JP4902833B2

JP4902833B2 - 吸収構造体およびこの吸収構造体の製造方法

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Publication number: JP4902833B2
Application number: JP2001563055A
Authority: JP
Inventors: マロヴァニーク、デー．、クルツィズトフ; マンゴルト、ライナー; ヴルスター、トーマス
Original assignee: パウルハルトマンアクチェンゲゼルシャフト
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2021-03-02
Also published as: AU2001252153A1; JP2003530149A; EP1259207B1; ATE282386T1; JP2003527895A; DE50108543D1; EP1259205B1; EP1259207A1; WO2001064153A1; US7462754B2; EP1259206B1; ATE314037T1; AU2001250351A1; EP1259205A1; EP1259207B2; WO2001064155A1; EP1259206A1; JP4675020B2; PL354400A1; DE50104539D1

Description

【０００１】
本発明は、粒状の高吸収性ポリマー材料をベースとして形成された吸収構造体に関する。この場合、高吸収性ポリマー材料は低融点の熱可塑性ポリマーによって互いに結合される。本発明は更に、このような吸収構造体を製造するための方法と、吸収体層としてこのような吸収構造体を備えた衛生用品に関する。
【０００２】
高吸収性ポリマー材料をベースとして形成された吸収構造体は以下において、高吸収性ポリマー材料を７０重量％よりも多く含む吸収構造体であると理解される。高吸収性材料が吸収とゲル形成によって質量の約１０倍の液体を収容しかつ持続的に保持することができる材料であると理解されることは、吸収構造体の当該の分野における定まった理解および定まった慣行に相当する。その際、液体はこの材料の分子構造に結び付き、材料の孔内にのみ収容されるものではない。液体はこの孔から再び押し出し可能である。現在の高吸収性材料は水に溶けない網状ポリマーである。このポリマーは、膨潤しておよびヒドロゲルを形成して、水っぽい液体と尿や血液のような体液を収容し、吸収した液体量を少なくとも或る周囲圧力下で保持することができる。
【０００３】
このように高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）材料を多く含む、すなわち７０重量％よりも多く含む吸収構造体は、繊維をベースとした従来の構造体では実現できないことが判った。なぜなら、液体が充分に到達できるように粒状のＳＡＰ材料を配置することができず、かつ充分に不動化することができないからである。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第２２２２７８０号公報により、高吸収性ポリマー材料をベースとして形成された吸収構造体を製造するために、熱可塑性材料の粒子と共に粒状の高吸収性ポリマー材料をパッドに供給し、そして結合するために熱可塑性材料を溶融することが知られている。
【０００５】
しかし、高吸収性ポリマー材料と熱可塑性ポリマーからなるこのような構造体は実際には普及しなかった。というのは、発生する液体が高吸収性材料に充分に到達できなかったからである。この構造体は更に、ごわごわしているので、装着快適性が不充分であった。
【０００６】
ＷＯ９４／１３４６０により、孔の割合が２０容積％よりも高い開放セル状のポリプロピレン発泡体の製造が知られている。その用途分野としては、包装と、騒音吸収や断熱のための発泡体の使用とが挙げられている。
【０００７】
ＷＯ９８／５６４３０により同様に、押出し成形された熱可塑性発泡体の製造が知られている。発泡体は好ましくは、セル壁と中空室からなる構造体を有する。発泡体はこの明細書に従って、肉片のための収容体としてあるいはおむつの層として使用可能である。
【０００８】
本発明の根底をなす課題は、高いＳＡＰ含有率を有する冒頭に述べた種類の吸収構造体において、上記の欠点を除去すること、すなわち液体の収容と貯蔵特性が良好で、簡単に製造することができる可撓性の構造体を提供することである。
【０００９】
この課題は、本発明に従い、高吸収性ポリマー材料の全体質量の少なくとも0.5 重量％の含水量を有する粒状の高吸収性ポリマー材料と、熱可塑性ポリマーとを押出し成形し、その際高吸収性ポリマー材料の液体を蒸発させ、それによって吸収構造体を発泡させることによって製造される、冒頭に述べた吸収構造体によって解決される。
（１）高吸収性ポリマー材料が熱可塑性ポリマーによって互いに結合されている、高吸収性ポリマー材料をベースとして形成された吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）において、高吸収性ポリマー材料の全体質量の少なくとも0.5 重量％の含水量を有する高吸収性ポリマー材料と、熱可塑性ポリマーとを押出し成形し、その際高吸収性ポリマー材料の液体を蒸発させ、吸収構造体を発泡させることを特徴とする吸収構造体。
（２）押出し成形のために、少なくとも１重量％の含水量を有する高吸収性ポリマー材料を使用する、（１）に記載の吸収構造体。
（３）押出し成形のために、少なくとも４重量％の含水量を有する高吸収性ポリマー材料を使用する、（２）に記載の吸収構造体。
（４）前記吸収構造体が少なくとも１０ｇ／ｇの保持能力を有する、（１）〜（３）のいずれか一つに記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）。
（５）前記熱可塑性ポリマーの重量百分率が前記吸収構造体の３０重量％よりも小さい、（１）〜（４）のいずれか一つに記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）。
（６）前記熱可塑性ポリマーの重量百分率が前記吸収構造体の２０重量％よりも小さい、（５）に記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）。
（７）前記熱可塑性ポリマーの重量百分率が前記吸収構造体の１０重量％よりも小さい、（６）に記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）。
（８）前記熱可塑性ポリマーがポリオレフィンを含む、（１）〜（７）のいずれか一つに記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）。
（９）前記熱可塑性ポリマーがポリプロピレンおよび／またはポリエチレンおよび／またはエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）を含む、（８）に記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）。
（１０）発泡率が少なくとも２０％である、（１）〜（９）のいずれか一つに記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）。
（１１）前記吸収構造体が添加剤として、３〜２０重量％の繊維を含む、（１）〜（１０）のいずれか一つに記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）。
（１２）前記繊維の量が５〜１０重量％である、（１１）に記載の吸収構造体。
（１３）前記吸収構造体の単位面積あたりの重量が縦方向および／または横方向に変化する、（１）〜（１２）のいずれか一つに記載の吸収構造体（３８、５０、５８、６２、６６）。
（１４）表面活性物質が添加剤として添加されている、（１）〜（１３）のいずれか一つに記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）。
（１５）吸収体を備えた、使い捨て用の吸収衛生用品において、前記吸収体が（１）〜（１４）のいずれか一つに記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）からなる、吸収衛生用品。
（１６）多層の前記吸収体を備えた、（１５）に記載の吸収衛生用品。
（１７）前記使い捨て用の吸収衛生用品が、おむつ、生理用ナプキン、又は失禁受けである、（１５）または（１６）に記載の吸収衛生用品。
（１８）吸収体層（７０）が液体分配兼一時貯蔵層（７２）に関して体と反対の側に設けられている、（１５）または（１６）に記載の衛生用品。
（１９）液体分配兼一時貯蔵層（７２）が熱可塑性ポリマーを含み、かつ発泡剤を添加して押出し成形されている、（１８）に記載の衛生用品。
（２０）液体分配兼一時貯蔵層（７２）が高吸収性ポリマー材料を含まない、（１９）に記載の衛生用品。
（２１）液体分配兼一時貯蔵層（７２）が２０％よりも高い発泡率である、（１９）または（２０）に記載の衛生用品。
（２２）液体分配兼一時貯蔵層（７２）が添加剤として１〜２０重量％の繊維を含む、（１９）、（２０）または（２１）に記載の衛生用品。
（２３）液体分配兼一時貯蔵層（７２）が添加剤として５〜１５重量％の繊維を含む、（２２）に記載の衛生用品。
（２４）吸収体層（７０）の体と反対の側に、液体を通さないフィルム層（６８）が設けられていて、フィルム層（６８）が吸収体層（７０）と共に押出し成形されている、（１５）〜（２３）のいずれか一つに記載の衛生用品。
（２５）吸収体が衛生用品の縦方向（４４）において厚さが変化する、（１５）〜（２４）のいずれか一つに記載の衛生用品。
（２６）吸収体が衛生用品の横方向（４０）において厚さが変化する、（１５）〜（２５）のいずれか一つに記載の衛生用品。
（２７）吸収体層が両側に、衛生用品の縦方向（４４）に延びかつ使用者の方に突出する壁部分（４６）を備え、この壁部分が漏れ止めを形成している、（１５）〜（２６）のいずれか一つに記載の衛生用品。
（２８）吸収体層が衛生用品のほぼ横方向に延びかつ使用者の方に突出する壁部分を備えている、（１５）〜（２７）のいずれか一つに記載の衛生用品。
（２９）（１）〜（１４）のいずれか一つに記載の吸収構造体を製造するための方法において、熱可塑性ポリマーを押出し成形装置に供給すること、少なくとも0.5 重量％の含水量を有する粒状の高吸収性ポリマー材料を押出し成形装置に供給すること、高吸収性ポリマー材料の溶融温度または分解温度よりも低い温度で、熱可塑性ポリマー材料を溶融すること、混合物を押出し成形し、この場合高吸収性ポリマー材料内の液体が圧力上昇時に蒸発し、かつ熱可塑性ポリマーを発泡し、この熱可塑性ポリマーがマトリックスを形成するように粒状のポリマー材料を互いに連結すること、を含む、方法。
（３０）前記含水量が少なくとも1重量％である、（２９）に記載の方法。
（３１）前記含水量が少なくとも4重量％である、（２９）に記載の方法。
（３２）前記高吸収性ポリマー材料の重量百分率が、押出し成形装置に供給される混合物の少なくとも７０重量％である、（２９）〜（３１）のいずれか一つに記載の方法。
（３３）前記熱可塑性ポリマーが８０〜２００℃の温度で溶融される、（２９）〜（３２）のいずれか一つに記載の方法。
（３４）添加剤として繊維が押出し成形装置に供給される、（２９）〜（３３）のいずれか一つに記載の方法。
（３５）添加剤として表面活性物質が押出し成形装置に供給される、（２９）〜（３４）のいずれか一つに記載の方法。
（３６）押出し成形横断面積を押出し成形中に変化させる、（３２）〜（３５）のいずれか一つに記載の方法。
（３７）押出し成形横断面積を、振動するように変化させる、（３６）に記載の方法。
（３８）前記方法が衛生用品の製造プロセスに統合され、その際吸収構造体が衛生用品の高速回転式製造機械内で直接押出し成形される、（２９）〜（３７）のいずれか一つに記載の方法。
（３９）高速回転式製造機械内で、二層の吸収体が層の共押出し成形によって形成され、吸収体が吸収体層として吸収構造体（７０）と、吸収構造体の体寄りの側に設けられた液体分散兼一時貯蔵層（７２）とを含む、（３８）に記載の方法。
（４０）高速回転式製造機械内で、三層の吸収体が層の共押出し成形によって形成され、第３の層が液体を通さないフィルム層（６８）であり、このフィルム層が吸収体層の体と反対側に配置されている、（３８）または（３９）に記載の方法。
【００１０】
本発明により、圧力および温度下にある混合物を、高吸収性材料の含水量によって定められた発泡剤の存在下で押出し成形することにより、粒状、小片状の高吸収性ポリマー材料を、少なくとも部分的に溶融された熱可塑性ポリマー材料によって結合することが提案される。これによって、一方では構造体内で粒状高吸収性ポリマー材料の不動化、すなわち固定が達成され、他方では例えば尿のような発生する液体が非常に浸透しやすくなる。液体は、発泡剤を膨張させながら混合物を押出し成形することによって形成される、すなわち高吸収性ポリマー材料に含まれる液体を蒸発させることによって形成される開放孔状の発泡構造体内にきわめて迅速に侵入し、その中に収容された高吸収性ポリマー材料に達することができ、この高吸収性ポリマー材料のところで持続的に貯蔵される。本発明による構造の膨潤可能な高吸収性ポリマー材料はいわゆるゲルブロック作用を少ししか生じないことが判った。このゲルブロック作用は吸収性繊維構造体内における膨潤可能なポリマー材料の重量割合が高いときに問題であることが判っている。というのは、液体内で膨潤するポリマー材料が繊維中間室を押し潰すので、液体を搬送する毛管現象がまだ使用されていない吸収体範囲においてもはや供されないからである。天然繊維によって形成された吸収構造体の場合の他の問題は、寝小便状態で収縮する傾向があることである。この問題はウェット潰れとも呼ばれる。これも、吸収構造体内での液体分配能力の低減を生じることになる。本発明に従って押出し成形された吸収構造体の場合には、前述の問題は発生しないかあるいは少しだけしか発生しない。従って、高吸収性ポリマー材料の吸収能力は、７０重量％以上のきわめて高い含有率の場合にも、発生する液体を収容するためにほぼ完全に供される。
【００１１】
高吸収性ポリマー材料と熱可塑性ポリマーからなる混合物を押出し成形する際の発泡剤として、含水量、すなわち高吸収性ポリマー材料の少なくとも0.5 重量％の水分を形成する液体が使用されることにより、完成した構造体の高吸収性ポリマー材料の吸収能力にとって重要な作用が達成可能である。押出し成形する際の粒状の高吸収性ポリマー材料からの液体の急激な蒸発によって、この粒の表面と、粒の表面に付着する熱可塑性ポリマーがすべての方向に裂ける。この裂けは粒状高吸収性ポリマー材料への液体の優れた到達性を生じ、溶融した熱可塑性ポリマーが粒の表面に釉薬のように被さって液体の流入を阻止することを防止する。この本発明による手段、すなわち湿った高吸収性ポリマー材料を押出し成形のために使用することにより、粒状の高吸収性ポリマー材料への液体の到達性が更に改善される。
【００１２】
高吸収性材料の粒子の粒度は普通の範囲内にあり、平均で好ましくは約２００〜８００μｍである。この場合好ましくは、粒子の２０質量％以上は２００μｍよりも小さくない。これに関して、米国特許第５，０６１，２５９号明細書の開示内容を参照されたい。
【００１３】
本発明による吸収構造体は好ましくは、少なくとも１重量％、特に少なくとも４重量％の含水量を有する高吸収性ポリマー材料を使用して製造される。含水量をできるだけ高くしようとすると、含水量の増大につれて粒状高吸収性ポリマー材料の取扱性が悪化することによって制限されることが理解できるだろう。本発明は、上記の範囲の含水量を有する高吸収性ポリマー材料の使用に加えて、発泡剤、例えばＣＯ_２の形態の発泡剤を付加的に使用することを排除しない。しかしながら、これは、意外なことに、使用にとって充分な液体保持能力を得るためには不要である。
【００１４】
押出し成形された開放孔型構造体は、押出し成形された構造体１グラムあたり少なくとも１０グラムの液体の保持能力を有する。吸収能力は詳しく説明する試験方法で測定可能である。
【００１５】
本発明の他の実施形では、熱可塑性ポリマーの質量百分率が吸収構造体の３０重量％、特に２０重量％、とりわけ１０重量％よりも小さい。
【００１６】
粒状の高吸収性ポリマー材料の結合剤を形成する熱可塑性ポリマーとして、ポリオレフィンのグループのポリマー、特にポリプロピレンおよび／またはポリエチレンが特に有利であることが判った。適当な共重合体、特にはエチレンビニルアセテート共重合体やハロゲン化されたポリオレフィンも使用可能である。しかし、基本的には、本発明による吸収性構造体を製造するために、他の熱可塑性ポリマー、例えばスチロールポリマーのグループの熱可塑性ポリマーも適している。
【００１７】
できるだけ大きな液体収容容積を供するためにおよび液体収容用の高吸収性ポリマー材料のできるだけ大きな表面積を露出させるために、発泡率は少なくとも２０％であり、好ましくはそれ以上、特に２０〜５０％またはそれ以上である。その際、構造体の発泡率または“発泡”の概念は、一方では押出し成形装置内の状態と他方では完成した構造体の押出し成形状態の混合物の単位質量の容積の増大として定められるかまたは理解される。
【００１８】
吸収構造体が添加剤として、３〜２０重量％、特に５〜１０重量％の繊維を含んでいると有利である。この場合、繊維は天然繊維でもよいし、人工繊維、特にポリエステル繊維でもよい。しかし、この繊維の溶融温度または分解温度は、押出し成形装置内で使用される熱可塑性ポリマーの溶融温度よりも高い。この繊維により、押出し成形プロセスの際に、構造体への水っぽい液体の侵入を促進する通路が形成される。
【００１９】
本発明は、吸収構造体の単位面積あたりの重量が吸収構造体の縦方向および／または横方向に変化するように、吸収構造体をきわめて有利に形成することができる。この場合、縦方向は押出し成形方向に一致する。押出し口、特に押出しスリットを適当に形成することにより、それ自体任意の横断面構造が得られる。特に縦方向に垂直な横断面で見て、吸収構造体の厚さは中央を厚くし、そして押出し口の構造に相応して側方に向かって任意の方法で薄くなるようにすることができる。
【００２０】
次に説明するすべての吸収構造体は同様に、表面活性物質、特に親水化剤を0.2 〜１０％の割合で含むことができる。既に押出し成形された構造体に親水化剤を二次的に供給することができる。この親水化剤は好ましくはその他の出発物質と共に押出し成形機に供給されるかまたは既に溶融したポリマー物質に注入される。すなわち、このポリマー物質が押し出される前に、親水化剤は既にポリマー溶融物と混合している。
【００２１】
そのためには、刊行物“ポリマー溶融添加剤：その化学的構造および使用”（ガスパー等著、１９９９年１１月１〜２日のカルフォルニア州サンジエゴでの不織布ビジネス／繊維および織物大会の識見１９９９中の講演、マーケッティング・テクノロジー・サービス社から発行された議事録）に記載されているようなアルキルスルホン酸塩、脂肪酸誘導体またはフッ化化学製品が使用されると有利である。
【００２２】
本発明によって更に、特に多層の吸収体を備えた、使い捨て用の吸収衛生用品、特におむつ、生理用ナプキン、失禁受けについて保護が請求される。この吸収衛生用品は、吸収体層が前述の本発明による種類の吸収構造体からなっていることを特徴とする。
【００２３】
この吸収体層は液体分配兼一時貯蔵層に関して体と反対の側に設けることができる。更に、高吸収性ポリマー材料を少ししか含んでいないかまたは全く含んでいない液体分配兼一時貯蔵層を同様に、特に例えばＣＯ_２のような発泡剤を添加して押出し成形された発泡構造体として製造することができる。このような場合、両吸収体層は製造機械内で押出し成形によって製造され、層結合部を形成するために重ね合わせることができる。両層の直接的な共押出し成形、すなわち同じ押出し成形装置による製造も可能であり、有利である。
【００２４】
更に、本発明によるＳＡＰを含む構造体自体を多層に形成することができる。例えば、体と反対側の第１の層に、体寄りの第２の層を重ねることができる。このような場合、例えばＳＡＰを含む構造体が有利なＳＡＰ側面を有することができる。特に、体と反対側の第１の層は、体寄りの第２の層よりも少ない（第１の層に関して重量％で）高吸収性ポリマー材料を含むことができる。その際、体と反対側の層の平面的な範囲、すなわち幅および／または長さが、体寄りの第２の層の平面的な範囲と異なっていると有利であり、特に体と反対側の第１の層がその平面的な範囲に関して、体寄りの第２の層よりも大きく、特に幅広く形成すると有利である。ＳＡＰを含む構造体のこの多層構造自体も、層の直接的な共押出し成形によって簡単に製造可能である。
【００２５】
更に、通常は予め製造された合成樹脂フィルムによって形成される体と反対側の液体を通さない層を、吸収体層と共に共押出し成形することによって製造することができる。この場合、上記の３つのすべての層または他の層を、製造機械内の１台の押出し成形装置を用いて共押出し成形することによって形成することが有利で合目的であることが判った。その際、例えば高温溶融接着剤のような固着剤を省略すると有利である。というのは、押出し成形された層がその製造の途中で互いにかつ他の層および／または要素に対しても固着可能であるからである。
【００２６】
一般的に、高吸収性ポリマー材料をわずかしか含んでいないかまたは全く含んでいない液体分配兼一時貯蔵層も、本発明による吸収構造体または上記の吸収体層のように形成および製造することができる。すなわち、液体分配兼一時貯蔵層は繊維または表面活性物質の形態の添加剤を含み、例えば変化する厚さでまたは変化する単位面積あたりの重量で製造形成可能である。
【００２７】
既に述べたように、吸収体が衛生用品の縦方向または横方向において変化する厚さを有すること、すなわち吸収体が側面を有するように形成されていることが有利であることが判った。衛生用品の中央範囲に材料を蓄積することにより、そこに供される液体吸収能力を、それ自体任意の側面によって特にガウス形または段状に形成することができる。
【００２８】
本発明の特に有利な実施形態では更に、吸収体層が両側に、衛生用品の縦方向に延びかつ使用者の方に突出する壁部分を備え、この壁部分が漏れ止めを形成することができる。この壁部分は、使用者の方に突出する芯地要素の機能を受け持つ。この芯地要素は公知の衛生用品の場合通常は、弾性化手段を挿入したフリース素材から形成されている。
【００２９】
このような壁部分は衛生用品の横方向にも延びることができ、そこでも、特に固体または液体の排泄物を分離するための遮断作用を発揮することができる。
【００３０】
吸収構造体、特に請求項１〜１２に記載した吸収構造体を製造するための方法も本発明の対象である。この方法は次の工程、すなわち
熱可塑性ポリマーを押出し成形装置に供給し、
少なくとも0.5 重量％、特に少なくとも１重量％、とりわけ少なくとも４重量％の含水量を有する粒状の高吸収性ポリマー材料を押出し成形装置に供給し、
高吸収性ポリマー材料の溶融温度または分解温度よりも低い温度で、熱可塑性ポリマー材料を溶融し、
混合物を押出し成形し、この場合高吸収性ポリマー材料内の液体が圧力上昇時に蒸発し、かつ熱可塑性ポリマーを発泡し、この熱可塑性ポリマーがマトリックスを形成するように粒状のポリマー材料を互いに結合する、
工程を含む方法である。
【００３１】
すなわち、押出し成形時の発泡剤として、高吸収性ポリマー材料に含まれる水分が使用される。例えばＣＯ_２のような発泡剤を付加的に使用することができるがしかし、これは必ずしも必要ではない。飽和・不飽和環状炭化水素、ハロゲン化炭化水素、アルゴン、ヘリウムまたは窒素のような希ガスまたは水と空気の混合物を使用することができる。
【００３２】
押出し成形時に発泡剤としての働きをする湿った高吸収性ポリマー材料の液体が押出し口を通過する際に蒸発するような過圧力が、押出し成形装置内で発生させられる。
【００３３】
発泡剤としてＣＯ_２を付加的に使用するときには、この発泡剤は、約３１℃よりも高い温度および約７３．５バールよりも高い圧力のいわゆる超臨界的な状態で供給される。この状態では、発泡剤は物理的な発泡過程を準備するために、高吸収性ポリマー材料および溶融された熱可塑性ポリマーと最適に混合可能である。この混合物が押出し口を通って低い圧力の範囲に出ると、低下した温度で発泡剤が蒸発し、容積の増大によって開放孔型の発泡構造体を生じる。
【００３４】
しかし、液体または高吸収性ポリマー材料内の水分または発泡剤のために充分な圧力を生じなければならないだけでなく、熱可塑性ポリマーを少なくとも部分的に溶融しなければならないので、押出し成形装置内に８０〜２００℃の温度が発生させられる。
【００３５】
縦方向および／または横方向において変化する厚さまたは形状の構造体を製造するために、押出し横断面は押出し成形中変化させられる。然るべく形成された多数の構造体を押出し成形するときには、押出し横断面が相応して振動するように変化させられると有利であることが判った。これは押出し方向に対して横方向に、より正確に言うと放出方向に行われて押出されるウェッブの厚さが変えられるか、あるいは放出方向に対して横方向に行われてウェッブの幅が変えられる。
【００３６】
水っぽい液体が押出し成形された構造体に到達しやすいようにするために、押出し成形された構造体に他の機械的処理、例えば伸展、圧縮（圧延）および／または細い針状工具による穿孔を施すと有利である。
【００３７】
特に押出し成形された構造体の多段階圧延が有利である。多段階圧延は複数の温度段階および／または圧力段階の適用を可能にする。それによって、押出し成形された構造体を、その後の使用の要求に関して適切に変更または最適化することができる。押出し成形された構造体内の熱可塑性ポリマーを軟化点よりも高い温度に保つように、押出し成形された構造体を第１のカレンダ段階において圧縮すると有利であることが判った。使用されるポリマーに応じて、カレンダ段階内の温度は４０〜９０℃、特に５０〜６０℃が適していることが判った。押出し成形された吸収構造体が続いて第２のカレンダ段階で有利に圧縮可能である。この第２のカレンダ段階における圧縮は、低温で、特に０〜３０℃の温度、とりわけ１５〜２５℃の温度で行われる。
【００３８】
更に、押出し成形された構造体の伸長を行うと有利であることが判った。
【００３９】
本発明による方法が衛生用品の製造プロセスに統合され、その際吸収体層が機械内で直接押出し成形されると特に有利であることが判った。このような場合、製造機械における（少なくとも押出し成形された吸収体層のための）繊維形成ステーションと放出ステーションを省略することができる。既に述べたように、上下に配置される複数の吸収体層も同じ機械内で製造することができる。
【００４０】
本発明の他の詳細、特徴および効果は、添付の特許請求の範囲と、本発明による吸収構造体の製造装置、製造方法および若干の実施の形態の図示および次の説明から明らかになる。
【００４１】
図１は本発明による吸収構造体を製造するための装置を示している。この装置はホッパー状の供給装置２を備えている。この供給装置から、好ましくは個々の成分の重量百分率的な組成に従って前もって製造された固体混合物が、製造装置の耐高圧型の管状ケーシング本体５の円筒状内室４に供給される。この内室４には、電動機で駆動される軸６が延設されている。この軸はらせん状のスクリューねじ山８を備えている。軸６を駆動する際に、供給された固体混合物は更に混合され、縦方向１０に搬送される。管状ケーシング５の外周には加熱装置１２が設けられている。
【００４２】
供給装置２と反対側の管状ケーシング５の端部の端面１４には、押出し器具１６が取付け可能である。この押出し器具１６は端面１４の開口１８を経て管状ケーシングの内室４に連通している。
【００４３】
内室４には注入装置２０、２２が接続されている。この場合、注入装置２２はほぼ開口１８に達している。注入装置２０、２２から、作動圧力下にある発泡剤が内室４に供給される。これにより、内室４において、作動圧力は押出しプロセスで使用される発泡剤に依存して通常は７０バール以上に調節され、押出しプロセスの間維持される。しかし、外部から発泡剤を供給しないで、ピストン手段または可動の壁部分を設けることにより、装置内で混合物に作動圧力を加えることもできる。
【００４４】
本発明による吸収構造体を製造するために、例えば熱可塑性ポリマーとして、ポリオレフィン、特にポリプロピレン顆粒および／またはポリエチレン顆粒を使用することができる。この顆粒は膨潤性の高吸収性ポリマー材料と混合される。この高吸収性ポリマー材料は吸収層に関連して衛生用品において充分に知られており、従って詳しく説明する必要はない。この高吸収性ポリマー材料は少なくとも0.5 重量％の含水量を有する。このようにして得られた混合物は供給装置２から内室４に供給される。混合物は加熱装置１２によって、熱可塑性ポリマーを溶融しかつ粒状の高吸収性ポリマー材料を巻き添えにしないような作動温度にもたらされる。
【００４５】
そして、発泡剤としての水と共に押出し器具１６から部分的に溶融された混合物を押出すために適した作動圧力を装置の内室４に生じる。
【００４６】
付加的な発泡剤、例えばＣＯ_２が使用されると、この発泡剤は上述の注入装置２０、２２から好ましくは臨界を超えた状態で内室４に供給可能である。
【００４７】
このようにして得られた混合物を押出し器具１６の押出し口を通過させる際に、それと同時に発生する圧力低下によって、高吸収性ポリマー材料に含まれる液体が蒸発し、場合によっては付加的な発泡剤が蒸発し、混合物が発泡する。すなわち、混合物は膨張および蒸発する液体によって互いに連通する孔または中空室を形成する。熱可塑性ポリマーの凝固によって形成されたこの中空室構造体内に、粒状の高吸収性ポリマー材料が定置結合される。このポリマー材料は動かないように固定される。この場合、ポリマー材料の表面は水分の膨張と逃げによっておよびそれに伴って形成された中空室によって露出し、液体を吸収するために供される。
【００４８】
図２は、押出し成形された吸収構造体３０の部分を示している。この吸収構造体は少なくとも１重量％（高吸収性ポリマー材料の質量に関して）の水分を含む８０重量％の高吸収性ポリマー材料と、１３重量％の熱可塑性ポリマー、すなわちポリエチレン（ＰＥ）と、７重量％のポリエステル繊維（ＰＥＳ）とを含んでいる。
【００４９】
押出し方向は矢印３２によって示してある。参照符号３４によって示した端面は押出し方向３２に対して垂直である。吸収構造体３０は図２において直方体である。この場合、１回の押出し成形過程によってほぼ平らな表面だけを得ることができ、長方形の押出し口の場合にも丸められたエッジが形成される。しかしながら、押出し方向３２において無端のウェッブは縦方向切断と横方向切断によって互いに垂直に延びる端面３４と縦方向側面３６を形成することができる。
【００５０】
図３は、横方向４０において変化する厚さｄを有する吸収構造体３８を示している。この構造体はその両側の縦方向縁部４２に、縦方向４４に延びる壁範囲４６を備えている。この壁範囲は上側に、すなわち厚さ方向に突出し、上側に向かって先が尖っている。この壁範囲４６は外側から内側に、すなわち横方向４０に漸近線的に傾斜し、一定厚さｄを有する平らな区間に接続している。そして、中央側で、図３に示した矢印に従って再び上り傾斜となり、肉厚の区間４８を形成している。このような横断面構造体は押出しスリットを適当に形成することによって製作可能である。
【００５１】
図４は、図３に従って縦方向４４に延びる上側に突出した両側の壁範囲４６を備えた本発明による吸収構造体５０の他の実施の形態を示している。吸収構造体５０は中央に、同様に縦方向４４に延び、横断面がほぼ菱形でそして上面５２から隆起した範囲５４を備えている。この範囲５４はその菱形横断面に基づいて、上面５２に対して垂直な方向に見てアンダーカット５６を形成している。この範囲は、アンダーカットを備えているかまたは備えていない、横断面が円形、楕円形または多角形の構造体を形成していてもよい。このような吸収構造体は女性用衛生用品に使用される。隆起した範囲５４はどのような形をしていても、装着状態で膣に少なくとも部分的に適合し、それによって膣と吸収可能な衛生用品とが直接的に接触する。
【００５２】
図５は押出し成形によって製造された吸収構造体５８を示している。この吸収構造体は縦方向、すなわち押出し方向４４において変化する厚さｄを有する。図示した吸収構造体５８は更に、縦方向４４において変化する幅ｂを有する。図示した吸収構造体５８はおむつを製造するために適している。この場合、中央の弧状の脚用切欠き部６０が設けられている。おむつの股上範囲を形成するこの範囲において、そこに設けられた大きな厚さｄによって材料が蓄積されている。
【００５３】
図６は、縦方向、すなわち押出し方向４４において変化する幅ｂを有する、無端押出し成形されたウェッブ６２を概略的に示している。おむつ製造用の個々の区間を形成するための、横方向切断による無端ウェッブの分割が破線６４によって示してある。
【００５４】
図７は、３つの層を一緒に押出し成形することによって製作され、衛生用品、特におむつに使用するために適している、押出し成形された無端の吸収構造体６６を示している。この構造体はＰＥおよび／またはＰＰからなる押出し成形された第１の下側のフィルム層６８を備えている。少なくとも１重量％の含水量を有する高吸収性のポリマー材料をベースとして押出し成形された中央の層は、参照符号７０で示してある。この層の組成は、図２に関連して説明した層に一致していてもよい。この層の上側には、高吸収性ポリマー材料を含まない、ポリエステル繊維（ＰＥＳ）とポリエチレンおよび／またはポリプロピレン（ＰＥ／ＰＰ）をベースとした表面層７２が設けられている。これらの３つの層６８、７０、７２は、図８に概略的に示すような共押出し成形装置で製造される。この場合、層７２を製造するために、発泡剤が過圧力下で使用される。それによって、発泡剤が膨張および蒸発することによって開放孔型の発泡構造体が生じる。構造体６６は横断面が図３に対応して形成されている。すなわち、構造体は縦方向４４に延び突出する側方の壁範囲４６を備え、この壁範囲は衛生用品において漏れ止めとしての働きをし、通常フリース材料をベースとして形成された芯地要素の機能を発揮することができる。中央範囲４８の吸収層７０の厚みのある材料蓄積部は、多量の高吸収性ポリマー材料による高い液体吸収能力を供する。体寄りの上側の層７２は液体分配兼一時貯蔵層として機能する。これは、液体がほとばしる際に、上側の層がその大きな孔容積によって多量の液体を捕捉することを意味する。それによって、この液体は時間的に遅れて厚さ方向におよび水平方向に分配され、その下にある貯蔵層７０に供給される。
【００５５】
本発明に従って押出し成形された、少なくとも７０重量％の高吸収性ポリマー材料を有する吸収構造体の液体保持能力は、次に説明する遠心力試験による保持値のデータによって決定される。試験すべき吸収構造体は、その質量をグラムで測定するために、乾燥した状態で重さを計量される。そして、或る数の試験片が検査溶液としての鉱物を除去した１％の塩化ナトリウム溶液に３０分間浸漬され、続いて４分間２７６倍の重力加速度で遠心分離される。その後で、試験片は、その中の液体を含めて質量を測定するために再び重さを計量される。吸収された液体すなわち含まれている液体の質量は、遠心分離した後で測定したそれぞれの試験片の質量と乾燥質量との差から生じる。この差ｍｆｌを乾燥質量ｍｔｒｏｃｋｅｎで割ると、保持値がｇｆｌ／ｇｔｒｏｃｋｅｎの単位で得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による吸収構造体を製造するための装置を概略的に示す図である。
【図２】本発明による吸収構造体の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明による吸収構造体の他の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明による吸収構造体の他の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明による吸収構造体の他の実施の形態を示す図である。
【図６】本発明による吸収構造体の他の実施の形態を示す図である。
【図７】本発明による多層吸収構造体の他の実施の形態を示す図である。
【図８】共押出し成形装置を概略的に示す図である。

Claims

高吸収性ポリマー材料が熱可塑性ポリマーによって互いに結合されている、高吸収性ポリマー材料の割合が吸収構造体に対して７０重量％よりも多い、高吸収性ポリマー材料をベースとして形成された吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）において、
高吸収性ポリマー材料の全体質量の少なくとも４重量％の含水量を有する高吸収性ポリマー材料と、熱可塑性ポリマーとを押出し成形し、その際高吸収性ポリマー材料の液体を蒸発させ、吸収構造体を発泡させたものであり、
前記熱可塑性ポリマーの重量百分率が吸収構造体の１０重量％よりも小さい吸収構造体。
前記吸収構造体が少なくとも１０ｇ／ｇの保持能力を有する、請求項１に記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）。
前記熱可塑性ポリマーがポリオレフィンを含む、請求項１又は請求項２に記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）。
前記ポリオレフィンがポリプロピレンおよび／またはポリエチレンおよび／またはエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）である、請求項３に記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）。
発泡率が少なくとも２０％である、請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）。
前記吸収構造体が添加剤として、３〜２０重量％の繊維を含む、請求項１〜請求項５のいずれか一つに記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）。
前記繊維の量が５〜１０重量％である、請求項６に記載の吸収構造体。
前記吸収構造体の単位面積あたりの重量が縦方向および／または横方向に変化する、請求項１〜請求項７のいずれか一つに記載の吸収構造体（３８、５０、５８、６２、６６）。
表面活性物質が添加剤として添加されている、請求項１〜請求項８のいずれか一つに記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）。
吸収体を備えた、使い捨て用の吸収衛生用品において、前記吸収体が請求項１〜請求項９のいずれか一つに記載の吸収構造体（３０、３８、５０、５８、６２、６６）からなる、吸収衛生用品。
多層の前記吸収体を備えた、請求項１０に記載の吸収衛生用品。
前記使い捨て用の吸収衛生用品が、おむつ、生理用ナプキン、又は失禁受けである、請求項１０または請求項１１に記載の吸収衛生用品。
吸収体層（７０）が液体分配兼一時貯蔵層（７２）に関して体と反対の側に設けられている、請求項１０または請求項１１に記載の吸収衛生用品。
液体分配兼一時貯蔵層（７２）が熱可塑性ポリマーを含み、かつ発泡剤を添加して押出し成形されている、請求項１３に記載の吸収衛生用品。
液体分配兼一時貯蔵層（７２）が高吸収性ポリマー材料を含まない、請求項１４に記載の吸収衛生用品。
液体分配兼一時貯蔵層（７２）が２０％よりも高い発泡率である、請求項１４または請求項１５に記載の吸収衛生用品。
液体分配兼一時貯蔵層（７２）が添加剤として１〜２０重量％の繊維を含む、請求項１４、１５または１６に記載の吸収衛生用品。
液体分配兼一時貯蔵層（７２）が添加剤として５〜１５重量％の繊維を含む、請求項１７に記載の吸収衛生用品。
吸収体層（７０）の体と反対の側に、液体を通さないフィルム層（６８）が設けられていて、フィルム層（６８）が吸収体層（７０）と共に押出し成形されている、請求項１０〜請求項１８のいずれか一つに記載の吸収衛生用品。
吸収体が衛生用品の縦方向（４４）において厚さが変化する、請求項１０〜請求項１９のいずれか一つに記載の吸収衛生用品。
吸収体が衛生用品の横方向（４０）において厚さが変化する、請求項１０〜請求項２０のいずれか一つに記載の吸収衛生用品。
吸収体層が両側に、衛生用品の縦方向（４４）に延びかつ使用者の方に突出する壁部分（４６）を備え、この壁部分が漏れ止めを形成している、請求項１０〜請求項２１のいずれか一つに記載の吸収衛生用品。
吸収体層が衛生用品のほぼ横方向に延びかつ使用者の方に突出する壁部分を備えている、請求項１０〜請求項２２のいずれか一つに記載の吸収衛生用品。
請求項１〜請求項９のいずれか一つに記載の吸収構造体を製造するための方法において、
熱可塑性ポリマーを押出し成形装置に供給すること、
少なくとも４重量％の含水量を有する粒状の高吸収性ポリマー材料を押出し成形装置に供給すること、
高吸収性ポリマー材料の溶融温度または分解温度よりも低い温度で、熱可塑性ポリマー材料を溶融すること、
混合物を押出し成形し、この場合高吸収性ポリマー材料内の液体が圧力上昇時に蒸発し、かつ熱可塑性ポリマーを発泡し、この熱可塑性ポリマーがマトリックスを形成するように粒状のポリマー材料を互いに連結すること、
を含む、方法。
前記高吸収性ポリマー材料の重量百分率が、押出し成形装置に供給される混合物の少なくとも７０重量％である、請求項２４に記載の方法。
前記熱可塑性ポリマーが８０〜２００℃の温度で溶融される、請求項２４又は請求項２５に記載の方法。
添加剤として繊維が押出し成形装置に供給される、請求項２４〜請求項２６のいずれか一つに記載の方法。
添加剤として表面活性物質が押出し成形装置に供給される、請求項２４〜請求項２７のいずれか一つに記載の方法。
押出し成形横断面積を押出し成形中に変化させる、請求項２５〜請求項２８のいずれか一つに記載の方法。
押出し成形横断面積を、振動するように変化させる、請求項２９に記載の方法。
前記方法が衛生用品の製造プロセスに統合され、その際吸収構造体が衛生用品の高速回転式製造機械内で直接押出し成形される、請求項２４〜請求項３０のいずれか一つに記載の方法。
高速回転式製造機械内で、二層の吸収体が層の共押出し成形によって形成され、吸収体が吸収体層として吸収構造体（７０）と、吸収構造体の体寄りの側に設けられた液体分散兼一時貯蔵層（７２）とを含む、請求項３１に記載の方法。
高速回転式製造機械内で、三層の吸収体が層の共押出し成形によって形成され、第３の層が液体を通さないフィルム層（６８）であり、このフィルム層が吸収体層の体と反対側に配置されている、請求項３１または請求項３２に記載の方法。