィルムを介在させて実質的に不透液性を確保した不織布(この場合は、防水フィルムと不織布とで体液不透過性シートが構成される。)などを例示することができる。もちろん、このほかにも、近年、ムレ防止の観点から好まれて使用されている不透液性かつ透湿性を有する素材も例示することができる。この不透液性かつ透湿性を有する素材のシートとしては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂中に無機充填剤を混練して、シートを成形した後、一軸又は二軸方向に延伸して得られた微多孔性シートを例示することができる。
製品の両側に設けられたバリヤーカフス60、60は、トップシート30上を伝わって横方向に移動する尿や軟便を阻止し、横漏れを防止するために設けられているが、付加的な要素である。
トップシート30の表面側から厚み方向にエンボスによる凹溝Eを形成してもよい。この場合、トップシート30のみにエンボスによる凹溝Eを形成するほか、図7に示すように、トップシート30と中間シート40との両者にエンボスによる凹溝Eを形成したり、トップシート30の表面側から吸収体56の厚さ方向一部または略全体に達するようにエンボスによる凹部を形成したり(図示せず)することができる。トップシート30と中間シート40との両者にエンボスによる凹部Eを形成させるためには、中間シート40としては、坪量が8〜40g/m2、厚さ0.2〜1.5mm、トップシート30としては、坪量が15〜80g/m2、厚さ0.2〜3.5mmの範囲にあるのが、透液性を阻害しない条件で、エンボス加工を充分に行える点で望ましい。
なお、図示しないが、吸収性本体20の各構成部材は、ホットメルト接着剤などのベタ、ビードまたはスパイラル塗布などにより相互に固定される。
一方、図8及び図9はテープ式使い捨ておむつの例を示している。図9は図8におけるIX−IX線矢視図であるが、吸収性本体20についてはやや誇張して図示してある。
上述の紙おむつの製造例について説明する。図10及び図11に示す例は、図1、図2及び図6に示すパンツ型の使い捨ておむつの製造設備例を示している。
回転子を入れた1リットルビーカーに、0.9%塩化ナトリウム水溶液(試薬特級塩化ナトリウム9.00gをイオン交換水991.0gに溶解して調製)500.00±0.10gを入れ、マグネチックスターラーで液を攪拌しながらサンプル2.0000±0.0002gを加え、サランラップで蓋をして1時間攪拌する。
ビーカー内容物を標準ふるい(38μm、200mmφ×45mm)を用いて濾過し、ふるい上に残ったゲルをテフロン板で水切りし、15分間放置する。ふるいに残ったゲルの重さAを測定し、次式により吸水量を算出する。
C = A/S …(1)
ここに、C:生食吸水量(g/g)、A:ふるいに残ったゲルの重さ(g)、S:サンプル重量(g)である。
ステンレス容器に、0.9%塩化ナトリウム水溶液を8割入れる。
サンプル2.0000±0.0002gを精秤し、綿袋(メンブロード60番 100mm×200mm)内に入れた後、0.9%塩化ナトリウム水溶液、約100mlを綿袋内に流し込むと同時に、全体をステンレス容器内の水溶液中に浸漬させる。
綿袋の上部を輪ゴムで縛り15分間浸漬後、脱水機(167G)で1分間脱水し、綿袋及びゲルの重さを測定する。
試料を入れないで同様の操作を実施し、空の綿袋の湿潤時重量を測定する。
次式により保水量を算出する。
C = (A−B)/S …(2)
ここに、C:保水量(g/g)、A:綿袋及びゲルの重さ(g)、B:空の綿袋の湿潤時重量(g)、S:サンプル重量(g)である。
回転子を入れた100ミリリットルビーカーに、0.9%塩化ナトリウム水溶液50.00±0.01gを加え、恒温水槽内で25±0.2℃一定に保持する。
マグネチックスターラー及び回転体測定器を使用し、回転速度600±10rpmで攪拌する。
試料2.0000±0.0002gを秤量し、ビーカー内の渦中に投入し同時にストップウォッチによる計測を開始する。渦が消えて液面が水平になるまでの時間(秒)を記録し、吸収速度とする。
図15に示すように、支持台201中央の上下貫通孔に中心を合わせてアクリル樹脂製円筒203(内径2cm、高さ5cm,底面に75μmのナイロンネット201Nを取り付けたもの)を立設し、この円筒203の中に0.100±0.0002gのサンプル200を入れ、サンプル200の上に円柱状錘202(径1.9cm、重さ120g)を置く。
ビュレット204の排出口を、導管206により支持台201の貫通孔の下側開口と接続し、バルブV1,V2を開く前の目盛値および30分後の目盛値を読む。
次式により加圧下吸収量を算出する。
C = (A−B)/S …(3)
ここに、C:加圧下吸収量(ml/g)、A:吸水開始後30分の目盛値(ml)、B:吸水前の目盛値(ml)、S:サンプル重量(g)である。
尿素20.0g、塩化ナトリウム8.0g、塩化カルシウム0.3g、硫酸マグネシウム0.8g、イオン交換水970.9g、硫酸第1鉄0.25gを混合し、全体で1リットルの人孔尿(鉄イオン50ppm)を調製する。
回転子入り100ミリリットルビーカーに鉄イオン50ppmを含んだ人工尿49±0.1gを加え、マグネチックスターラーを使用し攪拌する。試料1.0000±0.0002gを秤量し、ビーカー内の渦中に投入した後、渦が消えて液面が水平になるまで攪拌する。
生成したゲルを40℃×60%RHの恒温恒湿機内に3時間放置する。
25℃の恒温水槽内に5分間浸けた後、ネオカードメーターでゲル強度を測定する。この測定値を次式により単位換算し、ゲル強度(Pa)を算出する。
C = A × 0.1 …(4)
ここに、C:ゲル強度(Pa)、A:ネオカ−ドメーターから得られたゲル強度(dyne/cm2)、0.1:定数である。
まず、未吸収のサンプルの重量を測定する。
次に、図16に示すように、サンプルおむつ10おける糸ゴム等により収縮する部分、例えば、ウエスト部分や、ギャザー部分に、両端矢線で示すように2cm間隔で切れ目を入れ、おむつが非強制的に(自然に)平らになるようにする。
使用面(内面)を上にして、サンプルをアクリル板と金属板との間に平らに挟み、アクリル板の上に錘(10kg)を載せ、37℃に保持した人孔尿(前述のもの)中に30分間浸漬する。
30分後に人孔尿中からサンプルを引き上げ、錘、アクリル板を外した後、サンプルを3つ折りにし、秤に載せて重量を測定する。
吸収後のサンプル重量から未吸収のサンプル重量を差し引いて加圧下吸収量(g)を算出する。
股から臀部にわたる部分を想定して形成されたU字状板からなり、最下位置の幅方向中央に注入口が形成されたU字器具を用いる。
サンプルのおむつにおける吸収体の長手方向中央位置に印を付け、この印位置を注入口に合わせて、サンプルをU字器具の外面に固定する。
サンプルを固定したU字器具をハンモックに載せ、傾斜しないようにする。
中央に貫通穴を有する錘(1kg、10cm×10cm)を、U字器具の上に載せる。この際、錘の貫通穴をU字器具の注入口に合わせる。
サンプルに対して、錘の貫通穴およびU字器具の注入口を介して人工尿(前述のもの)100ccを注入し、全量吸収に要する時間を測定し、吸収速度(秒)とする。
100mm×300mmにカットした吸収体にトップシートを乗せ、四方をシールしてサンプルとする。
内径27mmの円筒器具(支持部150mm×150mm)をサンプル中央に置く。円筒器具は、必要に応じて加重する。
人工尿を、50ccの量を10分間隔で3回滴下する。
3回目の滴下の10分後、ろ紙(ADVANTEC No.2、10cm×10cm、30枚重ね)を乗せ、5kgの重りで10秒間荷重を加えた後、キッチンペーパーの重量を測定し、予め測定した未吸収のキッチンペーパーの重量を差し引いて、キッチンペーパーに移動した人孔尿量を算出し、逆戻り量(g)とする。
カトーテック株式会社製の圧縮試験機を用い、サンプルをスピード:0.01cm/sec、圧縮面積:2cm2、感度:2(力計200g/10v)、圧縮荷重:50gf/cm2の条件で圧縮し、圧力と変形量との相関図から圧縮レジリエンスRCおよび圧縮エネルギーWCを算出する。圧縮レジリエンスRCは、値が大きいほど圧縮後の回復性が高いことを意味し、圧縮エネルギーWCは、値が大きいほど圧縮され易いことを意味する。
各吸収体を使用し、吸収体以外は共通するように紙おむつサンプルを製造した。製造後に圧縮していないものと、共通の形態で圧縮して包装した後、包装を解いたものとを用意し、被験者20名により目視及び手触りで復元性を評価した。評価は、従来例を基準とし、これと比較して、殆ど変わりが感じられない場合を△とし、復元性が高く、柔軟性に富む場合を○とした。
Claims (4)
- トウを開繊することにより得られる、フィラメント間に空隙を有するフィラメントの集合体を、繊維の連続方向に沿って搬送しつつ、その上方から高吸収性ポリマー粒子を投射することにより、前記フィラメント集合体の空隙内に高吸収性ポリマー粒子を進入させ、しかる後、この高吸収性ポリマー粒子を進入させたフィラメント集合体を包被シートにより包み込むことにより、吸収体を製造する吸収体の製造方法であって、
前記フィラメント集合体の下面と前記包被シートとの間に、上面が粗面の不織布からなる保持シートを配するとともに、前記高吸収性ポリマー粒子の投射前に、前記保持シートの上面に粘着性を有するホットメルト接着剤を塗布し、
前記高吸収性ポリマー粒子の投射を行うにあたり、
移動する前記前記フィラメント集合体に臨む開口を有するケーシングと、
ケーシング内部において前記フィラメント集合体の移動方向に回転する、周面に多数の投射孔を有する回転ドラムと、
前記回転ドラム内部に回動自在に収められた、周面に開口を有するシャッタドラムとを備える高吸収性ポリマー粒子の散布装置を用い、
前記ケーシングの開口位置に対して前記シャッタドラムの開口を合わせた状態で、前記高吸収性ポリマー粒子を前記回転ドラム内に供給するとともに前記回転ドラムを回転させることにより、前記シャッタドラム内の高吸収性ポリマー粒子に前記回転ドラムの半径方向の遠心分力を作用させつつ、前記シャッタドラム内の高吸収性ポリマー粒子を、前記回転ドラムの投射孔から前記ケーシングの開口を介して、前記遠心分力により自由落下速度以上に加速した状態で、前記移動する前記フィラメント集合体及びその下方の前記保持シートに向けて投射する、ことを特徴とする吸収性物品の吸収体の製造方法。 - 回転ドラムの投射孔を、周方向に分割された群をなすように形成し、前記高吸収性ポリマー粒子を前記フィラメント集合体上に間欠的に投射する、請求項1記載の吸収体の製造方法。
- 前記高吸収性ポリマー粒子を前記フィラメント集合体上に投射する際、前記粉粒体を圧縮空気に伴わせないようにする、請求項1または2記載の吸収体の製造方法。
- 前記保持シートの上面を粗面とするために、前記保持シートの上面を不織布の製造時におけるネット面でない非ネット面とする、マーブル加工を行う、ニードルパンチにより加工する、又はブラッシング加工を行う、請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸収体の製造方法。
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