JP6158434B2 - 活性化に適した積層体を有する吸収性物品 - Google Patents
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Description
「吸収性物品」とは、身体排出物を吸収及び収容するデバイスを指し、より詳細には、着用者の身体に接して、又は近接して配置されて、身体から排出される様々な排出物を吸収し、収容するデバイスを指す。例示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(即ち、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部開口部及び脚部開口部を有するおむつ)、再締結可能なおむつ若しくはパンツ型おむつ、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衛生衣類、吸収性挿入物などが挙げられる。
いくつかの実施形態では、本発明は、例えば、伸縮可能なサイド部分、後側耳、ウエストバンド、及び/又は伸縮可能な外側カバーにおいて使用され得るものなどの伸縮性積層体を含む吸収性物品に関する。間にフィルムを接着結合させた2つの不織布を含む伸縮性積層体は、苛酷な機械的活性化に起因して新規のレベルの伸縮性及び弾性を達成し得る。機械的活性化は、弾性を付与するために積層体を変形させることを伴う。概して、活性化が苛酷であればあるほど、より高い伸縮性又は弾性が達成され得る。「苛酷な」とは、活性化中に適用される歪及び歪速度がより高いことを意味する。しかしながら、活性化が苛酷であればあるほど、ホール又は断裂が積層体のエラストマー性フィルム中に現れる可能性が高くなる。典型的には、不織布の変形は、エラストマー性フィルムの断裂を引き起こすのに十分な応力集中によって、歪エネルギーをフィルム層に移動させるように働く。
本発明のホットメルト接着剤は、本発明の不織布−フィルム−不織布積層体の極端な活性化及び伸長性を可能にしながら、ピンホールを作り出さないか、あるいは積層体の壊滅的な破損を有しない、いずれの接着剤であってもよい。ホットメルト接着剤は、緩慢な速度の結晶化を有するべきであり、この速度は、G’標準=[G’(t)−G’(0)]/[G’(inf)−G’(0)]として算出されるその標準化された貯蔵弾性率(標準化されたG’又はG’標準)によって測定され得、ここでinfは60分として選択される。
(a)1,4−ヘキサジエンなどの直鎖非環状ジエン;1,5−ヘプタジエン;及び1,6−オクタジエン、
(b)5−メチル−1,4−ヘキサジエンなどの分枝鎖非環状ジエン;3,7−ジメチル−1,6−オクタジエン;及び3,7−ジメチル−1,7−オクタジエン、
(c)4−ビニルシクロヘキセンなどの単環脂環式ジエン;1−アリル−4−イソプロピリデンシクロヘキサン;3−アリルシクロペンテン;4−アリルシクロヘキセン;及び1−イソプロペニル−4−ブテニルシクロヘキセン、
(d)ジシクロペンタジエンなどの多環脂環式縮合環及び架橋環ジエン;5−メチレン−2−ノルボルネンなどの、アルケニル、アルキリデン、シクロアルケニル、及びシクロアルキリデンノルボルネン;5−メチレン−6−メチル−2−ノルボルネン;5−メチレン−6,6−ジメチル−2−ノルボルネン;5−プロペニル−2−ノルボルネン;5−(3−シクロペンテニル)−2−ノルボルネン;5−エチリデン−2−ノルボルネン;及び5−シクロヘキシリデン−2−ノルボルネンが挙げられる。
不織布繊維ウェブなどの不織布材料ウェブは、機械的、熱的、又は化学的結合プロセスを使用して共に結合される個々の不織布構成要素層のシートを含み得る。不織布ウェブは、個々の繊維、溶融プラスチック、及び/又は可塑性フィルムから直接作製される平らな多孔質シートとして形成されてもよい。
本開示によると、伸縮性積層体は、2つの不織布層の間の弾性フィルムを含む。例示的なフィルムは、エラストマー性ポリマーであってもよい。エラストマー性ポリマーの非限定的な例としては、ホモポリマー、ブロックコポリマー、ランダムコポリマー、交互コポリマー、グラフトコポリマーなどが挙げられる。裂け目の広がりに対して抵抗性を示すフィルムに使用するのに特に好適なポリマーは、米国特許出願第13/026,533号及び同第13/673,277号、それぞれ弁理士整理番号第11993号及び第12647号に開示されるものなどのブロックコポリマーであり、このブロックコポリマーは、典型的には、各々がポリマーの特性に寄与する個別の繰り返し単位のブロック(又はセグメント)から作製されている。ブロックコポリマーが有用であると認識される理由の1つは、少なくともある程度は、コポリマーのブロックが、互いに共有結合し、優れた伸長性を提供するゴムドメインと、機械的な一体性(例えば、優れた機械的強度及び不必要な力緩和又は流れの回避)を提供するガラス状末端ブロックドメインと共にミクロ相分離構造を形成するからである。本明細書に用いるのに好適なブロックコポリマーは、エラストマー性特性及び熱可塑性特性の両方を示し得る。例えば、末端ブロックは、最終用途中に実施される温度(例えば、20℃〜40℃)で強健で剛性である機械的特性を示すドメインを形成し、ポリマー全体に剛性及び強度を加えることができる。かかる末端ブロックは、「硬ブロック」と言われることもある。中間ブロックは、エラストマーと関連する比較的大きな変形に適応し、材料が歪む(即ち、延伸する又は延出する)際の反発力を提供し得る。そのような中間ブロックは、「軟ブロック」又は「ゴム状ブロック」と称されることもある。本発明において使用するために好適なブロックコポリマーは、少なくとも1つの硬ブロック(A)と少なくとも1つの軟ブロック(B)とを含む。ブロックコポリマーは、多元ブロックを有してもよい。ある特定の実施形態では、ブロックコポリマーは、A−B−A三元ブロックコポリマー、A−B−A−B四元ブロックコポリマー、又はA−B−A−B−A五元ブロックコポリマーであってもよい。他の好適なコポリマーは、末端ブロックA及びA’を有する三元ブロックコポリマーを含み、ここで、A及びA’は、異なる化合物から得られる。特定の実施形態では、ブロックコポリマーは2つ以上の硬ブロック及び/又は2つ以上の軟ブロックを有してよく、それぞれの硬ブロックが同一又は異なるモノマーから誘導されてもよく、またそれぞれの軟ブロックが同一又は異なるモノマーから誘導されてもよい。
本発明の積層体は、噛み合いギア又はプレートを通して積層体を活性化する、増分的延伸を介して積層体を活性化する、リングロールによって積層体を活性化する、SELFing、テンターフレーム延伸(tenter frame stretching)によって積層体を活性化する、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積層体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。活性化は、ロッド、ピン、ボタン、構造化スクリーン若しくはベルト、又は他の好適な技術による繊維の永久的な機械的変位を伴う。トップシートの活性化及び結合のための好適な方法は、米国特許公開第2010/0310837号に開示されている。
図16は、本発明の後側耳積層体のための例示的な積層体化プロセスを示す。接着剤アプリケータ403は、接着剤を第1の不織布ウェブ404に塗布し、一方で、別の接着剤アプリケータ403は、接着剤を第2の不織布ウェブ405に塗布する。ホットメルト接着剤の型が何であれ、接着剤は、不織布ウェブへの塗布後直ちに冷え始める。不織布404及び405は、ニップ402で、その間に位置付けられた弾性フィルム401と共に1つにされる。接着剤は、それが弾性フィルムと共に積層体中に挟持された後に更に冷え、リングロールに向かうにつれて冷え続ける。不織布−フィルム−不織布積層体はその後、リングロール406に運ばれ、ここで積層体は活性化される。
吸収性物品のある特定の領域に関して伸縮性積層体の使用が提案されるが、伸縮性積層体は他の領域でも同様に使用され得ることが認識されるであろう。
ピンホール
伸縮性積層体を、20%の工学歪に延伸させて(例えば100mm幅の積層体を120mm幅に延伸させて)、ピンホールの存在について目視検査する。欠陥を、「ホール」又は「スポット」のいずれかとして、型によって分類する。「ホール」は、多層フィルムが、ホール又は裂け目の視覚的外観を伴う完全な破損を有する積層体のエリアとして定義される。「スポット」は、多層化フィルムの一部であるがすべてではない層におけるホール又は裂け目の視覚的外観を伴う、フィルムの部分的な破損を有する積層体のエリアとして定義される。各ホールの最大寸法は、拡大下で(例えば、LUXO,Elmsford,NY,10523から入手可能な照明付き拡大鏡KFM 17113を使用して)、20%の工学歪に延伸させた多層積層体を用いて、スチール製定規によって測定する。ホールを、極小(≦0.5mm)、小(>0.5mmかつ≦1mm)、中(>1mmかつ≦2mm)、大(>2mmかつ<3mm)、及び特大(>3mm)というように、ホールの最大寸法の長さに基づいてサイズによって分類する。十分な材料が利用可能であるときに、材料の1平方メートル当たりのホールの数(ホール/m2)を算出することができる。例えば、各々100mm×100mmの寸法を持つ20個のサンプルは、0.2m2の合計総面積を有する。20個のサンプルにおけるホールの総数に5を乗じて、ホール/m2の数を算出することができる。
本方法を使用して、多層積層体の力対工学歪曲線を決定する。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。
工学歪率=工学歪*100%
モードIのT型剥離引張試験方法は、室温(23℃±2℃)にて行う。試験する材料は、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。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。
この方法を使用して、消費者が積層体を含む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フィットするかを決定するのに使用される。
(1)緩み調整: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させる。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、指定された工学歪率(即ち、工学歪=130%)を達成するまでクロスヘッドを移動させる。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、%工学歪=((59.80/26.00)−1)*100=130%である。
(3)指定された工学歪率(即ち、工学歪=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、工学歪を0%の工学歪まで低下させる(即ち、調節されたゲージ長までグリップを戻す)。
(5)0%工学歪で、60秒間サンプルを保持する。(セグメント1〜5でサイクル1が完了する)
(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。
直上の2サイクルヒステリシス試験を参照のこと。
歪回復率試験(PSRT)を使用して、材料が変形後にどのように回復するのかを定量化する。これは、それが活性化後の歪(例えば、活性化によって材料の寸法がどのように変化するのか)に関係するためである。上記の2サイクルヒステリシス試験を、(1)指定の最大工学歪での工程3における30秒間の保持を除くことによって、及び(2)活性化に使用する歪と同様のより高い歪を含むいくつかの最大工学歪率(100%、200%、245%、及び324%)で材料を試験することによって、修正した。新たなサンプルを、試験した各最大工学歪率に使用する。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)。結果を報告し、以下の等式を使用して歪の回復のパーセント(PRS)を算出する。
PRS=100×[1−(歪率/最大工学歪率)]
冷却時のG’動態の動的機械分析(DMA)決定のための設備:
以下に記載のTA InstrumentsによるDHR3レオメーター
レオメーター:
冷却中及び冷却後のG’対時間の分析のための試験セットアップは、本明細書に記載のTA InstrumentsによるDHR3 Rheometerを利用する。実質的に同一の試験結果が得られる他のレオメーターが市場で入手可能である。図17は、レオーメーター(400)の概略図を提供する。このレオメーターは、接着剤に振動剪断応力を適用し、生じる歪(剪断変形)応答を一定温度において測定することが可能である。このレオメーターは、小振幅の振動応力を適用して、接着剤の線形粘弾性領域内で一定の振動歪(例えば、10ラジアン/秒で0.05%)を達成することが可能である。このレオメーターは、間隙(H)を調整することによって、軸方向力(垂直力)を制御して、軸方向応力を低く(0.0N+/−0.1N)保ち、冷却中のサンプルの軸方向の熱収縮を補償することが可能である。計器は、ペルチエ素子によって制御することができる温度に依存して、得られる貯蔵弾性率、損失弾性率、及び応力と歪との間の移相(損失因子)の測定を可能にする。ペルチエ素子は、下部固定プレート(410)、及び10mmの半径Rを有する上部プレート(420)として作用し、これはモータの駆動軸に接続され、適用振動剪断応力を生成する。両プレート間の150℃での初期間隙は、1000ミクロンの高さHを有する。下部固定プレート(410)は、プレート及びサンプルの温度を決定するために、並びにペルチエ素子によって材料の温度(±0.5℃)を制御するために温度プローブを援用する。
研究室のオーブン中で1時間、(接着剤の型に応じて)150℃〜175℃で接着剤を均質化する。接着剤の適当な混合を確実にするために時折撹拌するが、気泡の形成は避ける。オーブン中での均質化後、冷却のためにサンプルをシリコーン紙上に注ぎ入れる。材料を室温に冷却した後、試験のために約0.4gの接着剤を秤量し、材料をペルチエプレート上に置く。
ペルチエプレート上で接着剤を150℃(必要な場合はそれ以上)で融解させる。接着剤が完全に融解したらすぐに、上部プレートを1000ミクロンの間隙まで下げ、接着剤融解物と適当に接触させる。過剰な材料を除去し、温度を測定開始温度(積層体化プロセス適用温度に応じて、例えば150℃)に設定する。
以下の等式を使用して、標準化された貯蔵弾性率
100Nのロードセルを持つMTS Reliance Tensile Tester。
サンプルサイズ:幅25.4mm、長さ31.8mmの矩形。
標点距離は25.4mmに設定、
クロスヘッド速度は4.233mm/秒に設定。
時間、クロスヘッド変位、及びロードデータを、変位1mm当たり10ポイントを生成した均等な速度で収集した。
Claims (12)
- 第1の不織布、第2の不織布、及び、それらの間の弾性フィルム、を含む少なくとも1つの伸縮性積層体を含む吸収性物品であって、
前記第1及び第2の不織布の各々は、ホットメルト接着剤によって前記フィルムに接着結合され、
前記フィルムは、60マイクロメートル以下の厚さであり、
前記不織布のうちの少なくとも1つは、スパンボンドされ、
前記積層体は、最低290%の適用された歪及び850/秒の最低歪速度で活性化され、
前記積層体は、ピンホールを実質的に含まず、
活性化が、前記接着剤がその標準化された弾性率G’の95%を達成する前に発生する、吸収性物品。 - 第1の不織布、第2の不織布、及び、それらの間の弾性フィルム、を含む少なくとも1つの伸縮性積層体を含む吸収性物品であって、
前記第1及び第2の不織布の各々は、ホットメルト接着剤によって前記フィルムに接着結合され、
前記フィルムは、60マイクロメートル以下の厚さであり、
前記不織布のうちの少なくとも1つは、スパンボンドされ、
前記積層体は、最低290%の適用された歪及び850/秒の最低歪速度で活性化され、
前記積層体は、ピンホールを実質的に含まず、
活性化が、前記接着剤がその標準化された弾性率G’の85%を達成する前に発生する、吸収性物品。 - 前記ホットメルト接着剤は、ポリオレフィン系である、請求項1または2に記載の吸収性物品。
- 少なくとも1つの伸縮性積層体を含む、サイドパネル、外側カバー、後側耳、及び、ウエストバンド、からなる群のうちの少なくとも1つを更に含む、請求項1または2に記載の吸収性物品。
- 前記第2の不織布は、毛羽立てられている、請求項1または2に記載の吸収性物品。
- 前記積層体は、最低300%の適用された歪によって活性化される、請求項1または2に記載の吸収性物品。
- 前記積層体は、1000/秒の最低歪速度で活性化される、請求項1または2に記載の吸収性物品。
- 前記接着剤が前記不織布に塗布された1分後に測定された前記接着剤のG’標準が、最大で0.2である、請求項1または2に記載の吸収性物品。
- 伸縮性積層体を作製する方法であって、
第1及び第2の不織布を提供する工程であって、前記不織布のうちの少なくとも1つがスパンボンドされる、という工程と、
60マイクロメートル以下の厚さの弾性フィルムを提供する工程と、
前記弾性フィルムを前記第1の不織布と前記第2の不織布との間に接着結合して、伸縮性積層体を創出する工程と、
前記積層体を、最低290%の適用された歪及び850/秒の最低歪速度で活性化する工程と、を含み、
前記活性化された積層体は、ピンホールを実質的に含まず、
活性化が、前記接着剤がその標準化された弾性率G’の95%を達成する前に発生する、方法。 - 伸縮性積層体を作製する方法であって、
第1及び第2の不織布を提供する工程であって、前記不織布のうちの少なくとも1つがスパンボンドされる、という工程と、
60マイクロメートル以下の厚さの弾性フィルムを提供する工程と、
前記弾性フィルムを前記第1の不織布と前記第2の不織布との間に接着結合して、伸縮性積層体を創出する工程と、
前記積層体を、最低290%の適用された歪及び850/秒の最低歪速度で活性化する工程と、を含み、
前記活性化された積層体は、ピンホールを実質的に含まず、
活性化が、前記接着剤がその標準化された弾性率G’の85%を達成する前に発生する、方法。 - 前記接着剤は、ホットメルトであり、かつポリオレフィン系である、請求項9または10に記載の方法。
- 前記伸縮性積層体は、サイドパネル、外側カバー、後側耳、及び、ウエストバンド、からなる群のうちの少なくとも1つとして吸収性物品中に組み込まれる、請求項9または10に記載の方法。
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