JP5475012B2 - 吸収性物品のための押出接着された積層体 - Google Patents

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Description

本発明は、概して、吸収性物品への組み込みに有用な積層体に関する。更に具体的には、本発明は、様々な押出接着された積層体を作製するための材料及び方法、並びにおむつへのそれらの組み込みに関する。
従来のテープ式おむつ、プルオン式おむつ、トレーニングパンツ、失禁用ブリーフ等のような吸収性物品は、尿及び/又は他の排泄物を受容及び収容する利益を提供する。かかる吸収性物品は腰開口部及び1対の脚開口部を確定するシャーシを備えることができる。
従来のシャーシは、しばしば、実質的に弾力性のない外側カバーを含む。いくつかの伸張特性を提供するために、従来の外側カバーが、脚部開口部(例えば、バリアレグカフ)の一部分を取り囲むエラストマーウエストバンド及びエラストマーレッグバンドを含むことができる。外側カバーの残部が、典型的には非弾性の不織布通気性フィルム積層体を含む。しかしながら、好ましくないことに、これらの非エラストマー積層体のため、これらの動きによって生じる臀部及び腹部における相対的解剖学的寸法変化(場合によっては、50%まであり得る)のため、これらの物品は、体の動き(例えば、座る、立つ、及び歩行)に応えて着用者の体に対して限定された適合しか提供しない。1種類のおむつが典型的に、単一の商品サイズ内の様々な体形及び寸法の多くの着用者にフィットしなければならないので、この適合の問題は更に深刻である。
適合の課題は、所定の商品のサイズの範囲内で、最小及び最大の着用者の寸法が、著しく異なり得るという事実にある。例えば、着用者間の場合では、1つのサイズの範囲内で、臍部分での腰周囲が80mm異なることがある。また、臍から背中の距離、つまり臍から股部を経由して臍と同一平面上の着用者の背中の点に達する距離は、この同じサイズの範囲における最小から最大の着用者の間で約80mm異なる場合がある。
上記の問題に対する1つの解決法は、外側カバーとして使用され得るエラストマー不織布フィルム積層体(例えば、不織布と、エラストマーフィルムとのいくつかの組み合わせ)を提供することである。しかし、このような積層体を提供することは、特に、経済的に、そのようにしようとする場合、些細な仕事ではない。第一に、プロセスの簡素化及び費用効率のために、積層体を製造するための最小限の処理又は取り扱い工程を使用することが望ましい。したがって、同一の化学的及び物理的特性を有するエラストマーフィルムの表面又は層は、1つ以上の機能(例えば、結合層、並びに表面薄層として機能するフィルム層)を実行するために必要なこともあり、又は押出接着された積層体(EBL)の製造中のある特性、吸収性物品の変換中の異なる特性、及び更に吸収性物品が、消費者によって使用される場合の更に異なる特性を必要とすることもある。
第二に、互いに低化学親和力を有する積層体層の組み合わせ(例えば、弾力性のない不織布とエラストマーフィルムとの組み合わせ)を必要とするいくつかの所望の実施形態がある。不織布構造への押出品の貫通は、これらの2つの材料間で接着を改善させることもあるが、これは、好ましくない剛健な複合構造をもたらす場合があり、得られたEBLを損傷することなく、活性化するのは困難でもある。したがって、結合層又は接着剤は、適度な速度で、製造される可能性がある積層体を製造するために採用される必要もあり、その後の加工中、分離に耐え、好適な風合い又は手触りを維持する。(プロセスの簡素化を含む、接着剤に優る利点を有する)結合層が採用される場合、結合層と不織布との間の平衡接着強度だけでなく、結合層とコア層との間の相互作用を必要とする。例えば、不織布に対する接着強度が高すぎる場合、積層体の活性化は困難になる。しかしながら、接着強度が弱すぎる場合、積層体は、層間剥離しやすい。第三に、接着強度において正確な平衡をとることは、特定の伸張、回復、歪、及び引張特性を有する積層体を達成する必要性によって更に複雑になる。
第四に、積層体は、しばしば、積層体が、完全な吸収性物品に変換される場所とは異なる場所で製造されるため、ベース積層体が、ブロッキングすることなく、長期保存状態後、巻着、及び解巻可能であり得る表面薄層を含むベース積層体を構築する必要性もある。
第五に、積層体の機械的活性化中、フィルムにおいて、エネルギーを消散し、応力の不必要な集中を回避することができる、活性化可能な不織布、結合層、又は双方の組み合わせを選択することが望ましい場合がある。つまり、弾力性のあるフィルムとの組み合わせにおける弾力性のない不織布を使用する際、積層体を活性化する必要性もある。しかしながら、活性化は、弾力性のあるフィルムには必要であり、積層体フィルムへの損傷(例えば、フィルムにおける不必要な穴の形成)を生じる場合があり、それ故に、望ましくない積層体特性をもたらす。したがって、結合層の使用は、弾力性のあるフィルムの一体性及び不織布の出現がより良好に維持されるように、活性化プロセスのエネルギーを消散する更なる利点を提供し得る(すなわち、結合層が緩衝剤としての役割を果たす)。
したがって、良好な引張特性を備えるエラストマー不織布フィルム積層体を提供することが、本発明の目的である。1つ以上の結合層を含むこのような積層体を提供することが本発明の更なる目的であり、積層体は、層間剥離することなく機械的に活性化されることが可能である。本発明の別の目的は、2台以下の押出成形機を用いて、記載されるように、エラストマー不織布フィルム積層体を提供することである。なお更に、本発明の目的は、条件を満たしたパラメーター内で、巻着、保存する、及び解巻可能なエラストマー不織布フィルム積層体を提供することである。最後に、本発明の目的は、ピンホールのない機械的活性化を可能にする緩衝剤としての役割を果たす結合層を含むエラストマー不織布フィルム積層体を提供することである。
本発明の吸収性物品は、トップシートと、外側カバーと、それらの間に配置される吸収性コアと、を含んでもよい。外側カバーが、押出接着された積層体を含んでもよい。EBLは、多層の共押出しされたエラストマーフィルム及び不織布を含んでもよい。フィルムは、コア層、第1の外層、及び第2の外層を含んでもよく、コア層は、第1の外層と第2の外層との間にある。不織布は、繊維及び/又は長繊維を含んでもよい。第1の外層は、押出被覆を介して不織布に非接着接合されてもよい。そして、第1の外層は、約45重量%を超える量のドローダウンポリマーを含んでもよい。
更に、外側カバーは、少なくとも約50%の工学的歪に対して弾力性があってもよい。不織布は、第1の外層に対して高い化学親和力を有してもよい。第1の外層は、コア層に対して低い化学親和力を有してもよい。
押出接着された積層体は、活性化されてもよい。第1及び第2の外層は、約10%〜約40%の融合指数を有してもよい。第1及び第2の外層は、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマー、及びこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。
不織布は、活性化可能であってもよく、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。
不織布が、2成分繊維を含んでもよく、この繊維は、コア及びシースを含んでもよい。シースは、ポリエチレンを含んでもよく、コアは、ポリプロピレンを含む。ポリエチレンは、約50%〜約75%の融合指数を含んでもよい。ポリプロピレンは、約50%を超える融合指数を有してもよい。
エラストマーフィルムのコアは、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマー、スチレンブロックコポリマー、及びこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。エラストマーフィルムのコアは、約5%〜約20%の融合指数を有するエチレンコポリマー、約5%〜約20%の融合指数を有するプロピレンコポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。第1及び第2の外層が、それぞれ、コア層の全融合指数を超える融合指数を有してもよい。
EBLが、約30〜約70gsmの坪量を有してもよく、接着剤を更に含んでもよい。不織布が、断面図に概略されない繊維を含んでもよい。第1の外層が、10重量%を超えるエチレンを含む少なくとも約25%のポリマーを含んでもよい。
あるいは、不織布が、活性化可能なポリプロピレン単繊維であってもよく、第1の外層が、10重量%を超えるエチレンを含む少なくとも約25%のポリマーを含んでもよい。
第2の不織布は、第2の外層に接合されてもよく、第2の不織布は、第1の外層に接合された不織布とは異なる。不織布のそれぞれは、スパンボンド不織布ウェブ、カード不織布ウェブ、メルトブローン不織布ウェブ、及びスパンレース不織布ウェブ、スパンボンドメルトブローンスパンボンド、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、非接着不織布、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。
EBLが活性化されるとき、引張試験(モードII)によって測定した際に、積層体の接着強度は、約1.0〜約1.5N/cm又は約2.1〜約3.5N/cmであってもよい。
第2の外層の外面は、0.4N/cm未満のブロッキング力を有してもよい。EBLは、非接着性であってもよい。エラストマーフィルムは、約20〜約40gsmの坪量を有してもよい。エラストマーフィルムは、少なくとも約50重量%のポリオレフィンエラストマーを含んでもよい。
更に、エラストマーフィルムは、少なくとも1つのオレフィン系エラストマーポリマーと、少なくとも1つのドローダウンポリマーと、を含んでもよく、エラストマーフィルムは、100%の最大工学的歪を用いて、2サイクルヒステリシス試験方法によって測定した際に、約15%以下の永久歪を有する。更に具体的には、エラストマーフィルムの第1及び第2の外層は、少なくとも1つのオレフィン系エラストマーポリマーと、少なくとも1つの第1のドローダウンポリマーと、を含んでもよく、エラストマーフィルムのコア層は、少なくとも1つのエラストマーポリマーと、少なくとも1つの第2のドローダウンポリマーと、を含んでもよく、エラストマーフィルムは、100%の最大工学的歪を用いて、2サイクルヒステリシス試験方法によって測定した際に、約15%以下の永久歪を有する。
コア層の少なくとも1つのエラストマーポリマーは、オレフィン系エラストマーポリマーであってもよい。第1及び第2の外層が、組成的に同一であってもよい。外側カバーが、約3N/cmを超える最高の引張強度を有してもよい。
本発明の吸収性物品に有用なEBLの側断面図。 本発明のEBLを含む吸収性物品の平面図。 図2の吸収性物品の側面断面図。 活性化可能でない不織布(1つ示される)に対して本発明の吸収性物品に有用な活性化可能な不織布(3つ示される)の引張特性を例示するグラフ。 本発明の吸収性物品に有用な押出接着された積層体の引張特性を例示するグラフ。これらのグラフから、モードIIの故障と破断時のピーク力が、決定されてもよい(試験方法を参照のこと)。 本発明の吸収性物品に有用な押出接着された積層体の引張特性を例示するグラフ。これらのグラフから、モードIIの故障と破断時のピーク力が、決定されてもよい(試験方法を参照のこと)。 本発明の吸収性物品に有用なEBLの側断面図。 本発明の吸収性物品に有用なEBLの側断面図。 本発明の吸収性物品に有用なEBLの側断面図。 本発明の吸収性物品に有用なEBLの側断面図。 本発明の吸収性物品に有用なEBLの側断面図。
本明細書は、本発明と見なされる主題を特定して指摘し明確に請求する特許請求の範囲をもって結論とするが、本発明は、添付の図面と関連させた次の説明から更によく理解されると考えられる。いくつかの図は、他の要素をより簡潔に示すため、選択された要素を省略することで簡易化されてもよい。いくつかの図中のかかる要素の省略は、対応する明細書の中で明確に述べられている場合を除き、代表的な実施形態のいずれかにおいて必ずしも特定要素の有無を暗示するものではない。いずれの図面も必ずしも縮尺どおりではない。
定義
本明細書で使用する場合、以下の用語は下記で指定される意味を有する。
「吸収性物品」という用語は、身体の排出物を吸収及び収容する用具を指し、より詳細には、着用者の体に接してあるいは、近接して配置されて、体から排出される様々な排出物を吸収し、収容する用具を指す。代表的な吸収性物品としては、おむつ、トレーニングパンツ、プルオンパンツ型おむつ(すなわち、米国特許第6,120,487号に示されているような予め形成された腰開口部及び脚開口部を有するおむつ)、再留め可能おむつあるいは、パンツ型おむつ、失禁用ブリーフ及び下着、おむつホルダ及びライナー、パンティライナーなどの女性用生理衣類、吸収性挿入物などが挙げられる。
「活性化可能な不織布」という用語は、特に、活性化プロセス中、フィルムとうまく相互に作用する機械的特性を有する不織布を指す。本発明の活性化可能な不織布が、相対的に低い最大力及び比較的大きい工学的歪によって特徴付けられた引張曲線(ASTM D882−02、標点距離=5mm、標本幅=25.4mm、クロスヘッド速度=2.117mm/s、活性化プロセス中、適用したものと一致する変形方向)を得る。具体的には、不織布の曲線の最大力点が、100%を超える工学的歪値で4N/cmを下回る場合、本発明のために、「活性化可能」であると見なされる。3つの活性化可能な不織布及び1つの活性化可能でない不織布の例を図4に示す。図4において、それぞれの曲線の最大力点を丸で囲む。
「活性化される」という用語は、例えば、増分的伸長などにより、材料の少なくとも一部に弾性延伸性を付与するために、機械的に変形された材料を指す。米国特許第6,830,800号、同第5,143,679号、及び同第5,167,897号は、活性化プロセスの例を開示する。
「接着剤」という用語は、1つ以上の熱可塑性ポリマー、1つ以上の粘着付与樹脂、及び典型的には、レオロジー変性剤又は可塑剤を含む組成物を指す。接着剤は、2%以上の粘着付与樹脂を含有する。接着剤は、概して、少なくとも1つの材料にそれを塗布し、次いで、十分な時間、十分な力を用いて、少なくとも1つの他の材料をそれに接触させることによって、2つ以上の材料を共に接合又は接着するのに使用され、接着剤が、共にそれらを接合するために、湿潤する、又はそれぞれの材料上に広げることができる(以下の「粘着付与剤」の定義を参照のこと)。
「非接着性」という用語は、接着剤が、エラストマー部材(例えば、エラストマーフィルム)を1つ若しくは複数の不織布に接着するために使用されない積層体を指し、したがって、接着剤は、最終積層体構造の一部ではない。
「接着剤で接着された(adhesively bonded)」又は「接着剤で積層された(adhesively laminated)」という用語は、接着剤が、エラストマー部材(例えば、エラストマーフィルム)を1つ若しくは複数の不織布に接着させるために使用される積層体を指す。
「2成分繊維」という用語は、繊維又は長繊維の断面図をわたって配置される2つの異なる組成物からなる繊維又は長繊維を指す。それぞれの組成物は、典型的には、シースコア型、サイドバイサイド型、セグメントパイ型、海島型等の配置に組成物を配列するように設計されたスピンパックに別個の押出成形機によって送達される。異なる組成物の相互配置は、積層体において、フィルムと不織布との間で化学親和力を調整する際、有用である場合がある。
「ブロッキング(Blocking)」とは、フィルム又は積層体を回転させる、折り畳む、ないしは別の方法で、表面同士を密着させて接触させる際、それ自体、又は複合積層体構造の対向する外に面する側面に貼り付けるフィルムの現象を指す。
「身体に面する」、「内部に面する」、「外部に面する」、及び「衣類に面する」は、それぞれ、要素又は要素若しくは一群の要素の表面の相対位置を指す。「身体に面する」及び「内部に面する」とは、要素又は表面が、着用中、着用者の体により近い(すなわち、衣類に面する表面又は外部に面する表面よりも着用者の体により近い)ということを意味する。「衣類に面する」及び「外部に面する」とは、要素又は表面が、着用中、着用者から更に離れている(すなわち、要素又は表面が、使い捨て吸収性物品上に着用することができる着用者の衣類により近い)ということを意味する。
「化学親和力」とは、ポリマー間での化学的相互作用の性質を指す。2つのポリマーは、それらの混合のエンタルピーがゼロに近い場合、高度の化学親和力を有すると言われる。逆に、混合の大きなエンタルピー(及び溶解度パラメーターにおいて対応して大きな差異)を有するポリマーは、ほとんど化学親和力がない(Solubility Parameters,section VII「Single−Value Solubility Parameters of Polymers」(Polymer Handbook,3rd Edition,1989,J.Brandrup,E.H.Immergut,Ed.John Wiley & Sons,New York,Chichester,Brisbane,Toronto,Singapore)。以下の表は、「低」、「中間」、「高」化学親和力を有すると見なされるポリマー対に対する溶解度パラメーター値の差異の近似値を示す。
Figure 0005475012
例えば、16.0MPa^0.5でのポリエチレン(「PE」)及び18.8MPa^0.5でのポリプロピレン(「PP」)は、2.8MPa^0.5の差異があり、したがって、低度の化学親和力を示す。ポリマーの溶解度パラメーターを決定するための方法の使用は、「Journal of Applied Polymer Science」(volume 5,pages 318〜321,1961)において、Robert Hayesによって記載される。
「組成的に同質(Compositionally identical)」という用語は、本質的に同一物(例えば、同じ特性における同じ成分を微量に有する多層フィルムの2層(ABA共押出フィルムにおけるA層等))であるために、そのように近い類似性を有する組成物を指す。
「結晶化率」という用語は、それを冷却し、次いで、押出積層体工程を行う際、結晶核生成及びポリマー溶解からの増殖の動力学を指す。結晶化率は、ポリマーが、融解された非晶質状態から凝固する経路を反映する。示差走査熱量計(DSC)は、試験方法において更に詳述されるように、本発明の表面薄層及び結合層を含むフィルムに有用であるポリマーを含む、ポリマー、ポリマーブレンド、及び製剤の結晶化率を決定するために、ASTM D3418に従い、使用してもよい。
「おむつ」とは、着用者の腰部及び脚部を取り巻くように、胴体下部の周囲で幼児及び失禁症状のある人によって一般に着用され、特に尿及び糞便を受け取り収容するように構成されている吸収性物品を指す。本明細書で使用するとき、用語「おむつ」は、以下で定義されている「パンツ」も包含する。
吸収性物品に関連しての「使い捨て」は、本明細書において、洗濯する、あるいは別の方法で吸収性物品として復元するか再利用することを一般に意図されない(すなわち、単一回の使用の後で廃棄することが意図され、リサイクルする、堆肥化する、あるいは環境に適合する方法で廃棄してもよい)吸収性物品を意味する。
「配置される」という用語は、別の要素に関して、特定の場所に位置付けされている要素を指す。繊維の1つの群が繊維の第2の群の上に配置されるとき、繊維の第1及び第2の群は一般に、第1及び第2の群からの繊維の少なくともいくつかが互いに接触する層状の積層構造を形成する。いくつかの実施形態において、2つの群の間の境界面にある第1及び/又は第2の群からの個々の繊維は、隣接する群の繊維の中に分散することができ、これにより2つの群の間に少なくとも部分的に混ざると共に絡まった繊維区域を形成する。ポリマー層(例えば、フィルム)が表面(例えば、繊維の群又は層)上に配置される場合、ポリマー層は表面に積層されるか印刷されてもよい。
「弾力性のある(Elastic)」及び「エラストマー(elastomeric)」という用語は、同義語であり、張力を適用すると、破裂又は破損することなく、伸張した長さの少なくとも10%の工学的歪まで延伸することができるいかなる材料をも指す。更に、適用した力を放出すると、材料は、22℃において1分間以内で、その伸張の少なくとも40%を回復し得る。例えば、100mmの初期長を有する材料は、少なくとも110mmまで延伸でき、力を除くと、106mm以下の長さまで収縮することになる。
「工学的歪」とは、標本の原長によって(負荷応力又は歪の方向に)分割される標本の長さの変化である(William D.Callister Jr.「Materials Science and Engineering:An Introduction」、1985,John Wiley & Sons,Inc.New York,Chichester,Brisbane,Toronto,Singapore)。工学的歪の割合を算出するために、工学的歪に、100を乗じる。
「エチレンリッチ(Ethylene rich)」という用語は、少なくとも約80重量%のポリエチレン(ホモポリマー及びコポリマーを含む)を含む、高分子層(例えば、2成分繊維のシース若しくはフィルムの表面薄層)又はEBL若しくは不織布の一層の一部分の組成物を指す。例えば、約80重量%を超える線状低密度ポリエチレンからなる、コアシース2成分繊維のシースが、エチレンリッチである。
「伸張可能な(Extensible)」という用語は、張力を適用すると、破裂又は破損することなく、少なくとも10%の工学的歪まで延伸することができるいかなる材料をも指す。更に、適用した力を放出すると、材料は、22℃の温度において1分間以内で、40%未満の回復を示す。例えば、100mmの初期長を有する材料は、少なくとも110mmまで延伸でき、力を除くと、106mm以上の長さまで収縮することになる。
「押出接着された積層体(「EBL」)」という用語は、少なくとも一部の不織布繊維が、フィルム及び不織布を接合するために軟性押出フィルムに貫通するように、2つのカレンダーローラの間で形成されたニップで又はその付近で少なくとも1つの不織布に直接エラストマー押出品を押出することによって形成された多層複合体を指す。軟性押出品への不織布の貫通量は、フィルムを加えた不織布の厚さよりも小さいニップ間隙(nip gap)を選択することによって、ロールの圧力を調節することによって、又は当業者に公知の他の手段によって、制御されてもよい。一実施形態において、エラストマー押出品は、1つ以上のエラストマーポリマーを含む単層フィルムであってもよい。別の実施形態において、エラストマー押出品は、フィルムのコア層として同一の又は異なる組成物を含む、1つ以上の外層を有する共押出しされた多層フィルムであってもよい。
「押出積層体」又は「押出被覆」とは、融解したポリマーのフィルムが、基材及びフィルムを共に接着するための融解されたポリマーフィルムを用いて、基材を被覆するために、固体基材(例えば、不織布)に押出される工程を指す。
「接合された」とは、要素が直接的に他の要素に取り付けられることによって要素が直接固定される形態、及び要素が中間の部材に取り付けられ、その中間部材が次に他の要素に取り付けられることによって要素が他の要素に間接的に固定される形態を指す。材料は、接着剤接着、熱溶接、溶媒溶接、超音波接着、押出接着、及びこれらの組み合わせを含む、1つ以上の接着工程によって接合されてもよい。
「液体透過性」(又は「液体浸透性」)及び「液体不透過性」(又は「液体不浸透性」)は、使い捨て吸収性物品の意図された使用法に関連した材料の浸透性を指す。特に、「液体透過性」とは、500Pa(5mbar)未満の静水頭(INDA 80.6−01によって定義される)において、液体水がその厚さを透過することを可能にする、間隙、開口部及び/又は相互接続した空隙を有する層又は層構造を指す。逆に、「液体不透過性」とは、500Pa(5mbar)未満の静水頭(INDA 80.6−01によって定義される)において、その厚さを通じて液体水が透過することができない、層又は層構造を指す。この定義に従い不透水性である層又は層状構造は、例えば空気及び水蒸気の透過を可能にする蒸気透過性であってもよい。このような蒸気透過性の層又は層状構造は、当該分野において一般に「通気性」として知られる。
フィルム又は不織布材料に適用されるとき、「機械方向」(「MD」又は「長さ方向」ともいう)という用語は、形成装置で加工された際にフィルム又は不織布の移動の方向と平行であった方向を指す。「機械横方向」(「CD」又は「幅方向」ともいう)は、機械方向と直交する方向を指す。
「非接着接合された(Non-adhesively joined)」とは、接着剤を使用せず、2つ以上の材料を接合することを指す。非接着接合された材料の限定されない例としては、ウェブの押出被覆、2つ以上のウェブの超音波溶接、少なくとも1つのフィルム及び1つ以上の不織布の圧力接着等が挙げられる。
「外側カバー」とは、吸収性コアの衣類に面する表面に隣接して配置されるおむつの部分を指す。外側カバーが、物品の適用の容易さを可能にする、並びに物品が着用者の体に適合するのを可能にする引張特性を有する。いくつかの実施形態において、それは、衣類又はベッドシーツ及び衣料品等のおむつに接触し得る他の物品がそこに含有される排泄物及び/又は滲出物で汚れるのを防ぐ場合がある。これらの実施形態において、外側カバーが、液体に対して不透過性であってもよい。他の実施形態において、外側カバーが、液体透過性であってもよい。本発明の外側カバーが、EBLを含んでもよい。
用語「パンツ」、「トレーニングパンツ」、「閉じたおむつ」、「予め締結されたおむつ」、及び「プルオンおむつ」は、本明細書で使用するとき、幼児又は成人着用者用に設計された腰開口部及び脚開口部を有する使い捨て衣類を指す。パンツは、パンツが着用者上に装着される前に、閉じた腰開口部及び脚開口部を有するように構成され得るか、あるいは、パンツは、着用者上にある間は腰部が閉じられ、脚開口が形成されるように構成され得る。パンツは、再締結可能な及び/又は再締結不可能な接合(例えば、縫い目、溶接、接着剤、粘着接着、締め具など)を用いて、物品の一部分を共に連結することが挙げられるがこれらに限定されない、任意の好適な技術により予備成形されてもよい。パンツは、物品の周囲に沿った任意の箇所(例えば、側面締結、前腰部締結、後腰部締結)で、予め形成されてもよい。好適なパンツの例は、米国特許第5,246,433号、同第5,569,234号、同第6,120,487号、同第6,120,489号、同第4,940,464号、同第5,092,861号、同第5,897,545号、同第5,957,908号、及び米国特許出願公開第2003/0233082(A1)号に開示されている。
「永久歪」は、加荷重を除去した後、材料の永久的は変形である。エラストマーフィルムの場合において、永久歪は、2サイクルヒステリシス試験に記載されるように、フィルムが、所定の長さまで延伸し、緩和された後、フィルムのサンプルの長さの増加である。永久歪は、典型的には、元のサイズと比較して割合の増加として表される。
「プロピレンリッチ」とは、少なくとも約80重量%のポリプロピレン(ホモポリマー及びコポリマーを含む)を含む、高分子層(例えば、2成分繊維のシース若しくはフィルムの表面薄層)又はEBL若しくは不織布の一層の一部分の組成物を指す。例えば、96% VISTAMAXX 6102(16重量% PE/84重量% PP)を含む結合層は、プロピレンリッチである。
「サイドパネル」、「前側耳」、「後側耳」、又は「耳パネル」とは、外側カバー若しくはコア若しくはトップシートに隣接して配置され、後側ウエスト縁に前側ウエスト縁を接続する吸収性物品のその部分を指す。サイドパネル又は前側耳/後側耳は、物品の適用の容易さを可能にする、並びに物品が着用者の体に適合するのを可能にする引張特性を有する。本発明のサイドパネル又は前側/後側耳は、EBLを含んでもよい。本発明において使用され得るサイドパネルの例は、欧州特許第1150833号(耳パネルと称する)に記載され、例示される。
「表面薄層」とは、その製造及びその後の加工中、フィルムの外側表面としての役割を果たす共押出しされた多層フィルムの外層を指す。
「粘着付与剤」とは、ゴム状ポリマーの融解粘度を低下させ、ゴム状ポリマーのガラス転移温度を上昇させ、ゴム状ポリマーのからみ合い密度を低下させる約70℃〜約150℃の範囲のガラス転移温度を有する接着性構成成分を指す。
「結合層」とは、コア層と他の材料との間の積層体強度を改善する(増加する又は低下させる)ような、フィルムのコア層と別の材料との間の中間体としての役割を果たす共押出しされた多層フィルムの一層を指す。結合層の組成物は、フィルムと不織布との間の化学的及び物理的相互作用を修正する又は最適化するように調整することができる。本発明の結合層は、2%を超える粘着付与剤樹脂を含有せず、共押出しされたフィルムの全表面上に実質的に連続する。本発明において、組成的に同質である結合層及び表面薄層を有することが望ましい場合がある。
「最終引張強度」は、ピーク力であり、N/cmにおいて観察される最大値(すなわち、例えば、図5Aの「破断点」で、及び図5Bの「降伏点」でのサンプル幅によって分割されるピーク力)を指す。
本発明の積層体の概要
図1を参照すると、本発明のEBLは、エラストマーフィルム(多数の(例えば、A1、B、及びA2)を含んでもよい)フィルム層に接合される(例えば、SMS、SSmmS等の多層を含んでもよい)少なくとも1つの不織布(NW1)を含んでもよい。本発明のエラストマーフィルムが、少なくとも1つの結合層(A1)及び少なくとも1つのコア層(B)を含んでもよい。ある実施形態において、本発明の吸収性物品に有用な積層体が、表面薄層(A2)を含んでもよく、これは、組成的に結合層に全く同じであってもよい。本発明の更なる実施形態は、((1)第1の不織布(NW1)が、第1の結合層(A1)を介してEBLに接合され、かつ第2の不織布(NW2)が、第2の結合層(A2)を介してEBLに接合される、又は(2)第1の不織布(NW1)が、第1の結合層(A1)を介してEBLに接合され、かつ第2の不織布(NW2)が、接着剤を介してBLに接合されるような)2つの不織布を含んでもよい。なお更に、図6A、6B、及び6Cに示されるように、本発明の実施形態は、1つ以上の接着剤(「接着補助剤(adhesive assist)」として称される場合がある)と組み合わせて結合層を介してフィルムに接合される不織布を含んでもよい。接着剤1及び2は、組成的に同質であっても、又は異なってもよい。更に、接着剤1及び2を、同一又は異なる手段(例えば、接着剤2を噴霧しながら、接着剤1を、スロットコーティングしてもよい)によって塗布してもよい。図7及び8は、上記のように、本発明の吸収性物品に有用なEBLの追加の実施形態を例証する。
本発明のエラストマーフィルム
エラストマーフィルムの1つ以上の層(図1の層A1、B、及びA2として例示される)は、積層体の使用中、所望の量の伸張及び回復力を提供してもよい。上述のように、エラストマーフィルムが、1つ以上のフィルム層を含んでもよい。エラストマーフィルムの1つ以上の層に使用されてもよい多くの好適な弾力性のある材料は、合成又は天然ゴム(例えば、架橋ポリイソプレン、ポリブタジエン及びそれらの飽和変形物(水素添加後)、及びポリイソブチレン)、ポリスチレンブロック(例えば、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレン、スチレン−エチレン/プロピレン−スチレン、並びにスチレン−ブタジエン/イソプレン−スチレン(それらの水素添加及び非水素添加形態のものを含む))と共重合されたゴムエラストマーブロックを含むもののような多元ブロックコポリマーに基づく熱塑性エラストマー、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテルアミド、エラストマーポリオレフィン(ポリエチレン及びポリプロピレンを含む)、エラストマーポリポリオレフィンブレンド、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
例えば、エラストマーフィルムに使用され得るある有用な群のエラストマーポリマーは、ビニルアリーレンのブロックコポリマー、並びにAB、ABA、ABC、又はABCAブロックコポリマー等の共役ジエンモノマーであり、ここで、Aセグメントは、ポリスチレン等のアリーレンを含んでもよく、(B及び/又はCセグメントを含むこれらの実施形態に対する)B及びCセグメントは、ブタジエン又はイソプレン等のジエンを含んでもよい。同様の最新の群のエラストマーポリマーは、ビニルアリーレンのブロックコポリマー、並びにAB、ABA、ABC、又はABCAブロックコポリマー等の水素添加オレフィンモノマーであり、ここで、Aセグメントは、ポリスチレン等のアリーレンを含み得、(B及び/又はCセグメントを含むこれらの実施形態に対する)B及びCセグメントは、エチレン、プロピレン、又はブチレン等の飽和オレフィンを含み得る。好適なブロックコポリマー樹脂は、Houston,TexasのKRATON(登録商標)Polymers、Planquemine,LouisianaのDexco(商標)Polymers LP、又はPasadena,TexasのSepton(商標)Company of Americaより容易に入手可能である。
エラストマーフィルムに使用されてもよい別の有用な群のエラストマーポリマーは、オレフィン系エラストマーである。一実施形態において、エラストマーフィルムが、ポリオレフィン系エラストマー(POE)を含む。POEの例には、ポリエチレンのエラストマーコポリマーであり、Midland,MichiganのThe Dow Chemical Companyによって、商標名INFUSE(商標)下で販売されている、オレフィンブロックコポリマー(OBC)が挙げられる。POEの他の例には、Houston,TexasのExxonMobil Chemical Companyによって商標名VISTAMAXX(登録商標)及び/又はDow Chemical,Midland,MIによって、商標名VERSIFY下で販売されている、ポリプロピレン及びポリエチレンのコポリマーが挙げられる。
エラストマーフィルムに関しては、他のポリマーは、組成物にブレンドされ、所望の特性を増強してもよい。例えば、線状低密度ポリエチレンを、フィルム組成物に添加し、ポリマー融解の粘度を下げて、押出しされたフィルムの加工性を強化してもよい。高密度ポリエチレンを添加して、他のポリマーの経年変化に伴う劣化を防いでもよい。ポリプロピレンは、エラストマーの堅牢性を改善し、かつピンホール(pinholing)及び引き裂き(tearing)に対するフィルムの耐性を改善することが見出されている。また、国際公開第2007/146149号に開示されるように、ポリプロピレン系熱可塑性エラストマー性反応ブレンド(例えば、LyondellBasell Industries(Laporte,TX)より入手可能なADFLEX)を使用して、フィルムの強靱性を増加してもよい。
エラストマーポリプロピレンに関して、これらの材料において、プロピレンは、ポリマー主鎖の主要構成成分に相当し、その結果、いずれかの残りの結晶化度は、ポリプロピレン結晶の特徴を有する。プロピレン系エラストマー分子ネットワークの中に埋め込まれた残りの結晶性構成要素は物理的架橋として機能して、高い復元、低い固定及び低い応力緩和のような弾力性のあるネットワークの機械的特性を改善するポリマー鎖固着能力を提供してもよい。弾性ポリプロピレンの好適な例には、弾性ランダムポリ(プロピレン/オレフィン)コポリマー、立体エラー(stereoerror)を含むアイソタクチックポリプロピレン、アイソタクチック/アタクチックポリプロピレンブロックコポリマー、アイソタクチックポリプロピレン/ランダムポリ(プロピレン/オレフィン)コポリマーブロックコポリマー、ステレオブロック弾性ポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレンブロックポリ(エチレン−コ−プロピレン)ブロックシンジオタクチックポリプロピレン三元ブロックコポリマー、アイソタクチックポリプロピレンブロック位置不規則性(regioirregular)ポリプロピレンブロックアイソタクチックポリプロピレン三元ブロックコポリマー、ポリエチレンランダム(エチレン/オレフィン)コポリマーブロックコポリマー、極低密度ポリプロピレン(すなわち、超低密度ポリプロピレンと同等)、メタロセンポリプロピレン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。結晶性アイソタクチックブロック及び非晶質アタクチックブロックを含む好適なポリプロピレンポリマーが、例えば、米国特許第6,559,262号、同第6,518,378号、及び同第6,169,151号に記載されている。ポリマー鎖に沿って立体エラーを有する好適なアイソタクチックポリプロピレンが、米国特許第6,555,643号及び欧州特許第1 256 594(A1)号に記載されている。好適な例には、主鎖に組み込まれた低濃度のコモノマー(例えば、エチレン又は高級α−オレフィン)を含有するプロピレンを含む弾性ランダムコポリマー(RCP)が挙げられる。好適なエラストマーRCP材は、上述のように、VISTAMAXX及びVERSIFYの名称で入手可能である。
別の実施形態において、本発明のエラストマーフィルムは、多層を含んでもよい。更に、エラストマーフィルムは、ABA型構造を有する共押出しされた多層フィルムを含んでもよい。2つのA層は、同一の組成物を含み、フィルムの外層を形成し得、それらはまた、「表面薄層」、「表面層」又は「結合層」と称してもよい。本発明において、表面薄層は、結合層に組成的に同質であってもよい。「コア層」又は「中心層」を形成するB層は、A層に組成的に同質であってもよく、又はB層は、A層以外の組成物を含んでもよい。多層エラストマーフィルムのそれぞれの層は、エラストマーポリマーを含んでもよく、又は層は、それぞれの層において、エラストマーあるいは熱可塑性の非エラストマーポリマー、単独あるいは組み合わせを含んでもよい。
エラストマーフィルムが、ABA型構造の多層フィルムである実施形態に関しては、表面薄層又は結合層であるA層は、エラストマーポリマーを含んでもよい。A層に関しては、ポリオレフィン系エラストマーの使用が望ましい場合がある。意外にも、上で論じられるように、コア層が、スチレンブロックコポリマー(SBC)又は他の加工不良ポリマーである場合でさえ、POEを含むA層は、エラストマーフィルムの加工性を改善することが、発見されている。また、上で論じられるように、フィルムの表面上のPOEは、積層体においてフィルムの表面に接合されたポリオレフィン布地に対するより大きな化学親和力を有し得る。このより大きな化学親和力は、フィルムの表面と不織布との間の積層体の強度を改善する場合がある。
多層のABA型エラストマーフィル含んでもよい。一実施形態において、コア層は、スチレンブタジエンスチレン(SBS)、スチレンイソプレンスチレン(SIS)、スチレン−エチレンブタジエン−スチレン(SEBS)、スチレン−エチレン−プロピレン(SEP)、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン(SEPS)、又はスチレン−エチレン−エチレン−プロピレン−スチレン(SEEPS)ブロックコポリマーエラストマーのようなSBC、又はこれらのブレンドであってもよい。SBCエラストマーは、優れたエラストマー特性を示す。多層エラストマーフィルムのコア層におけるSBCエラストマーの存在は、卓越した延伸を有し、特性を回復するフィルムをもたらす。しかしながら、先に論じられるように、不飽和SBCエラストマーは、それらが過熱する際、熱劣化する傾向があり、飽和SBCエラストマーは、非常に高額である傾向にある。また、SBCエラストマーは、フィルム、特に、本発明の薄フィルムに加工し、押出しすることが困難になる場合がある。別の実施形態において、B層、又は多層フィルムのコア層は、上述のエラストマーポリプロピレン等の熱可塑性ポリオレフィン、上述の主にエチレン単量体のオレフィンブロックコポリマー、上述のポリプロピレン系熱可塑性エラストマー性反応ブレンド、及びこれらの組み合わせであってもよい。
コア層にけるエラストマーポリマーに加えて、他のポリマー成分を、コア層組成物に添加し、フィルムの特性を改善する場合がある。例えば、線状低密度ポリエチレンを、フィルム組成物に添加し、ポリマー融解の粘度を下げて、押出フィルムの加工性を強化してもよい。高密度ポリエチレンを添加して、他のポリマーの経年変化に伴う劣化を防いでもよい。耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)は、フィルム弾性率を制御し、フィルムの強靱性を改善し、エラストマー材の全体の費用を削減することが見出されている。
本発明において、ホモポリマーポリプロピレン(hPP)を、コア層組成物にブレンドし、加工性を改善してもよい。hPPは、高度に結晶性があり、本質的に100%のプロピレンモノマーを含有する、ポリプロピレンの形状である。hPPを用いたSBC系エラストマーフィルムが、より薄いゲージで、改善されたゲージの均一性を備えて、押出され得、追加のhPPは、押出中、ドローレゾナンス(draw resonance)を発生するフィルムの傾向を低下させ得ることがわかっている。
本発明のエラストマーフィルムが、任意に、フィルム特性を修正するために他の構成要素を含み、フィルムの加工に役立つ、又はフィルムの概観を修正する場合がある。粘度低下ポリマー及び可塑剤を、加工助剤lとして添加してもよい。顔料、染料、酸化防止剤、帯電防止剤、スリップ剤、発泡剤、熱及び/又は光安定剤、並びに無機及び/又は有機充填剤のような他の添加剤を添加してもよい。これらの添加剤は、任意に、多層エラストマーフィルムの一層、いくつかの層、又は全層に存在してもよい。
薄ゲージエラストマーフィルムを製造するために、エラストマーフィルムの平均坪量を制御してもよい。ポリマーが加工しにくい場合、そのポリマーの押出しされたフィルムが、制御しにくい傾向にある。この制御の欠如は、変動する坪量、ドローレゾナンス、ウェブのちぎれ等の問題及び他の有意な問題等に見られる。上で論じられるように、SBCエラストマーは、相対的に加工性の不良がある傾向があり、それ故に、制御された坪量を備えるフィルムを製造するのは非常に困難である。より低い坪量を備えるフィルムの製造を試行する際、これらの問題を、唯一、誇張する。
しかしながら、POEポリマー又は、この代わりに、POEポリマー外層(例えば、結合層又は表面薄層)を含むフィルムを押出しすることによって、エラストマーフィルムの加工性を改善し、坪量制御に関連する問題を軽減又は解消する。発明者は、コア層内に高濃度のSBCを備えていても、外層が、POEポリマーを含む際、薄ゲージフィルムは、更に製造し易いことを発見している。
より低い坪量フィルムを製造することに関して別の問題は、それらの換算質量であり、これは、押出しされたポリマーウェブを更に急速に固結させる。押出しされたポリマーウェブが、非常に急速に固結する場合、ポリマーフィルムが、その時点で存在する厚さに「固定(locked)」される。この状況は、ブローンフィルム技術を受けた「フロストライン(frost line)」に直接匹敵する。フィルムが固結すると、薄ゲージに容易に取り出すことができない。これは、特に、不飽和SBCのようなエラストマーに関連する問題であり、過度に高温まで加熱する際、熱劣化する傾向がある。押出ウェブの換算質量を補正するために、更に高温まで不飽和SBCを単に加熱することは、十分ではない場合がある。
しかしながら、POEエラストマーポリマーは、SBCエラストマーよりも更に熱的に安定であり、それ故に、劣化することなく更に高温まで加熱することができる。これは、押出しされたポリマーウェブに存在する全熱を増加させるため、ウェブは、固結する前に、更に熱を放出する。POEはまた、SBCよりも低い温度で固結するため、押出ポリマーの温度とフィルムが固結する温度との間でより大きな差異がある。発明者はまた、意外にも、双方のPOE系外層内でSBC系コアの共押出しは、更に高い総合温度で、共押出しされた多層フィルムを押出し、それによって、いくらかの換算質量の熱損失を補償し、また溶解押出品を固結するのにかかる時間も増加させることも発見している。これにより、製造者は、多層のエラストマーポリマーフィルムを押出し、フィルムが固結する前に、それをより低い坪量に取り出すことを可能にする。
約65gsm未満、又は約30gsm未満、又は約20gsm未満であるが、約1gsm、約5gsm若しくは約10gsmを超える、弾力性のあるフィルムを使用する本発明のある態様において、望ましいものであり得る。フィルムのおおよその坪量は、「質量平衡(mass balance)」として称される、一般に理解される方法に従い測定され得る。更に、フィルムの厚さは、SEM又は任意の顕微鏡を用いて決定され得る。
本発明の弾力性のあるフィルムが、約1μm〜約65μm(約0.9〜約65gsmに対応する)、約5μm〜約30μm(約4〜約30gsmに対応する)、約10μm〜約20μm(約9〜約20gsmに対応する)、及び約12μm〜約17μm(約10〜約17gsmに対応する)の範囲で、厚さ又はキャリパー(z方向の厚さとして称される場合もある)を有してもよい。
本発明の不織布
本発明のエラストマーフィルムが、不織布と混合されてもよい。(図1のNW1及びNW2に例示されるように)不織布が、布地等のシート状の材料に活性化可能であってもよい。本発明の不織布が、メルトブロー、エアレイイング、コフォーム、及びカーディング等の工程を用いながら、不規則な方法で挿入される繊維から一般的に形成される。いくつかの実施形態において、不織布が、単層(S)又は多層(SSS)において、スパンボンド繊維を含んでもよい。他の実施形態において、異なる直径又は組成物の繊維が、単層において共にブレンドされてもよい、又は異なる直径又は組成物の繊維が、スパンボンド−メルトブローン−スパンボンド(SMS)構造及びスパンボンド−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(SSMMS)構造等の場合、多層において存在してもよい。不織布材料の繊維が、従来技術、例えば、熱点接着、超音波点接着、接着剤パターン接着、及び接着剤スプレー接着を用いて互いに接合されてもよい。本発明に有用な活性化可能な不織布の例としては、米国特許第6,417,121号に記載されるものが挙げられる。
これらの布地は、ポリプロピレン若しくはポリエチレン等のポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、エラストマー、レーヨン、セルロース、これらのコポリマー、又はこれらのブレンド又はこれらの混合物の繊維を含んでもよい。不織布の詳細な説明に関しては、「Nonwoven Fabric Primer and Reference Sampler」(E.A.Vaughn,Association of the Nonwoven Fabrics Industry,3d Edition(1992))を参照のこと。
不織布の1つ以上の構成成分又は層は、2成分繊維を含んでもよい。2成分繊維は、あらゆる好適な構成であってもよい。例示的な構成は、(米国特許第5,405,682号に開示されるように)シースコア型、海島型、サイドバイサイド型、セグメントパイ型、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。本発明の1つの任意の実施形態において、2成分繊維は、シース−コア構成を有する。シースが、主にポリエチレンからなってもよく、コアが、主にポリプロピレンからなってもよい。これらの繊維が、約0.5マイクロメートル〜約200マイクロメートルの直径又は約10〜約40マイクロメートルの直径を有してもよい。
典型的には、上に記載される2成分繊維が、不織布ウェブに強固にされる。圧密は、熱スポット(すなわち、点)接着のような、熱及び/又は圧力を繊維ウェブに適用する方法によって実現できる。熱点接着は、米国特許第3,855,046号に記載されているように、繊維ウェブを、その内の1つが加熱され表面に複数個の突起を含有する2つのロールにより形成される加圧ニップの中を通すことによって達成できる。圧密法にはまた、超音波接着、通気接着、樹脂接着、及び水流交絡を挙げることができるが、これらに限定されない。水流交絡は、典型的には、繊維ウェブを高圧水噴流で処理して、機械的な繊維の絡み合い(摩擦)により、ウェブを圧密が望ましい区域に圧密し、繊維絡み合い領域に部位を形成することを伴う。繊維は、米国特許第4,021,284号及び同第4,024,612号に教示されるように、水流交絡されることができる。
繊維の全ての形状を使用して、本発明の不織布を形成してもよい。しかしながら、断面図の長方形又は楕円形である繊維のような「平らな」繊維を含む不織布が、断面図の円形である繊維を有する不織布布地よりもエラストマーフィルムにより良好に接合されてもよい。また、切り込みのある繊維(すなわち、バイローバル(bilobal)及びトリローバル(trilobal)を含むマルチローバル(multilobal)繊維)を使用してもよい。
本発明の不織布が、1平方メートルあたり約5グラム(gsm)〜75gsmの坪量を有してもよい。一実施形態において、不織布布地は、約5〜約30gsmの坪量を有する。特に断りのない限り、本明細書に開示の坪量は、European Disposables and Nonwovens Association(「EDANA])の方法40.3〜90を用いて測定される。
本発明の結合層
本発明のエラストマー積層体のエラストマーフィルムと不織布との間の接着強度の制御は、本発明の重要な態様である。接着強度が、試験方法の下で記載されるように、モードII剥離を用いて測定されてもよい。層間の改善された接着強度が、多くの方法によって達成され得、これは、積層方法に依存する。層が、接着方法によって、積層される場合、接着剤の選択、接着剤の量、及び層を接着するために適用される接着剤のパターンを調整して、所望の接着強度を達成することができる。更に、本発明のEBLに関しては、フィルムと不織布との間の接着強度が、フィルムと不織布との間の化学親和力を最適化する(接着強度を増加又は低下させることを含む)ために選択されてもよく、(図1のA1及びA2として例示される)結合層の使用によって制御されてもよい。特に、エチレンとプロピレンのコポリマー、又はエチレン系及びプロピレン系ポリマーのブレンドを含有する結合層を、「調整(tuned)」して、コポリマーのエチレン含有物の適切な選択によって、最適化学親和力を不織布に提供することができる。例えば、ポリエチレンシースを備える2成分不織布を含む積層体において、PEホモポリマーを含有する結合層は、不織布を有する化学親和力が高すぎる場合がある一方、PPホモポリマーを含有する結合層は、一般的に化学親和力が低すぎる。中間体のエチレン含有物(10〜97重量%)を備えるエチレン−プロピレンコポリマーを含む結合層は、活性化プロセス中、層間剥離を回避するには十分な接着であるが、フィルムにおいて望ましくないピンホールを生じるには十分でない、フィルムと不織布との間に最適接着を必要とする化学親和力を提供する。
フィルムを成す層が、押出成形積層プロセスによって積層される際、フィルムの特性は、とりわけ、スループット、接着、ウェブ張力及び制御、巻着、解巻、並びに活性化の競合的要件を管理するように慎重に選択されなければならない。本発明の押出しされたエラストマーフィルムが薄ゲージ(約30gsm未満)からなる場合、押出しされたフィルムが、押出成形プロセス中、熱を保有するような低質量を有する。低質量とは、押出しされ、溶解された積層体が非常に急速に固結する傾向であることを意味する。前に論じられるように、この急速固化により、より薄いフィルムを製造するように試行される際、問題を生じる。更に、押出しされたエラストマーフィルムがあまりにも急速に固結する場合、押出しされた積層体において、押出しされたエラストマーフィルムと任意の不織布との間で適当な接着強度を達成するのは、より困難である。これは、エラストマーフィルムの押出しされたポリマーが、不織布基材を含む材料に対して化学親和力が高くない場合、時に問題である。例えば、SBCエラストマーは、不織布基材に一般に使用されるポリオレフィン系材料に対して強力な自然化学親和力を持たない。適当な接着を達成するために、SBCエラストマー及び不織布基材の積層体は、エラストマーフィルムの表面に不織布の繊維を埋め込むことによって達成されるもののような、機械的接着力に依存しなければならない。残念ながら、フィルムが、不織布に接触する前に固結する場合、不織布の繊維は、著しい圧力の適用なしに、フィルムの固化した表面に埋め込むことができない。故に、積層体の層間の接着強度は弱く、エラストマー材は、容易に剥離する傾向になる。その上、本発明のエラストマーフィルムの薄ゲージによって、フィルムへの繊維の任意の大幅な貫通、又はニップ若しくは他の接着圧力からのフィルムの変形は、その後の加工又は取り扱い中破れる恐れがある、容認できないほどのフィルムの薄い領域を生じる可能性がある。更に他の場合において、エラストマーフィルムの化学親和力は、条件を満たした積層体の接着強度が得られるほど十分に高くてよいが、積層体は、活性化プロセス中、不織布基材とフィルムとの密接な接着を含んでもよい多くの理由のため、活性化するのは困難な場合がある。更に、不織布に対するエラストマーフィルムの高い化学親和力は、化学親和力がロールブロッキングをもたらす場合、積層体の保存、運搬、及び解巻に問題を生じ得る。
しかしながら、この問題に関して、POEエラストマーは、POEがそれ自体がポリオレフィン系材料であるため、不織布において、ポリオレフィン系材料に対して更に化学親和力を有する。不織布に対するPOEの化学親和力とは、これらの積層体層は、押し込まれた不織布基材繊維からの機械的接着がほとんどなくても、更に接着する傾向があることを意味する。加えて、薄POE系フィルムが、SBC系材料ほど急速に固結しないため、押出しされたエラストマーフィルムが不織布に接触する際、それはまだ、半溶解かつ軟性であり、不織布繊維がフィルムの表面に埋め込まれることを可能にする。故に、発明者は、POE系エラストマーフィルム、あるいはPOE系結合層を含む多層エラストマーフィルムが、より強力な接着強度を有し、かつPEシースを含む2成分不織布で剥離する傾向が少ない積層体を形成することを観測している。本発明のPOE系表面薄層及び結合層は、ロールブロッキングがほとんどない、二重積層体EBLの巻着及び保存を可能にするタックのない表面を提供しながら、製造の押出し工程中、不織布への接着を最適化するような方法において選択されてもよい。
本発明のEBLにおいて不織布への結合層の接着を改善する更なる手段は、ポリマー又は結合層を含むポリマーのブレンドの結晶化の速度の制御によるものである。これは、本発明の薄フィルムにおいて多くの利点を有する。不織布の表面に対する結合層の化学親和力とともに得られる場合、結晶化率は、表面への繊維の貫通を促進する、又は制限し得る。例えば、高い結晶化率を伴うポリマーのブレンドが、選択される際、フィルムの外側表面は、押出成形積層プロセスのニップにおいて、不織布の繊維性表面を接触する際、変形に耐えるために強化及び補強され、薄膜質に有益な効果を有し得る。当然のことながら、あまりにも急速な結晶化は、流れに非常に強い外側表面をもたらし得、不織布表面と十分な接触が達成されない。したがって、別の例において、ポリマーブレンドは、フィルムの外側表面が、柔らかいままで、流れることが可能であるように、結晶化率を低下することを選択され、押出成形積層プロセスにおいて、結合層及び不織布の接触領域及び接触時間を増加する。当業者は、結晶化率が、核生成補助、剪断条件、プロセス温度、可塑剤等によって更に調節され得、結晶化率が、本発明の吸収性物品に有用なEBLの融合指数を制限する、又は影響を及ぼさない場合があることを認識するであろう。本発明のEBLに有用な結合層の結晶化率は、約1秒〜約60秒、約3秒〜約30秒、又は約5秒〜約20秒の範囲に及ぶ。
本発明の表面薄層
エラストマーフィルムを使用する課題は、フィルムを作製するために使用したポリマーが、本質的にべたっとする又はべとつくことである。エラストマーフィルムが、押出しされ、ロールに巻き付けられる際、フィルムが、それ自体に貼り付ける又は「ブロッキング(block)」する傾向にあり、これによって、解巻が困難である、又は不可能になる。フィルムが古くなる、又は保管倉庫内等の温暖な環境で保存される場合、ブロッキングは、更に明白になる。同様の問題は、フィルムの粘着性表面が、巻きつける際、二重積層体の対向する表面の実質的な部分と密接に接触するため、エラストマーフィルムが不織布に押出しされ、二重積層体を作製し、ロールに巻きつけられる場合、存在する。これは、吸収性物品を作製する工程における商業的速度でのロールの解巻を防ぎ得、フィルム、不織布、又は双方への損傷をもたらす場合がある。
これらの問題は、多くの方法で対処されてもよい。例えば、ブロッキング防止剤を使用してもよい。ブロッキング防止剤は、通常、シリカ又はタルク等の無機粒子材料であり、フィルムの1つ以上の層内にき組み込むことができる。ブロッキング防止剤はまた、フィルムを形成する際、押出しされたフィルムの外表面に軽く振ることができる。エラストマーフィルムが、また、非ブロッキングポリマー、脆性非ブロッキングポリマー、ラッカー又はインク等の表面コーティング、及び他のこのような粉末コーティングのような粘着性のない材料を用いて表面をコーティングすることもできる。この問題を解決する別の方法は、フィルムの一部として、(NW2が存在しない際、図1のA2として例示されるような)非粘着性表面薄層を共押出することである。表面薄層は、結合層と(化学的に及び/又は物理的に)同質であってもよい。したがって、図1を参照すると、NW2が存在する場合、A2は、第2の結合層としての役割を果たしてもよい。しかしながら、A2が、積層体の外面を形成する場合、A2は、表面薄層としての役割を果たしてもよい。後者の場合において、接着剤又は他の接着手段(熱接着、高周波接着、圧力接着、超音波接着、溶接、縫製等を含む)を介して、後の別個のプロセスにおいて、不織布はそれに接合されてもよい。
本発明の結合層及び/又は表面薄層に対する融合指数は、約14%〜約40%であってもよい。本発明の不織布のポリエチレン部分に対する融合指数は、約80%〜約100%であってもよい。そして、本発明の不織布のポリプロピレン部分に対する融合指数は、約50%を超えてもよい。更に、熱可塑性ポリオレフィンエラストマーを含む本発明のコア層に対する融合指数は、約10%〜約30%であってもよい。
本発明の表面薄層は、20%未満、15%未満、又は10%未満の内部コア層の体積を含んでもよい。組成的に同質である表面薄層及び結合層を有することが望ましい場合がある。
本発明のドローダウンポリマー
EBLの層の一層又は混合は、ドローダウンポリマーの一層又は混合を含み得る。ドローダウンポリマーの一層又は混合が、2つ以上の層に存在する実施形態において、それぞれの層のドローダウンポリマーの量(重量%)は、同等であってもよく、又は異なってもよい。更に、第1の層に存在するドローダウンポリマー又はドローダウンポリマーのブレンドの組成物は、組成的に、第2の層に存在するドローダウンポリマー又はドローダウンポリマーのブレンドと同質であってもよく、又は異なってもよい。ドローダウンポリマーは、フィルム調製中、加工性に役立つもののような1つ以上のフィルム特性又は加工特性を添加する又は強化するポリマーである。例えば、ドローダウンポリマーは、低ゲージ(すなわち、薄)フィルムの製造に役立ち得る。いくつかの実施形態において、ドローダウンポリマーは、増加させたライン速度又は低下させたドローレゾナンスを提供するのを補助することによって、フィルム押出に役立てることができる。追加のドローダウンポリマーからの他の可能な加工性効果には、メルトカーテンの安定性を改善する、平滑フィルム表面を提供する、より低粘度のポリマー溶解を提供する、加熱へのより良好な耐性を提供する(例えば、フィルムの熱容量又は熱安定性を増加させる)、引き裂きへの耐性を提供する、ピンホール形成への耐性を提供する、制御された均一の厚さを提供する、又は均質組成物を提供することが挙げられる。ドローダウンポリマーは、(例えば、エラストマーポリマーの)粘着及び溶解エラストマー樹脂の流動抵抗を軽減するためにダイを潤滑する加工助剤としての役割を果たすことができる。当然のことながら、ドローダウンポリマーの添加により、フィルム押出し又は加工性へのこれらの助剤の1つ又は混合を提供することができる。
ドローダウンポリマーの多くの例がある。例えば、線状低密度ポリエチレン(例えば、DowChemical Corp.(Midland,MI)によって供給されるELITE(商標)5800)をフィルム組成物の層に添加して、ポリマー溶解物の粘度を低下させ、押出しされたフィルムの加工性を強化することができる。耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)(例えば、Dow Chemical Corp.(Midland,MI)のSTYRON(商標)485、IneosNova(Channahon,IL)のIneosNova 473D)は、フィルム弾性率を制御し、フィルムの強靱性を改善し、エラストマー材の全体的な費用を削減するのに役立てることができる。ポリプロピレンは、エラストマーの堅牢性を改善し、かつピンホール及び引き裂きに対するフィルムの耐性を改善することができる。加工性を改善するために、ホモポリマーポリプロピレン(hPP)(例えば、Dow Chemical Corp.(Midland,MI)からのINSPIRE(商標)D118、Total Petrochemicals(Houston,Texas)からのPolypropylene 3622)が追加され得る。hPPは、高度に結晶性があり、本質的に100%のプロピレンモノマーを含有する、ポリプロピレンの形状である。いくつかの実施形態において、下に論じられるように、エラストマーポリマー(例えば、スチレンブロックコポリマー)を含む層にhPPを加え、付加物は、場合によっては、改善されたゲージ均一性を備える、又は押出し成形中、ドローレゾナンスを発生する低減された傾向を備える、より薄いゲージで押出しされ得るフィルムをもたらし得る。
ドローダウンポリマーは、線状低密度ポリエチレン、プロピレン、ホモポリマーポリプロピレン、耐衝撃性ポリスチレン、及びこれらの混合物であり得る。ドローダウンポリマーは、メタロセン触媒等のシングルサイト触媒を用いて調製されているポリマーであり得、例えば、メタロセン触媒を用いて製造されたポリオレフィン(例えば、Dow Chemical Corp.(Midland,MI)により提供されるELITE(商標)5800)であり得る。ドローダウンポリマーの同一性及び量は、層内の他の構成要素(例えば、層内の単数又は複数のオレフィン系エラストマーポリマーの同一性)、フィルムの他の構成要素、又は該当する場合、フィルムを含む積層体の構成要素に依存し得る。ドローダウンポリマーの総量は、フィルム調製中、加工性に役立つ1つ以上のフィルム特性を強化するのに有効な量で存在し得る、例えば、ドローダウンポリマーの総量は、約25gsm、約20gsm、約15gsm、又は約10gsmのフィルムゲージを提供するのに有効な量で存在し得る。ドローダウンポリマーの総量(すなわち、1つ以上のドローダウンポリマーの組み合せた量)は、層の少なくとも約5重量%、約10重量%、約15重量%、約20重量%、約25重量%、約30重量%、約35重量%、約40重量%、約45重量%、約50重量%、約55重量%、約60重量%、約65重量%、約70重量%、約75重量%、約80重量%、約85重量%、約90重量%又は約95重量%(すなわち、ドローダウンポリマーの総重量を層の総重量で割ったもの)であり得る。場合によっては、ドローダウンポリマーの総量はEBLの、少なくとも約5重量%、少なくとも約10重量%、少なくとも約20重量%又は少なくとも約45重量%である。EBL及び本発明の吸収性物品を作製するのに有用なドローダウンポリマー及び薄エラストマーフィルムの更なる詳細は、1番目の発明者としてIyad Musletを記載し、かつ代理人名簿番号CLPP−07005を用いて、2009年1月23日に出願の米国特許出願、名称「Elastomeric Materials」に見出され得る。
本発明の接着剤
図1を参照すると、接着剤は、NW1とA1との間及び/又はA2とNW2との間に使用されてもよい。接着剤は、例えば、スロット塗布機及び/又は噴霧器を介して適用されるホットメルト接着剤であってもよい。一実施例によると、接着剤は、H2031、H2401、又はH2861であってもよく、これらは、Bostik Inc.(Wauwatosa,Wisconsin)より入手可能である。接着助剤を用いて、接着剤は、フィルム押出品を接合する直前に、不織布の表面(例えば、NW1)に、それを適用することによって、EBLの製作中、特に、結合層(例えば、A1)に適用されてもよい。更に、本発明によると、第2の不織布(例えば、NW2)は、EBLの外層(例えば、A2)とともに接着積層されてもよい。なお更に、(第1及び第2の不織布(例えば、それぞれ、NW1及びNW2)を含んでもよい)本発明のEBLは、吸収性コア、ウエストバンド、カフ、トップシート等を含む、吸収性物品の1つ以上の構成要素に接着接合されてもよい。
本発明のEBL
本発明の押出接着された積層体のいくつかの物理的特性は、吸収性物品の作製及び保存に影響を及ぼす、並びに、積層体が、吸収性物品の一部として、いかに機能するかについて示すものである。例えば、表面薄層(A2)の粘着度は、保存後、積層体を解巻する能力に作用する。活性化プロセスから生じるエラストマー層のピンホールは、積層体に水を透過させ得、積層体の引き裂きを生じる場合がある。層の接着強度が強すぎる場合、積層体の活性化は、損なわれないで、層の接着強度が弱すぎる場合、積層体の層は、剥離される場合がある。更に、積層体の引張強度及びヒステリシスは、吸収性物品の一体性及び咬合に影響を及ぼし得る。表5〜8は、実施例1〜26(実施例5、6、12、13、19、21は、比較である)のいくつかのパラメーターを例示する。本発明の吸収性物品に有用な積層体が、表5〜8に例示されるパラメーターを超えるような、以下の項に開示されるようにパラメーターを有し得る。
本発明の吸収性物品に有用な積層体が、約0.4N/cm、約0.24N/cm、又は約0.12N/cm未満のブロッキング力を有する場合がある。
本発明の吸収性物品に有用な積層体が、約10gsm〜約135gsm、約20gsm〜約100gsm、約40gsm〜約80gsm、又は約50gsm〜約60gsmの坪量を有し得る。
本発明の吸収性物品に有用な積層体は、少なくとも約50%、約70%、約100%、及び約130%の工学的歪に対して弾力性があってもよい。
本発明の吸収性物品に有用な積層体が、約0.5〜約3.5N/cm又は約1〜約2N/cmの積層体の接着強度を有してもよい(引張試験(モードII)を参照のこと)。
本発明の吸収性物品に有用な積層体が、約3N/cmを超える最終引張強度を有してもよい(引張試験(モードII)を参照のこと)。
本発明の吸収性物品に有用な積層体は、ピンホールがなくてもよい。
本発明の吸収性物品に有用な積層体が、破断で、約100%〜約500%、約120%〜約400%、又は約150%〜約300%の工学的歪率を有してもよい。
本発明の吸収性物品に有用な積層体、並びに、それら(例えば、外側カバー、後側又は前側耳、サイドパネル)を含む構成要素は、少なくとも約50%、約70%、約100%、又は約130%の工学的歪に対して弾力性があってもよい。
本発明の吸収性物品に有用な積層体が、2サイクルヒステリシス試験によって測定した際に、約12%未満の永久歪率、約40%未満の応力緩和率、及び約0.10N/cmを超える50%歪でのサイクル1の負荷除去力を有してもよい。いくつかの実施形態において、積層体の永久歪は、75%の歪の第1の負荷サイクル及び75%の歪の第2の負荷サイクルを有する、2サイクルヒステリシス試験によって測定した際に、約20%以下、約15%以下、又は約10%以下であってもよい。他の実施形態において、積層体の永久歪は、2サイクルヒステリシス試験によって測定した際に、約20%以下、約15%以下、又は約10%以下であり得る。
弾性積層体は、噛み合いギア又はプレートを通してウェブを活性化する、増分的延伸を介してウェブを活性化する、リングロール(ring rolling)によってウェブを活性化する、テンターフレーム延伸(tenter frame stretching)によってウェブを活性化する、異なる速度で動作するニップ又はロールスタック間で機械方向にウェブを活性化することを含む、1つの活性化手段又はこれらの組み合わせによって機械的に活性化されてもよい。増分的延伸ローラーを使用して、縦方向、横方向、角度で、又はこれらの組み合わせにおいて、弾性積層体を活性化し得る。いくつかの実施形態において、増分的延伸に使用された係合深度は、約0.127cm(0.05インチ)、約0.254cm(0.10インチ)、約0.381cm(0.15インチ)、約0.508cm(0.20インチ)、又は約0.635cm(0.25インチ)である。係合深度は、例えば、少なくとも約0.127cm(0.05インチ)又は少なくとも約0.254cm(0.10インチ)であり得る。係合深度は、例えば、約0.254cm(0.10インチ)以下、約0.457cm(0.18インチ)以下、又は約0.635cm(0.25インチ)以下であり得る。係合のピッチは、例えば、約0.152cm(0.060インチ)〜約0.508cm(0.200インチ)、約0.203cm(0.080インチ)〜約0.381cm(0.150インチ)又は約0.254cm(0.100インチ)〜約0.318cm(0.125インチ)であり得る。更に、積層体が、例えば、リングロール(ring rolling)活性化プロセスを介して商業的速度で活性化されてもよい。活性化は、押出積層プロセス直後に生じる場合がある、又は積層体が、保存されるロールから解巻される場合がある。
本発明の吸収性物品
本発明の積層体は、バックシート、外側カバー、サイドパネル、ウエストバンド、前若しくは後耳、及びこれらの組み合わせを含む、吸収性物品の1つ以上の構成要素の少なくとも一部を構成してもよい。例えば、本発明の積層体は、米国公開特許第2005/0171499号、同第2008/0208155号、同第2007/0167929号、及び同第2008−0045917号に開示される、パンツ又はおむつの外側カバーの一部を構成してもよい。積層体は、吸収性物品への組み込みの前後の追加のプロセス工程に従ってもよい。例えば、EBLを含む吸収性物品の1つ以上の構成要素は、不織布層、結合層、及び/又は表面薄層を増分的に延伸、変形させる又は分解するために、噛み合いのホイール(リングロール(ring rolling))からそれを通過させることによって、活性化されてもよい。更に、EBLを含む吸収性物品の1つ以上の構成要素は、着用した際、材料を通して空気流を改善し、吸収性物品の快適さを改善するために、開口してもよい。EBLは、印刷、エンボス加工、非平滑化、又は同様に修正し、吸収性物品の審美性を改善してもよく、又は更に着用者に対してある機能若しくはフィードバックを与え得る。
図2及び3は、本発明によって作成される吸収性物品(パンツ様おむつ20として示されている)を示す。おむつ20は、長手方向中心線100及び横方向中心線110を有する。おむつ20は、内側表面50及び対向する外側表面52を画定する。内側表面50は一般的に、使用中に着用者の身体に隣接して位置付けられるおむつ20の部分(すなわち、着用者に面する側)を含み、同時に外側表面52は、着用者の身体から離れて位置付けられるおむつ20の部分(すなわち、衣服に面する側)を含む。
おむつ20は、第1又は前腰部領域36を有するシャーシ21、前腰部領域36に対向する第2又は後腰部領域38、並びに、前腰部領域36と後腰部領域38の間に位置する股部領域37を含む。腰部領域36及び38は、おむつ20が着用されたときに着用者の腰部を取り囲む、おむつ20の部分を一般的に含む。腰部領域36及び38が着用者の腰の周りで収縮して、フィット性及び収容性の改善をもたらすように、腰部領域36及び38に弾性要素を含めることができる。股部領域37は、おむつ20を着用したとき、概ね着用者の脚の間に置かれるおむつ20の部分である。
シャーシ21の外囲は、横方向中心線110と概ね平行に配向可能である横方向端縁部56によって、及び長手方向中心線100と概ね平行に配向可能である長手方向側縁部54によって画定されるか、又はより優れたフィット性を得るために、湾曲させるか若しくはある角度に曲げて、図示されるように、平面図で見ると「砂時計」の形になる衣類を作製することができる。いくつかの実施形態では、長手方向中心線100は端縁部56を二分でき、同時に横方向中心線110は側縁部54を二分できる。
おむつ20のシャーシ21は一般的に、液体透過性トップシート22、外側カバー24、及びトップシート22及び外側カバー24の間に配置される吸収性コア組立体23を含む。
コア組立体23は、外側カバー24の着用者に面する表面に位置付けることができる。コア組立体23は、任意の好適な接着剤又は粘着剤32(例示されているとおり)を介して、又は当該技術分野において既知の他の好適な手段(例えば、熱接着、高周波接着、圧力接着、超音波接着、溶接、縫製、及び同類のものなど)によって、外側カバー24に接合され得る。いくつかの実施形態では、コア組立体23は可能な限り少ない位置で外側カバー24に取り付けられ、これは外側カバー24に柔軟な外観と感触を与える。外側カバー24にコア組立体23を取り付けるための好適な例は、米国特許出願公開第2007/0287982号に記載される取り付け手段を含む。外側カバーにコア組立体を取り付けるための他の好適な例は、米国特許出願公開第2007/0287983号に記載される取り付け手段を含む。
一方で、より不正変更がしにくい設計にするため、コア組立体の周辺部(又は周辺部のわずかに(約5〜20mm)内側)の、全体でなくても、少なくとも部分に沿って、コア組立体23を外側カバー24に取り付けるのが望ましいことがある。例えば、コア組立体23及び外側カバー24の間の接着面積は、外側カバーに取り付けられているコア組立体23の表面積の、約70%未満、別の実施例では約50%未満、又は更に別の実施例では20%未満であり得る。
コア組立体23は、吸収及び収容機能の大半を提供するおむつ20の部分である。吸収性コア組立体23は、吸収性コア26を含み、これらの双方は、長手方向中心線100及び/又は横方向中心線110の一方又は双方に関し、対称又は非対称に配置される。例示では、吸収性コア26及びコア組立体23は、長手方向中心線100及び横方向中心線110の両方に関し、対称である。
吸収性コア26は、使い捨ておむつ及び他の吸収性物品に一般に使用される、広範な種類の液体吸収性素材を含むことができる。適した吸収性材料の例は、粉砕木材パルプ(例えば、エアフェルト縮みセルロース詰め物)、コフォームを含むメルトブローポリマー、化学的に堅固化され、変性され、又は架橋されたセルロースファイバー、ラップ及びティッシュ積層、吸収性フォーム、吸収性スポンジ、超吸収性ポリマー、吸収性ゲル材料、又は任意のその他の既知の吸収材料、あるいは材料の組み合わせを含む。吸収性コア26は、(1)流体排出物を獲得し排出物を着用者の身体から分離する流体獲得構成要素と、(2)流体排出物を、排出物が最初に充填された地点から離れた場所に再置換させる流体分布構成要素、及び/又は(3)重量ベースで、流体排出物の大部分を保持する流体貯蔵構成要素、を含むことができる。獲得層、分布層、及び/又は貯蔵層、を含む好適な吸収性コアは、米国特許第6,013,589号に記載されている。吸収性コア内に最小限の吸収性繊維材料(すなわち、吸収性コアの重量を基準にして、20重量%以下)を有する好適な吸収性コアは、米国特許出願公開第2004/0167486号に記載されている。他の好適な吸収性コア構成は、米国特許出願公開第2003/0225382号、同第2006/0155253号、及び同第2006/0155254号において論じられる。米国特許出願公開第2005/0171499号に記載されるように、いかなる吸収性繊維状材料もない(すなわち、エアフェルトが含まれていない)、又は実質的にない吸収性コア及び/又は吸収性組立体を有することが望ましいとされ得る。
いくつかの実施例では、コア組立体23は収容性部材28を含むことができ、これによって吸収性コア26はトップシート22及び収容性部材28の間に配置される。いくつかの実施形態では、収容性部材28は、少なくとも部分的に、吸収性コア26の衣類に面する表面をカバーし、コア26を越えて横方向に広がっている。収容性部材28はまた、上方向に延びて吸収性コア26の側部をカバーすることもできる。収容性部材28は織布ウェブ、不織布ウェブ(合成及び/又は天然繊維)、有孔フィルム、及び上述のいずれの材料の複合材料又は積層体によっても作成することができる。特定の実施形態では、収容性部材28は、米国特許第4,888,231号に記載されているような空気透過性不織布ウェブである。
吸収性コア組立体はまた、吸収性コア26の着用者に面する表面上に配置されるコアカバー29も含むことができる。コアカバー29は、吸収性コア26の液体吸収性材料を不動化するのを助けることができる。コアカバー29は、例えば不織布材料又はティッシュなどの、液体透過性材料であってもよい。
コア組立体23の構成要素は、上述されるように、任意の好適な接着剤又は粘着剤によって、あるいは当該技術で既知の他の任意の手段によって接合されてよい。コア組立体23の上述の層のいずれも、単一の材料であることができ、又は2種類以上の材料の積層体又は他の組み合わせであることができる。
例示のように、トップシート22は、吸収性コア23をカバーする別個の構造ユニットであり、例えば、接着剤又は粘着剤32によって外側カバー24に取り付けられ、これによって、吸収性コアのためのエンクロージャを形成する。別の実施形態では(不図示)、例えば、トップシート22をコアカバー29の身体面表面に隣接して配置するように、トップシート22をコア組立体23に一体化することによって、コア組立体23は自蔵型とすることができる。トップシート22は、例えば米国特許第3,860,003号、同第5,151,092号、及び同第5,221,274号に記載されるもののような、あらゆる好適な液体透過性材料から作ることができる。
図示されているように、対向して長手方向に延びている一対のレッグカフ35は、トップシート22上に配置され、ここから外側に向かって延びている。レッグカフ35は、着用者の身体に対して密閉を提供し、液体及び他の身体排出物の収容性を改善する。上述される別の実施形態では(不図示)、コア組立体23は自蔵型であり、トップシート22を含み、レッグカフ35は、単に収容性部材28の横方向遠位端の延長でありうる。
おむつ20はまた、少なくとも終縁部56の一部を一般的に形成するウエストバンド43、及び/又は一般的に側縁部54の少なくとも一部を形成する脚部伸縮素材(不図示)を含むこともできる。ウエストバンド43及び脚部伸縮素材は、着用者の腰及び脚にそれぞれ動態的に適合し、改善されたフィット性と収容性を提供するために、弾性的に伸張及び収縮するように意図されたおむつ20の部分である。弾性ウエストバンド43は、前腰部領域36及び/又は後腰部領域38に位置する部分を含むことができ、別個に取り付けられるか、又はシャーシ21の一体部分でありうる。好適なウエストバンドの実施例は、米国特許第4,515,595号、同第5,151,092号、及び同第5,221,274号に記載されるものを含む。
おむつ20はプルオンおむつ又はパンツを作るように製造業者によって予備成形されてもよく、おむつは製造業者によって予め締結されるか、又は消費者によって着用前に締結されてもよい。特に、おむつ20は、側縁部54の前後端部の近位の領域にそれぞれ配置される、左右の閉じたサイドシーム34を含んでもよい。それぞれのサイドシーム34は、前腰部領域36及び後腰部領域38内の所定の側縁部54を強化してから、常設シーム又は再締結可能な閉鎖部材のいずれかを用いて、その側縁部54を貼り付けることによって、閉じることができる。好適な常設シームには、例えば、ヒートシール、接着接着、超音波接着、高圧接着、高周波接着、熱気接着、熱点接着、及びこれらの組み合わせが挙げられる。好適な再締結可能な閉鎖部材には、例えば、フック・ループ式ファスナー、フック・フック式ファスナー、マクロファスナー(macrofastener)、テープファスナー、接着剤ファスナー、粘着剤ファスナー、磁石式ファスナー、雌雄ファスナー(hermaphrodidic fastener)、ボタン、スナップ、並びにタブ及びスロット締結具ファスナーが挙げられる。あるいは、側縁部54は外面と外面を向き合わせた構成、内面と内面を向き合わせた構成、内面と外面を向き合わせた(重複)構成で取り付けられる。
使用中、プルオンおむつ20は着用者の下部胴体上に着用され、これにより端縁部56が着用者の腰部を取り囲み、同時にシャーシ側縁部54が着用者の脚部を受ける脚開口部を画定する。股部領域37は、一般的に、着用者の脚の間に位置付けられ、これによって吸収性コア26は、前腰部領域36から股部領域37を通じて後腰部領域38まで延びる。
別の実施形態では(不図示)、パンツ様衣類に関して上述された本発明の原理は、テープを貼ったおむつとして構成される吸収性物品に対しても同様に適用することができる。この実施形態では、着用の前にはおむつは閉じられていない。代わりに、おむつは一般的に係合する要素を有するサイドパネルを含む。サイドパネルは、前及び後腰部領域のどちらか又は両方で、おむつシャーシに取り付けることができ、係合する要素は、着用時に対向する腰部領域上のおむつのある部分と連繋しておむつを密閉する。本発明に従う好適なおむつの例は、米国特許出願公開第2008/0114326号に記載される。
本発明の実施例
押出接着された積層体の実施例は、表1、2、3及び9(1つの不織布を有する二重積層体)並びに表4及び表10(2つの不織布を有する三重積層体)に記載され、それぞれの実施例のフィルム構造(単層又は多層)、フィルム構成要素、フィルム坪量及び不織布の詳細を提供する。表4及び表10の例は、図1と関連して読むことができ、第1の不織布(NW1)、結合層(A1)、コア層(B)、及び表面薄層若しくは第2の結合層(A2)を含むフィルム、並びに第2の不織布(NW2)を例示する。全ての例(実施例5及び12を除く)のフィルムコアの組成物は、92% VISTAMAXX 6102(ExxonMobil(Houston Texas)より入手可能)、1% Ampacet 10562(加工助剤)及び7% Ampacet 110361(70% TiOを有する白色マスターバッチ)の重量%ブレンドである。Ampacet材料は、Ampacet Corporation(Cincinnati,Ohio)より入手可能である。実施例5及び12のフィルムコアの組成物は、92% Infuse 9107(The Dow Chemical Company(Midland,Michigan)より入手可能)、1% Ampacet 10562及び7% Ampacet 110361の重量%ブレンドである。実施例5、12、6、13、19及び21は、結合層(A)及び表面薄層(A)のない単層フィルムを備える押出接着された積層体である。実施例7及び14は、コアフィルム及び表面薄層(BA)を備え、結合層(Aなし)を有さない押出接着された積層体であり、表面薄層(A)は、82% Elite 5800(ドローダウンポリマー)(The Dow Chemical Company(Midland,Michigan)より入手可能)、9% Fina 3868(Total Petrochemicals(Houston,Texas)より入手可能)、1% Luvofilm 9679(Lehmann & Voss & Company(Hamburg,Germany)より入手可能)及び8% PE 20 S(Polytechs SAS(Cany Barville,France)より入手可能な粘着防止剤)の重量%ブレンドである。実施例25及び26は、コアフィルム及び表面薄層(BA)を備え、結合層(Aなし)を有さない押出接着された積層体であり、表面薄層(A)は、50% Elite 5800(ドローダウンポリマー)、32% Equistar M6060(Equistar Chemicals,LP(Cincinnati,Ohio)、LyondellBasell Industriesの子会社より入手可能)9% Fina 3868、1% Luvofilm 9679及び8% Polytech PE 20 Sの重量%ブレンドである。
表1、2、3及び9の実施例1、2、3、4、8、9、10、11、20、22、27、28、29、30、31、32及び33は、図7と関連して読むことができ、これは、第1の不織布(NW1)、結合層(A1)、コア層(B)、及び表面薄層(A2)を含むフィルムを例示し、A1及びA2は、第1の押出成形機から押出しされ、Bは、A1、A2、及びB層が共に接合されるように、第2の押出成形機から同時に共押出しされる。そして、NW1は、同時に解巻され、A1層に接合される。これらの実施例において、A2は、表面薄層として機能する。これらは、結合層(A1)及び表面薄層(A2)を含む多層フィルム(A1BA2)を備えるEBLの例であり、A1の組成物は、組成的にA2と同質である。実施例1、2、3、4、8、9、10、11、15、16、17、18及び27〜40において使用される結合層は、Infuse 9107、Ampacet 10562及びElite 5800(ドローダウンポリマー)の重量%ブレンドであり、2成分(PP/PE、コア/シース)不織布へのフィルムの接着を改善するために選択され、層間剥離の発生を低減する。それぞれの表面薄層の配合物の実際の重量%の量が、表1、2、3、4、9及び10に示される。実施例20、22、23及び24において使用される結合層は、59% VISTAMAXX 6102、1% Ampacet 10562及び40% Adflex V109F(Basell USA Inc.(Elkton,MD又はLaporte,Texas)より入手可能)の重量%ブレンドであり、単繊維であるPP系Sofspan 200不織布へのフィルムの接着強度を低下させるように選択され、押出積層体の活性化の残存性を改善する(例えば、活性化中、不必要なピンホールの形成を最小限にする又は排除する)。
異なる押出積層体を製造するために使用されるプロセス条件は、全く同じではない。均一のフィルムを提供するために調整されるプロセス条件は、溶解温度、ライン速度、及び(圧力又は間隙距離によって制御される)2つの組み合わせロールの間の間隙を含み、これらを表1、2、3、4、9及び10に示す。実施例1〜14、19〜22及び25〜33は、米国特許第7,062,983号及び同第6,843,134号に記載されるように、高速リサーチプレス(HSRP)上で活性化を受ける1つの不織布を備える押出接着された積層体である。記載の擬似リングロール(ring rolling)工程の活性化は、不織布が破れる及び/又は伸長し、弾力性のあるフィルムが不織布によって過度に妨げられることなく伸び縮みできるように、噛み合い歯を有するアルミニウム・プレートを使用して、積層体の部分を選択的に伸張することを指す。本発明の吸収性物品において有用な積層体が、約206%の標的工学的歪(例えば、約3.56mmの咬合深度及び約2.49mmのピッチを有する噛み合い歯を有する一組の平面を備える)又は約226%の標的工学的歪(例えば、約3.81mmの係合深度及び約2.49mmのピッチを有する噛み合い歯を有する一組の平面を備える)又は約245%の標的工学的歪(例えば、約4.06mmの係合深度及び約2.49mmのピッチを有する噛み合い歯を有する一組の平面を備える)又は約265%の標的工学的歪(例えば、約4.32mmの咬合深度及び約2.49mmのピッチを有する噛み合い歯を有する一組の平面を備える)を有する横断方向(CD)に付与された伸長で活性化されてもよい。EBLの実施例は、チップ半径0.1mm、ルート半径0.5mm、及び歯の高さ10.15mmを持つ噛み合い歯を有する活性化プレートを用いて機械的に活性化される。HSRPでの活性化の更なる詳細を、表1、2、3及び9(活性化ピッチ、標的最大活性化歪率、咬合深度及び活性化の工学的歪の平均%)に示す。活性化されたEBLは、物理的特性を試験する前に、23±2℃で、最低1日間寝かせる。実施例1〜14は、2成分PE/PP(70/30、コア/シース)、Fiberweb(Washougal,Washington)からの18gsmの不織布に対して、押出接着された積層体のフィルムである。実施例27〜33は、2成分PE/PP(70/30、コア/シース)、Fiberweb(Washougal,Washington)からの15gsmの不織布に対して、押出接着された積層体のフィルムである。実施例25及び26は、2成分PE/PP(70/30、コア/シース)、Fiberweb(Peine,Germany)からの18gsmの不織布に対して、押出接着された積層体のフィルムである。結合層の機能(実施例1〜4、8〜11及び27〜33)とは、2成分不織布とフィルムとの間の積層体接着強度を改善することである。実施例19〜22は、Fiberweb(Biesheim,France)からの22gsmの単繊維PP系不織布に対して、押出接着された積層体のフィルムであり、結合層の機能(実施例20及び22)は、より良好な活性化生存性を可能にする積層体接着強度を低下させることである。実施例1〜14、19〜22、25〜33は、接着剤を添加せずに行われる。
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2つの不織布を備える押出接着された積層体の実施例を、表4及び表10に示すが、これは各実施例のフィルム構造(単層又は多層)、フィルム組成物、フィルム坪量及び不織布を記載し、これらを図6Aと関連して読むことができる。実施例15、16、17、18、23、24及び34〜40において、押出二重積層体の老朽化したロールは、接着積層プロセスを用いて、A2フィルム−NW2の境界面に約4.5gsmのBostik接着剤を添加して、次いで、リングロール活性化プロセスによって、毎秒約5.3メートルのライン速度で機械的に活性化することによって、第2の不織布(例えば、NW2)と組み合わせ、三重積層体を形成する(活性化の詳細を表4及び表10に示す)。実施例15、16、17、18、23及び24を調製するためにBostik H2031接着剤が使用された。実施例34〜40を調製するためにBostik H2861接着剤が使用された。前述の実施例のEBLは、製造後かつ三重積層体を製造するための接着積層プロセス前に、23±2℃で、最低1日寝かせる。活性化された三重積層体サンプルは、物理的特性を試験する前に(例えば、引張試験及び2サイクルヒステリシス試験)、23±2℃で、最低1日寝かせる。
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押出積層体の実施例1〜7及び25(0.249cm(0.098”)ピッチで、0.356cm(0.140”)DOEまで、HSRPで活性化された)の引張特性が表5に示される。押出積層体の実施例8〜14及び26(0.249cm(0.098”)ピッチで、0.406cm(0.160”)DOEまで、HSRPで活性化された)の引張特性が表6に示される。押出積層体の実施例27〜33(0.249cm(0.098”)ピッチで、0.381cm(0.150”)又は0.406cm(0.160”)DOEまで、HSRPで活性化された)の引張特性が表11に示される。2成分PP/PE(コア/シース)不織布を用いて作製された、実施例1〜14、25及び26は、約50gsm以下の坪量を有し、最終引張強度>3N/cmを有し、多くは、1N/cmで、>70%工学的歪であり、いくつかの例では、>100%工学的歪又は>120%工学的歪である、延伸を有する。2成分PP/PE(コア/シース)不織布を用いて作製された、実施例27〜33は、約45gsm以下の坪量を有し、最終引張強度>2.8N/cmを有し、多くは、1N/cmで、>100%工学的歪、いくつかの例では、>120%工学的歪である、延伸を有する。表面薄層を備え、結合層を備えない実施例7及び14は、延伸が低い(それぞれ、62%及び82%)であり、活性化後より高い永久歪で一致する例である。結合層を備える押出積層体のモードIIの破損力(実施例1〜4、8〜11及び27〜33では、2.2〜3.3N/cm)は、結合層を備えない押出積層体のモードIIの破損力(実施例5〜7及び12〜14、25及び26では、1.0〜1.6N/cm)よりも高く、このことは、結合層がフィルムと2成分不織布との間の接着強度を増加させることを実証する。
活性化後、押出積層体が、約20%の工学的歪まで材料を延伸することによって、ピンホールに対して視覚的に検査される(例えば、100mmの横方向長さを有するサンプルは、約120mmの横方向長さまで延伸する)。実施例13及び14の不織布は、フィルムから容易に剥離されないが、直径>約1mmを有するピンホールは、押出積層体内で観測される。実施例13及び14は、ニップ(それぞれ344.7kPa(50psi)及び551.6kPa(80psi))の圧力で製造され、不織布繊維が、フィルム表面に貫通し、これは、活性化中、フィルムにおいて弱いスポット、及び押出積層体においてピンホールの形成を生じ得る。逆に、(制御圧縮モードにおいて製造された)実施例25及び26の不織布が、フィルムから容易に剥離され、直径>約1mmを有するピンホールは観測されない。押出積層体における結合層の使用は、延伸した、積層体接着強度と活性化生存性との間で良好な平衡(層間剥離又は不必要なピンホールのない)を可能にする。実施例1〜4、9〜11及び27〜33(結合層を備える)は活性化後、良好な横方向の延伸を有し、(上述されるように)良好に接着し、層間剥離せず、約1mmよりも大きい大きさの直径を有するホールが実質的にない。
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押出積層体の実施例19及び20(0.249cm(0.098”)ピッチで、0.356cm(0.140”)DOEまで、HSRPで活性化された)並びに21及び22(0.249cm(0.098”)ピッチで、0.406cm(0.160”)DOEまで、HSRPで活性化された)の引張特性が表7に示される。実施例19〜22(単繊維Sofspan 200不織布で作製)は、約55gsm以下の坪量を有し、1.6N/cm〜2.7N/cmの範囲の最終引張強度を有し、1N/cmで、>100%工学的歪であり、いくつかの例では、>135%工学的歪又は>160%工学的歪である、延伸を有する。結合層を備える押出積層体のモードIIの破損力(実施例20及び22では、1.2〜1.3N/cm)は、結合層を備えない押出積層体のモードIIの破損力(実施例19及び21では、1.6〜2.0N/cm)よりも低く、このことは、結合層がフィルムと単繊維不織布との間の接着強度を低下させることを実証する。
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押出積層体の実施例15、17及び23(0.254cm(0.100”)ピッチで、0.406cm(0.160”)DOEまで、オンラインで活性化された)並びに16、18及び24(0.254cm(0.100”)ピッチで、0.432cm(0.170”)DOEまで、オンラインで活性化された)の引張特性が表8に示される。押出積層体の実施例34、36及び38(0.254cm(0.100”)ピッチで、0.381cm(0.150”)DOEまで、オンラインで活性化された)並びに35、37、39及び40(0.254cm(0.100”)ピッチで、0.406cm(0.160”)DOEまで、オンラインで活性化された)の引張特性が表12に示される。三重積層体の実施例15、16、17、18、23、24及び34〜40は、最終引張強度の>3.2N/cm及び破断での歪の>250%工学的歪を有する。また、実施例15、16、17、18、23及び24の2サイクルヒステリシスの結果を表8に示す。また、実施例34〜40の2サイクルヒステリシスの結果を表12に示す。2サイクルヒステリシス試験によって測定した際に、押出積層体の回復可能な特性は、低工学的歪及び低歪率での負荷除去力によって示される。実施例15、16、17、18、23及び24において、第1のサイクルの回復サイクルにおいて測定された力(C1負荷除去力)は、50%工学的歪で≧0.15N/cm及び30%工学的歪で≧0.06N/cmである。実施例34〜40において、第1のサイクルの回復サイクルにおいて測定された力(C1負荷除去力)は、50%工学的歪で≧0.12N/cm及び30%工学的歪で≧0.05N/cmである。130%の工学的歪までの延伸後の低歪率(実施例15、16、17、18、23及び24においては≦10%、実施例34〜40においては≦12%)は、押出成形積層体が望ましい弾性特性を有することを示す。更に、130%工学的歪で測定された、これらの押出積層体(実施例15、16、17、18、23、24、及び34〜40)の応力緩和は、<40%の応力緩和である。
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試験方法
融合指数
融合指数は、ASTM D3418−08「Standard Test Method for Transition Temperatures and Enthalpies of Fusion and Crystallization of Polymers by Differential Scanning Calorimetry」によって規定される測定によって決定される。材料の融解エンタルピー、すなわち、ASTM D3418に従って測定した際に、ジュール/グラムにおいて表される材料の融合指数を決定するために、208J/gで割られるものとする。例えば、実験的に決定された100J/gの融合エンタルピーを有するポリプロピレンの融合指数は、((100/208)100%)=48.1%として算出される。別の例として、実験的に決定された30J/gの融合エンタルピーを持つPEの融合指数は、((30/208)100%)=14.4%として算出される。
DSC
ASTM D 3418に従って示差走査熱量計(DSC)測定を実行し、DSCサンプルは、ポリマー組成物をテフロンシートの間で、約140℃でおよそ0.0076cm(0.003インチ)の薄フィルムに圧縮成形することによって調製する。フィルムは、真空を引いた真空炉中で、約65℃の温度で一晩焼きなまされた。サンプルは、6ミリメートル直径の皮膚生検パンチを使用して、生じたフィルムから打ち出された。サンプルは、約5〜10ミリグラムを一塊にし、蓋付きの小さなアルミニウムの鍋(Perkin Elmer #0219−0041)に充填し、Perkin Elmer Standard Sample Pan Crimper Press(#0219−0048)を使用してしわ形成する。加熱試験及びその後の分析は、Perkin Elmer Thermal Analyses Softwareのバージョン4.00を備えるPerkin Elmer DSC 7を使用して実行する。
フィルム組成物の融解温度は、まず、毎分20℃の速度で、約25℃から180℃にDSCサンプルを加熱し、180℃で3分間、サンプルを保持することによって決定される。次いで、サンプルを毎分300℃の速度でマイナス60℃に急冷し、マイナス60℃で3分間保持し、次いで毎分20℃の速度で180℃に加熱する。この融解温度を、融解吸熱のピークの温度として取る。1つを超える融解吸熱が存在する場合は、最も高い温度で生じる吸熱を使用する。2回目の加熱では融解ピークが存在しないが、1回目の加熱では存在する場合(非常にゆっくりと結晶化するフィルム組成物について起こり得る)、サンプルの鍋をDSCから除去し、24時間およそ25℃のままにし、毎分20℃の速度で約25℃から180℃にDSCで再加熱し、次いで、その融解温度をこの3回目の加熱の最高ピーク温度として取る。
その融解温度より低い摂氏20度の結晶化温度での、フィルム組成物の結晶化速度は、まずDSCサンプルを所望の設定温度(フィルムの融解温度より高い)に加熱し、サンプルを設定温度に2分間保持し、次いで、サンプルを所望の結晶化温度への急速冷却に供する(毎分約300℃)ことによって、決定する。温度が結晶化温度に安定して保持されると、結晶化プロセスは、時間を関数とした、DSC等温走査での結晶化による発熱の出現によって立証される。結晶化速度の単点特徴付けは、最小の発熱が生じる時間の報告からなる。しばしば、後者は当業者によって材料の半結晶化時間(t1/2)の妥当な目安と見なされる。
当業者は、本方法を用いて、例えば、EBLを含む吸収性物品の構成要素(例えば、外側カバー)から取られたパンチから取られたフィルムサンプルの結晶化率を決定することができる(勿論、パンチを作製する前に、まずいずれかの所望されない構成要素を注意深く除去するべきである)。この場合、更なる追加構成要素(例えば、不織布繊維)の存在のために、更なる結晶化ピークが観察される場合があるが、多くの場合、これらは容易に割り当てられ、対象となるフィルム又はフィルム層の結晶化率の決定を妨げない。
ブロッキング力
本測定の全工程は、23℃±2℃の温度、及び50%±5%の相対湿度に維持した部屋で行われる。
材料及び装置(以下は全て同じ部屋に設置されなければならない)
欠陥、切り込み、刻み目等のない縁部を有する標本の調製用:
・鋭い#11のXactoナイフブレード又は類似物を備えるナイフ
・ナイフのガイドとしてスチール直定規を使用する
・切り取る間に材料を挟持する業務用印刷/コピー用紙
サンプルの条件付け用
・埃、エアゾール等の汚染物質を含まないようにサンプルを適度に保つことを可能にする、好適なトレイ又は棚
加圧用
・バッフルを開けた、46℃に設定した実験用オーブン(Despach LAC又は等価物)。
・サンプルに0.686MPaの圧縮圧力を適用するための、好適な重量で、平坦な剛性のプレート。
T剥離引張試験用
・単一の狭帯域に沿ってはっきりと画定された接触領域を提供するグリップであって、応力を試験する方向に垂直な軸線に沿ってサンプルを保持し、ASTM D882に提供される説明に一致する、グリップを供える、MTS Alliance RT/1又は類似の機能の機械。
EBL(本方法の「材料」)150mm×25.4mm(それぞれ材料の機械方向及び横方向に沿って)を含む吸収性物品構成要素のストリップを、材料を用紙の間に挟持し、直定規及び鋭い#11のXactoナイフブレード又は類似物で切り取って調製する。材料の利用度が150mmの長さの標本を除外する場合、より短い標本を使用してもよい。
1.少なくとも24時間、23℃±2℃の温度、及び50%±5%の相対湿度で材料を事前調整する。
2.各サンプルの身体に面する不織布側が上を向くように端部を揃えて、5つのサンプルを互いの上に直接積み重ねる。スタック内の各サンプルは、全て一貫してMD又はCDに揃えられるべきである。
3.5つのストリップの1つ以上のスタックを、46℃±2℃の温度で100時間±1時間、実験用オーブン内で0.686MPaの圧縮負荷に供する。引張試験機のグリップへのその後の装着を容易にするために、ストリップの端の数ミリメートルを圧縮せずに残す。
4.標本から圧力を除去する。
5.オーブンから標本を取り出し、45分±15分間、23℃±2℃の温度及び50%±5%の相対湿度で平衡化させる。
6.一度に1つの境界面を試験し、スタックをT剥離構成の引張試験機のグリップに装着し、100mmの距離、あるいは150mmより短い標本の場合は、それぞれの小片が完全に分離するまで、クロスヘッドを2.12mm/秒(毎分5インチの速度)で走らせる。剥離試験の間に遭遇した最大力の信頼できる指標を提供する、データ収集技術を使用すること。
2本のストリップの分離の間に必要とされる最大力を、フィルムストリップの幅1cm当たりのニュートン力として報告される、ブロッキング力として記録する。少なくとも4つの最大力の平均を、材料のブロッキング力として記録する。ストリップが非常に弱く付着しているため、それら自体の重量で、又は装着中に分離する場合は、ブロッキング力はゼロとして取られるべきである。
引張試験(モードII)(EBLを含む吸収性物品構成要素のための)
押出接着された積層体の力対工学的歪曲線を決定するために、本方法を使用する。材料の引張特性を、以下に記載の仕様のASTM方法D882−02に従って測定した。測定は、23℃±2℃の温度で、50.8cm/分の一定のクロスヘッド速度で行う。伸張長さと工学的引張の工学的歪γ引張との関係は、以下の等式によって与えられる。
Figure 0005475012
式中、Lは元の長さであり、Lは伸張された長さであり、γ引張はパーセントの単位である。例えば、5.08cmの初期標点距離を有するサンプルが10.16cmに伸張されると、伸長は100%の工学的歪[((10.16/5.08)−1)100=100%の工学的歪]であり、5.08cmの初期標点距離を有するサンプルが35.6cmに伸張されると、伸長は600%の工学的歪[((35.6/5.08)−1)100=600%の工学的歪]である。試験される材料は、実質的に直線的な形状に切断される。サンプルの寸法は、計器に適した力を有する、必要とされる工学的歪を達成するように選択する。本試験における好適な計器には、MTS Systems Corp.(Eden Prairie,Minn.)(例えば、Alliance RT/1又はSintech 1/S)、又はInstron Engineering Corp.(Canton,Mass.)から市販されている引張試験機が挙げられる。上で列記したAlliance RT/1又はSintech 1/S計器のいずれについても、好適なサンプルの寸法は、幅約25.4mm×長さ約100mmである。しかし、材料の利用度が100mmの長さの標本を除外する場合は、より短い標本が使用されてもよい(以下で概要を示す制限内で)。
次の手順は、上のサンプル寸法及びAlliance RT/1又はSintech 1/Sのいずれかを使用するときの測定を示す。計器が、コンピューターとインタフェースされる。TestWorks 4(商標)ソフトウェアが、試験パラメーターを制御し、データ獲得及び計算を実施して、グラフ及びデータの報告を提供する。
試験に使用されるグリップは、弾性部材よりも幅が広い。典型的に、5.08(2.00インチ)幅のグリップが使用される。グリップは、接触領域に沿って全保持力を集中するように設計された空気作動式グリップであって、このグリップは、応力を試験する方向に垂直な軸線に沿ってサンプルを保持し、上部及び下部グリップに設定されたグリップ面は、サンプルの滑りを最小限に抑えるために、1つの平面と、6mmの線接触(半円の突出部)を有する対向する面とを有する。ロードセルは、測定される力が、ロードセルの能力又は使用される力範囲の10%〜90%になるように選択される。通常は、100Nのロードセルが使用される。装備品及びグリップが取り付けられる。計器が、製造者の指示書に従って較正される。上部グリップ面の半円の中心から下部グリップ面の半円の中心までの距離(標点距離)は、50.8mm(2.00インチ)であり、これは、グリップの横で保持されるスチール定規で測定される。装備品及びグリップの質量を補正するために、計器上の力読取り値がゼロにされる。計器は、23℃±2℃で実行される測定のために、温度制御された部屋の中に配置する。試験前に、23℃±2℃で最低1時間、サンプルを平衡化する。試験前に、標本の質量及び寸法が測定され、これらを使用して、標本の坪量を1平方メートルあたりのグラム数(gsm)で算出する。サンプルの長手方向軸線が標点距離方向と実質的に平行になり、緩みがなく、測定される力が約0.01Nとなるように、標本をグリップに装着する。50.8cm/分(20インチ/分)の一定のクロスヘッド速度で、約1000%の工学的歪、あるいはサンプルが破断するか、又は機械的一体性の通常を超える損失を示すまで、サンプルを変形させる。引張試験の間、50Hzのデータ収集周波数で、力、時間、及び変位を測定する。最低3つのサンプルを使用して、平均試験値を決定する。異なるサンプル寸法については、本試験に適した工学的歪率を維持するように、クロスヘッド速度を調整する。例えば、25.4mm(1.00インチ)のサンプル標点距離には、25.4cm/分(10インチ/分)のクロスヘッド速度が使用されるであろう。
図4に示されるような降伏点降下を示す押出接着された積層体について、降伏点は、工学的歪%を特定し、この後、伸張が増加して力が減少し(あるいは増加しない)、通常これは、不織布繊維の局部的な破断及び/又はエラストマーフィルムからの不織布繊維の層間剥離の開始により生じる。降伏後の力領域は、最低又は停滞期に達する場合がある。いくつかの例では、降伏後力停滞領域の後に、サンプルの破断が続く(例えば、図5Bを参照のこと)。他の例では、降伏後力停滞領域の後に、伸張の増加を伴って力が増加し、最終的にサンプルが破断する(例えば、図5Aを参照のこと)。押出接着された積層体の引張曲線の降伏後停滞力領域は、モードII(摺動又は面内剪断モード)破損力を測定するために使用され、押出接着された積層体の引張曲線の降伏後停滞力領域は、押出積層体の接着強度の指標として使用される。モードII破損力はN/cmで報告され、降伏後最低又は停滞力領域での平均力であり、この領域は、平均の相対標準偏差パーセント(%RSD)が10%未満になるように選択される。モードII破損は、Richard W.Hertzbergによって、「Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials」(2nd edition,John Wiley & Sons,New York(1976,1983),page 276)に記載される。
引張試験結果は、それぞれの例について、1N/cm力での工学的歪率(1N/cmでの伸長)、N/cmでのモードII破損力、破断時の工学的歪率、及び最終的なN/cmでの引張強度(すなわち、例えば、図5Aの「破断点」及び図5Bの「降伏点」での、サンプル幅で割ったピーク力)の特性のうちの1つ又は組み合わせとして報告される。最低3つのサンプルを使用して、平均試験値を決定する。
本発明の吸収性物品において使用される、十分に接着された積層体の典型的なモードII破損値は、活性化されたサンプルについて、約1.1N/cm〜約3.5N/cmである。
場合によっては(例えば、モードII破損を開始する前にサンプルが破断する場合)、積層体のモードII破損力の測定が不可能であり得る。モードII破損力の測定が不可能である場合、積層体の接着強度を、以下の引張試験(モードI)によって測定することができる。
引張試験(モードI)
モードI T−剥離引張試験方法は、室温(23℃±2℃)にて実施される。試験される材料は、実質的に直線形状に切り取られる。サンプル寸法は、計器に適切な力によって、必要な歪が得られるように選択されるべきである。好適なサンプル寸法は、幅約25.4mmで、長さ約100mmである。しかしながら、長さ100mmの標本の材料の入手が困難な場合、より短い標本を使用してもよい。サンプルの長さは、延伸の軸に垂直方向である。好適な計器、グリップ、グリップ面、データ収集のためのソフトウェア、演算、報告書、及び歪率の定義を、上の引張試験(モードII)方法の項に記載する。
ロードセルは、測定される力が、ロードセルの能力又は使用される力範囲の10%〜90%に収まるように選択される。通常は、25Nのロードセルが使用される。装備品及びグリップが取り付けられる。計器が、製造者の指示書に従って較正される。把持力の線間の距離(引張試験−モードIIに記載される、標点距離)は、2.54cmであり、グリップ内に収納されるステンレス定規を用いて測定される。装備品及びグリップの質量を補正するために、計器上の力読取り値がゼロにされる。試験前に、23℃±2℃で最低1時間、サンプルを平衡化する。T剥離試験のためのサンプル調製を行う前に、標本の質量、長さ、及び幅が測定され、これらを使用して、標本の坪量を1平方メートル当たりのグラム数(gsm)で算出する。サンプル(幅約25.4mmで、長さ約100mm)は、以下の手順を用いて、T剥離試験のために調製される。(1)サンプルの末端部から2.54cmの位置にて、サンプルの幅2.54cmにわたる線を付けるために、ペンでサンプルに印を付ける。(2)フィルムから不織布繊維の層間剥離を開始するために、ペンの印とサンプルの末端部との間の6.45cm領域において、少量の増分だけ、サンプルを延伸する。(3)層間剥離を開始するために延伸されているサンプルの末端部上に、サンプルの上部の幅2.54cmにわたって中心に置いた、長さ5.08cm、幅2.54cmの一切れのマスキングテープ(pwi−inc.comにて、Paperworks,IncよりCorporate Express,MFG# CEB1X60TN又は同等物)を固定し、サンプルにテープを接着させるために圧力を適用する。二重積層体の場合には、テープは、フィルム表面上に置かれる。三重積層体の場合には、テープは、積層体の接着強度が測定されるべき側面に対向する幅2.54cmの表面上に置かれる。このテープは、工程4及び5が完了した後、t剥離サンプルのフィルム部分を担持する。(4)ペンの印とサンプルの末端部との間の6.45cm領域において、テープがないサンプルの側面上にフィルムの繊維を慎重にはがす。頑丈に接着させるサンプルに関しては、これは、ペンの印に向かう隣接方向にゴム製消しゴムでサンプルを徐々に磨耗することによって達成され得る。(5)ペンの印へのフィルムの不織布を慎重にはがす。(6)サンプルから意図的に剥離されている不織布繊維の幅2.54cmにわたって中心に置いた、長さ5.08cm、幅2.54cmの二切れめのテープを置き、T剥離サンプルの不織布部分を形成する。最低5個のサンプルを使用して、平均試験値を決定する。T剥離試験を実行するために、上部のグリップに実装されたT剥離サンプルの不織布部分及び下部のグリップに実装されたT剥離サンプルのフィルム部分を伴うT剥離配置において、グリップにサンプルを実装する。標本は、最小限の緩みがあり、測定された力が、約0.02N未満であるような、方法において、グリップに実装される。クロスヘッドは、30.5cm/分の一定のクロスヘッド速度にて、移動し、サンプルは、それぞれの材料(不織布繊維及びフィルム)が完全に分離されるまで剥離される。力及び伸張データは、剥離中、50Hzの速度で得られる。第1の50mmの伸張中、ピーク力(N/cm)は、モードI剥離力として報告される。本発明の吸収性物品に使用される頑丈に接着された積層体に対する典型的なモードI剥離値は、非活性化サンプルに対して、約1.0N/cm〜約2.5N/cm、活性化サンプルに対して、約0.5N/cm〜約2.0N/cmである。
2サイクルヒステリシス試験
この方法は、消費者が押出接着された積層体を含有する製品の適用中に受ける力と相関し得る特性を決定し、また、適用されると製品がどのように適するかを決定するのに使用される。
2サイクルヒステリシス試験方法は、室温(23℃±2℃)にて実行される。試験される材料は、実質的に直線形状に切り取られる。サンプル寸法は、計器に適切な力で必要な歪が達成されるように選定される。好適なサンプル寸法は、幅約25.4mmで、長さ約76.2mmである。しかしながら、長さ76.2mmの標本の材料の入手が困難な場合、より短い標本を使用してもよい。試験方法における伸張方向は、サンプルの幅に垂直であるように、ヒステリシス試験のある長さの少なくとも最大歪率に伸張することができるように、サンプルを選択し、実装される。好適な計器、グリップ、グリップ面、データ収集のためのソフトウェア、演算、報告書、及び歪率の定義を、上の引張試験(モードII)方法の項に記載する。
ロードセルは、測定される力が、ロードセルの能力又は使用される力範囲の10%〜90%に収まるように選択される。典型的に、25N又は100Nのロードセルが使用される。装備品及びグリップが取り付けられる。計器が、製造者の指示書に従って較正される。把持力の線間の距離(引張試験−モードIIに記載される、標点距離)は、2.54cmであり、グリップ内に収納されるステンレス定規を用いて測定される。装備品及びグリップの質量を補正するために、計器上の力読取り値がゼロにされる。試験前に、23℃±2℃で最低1時間、サンプルを平衡化する。試験前に、標本の質量、長さ、及び幅が測定され、これらを使用して、標本の坪量を1平方メートルあたりのグラム数(gsm)で算出する。最低5個のサンプルを使用して、平均試験値を決定する。標本は、最小限の緩みがあり、測定された力が、0.02N未満であるような、手段において、グリップに実装される。2サイクルヒステリシス試験方法の第1のセグメントは、5グラムのプレロード緩み調整を用いるゲージ調整工程である。工学的引張工学的歪γ引張は、上の引張試験方法の項において、緩み調整プレロードセグメントとともに定義され、Lは、調節された標点距離であり、Lは、延伸した長さであり、γ引張は、割合の単位である。2サイクルヒステリシス試験は、以下のセグメントを用いて行われる。
(1)緩み調節:指定の5gfの緩み調節プレロードが達成されるまで、13mm/分にて、クロスヘッドを移動する。5gfの緩み調節プレロードにて、把持力の線間の距離は、調節された標点距離である。
(2)254mm/分の一定のクロスヘッド速度にて、指定された工学的歪率(すなわち、工学的歪=130%)を達成するまでクロスヘッドを移動する。例えば、セグメント1から調節された標点距離は、26.00mmであり、サンプルは、59.80mmまで延伸され、%工学的歪=((59.80/26.00)−1)100=130%である。
(3)指定された工学的歪率(すなわち、工学的歪=130%)にて、30秒間サンプルを保持する。
(4)254mm/分の一定のクロスヘッド速度にて、工学的歪を0%工学的歪まで低下させる(すなわち、調節されたゲージ長までグリップを戻す)。
(5)0%工学的歪で、60秒間、サンプルを保持する(セグメント1〜5の完全サイクル1)。
(6)2サイクルヒステリシス試験の第2のサイクルが完了するまで、セグメント2〜5を繰り返す。
この方法は、100%工学的歪及び130%工学的歪(セグメント2から)でのサイクル1負荷力、50%工学的歪及び30%工学的歪(セグメント4から)でのサイクル1負荷除去力、歪率及び応力緩和率を報告する。力は、N/cmにおいて報告され、cmは、サンプル幅である。歪率は、第2の負荷サイクル(セグメント6から)の開始後、工学的歪率として定義され、7グラムの力が、測定される(歪率負荷=7グラム)。応力緩和は、セグメント3における保持中、抵抗力の低下であり、割合として報告される。応力緩和率は、サイクル1中、130%工学的歪にて測定された抵抗力から算出され、100[((130%工学的歪での初期抵抗力)−(30秒間保持した後、130%工学的歪での抵抗力))/(130%工学的歪での初期抵抗力)]に相当する。
サンプル寸法が異なる場合、クロスヘッド速度が、試験の各部分に対して適切な歪速度を維持するように調節される。例えば、127mm/分のクロスヘッド速度は、12.7mmのサンプル標点距離に対して、セグメント2、4及び6において使用され、381mm/分のクロスヘッド速度は、38.1mmのサンプル標点距離に対して、セグメント2、4及び6において使用され得る。更に、異なる幅を持つサンプルに対しては、緩みプレロード力(幅2.54cm当たり5グラム=1.97g/cm)及び歪率負荷力(幅2.54cm当たり7グラム=2.76g/cm)は、異なるサンプル幅に対して調節されなければならない。2サイクルヒステリシス試験はまた、試験された材料の期待された特性に依存して修正され得る。例えば、サンプルが、破れることなく、130%工学的歪まで伸張不可能である場合、サンプルは、100%工学的歪まで伸張されるべきである。また、サンプルが、100%工学的歪まで伸張不可能である場合、サンプルは、70%工学的歪まで伸張されるべきである。後者の2つの場合(100%又は70%歪までの伸長)において、応力緩和は、130%工学的歪の伸張に対して、上に定義されるように、サイクル1の最大伸張で決定される。
永久歪率(%)
直上の2サイクルヒステリシス試験を参照のこと。
「発明を実施するための形態」で引用した全ての文献は、関連部分において本明細書に参考として組み込まれるが、いずれの文献の引用も、それが本発明に関して先行技術であることを容認するものとして解釈すべきではない。この文書における用語のいずれかの意味又は定義が、参考として組み込まれる文献における用語のいずれかの意味又は定義と対立する範囲については、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義を適用するものとする。
本発明の特定の実施形態が例示され、記載されてきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の様々な変更及び修正を実施できることが、当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのような全ての変更及び修正を、添付の「特許請求の範囲」で扱うものとする。

Claims (10)

  1. トップシートと、
    外側カバーと、
    前記トップシートと外側カバーとの間に配置される吸収性コアと、
    を含む、吸収性物品であって、
    前記外側カバーが、押出接着された積層体を含み、前記押出接着された積層体が、
    コア層、第1の外層、及び第2の外層を含む、多層の共押出しされたエラストマーフィルムであって、前記コア層が、前記第1の外層と第2の外層との間にある、多層の共押出しされたエラストマーフィルムと、
    繊維及び/又は長繊維からなる不織布と、を含み、
    前記第1の外層が、押出被覆によって前記不織布に非接着接合され、
    前記外側カバーが、少なくとも50%の工学的歪に対して弾力性があり、
    前記不織布が、前記第1の外層に対して、0〜1.49MPa^0.5の溶解度パラメーターの差異を有し、
    前記第1の外層が、前記コア層に対して、2.5MPa^0.5以上の溶解度パラメーターの差異を有し、
    前記第1の外層が、45重量%を超える量のドローダウンポリマーを含む、吸収性物品。
  2. 前記押出接着された積層体は、弾性延伸性が付与されている、請求項1に記載の吸収性物品。
  3. 前記第1及び第2の外層が、10%〜40%の融合指数を有する、請求項1又は2に記載の吸収性物品。
  4. 前記不織布が、2成分繊維を含み、前記繊維が、コア及びシースを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  5. 前記シースが、ポリエチレンを含み、前記コアが、ポリプロピレンを含む、請求項4に記載の吸収性物品。
  6. 前記エラストマーフィルムの前記コア、5〜20%の融合指数を有するエチレンコポリマー、5〜20%の融合指数を有するプロピレンコポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  7. 前記第1の外層が、10重量%を超えるエチレンを含む少なくとも45%のポリマーを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  8. 前記第2の外層に接合された第2の不織布を更に含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  9. 引張試験(モードII)によって測定した際に、前記積層体の接着強度が、2.2〜3.5N/cmである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  10. 前記エラストマーフィルムが、
    少なくとも1つのオレフィン系エラストマーポリマーと、
    少なくとも1つのドローダウンポリマーと、を含み、
    前記エラストマーフィルムが、100%の最大工学的歪を用いて、2サイクルヒステリシス試験法によって測定した際に、15%以下の永久歪を有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の吸収性物品。
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