JP4919798B2 - 吸収性シート及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、吸収性シート及びその製造方法に関する。

従来、紙おむつや生理用ナプキン等の吸収性物品においては、尿、経血等の体液の吸収性と保持性を高める目的で、吸収体の全体又は一部に、高吸収性ポリマーを含む吸収性シートを用いることが行われている。また、この種の吸収性物品においては、吸収性能のみならず、吸収後のドライ感の向上や漏れの低減を目的に様々な改良がなされてきた。
近年、紙おむつや生理用ナプキン等の吸収性物品においては、高吸収量及び高吸収速度を維持しつつ薄型化することが進んでおり、吸収性物品１枚あたりの繊維材料の使用量は低下し、高吸収ポリマーの使用量が増加する傾向にある。
しかしながら、高吸収性ポリマーを単に増量しただけでは、吸水によって膨潤した高吸収性ポリマー同士が密接し、液の通過や拡散を妨げるゲルブロッキング現象を引き起すため、吸収性能が低下してしまう。

吸収体中でゲルブロッキング現象を防止する技術として、いくつかの技術が知られている。例えば、ゲル強度の高い粒子径の小さな吸収性ポリマー粒子と粒子径の大きな高吸収性ポリマーを混合する方法が提案されている（特許文献１参照）。
また、粒子径が大きくてゲル強度が高い吸収性ポリマー粒子と粒子径が小さくて吸水速度の高い高吸収性ポリマーを混在させる方法が提案されている（特許文献２参照）。
更に、高吸収性ポリマーとして、粒子径分布に２つの山を持つポリマーを用いることが提案されている（特許文献３参照）。

特表平１０−５０２９５４号公報 特開２０００−１５０９３号公報 特開平１１−２８３５５号公報

特許文献１には、膨潤した高吸収性ポリマー同士の接着を間に入ったゲル強度の高い小さなポリマー粒子が防ぎ、通液性と拡散性を保持する旨が記載されている。しかしながら、特許文献１では、確かに、液の通過や拡散性の向上は認められるが、その吸収量は、ゲル強度の低い高吸収性ポリマーに依存しており、高加重下での高吸収量は見込めない。

特許文献２には、粒子径が大きくてゲル強度が高いポリマーが荷重下で、粒子径の大きなポリマーが無荷重下で、それぞれ吸収能力を発揮し、高吸収性ポリマー高含有吸収体において、吸収量の高い吸収体が得られる旨が記載されている。しかしながら、特許文献２では、荷重下での吸収量はゲル強度の高い吸収性ポリマー粒子に依り、粒子径が小さくて吸収速度の高い高吸収性ポリマーの荷重下での吸収量が不十分である為、吸収体全体の容量としてはまだ不十分である。

特許文献３においては、粒子径の大小で粒子間に空隙が形成され易いが、吸収性物品の通常の使用状態、特に湿潤状態においては、粒子径の大きいポリマーが潰れて空隙が減少し、何れのポリマーを充分な液の吸収を妨げられる。そのため、吸収体全体の吸収容量としてはまだ不十分である。

従って、本発明の目的は、高吸収量、高吸収速度であり、薄型化が容易な吸収性シートを提供することにある。

本発明は、繊維材料、自重の２０倍以上の生理食塩水を吸収可能な第１の吸収性ポリマー粒子、及び第１の吸収性ポリマー粒子に比して、粒子径が大きく且つゲル圧縮変形率が小さい第２の吸収性ポリマー粒子を含んでなり、第１の吸収性ポリマー粒子の少なくとも一部は、その周囲に、第２の吸収性ポリマー粒子によって形成された空隙を有している吸収性シートを提供することにより前記目的を達成したものである。

また、本発明は、上記吸収性シートの好ましい製造方法として、湿潤状態の繊維ウエブに、第２の吸収性ポリマー粒子を散布した後、そのポリマー散布面に、更に第１の吸収性ポリマー粒子を散布し、次いで、そのポリマーの散布面上に、第２の繊維ウエブを重ね合わせ、これらを乾燥して一体化させることを特徴とする吸収性シートの製造方法を提供するものである。

本発明の吸収性シートは、高吸収量、高吸収速度であり、薄型化が容易である。
即ち、高吸収性の第１の吸収性ポリマー粒子の周囲に空隙が形成されているので、該空隙が膨潤した粒子の体積増加分を吸収し、ゲルブロッキングの発生を効果的に防止する。また該空隙によって、液体の通過速度が高くなる。特に液体を繰り返し吸収した後であっても、液体の高い通過速度が維持される。そして、荷重時も無荷重時も空隙が保持されている為、該吸収性ポリマー粒子が空隙内で最大限に膨潤可能となり、吸収量も向上する。

以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。
図１には、本発明の吸収性シートの一実施形態の断面構造が模式的に示されている。吸収性シート１０は、一面１０Ａ及び他面１０Ｂを有する薄型のシートである。吸収性シート１０は、一面１０Ａ及び他面１０Ｂのどちら側からでも液の吸収が可能になっている。つまり、吸収性シート１０は、一面１０Ａ及び他面１０Ｂの何れもが液の吸収面になっている。

吸収性シート１０は、繊維材料１１、自重の２０倍以上の生理食塩水を吸収可能な第１の吸収性ポリマー粒子１２Ａ、及び第１の吸収性ポリマー粒子１２Ａに比して、粒子径が大きく且つゲル圧縮変形率が小さい第２の吸収性ポリマー粒子１２Ｂを構成素材としている。第１の吸収性ポリマー粒子１２Ａ及び第２の吸収性ポリマー粒子１２Ｂは、何れも、尿や経血等の体液を吸収可能であり、少なくとも吸液前は、粒子の状態である。

以下、第１の吸収性ポリマー粒子１２Ａを、その高吸収性に着目して高吸収性ポリマー１２Ａ、第２の吸収性ポリマー粒子１２Ｂを、その機能に着目して空隙保持ポリマー１２Ｂという。また、これら二つをあわせて扱うときはポリマー粒子１２という。
なお、図１においては、一面１０Ａ側と、他面１０Ｂ側とで、繊維材料１１の密度に大きな差があるように描かれているが、これは本発明の理解の助けとすべく強調して描かれたものであり、実際の吸収性シートにおいては、繊維材料１１の密度にここまでの差はない。

図１から明らかなように、ポリマー粒子１２は、吸収性シート１０の一面１０Ａ及び他面１０Ｂの何れにも実質的に存在していない。実質的に存在していないとは、吸収性シート１０の表面にポリマー粒子１２を意図的に存在させることを含まないことを意味し、吸収性シート１０の製造工程において、不可避的にシート１０の表面に微量のポリマー粒子１２が存在することは許容される。

ポリマー粒子１２は、繊維材料１１に保持された状態で、吸収性シート１０の厚み方向の内部に埋没担持されている。
ポリマー粒子１２は、吸収性シート１０の厚み方向にわたり分散配置されている。つまりポリマー粒子１２は、吸収性シート１０の内部において三次元的に分布している。
また、高吸収性ポリマー１２Ａと空隙保持ポリマー１２Ｂは、両者が混在した状態とされて、吸収性シート１０の平面方向（厚み方向に直交する方向）に分散配置されている。
ポリマー粒子１２は、絡み合いや、ポリマー粒子１２が吸水することによって発現する粘着性によって、繊維材料１１に保持されている。ポリマー粒子１２がこのような保持状態になっていることで、ポリマー粒子１２はシート１０の内部に確実に固定され、その脱落が効果的に防止される。従って本実施形態の吸収性シート１０は、多量のポリマー粒子１２を含むことができる。例えば本実施形態の吸収性シート１０は、その全体の重量に対して１５〜７０重量％、特に２５〜６５重量％という高い割合でポリマー粒子１２を含み得る。また前記の保持状態は、シート１０の表面から吸収された液の透過性が向上し、スムーズに両ポリマーに到達することにも寄与している。

本実施形態の吸収性シート１０は、多数存在する高吸収性ポリマー１２Ａの内の、少なくとも一部の粒子１２Ａの周囲に、空隙１３が形成されている。
粒子１２Ａの周囲に空隙１３が形成されているとは、吸収性シート１０の平面方向（厚み方向に直交する方向）における該粒子１２Ａの周囲に、該吸収性シート１０の厚み方向における粒子１２Ａの高さＴ２（図１参照）より高い高さＴ３(図１参照)の空隙１３が存在することを意味し、該空隙１３は、該平面方向における該粒子１２Ａの周囲を全周ないし略全周に亘って取り囲んでいることが好ましい。また、空隙保持ポリマー１２Ｂの上下には、通常、繊維材料１１が接触している。

この空隙１３は、高吸収性ポリマー１２Ａが空隙保持ポリマー１２Ｂに適度な距離を持って周囲に分散配置されることによって形成され、高吸収性ポリマー１２Ａが吸液することによって起こる膨潤に起因する体積の増加分を満たすに足る大きさ（ボリューム）になっている。空隙１３が周囲に存在する高吸収性ポリマー１２Ａにおいては、該粒子１２Ａの表面における繊維材料１１の付着が少なくなっている。換言すれば、空隙１３が周囲に存在する高吸収性ポリマー１２Ａにおいては、該粒子１２Ａの周囲における繊維材料１１の存在量が少なく、吸収性シート１０における他の部位に比較して見掛け密度が低い状態になっている。

空隙１３は空隙保持ポリマー１２Ｂによって高荷重下でも空隙１３は保たれ、高吸収性ポリマー１２Ａの膨潤は妨げられず、無荷重下、高荷重下を問わず吸収体として高い吸収量を発現できる。また、空隙１３があるために吸収性物品１０の厚み方向における液の迅速な通過の点から有利に働く。特に、本実施形態の吸収性シート１０は、液を繰り返し吸収した後であっても、ゲルブロッキングが起こりにくく、液の高い通過速度が維持される。

高吸収性ポリマー１２Ａの周囲に空隙１３が形成されていることは、例えば吸収性シート１０の縦断面（厚み方向と平行な断面）を顕微鏡観察することによって確認できる。空隙１３の大きさは、吸収性シート１０の製造方法、空隙保持ポリマー１２Ｂ、高吸収性ポリマー１２Ａの粒径、繊維材料１１の種類や繊維長などに依存するが、一般に吸収性シート１０の縦断面を顕微鏡で拡大して観察される隣り合う空隙保持ポリマー１２Ｂ同士の間が平面方向に５０μｍ以上離れており、さらにその間には厚み方向に繊維やポリマー粒子１２が該空隙保持ポリマー１２Ｂの高さの２０％以上に亘って（その断面に）存在しない空間部分が観察されるとき当該空間部分は本実施形態における空隙１３であると言うことができる。

本実施形態の吸収性シート１０においては、すべての高吸収性ポリマー１２Ａの周囲に空隙１３が形成されていることを要せず、個数基準で４０〜１００％、特に６０〜１００％のポリマー粒子１２の周囲に空隙１３が形成されていれば、所望の効果が奏される。この測定は、吸収性シート１０の縦断面を顕微鏡で拡大して観察される任意の測定視野に存在する合計５ヶ所の隣り合う空間保持ポリマー１２Ｂを対象として、好ましくは１０ヶ所〜５０ヶ所の空間保持ポリマー１２Ｂを対象として行われる。

具体的には、個数基準は、以下のようにして計測する。吸収性シートの断面を操作型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用し、５０〜１００倍に拡大して撮影する。撮影した画像より、粒子径が２００μｍ以上好ましくは２５０μｍ以上あり、厚み方向に離間した略２箇所において（シートの）繊維成分と接触しているポリマー粒子を空隙保持ポリマーとして特定する。さらに特定したポリマーと最も近くある同様のポリマー粒子１２を特定して、この２つのポリマー粒子の間で計測をおこなう。
隣り合う空隙保持ポリマーは、（吸収シートの断面に）粒子の輪郭間が平面方向に５０μｍ以上離れており、さらにその輪郭間の厚み方向に繊維やポリマー粒子１２が存在しない領域を有しており、その領域は、該空隙保持ポリマー１２Ｂの平均的な厚み方向の大きさの２０％に相当する厚み方向長さを有しているとき、空間部分である充分な空隙が存在しているとして、空隙を１とする。異なる断面部位５ヶ所以上について同様の計測を行い、空隙の合計／計測断面部位×１００より導かれる値を個数基準とする。なお、異なる断面部位は、１０ｍｍ以上離れている部位であることが好ましい。

本実施形態の吸収性シート１０を実現する為に、ポリマー粒子は、空隙保持ポリマー１２Ｂの粒子径とゲル圧縮変形率、高吸収性ポリマー１２Ａの粒子径が特定の条件を満足することを要する。高吸収性ポリマー１２Ａの粒子径は空隙保持ポリマー１２Ｂの粒子径よりも小さい。これにより、大きな粒子径の空隙保持ポリマー１２Ｂによる、高吸収性ポリマー１２Ａの周囲における空隙１３の形成を容易することができ、また、小さな粒子の下層シートヘの入り込みに起因する吸収性の向上が図られる。特に、粒径３５０μｍ以上の空隙保持ポリマー１２Ｂが、重量基準でポリマー粒子１２の２０％以上、特に４０％以上を占めていると、高吸収性ポリマー１２Ａの周囲に空隙１３を一層容易に形成することができる。つまり、高吸収性ポリマー１２Ａの周囲に空隙を大きく形成することが要求され、そのような空隙を形成する観点から、高吸収性ポリマー１２Ａの粒子径としては１０６〜２００μｍが好ましく、空隙保持ポリマー１２Ｂの粒子径としては３５０〜５００μｍが好ましく、空隙保持ポリマー１２Ｂと高吸収性ポリマー１２Ａの配合比は質量換算で８０／２０〜２０／８０が好ましく、より好ましくは４０／６０〜６０／４０、更に好ましくは４５／５５〜５５／４５である。

また、高い吸収性とゲルブロッキングを防ぐ観点から、吸収性シート中にポリマー粒子１２が５〜６５％の重量比率で配合されていることが好ましく２０〜５０％であることがより好ましい。
繊維材料１１とポリマー粒子１２よりなる吸収性シート１０の合計坪量は、吸収性シートの柔軟性と充分なシート強度をえられる点から、２０〜１５０ｇ／ｍ²はであることが好ましく、２５〜７５ｇ／ｍ²であることがより好ましい。合計坪量は後述する湿潤紙力増強剤等を含めた吸収性シートで計測する。

ポリマー粒子１２の粒子径とは、該粒子１２が球形である場合には球の直径のことであり、該粒子１２が不定形である場合には篩を用いて粒子を分級操作したときに通過できる最大の篩の目の開きのことである。粒子径を測定（以後、分級操作とする）するための操作は次の通りである。TOKYO SCREEN CO., LTD.製の篩であって、目の開きが１０６μｍ、２００μｍ、３５５μｍ、５００μｍのものを使用する。１０６μｍ以下、１０６〜２００μｍ以下、２００μｍ〜３５０μｍ、３５０μｍ〜５００μｍ、５００μｍ以上の粒子に分類する。

ポリマー粒子１２の形状としては、その製造方法に応じ、例えば球形、塊状、俵状、不定形などの種々のものを用いることができる。ポリマー粒子１２の形状としては、その製造方法に応じ、例えば球形、塊状、俵状、不定形などの種々のものを用いることができる。高吸収性ポリマー１２Ａの周囲に空隙１３を容易に形成し得る点からは、異方性のある形状の空隙保持ポリマー１２Ｂを用いることが好ましく、特に不定形の形状をしている空隙保持ポリマー１２Ｂを用いることが好ましい。この理由は次の通りである。空間形成のためには空隙保持ポリマー１２Ｂが繊維材料１１中に埋没しないことが重要である。繊維材料１１は不連続な孔を有する多孔体であるため、同じ大きさで比較した場合、不定形の空隙保持ポリマー１２Ｂの方が、球形のものよりも繊維材料１１に埋没しにくい。また、不定形の空隙保持ポリマー１２Ｂは、粒子同士が隣接したきも空間の確保が球形のものよりもしやすい。従って不定形の形状をしている空隙保持ポリマー１２Ｂを用いることが好ましい。

空隙１３を高荷重下でも存在させるために、空隙保持ポリマー１２Ｂはゲル圧縮変形率が２〜１５％であることが好ましく、より好ましくは４〜１０％である。
ゲル圧縮変形率は以下のようにして求められる。ポリマー粒子１ｇに生理食塩水２０ｇを吸収させて２０倍吸収ゲルを作成する。吸収ゲル４ｇ（膨潤前のポリマー粒子０．１９ｇ分）を取り出しＫＥＳ装置に置き２０ｇ／ｃｍ² 荷重をかけたときの厚み変化量をもとの厚みで除して１００倍したものをゲル圧縮変形率とする。
尚、吸収ゲルは、加圧により厚みが減少しても面積が増えないように、底面積４００ｍｍ² の有底筒状の容器内に充填し、該容器内で加圧する。また、吸収ゲルは、厚みが均一となるように前記容器内に充填した。

ポリマー粒子１２としては、従来公知のものを特に制限なく用いることができる。例えばデンプン、架橋カルボキシルメチル化セルロース、アクリル酸又はアクリル酸アルカリ金属塩の重合体又は共重合体等、ポリアクリル酸及びその塩並びにポリアクリル酸塩グラフト重合体が挙げられる。ポリアクリル酸塩としては、ナトリウム塩を好ましく用いることができる。また、アクリル酸に、マレイン酸、イタコン酸、アクリルアミド、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルエタンスルホン酸、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート又はスチレンスルホン酸等のコモノマーを高吸収性ポリマーの性能を低下させない範囲で共重合せしめた共重合体も好ましく使用し得る。

ポリマー粒子１２を保持する繊維材料１１としては、親水性のものを用いることが、液の通過、吸収性を高める点から好ましい。そのような繊維としては、例えば針葉樹クラフトパルプや広葉樹クラフトパルプのような木材パルプ、木綿パルプ及びワラパルプ等の天然セルロース繊維、レーヨン及びキュプラ等の再生セルロース繊維、ポリビニルアルコール繊維及びポリアクリロニトリル繊維等の親水性合成繊維、並びにポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維及びポリエステル繊維等の合成繊維を界面活性剤により親水化処理したものなどが挙げられる。しかし、それらに限定されるものではない。これらの親水性繊維は１種又は２種以上を用いることができる。

親水性繊維のうち、好ましいものはセルロース繊維である。特に天然セルロース繊維及び再生セルロース繊維が好ましい。コストの点からは、木材パルプを用いることが好ましく、特に針葉樹クラフトパルプが好ましいが、繊維間の隙間が大きくなり、ポリマー粒子１２の分散性及び固定化の程度が一層向上する点から、嵩高性のセルロース繊維を用いることがより好ましい。かかる嵩高性のセルロース繊維を用いることによって、ポリマー粒子１２を三次元的に埋没・分散、固定させやすくなる。またポリマー粒子１２のゲルブロッキングの発生もより確実に抑えることができる。また、親水性繊維における嵩高性のセルロース繊維の割合は３５〜９５重量％、特に５０〜８０重量％であることが、使用時に吸収性シート１０に破れ等がおこらないように引っ張り強度や表面強度などの物理特性を所望の範囲とすることができる観点から好ましい。なお嵩高性のセルロース繊維とは、繊維形状が、稔れ構造、クリンプ構造、屈曲及び／又は分岐構造等の立体構造をとるか、繊維断面が極太（例えば繊維粗度が０．３ｍｇ／ｍ以上）であるか、又は繊維剛性が高められている繊維をいう。

嵩高性のセルロース繊維の好ましいものの例として、繊維粗度が０．３ｍｇ／ｍ以上のセルロース繊維が挙げられる。繊維粗度が０．３ｍｇ／ｍ以上のセルロース繊維は、嵩高な状態でセルロース繊維が集積するので、ポリマー粒子１２を保持し得る嵩高なネットワーク構造が形成され易い。また、液体の移動抵抗が小さく、液体の通過速度が大きくなる。繊維粗度は、０．３〜２ｍｇ／ｍ、特に０．３２〜１ｍｇ／ｍであることが好ましい。

繊維粗度とは、木材パルプのように、繊維の太さが不均一な繊維において、繊維の太さを表す尺度として用いられるものであり、例えば、繊維粗度計（ＦＳ−２００、KAJANNIELECTRONICSLTD.社製）を用いて測定される。

繊維粗度が０．３ｍｇ／ｍ以上のセルロース繊維の例としては、針葉樹クラフトパルプ〔Federal Paper Board Co.製の「ALBACEL」（商品名）、及びPT IntiIndorayon Utama製の「INDORAYON」（商品名）〕等が挙げられる。

嵩高性のセルロース繊維の好ましいものの他の例として、繊維断面の真円度が０．５〜１、特に好ましくは０．５５〜１であるセルロース繊維が挙げられる。繊維断面の真円度が０．５〜１であるセルロース繊維は、液体の移動抵抗が小さく、液体の透過速度が大きくなる。真円度の測定方法は次の通りである。面積が変化しないように、繊維をその断面方向に垂直にスライスし、電子顕微鏡により断面写真をとる。断面写真を画像回析装置〔日本アビオニクス社製の「Avio EXCEL」（商品名）〕により解析し、測定繊維の断面積及び周長を測定する。これらの値を用い、以下に示す式を用いて真円度を算出する。真円度は、任意の繊維断面を１００点測定し、その平均値とする。
真円度＝４π（測定繊維の断面積）／（測定繊維の断面の周長）²

前述の通り、セルロース繊維として木材パルプを使用することが好ましいが、一般に木材パルプの断面は、脱リグニン化処理により偏平であり、その殆どの真円度は０．５未満である。このような木材パルプの真円度を０．５以上にするためには、例えば、かかる木材パルプをマーセル化処理して木材パルプの断面を膨潤させればよく、真円度が０．５以上とされることで繊維の剛性が高められる。

このように、嵩高性のセルロース繊維としては、木材パルプをマーセル化処理して得られる真円度が０．５〜１であるマーセル化パルプも好ましい。本発明において用いることのできる市販のマーセル化パルプの例としては、ITT Rayonier Inc.製の「FILTRANIER」（商品名）や同社製の「POROSANIER」（商品名）等が挙げられる。

また、繊維粗度が０．３ｍｇ／ｍ以上で、且つ繊維断面の真円度が０．５〜１であるセルロース繊維を用いると、嵩高なネットワーク構造が一層形成され易くなり、液体の通過速度も一層大きくなるので好ましい。

嵩高性のセルロース繊維の好ましいものの別の例として、セルロース繊維の分子内及び／又は分子間を架橋させ繊維の剛性を高めた架橋セルロース繊維がある。かかる架橋セルロース繊維は湿潤状態でも嵩高構造を維持し得るので好ましい。市販の架橋セルロース繊維としては、Weyerhaeuser Paper Co.製の「High Bulk Additive」等が挙げられる。

前述した嵩高性のセルロース繊維に加えて、繊維粗度が０．３ｍｇ／ｍ以上であるパルプ等のセルロース繊維の分子内及び／又は分子間を上述の方法で架橋した嵩高性のセルロース繊維も好ましい。また、繊維断面の真円度が０．５〜１であるパルプの分子内及び／又は分子間を架橋した嵩高性のセルロース繊維も好ましい。更に、繊維断面の真円度が０．５〜１であるマーセル化パルプの分子内及び／又は分子間を架橋した嵩高性のセルロース繊維も好ましい。一層好ましい嵩高性のセルロース繊維は、繊維粗度が０．３ｍｇ／ｍ以上であり且つ繊維断面の真円度が０．５〜１であるパルプを架橋したものである。特に好ましい嵩高性のセルロース繊維は、繊維粗度が０．３ｍｇ／ｍ以上であるパルプをマーセル化によって真円度を０．５〜１にした後、架橋したものである。

繊維材料１１としては、前述した嵩高性のセルロース繊維に加えて、加熱により溶融し相互に接着する繊維である熱融着性繊維を用いることも好ましい。これによって吸収性シート１０に十分な湿潤強度を付与できる。熱融着性繊維としては例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリビニルアルコール等のポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリエチレン−ポリプロピレン複合繊維、ポリエチレン−ポリエステル複合繊維、低融点ポリエステル−ポリエステル複合繊維、繊維表面が親水性であるポリビニルアルコール−ポリプロピレン複合繊維、並びにポリビニルアルコール−ポリエステル複合繊維等を挙げることができる。複合繊維を用いる場合には、芯鞘型複合繊維及びサイド・パイ・サイド型複合繊維の何れをも用いることができる。これらの熱溶融性繊維は、各々単独で用いることもでき、又は２種以上を混合して用いることもできる。熱溶融性繊維は、一般にその繊維長が２〜６０ｍｍであることが好ましく、繊維径は０．１〜３デニール、特に０．５〜３デニールであることが好ましい。吸収性シート１０における熱溶融性繊維の割合は１〜５０重量％、特に３〜３０重量％であることが好ましい。

繊維材料１１の繊維長は本発明において臨界的ではなく特に制限はない。例えば、後述するように吸収性シート１０を湿式抄造により製造する場合には、繊維材料１１の繊維長は１〜２０ｍｍであることが好ましい。

吸収性シート１０には、更にポリアミン・エピクロルヒドリン樹脂、ジアルデヒドデンプン、カルボキシメチルセルロースなどを湿潤紙力増強剤として配合（外添）することもできる。

本実施形態の吸収性シート１０は、ポリマー粒子１２の割合が高いにもかかわらず、薄型化であることによっても特徴付けられる。具体的には吸収性シート１０は、その坪量が５０〜１５０ｇ／ｍ² 、特に６０〜１２０ｇ／ｍ² の範囲において、その厚みが０．３〜３ｍｍ、特に０．５〜１．５ｍｍという薄型のものである

次に、本実施形態の吸収性シート１０の好ましい製造方法について、図２を参照しながら説明する。特に説明しない点については、１枚の紙の内部に高吸収性ポリマーの粒子が分散配置されている吸収性シートの製造法である、本出願人の先の出願に係る特開平８−２４６３９５号公報に記載の吸収性シートの製造方法と同様にして行うことができる。
先ず、親水性繊維を含む繊維ウエブを形成する。繊維ウエブを形成する方法に特に制限はなく、例えば、乾式抄紙法などを用いることができるが、好ましくは湿式法を用いる。これは、後述するように、ポリマー粒子１２を繊維ウエブに散布する際に、繊維ウエブは湿潤し、且つ繊維の自由度が極めて高い状態であることが好ましいので、湿式抄紙によって繊維ウエブを形成すればそれは、直ちに湿潤状態を実現することができ、別工程をもって湿潤状態にする手間が省けるからである。
湿式抄紙によって得られる繊維ウエブは、その乾燥前には繊維同士が互いに充分には結合していないので、その状態でポリマー粒子１２を散布すると、かかるポリマー粒子が繊維間に形成される空間中に三次元的に埋没しやすく、多量の高吸収性ポリマーを含有した吸収性シートを作成できる。

次に、上記のように湿潤した繊維ウエブにポリマー粒子１２を散布する。湿潤繊維ウエブの湿潤状態は、乾燥繊維ウエブ１００重量部に対して、水を２０〜５００重量部含む程度が好ましく、更に好ましくは、５０〜３００重量部の水を含む。水の量が２０重量部に満たないと、散布された高吸水性ポリマーが水を吸収して湿潤し、粘着性を得ることができないので、ポリマー粒子の固定化量が不十分となり、水の量が５００重量部を超えるとポリマー粒子が吸収過剰となり、後述する乾燥工程で乾燥不良となることがあるので、上記範囲内とすることが好ましい。

図２は、嵩高性のセルロース繊維を含む抄紙原料を湿式抄紙して得られた、湿潤状態の第１の紙層２１上に、ポリマー粒子１２として、高吸収性ポリマー１２Ａ及び空隙保持ポリマー１２Ｂを散布し、次いで、乾燥状態の第２の紙層２２を積層し、次いで、これらを乾燥、一体化して吸収性シート１０を得る概略工程が示されている。
図２に沿って説明すると、先ず、湿潤状態である第１の紙層２１上に、図２（ａ）に示すように空隙保持ポリマー１２Ｂを散布する。ポリマー粒子１２は、第１の紙層２１の全面に均一に散布してもよく、或いは一方向に連続して延びる多列の筋状に散布してもよい。或いは、一方向に断続的に延びる多列の筋状に散布してもよい。散布によって高吸収性ポリマー１２Ａは、繊維間距離が広がった繊維間の空間に埋没する。

本実施形態においては、作製された吸収性シート内の高吸収性ポリマー１２Ａの周囲に空隙１３を効率良く形成するために、これらのポリマー粒子１２を特定の順序で散布している。即ち、先ず、図２（ａ）に示すように、空隙保持ポリマー１２Ｂを散布し、空隙保持ポリマー１２Ｂを充分に膨潤させ、次に、図２（ｂ）に示すように、高吸収性ポリマー１２Ａを散布している。粒子径のより小さな高吸収性ポリマー１２Ａは湿潤した空隙保持ポリマー１２Ｂ同士の間に散布されて湿潤膨潤するが、膨潤時になるべくポリマー同士が近接しないように移動が起こるので程良く距離を保ったままの状態で存在することができる。空隙保持ポリマー１２Ｂを散布した後、高吸収性ポリマー１２Ａを散布する迄の時間は、ポリマーの収集速度等にも因るが、１〜２０秒程度が好ましく、２〜５秒程度がより好ましい。

この高吸収性ポリマー１２Ａの周囲に充分な空隙１３を形成するために空隙保持ポリマーＢが全ポリマーに対して２０重量％以上あることが好ましい。空隙保持ポリマーＢが少なすぎると荷重時に柱やスペーサーの役目を果たすことができずに空隙１３の維持が困難となる。

埋没したポリマー粒子１２は、湿潤した第１の紙層２１に含まれている水分を吸収して膨潤し、また粘着性を発現する。その粘着性によってポリマー粒子１２が、紙層２１の構成繊維と接着する。

ポリマー粒子１２の散布が完了したら、図２（ｄ）に示すように、第１の紙層２１におけるポリマー粒子散布面上に、第２の紙層２２を積層する。第２の紙層２２は、第１の紙層２１と同様に、嵩高性のセルロース繊維を含む抄紙原料を湿式抄紙して得られたものである。第１及び第２の紙層２１、２２は、嵩高性のセルロース繊維に加えて熱融着性繊維又は紙力増強剤を含むことが好ましい。
第１の紙層２１と第２の紙層２２のセルロース繊維等の配合割合は同じであってもよく、或いは異なっていてもよい。また、第２の紙層２２としては、比較的小さなポリマー粒子を保持し易くする点から、嵩高に形成された繊維シートが好ましい。嵩高に形成された繊維シートの例としては、例えば繊維間が結合されていないウエブ、エアレイド法により形成されたシート、３次元クリンプを有する繊維よりなるシート等が挙げられる。更に、ポリマー粒子の脱落やシート強度を向上させることで加工性を向上させることが好ましく、具体的には、上記シート同士の複合物、上記シートに繊維同士の拘束が高い繊維シートや繊維間の隙間が小さい繊維シート（例えばスパンボンド不織布、ＳＭＳ不織布など）を複合させたシートを用いることが好ましい。本発明の製造方法における、繊維ウエブは、湿式又は乾式により製造された紙や、不織布、不織布化されていない繊維ウエブ等を広く含むものである。

第１の紙層２１においては、ポリマー粒子散布面と、厚み方向の他面側に向かう該ポリマー粒子散布面から所定の範囲内には、粒径の大きな湿潤した空隙保持ポリマー１２Ｂと、空隙保持ポリマーに囲まれるように存在する高吸収性ポリマー１２Ａが存在している。
この状態下に、第２の紙層２２を積層し、プレス、乾燥を行うと、湿潤した空隙保持ポリマーがあたかも柱やスペーサーの働きをし、高吸収性ポリマー１２Ａはプレスダメージを受けることが少ないまま乾燥によって体積収縮を行うことができる。そして、乾燥して生成されたシート内では空隙保持ポリマー１２Ｂに囲まれた空隙内に高吸収性ポリマー１２Ａが収まった状態が形成される。この空間が、図１に示す空隙１３となる。これと共にポリマーを介して第１の紙層２１と第２の紙層２２は一体不可分なように接合する。つまり全体として１プライ構造になる。この際、第１の紙層２１の構成繊維と第２の紙層２２の構成繊維との間に絡み合いや水素結合が生じて、両層が一体化する部分も存在する。このようにして目的とする吸収性シート１０が得られる。

重ね合わされた両層２１，２２を乾燥する条件としては、温度１００〜１８０℃、特に１０５〜１５０℃であることが好ましい。プレスの条件としては、圧着一体化する最低限の圧力があればよく、低圧力であるほど空間が確保されるので好ましい。

ここで、吸収性シート１０における液の吸収機構を分かり易くするため、モデルを使って説明する。先に散布された粒子径が大きい空隙保持ポリマー１２Ｂは第１のウエブ層２１上と２１中に膨潤状態で存在する。そして後から散布される比較的小さな高吸収性ポリマー１２Ａは空隙保持ポリマー間に入り込み、湿潤膨潤する。この時、ある均一な粒子径ｒよりなる球状ポリマー粒子が、格子状に均一にウエブ層２１上に並べられ、球状ポリマー粒子の膨潤倍率が３０倍（擬似血液想定）の場合、格子状に並べられた球状ポリマー粒子の中心間距離は、３０の三乗根×ｒだけ離間していれば良い。実際には、このように理想的にポリマー粒子を配置することは非常に困難であるが、湿式抄造された湿潤繊維ウエブ上にポリマーを散布するのでポリマーが膨潤し、膨潤時にポリマーがなるべく近接しないように移動が起こるので、湿潤膨潤した高吸収性ポリマー１２Ａは空隙保持ポリマー１２Ｂに囲まれる状態でシート中に分散配置される。そしてプレス、乾燥工程時にはゲル圧縮変形率の小さい空隙保持ポリマー１２Ｂが高吸収性ポリマー１２Ａのプレスによるダメージを受けるのを防ぎ、乾燥後には高吸収性ポリマー１２Ａが大きく体積収縮することで高吸収性ポリマー１２Ａの周囲に充分な空隙ができる。高吸収性ポリマー１２Ａの周囲に無荷重時も荷重時も常に空隙１３が周囲にあり、ゲルブロッキングを起こさずに通液性、液拡散性も高く、更に高吸収性ポリマー１２Ａもその空隙内で充分に膨潤が可能となる。散布ポリマー粒子の量は、液の吸収性を低下させる要因であるゲルブロッキングを防止する観点から決定され、それに基づきポリマーの散布量が決定される。ポリマー粒子間の間隔は、対象とする液体によって異なる。例えば尿や汗のような比較的多く吸収可能な体液の場合は、１５０〜３００倍程度体積が膨潤することを考慮してポリマー散布が行われる。経血や血液のような体液の場合は、５〜５０倍程度体積が膨潤することを考慮してポリマー散布が行われる。

以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されず、当業者の技術常識の範囲内において種々の改変が可能である。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲はかかる実施例に制限されるものではない。特に断らない限り「部」及び「％」はそれぞれ「重量部」及び「重量％」を意味する。

〔実施例１〕
（吸収性シートの製造）
先ず、繊維粗度０．３２ｍｇ／ｍ、繊維断面の真円度が０．３０の架橋処理パルプ〔Weyerhauser Paper製の「High Bulk AdditiveHBA-S」（商品名）〕８０部、及び繊維粗度０．１８、繊維断面の真円度が０．３２の針葉樹クラフトパルプＮＢＫＰ（商品名；「SKEENA PRIME」，Skeena Ce11ulose Co.製）３０部を水中に分散混合し、更に上記混合したパルプの乾燥重量１００部に対し、紙力補強剤〔ポリアミドエビクロルヒドリン樹脂、商品名；カイメンＷＳ−５７０、会社名；日本ＰＭＣ（株）〕を樹脂成分で１部を水中に分散混合し、所定の濃度とした後、この分散混合液を用いて乾燥坪量が２５ｇ／ｍ² の第１の層繊維ウエブを形成した。次いで該繊維ウエブをサクションボックスにより、乾燥繊維ウエブ１００部に基づき水分率１００部になるまで、繊維ウエブを脱水した。
次いで脱水後の湿潤した繊維ウエブ上に３５０μｍ〜５００μｍに分級した空隙保持ポリマー（ゲル圧縮変形率５％）を散布した。そして、その散布から２秒後に、１０６μｍ〜１５０μｍに分級した高吸収性ポリマー〔日本触媒のポリマーＣＡＷ−４（商品名）、ゲル圧縮変形率２５％〕を散布した。両ポリマーは、両ポリマー合わせて坪量が３０ｇ／ｍ² となり、且つ空隙保持ポリマーと高吸収性ポリマーの重量比が５０／５０となるようにほぼ均一に散布した。

上記繊維ウエブのうち、上記高吸収性ポリマーを散布した面に、繊維集合体として、上記繊維ウエブと同様の配合組成を有する、予め抄紙しておいた吸収紙（坪量３０ｇ／ｍ² ）を重ね合わせ、かかる繊維ウエブと吸収紙との重ね合わせ体をドライヤーに導入し、１３０℃の温度にて乾燥、これと同時に０〜１ｋｇ／ｃｍでプレスし、両層を一体不可分なように接合した。得られた吸収性シートの縦断面を電子顕微鏡観察した。
その結果、得られた吸収性シートは、粒子径の小さな高吸収性ポリマー１２Ａの周囲に、第２の吸収性ポリマー粒子１２Ｂによって形成された空隙１３が形成されていることが確認された。尚、図３は、実施例１において得られた、空隙形成ポリマー１２Ｂ及びその周囲に形成された隙間１３を示す電子顕微鏡写真である。高吸収性ポリマーと高吸収性ポリマーとを同一写真中に写すことは困難であったが、図３に示す空隙は、図３に写った範囲を超えて左右に延在しており、その延在部分に高吸収性ポリマーが存在している。また、高吸収性ポリマーは、周囲を空隙に囲まれた状態であった。

〔実施例２，３〕
実施例１において、空隙保持ポリマーと高吸収性ポリマーの重量比を表１に示すように代えた以外は、実施例１と同様にして吸収性シートを得た。

〔比較例１〕
実施例１において、脱水後の湿潤した繊維ウエブ上に、１０６μｍ〜１５０μｍに分級した高吸収性ポリマー〔日本触媒のポリマーＣＡＷ−４（商品名）、ゲル圧縮変形率２５％〕のみを散布し、吸収性シート中のそのポリマーの坪量を３０ｇ／ｍ² とした以外は、実施例１と同様にして吸収性シートを得た。

〔比較例２〕
実施例１において、脱水後の湿潤した繊維ウエブ上に、３５０μｍ〜５００μｍに分級した空隙保持ポリマー（ゲル圧縮変形率５％）のみを散布し、吸収性シート中のそのポリマーの坪量を３０ｇ／ｍ² となるようにした以外は、実施例１と同様にして吸収性シートを得た。

〔評価〕
実施例及び比較例で得られた吸収性シートについて、液の吸収時間及び液の吸収速度を以下の方法で測定した。その結果を表１に示す。
測定は、吸収性シートから１５ｃｍ角の試験片を切り出し、該試験片を４枚積層した。
積層した４枚の試験片上に、直径１ｃｍの孔をあけた１０ｃｍ角の透明なアクリル板を載せた。そのアクリル板の孔の周囲に重りを乗せ、吸収性シート１０に全体として５ｇ／ｃｍ² の荷重をかけた。この状態下に、アクリル板の孔を通して生理食塩水３ｍｌを注入した。３ｍｌの全量が吸収された後、３分間放置し、更に生理食塩水３ｍｌを注入した。更に全量が吸収された後、３分間放置し、更に生理食塩水３ｍｌを注入した。このようにして、３回の注入を行い合計９ｍｌの生理食塩水を注入した。
３回目の注入について、生理食塩水の吸収に要する時間を測定し、９ｇ目吸収時間（秒）として表１に示した。
また、その試験片上からアクリル板を取り除いて、該試験片上にろ紙を置き、再度アクリル板を乗せて５ｋｇの荷重をかけた。その状態で１分間放置後、試験片の重量を測定した。試験片に残存する生理食塩水の重量を、９ｇ注入時吸収量として表１に併せて示した。

表１に示す結果から明らかなように、実施例の吸収性シートは、繰り返し液を吸収しても吸収速度が低下していないことが判る。このことはポリマー粒子のゲルブロッキングが起こっていないことを意味している。一方、比較例の吸収性シートは、繰り返し液を吸収すると吸収速度が低下した。このことはポリマー粒子のゲルブロッキングが起こっていることを意味している。

本発明の吸収性シートの一実施形態の断面構造を示す模式図である 図１に示す吸収性シートの好適な製造方法を示す工程図である。 実施例１で得られた吸収性シートの断面構造の電子顕微鏡写真である。

符号の説明

１０ 吸収性シート
１１ 繊維材料
１２ ポリマー粒子
１２Ａ 高吸収性ポリマー（第１の吸収性ポリマー粒子）
１２Ｂ 空隙保持ポリマー（第２の吸収性ポリマー粒子）
１３ 空隙

Claims (4)

1. 繊維材料、自重の２０倍以上の生理食塩水を吸収可能な第１の吸収性ポリマー粒子、及び第１の吸収性ポリマー粒子に比して、粒子径が大きく且つゲル圧縮変形率が小さい第２の吸収性ポリマー粒子を含み、厚みが０．３〜３ｍｍである吸収性シートであって、
   前記繊維材料が一枚のシート状をなしており、第１及び第２の吸収性ポリマー粒子が、前記繊維材料に保持された状態で、吸収性シートの厚み方向の内部に埋没担持されており、
   第１の吸収性ポリマー粒子は、粒子径が１０６〜２００μｍであり、第２の吸収性ポリマー粒子は、粒子径が３５０〜５００μｍ、ゲル圧縮変形率が２〜１５％であり、第１の吸収性ポリマー粒子と第２の吸収性ポリマー粒子の配合比が質量換算で２０／８０〜８０／２０であり、
   第１の吸収性ポリマー粒子と第２の吸収性ポリマー粒子は、両者が混在した状態とされて吸収性シートの平面方向に分散しており、
   第１の吸収性ポリマー粒子は、その周囲に、第２の吸収性ポリマー粒子によって形成された空隙を有しており、
   前記空隙は、吸収性シートの平面方向に５０μｍ以上離れて隣り合う第２の吸収性ポリマー粒子間に形成された空隙であって、前記繊維材料並びに第１及び第２の吸収性ポリマー粒子が該吸収性シートの厚み方向における第２の吸収性ポリマー粒子の高さの２０％以上に亘って存在しない空隙である、吸収性シート。
2. 第１及び第２の吸収性ポリマー粒子は、前記繊維材料と接着している請求項１記載の吸収性シート。
3. 前記繊維材料は吸収性シートに３５〜９５重量％配合されており、さらに前記繊維材料は嵩高性のセルロース繊維を５０〜９０重量％含む、請求項１又は２記載の吸収性シート。
4. 請求項１〜３の何れか１項記載の吸収性シートの製造方法であって、
   湿潤状態の繊維ウエブに、第２の吸収性ポリマー粒子を散布した後、そのポリマー散布面に、更に第１の吸収性ポリマー粒子を散布し、次いで、そのポリマーの散布面上に、第２の繊維ウエブを重ね合わせ、これらを乾燥して一体化させることを特徴とする吸収性シートの製造方法。