JP6929855B2 - 高分子量超吸収性固定化剤を備えた吸収性コア - Google Patents

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Description

本発明は、概して、吸収性物品に用いられる吸収性コアに関し、より詳細には、高分子量ポリマーを含む超吸収性固定化剤を備える吸収性コアに関する。
尿又は糞便等の身体排泄物を受け取って保持するための使い捨て吸収性物品が、当該技術分野において一般に既知である。これらの例としては、使い捨ておむつ、トレーニングパンツ、及び成人失禁用物品が挙げられる。典型的に、使い捨ておむつは、着用者の身体に面する液体透過性トップシートと、着用者の衣類に面する液体不透過性バックシートと、液体透過性トップシートとバックシートとの間に介在する吸収性コアと、を含む。
使い捨て吸収性物品の重要な成分は、吸収性コア構造体である。吸収性コア構造体は、典型的には、吸収性ゲル化材料(AGM)、又は超吸収性ポリマー(SAP)とも称される、ヒドロゲル形成ポリマー材料等の吸収性ポリマー材料を含む。この吸収性ポリマー材料は、多量の体液、例えば尿を、吸収性物品の使用中に当該吸収性物品によって吸収し、閉じ込めることができるようにし、それによって再湿潤の低減、及び皮膚の良好な乾燥状態を提供する。
吸収性ポリマー材料は従来、セルロース又はセルロース繊維を有する吸収性コア構造体に組み込まれる。ここで、より薄い吸収性コア構造体は、これらのセルロース繊維を吸収性コア構造体から低減又は除去することにより製造することができ、このコア構造体は依然として、多量の排出体液、特に尿を取得し保持することができる。この吸収性コア構造体の機械的安定性を維持するために、超吸収性固定化剤(SI)が、吸収性ポリマー材料を安定化させるために加えられ得る。場合によっては、このSIは繊維化された構造体であり得る。この繊維化された構造体は接着性であってよく、すなわち、ベースポリマーと共に、例えば粘着剤、可塑剤、油、及び/又はろうなどの他の材料を有する材料であり得る。しかしながら、繊維化接着剤中のベースポリマー以外のこれらの添加材料は、製品使用中に移動して不安定化の問題を生じることがあり、これは物品の性能及び消費者の印象に悪影響をもたらし、機能を維持するためにより多くの接着剤を使用する必要が生じる。よって、コアに繊維化接着剤を使用すると、吸収性物品のコストを追加することになり、管理が必要な安定性の問題を生じる。よって、超吸収性ポリマー材料を固定化するのに使用される組成物中の添加材料を低減又は除去する必要性が存在する。したがって、より低価格で、かつ吸収性コアの安定性を高めることができる、超吸収性ポリマーのための固定化剤の必要性が存在する。
吸収性コアを含む吸収性物品であって、この吸収性コアは超吸収性ポリマー材料及び超吸収性固定化剤を含む。この超吸収性固定化剤は、本明細書に記述されたゲル浸透クロマトグラフィー法を使用して測定されたとき、少なくとも約10kg/モルのピーク分子量を有するポリマーを少なくとも1つ含み、少なくとも約10kg/モルのピーク分子量をそれぞれ有する組み合わせポリマーは、少なくとも約50重量%の超吸収性固定化剤を含む。
本発明の一実施形態によるおむつの平面図である。 図1の断面線2−2に沿った、図1に示すおむつの断面図である。 本発明の一実施形態による吸収性コア層の部分断面図である。 本発明の別の一実施形態による吸収性コア層の部分断面図である。 図3に図示する吸収性コア層の平面図である。 本発明の一実施形態による第2の吸収性コア層の平面図である。 図5及び図6に図示する第1の吸収性コア層と第2の吸収性コア層との組み合わせを含む吸収性コアの部分断面図である。 図5及び図6に図示する第1の吸収性コア層と第2の吸収性コア層との組み合わせを含む吸収性コアの部分断面図である。 図7a及び図7bに図示する吸収性コアの平面図である。 本発明の一実施形態による吸収性コアの作製プロセスの略図である。 一部の層を部分的に除去した、本発明による吸収性コアの平面図である。 図10の線2−2に沿った、コアの横断面図である。 吸収性コアが液体の吸収後に膨潤した際の、図10の線2−2に沿った、物品の横断面図を示す。 場合により用いられる吸収性層の2層構造を示す、図10の線3−3に沿った、コアの長手方向断面図である。 図13の一部の拡大図である。
定義
「吸収性物品」とは、身体の排出物を吸収して収容する装置を指し、より具体的には、身体から排出される種々の排出物を吸収して収容するために、着用者の身体に接して、又はその近傍に配置される装置を指す。吸収性物品としては、おむつ、トレーニングパンツ、成人用失禁用下着、女性用衛生製品、母乳パッド、介護用マット、よだれ掛け、創傷包帯製品等を挙げることができる。本明細書で使用するとき、用語「体液」又は「身体排出物」には、これらに限定されるものではないが、尿、血液、膣分泌物、母乳、汗、及び糞便が含まれる。
「吸収性コア」又は「吸収性構造体」とは、吸収性物品によって受容した液体を吸収し、封じ込めるために、吸収性物品のトップシートとバックシートとの間に典型的に配設される構造体を意味し、1つ以上の基材と、1つ以上の基材上に配設された吸収性ポリマー材料と、吸収性粒子状ポリマー材料を1つ以上の基材上に固定化するための、吸収性粒子状ポリマー材料上及び1つ以上の基材の少なくとも一部の上の、例えば超吸収性固定化剤などの熱可塑性組成物と、を含んでもよい。多層吸収性コアにおいて、吸収性コアはカバー層を含んでもよい。1つ以上の基材及びカバー層は、不織布を含んでもよい。更に、吸収性コアは、実質的にセルロースを含まなくてもよい。吸収性コアは、吸収性物品の捕捉システム、トップシート、又はバックシートを含まない。特定の実施形態では、吸収性コアは、1つ以上の基材、吸収性ポリマー材料、繊維化された構造体であり得る超吸収性固定化剤、及び任意にカバー層から本質的になることができる。
「吸収性粒子状ポリマー材料」は、乾燥状態で流動性であるような微粒子形態である吸収性ポリマー材料を指すように本明細書で使用される。
本明細書で使用するとき、「吸収性粒子状ポリマー材料領域」は、第1の基材及び第2の基材が多数の超吸収性粒子によって隔てられたコアの領域を指す。図8では、吸収性粒子状ポリマー材料領域の境界は、重なり合った円の外周によって画定される。第1の基材と第2の基材との間のこの外周の外側にはいくつかの外部の超吸収性粒子が存在してもよい。
「エアフェルト」は、本明細書において、セルロース繊維の一形態である粉砕木材パルプを指すのに使用される。
「含む(comprise)」、「含む(comprising)」、及び「含む(comprises)」は、非限定的な用語であり、それぞれが、後に続くもの(例えば、成分)の存在を特定するが、他の特徴(例えば、当該技術分野において既知であるか、又は本明細書に開示される要素、工程、成分)の存在を除外するものではない。
本明細書において「本質的に〜からなる」とは、例えば特許請求の範囲におけるもの等の発明の主題の範囲を、特定の材料又は工程、及び発明の主題の基本的かつ新規の特徴に実質的に影響を及ぼさないものに限定するために使用される。
「使い捨て」は、通常の意味では、様々な期間にわたる使用事象の限定された回数、例えば、約20回未満事象、約10回未満の事象、約5回未満の事象、若しくは約2回未満の事象後に、処分されるか又は廃棄される物品を意味するのに使用される。
「おむつ」とは、一般的に、幼児及び失禁症状のある人によって、着用者の腰部及び脚部を取り巻くように下部胴体の周りに着用され、かつ尿及び糞便を受容し収容するように特別に適合された吸収性物品を指す。本明細書で使用するとき、「おむつ」という用語はまた、以下で定義されている「パンツ」も含む。
「繊維」及び「フィラメント」は、互換的に使用される。
本明細書で使用するとき、「繊維化された構造体」は、それからストランド又は網状構造体が形成され、これらが乾燥及び湿潤状態の両方において超吸収性材料を固定化することを目的として超吸収性材料に適用される、ポリマー組成物を含むものとして理解される。本発明の繊維化された構造体は、超吸収性材料を覆った、周りを包んだ、及び/又はその間に挟まった、繊維性網状組織を形成する。
「不織布」は、摩擦、並びに/又は粘着及び/若しくは接着により接合された一方向又は不規則に配向された繊維の製造されたシート、ウェブ、又はバットであるが、紙と、追加的に縫製されているかどうかを問わず、織製、編製、タフト加工、からみ糸若しくはフィラメントを組み込んだステッチボンド加工、又は湿式ミリングによるフェルト加工された製品と、を除く。繊維は、天然物由来であっても人工物由来であってもよく、ステープル若しくは連続フィラメントであっても、又はその場で形成されたものであってもよい。市販の繊維は、約0.001mm未満〜約0.2mmを上回る範囲の直径を有し、短繊維(ステープル又はチョップドとして知られる)、連続単繊維(フィラメント又はモノフィラメント)、撚り合わせていない連続フィラメントの束(トウ)、及び撚り合わせた連続フィラメントの束(織り糸)のいくつかの異なる形態で売られている。不織布繊維は、メルトブロー法、スパンボンド法、溶剤紡糸法、電界紡糸法、及びカード法等、多くのプロセスによって形成することができる。不織布の坪量は、通常、1平方メートル当たりのグラム数(gsm)で表される。
「パンツ」又は「トレーニングパンツ」は、本明細書で使用するとき、乳児又は成人の着用者に合わせて設計された腰部開口部と脚部開口部とを有する使い捨て衣類を指す。パンツは、着用者の脚を脚部開口部内に挿入し、パンツを着用者の下部胴体の周囲の位置にまでずらすことによって、着用者上の適所に配置され得る。パンツは、限定されないが、再締着可能及び/又は再締着不可能な接合(例えば、縫合、溶接、接着剤、粘着性接合材、締着具等)を使用して、物品の部分を一緒に結合することを含む任意の好適な手技によって予備形成されてもよい。パンツは、物品の外周に沿った任意の位置において予備成形することができる(例えば、側面締着、前腰部締着)。用語「パンツ(単数又は複数)」が本明細書では使用されるが、パンツは一般に「密閉型おむつ」、「事前締着型おむつ」、「プルオン型おむつ」、「トレーニングパンツ」、及び「おむつパンツ」とも呼ばれる。
本明細書で使用するとき、用語「実質的に」とは、一般に同一又は一様ではあるが、規定の特性、定義等からの軽微な変動が許容されるか変動があることを意味する。例えば、本明細書に記載される測定された特性(例えば粘度、融点等)における測定可能又は測定不可能な小さな変動が、人的誤差又は方法の精度から生じる可能性がある。その他の変動は製造工程における固有の偏差、配合物の熱履歴等によって引き起こされる。それでも、本発明の組成物は、報告されているような特性を実質的に有すると言ってよい。
本明細書で使用するところの「実質的にセルロースを含まない」とは、10重量%未満のセルロース繊維、5重量%未満のセルロース繊維、1重量%未満のセルロース繊維を含むか、まったくセルロース繊維を含まないか、あるいはごく微量のセルロース繊維しか含まない吸収性コアなどの物品のことを述べるのに使用される。微量のセルロース系材料は、吸収性コアの薄さ、可撓性、又は吸収力に実質的に影響を与えない。
本明細書で使用するとき、用語「基材」とは、少なくとも部分的に又は全体的に固化した繊維又は平坦な表面を有する、任意の品目を意味する。場合によっては、ある単一の基材を2つ又はそれ以上の基材として称されるように配置されてよく、例えば、折り畳まれたフィルム又は折り畳まれた不織布、あるいは折り重ねられたボール紙の2面であってよく、この2面は接着剤で合わせて接合される。基材は、不透過性、透過性、多孔質、又は非多孔質であってよい。
「超吸収性ポリマー材料」、「吸収性ポリマー材料」、「吸収性ゲル材料」、「AGM」、「超吸収体」、及び「超吸収性材料」とは、本明細書で互換的に使用され、遠心分離保持容量試験(Edana 441.2−01)を使用して測定されたときに、0.9%食塩水溶液をその重量の少なくとも5倍吸収可能な架橋されたポリマー材料を指す。
「超吸収性固定化剤」又は「SI」とは、乾燥状態と湿潤状態との両方において、超吸収性材料を固定化する目的で、超吸収性材料に適用される組成物を意味する。SIは、例えば、マイクロファイバー又はナノファイバーを備えた繊維化された構造体であってよく、あるいは、フィルム、分離した材料の小塊、又はその他の形状であってもよい。
物品
図1は、本発明の特定の実施形態によるおむつ10のような物品の平面図である。おむつ10は、その平に広げられた非収縮(即ち、弾性による収縮がない)状態で示され、おむつ10の一部は、おむつ10の下層構造をより明瞭に示すために切り取られている。着用者に接触するおむつ10の部分は、図1において観察者の方を向いている。おむつ10は、概して、シャーシ12と、シャーシ内に配置される吸収性コア14と、を含み得る。
図1におけるおむつ10のシャーシ12は、おむつ10の本体を含み得る。シャーシ12は、液体透過性であり得るトップシート18、及び/又は液体不透過性であり得るバックシート20を含む外側カバー16を含んでもよい。吸収性コア14は、トップシート18とバックシート20との間に包まれていてもよい。シャーシ12は、サイドパネル22と、弾性レッグカフ24と、弾性腰部機構26と、を更に含んでもよい。
レッグカフ24及び弾性腰部機構26はそれぞれ、典型的には、弾性部材28を含んでいてもよい。おむつ10の一方の端部は、おむつ10の第1の腰部領域30として構成することができる。おむつ10の反対側の端部は、おむつ10の第2の腰部領域32として構成されてもよい。おむつ10の中間部分は、第1の腰部領域30と第2の腰部領域32との間に長手方向に延びる股部領域34として構成することができる。腰部領域30及び32は、着用者の腰部の周りでギャザーを寄せて、改善されたフィット性及び封入性をもたらすように、弾性要素を含んでもよい(弾性腰部機構26)。股部領域34は、おむつ10が装着されるときに着用者の脚部の間に概ね位置付けられる、おむつ10の部分である。
おむつ10は、その長手方向軸36及びその横断方向軸38を有して図1に描かれている。おむつ10の外周40は、長手方向縁部42がおむつ10の長手方向軸36に概ね平行に延び、終縁部44がおむつ10の横断方向軸38に概ね平行に長手方向縁部42間に延びる、おむつ10の外側縁部によって画定される。シャーシ12は締結システムも含んでもよく、この締結システムは、少なくとも1つの締結部材46と、少なくとも1つの格納されたランディングゾーン48と、を含んでもよい。
また、おむつ10は、当該技術分野において既知のその他の機構(前及び後耳パネル、腰部キャップ機構、弾性体など)を含み、フィット性、封入性、美的特性を向上させてもよい。そのような追加機構は当該技術分野において周知であり、例えば、米国特許第3,860,003号及び同第5,151,092号に記載されている。
おむつ10を着用者の周囲の所定位置に保持するために、第1の腰部領域30の少なくとも一部は、締着部材46によって第2の腰部領域32の少なくとも一部に締着されて、脚部開口部(単数又は複数)及び物品の腰部を形成してもよい。締結されると、締着装置が物品の腰部周辺の引張荷重を支える。締結システムは、物品のユーザーが、締結部材46等の締結システムの1つの要素を持ち、少なくとも2箇所で第1の腰部領域30を第2の腰部領域32に接続することを可能にする。これは、締結デバイス要素間の接合強度の操作により達成され得る。
特定の実施形態によると、おむつ10は、再閉鎖可能な締結装置を備えてもよく、あるいは、パンツ型おむつの形態で提供されてもよい。吸収性物品がおむつである場合、吸収性物品は、おむつを着用者に固定するためにシャーシに結合された再閉鎖可能な締結システムを含んでもよい。吸収性物品がパンツ型のおむつである場合、物品は、シャーシに及び互いに結合されてパンツを形成する少なくとも2つのサイドパネルを含んでもよい。締結システム及びその任意の成分は、限定するものではないが、プラスチック、フィルム、発泡体、不織布、織布、紙、積層体、繊維強化プラスチック等、又はこれらの組み合わせを含む、こうした用途に適した任意の材料を含み得る。特定の実施形態では、締結デバイスを構成する材料は、可撓性であってよい。可撓性により、締結装置を体の形状に適合させることができるため、締結装置が着用者の皮膚に刺激を与えたり傷をつけたりする可能性を低減させることができる。
一体型吸収性物品のために、シャーシ12及び吸収性コア14は、複合的なおむつ構造を形成するために付加される他の要素と共に、おむつ10の本体構造を形成することができる。トップシート18、バックシート20、及び吸収性コア14を様々な周知の構成で組み立ててもよいが、好適なおむつの構成は、概して、Roeらに付与された1996年9月10日発行の米国特許第5,554,145号、表題「Absorbent Article With Multiple Zone Structural Elastic−Like Film Web Extensible Waist Feature」、Buellらに発行された1996年10月29日発行の米国特許第5,569,234号、発明の名称「Disposable Pull−On Pant」、及びRoblesらに発行された1999年12月21日発行の米国特許第6,004,306号、発明の名称「Absorbent Article With Multi−Directional Extensible Side Panels」に記載されている。
図1のトップシート18は、全体的に又は部分的に伸縮性を有してもよく、又はトップシート18と吸収性コア14との間に隙間が形成されるように短縮させてもよい。弾性を有する又は短縮されたトップシートを含む代表的な構造が、米国特許第5,037,416号及び同第5,269,775号により詳細に記載されている。
トップシートは、柔軟であり、柔らかな感触であり、着用者の皮膚に刺激を与えないものであり得、かつ1つ以上の方向において弾性的に伸縮性であってもよい。更に、トップシートは、液体透過性であってよく、その厚さを通して液体(例えば、経血、尿、及び/又は流動状の糞便)が浸透することができる。様々なトップシートは、例えば、体液が身体から排泄される際に、これらの流体をシャーシの吸収性コア内に引き込むように構成されている親水性材料を更に含んでもよい。好適なトップシートは、広範な材料、例えば、織布及び不織布材料、有孔若しくはハイドロフォーミングされた熱可塑性フィルム、有孔不織布、多孔質発泡体、網状発泡体、網状熱可塑性フィルム、並びに/又は熱可塑性スクリムから製造され得る。好適な有孔フィルムは、米国特許第3,929,135号、同第4,324,246号、同第4,342,314号、同第4,463,045号、同第5,006,394号、同第5,628,097号、同第5,916,661号、同第6,545,197号、及び同第6,107,539号に記載されているものを含むことができる。
有孔フィルム又は不織布トップシートは、典型的には、排泄物に対して透過性であるが、非吸収性であり、流体がトップシートを通って戻り着用者の皮膚を再度濡らす傾向を低減することができる。好適な織布及び不織布材料は、天然繊維、例えば、木質繊維若しくは綿繊維、合成繊維等、例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、若しくはポリエチレン繊維等、又はこれらの組み合わせを含み得る。トップシートが繊維を含む場合、当該技術分野において一般的に既知であるように、繊維は例えば、スパンボンド、カード、ウェットレイド、メルトブローン、水流交絡、ないしは別の方法で処理されてよい。
トップシートはスキンケアローションを含んでもよい。好適なローションの例としては、限定されるものではないが、米国特許第5,607,760号、同第5,609,587号、同第5,635,191号、同第5,643,588号、及び同第5,968,025号に記載されているもの、並びに米国特許出願第61/391,353号に記載されているもの、並びに米国特許出願公開第2014−0257216号に記載されているものが挙げられる。これらの組成物以外に、吸収性物品は、米国特許出願公開第2014/0274870号に記載されているもののような可溶性のシクロデキストリン誘導体を含んでもよい。
更に、本開示のトップシートは、米国特許第7,410,683号に開示されているタフト付きラミネートウェブであってもよく、及び/又は、国際出願日2014年8月6日のPCT/CN2014/083769号に開示されている有孔ウェブであってもよい。
一実施形態では、トップシートは、米国特許第7,163,528号に記載されているように深さの知覚を創り出すように、図形を含んでもよい。他の実施形態では、トップシートは、米国特許出願第14/680,426号又は同第14/634,928号に記載されているように、捕捉層とトップシートが一体となったものであってもよい。
一実施形態では、吸収性物品はバックシートを含み得る。バックシートは、流体又は身体滲出物(例えば、経血、尿、及び/又は流動状の糞便)に対して不透過性又は少なくとも部分的に不透過性であってもよく、薄いプラスチックフィルムから製造されてもよいが、他の可撓性の液体不透過性材料が使用されてもよい。バックシートは、吸収性物品の吸収性コアに吸収され封じ込められた身体滲出物又は流体が、吸収性物品と接触する物品(例えば、ベッドシーツ、パジャマ、衣類、及び/又は下着)を濡らすことを防ぐことができる。バックシートは、織布若しくは不織布材料、ポリエチレン若しくはポリプロピレンの熱可塑性フィルム等のポリマーフィルム、並びに/又は、フィルム及び不織布材料を含む(例えば、内側フィルム層及び外側不織布層を有する)多層若しくは複合材料を含んでもよい。好適なバックシートは、約0.012mm(0.5ミル)〜約0.051mm(2.0ミル)の厚さを有するポリエチレンフィルムを含み得る。ポリエチレンフィルムの例としては、Clopay Corporation(Cincinnati,Ohio)によって製品名BR−120及びBR−121にて、並びにTredegar Film Products(Terre Haute,Ind)によって製品名XP−39385にて製造されるものがある。
バックシートに好適な1つの材料は、約0.012mm(0.50ミル)〜約0.051mm(2.0ミル)の厚さを有し、例えばポリエチレン又はポリプロピレンを含む、液体不透過性熱可塑性フィルムであり得る。典型的には、バックシートは、約5g/m2〜約35g/m2の坪量を有し得る。バックシートは、典型的には、吸収性コアの外側表面に隣接して位置付けられ、吸収性コアの外側表面に接合することが可能である。例えば、バックシートは、接着剤の均一な連続層、接着剤のパターン層、又は接着剤の別個の線、螺旋、若しくは点の配列によって、吸収性コアに固着されてもよい。例示的であるが非限定的な接着剤としては、H.B.Fuller Company(St.Paul,Minn.,U.S.A.)によって製造され、HL−1358Jとして市販されている接着剤が挙げられる。接着剤のフィラメントのオープンパターンネットワークを含む好適な取り付け装置の例は、米国特許第4,573,986号に開示されている。螺旋模様に渦を巻く接着剤フィラメントのいくつかの線を含む別の好適な取り付け装置は、米国特許第3,911,173号、同第4,785,996号、及び同第4,842,666号に示される装置及び方法により例示されている。あるいは、取り付け装置は、熱結合、圧力結合、超音波結合、動的機械的結合、若しくはその他の任意の好適な取り付け装置、又はこれらの取り付け装置の組み合わせを含んでもよい。
一実施形態では、バックシートは、より布様の外観を提供するために、エンボス加工及び/又はつや消し仕上げされてもよい。更に、バックシートは、吸収性物品の吸収性コアから蒸気を逃がす(すなわち、バックシートは通気性である)一方で、依然として流体又は身体滲出物がバックシートを通過することを防ぐか、又は少なくとも阻止することができる。一実施形態において、バックシートの大きさは、例えば、吸収性物品の大きさ、及び形成される吸収性物品の設計又は構成によって決定され得る。
バックシート20は、トップシート18に接合されてもよい。好適なバックシートフィルムとしては、Tredegar Industries Inc.(Terre Haute,Ind.)製の、商品名X15306、X10962、及びX10964で販売されるものが挙げられる。他の好適なバックシート材料としては、蒸気をおむつ10から逃がす一方で液体滲出物がバックシート10を通過するのを依然として防止する通気性材料を挙げることができる。代表的な通気性材料としては、織布ウェブ、不織布ウェブ、フィルムコーティング不織布ウェブなどの複合材料、並びにESPOIR NOの呼称で日本の三井東圧株式会社により製造されているミクロ孔質フィルム及びEXXAIREの名称でEXXON Chemical Co.(Bay City,Tex.)により製造されているようなミクロ孔質フィルムなどの材料を挙げることができる。ポリマーブレンドを含む好適な通気性複合材料は、名称HYTRELブレンドP18−3097として、Clopay Corporation(Cincinnati,OH)から入手可能である。このような通気性複合材料は、E.I.DuPontの名前で1995年6月22日に公開されたPCT国際公開第WO 95/16746号により詳細に記載されている。不織布ウェブ及び孔あき成形フィルム等の他の通気性バックシートについては、1996年11月5日にDobrinらに対して発行された米国特許第5,571,096号に記載されている。
特定の実施形態では、本発明のバックシートは、WSP70.5(08)に従って37.8℃及び相対湿度60%で測定して、約2000g/24h/m超、約3000g/24h/m超、約5000g/24h/m超、約6000g/24h/m超、約7000g/24h/m超、約8000g/24h/m超、約9000g/24h/m超、約10000g/24h/m超、約11000g/24h/m超、約12000g/24h/m超、約15000g/24h/m超の水蒸気透過率(WVTR)を有し得る。
図2は、図1の断面線2−2に沿った図1の断面図を示す。おむつ10は、着用者に面する側から順に、トップシート18、吸収性コア14の成分、及びバックシート20を含むことができる。特定の実施形態によると、おむつ10はまた、液体透過性トップシート18と吸収性コア14の着用者に面する側との間に配設される捕捉システム50を含んでもよい。捕捉システム50は、吸収性コアと直接接触してもよい。捕捉システム50は、単一層、又は着用者の皮膚に面する上部捕捉層52及び着用者の衣類に面する下部捕捉層54などの多層を含んでもよい。特定の実施形態によれば、獲得システム50は尿の放出等の大量の液体を受容する機能を有してもよい。換言すれば、捕捉システム50は、吸収性コア14が液体を吸収できるまで液体の一時的なリザーバとしての役割を果たすことができる。
特定の実施形態では、捕捉システム50は、化学的に架橋されたセルロース繊維を含んでもよい。このような架橋されたセルロース繊維は、所望の吸収特性を有し得る。代表的な化学的に架橋されたセルロース繊維については、米国特許第5,137,537号に開示されている。特定の実施形態によると、架橋されたセルロース繊維は、捲縮、撚糸、若しくはカールさせるか、又は捲縮、撚糸、及びカールさせることを含むこれらの組み合わせを行うことができる。
特定の実施形態では、上部捕捉層52及び下部捕捉層54の一方又は両方は、親水性であり得る不織布を含んでもよい。更に、特定の実施形態によれば、上部捕捉層52及び下部捕捉層54の一方又は両方は、化学的に架橋されたセルロース繊維を含んでもよく、これらは不織布材料の一部を形成しても形成しなくてもよい。例示的な実施形態によると、上部捕捉層52は、架橋されたセルロース繊維を有しない不織布を含んでもよく、下部捕捉層54は、化学的に架橋されたセルロース繊維を含んでもよい。更に、ある実施形態によると、下部捕捉層54は、天然又は合成ポリマー繊維等の他の繊維と混合された、化学的に架橋されたセルロース繊維を含んでもよい。例示的な実施形態によると、このような他の天然又は合成ポリマー繊維としては、表面積の大きな繊維、熱可塑性結合繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、PET繊維、レーヨン繊維、リオセル繊維、及びこれらの混合物を挙げることができる。特定の実施形態によると、下部捕捉層54は、全乾燥重量を有し、架橋されたセルロース繊維は、上部捕捉層において乾燥重量基準で下部捕捉層54の約30重量%〜約95重量%の量で存在しており、また、その他の天然又は合成ポリマー繊維は、下部捕捉層54において乾燥重量基準で下部捕捉層54の約70重量%〜約5重量%の量で存在している。
特定の実施形態によると、下部捕捉層54は、望ましくは高い流体吸い上げ能力を有する。流体吸い上げは、吸収性材料1グラム当たりに吸収された流体のグラムで測定され、「最大吸い上げ」値によって表される。したがって、高い流体吸い上げは、材料の高い能力に対応しており、捕捉材料により吸収されるべき流体の完全な捕捉を確実にするので有益である。例示的な実施形態によると、下部捕捉層54は、約10g/gの最大吸い上げを有する。
上部捕捉層52及び下部捕捉層54に好適な不織布材料としては、スパンボンド層と、メルトブロー層と、更なるスパンボンド層と、を含むSMS材料が挙げられるが、これに限定されない。特定の実施形態では、永久的に親水性の不織布、特に耐久的に親水性のコーティングを有する不織布が望ましい。更なる好適な実施形態は、特に、カード不織布、スパンボンド不織布(「S」)、メルトブローン不織布(「M」)、及びこれらのうちのいずれかの積層体等の不織布ウェブから形成されてもよい。例えば、スパンメルトポリプロピレン不織布が好適であり、特に、積層体ウェブのSMS、又はSMMS、又はSSMMS構造を有するもの、及び坪量が約5gsm〜15gsmの範囲であるものが好適である。好適な材料は、例えば、米国特許第7,744,576号、米国特許出願公開第2011/0268932A1号、同第2011/0319848A1号、又は同第2011/0250413A1号に開示されている。ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、特にポリプロピレン等の合成繊維から得られる不織布材を使用してもよい。
不織布の製造に使用されるポリマーは、本来疎水性であり得るため、親水性コーティングでコーティングされてもよい。耐久的に親水性のコーティングを用いて不織布を製造するための1つの方法は、同時係属中の米国特許出願公開第2005/0159720号に記載されているように、親水性モノマー及びラジカル重合反応開始剤を不織布上に塗布し、紫外線で活性化して重合を起こすことによって、不織布の表面に化学結合したモノマーを生成させるものである。耐久的に親水性のコーティングを用いて不織布を製造するためのもう1つの方法は、同時係属出願米国特許第7,112,621号(Rohrbaughら)及びPCT出願公開WO 02/064877号に記載されているように、親水性のナノ粒子で不織布をコーティングすることである。
典型的には、ナノ粒子は、750nm未満の最大寸法を有する。2〜750nmの範囲の寸法を有するナノ粒子が、経済的に製造され得る。ナノ粒子の利点は、その多くが水溶液中で容易に分散して、不織布上にコーティング塗布可能となり得、典型的には透明なコーティングを形成し、また、水溶液から塗布されたコーティングは、典型的には水への曝露に対して十分に耐久性があることである。ナノ粒子は、有機又は無機であってもよく、合成又は天然であってよい。無機ナノ粒子は、一般に、酸化物、ケイ酸塩、及び/又は炭酸塩として存在する。好適なナノ粒子の典型例は、層状粘土鉱物(例えば、Southern Clay Products、Inc.(米国)のLAPONITE(商標)、及びベーマイトアルミナ(例えば、North American Sasol.Inc.のDisperal P2(商標))である。特定の実施形態によると、好適なナノ粒子コーティング不織布は、Ekaterina Anatolyevna Ponomarenko及びMattias NMN Schmidtに付与された特許出願第10/758,066号、表題「Disposable absorbent article comprising a durable hydrophilic core wrap」に開示されているものである。
更に有用な不織布は、米国特許第6,645,569号(Cramerら)、同第6,863,933号(Cramerら)、同第7,112,621号(Rohrbaughら)、並びに同時係属特許出願第10/338,603号(Cramerら)、及び同第10/338,610号(Cramerら)に記載されている。
場合によっては、不織布表面は、ナノ粒子のコーティングを適用する前に、高エネルギー処置(コロナ、プラズマ)で前処理され得る。高エネルギーの前処理は、典型的には、低表面エネルギー表面(PP等)の表面エネルギーを一時的に増大させ、その結果、水中のナノ粒子の分散による不織布のより良好な濡れを可能にする。
特に、永久的に親水性の不織布は、吸収性物品の他の部分にも有用である。例えば、上記のような永久的に親水性の不織布を含むトップシート及び吸収性コア層が、効果的に機能することが判明した。
特定の実施形態によると、上部捕捉層52は、外部圧力が加えられて取り除かれるときに良好な回復をもたらす材料を含んでもよい。更に、特定の実施形態によると、上部捕捉層52は、例えば、上述したポリマー繊維の種類から選択される、異なる繊維のブレンドを含んでもよい。いくつかの実施形態では、繊維の少なくとも一部分は、螺旋形状を有するスパイラル捲縮を呈してもよい。いくつかの実施形態では、上方獲得層52は、異なる程度又は異なるタイプの捲縮、又は両方の捲縮を有する繊維を含んでもよい。例えば、一実施形態は、1インチ当たり約8〜約12の捲縮(cpi)又は約9〜約10cpiを有する繊維と、約4〜約8cpi又は約5〜約7cpiを有する他の繊維との混合物を含んでもよい。異なる種類の捲縮としては、2D捲縮すなわち「平らな捲縮」、及び3Dすなわちスパイラル捲縮が挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態によると、繊維は、異なる材料、通常は第1及び第2のポリマー材料をそれぞれが含む個別の繊維である、バイコンポーネント繊維を含んでもよい。並列バイコンポーネント繊維の使用は、繊維にスパイラル捲縮を付与するのに有益であると考えられる。
特定の実施形態では、上方獲得層52は、ラテックス結合剤、例えば、スチレン−ブタジエンラテックス結合剤(SBラテックス)によって安定化されてもよい。かかる格子状構造を得るための方法は、例えば、欧州特許第149880号(Kwok)及び米国特許出願公開第2003/0105190号(Diehlら)で既知である。特定の実施形態では、結合剤は、約12重量%、約14重量%、又は約16重量%を超えて上部捕捉層52に存在してもよい。特定の実施形態のために、SBラテックスは、商標名GENFLO(商標)3160(OMNOVA Solutions Inc.(Akron,Ohio))で入手可能である。
吸収性コア
図1〜図8における吸収性コア14は、概して、トップシート18とバックシート20との間に配設され、第1の吸収性層60及び第2の吸収性層62の2つの層を含み得る。図3に最もよく示されるように、吸収性コア14の第1の吸収性層60は、基材64と、基材64上に堆積された吸収性粒子状ポリマー材料(超吸収性ポリマー材料等)66と、第1の基材64上の吸収性粒子状ポリマー材料66を覆いかつ固定化するための手段としての、吸収性粒子状ポリマー材料66上及び第1の基材64の少なくとも一部上の、超吸収性固定化剤(SI)68と、を含む。この超吸収性固定化剤は、熱可塑性組成物あり得、及び/又は繊維化された構造体であり得る。図4に図示する別の実施形態によると、吸収性コア14の第1の吸収性層60はまた、SI 68上にカバー層70を含んでもよい。
同様に、図2に最もよく図示されているように、吸収性コア14の第2の吸収性層62もまた、基材72と、第2の基材72上の吸収性粒子状ポリマー材料(超吸収性ポリマー材料等)74と、第2の基材72上の吸収性粒子状ポリマー材料74を固定化するための、吸収性粒子状ポリマー材料74上及び第2の基材72の少なくとも一部上の、熱可塑性組成物及び/又は繊維化された構造体76であり得るSIと、を含み得る。図示されていないが、第2の吸収性層62もまた、図4に図示するカバー層70のようなカバー層を含んでもよい。第1及び第2の吸収性層は、第1の吸収性層の超吸収性固定化剤の少なくとも一部が、第2の吸収性層の超吸収性固定化剤の少なくとも一部と接触するように、一緒に組み合わせられてもよい。
第1の吸収性層60の基材64は、ダスティング層、他の実施形態ではコアカバーであってよく、おむつ10のバックシート20に面する第1の表面又は外側表面78と、吸収性粒子状ポリマー材料66に面する第2の表面又は内側表面80と、を有する。同様に、第2の吸収性層62の基材72はコアカバーと称されることがあり、おむつ10のトップシート18に面する第1の表面又は外側表面82と、吸収性粒子状ポリマー材料74に面する第2の表面又は内側表面84とを有する。いくつかの実施形態では、第1の基材64及び第2の基材72は共に、コアカバー又はコアラップ材料であってよい。第1の基材64及び第2の基材72は、外周の周りに接着剤により互いに接着されて、吸収性粒子ポリマー材料66及び74を吸収性コア14内に保持するための包みを、吸収性粒子ポリマー材料66及び74の周囲に形成することができる。次いで、吸収性コアは、前縁部35と、後縁部37と、2つの側縁部39とを有することができる。前縁部35において結合された周辺部は、前端部封止部を形成することができ、後縁部において結合された周辺部は、後端部封止部を形成することができる。
特定の実施形態によると、第1の吸収性層60の基材64及び第2の吸収性層62の基材72は、不織布材料、例えば上述した不織布材料であってもよい。特定の実施形態では、不織布材料は多孔質であり、一実施形態では約32マイクロメートルの孔径を有する。
図1〜8に例示されるように、吸収性粒子状ポリマー材料66及び吸収性粒子状ポリマー材料74は、それぞれ、第1の吸収性層60の基材64及び第2の吸収性層62の基材72上に粒子の塊90になって付着され、ランド領域94とランド領域94の間の接合領域96とを含む格子パターン92を形成する。本明細書で定義されるように、ランド領域94は、SIが不織布基材又は補助接着剤(以下に記載)と直接接触しない領域であり、接合領域96は、SIが不織布基材又は補助接着剤と直接接触する領域である。格子パターン92内の接合領域96は、吸収性粒子状ポリマー材料66及び74をほとんど又は全く含有しない。ランド領域94及び接合領域96は、限定するものではないが、円形、楕円形、正方形、長方形、三角形などの様々な形状を有することができる。
図8に示される格子パターンは、ランド領域が規則的な間隔及びサイズを備えた正方形の格子である。六角形、菱形、斜方晶状、平行四辺形、三角形、長方形、及びこれらの組み合わせ等の他の格子パターンを使用することもできる。格子線間の間隔は、規則的であっても、不規則的であってもよい。
格子パターン92内のランド領域94の寸法は、様々であり得る。特定の実施形態によると、グリッドパターン92内のランド領域94の幅119は、約8mm〜約12mmの範囲である。特定の実施形態では、ランド領域94の幅は、約10mmである。その一方、接合領域96は、特定の実施形態では、約5mm未満、約3mm未満、約2mm未満、約1.5mm未満、約1mm未満、又は約0.5mm未満の幅又はより大きな範囲を有する。
図8に示すように、吸収性コア14は、後端102から前端104まで延びる長手方向軸100と、長手方向軸100に対して垂直な、第1の縁部108から第2の縁部110まで延びる横断方向軸106と、を有する。吸収性粒子状ポリマー材料の塊90の格子パターン92は、ランド領域94及び接合領域96の配列によって形成された格子パターン92がパターン角度112を形成するように、吸収性層60の基材64及び吸収性層62の基材72上に配列される。パターン角度112は、0度、0度を超える、又は15〜30度、又は約5〜約85度、又は約10〜約60度、又は約15〜約30度であってもよい。
図7a、7b、及び8に最もよく見られるように、第1層60及び第2層62が、組み合わされて吸収性コア14を形成してもよい。吸収性コア14は、パターン長116及びパターン幅118が境界となる超吸収性ポリマー材料領域(又は吸収性粒子領域)114を有する。超吸収性ポリマー材料領域114の範囲及び形状は、吸収性コア14の所望の用途、及び組み込まれ得る特定の吸収性物品に応じて、様々であってもよい。しかしながら、特定の実施形態では、超吸収性ポリマー材料領域114は、図8に例示されているように、吸収性コア14の実質的に全体にわたって延在する。
第1の吸収性層62及び第の2吸収性層64のそれぞれの格子パターン92が吸収性コア14の長さ及び/又は幅に沿って互いにオフセットするように、第1の吸収性層60及び第2の吸収性層62は、共に組み合わされて吸収性コア14を形成することができる。それぞれの格子パターン92は、超吸収性ポリマー材料66及び74が超吸収性ポリマー領域114にわたって実質的に連続的に分布されるように、オフセットされてもよい。特定の実施形態では、個々の格子パターン92が第1の基材64及び第2の基材72にわたって塊90になって不連続的に分布している吸収性粒子状ポリマー材料66及び吸収性粒子状ポリマー材料74を含むにもかかわらず、超吸収性ポリマー材料(又は吸収性粒子状ポリマー材料)66及び74は、吸収性粒子状ポリマー材料領域114にわたって実質的に連続的に分布している。特定の実施形態では、格子パターンは、第1の吸収性層60のランド領域94が第2の吸収性層62の接合領域96に面し、第2の吸収性層62のランド領域が第1の吸収性層60の接合領域96に面するように、オフセットされてもよい。ランド領域94及び接合領域96が適切に寸法設定されて配列される場合、その結果生じる吸収性粒子状ポリマー材料66及び74の組み合わせは、吸収性コア14の吸収性粒子状ポリマー材料領域114にわたる吸収性粒子状(particular)ポリマー材料の実質的に連続的な層である(すなわち、第1の基材64及び第2の基材72は、それらの間に吸収性粒子状ポリマー材料66の塊90をそれぞれが含有する複数のポケットを形成しない)。特定の実施形態では、第1の吸収性層60及び第2の吸収性層62のそれぞれの格子パターン92は、実質的に同じであってもよい。
図8に例示されるような特定の実施形態では、吸収性粒子状ポリマー材料66及び74の量は、格子パターン92の長さ116に沿って様々であってもよい。特定の実施形態では、格子パターンは、吸収性ゾーン120、122、124、及び126に分割されてもよく、これらのゾーンにおいて、吸収性粒子状ポリマー材料66及び74の量は、ゾーンによって様々である。本明細書で使用するとき、「吸収性ゾーン」は、図8に示す長手方向軸に対して垂直な境界を有する、吸収性粒子状ポリマー材料領域の一部分を指す。吸収性粒子状ポリマー材料66及び74の量は、特定の実施形態では、複数の吸収性ゾーン120、122、124、及び126のうちの1つのゾーンから別のゾーンへと漸進的に推移してもよい。吸収性粒子状ポリマー材料66及び74の量がそのように徐々に変化することにより、吸収性コア14にひび割れが生じる可能性が低減され得る。
吸収性コア14内に存在する吸収性粒子状ポリマー材料66及び74の量は様々であり得るが、ある実施形態では、吸収性コアの約80重量%を超える、又は吸収性コアの約85重量%を超える、又は吸収性コアの約90重量%を超える、又はコアの約95重量%を超える量で、吸収性コア内に存在する。特定の実施形態では、吸収性コア14は、第1及び第2の基材64及び72、吸収性粒子状ポリマー材料66及び74、並びにSI 68及び76から本質的になる。幾つかの実施形態では、吸収性コアは3つ又はそれ以上の吸収性層を含み得る。一実施形態では、吸収性コア14は、実質的にセルロースを含まなくてもよい。
特定の実施形態によると、少なくとも1つの自由に選択された1cm×1cmの第1の正方形内の吸収性粒子状ポリマー材料66及び74の重量は、1cm×1cmの少なくとも1つの自由に選択された第2の正方形内の吸収性粒子状ポリマー材料66及び74の重量よりも、少なくとも約10%、又は20%、又は30%、40%、又は50%大きくてもよい。特定の実施形態では、第1及び第2の正方形は、長手方向軸をほぼ中心としている。
例示的な実施形態によると、吸収性粒子状ポリマー材料領域は、着用時の快適性を増大させるために、吸収性物品の股部領域において相対的に狭い幅を有してもよい。故に、吸収性粒子状ポリマー材料領域は、ある実施形態によると、吸収性物品の前縁部及び後縁部まで等間隔で位置付けられた横断方向線に沿って測定して、約100mm、90mm、80mm、70mm、60mm未満、又は更に約50mm未満の幅を有してもよい。
おむつ等の多くの吸収性物品において、液体排泄は、主としておむつの前半分において生じることが分かっている。したがって、吸収性コア14の前半分が、コアの吸収容量の大部分を含む必要がある。このため、特定の実施形態によると、前記吸収性コア14の前半分が、超吸収性材料の約60%超、又は超吸収性材料の約65%、70%、75%、80%、85%、又は90%超を含んでもよい。
本発明の吸収性コアは、吸収性材料を包囲するコアラップを含んでもよい。いくつかの実施形態では、コアラップは、第1の基材及び第2の基材の両方であり得る。コアラップは、吸収性コアの側部に沿って少なくとも部分的に封止され得る2つの基材、典型的には不織布材料によって形成されてもよい。第1の不織布は、実質的にコアラップの上側を、第2の不織布は、実質的にコアラップの底側を形成し得る。コアラップは、その前側、後側、及び/又は2つの長手方向側部に沿って少なくとも部分的に封止されて、使用中の吸収性材料の封じ込めを改善することができる。Cラップの封止は、例えば、改善された封じ込めが所望される場合には、コアの長手方向側部上に提供され得る。代表的なCラップについての記載は、米国特許出願第14/560,211号(代理人整理番号CM4026)に見出すことができる。典型的なコアラップは、互いに付着される2つの基材(図11の216及び216’)を含むが、コアラップはまた、吸収性材料の周りに折られた単一の基材で作製されてもよく、あるいはいくつかの基材を含んでもよい。2つの基材を使用する場合、これらは、典型的には、吸収性コアの周辺部の少なくとも一部に沿って互いに付着され、封止を形成することができる。典型的には、第1及び第2の基材のいずれも特定の形状である必要がないため、製造を簡易にするため矩形に切断されてもよいが、他の形状も除外されない。
基材は、別の基材に有利に付着され、コアのすべての縁部に沿って封止を形成する。典型的な封止は、いわゆるCラップ及びサンドイッチラップである。Cラップでは、例えば、図11に示すように、基材のうちの1つ、例えば、第1の基材216が、コアの対向縁部にわたって延在するフラップを有し、これが次いで他方の基材の上に折り重ねられる。これらのフラップは、典型的には、接着剤によって、他の基材の外側表面に結合される。このいわゆるCラップ構造は、サンドイッチ封止と比較して、湿潤負荷状態(wet loaded state)での耐破裂性を改善させる等の利益を提供することができる。
その後、コアラップの前側及び後側も、例えば第1の基材及び第2の基材を互いに接着することによって封止され、コアの周縁部の全体にわたる吸収性材料の完全な包囲を提供することができる。コアの前側及び後側については、第1及び第2の基材が延在して実質的に平面方向で一体に接合されることで、いわゆるサンドイッチ構造を形成し得る。いわゆるサンドイッチ封止構成体では、第1及び第2の基材の両方は、吸収性材料堆積エリアの外向きに材料の延在を有し、次いで典型的には糊付け及び/又は熱/圧力結合によって、コアの周辺部の全体又は部分に沿って平坦に封止される。
用語「封止」及び「包囲」は、広義に理解されるべきである。封止は、コアラップの周辺部全体に沿って連続的である必要はなく、線上で離間された一連の封止点によって形成されるなど、その一部又は全体に沿って不連続であってもよい。典型的には、封止は、糊付け及び/又は熱結合によって形成され得る。コアラップはまた、ある単一の基材によって形成されてもよく、その基材は、小包のように吸収性材料を包囲し、例えば、コアの前側及び後側並びに一方の長手方向に延在する封止に沿って封止され得る。
コアラップは、吸収性材料を包囲するのに好適な任意の材料によって形成され得る。従来のコアの製造に使用される典型的な基材材料、とりわけ、不織布、それだけでなく紙、ティッシュ、フィルム、織布、又はこれらのうちのいずれかの積層体を使用してもよい。コアラップは、具体的に、カード不織布、スパンボンド不織布(「S」)、又はメルトブローン不織布(「M」)、及びこれらのうちのいずれかの積層体等の、不織布ウェブから形成され得る。例えば、スパンメルトポリプロピレン不織布が好適であり、特に、積層体ウェブのSMS、又はSMMS、又はSSMMS構造を有するもの、及び坪量が約5gsm〜15gsmの範囲であるものが好適である。好適な材料は、例えば、米国特許第7,744,576号、米国特許出願公開第2011/0268932A1号、米国特許出願公開第2011/0319848A1号、又は米国特許出願公開第2011/0250413A1号に開示されている。ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、特にポリプロピレン等の合成繊維から得られる不織布材を使用してもよい。
特定の実施形態では、吸収性コア14は、一般的に圧縮性であり、適合性があり、着用者の皮膚に対する刺激がなく、かつ尿及び他の特定の身体滲出物等の液体を吸収し、保持することのできる、任意の吸収性材料を更に含んでもよい。このような実施形態では、吸収性コア14は、一般にエアフェルトと称される粉砕木材パルプ、捲縮セルロース塊、コフォームを包含するメルトブローポリマー、化学的に剛化、変性、若しくは架橋されたセルロース繊維、ティッシュラップとティッシュラミネートを包含するティッシュ、吸収性フォーム、吸収性スポンジ、又は任意の他の既知の吸収性材料若しくは材料の組み合わせ等、使い捨ておむつ及び他の吸収性物品において一般に使用される多種多様の液体吸収性材料を含んでもよい。コフォーム不織布ウェブ又はコフォーム材料は、当該技術分野において既知であり、ワイプなど、幅広い種類の用途に使用されている。用語「コフォーム材料」は、熱可塑性フィラメントと、少なくとも1つの追加材料(しばしば「第2の材料」又は「副次的材料」と呼ばれる)との混合物又は安定化されたマトリックスを含有する、複合材料を意味する。この第2の材料の例としては、例えば、吸収性繊維性有機材料(例えば、木綿、レーヨン、リサイクル紙、フラッフパルプなどから得た木質及び非木質パルプ)、超吸収性材料(例えば、超吸収性粒子及び繊維)、無機吸収性材料、及び処理済みポリマー短繊維、並びにその他の材料(例えば、非吸収性短繊維及び非吸収性粒子)、並びに同様物が挙げられる。例示的なコフォーム材料は、本願と同一譲受人に譲渡された米国特許第5,350,624号(Georgerら)、同第4,100,324号(Andersonら)、同第4,469,734号(Minto)、及び同第4,818,464号(Lauら)に開示されている。
吸収性コア14は、少量(典型的には約10%未満)の材料、例えば、接着剤、ワックス、油等を更に含んでもよい。
吸収性アセンブリとして使用するための代表的な吸収性構造は、米国特許第4,610,678号(Weismanら)、同第4,834,735号(Alemanyら)、同第4,888,231号(Angstadt)、同第5,260,345号(DesMaraisら)、同第5,387,207号(Dyerら)、同第5,397,316号(LaVonら)、及び同第5,625,222号(DesMaraisら)に記載されている。
記述したように、吸収性コアは第1及び第2の基材層を含み得、これらは超吸収性ポリマーを含む吸収性層を部分的に包囲し得る。いくつかの実施形態では、一方又は両方の基材は、吸収性コアの一部とは見なされなくてもよい。いくつかの実施形態では、基材及び/又は吸収性コアのいずれか又は両方が、「成形」されていてよく、すなわち非長方形であってよい。基材及び/又は吸収性コアの一方又は両方が、I字形、「T」字形、砂時計形、ダンベル形、マッシュルーム形、又は任意の好適な形状を有し得る。この吸収性コアは中央領域、前端領域及び後端領域を有してよく、コアは、この中央領域においてある平均幅を有し、端領域の少なくとも一方で相対的により広い平均幅を有する。この吸収性コアは共にいずれかの基材上で形成かつ成形され得る。用語「成形」とは、吸収性コア14の少なくとも1つの端領域が平均幅(横方向)を有し、これが中央領域の平均幅よりも大きいことを意味する。少なくとも1つの端領域の平均幅は、中央領域の平均幅より、少なくとも約5%大きく、好適には少なくとも約10%大きく、特に少なくとも約25%大きく、又は少なくとも約50%大きくてよい。吸収性コアの一実施形態では、両端領域は平均幅を有し、これは中央領域の平均幅より大きく、又は少なくとも約5%大きく、又は少なくとも約10%大きく、又は少なくとも約25%大きく、又は少なくとも約50%大きい。成形されたコアに関する更なる開示は、米国特許第7,938,813号を参照のこと。
超吸収性固定化剤(SI)68及び76は、吸収性粒子状ポリマー材料66及び74を覆い、及び少なくとも部分的に不動化するのに役立ち得る。本発明の一実施形態では、SI 68及び76は、吸収性粒子状ポリマー材料66及び74内の超吸収性材料の粒子の間に本質的に均一に配設され得る。しかしながら、ある実施形態では、SI 68及び76は、吸収性粒子状ポリマー材料66及び74に少なくとも部分的に接触しており、第1の吸収性層60及び第2の吸収性層62の基材層64及び基材層72に部分的に接触している、繊維性層として提供され得る。図3、図4、及び図7は、このような構造体を示しており、この構造体において、吸収性粒子状ポリマー材料66及び74は、不連続な層として提供され、また繊維性熱可塑性組成物又は繊維化された構造体68及び76の層は、吸収性粒子状ポリマー材料66及び74の層の上に置かれ、その結果、繊維化された構造体68及び76は、吸収性粒子状ポリマー材料66及び74と直接接触しているが、また、基材が吸収性粒子状ポリマー材料66及び74によって覆われていない基材64の第2の表面80及び基材72の第2の表面84とも直接接触している。各基材68及び76の繊維化された構造体は、本質的に、相互に接触している1つの繊維化された構造体であってもよい。これにより、本質的に三次元の構造体が熱可塑性組成物68及び76の繊維性構造体に付与され、これは、それ自体は、長さ及び幅の方向の寸法と比較すると、比較的薄い厚さの本質的に二次元の構造体である。換言すれば、熱可塑性組成物68及び76は、吸収性粒子状ポリマー材料66及び74と基材64及び72の第2の表面との間で起伏を形成して、繊維化された構造体68及び76を形成する。
SI 68及び76は、吸収性粒子状ポリマー材料66及び74を覆うための空洞を提供することができ、これにより、この材料を固定化する。特定の実施形態によると、SI 68及び76は、湿潤状態にあるときの吸収性粒子状ポリマー材料66及び74を固定化することができ、これによって、吸収性コア14は、米国特許第62/158,009号に記載の湿潤固定化試験に従って約70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%以下の吸収性粒子状ポリマー材料の損失率を実現する。一部のSIはまた、吸収性粒子状ポリマー材料66及び74の層並びに基材64及び72の両方に浸透することができ、これによって、更なる固定化をもたらす。勿論、本明細書に開示されるSIは、湿潤固定化(すなわち、物品が濡れた状態であるとき又は少なくとも部分的に充填されたときの吸収性材料の固定化)を大きく改善する一方、これらのSIはまた、吸収性コア14が乾燥状態であるときにも吸収性材料を非常に良好に固定化することができる。いくつかの実施形態では、このSIは繊維化された構造体、フィルム、ナノファイバー、不規則な材料小塊、及び/又はその他の形態であり得る。
SIは、吸収性粒子状ポリマー66を捕捉して実質的な移動を防止する繊維構造体として機能し得る。超吸収性固定化剤として最も有用な材料としては、良好な凝集性と、歪みに応じて超吸収性固定化剤が破断する可能性を低減する良好な弾性又は可撓性と、を備えたポリマーが挙げられる。更に、吸収性粒子状ポリマー材料は湿潤時に膨潤するため、超吸収性固定化剤は、破断することなしに、及び吸収性粒子状ポリマー材料の膨潤を抑制する過剰な圧縮力を付与することなしに、そのような膨潤ができるようにする必要がある。SIの弾性及び可撓性は、全体的な物品の可撓性、及び着用者にぴったり一致するその好ましい能力を更に促進する。全体に、貯蔵弾性率、すなわち、G’(下記に記述)が低い可撓性ポリマーが、SIに使用するのに好ましい。理論に束縛されるものではないが、貯蔵弾性率が低い半結晶ポリマーは、結晶化度も低い可能性がある。これらの低結晶化度で低貯蔵弾性率のポリマーは、アモルファス相(ポリマーの、結晶質ではない残り部分の体積として定義される)を有し、これは望ましい温度で弾性かつゴム状である。ポリマーの結晶化度レベルを決定する実践的な方法は、融解熱(溶融)を測定することである。高い融解熱を有するポリマーは、そうでないポリマーよりも結晶化度が高い。よって、融解熱が低いポリマーが、超吸収性固定化剤として好ましい。加えて、低結晶化度の半結晶ポリマーのアモルファス部分は、分子量が大きいほど、一体性と凝集性が高く、よって、伸張時に超吸収性固定化剤の機械的一体性が保持される。超吸収性固定化剤には、比較的高分子量のポリマーが好ましい。
吸収性コア14はまた、どの図にも図示されていない補助接着剤を含んでもよい。それぞれの基材64及び72に対する吸収性粒子状ポリマー材料66及び74並びにSI 68及び76の接着性を向上させるために、吸収性粒子状ポリマー材料66及び74の適用前に、補助接着剤を、第1の吸収性層60の第1の基材64上及び第2の吸収性層62の第2の基材72上に付着させてもよい。結合を改善するために、最も親水性である不織布の上に補助接着剤を付着させるのが好ましい場合がある。補助接着剤は、吸収性粒子状ポリマー材料66及び74を固定化する助けとなり得る。補助接着剤は、任意の好適な手段によって基材64及び72に塗布することができるが、特定の実施形態によれば、約0.5〜約2mm間隔をあけて、幅約0.5〜約1mmのスロットで塗布されてもよい。例示的な補助接着剤には、スプレー可能なホットメルト接着剤、例えばH.B.Fuller Co.(St.Paul、MN)製品番号HL−1620−Bなどが挙げられるがこれに限定されない。他の好適な補助接着剤には、低粘着付与剤、又は粘着付与剤非含有の接着剤、例えば米国特許第62/267536号(代理人整理番号第14128P)が挙げられ得る。1種類の熱可塑性組成物を使用して、吸収性粒子状ポリマーの固定化を提供できる一方で、補助接着剤をこの熱可塑性組成物と共に使用して、コアの他の領域内の材料を接着してもよい。いくつかの実施形態では、SI材料はコア内の補助接着剤として使用することができる。
SI及び/又は補助接着剤を、吸収性粒子状ポリマー材料領域内に、約2g/m〜約7g/m(gsm)、いくつかの実施形態では約5gsm〜約15gsmの坪量で適用してもよい。この坪量は、第1及び第2の基材上に、例えば、それぞれ4及び3gsm適用した、総坪量であってもよい。補助接着剤は、0〜約8gsmのうちの任意の量で(いくつかの実施形態では約5gsm、他の実施形態では約8gsm)、吸収性粒子状ポリマー材料領域内に適用され得る。接着剤とSIとの総量は、吸収性粒子状ポリマー材料領域内において約2gsm〜約15gsmであり得る。前端部封止部は、約10gsm〜約35gsmの接着剤を有することができる。同様に、後端部封止部は、約10gsm〜約35gsmの接着剤を有することができる。いくつかの実施形態では、前端部封止部及び後端部封止部のいずれか又は両方が、約5gsm〜15gsmの接着剤を有することができる。いくつかの実施形態では、端部封止部の接着剤の量は、補助接着剤と端部封止接着剤の組み合わせであってもよい。
特定の実施形態では、SI 68及び76は、繊維の形態で存在し得る。いくつかの実施形態では、繊維化された構造体は、約1〜約90マイクロメートル、いくつかの実施形態では、約1〜約50マイクロメートル、いくつかの実施形態では、約1〜約35マイクロメートルの厚さ範囲と、約0.1mm〜約5mm又は約0.5mm〜約6mmの平均長さと、を有する。平均繊維厚さは、約30マイクロメートルであってもよく、又は約20〜約45マイクロメートルであってもよい。基材64及び72、又は任意の不織層は、補助接着剤で前処理されていてもよい。
繊維化された構造体は、不規則なストランド又はフィラメント厚さ又は不規則な開放領域(孔又は最大ストランド間距離)を有する網状構造体を作り出す、連続押出ポリマーストランドからなり得る。連続ポリマーストランドは、重なり合って、異なる直径を有するストランドの交差部又は重複部を形成することができる。適用された繊維化された構造体は、本明細書に記載される吸収性コア内に三次元の網状物を造形することができる。同じ坪量では、より厚い繊維を有する繊維化された構造体は、より薄い繊維を有する繊維化された構造体に比べて開放部が多くかつより不規則であり得る。より厚い繊維は、繊維内の熱をより長く保つことができ、これにより繊維化された構造体は、より良好に湿潤し、不織布に浸透することができ、そのため安定性がより高くなると考えられる。
例えば、コアが(後述のような)チャネルを有し、更にチャネルがよりしっかりと固定されている場合、すなわち、恒久的チャネルである場合、繊維化された構造体のより開放的な構造は、AGM又は超吸収性ポリマー材料がその密閉領域内に順応し、その中で移動できるようにする。典型的なSI 68及び76は、下記で更に詳しく述べるように、本明細書に記述された試験方法で測定して、25℃で約1.2×10Pa未満の貯蔵弾性率G’を有し得る。本発明の組成物は、高いG’値を有してもよいが、それでも、吸収性物品においてSI又は繊維化された構造体として機能するのに硬すぎるものではあってはならない。1.2×10Pa超等の比較的高いG’を有する組成物は、より硬い組成物を意味する。そのような組成物は、より太いマイクロファイバーを促進することができ、よって、より良い乾燥安定性の吸収性ポリマー材料を提供するのに役立ち得ると考えられる。本発明のSIのストランド又は繊維により形成される網状構造体は密度が低いので、同じ坪量でより多くの体積を提供することができる。これは、特にポリオレフィンを含む繊維化された構造体の場合に当てはまる。
吸収性物品がチャネルを含有する場合、SIは、吸収性材料の基材上への固定化に役立ち得るだけでなく、使い捨て物品の保管中及び/又は使用中に、吸収性構造体の吸収性コア内のチャネルの一体性を維持するのにも役立ち得る。SIは、大量の吸収性材料がチャネル内に移動することを阻止することに役立ち得る。更に、以下でより詳細に説明するように、これら材料がチャネル内又は基材のチャネルに一致する部分上に塗布される場合、それによって、吸収性構造体の基材を前記壁部、及び/又は追加の材料に保持するのに役立ち得る。いくつかの実施形態では、SIは繊維として適用されて、吸収性材料を基材上に固定化する繊維状網状組織を形成してもよい。熱可塑性繊維は、吸収性構造体の基材と部分的に接触してもよく、チャネル内にも適用される場合には、吸収性層を基材に(更に)しっかりと固定する。熱可塑性組成物材料は、破断を伴わずに、また吸収性ポリマー粒子の膨張を抑制する大きすぎる圧縮力を付与せずに、このような膨張を可能にすることができる。
図4に示すカバー層70は、基材64及び72と同じ材料を含んでもよく、又は異なる材料を含んでもよい。特定の実施形態では、カバー層70に好適な材料は、不織布材料、典型的には基材64及び72に有用な上述の材料である。不織布は、親水性及び/又は疎水性であり得る。
本発明のある実施形態による吸収性コア14を作製するための印刷システム130は、図9に例示されており、一般に、吸収性コア14の第1の吸収性層60を形成するための第1の印刷ユニット132と、吸収性コア14の第2の吸収性層62を形成するための第2の印刷ユニット134と、を含み得る。
第1の印刷ユニット132は、補助接着剤を不織布ウェブであってもよい基材64に塗布するための第1の補助接着剤アプリケータ136と、基材64を受けるための第1の回転自在支持ロール140と、吸収性粒子状ポリマー材料66を保持するためのホッパー142と、吸収性粒子状ポリマー材料66を基材64に移動するための印刷ロール144と、SI 68を基材64及びその上の吸収性粒子状ポリマー66材料に塗布するためのSIアプリケータ146とを含んでもよい。
第2の印刷ユニット134は、補助接着剤を第2の基材72に塗布するための第2の補助接着剤アプリケータ148と、第2の基材72を受けるための第2の回転自在支持ロール152と、吸収性粒子状ポリマー材料74を保持するための第2のホッパー154と、吸収性粒子状ポリマー材料74をホッパー154から第2の基材72に移動するための第2の印刷ロール156と、SI 76を第2の基材72及びその上の吸収性粒子状ポリマー材料74に塗布するための第2のSIアプリケータ158と、を含んでもよい。
印刷システム130はまた、第1の回転可能支持ロール140と第2の回転可能支持ロール152との間のニップ162から、形成された吸収性コアを案内するためのガイドローラ160を含む。
第1の補助アプリケータ136及び第2の補助アプリケータ148並びに第1のSIアプリケータ146及び第2のSIアプリケータ158は、SIの比較的薄いが広いカーテンを提供することができるノズルシステムであり得る。いくつかの実施形態では、スロットガンなどの接触塗布を使用することができる。
吸収性物品は、物品の外側から視認可能であり、身体排泄物、特に尿と接触すると外観を変化させる、湿り度インジケータを更に含んでもよい。湿り度インジケータ(図示せず)は、物品の外側から見たときに、図10の2つのチャネル形成領域226a、bの間、及び/又はチャネル形成領域226a、226bのうちのいずれかと、側縁部のうちのいずれか若しくは両方との間に配置され得る。本発明の湿り度インジケータは、当該技術分野において既知の任意の湿り度表示システムに従い得る。湿り度インジケータは、出現信号、消失信号、又は色変化信号、及びこれらの組み合わせを提供することができることが知られている。湿り度インジケータは、有利に色変化信号を提供することができ、これらは、典型的には、乾燥時に第1の色、及び湿潤時に第1の色とは異なる第2の色を有する組成物によって得ることができ、両方の色が、物品の乾燥状態及び湿潤状態を考慮する外部観察者によって認識可能である。
湿り度インジケータは、とりわけ、好適なpHインジケータ又は尿と接触したときに色を変化させる別の化学物質を含む、色変化組成物であり得る。そのような組成物は、例えば、国際公開第03/070138A2号又は米国特許出願公開第2012/165771号(Ruman)に開示されている。より一般的には、本発明の湿り度インジケータ組成物は、国際公開第2010/120705号(Klofta)に開示のとおりであり得、着色剤、マトリックス、及び安定剤を含む。色変化組成物は、例えば、米国特許出願公開第2011274834号(Brown)に開示されている、例えば、スロットコーティングプロセス又は印刷接着コーティングによる、物品の基材成分上の組成物の容易な塗布を可能にするホットメルト接着剤であり得る。湿り度インジケータ組成物は、吸収性物品の作製中に、従来の技術、例えば、印刷、噴霧、又はコーティングを使用して吸収性物品の任意の層に塗布され得る。層は、有利にバックシートの内側表面又はコアラップの底側の外部表面であり得る。これは、湿り度インジケータが、物品の外側から透明性によってバックシートを通して可視的であるようにする一方で、湿り度インジケータ組成物を物品内に保持する。とりわけ、湿り度インジケータは、特に組成物がホットメルトとして塗布され得る場合、スロットコーティングプロセスによってそのような不織布又はフィルムなどの層上に容易に塗布され得る。
チャネル
いくつかの実施形態では、吸収性コア及び/又は超吸収性ポリマー材料領域114は、チャネル、すなわち超吸収性ポリマー粒子又はいかなる吸収性ポリマー材料をも実質的に含まない領域を含み得る。チャネルは、部分的に又は完全に充填されたコアの硬さを低減することに加えて、吸収性構造体全体にわたって改善された液体輸送、それによるより迅速な捕捉、及びより効率的な液体吸収性を提供することができる。
図10〜14において、例示的な吸収性コアは、前側280、後側282、及び前側280と後側282とを接合する2つの長手方向に延在する側方側284、286を含む。吸収性コアはまた、コアラップによって形成される、略平面である上側288及び略平面である底側290を含む。図10を参照して、コアの吸収性材料体積領域73(前出の図では超吸収性ポリマー材料領域114としても参照されている)は、吸収性材料を実質的に含まない1つ以上の領域226(例えば、226a及び226b)を包含している。「実質的に含まない」とは、これらの領域のそれぞれにおいて、吸収性材料の坪量が、コアの吸収性材料堆積領域73の残りの部分における吸収性材料の平均坪量の少なくとも25%未満、詳細には20%未満、10%未満であることを意味する。具体的には、吸収性材料はこれらの領域226a及び226bに存在しなくてもよい。製造プロセスの間に生じ得る吸収性材料の粒子による意図せざる汚染などの最小量は、吸収性材料とはみなされない。領域226は、コアの平面で考えた場合に吸収性材料によって有利に囲まれており、このことは、領域226が吸収性材料の堆積領域73の縁部のいずれにも延びていないことを意味する。
例えば、図11に示すように、コアラップの上面216は、吸収性材料を実質的に含まないこれらの領域226を介して、少なくとも1つのコアラップ結合27によってコアラップの下面216’に取り付けられる。図11及び図12に示されるように、吸収性材料260が液体を吸収して膨潤する際、コアラップ結合27は、超吸収性材料を実質的に含まない領域226において少なくとも最初は付着したままである。吸収性材料260は、液体を吸収するとコアの残りの部分において膨潤し、これにより、コアラップが、コアラップ結合27を含む、吸収性材料を実質的に含まない領域226に沿って1つ以上の通路226’を形成する。これらの通路226’は三次元であり、排泄された流体をその長さに沿ってコアのより幅広の領域に分配する役割を有し得る。これらは、より速やかな流体捕捉速度及びコアの吸収能力のより効果的な利用をもたらすことができる。通路226’はまた、繊維状層54などの被覆層の変形をもたらし、かつ対応する溝29を被覆層に与えることができる。吸収性コアが、吸収性材料を実質的に含まないがコアラップ結合を有さない他の領域を含み得ることを除外するものではなく、これらの非結合領域は典型的には湿潤時に通路を形成しない。
第1の基材216の内側表面と第2の基材216’の内側表面とは、吸収性材料を実質的に含まない領域226に沿って連続的に互いに付着されてもよいが、コアラップ結合27は、一連の点結合により形成されるような不連続(断続的)なものであってもよい。補助接着剤は、少なくとも一部において基材結合27を形成する助けとなる。典型的には、補助接着剤が基材間によく付着して基材間に結合を形成するように、基材の領域26に一定の圧力を加え得る。また、例えば圧力結合、超音波結合、又は熱結合、又はこれらの組み合わせなど、他の既知の取り付け手段を介して結合を付加的に形成することも可能である。補助接着剤が一連の連続スロット272として適用される場合、これらのスロットの幅及び頻度は、少なくとも1つの補助接着剤のスロットが長手方向の通路の任意のレベルに存在するようなものとすることが有利であり得る。例えば、スロットは幅1mmで各スロット間の距離を1mmとし、通路形成領域の幅を約8mmとすることができる。そのような平均4つの補助接着剤のスロットが、領域226に存在する。
吸収性材料を実質的に含まない通路形成領域226の形状及びサイズの以下の例は、非限定的である。一般的に、コアラップ結合27は、一部の製造プロセスで求められる公差のために領域226と同じ輪郭であるがわずかに小さい外形を有し得る。吸収材料を実質的に含まない領域226は、2つの長手方向に延在する吸収性材料を実質的に含まない領域226a、226bによって図10に示されるように、コアの股領域内に、詳細には少なくとも股ポイントCと同じ長手方向のレベルに存在し得る。吸収性コア228はまた、2個よりも多い、例えば、少なくとも3個、又は少なくとも4個、又は少なくとも5個、又は少なくとも6個の吸収性材料を実質的に含まない領域を含んでもよい。吸収性コアは、長手方向軸80に対して対称的に配置された1つ以上の対の吸収性材料を実質的に含まない領域226a、226bを含んでもよい。例えば、国際公開第WO2012/170778号の図面に見られるように、吸収性材料を実質的に含まないより短い領域が、例えばコアの後部領域又は前部領域に存在してもよい。
通路形成領域226は実質的に長手方向に延在しているが、これは典型的には、各領域が、長手方向(y)に横断方向(x)と少なくとも同程度に延び、典型的には(それぞれの軸上に投射した後に測定して)長手方向に横断方向の少なくとも2倍延びているという意味である。吸収性材料を実質的に含まない領域226は、コアの長手方向軸80上に投射した長さL’が、吸収性コアの長さLの少なくとも10%、詳細には20%〜80%であってよい。少なくとも一部又は全部の通路形成領域226が、完全に又は実質的に完全に横断方向に向いていないことは有利であり得る。吸収性材料を実質的に含まない領域は、その長さの少なくとも一部に沿った幅Wcが、少なくとも2mm、又は少なくとも3mm、又は少なくとも4mm、最大で例えば20mm、又は16mm、又は12mmであってよい。吸収性材料を実質的に含まない領域の幅Wcは、そのほぼ全長にわたって一定であってもよく、又はその長さに沿って変化してもよい。
吸収性材料を実質的に含まない領域226は、完全に長手方向を向いている、かつ長手方向軸に対して平行であり得るが、湾曲していてもよい。詳細にはこれらの領域の一部又は全部、詳細には股領域に存在するこれらの領域は、例えば通路226a、bの対について図10に示されるように、長手方向軸80に向かって凹状であり得る。その曲率半径は、吸収性材料堆積領域73の平均の横断方向の寸法と典型的には少なくとも等しく(好ましくはこの平均の横断方向の寸法の少なくとも1.5倍、又は少なくとも2.0倍)、また、真っ直ぐであるが、長手方向軸に平行な直線と(例えば5°〜)30°以下、又は例えば20°以下、又は10°以下の角度をなしてもよい。曲率半径は、吸収性材料を実質的に含まない領域に対して一定であってもよく、又はその長さに沿って変化してもよい。これはまた、通路の2つの部分間の角度が少なくとも120°、好ましくは少なくとも150°であり、かつこれらの場合のいずれにおいても、領域の長手方向の広がりが横断方向の広がりよりも大きいものとして、その内部に角度を有する吸収性材料を実質的に含まない領域を含み得る。これらの領域は分岐してもよく、例えば、股領域において長手方向軸と重なる、中央の材料を実質的に含まない領域が物品の後方に向かって、かつ/又は前方に向かって分岐したものであってもよい。
いくつかの実施形態では、コアの長手軸80と一致する吸収性材料を実質的に含まない領域は存在しない。吸収性材料を実質的に含まない領域は、長手方向軸に対して1つ以上の対称的な対として存在する場合、それらの長手方向の寸法の全体にわたって互いから間隔をおいて配されてもよい。最小の間隔は、例えば、少なくとも5mm、又は少なくとも10mm、又は少なくとも16mmであってよい。
更に、流体が漏出するリスクを低減するため、吸収性材料を実質的に含まない領域は、吸収性材料堆積領域73のいずれの縁部にまでも延在せず、したがって、コアの吸収性材料堆積領域73によって囲まれ、その中に完全に含まれることが有利であり得る。典型的には、吸収性材料を実質的に含まない領域と吸収性材料堆積領域の最も近い縁部との間の最小距離は、少なくとも5mmである。
吸収性コア内の通路226’は、吸収性材料が尿などの液体を吸収して膨潤し始めると形成され始める。コアがより多くの液体を吸収するにつれ、2つの基材間のコアラップ結合27によって形成される吸収性コア内の陥凹部が、より深くなり、視覚的及び触覚的により明らかとなる。通路は吸収性材料が完全な飽和状態に達するまで形崩れしないでそのままに維持されるように、比較的少量の超吸収性ポリマー材料及び/又は比較的伸びやすい基材材料と組み合わせた充分に強いコアラップ結合を形成することが可能である。一方で、コアラップ結合部は、一部の場合では、コアが実質的に満たされたときに吸収性材料の膨化を制限する場合もある。コアラップ結合27は、大量の流体に曝される際、制御された形で次第に開くような設計としてもよい。したがって、図11に示されるように、吸収性材料が中程度の量の流体を吸収するため、結合は少なくとも第1の段階の間、実質的に完全な状態であり得る。第2の段階では、チャネル中のコアラップ結合部27は、増加したコアの横方向の可撓性及び流体管理などのチャネルの利益の大部分を保ちながら、吸収性材料が膨潤するためにより大きい空間をもたらすように開放し始めることができる。第3の段階では、吸収性コアの非常に高い飽和に対応して、チャネル結合部のより大部分が、膨潤する吸収性材料が膨張するために更により大きい空間をもたらすように開放することができる。より多くの吸収性材料は通常、より大きな膨潤を引き起こし、より大きな圧力を結合にかけることになるため、チャネル内のコアラップ結合部27の強度は、例えば、コアラップの2つの面を付着させるために使用される結合の量及び性質、コアラップ結合部を作製するために使用される圧力、及び/又は吸収性材料の分配を変化させることによって、制御することができる。コアラップの材料の伸張性もまた関与し得る。
図10〜14に示されるように、補助接着剤272は、補助接着剤適用領域71上の基材216に直接適用される。補助接着剤は、吸収性材料を実質的に含まない領域226a、bを通して第1の基材216の内側表面と第2の基材216’の内側表面との間の結合27を少なくとも部分的に形成する。補助接着剤272は、第1の基材216と、吸収性材料(吸収性材料ランド領域75)及びSI 274(吸収性材料不在接合領域276内)の両方と、の間の接着性を向上させるうえでも有用であり得る。
本明細書で使用する「補助接着剤適用領域」とは、その外周が補助接着剤272及び補助接着剤間の補助接着剤を含まないすべての領域を包含する、基材216の平面内の最小の領域71を意味する。補助接着剤適用領域71は、吸収性材料堆積領域73(超吸収性ポリマー材料領域)よりも小さい。したがって、補助接着剤は、補助接着剤が最も必要とされる第1の基材216の領域、通路形成領域226a、bが存在し、2つの基材間の結合27が望ましい最前部、及び典型的に、吸収性材料の量がコアの後部領域よりも典型的に高くてよい吸収性コアの股領域又はその近くに有利に適用することができる。吸収性材料堆積領域73に対して補助接着剤適用領域71を小さくすることは、適用領域全体と比較して典型的により少ない補助接着材料が用いられるという利点を有する。補助接着剤の量及び領域を小さくすることで、ホットメルト接着剤が典型的には疎水性であり、並びに完成した製品の望ましくない接着剤臭が低減されることから、向上した液体捕捉特性も与えられる。
一般的に、補助接着剤適用領域は、吸収性材料堆積領域73よりも少なくとも20%小さくてよく、詳細には吸収性材料堆積領域73よりも20%〜80%小さくてよい。これらの領域は、吸収性コアの平面内のそれらの表面を測定し、吸収性材料堆積領域73内の通路形成領域226’を含めることによって比較される。
補助接着剤適用領域は、長手方向(y)及び/又は横断方向(x)において吸収性材料堆積領域73よりも短くてよい。補助接着剤適用領域71は、例えばほぼ長方形であってよく、吸収性材料堆積領域73と概ね同じ幅を有する一方で長手方向(y)ではより短くてよい。図10は、補助接着剤適用領域71及び吸収性材料堆積領域73がいずれも長方形であり、概ね同じ幅を有するそのような一例を示したものであり、適用領域71は、堆積領域73よりも長手方向に短く、吸収性材料堆積領域の前端又は後端のいずれにも延びていない。別の構成として、補助接着剤適用領域71が長手方向及び横断方向の両方において吸収性材料堆積領域73よりも短くてもよい。吸収性材料堆積領域73は長方形ではない形状とすることもできることから、両方の領域について多くの異なる構成が可能であることは言うまでもない。補助接着剤適用領域71は、例えば、吸収性材料堆積領域73の前端からその幅に沿って延び、吸収性材料堆積領域の後端の手前で止まってもよい。これは、補助接着剤がそこで必要とされる、コアの前部に向かって比較的多量の超吸収性ポリマー材料を有する用途において有利となり得る。補助接着剤適用領域は、長方形ではないが、例えば中央部本体よりも短い2個の隣接したサイドウイングを有する中央部本体を有する形状を有してもよい。そのウイングは、吸収性材料堆積領域の側縁部にまで延びても延びなくともよいが、必要な場合にはこれらの縁部にまで延びてもよい。異なる長さのこれらの部分は、例えば、スロットコーティングプロセスを使用し、適用領域の中央部と比較して適用領域の側部のより短い距離にホットメルト接着剤を適用するようにスロットノズルを調整することにより容易に得ることができる。
補助接着剤適用領域71は、吸収性物品の目的とする用途及び吸収性材料の分配に適合した任意の形状を有することができる。詳細には、補助接着剤適用領域は長方形で、基材の中心領域にテーパを有するか又は中央の細長い部分とより短い側部とを有する形状とすることができる。また、補助接着剤塗布エリアが分離された副領域を含むことも可能である。ここでは副領域とは、他方から少なくとも約10mm離間した接着剤適用領域として定義される。その場合、接着剤適用副領域間の接着剤を含まない領域は、例えば補助接着剤領域71の表面を測定する場合に補助接着剤適用領域の一部とはみなされない。そのような構成において、補助接着剤適用領域71が2個の副領域からなり、これらの領域のそれぞれは、1つの通路形成領域226a、226bに概ね対応しており、約10mmの距離だけ離間している。
上記の説明では、補助接着剤272を、吸収性コアの上面288を形成し、完成した吸収性物品20のトップシート224に向かって配置される第1の吸収性基材216に関連して説明した。しかしながら、第1の基材は、物品20のバックシート25に向かって配置される吸収性コアの下面290を代わりに形成してもよいことから、これは限定的なものではない。詳細には上記に述べた構成のいずれにおいても、第1の基材上に直接適用された第1の補助接着剤に加えて、第2の基材上に第2の補助接着剤を直接適用することも考えられる。これは、コアラップ内部の吸収性材料が上記に述べたような2つの層を含む場合に特に有用であり得る。
図13及び14に示すように、吸収性コアは更に超吸収性固定化剤(SI)274を含んでよく、これは繊維性熱可塑性材料であってよく、これが、コアの製造プロセス中及び物品の使用中に、吸収性材料261及び262の更なる固定化をもたらし得る。このSI 274、274’は、吸収性材料の層261、262をそれぞれの基材216、216’に固定するうえで特に有用であり得る。これらの吸収性層は、上記に述べたような接合領域276、276’により分離されたランド領域75、75’を含んでもよく、その結果、SI 274はランド領域において吸収性材料261、262と少なくとも部分的に接触し、かつ接合領域において基材層216、216’と少なくとも部分的に接触することができる。これによって、それ自体は本質的に長さ方向及び幅方向の寸法と比較して比較的薄い二次元構造であり得るSIに、本質的に三次元の網状構造が付与される。これにより、SIはランド領域において吸収性材料を覆うキャビティを提供することができ、それによりこの吸収性材料を固定する。SIは、例えば、コア製造プロセス中に吸収性層がその基材上に堆積された後、吸収性層上に吹き付けることができる。
SI−超吸収性固定化剤
本発明のSIとは、乾燥状態と湿潤状態の両方において、超吸収性材料を固定化する目的で、超吸収性材料に適用される組成物である。SIは、例えばマイクロファイバー又はナノファイバーを備えた繊維化された構造体であってよく、あるいは、フィルム、又は分離した材料の小塊、又はその他の形状であってもよい。SIは、例えば、材料層などの分離した形態であってよく、あるいは、例えば超吸収性材料の粒子などの周囲材料と共に織り合わせる又は絡み合わせる繊維性材料であり得る。単一の吸収性コアは、SIが例えば分離した層などの数えられる形態である場合、複数のSIを有し得る。単一の吸収性コアは、SIを含む複数の領域を有してよく、また各領域のSIの一部が接触又は絡み合わせを有しても有さなくてもよい。単一の吸収性コアは複数の形態のSIを有し得る。
本発明のSIは、高分子量(MW)ポリマー材料以外をほとんど又は全く含まなくてよい。いくつかの実施形態では、この超吸収性固定化剤は、少なくとも約10kg/モルのピーク分子量を有する1つ以上のポリマーから本質的になっていてよい。いくつかの実施形態では、この超吸収性固定化剤は、少なくとも約10kg/モルのピーク分子量を有する1つ以上のポリマーを、少なくとも約55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%、95重量%、97重量%、98重量%、99重量%、100重量%含み得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記述されたゲル浸透クロマトグラフィー法を使用して測定されたとき、SIは、少なくとも約10kg/モルのピーク分子量を有するポリマーを少なくとも1つ含んでよく、これらの高分子量ポリマーそれぞれを合わせた合計が、この超吸収性固定化剤に少なくとも50重量%含まれる。
この超吸収性固定化剤は、ピーク分子量が約9.0kg/モル未満の成分を少なくとも1つ含み得る。いくつかの実施形態では、この超吸収性固定化剤は、ピーク分子量が約9.0kg/モル未満のこれらの成分を、最大で約50重量%含み得る。いくつかの実施形態では、この超吸収性固定化剤は、ピーク分子量が約9.0kg/モル未満の成分を、最大で約45重量%、40重量%、35重量%、30重量%、25重量%、20重量%、15重量%、10重量%、5重量%、3重量%、2重量%、又は1重量%、又はこれら未満で、含み得る。低ピーク分子量を有するこれらの成分は、例えば粘着付与剤、可塑剤、油、ろう、界面活性剤、結晶化度エンハンサ、及び/又はその他の材料などの添加剤であってよく、これらは典型的に、当該技術分野において既知であるように、吸収性物品用のホットメルト組成物として使用するために、高分子量ポリマーと混合される。いくつかの実施形態では、この超吸収性固定化剤は実質的に粘着付与剤を含まず、いくつかの実施形態では、最大で約40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、3%、2%、又は1%の粘着付与剤を含んでよく、またいくつかの実施形態では含まれる粘着付与剤が0%であり得る。いくつかの実施形態では、この超吸収性固定化剤は、粘着付与剤、ろう、油、及び可塑剤を実質的に含まなくてよい。
この超吸収性固定化剤は、25℃において約1.2×10Pa未満の貯蔵弾性率(G’)を有し得る。この高分子量ポリマー、すなわち、ピーク分子量が少なくとも約10kg/モルであるポリマーは、超吸収性固定化剤の単独の材料であってよく、又は高含有量であってよく、かつ、更に25℃において約1.2×10Pa未満の貯蔵弾性率(G’)を有し得る。
この超吸収性固定化剤は、約80J/g未満の融解熱値を有し得る。いくつかの実施形態では、この超吸収性固定化剤の融解熱は、約50J/g未満、約40J/g未満、約35J/g未満、約2〜約80J/g、約5〜約50J/g、又は約7〜約35J/gであり得る。この高分子量ポリマーは更に、約80J/g未満、約50J/g未満、約40J/g未満、約2〜約80J/g、約5〜約50J/g、又は約7〜約35J/gの融解熱値を有し得る。
この超吸収性固定化剤は、プロピレン、エチレン、ブテン、及びこれらの組み合わせのポリマー及びコポリマー;スチレンブロックコポリマー;ポリオレフィン;オレフィンブロックコポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される高分子量ポリマー(すなわち、ピーク分子量が少なくとも約10kg/モルのポリマー)を含み得る。更なる好適なポリマーには、ポリオレフィン(例えば、C2〜C8アルファオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレン−co−エチレン、ポリエチレン−co−プロピレン、ポリプロピレン−co−ブテン、ポリエチレン−co−オクテン、分枝状、直鎖状、HDPE、LDPE、LLDPE、メタロセン触媒による、Ziegler−Natta触媒による、リビング重合などの、ホモポリマー、コポリマー、又はターポリマー)及びこれらのブレンド、混合物、コポリマー;ポリエチレン/不飽和カルボン酸、塩及びエステル共重合体(例えば、ポリエチレンビニルアセテート(EVA)、ポリエチレンエチルアクリレート(EEA)、ポリエチレン/メチルアクリレート、ポリエチレンイソブチルアクリレート、ポリエチレンメチルメタクリレート)及びこれらのブレンド、混合物;ポリエステル(例えば、脂肪族ポリエステル、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンイソフタレート)、ポリ(ヒドロキシアルカノエート)、ポリ乳酸、ポリグリコール酸)及びこれらのブレンド、混合物、及びコポリマー;ポリスチレン(例えば、ポリ(アルファ−メチルスチレン(methystyrene))、ポリ(2−メチルスチレン)、ポリ(4−メチルスチレン)、ポリ(4−メトキシスチレン)、ポリ(4−フェニルスチレン)、ポリ(4−フェニ−1−プロペン(4-pheny-1-propene))、及びこれらのブレンド、混合物、及びコポリマー;ポリアクリレート(例えば、ポリ(アクリル酸)、ポリ(メチルアクリレート(methy acrylate))、ポリ(エチルアクリレート(ethy acrylate))、ポリ(プロピルアクリレート)、ポリ(イソプロピルアクリレート)、ポリ(ブチルアクリレート)、ポリ(イソブチルアクリレート)、及びこれらのブレンド、混合物、及びコポリマー;スチレンブロックコポリマー(例えば、ABA三元ブロック構造、A−B二元ブロック構造、及び(A−B)n放射状構造であり、Aブロックは、典型的にはポリスチレンを含む非エラストマーポリマーブロックであり、Bブロックは、不飽和共役ジエン又はその部分的水素添加物である)。このBブロックは典型的に、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリ−エチレン/ブタン(水素化ポリブタジエン)、ポリ−エチレン/プロピレン(水素化ポリイソプレン)及びこれらのブレンド、混合物である。好ましい超吸収性固定化剤としては、C2〜C8アルファオレフィンのホモポリマー、コポリマー、又はターポリマー、及びこれらのブレンド及び混合物が挙げられる。更により好ましい超吸収性固定化剤には、メタロセン触媒による、エチレンと共重合したポリプロピレンが挙げられる。超吸収性固定化剤の全体又は一部分であり得るポリマーの例としては、Vistamaxx 8380及びVistamaxx 8780(Exxonから市販)が挙げられる。場合によっては、超吸収性固定化剤全体が、例えばVistamaxx 8380又はVistamaxx 8780などの1つの材料から本質的になっていてよい。
この超吸収性固定化剤は、室温又は高温で有機溶媒に可溶性であり得る。この超吸収性固定化剤中の各ポリマーのピーク分子量は、約3,000kg/モル未満であり得る。各高分子量ポリマーは単独で超吸収性固定化剤として使用することができ、又は他のポリマーと組み合わせて使用することができる。いくつかの超吸収性固定化剤は実質的に100%高分子量ポリマーであってよく、単一の高分子量ポリマー、又は2種類以上の高分子量ポリマーの組み合わせのいずれであってもよい。いくつかの超吸収性固定化剤は1種類の高分子量ポリマーであってよく、又は高分子量ポリマーと、添加剤(例えば、ある程度の量の粘着付与剤、可塑剤、油、ろう、及び/又は当該技術分野において既知のその他の材料)との組み合わせであってもよい。どの添加剤も、低分子量であると見なすことができ、すなわち、約9.0kg/モル未満の分子量であると見なすことができる。
いくつかの実施形態では、官能化ポリマー(例えば、官能化ポリオレフィン)を、超吸収性固定化剤の全体又は一部として使用することができる。そのような官能化ポリマーは親水性であってよく、よって有利であり得る。繊維性不織布ウェブ又はウェブ形成材料は、極性材料と化学的に反応し得る。極性材料は無水物又は無水物誘導体(例えば、カルボン酸誘導体)を含んでよく、モノマー、ポリマー、又は化合物であり得る。この反応生成物は、極性官能基を有する疎水性ポリマー材料である(本明細書では極性修飾ポリマーと呼ばれる)。好ましくは、この不織布ウェブ又はウェブ形成材料は、無水マレイン酸又はその誘導体(例えば、マレイン酸又はフマル酸)のいずれか1つと反応する。その他の好適な極性材料としては、様々な無水物及びその誘導体、特に不飽和炭素−炭素二重結合HOOCCH=CHCOOHを有するものが挙げられるがこれらに限定されない。この極性材料は、熱又は触媒(例えば過酸化物触媒)のいずれかを使用して、又は熱と触媒の組み合わせを使用して、疎水性ポリマーと反応する。熱が採用された場合、この反応は疎水性ポリマーの融点近く又は融点を上回る温度で行われ得る。例えば、疎水性ポリマーと極性材料は、疎水性ポリマーが溶融した状態でミキサー内で一緒にブレンドされてよく、これにより極性材料と疎水性ポリマーとの間の実質的に均質な混合と反応を促進する。例えば、疎水性ポリマーがポリプロピレンを含む場合、この反応はミキサー内で、過酸化物触媒あり又はなしで、約160〜225℃、好ましくは175〜200℃の温度で起こり得、この極性材料は疎水性ポリマー上にグラフト重合される。あるいは、この化学反応は、過酸化物触媒の助けを借りたグラフト反応として、ずっと低い温度で溶媒中で起こり得る。
極性材料(例えば、無水マレイン酸又はジカルボン酸誘導体)を疎水性ポリマー(例えば、ポリオレフィン)にグラフト重合する技法は、当該技術分野において周知である。極性材料を疎水性ポリマーと重合する別法として、市販されている好適な極性修飾疎水性ポリマーを購入することができる。市販されている極性修飾疎水性ポリマーとしては、下記が挙げられるがこれらに限定されない:EXXELOR(登録商標)1015、マレイン酸変性ポリプロピレン(Exxon Chemical Co.から入手可能)(メルトフローレート(230℃)120グラム/10分、グラフトされた無水マレイン酸を0.4重量%含む);POLYBOND(登録商標)3150、マレイン酸変性ポリプロピレン(Uniroyal Chemical Co.から入手可能(メルトフローレート(230℃)50グラム/10分、グラフトされた無水マレイン酸を0.7重量%含む);及びPOLYBOND(登録商標)3200、マレイン酸変性ポリプロピレン(Uniroyal Chemical Co.から入手可能(メルトフローレート(230℃)110グラム/10分、グラフトされた無水マレイン酸を1.0重量%含む)。
マレイン酸変性ポリオレフィン(又はその他の極性修飾ポリマー)はそれ自体が疎水性でありかつ水に非湿潤性であってよく、また疎水性と親水性との間の境界であってもよい。極性材料との反応は、ポリマー主鎖に親水性をもたらすわけではない。むしろ、親水性材料との後続反応のための化学的連結を提供する。一般に、この極性修飾ポリマーは約0.1〜3.0重量%、好ましくは約0.4〜1.0重量%、より好ましくは約0.6〜0.8重量%の極性モノマーを含有するべきである。好ましくは、この極性材料が疎水性ポリオレフィンにグラフトされて、更なる反応のために立体化学的に最も有利になり得る。
極性修飾疎水性ポリマーは親水性材料と反応することができ、これにより、ポリマーの親水性が増加し、水に対する湿潤性をもたらす。親水性材料は、親水性モノマー、ポリマー、化合物、又はこれらの1つ以上を含有するブレンドであり得る。好適な親水性材料としては、極性修飾疎水性ポリマー上の、有機アルコール、ジアルコール、三級アルコール、これらを含有するポリマー、及びその他の、極性基と反応する基(例えば、無水物部分)を有する親水性材料が挙げられる。その他の好適な親水性材料には、ポリグリコール及びポリオキシドが挙げられ、これには例えばポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレンオキシド、並びにこれらのコポリマー及び混合物などのポリオレフィングリコール及びオキシドが含まれる。ポリグリコールには、更に親水性を促進するモノアミン及び/又はジアミン連結を有するものが挙げられる。JEFF AMINE(登録商標)シリーズのポリグリコール(Huntsman Chemical Co.から入手可能)は、様々な分子量のモノアミン及びジアミンを含む。極性修飾疎水性ポリマーと親水性材料の間の反応に関する更なる開示、及び好適な官能化ポリマーに関する一般的な開示については、WO2000012801号を参照のこと。
本明細書で使用されるとき、用語「粘着付与樹脂」又は「粘着付与剤」は次のものを含む:
(a)環球式軟化点10℃〜160℃(ASTM方法E28−58Tにより測定)を有する脂肪族及び環式脂肪族石油炭化水素樹脂で、この後者の樹脂は、主に脂肪族及び/又は環式脂肪族オレフィン及びジオレフィンからなるモノマーの重合から生じる;また、水素化脂肪族及び環式脂肪族石油炭化水素樹脂も含まれる;このタイプのC5オレフィン留分をベースとしたそのような市販の樹脂の例は、Piccotac粘着付与樹脂(Eastman Chemical Company販売)及びEscorez131OLC(ExxonMobil Chemical Company販売)である;
(b)芳香族石油炭化水素樹脂及びその水素化誘導体;
(c)脂肪族/芳香族石油誘導炭化水素樹脂及びその水素化誘導体;
(d)芳香族修飾環式脂肪族樹脂及びその水素化誘導体;
(e)軟化点が約10℃〜約140℃のポリテルペン樹脂で、後者のポリテルペン樹脂は一般に、穏やかな低温でフリーデル・クラフツ触媒の存在下において、モノテルペン(ピネンとして知られる)などのテルペン炭化水素の重合から得られる;また、水素化ポリテルペン樹脂も含まれる;
(f)天然テルペンのコポリマー及びターポリマーで、例えばスチレン/テルペン、a−メチルスチレン/テルペン及びビニルトルエン/テルペン;
(g)天然又は変性ロジンで、例えば、ガンロジン(gun rosin)、ウッドロジン、トール油ロジン、蒸留ロジン、水素化ロジン、二量体化ロジン及び重合ロジンなど;
(h)天然又は変性ロジンのグリセロール及びペンタエリスリトールエステルで、例えば、ペールウッドロジンのグリセロールエステル、水素化ロジンのグリセロールエステル、重合ロジンのグリセロールエステル、ペールウッドロジンのペンタエリスリトールエステル、水素化ロジンのペンタエリスリトールエステル、トール油ロジンのペンタエリスリトールエステル、及びロジンのフェノール変性ペンタエリスリトールエステル;
(i)フェノール変性テルペン樹脂で、例えば、酸性媒質中でテルペン及びフェノールを縮合することで得られる樹脂生成物。
上記粘着付与樹脂のうちの2種以上の混合物が、いくつかの処方に必要であり得る。本発明に有用な粘着付与樹脂は、極性の粘着付与樹脂も含み得る。好適な樹脂は、例えばHercotac 1148(Hercules Corp.から入手可能)などの、C5オレフィンに基づいた脂肪族石油炭化水素樹脂である。また、好適なのは、軟化点が70℃超えの、水素化ジシクロペンタジエン(DCPD)系又はその芳香族変性誘導体である非極性生成物である。そのような樹脂の例は、Escorez 5400及びEscorez 5600(ExxonMobil Chemical Companyから販売)である。粘着付与剤は、超吸収性固定化剤中に0%〜50重量%、いくつかの実施形態では5%〜約15%、いくつかの実施形態では約20%未満、又は約10%未満の量で存在し得る。
可塑剤は、本発明の組成物中に、0%〜約10重量%の量で存在し得る。好適な可塑剤は、通常の可塑化油(例えば、鉱油)を含むが、更にまた、オレフィンオリゴマー及び低分子量ポリマー、並びに植物油及び動物油及びこれらの油の誘導体を含む、群から選択され得る。採用され得る石油誘導体油は、少ない割合の芳香族炭化水素のみを含有する比較的抗沸点の材料である。この点に関して、芳香族炭素原子の割合により測定されたとき、芳香族炭化水素は好ましくは30%未満、より具体的には15%未満であるべきである。より好ましくは、この油は本質的に非芳香族であり得る。オリゴマーは、約350〜約9,000の平均分子量を有するポリプロピレン、ポリブテン、水素化ポリイソプレン、水素化ポリブタジエン等であり得る。好適な植物油及び動物油は、通常の脂肪酸及びその重合生成物のグリセロールエステルを含む。その他の有用な可塑剤は、従来型のジベンゾエート、ホスフェート、フタレートエステル、並びにモノ又はポリグリコールのエステル類に見出され得る。そのような可塑剤の例としては、ジプロピレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールテトラベンゾエート、2−エチルヘキシルジフェニルホスフェート、ポリエチレングリコール400−ジ−2−エチルヘキソエート;ブチルベンジルフタレート、ジブチルフタレート及びジオクチルフタレートが挙げられるがこれらに限定されない。
ろうは、0%〜約35%、約5%〜約30%、又は約10%〜約25%の量で、超吸収性固定化剤中に存在し得る。ろうは、ホットメルト組成物に従来使用されている任意のものであり得る。例示的な石油誘導体合成ろうは、約55℃〜約110℃の範囲内の融点を有するパラフィン及び微結晶ろう、並びに低分子量ポリエチレン及びフィッシャー・トロプシュワックスである。
使用される界面活性剤は15未満のHLBを有してよく、この界面活性剤は、ある量で組成物に組み込まれた脂肪酸エステルからなり、この結果として得られる組成物は、75°以下、及び好ましくは約40°の接触角を有する。基材表面上の液滴の接触角測定値は、表面の濡れ性を特性化するのに使用される。接触角は、液滴が基材と接触している点での、基材支持面と接線との間の角度として定義される。液滴の接触角の値は、基材の表面エネルギーと、液体の表面張力とに依存する。液体と基材表面との間で完全な濡れが起こる場合、液滴は基材の上に広がり、接触角はゼロに近づく。一方、濡れが部分的である場合、結果として生じる接触角は0〜180度の範囲になる。
低い接触角であることが望ましく、これによって水、尿、又はその他の水性排泄物が「玉になる」のではなく「濡らす」。接触角が小さくなるほど、材料の親水性は高くなる。水接触角は、ASTM D5946−96により測定することができる。
好適な界面活性剤の付加的な例としては、下記のものが挙げられるがこれらに限定されない:(1)脂肪酸エステル、例えばグリセロールエステル、PEGエステル、及びソルビタンエステルで、これにはエチレングリコールジステアレート、エチレングリコールモノステアレート、グリセロールモノ及び/又はジオレエート、PEGジオレエート、PEGモノラウレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタントリオレエートなどが挙げられる。これらの界面活性剤は、ICI、Rhone−Poulenc、及びその他の入手源から入手可能である;(2)非イオン性エトキシレート、例えばアルキルフェノールエトキシレート、アルコールエトキシレート、アルキルアミンエトキシレート、などで、これにはオクチルフェノールエトキシレート、ノニルフェノールエトキシレート、アルキルアミンエトキシレートなどが挙げられる。これらの界面活性剤はRhone−Poulenc、Union Carbide、及びその他の入手源から入手可能である;(3)Air Productsから入手可能な2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールなどの非イオン性界面活性剤;(4)エチレンオキシド/プロピレンオキシドコポリマー(Union Carbide、BASFなどから入手可能);(5)非イオン性界面活性剤配合物のAtmer 688、及びグリセロールモノステアレートのAlkamuls GMS/C(いずれもICI Americas Inc.から入手可能)。最適な親水性性能特性の配合物を製造するために、これら及び他の界面活性剤を必要に応じて配合できることに注意されたい。その他の好適な界面活性剤は米国特許第6,380,292号に見出すことができる。
超吸収性固定化剤に添加可能な結晶化度エンハンサとしては、微結晶ろう及び結晶性オレフィンホモポリマーが挙げられるがこれらに限定されない。具体的には、直鎖ポリエチレンホモポリマーを使用することができる。理論に束縛されるものではないが、そのような材料は、分枝が最小限であることにより、温度が下がるにつれて、より容易に結晶化する。このように形成された晶子が、ポリマー材料の結晶化のテンプレートの役割を果たす。加えて、結晶化度エンハンサは非常に小さな固体粒子であってよく、これは、新しい表面を提供する異物相として作用し、この上に結晶成長が起こり得る。この異物相は、成長するポリマー結晶との良好なエピタキシャル一致を有するよう設計された、核生成剤の形態をとる。これらの粒子の均一な分散により、結晶化の核生成及び成長が増大する。核生成剤は、超吸収性剤に適用した場合、溶融状態からの超吸収性固定化剤の形質転換をスピードアップするのに役立ち得る。結晶化度エンハンサとして作用する核生成剤の例としては、無機及びセラミック粉末で、例えば、ジルコニア、炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、シリカゲル、粘土(ベントナイトなど)、金属酸化物、及びこれらの有機変性物が挙げられる。有機材料及び塩も核生成剤として作用することができ、例としては、芳香族カルボン酸塩、安息香酸ナトリウム、及び特定の顔料着色剤がある。市販されている核生成剤の例としては、MillikenのHyperform(登録商標)製品が挙げられる。結晶化度エンハンサは、超吸収性固定化剤の約5%未満、場合によっては、約1%〜5%、又は約0.1%〜約1%、約0.5%〜約2%、又は約2%〜約4%含まれ得る。
下記の表1の実施例1〜7の材料それぞれが、例示的な超吸収性固定化剤として使用することができる。すなわち、例示的な超吸収性固定化剤はそれぞれ、添加剤なしで、下記に記載の材料100%である。各材料について、ピーク分子量G’と融解熱が記載されている。なお、以下の実施例において、実施例1〜3および9〜12は参考例である。
Figure 0006929855
場合によっては、超吸収性固定化剤は、下記の表2の実施例8のように、低分子量材料(9.0kg/モル未満)及び/又は添加剤を含まずに、2つ以上の高分子量ポリマーの組み合わせを含み得る。また場合によっては、超吸収性固定化剤は、下記の表2の実施例9〜12のように、分子量が9.0kg/モル未満のポリマー、添加剤、及び/又はその他の成分と組み合わせた、1つ以上の高分子量ポリマーであってよく、表中、Escorezグレードは水素化された粘着付与剤(5300)と水素化程度の低い粘着付与剤(5600)、Indopolはポリブテン、及びCalsolは油である。
Figure 0006929855
試験方法
分子量
本明細書に使用される分子量は、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)法を使用して測定されたピーク分子量を指す。GPCは周知の方法であり、ポリマーは分子の大きさに従って分離され、最も大きな分子が最初に溶出する。クロマトグラフは、市販のポリスチレン分子量標準を使用して較正される。本明細書で引用されるピーク分子量は、ASTM D5296に従って行われ、ポリスチレン較正標準を使用したゲル透過クロマトグラフィー(GPC)で決定される。そのように較正されたGPCを用いて測定された任意のポリマー又は未知のポリマーの分子量は、スチレン当量分子量であり、本明細書ではこれを「ピーク分子量」として定義する。適切な分子量の分離能が達成できるように、GPCには好適な溶媒及び温度が採用される。
融解熱
本明細書で使用される融解熱は、ASTM D3418−08を使用して決定される。
G’:熱可塑性組成物のG’を求めるための動的機械分析(DMA)
温度掃引−原理
動的機械分析(DMA)を行う。振動歪みを引き起こす振動剪断応力を、一定振幅で組成物に連続的に加える一方で(この振動剪断応力は、変形が確実に完全に回復可能となるほど小さい)、別工程で温度を下降させる。適用される正弦起伏応力と得られる歪み応答との間の関係、並びに時間軸における両方の測定値間の移り変わりを測定する。結果を、組成物の貯蔵弾性率[G’]、損失弾性率[G’’]、及び温度に依存した損失率[tanδ]によって定量化する。
計器:
TA Instruments AR G2
手順:
1.温度制御を可能にする上部鋼板(直径:8mm)及び下部ペルチェ又は加熱板からなる8mmプレート/プレートジオメトリのレオメータを使用する。レオメータは0℃〜220℃の温度を適用され得る必要がある。
2.機器説明書に従ってレオメータを較正する。
3.0.37g+/−0.01gの組成物片を切り取って重量を量り、それをレオメータのペルチェ又は加熱板の中心に置き、温度を160℃に設定する。
4.組成物が溶融したら、ジオメトリ間隙が1000マイクロメートルになるまで上部板をゆっくりと下げる。組成物サンプルに損傷を与えずに組成物と上部板との間の良好な接触を達成するために、レオメータヘッドの速度は1000マイクロメートル/秒を超えてはならない。
5.上部板が熱くなることができ、組成物が完全に溶融するように、このジオメトリをジオメトリカバーで2分間覆う。
6.カバーを取り除き、上部板を手で回転させて組成物を上部板とペルチェ又は加熱板との間に均一に分配し、組成物と上部板が確実に完全接触するようにする。
7.その後、ジオメトリをジオメトリカバーで更に2分間覆う。
8.ジオメトリカバーを取り除き、組成物が均一に分配されているかどうかを確認する。
9.軸力制御を0.2Nに設定し、感度は+/−0.1Nとする。
毎分3℃の温度勾配で160℃から0℃までの温度掃引を開始する。
歪み振幅:0.05%
角周波数:6.28319rad/s
計算/報告
温度掃引から、以下のパラメータを報告する:
・ガラス転移温度(℃)
(ガラス転移温度は、tanδ値のピーク最大値で定義される)。
・クロスオーバー温度(℃)
(クロスオーバー温度は、ゴム状平坦部の終わりからより高い温度(末端ゾーンの始めを示す)に向けて見られる。クロスオーバー温度では、貯蔵弾性率と損失弾性率が等しくなり、tanδ値は1である)。
・25℃、35℃、60℃、及び90℃における貯蔵弾性率(パスカル)。
本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。むしろ、特に断らない限り、そのような各寸法は、記載された値とその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば、「40mm」として開示される寸法は、「約40mm」を意味するものとする。
あらゆる相互参照される又は関連する特許又は出願を含む、本明細書に引用される全ての文書は、明示的に除外される、又は別途限定されない限り、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。いかなる文献の引用も、本明細書中で開示又は特許請求される任意の発明に対する先行技術であるとはみなされず、あるいはそれを単独で又は他の任意の参考文献(単数又は複数)と組み合わせたときに、そのような任意の発明を教示、示唆、又は開示するとはみなされない。更に、本文書における用語の任意の意味又は定義が、参照することによって組み込まれた文書内の同じ用語の意味又は定義と矛盾する場合、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。
本発明の特定の実施形態を例示及び説明してきたが、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行うことができる点は当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内に含まれるそのような全ての変更及び修正は、添付の特許請求の範囲にて網羅することを意図したものである。

Claims (10)

  1. 吸収性コアを含む吸収性物品であって、
    前記吸収性コアが、超吸収性ポリマー材料及び超吸収性固定化剤を含み、
    前記超吸収性固定化剤、本明細書に記述されたゲル浸透クロマトグラフィー法を使用して測定されたとき、少なくとも10kg/モルのピーク分子量をそれぞれ有する1つ以上のポリマーを、少なくとも50重量%含み、
    前記超吸収性固定化剤は、粘着付与剤を含まないものであり、
    前記超吸収性固定化剤は、80J/g未満の融解熱値を有し、かつ、
    前記超吸収性固定化剤は、プロピレン、エチレン、及びこれらの組み合わせのポリマー及びコポリマー;スチレンブロックコポリマー;ポリオレフィン;オレフィンブロックコポリマー、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択されるポリマーを含んでなることを特徴とする、吸収性物品。
  2. 前記超吸収性固定化剤が、本明細書に記述された前記ゲル浸透クロマトグラフィー法を使用して測定されたとき、9.0kg/モル未満のピーク分子量を有する少なくとも1つの成分を更に含み、9.0kg/モル未満のピーク分子量を備えるすべての前記成分が、前記超吸収性固定化剤に10重量%未満含まれる、請求項1に記載の吸収性物品。
  3. 前記超吸収性固定化剤が、21℃で1.2×10Pa未満の貯蔵弾性率(G’)を有する、請求項1または2に記載の吸収性物品。
  4. 前記超吸収性固定化剤が、可塑剤、油、及びろうを実質的に含まない、請求項1〜3のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  5. 少なくとも10kg/モルのピーク分子量を有する前記1つ以上のポリマーが、超吸収性固定化剤に少なくとも98重量%含まれる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  6. 前記超吸収性固定化剤が、9.0kg/モル未満のピーク分子量を有する少なくとも1つの成分を含み、前記成分が前記超吸収性固定化剤に1%未満含まれる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  7. 前記超吸収性固定化剤が繊維化された構造体である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  8. 前記吸収性物品が、トップシート及びバックシートを更に含み、前記吸収性コアがこれらの間に配置され、前記吸収性コアが、第1の基材を含む第1の吸収性層を含み、前記超吸収性ポリマー材料の少なくとも一部が前記第1の基材の上に配置され、かつ、前記超吸収性固定化剤の少なくとも一部が前記超吸収性ポリマー材料を覆い、及び前記第1の基材が不織布コアカバーである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  9. 前記吸収性コアが、第2の基材を含む第2の吸収性層を更に含み、前記超吸収性ポリマー材料の少なくとも一部が前記第2の基材の上に配置され、かつ、前記超吸収性固定化剤の少なくとも一部が前記超吸収性ポリマー材料を覆い、前記第1及び第2の吸収性層が、前記第1の吸収性層の前記超吸収性固定化剤の少なくとも一部が、前記第2の吸収性層の前記超吸収性固定化剤の少なくとも一部と接触するように、一緒に組み合わせられている、請求項8に記載の吸収性物品。
  10. 前記第2の基材が、前記第1の基材に少なくとも部分的に結合され、及び前記第2の基材が、不織布コアカバーである、請求項9に記載の吸収性物品。
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