JPH0569545B2 - - Google Patents

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JPH0569545B2
JPH0569545B2 JP60180069A JP18006985A JPH0569545B2 JP H0569545 B2 JPH0569545 B2 JP H0569545B2 JP 60180069 A JP60180069 A JP 60180069A JP 18006985 A JP18006985 A JP 18006985A JP H0569545 B2 JPH0569545 B2 JP H0569545B2
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absorbent
layer
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superabsorbent
less
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Personal Products Co
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、新規な改良された薄く、軟らかい吸
収製品に関し、さらに詳しくは、超吸収物質を組
み込みかつ大量の液体を吸収する。新規な改良さ
れた柔らかい圧縮された複合体に関する。 使い捨ておむつ、傷の手当用品、包帯、失禁パ
ツドなどを包含する使い捨て製品はしばらくの間
知られてきている。これらの製品は、体液を吸収
しかつ保持または含有するために使用される吸収
バツトを組み込んでいる。最初に、これらの製品
の多く、ことに使い捨ておむつおよび生理用ナプ
キンにおいて、吸収バツトは「詰綿」またはテイ
ツシユーのプライと呼ばれるものから構成されて
いる。詰綿は液体不透過性裏材料シートと液体透
過性表材料シートとの間に配置され、そしてテイ
ツシユーのプライは製品内の液体を吸収し、望ま
しくは、それを含有するために使用された。この
ような吸収バツトを利用するおむつは、米国再発
行第26151号に開示されている。 詰綿型の製品は、一般に「毛羽立ち木材パルプ
繊維」と呼ばれるものからなる改良された吸収バ
ツトにより取つて置き換えられた。この吸収バツ
トは個別化された木材パルプ繊維の層からなり、
この層は実質的な厚さを有する。このような毛羽
立ち木材パルプ繊維を組み込んだおむつは、米国
特許第2788003号に記載されている。このおむつ
は、改良された吸収能力および詰綿層を使用する
おむつよりも多少すぐれた含有性を有する。ま
た、毛羽立ち木材パルプ層は非常に柔らかく、柔
軟であり、かつ快適であり、それゆえ、吸収層と
して詰綿を使用するおむつよりも改良されたおむ
つを生成する。 毛羽立ち木材パルプの吸収バツトは改良された
容量を有するが、その容量をおむつまたは生理用
ナプキンにおいて使用するときの効率は低い。こ
の理由は、吸収すべき流体が一般に吸収バツト内
の局在化区域に配置され、そして流体をバツトの
平面に沿つて除去する能力に劣ることにある。流
体は抵抗が最低である通路を流れ、結局バツトの
最も近いへりへ動き、そこでそれはもはや含有さ
れず、そして製品を漏らす。さらに、木材パルプ
のバツトは安定性を欠き、例えば、おむつが着用
されているとき、バツトは破壊し、集群をつくる
傾向がある。 米国特許第3017304号は、製品中に濃密化され
た紙様層を組み込んだ吸収製品を開示している。
この紙様層は吸上げ層として作用し、その層上に
配置された液体はその層の平面に沿つて急速に動
く傾向がある。毛羽立つた木材パルプ繊維と組み
合わせるとき、得られる製品は羽毛立つた木材パ
ルプの吸収容量を非常に効率よく使用する。この
紙様層を毛羽立つた木材パルプと組み合わせて組
み込んだおむつは、米国特許第3612055号および
同第3938522号に開示および記載されている。吸
上げまたは毛管のスキン（skin）または層と毛羽
立つた木材パルプ繊維との組み合わせるという概
念は、使い捨ておむつおよび生理用ナプキンを包
含する多くの吸収製品において広く受け入れられ
ている。これらの製品は吸収バツトの容量の使用
を非常の大きくするが、吸収された液体を完全に
は含有しない。これらの製品はバツトの容量全体
が吸収に使用される前に漏れることがありうる。
これはバツトが湿潤している間に圧力がおむつへ
加わるとき、とくに当てはまり、例えば、幼児が
前もつて湿潤したおむつの上に座ると、バツトは
漏れることがる。バツトは紙様の濃密化スキンに
より多少安定化されるが、それは割れかつ分離す
ることがある。 最近、弾性脚のおむつまたはストレツチおむつ
が販売されるようになつた。これらのおむつは平
担なおむつまたは先行技術のおむつよりもすぐれ
た吸収バツトと提供しないが、液体の改良された
含有性を示した。このようなおむつは米国特許第
3860003号、同第4050462号および同第4324245号
中に開示および記載されている。この含有性の特
徴は先行技術の製品よりもすぐれるが、弾性化さ
れた製品はより緊密に適合して空気の循環を少な
くさせる。頻繁に、これは皮膚を刺激するように
なることがあり、そして弾性物質が緊密になれば
なるほど、あるいはおむつをより密に適合させれ
ばさせるほど、刺激はより大きくなる。これは、
製品の弾性脚部分が着用者に接触する区域におい
て、とくに真実である。 数年前に、自己の重量の多数倍の液体を吸収す
る「超吸収物質」が開発された。このような物質
の開発依頼、それらを吸収製品、例えば、おむつ
および生理用ナプキン中に組み込んで、これらの
製品の吸収性能を増大することが試みられてきて
いる。理論的には、製品中に組み込まれた最小量
の超吸収剤はその製品を先行技術の製品と同じよ
うによい性能あるいはそれよりもすぐれた性能を
有するようにさせるであろう。多分、使い捨てお
むつ中にこのような超吸収物質を組み込んだ最初
の製品の１つは、米国特許第3670731号中に開示
されている。この特許は、透過性表材料のシート
および不透過性表材料のシートとの間に挟まれた
吸収層からなる吸収ドレツシング（dressing）を
開示している。この吸収層は超吸収物質として水
不溶性交差結合ヒドロコロイドを含有する。 超吸収物質はしばらくの間入手可能であつた
が、使い捨ておむつおよび生理用ナプキンのよう
な吸収製品において広く受け入れられなかつた。
その主な理由は、超吸収物質の高度に増大した吸
収容量を経済的に利用することができる製品を開
発できなかつたことにある。超吸収物質を経済的
に利用するためには、吸収される液体は超吸収物
質へ移送されなくてはならない。格言すると、超
吸収物質は液体と接触させて配置しなくてはなら
ない。さらに、超吸収物質が液体を吸収すると
き、それは膨潤することができなくてはならな
い。超吸収物質は膨潤を妨げられると、液体の吸
収を停止する。それゆえ、吸収されるべき液体が
小さい空隙区域に配置されるおむつおよび生理用
ナプキン中で機能しようとする場合、超吸収物質
を含有する吸収層の構造は重要であるように思わ
れる。数年間にわたつて、超吸収物質を効率よく
使用する試みにおいてある数の技術が開示され
た。このような製品は米国特許第4103062号、同
第4102340号および同第4235237号に開示されてい
る。さらに、吸収製品中に配置することができる
適当な層または適当な立体的配置で超吸収物質を
組み込む方法は、米国特許第4186165号、同第
4340057号および同第4364992号に開示されてい
る。今日まで、これらの製品のいずれも実質的に
商業的成功を収めていない。 1982年11月８日に提出された同時係属出願第
439963号において、特に有用な圧縮複合体が形成
されている。この出願をここに引用によつて加え
る。この圧縮された複合製品は、好ましくはポリ
エステルのような不織布から作られる。この布は
くはそれと関連して少なくとも200重量％の超吸
収物質を有して吸収層を形成する。液体を吸収す
るばかりでなく、かつまた液体を移送する製品を
提供するために、木材パルプ繊維または他の適当
な吸上げ物質を吸収層の少なくとも一方の側に層
でキヤスト（cast）する。次いで、その製品を圧
縮して非常に高い液体吸収性の製品を製造する。
しかしながら、得られる圧縮された複合体は非常
に剛性であり、それゆえ柔軟化しておむつなどの
ような製品において利用するために柔軟性を与え
ることが必要である。提供される柔軟性は永久的
であることが必要であり、すなわち、取り囲む環
境、製品の取扱いおよびその引続く使用は柔らか
さおよび柔軟性に影響を及ぼさないであろう。 本発明は、超吸収物質の吸収容量の実質的な部
分を利用し、しかも柔らかく、柔軟である新規な
改良された吸収構造体を提供する。この柔らか
く、柔軟である複合体は、柔らかく、柔軟とされ
ていてさえ、実質的に完全に安定でありかつその
安定な状態を保持する。湿潤および乾燥している
かどうかにかかわらず、複合体は破壊せず、一団
にならず、あるいは分離しない。この柔らかい複
合体は、圧力下にあるとき、吸収された液体を漏
らさないでそれを保持する。 本発明は、繊維ウエブ、超吸収物質および液体
を吸上げるために適当な他の物質から構成された
吸収複合製品構造体を提供する。繊維ウエブはそ
の重量に基づいて少なくとも200重量％の量でウ
エブの繊維中に配置された超吸収物質を含有す
る。吸上げ層は木材パルプ繊維のような適当な吸
上げ物質から形成され、そして繊維ウエブ上に配
置され、そしてこれらの２層は圧縮されて圧縮複
合構造体を生成する。吸収複合構造体は柔軟性と
されて約25以下のテイバー剛性値（Taber
stiffness value）を有する。 圧縮複合構造体の吸収層の基準として使用され
る繊維ウエブは、好ましくは、不規則に配置され
繊維からなる低密度の弾性繊維ウエブであり、少
なくとも30％の乾燥体積回復率（dry bulk
recovery）および少なくとも20c.c.／ｇの初期の
乾燥体積（dry bulk）、少なくとも30c.c.／ｇの湿
潤体積（wet bulk）、および約135.62g／cm2（４
オンス／平方ヤード）より小さい、好ましくは
101.71g／cm2（３オンス／平方ヤード）より小さ
い重量を有するウエブを生ずる。繊維ウエブは、
水性液体へ暴露されたとき、隣接する超吸収物質
からの妨害を最小にして膨潤が起こるように、超
吸収物質を空間的に分布させるために使用され
る。吸収層の形成後、吸上げ層は吸収層上に重ね
られた層として形成される。吸上げ層は、一般
に、約135.62g／cm2（４オンス／平方ヤード）以
上の量の木材パルプ繊維の層である。これらの２
層は、少なくとも約10％の湿分の湿潤状態にまだ
あるときに、圧縮されて圧縮複合製品を形成す
る。得られる圧縮複合製品は、吸収層中の超吸収
物質の配合量が高いために、大抵の用途に剛性で
あり過ぎる。この圧縮複合製品は約25以下のテイ
バー剛性値に柔軟化できることが発見された。 本発明は、さらに、柔らかく、柔軟である吸収
複合構造体を製造する方法を提供する。前述の圧
縮複合製品は、まず、微小波形化
（microcorrugating）に、次いでパーフエンボシ
ング（perf−embossing）にかけられる。微小波
形化法は、超吸収物質を破砕するために十分な圧
力を有する相互にかみ合う溝付き（fluted）ロー
ルにウエブを通過させ、そして横方向のヒンジ線
を形成することから成る。ここでパーフエンボシ
ングとは、複合構造体を、上ロール及び下ロール
の各々が相互にかみ合うナツクルを有する上下１
対のロール間を通過させ、これはよつて複合構造
体に突出区域及びくぼんだ区域を形成すること、
を意味する。パーフエンボシングは、米国特許第
3817827号中に例示されているような既知の技術
により実施される。吸収複合構造体を柔軟化しか
つテイバー剛性を実質的に減少させるためには、
超吸収剤のポリマーが脆くなり、かつ微小波形化
およびパーフエンボシングにより提供される機械
的加工および破砕により大きさを効果的に減少で
きるように、超吸収物質のガラス転移温度にする
ことが必要である。ガラス転移温度は、湿分を十
分に減少させて、作業が実施されている室内の温
度において満足すべき作業を可能とすることによ
つて到達される。大部分の超吸収物質について、
満足すべき湿分は吸収複合構造体の約10重量％よ
り少ない。 微小波形化法の工程において、テイバー剛性は
少なくとも50％だけ、しばしば少なくとも70％だ
け減少される。引き続くパーフエンボシング工程
の間、テイバー剛性値は一般に15より小さいが、
各場合において25より小さい値に減少される。パ
ーフエンボシングは製品へ十分な衝撃点を提供し
て、超吸収剤ポリマーの粒度をさらの減少すべき
である。一般に、衝撃点が0.64cm（１／４イン
チ）以下で離れかつ多少連続的であるとき、テイ
バー剛性値の満足すべき変化は達成されるであろ
う。パーフエンボシング法において、複合体は１
対のローラーに通過される。これらのローラーは
ナツクルを有し、そして相互にかみ合つて所望の
方式で複合構造体を剪断する。構造体をパーフエ
ンボシング後に見ると、下のナツクルにより生成
された突出区域および上のナツクルにより生成さ
れたくぼんだ区域が存在する。構造体を他方の側
から見ると、突出区域はくぼみおよびくぼんだ区
域は突出区域になる。くぼみは濃密化区域であ
り、液体を保持しかつ吸上げる。突出区域および
みぼみを相互に接続する部分は、超吸収剤ポリマ
ーの大きさを減少させかつ剪断区域において複合
体の層を溶融する機械加工のほとんどを受けた区
域で中間部分ある。ロールの上のナツクルが下の
ナツクルに非常に密接して通る位置において、こ
の構造体へ適用された仕事は構造体を強さを越
え、そしてその中に開口を生成する。開口の長さ
は、ロールの上のナツクルおよび下のナツクルの
重なり、あるいはナツクルの大きさを調節するこ
とにより変化させることができる。構造体の柔軟
性は開口により増加され、製品の全体の強さを減
少させることができる。したがつて、本発明の好
ましい製品は開口および部分的に破砕または剪断
された区域の両方のコントロールされた部分を用
いる。 図面を参照すると、第１図は本発明において柔
軟化される圧縮複合製品を作るために使用される
出発材料の斜視図である。出発材料１０は繊維ウ
エブ１２であり、これはウエブの少なくとも200
％の超吸収物質を含有する。超吸収物質１６は繊
維ウエブ１２全体に分布されている。吸上げ層１
４は繊維ウエブ１２の各側に配置されている。吸
上げ層は一般に木材パルプ繊維である。製品が圧
縮されるとき、転移ゾーン１８は吸収層の各側の
接合部、すなわち、繊維ウエブ１２と吸上げ層１
４との接合部に形成される。 第２図は、吸収層２２として繊維ウエブを有す
る第１図の製品の区画を示す。吸収層の繊維の間
に超吸収物質２４が相互に分散されている。吸上
げ層２８は吸収層に直ちに関連する。吸上げの層
繊維２６のある部分は、吸収層２２の中に延び込
みかつそれと一体化するようになる。このように
して、転移ゾーン２５が形成する。「一体的ウエ
ブ」とは、緊密に接触しているが、物理的または
化学的結合を必要としないことを意味する。第２
Ａ図に示される構造体は、第２図の圧縮された態
様である。圧縮すると、吸上げ層２８における部
分のあるものは、吸収層２２の中に延び込みかつ
吸収層２２の繊維と一体化する。これらの吸上げ
層はの部分は、また、超吸収物質２４と接触す
る。複合体が乾燥したときでさえ、圧縮された状
態にとどまるように、吸収層の繊維への必要な接
触を提供するために、構造体を圧縮しかつ超吸収
物質の柔軟化表面を生じさせるとき、一般に、少
なくとも10％の湿分は存在する。 第３図は、本発明の吸収複合構造体、すなわ
ち、微小波形化された第２Ａ図の構造体の斜視図
である。この構造体３０は、吸上げ層３２、吸収
層３４および、約25以下のテイバー剛性を提供す
る微小波形化ヒンジ線３６及び３８を含有する。 第４図は、微小波形化後、本発明に従いパーフ
エンボシングされた吸収複合構造体の斜視図であ
る。この複合体４０は吸上げ層４４および吸収層
４２を有する。微小波形化およびパーフエンボシ
ング後、ヒンジ線４６および開口４９はこの構造
体中に配置された、図示するパターンを提供す
る。この製品のテイバー剛性は、処理前の製品の
それより少なくとも75％だけ少なく、大抵の場合
において１５より小さい。 第５図は、本発明の吸収複合構造体を利用する
使い捨ておむつ５０を示す。図面の一部分は明瞭
となるように破壊されている。使い捨ておむつ５
０は、液体透過性表材料５６および液体不透過性
裏材料５２を有する。表材料５６と裏材料５２と
の間に、吸収複合構造体５４が存在する。おむつ
５０は吸収剤の線５８により単一の形態に積層さ
れている。それはおむつ製品５０を着用者の腰の
まわりに固定するためのテープタブ５９を有す
る。 第６図は、生理用ナプキン６０の斜視図であ
る。このナプキンは吸収複合構造体６６を含有す
る液体不透過性外殻６４から構成されており、そ
して上表面にわたつて液体透過性表材料６２で覆
われている。吸収構造体６６は本発明に従い作ら
れ、そして第４図のものに類似する。 第７図は、第３図中に示す実施態様の一部分の
拡大側面図である。部分７０は吸収層７４および
吸上げ層７２から構成されている。微小波形化は
ヒンジ線７６を提供している。 第８図は、微小波形化ロール８２および８４の
一部分の拡大側面図である。ロールは相互にかみ
合うフルート８６および８８を有する。これらの
フルートは前述のヒンジ線を提供する。 第９図は、実施例の試験結果を示すグラフであ
る。対照試料および本発明に従い製造された試料
について実施された試験は、1982年11月９日発行
の米国特許第4357827号に記載されかつ開示され
ているGAT装置から誘導される。与えられた値
は、異る時間において0.5psiのもとにシミユレー
シヨンされた尿溶液の吸収性を示す。吸収性の値
は、構造体が0.5psiの荷重下にある間に所定の時
間に構造体が吸収することができるものである。
第９図に与えられた値は、実施例において考察さ
れるであろう。 図面に示される製品および他の製品、例えば、
失禁パツド、傷の手当用品などは本発明の吸収複
合構造体から作ることができる。 第１０図及び第１１図は、パーフエンボシング
を行なうための装置の１例を示す。 第１０図及び第１１図を参照すると、複合構造
体１１０は１対の円筒状のエンボスロール１１１
及び１１２を通過せしめられて、パーフエンボシ
ングされた構造体１１３を生成する。エンボスロ
ール１１１及び１１２は夫々ナツクル１１４及び
１１５を有し、これらのナツクルは相互にかみ合
つて複合構造体を所望の形状に変形する。第８図
には、上側のナツクル１１４と下側のナツクル１
１５の相対位置が示されている。 上記ナツクルによつてパーフエンボシングされ
た複合構造体は第１２図に示されている。下側の
ナツクルは複合構造体に突出領域１１６を生成
し、そして上側のナツクルはくぼみ領域１１７を
生成する。勿論、複合構造体を下から見ると突出
領域１１６はくぼみ領域になり、くぼみ領域１１
７は突出領域になる。突出領域１１６とくぼみ領
域１１７の連結部に中間部分１１８が生ずる。こ
の中間部分１１８は最も強い機械的作用を受け、
構造体の部分的破壊を生ずる。上側ナツクル１１
４が下側ナツクル１１５に非常に接近している場
所１９では、複合構造体に加わる作用が構造体の
強度を越えて大きくなり、構造体に開口１２０を
生成することがある。 超吸収剤を含有しかつ本発明の吸収複合構造体
のための基本層を形成する繊維ウエブは、実質的
に高い弾性（loft）を有し、そして乾式圧縮し、
次いで開放すると、実質的にそのもとの厚さに戻
る傾向を有する。例えば、合成ステープル繊維、
例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエ
ステル、ナイロン、二成分繊維などから形成され
た繊維ウエブはとくに望ましい。溶融紡糸された
ウエブも適当である。一般に、繊維は空気レイイ
ングまたは溶融吹込成形されてウエブを形成し、
このウエブを必要に応じて安定化する。安定化は
ヒート・スルー結合（heat−through bonding）、
接着剤結合、熱または接着剤を使用するポイン
ト・エンボシングなどにより達成することができ
る。安定化法は、ウエブの形成に使用する繊維お
よび方法に従い選択される。ウエブを形成するた
めの適当な手順は、カーデイング、湿式レイン
グ、空気レイング、またはこれらの組み合わせ、
溶融吹込成形および他の適当な既知の技術を包含
する。繊維ウエブは、好ましくは、少なくとも約
30％の乾燥体積回復率および少なくとも20c.c.／ｇ
の初期乾燥体積および少なくとも30c.c.／ｇの湿潤
体積を有する。繊維ウエブは、一般に、約
135.62g／cm2（４オンス／平方ヤード）より小さ
い、好ましくは約101.71g／cm2（３オンス／平方
ヤード）より小さい重量を有する。 一般に木材パルプ繊維の吸上げ層を超吸収物質
含有繊維ウエブの少なくとも一方の側に配置し、
そして約10％以上の湿気の存在下に、この製品を
圧縮する。得られる圧縮された複合体は、一般
に、機械方向において、少なくとも130、時には
350程度に高いテイバー剛性を有する。 吸収層中に不連続に分散された形態で存在する
超吸収物質は、一般に水不溶性であるが、その乾
燥形態の前記物質の重量の少なくとも10倍の量で
水を吸収できる水膨潤性ポリマー物質である。超
吸収物質は繊維、球、フイルムのビツト（bit）、
小球などの形状であることのできる粒子の形態で
あるか、あるいは引き続いて重合可能な液状モノ
マー溶液の形態で適用することができる。一般
に、重合したモノマー溶液は、構造体中に小球お
よびフイルム様粒子のビツトを提供する。 超吸収物質の１つの型において、粒子または繊
維は、親水性基を有する天然もしくは合成のポリ
マーの主鎖を有するものとして、主鎖へ化学的に
結合した親水性基を含有するポリマーまたはそれ
らの均質な混合物として化学的に記載することが
できる。この物質の部類には、次のものが包含さ
れる：変性された天然および再生のポリマー、例
えば、カルボキシル化、ホホノアルキル化、スル
ホアルキル化またはホスホリル化により変性され
て高度に親水性とされた多糖類、例えば、セルロ
ールおよびでんぷんおよび再生セルロース。この
ような変性ポリマーは、架橋して水不溶性を改良
することができる。 これらの同じ多糖類は、また、例えば、他のポ
リマー部分をグラフト共重合技術により、その上
に結合することができる主鎖の役目をすることが
できる。これららのグラフト化多糖類およびそれ
らの製造方法は、チヤツタージー（Chatterjee）
らへの米国特許第4105033号に記載され、そして
次の一般式の親水性鎖をその上にグラフトして有
する多糖類の鎖として記載することができる：
【化】
【化】 式中、ＡおよびＢは−OR3，−Ｏ（アルカリ金
属）、−OHNH3，−NH2から成る群より選択され、
R1，R2およびR3は水素および１〜４個以上の炭
素原子を有するアルキルから成る群より選択さ
れ、ｒは０〜約5000以上の値を有する整数であ
り、ｓは０〜約5000以上の値を有する整数であ
り、ｒ＋ｓは少なくとも500であり、ｐは０また
は１の値を有する整数であり、そしてｑは１〜４
の値を有する整数である。好ましい親水性鎖は加
水分解されたポリアクリロニトリル鎖およびアク
リルアミドとポリアクリル酸ナトリウムとのコポ
リマーである。 変性された天然および再生ポリマーに加えて、
ヒドロコロイド粒子成分は完全に合成の親水性粒
子を構成することができる。この分野において現
在知られているものの例は、次の通りである：ポ
リビニルアルコール鎖のような部分をグラフトす
ることによつて変性することができるポリアルリ
ロニトリル繊維、ポリビニルアルコール自体、親
水性ポリウレタン、ポリ（アルキルホスホネー
ト）、部分的に加水分解されたポリアクリルアミ
ド〔例えば、ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルア
ミド）、スルホン化ポリスチレン、またはポリ
（アルキレンオキシド）のクラス〕。これらの高度
に親水性の合成ポリマーは、他の化学的処理、例
えば、架橋または加水分解により変性することが
できる。この分野において知られている他の例
は、化学的に、あるいは照射により、適当に加橋
された非イオン性親水性ポリマー、例えば、ポリ
オキシエチレン、ポリオキシプロピレンまたはそ
れらの混合物である。なお他のより最近の型は、
イソブチレン−マレイン酸無水物コポリマーの誘
導体である。 水溶性アクリレートモノマー、例えば、アクリ
ル酸のナトリウム、カリウム、アモニウム（また
はそれらのカチオンの組み合わせ）の塩から形成
された親水性ポリマーを噴霧により吸収層上に配
置するか、あるいは他の方法で溶液をその上に配
置し、次いで、例えば、照射により、重合および
加橋することができる。 さらに、天然に産出する物質、一般式、ゴムを
使用することができる。例えば、グアーゴムは適
当である。 超吸収物質を繊維ウエブと、適当な手段によ
り、組み合わせて、１つの超吸収物質の実在物が
その膨潤時に他のもので妨害されるのを最小にす
るようにして、繊維ウエブの中に超吸収物質をぶ
んぷせる。超吸収物質が粉末であるとき、それを
繊維ウエブ上に乾燥の形態で振りかけてることが
でき、あるいはウエブを湿潤化することができ
る。超吸収物質が粒体であるとき、それをわずか
に湿潤化した後、それをウエブと接触させること
が望ましいことがある。超吸収物質は直径0.005
mmから小球までの大きさの範囲の粒子を含有し、
繊維に沿つて数インチまで連続であろう。 ウエブ中に超吸収剤を配置する他の方法は、モ
ノマー溶液をウエブ上に噴霧するか、あるいはモ
ノマー溶液でウエブを飽和させ、次いでモノマー
を重合させることである。モノマーを重合させる
１つの典型的な方法はモノマーを照射により重合
させることである。超吸収剤を繊維ウエブ全体に
多少均一に配置することが望ましい。しかしなが
ら、超吸収剤が粉末様でありかつ層の形態である
場合でさえ、それは従来知られた製品中のこのよ
うな層よりも良好に機能する傾向がある。ある区
域において他の区域よりも多い超吸収剤を配置す
ることおよび／または超吸収剤構造体中に前もつ
て決定したパターンで配置することが望ましいこ
とがある。 大量の液体を吸収するいかなる超吸収剤も、本
発明の吸収層中の使用に適する。 前述のように、超吸収剤を含有する圧縮複合製
品は剛性となりかつ実質的に非柔軟性となる傾向
がある。繊維の最終用途はウエブが柔らかく、柔
軟でありかつしなやかであることを必要とするの
で、微小波形化およびパーフエンボシングが、そ
の最終用途に望ましい複合体の性質を損傷しない
で、剛性の必要な減少を提供することが発見され
た。しばしば、吸収層が少なくとも200％の超吸
収剤を含有する複合体のテイバー剛性は機械方向
におおいて300のテイバー剛性値を越える。横方
向において、テイバー剛性は一般に70を越える。
おむつおよび生理用ナプキンのような使い捨て製
品における使用に満足な製品を得るためには、テ
イバー剛性値を少なくとも１つの方向において約
25に、好ましくは15以下に減少させることが必要
である。テイバー剛性値はASTMD 2969に記載
されている手順に従つて得られ、そしてｇ／直径
cmで表わされる。 吸上げ層は親水性繊維、例えば、レーヨン繊
維、セルロース、ピートモス、アクリル繊維、ま
たはそれらの混合物からなる構成される。セルロ
ース繊維は、木材パルプ繊維、綿リンターなどを
包含する。木材パルプ繊維は、一般に、従来の吸
収製品、例えば、使い捨ておむつ、生理用ナプキ
ンなどにおける毛羽または繊維のバツトを形成す
るために使用されるものである。使用可能な他の
セルロース繊維は、レーヨン繊維、亜麻、大麻、
ジユート、ラミー、綿、綿リンターンなどある。
繊維またはピートモスまたはそれらの混合物は、
層の平面において液体の吸上げを促進するために
より高い毛管圧力を提供するように、粒子が互い
に密接すうような方法で配置される。 毛管圧力におけるほんのわずかの差であると思
われるものは、隣接層から液体を吸引しかつ排出
するために１つの層について要求されるすべての
ものである。液体を円筒系毛管へ入らせる力は、
次の等式により表わされる： Ｐ＝（2υ cos θ）／ｒ ここで力は毛管圧力により表わされ、そしてＰ
は毛管圧力であり、 υは液体の表面張力であり、 θは液体−繊維の接触角であり、そして ｒは毛管半径である。 所定の液体について、圧力（毛管の力）は液体
−繊維の接触角のコサインとともに増加し（角度
が０である場合最大に到達する）そしてまた毛管
半径が小さくなるほど増加するので、より細い毛
管はより太い毛管よりも液体を引くであろう。 第１繊維層と第２層との間の吸引性は、層の相
対密度および各層中の個々の繊維の相対的湿潤性
の両者により影響を受ける。第２層の個々の繊維
は、好ましくは、第１繊維層のものよりも実質的
に小さい液体繊維接触角を有し、密度の差に打ち
勝ち、そして毛管圧力を全体的に有意に増加して
液体を第２層中に吸収する。 繊維（または粒子）の第２層の繊維および／ま
たはその層の密度は、第１繊維層から毛管圧力の
有意差をつくるように選択される。 第２繊維（粒子）層は、一般に、液体−接触角
が小さいか、あるいは層がより細い毛管半径を有
する、繊維から構成される。このような繊維の例
は、親水性繊維、例えば、レーヨン繊維、セルロ
ース繊維、またはピートモス、またはそれらの混
合物などを包含する。セルロース繊維は、木材パ
ルプ繊維、綿リンターなどを包含する。 吸上げ層を予備形成し、圧縮前に吸収層に隣接
させて配置するか、あるいは吸上げ層の粒子を圧
縮前に吸収層上へ空気レイイングし、それと機械
的にからみ合わせ、あるいは湿式レイイングする
ことができる。 転移ゾーンは吸収層と吸上げ層の接合部におい
て形成する区域である。吸上げ層の粒子、例え
ば、繊維の一部分は吸収層の中へ延び込みかつそ
れと一体化するようになる。延び込む粒子の大部
分が横たわる区域は転移ゾーンとして識別され
る。転移ゾーンにおいて、吸収層の繊維、超吸収
物質および吸上げ層の粒子の複合体が存在する。
吸収層の中に延び込んだ吸上げ層の粒子は、吸収
層の超吸収物質の一部分と緊密に接触している。
これにより、液体はその移動をｚ方向に開始し
て、超吸収物質に到達することができる。液体が
ｚ方向に進行するにつれて、超吸収物質は柔軟と
なり、吸収層の繊維を開放し、こうして吸収層は
実質的にその圧縮されない厚さ以上に戻ることが
できる。吸収層がその圧縮されない厚さに戻るに
つれて、より大きい空隙区域が形成され、この空
隙区域は液体を貯蔵しかつ超吸収物質が空隙区域
中に存在する液体を吸収するにつれて、超吸収物
質の増大する膨潤を可能とする。吸収層はその圧
縮されない厚さ以上にもどる傾向がある。これは
多分、繊維の弾性および超吸収物質の膨潤の両者
のためであろう。 吸収層の繊維ウエブが液体を吸収するために必
要な媒体を提供するためには、繊維ウエブは少な
くとも約20c.c.／ｇの初期の乾燥体積、少なくとも
30％（好ましくは50％）の乾燥体積回復率、少な
くとも約30c.c.／ｇの湿潤体積、および約
135.62g／cm2（４オンス／平方ヤード）の重量を
有することが好ましい。初期の乾燥体積は、立方
センチメートルで計算した、0.01psiの荷重下の
層の面積×厚さである。この値を重量（ｇ）で割
つて立方センチメートル／グラムの測定値を得
る。乾燥体積回復率は、ウエブに1.75psiの荷重
を５分間かけ、荷重を除去し、そしてウエブを１
分間放置し、このウエブに0.01psiの荷重を１分
間かけ、次いで0.01psiの荷重下にある間最終乾
燥体積を測定することによつて得られる。乾燥体
積回復率は初期の体積で最終の体積を割つてパー
セントで表わされる。湿潤体積は、ウエブが水で
飽和されている以外、初期の乾燥体積と同じ方法
で測定される。繊維ウエブが少なくとも20％（好
ましくは50％）の乾燥体積回復率、少なくとも40
c.c.／ｇの初期の乾燥体積、少なくとも30c.c.／ｇの
湿潤体積、および135.62g／cm2（４オンス／平方
ヤード）より小さい重量を有する場合、繊維ウエ
ブはその乾燥重量の少なくとも1500％までの超吸
収物質を保持できることが発見された。ウエブは
ウエブの乾燥基本重量に対して乾燥基準で200％
〜1500％の超吸収物質を含有することが好まし
く、そして約400％〜約1200％の範囲は最も好ま
しい。 本発明に従い吸収複合構造体を柔軟性、しなや
かとしかつ柔らかくする手段は、１種または２種
以上の機械的加工手順による。機械的加工の好ま
しい手段は、微小波形化およびパーフエンボシン
グである。微小波形化の技術は、シユワルズ
（Shwarz）への米国特許第4116892号に記載され
ている。この特許における技術は繊維を配向する
ために繊維を伸張するものとして同定されるが、
本発明は伸張せずに、機械的に加工することを意
図する。シユワルズ（Shwarz）は彼の技術を使
用して溶融状態の後に繊維を分子的に配向してい
る。こうして、追加の伸張またはそれ以上の配向
は本発明の繊維を損傷することがある。 本発明において定義した吸収構造体を微小波形
化すると、ヒンジ線を与え、柔軟性の、しなやか
な柔らかい触感を生ずることが発見された。米国
特許第4116892号に記載されているロールを0.064
〜0.762cm（0.025〜0.30インチ）にセツトして、
超吸収剤粒子を多少均一な大きさに破壊し、そし
て前述の所望のヒンジ線をつくる。本発明の吸収
複合構造体を単にロールに通過させて構造を破壊
すると、製品は実際より剛性となり、そして高い
テイバー剛性値を有する。吸収構造体の繊維に対
する伸張は、微小波形化を実施するとき、10％よ
り小である。圧縮複合製品を微小波形化ロールに
機械方向に通過させることは最も容易であり、そ
れゆえそれは最も望ましい方向である。しかしな
がら、機械方向に微小波形化し、これによりヒン
ジ線を製品中に機械方向に配置することは許容さ
れうる。これは必要なヒンジ線を与えるように配
置されたエンボスリングを有するロールを使用し
て達成することができる。吸収複合構造体の湿分
を微小波形化前に10％より少なく減少させること
が高度に望ましいことがわかつた。 微小波形化吸収複合構造体を、微小波形化した
後、パーフエンボシングにかけると、吸収製品は
柔軟性であり、しなやかであり、柔らかい製品で
あり、これは実質的にそのもとの機械方向の強さ
を保持すると同時に、吸収を改良し、かつテイバ
ー剛性をかなりな量で減少させ、最終のテイバー
剛性を25以下、好ましくは15以下にするように、
機械加工されることが発見された。パーフエンボ
シングは既知の技術、例えば、米国特許第
3817827号中に例示されている技術により実施さ
れる。複合体が最良に処理されるようにするため
には、超吸収剤のポリマーが脆くなりかつパーフ
エンボシングにより提供される機械的加工および
剪断により大きさを効果的に減少できるように、
超吸収物質のガラス転移温度を獲得することが好
ましい。ガラス転移温度は、作業が実施されてい
る室の温度において満足すべき作業を可能とする
ために十分に湿分を減少させることにより到達さ
れる。大部分の超吸収物質について、満足すべき
湿分は複合構造体の約10重量％より少ない湿分で
ある。 吸収複合構造体の柔らかい、柔軟な、改良され
た柔軟性に加えて、製品は液体を機械的加工手順
に前よりも大きい量で吸収することが認められ
た。さらに、製品による形態の急速な吸収は実質
的に減少しない。品質は使い捨ておむつにおいて
使用する圧縮複合製品についてとくに有益であ
る。本発明の圧縮複合体を製造する方法を、次の
実施例により説明する。 実施例 圧縮複合体のための吸収層を、67％のポリエス
テル繊維および33％の二成分繊維から形成する。
二成分繊維はポリエチレンのシースとポリエステ
ルのコアとを有する。ウエブに177℃（350〓）の
空気を約１秒以下の間通過させることにより、ウ
エブを熱結合する。得られるウエブは40.69g／m2
（1.2オンス／平方ヤード）の重量を有する。この
ウエブにアクリル酸ナトリウムおよびアクリル酸
の水溶液を溢れさせることにより、このウエブを
被覆する。過剰の溶液をウエブから除去し、次い
でウエブを電子線の放射にさらす。この電子線の
放射はアクリル酸ナトリウムをポリアクリル酸ナ
トリウムに重合する。このウエブを液体で反復し
て溢れさせ、各回放射にさらして、ポリアクリル
酸ナトリウムの乾燥固体の付着量をウエブの重量
の10倍にする。 ポリアクリル酸被覆ウエブをハンマーミルの下
に通過させ、これにより木材パルプ繊維をポリエ
ステルのウエブ上に堆積する。ポリエステルのウ
エブの下に減圧を適用して、木材パルプ繊維をウ
エブ上に軽度に圧縮させる。木材パルプ繊維は約
135.62g／cm2（４オンス／平方ヤード）／層の量
で存在し、そして木材パルプ繊維の層をポリエス
テルのウエブの各側に堆積させる。パルプ層の表
面に水を噴霧し、これによりパルプの合計の湿分
を少なくとも10重量％にする。次いで構造体全体
を640psiの水準30秒間圧縮する。圧力を開放する
と、パルプは高い密度の層に形成され、この層は
液体の吸上げに適する毛管の大きさをもち、そし
て弾性繊維層は圧縮された状態にある。約20％の
湿分を含有する製品は機械方向に約343および横
方向に75のテイバー剛性を有する。圧縮複合体を
20％の湿分においてパーフエンボシングにかける
と、機械方向のテイバー剛性は約376に増加し、
一方横方向のテイバー剛性値は約65の値にわずか
に減少する。すべての場合において、テイバー剛
性値は試料の直線１cmにつきグラムで表わされて
いる。 約20％の湿分を含有する圧縮複合製品を、約３
％の湿分に乾燥し、そして機械方向に微小波形化
する。ロールは30dp［直径ピツチ（diametral
pitch）］において微小波形化ピークを有する
17.78cm（７インチ）のシリンダーであり、かみ
合いは51.79Kg／直線cm（290ポンド／直線イン
チ）の圧力において0.102cm（0.04インチ）であ
る。これらの試料は、微小波形化後、機械方向に
約27および横方向に15のテイバー剛性値を有す
る。次いで、試料をパーフエンボシングにかけ、
ここでローラーは40psiのかみ合いで0.127cm
（0.05インチ）でセツトされている。微小波形化
されかつパーフエンボシングされた製品のテイバ
ー剛性は、機械方向において8.0および横方向に
おいて3.6に減少される。この製品における剛性
は各方向に少なくとも75％だけ減少されたこと
が、明らかに理解できる。機械適に加工された製
品は、機械的に加工された後、32％の吸収性の増
加を示すことにおいて、改良された吸収性を示
す。 所定の時間における吸収性の結果を、第９図に
グラフの形で示す。容易に理解されるように、微
小波形化およびパーフエンボシングにより処理さ
れた（MC／PE）試料は、所定の時間で、未処
理圧縮複合製品よりも、非常に一層急速に液体を
吸収する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の出発材料の１つの型を示す
斜視図である。第２図は、線２−２に沿つて取つ
た第１図の拡大断面図である。第２Ａ図は、製品
の圧縮後の第２図におけるような断面図である。
第３図は、微小波形化工程後の製品の斜視図であ
る。第４図は、本発明の１つの実施態様の斜視図
である。第５図は、明瞭のため部分的に破壊した
本発明の１つの実施態様の斜視図である。第６図
は、明瞭のため部分的に破壊した本発明の他の実
施態様の斜視図である。第７図は、第３図に示す
実施態様の一部分の拡大側面図である。第８図
は、微小波形化ロールの一部分の拡大側面図であ
る。第９図は、実施例の試験結果を示すグラフで
ある。第１０図は、パーフエンボシングを行なう
ための装置の１例を示す断面図である。第１１図
は、第１０図の矢印１１の方向から見た平面図で
ある。第１２図は、第１０図及び第１１図の装置
を使用してパーフエンボシングされた複合構造体
の斜視図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維ウエブから構成された吸収層、前記ウエ
    ブは少なくとも約20c.c.／ｇの初期乾燥体積、少な
    くとも約30％の乾燥体積回復率、少なくとも約30
    c.c.／ｇの湿潤体積および約135.62g／cm2（４オン
    ス／平方ヤード）より小さい重量を有し、そして
    少なくとも200重量％の吸収剤を含有する、およ
    び吸上げ層からなり、そして約25より小さいテイ
    バー剛性値を有することを特徴とする微小波形化
    されパーフエンボシングされた吸収複合構造体。 ２ 超吸収剤は約200％〜約1500％の量で存在す
    る特許請求の範囲第１項記載の構造体。 ３ 超吸収剤は約400％〜約1200％の量で存在す
    る特許請求の範囲第２項記載の構造体。 ４ 前記繊維ウエブはポリエステルの不織ウエブ
    である特許請求の範囲第１項記載の構造体。 ５ 前記吸上げ層は木材パルプ繊維から構成され
    ている特許請求の範囲第１項記載の構造体。 ６ 前記テイバー剛性値は約10より小さい特許請
    求の範囲第１項記載の構造体。 ７ 微小波形化されパーフエンボシングされた複
    合構造体から構成された吸収コアを有し、前記複
    合体は、繊維ウエブから構成された吸収層、前記
    ウエブは少なくとも約20c.c.／ｇの初期乾燥体積、
    少なくとも約30％の乾燥体積回復率、少なくとも
    約30c.c.／ｇの湿潤体積および約13562g／cm2（400
    オンス／平方ヤード）より小さい重量を有し、そ
    して少なくとも200重量％の超吸収剤を含有する、
    および吸上げ層からなり、そして約25より小さい
    テイバー剛性値を有することを特徴とする使い捨
    ておむつ。 ８ 微小波形化されパーフエンボシングされた複
    合構造体から構成された吸収コアを有し、前記複
    合構造体は、繊維ウエブから構成された吸収層、
    前記ウエブは少なくとも約20c.c.／ｇの初期乾燥体
    積、少なくとも約30％の乾燥体積回復率、少なく
    とも約30c.c.／ｇの湿潤体積および約13562g／cm2
    （400オンス／平方ヤード）より小さい重量を有
    し、そして少なくとも200重量％の超吸収剤を含
    有する、および吸上げ層からなり、そして約25よ
    り小さいテイバー剛性値を有することを特徴とす
    る生理用ナプキン。 ９ 少なくとも200重量％の超吸収剤を含有する
    繊維ウエブから構成された吸収層及び吸上げ層か
    らなる吸収複合構造体を約10％より小さい湿分に
    乾燥し、そして前記乾燥された構造体を微小波形
    化し、次いでパーフエンボシングしてテイバー剛
    性値を25より小さく減少させることを特徴とす
    る、繊維ウエブから構成された吸収層、前記ウエ
    ブは少なくとも約20c.c.／ｇの初期乾燥体積、少な
    くとも約30％の乾燥体積回復率、少なくとも約30
    c.c.／ｇの湿潤体積および約135.62g／cm2（４オン
    ス／平方ヤード）より小さい重量を有し、そして
    少なくとも200重量％の超吸収剤を含有する、お
    よび吸上げ層からなり、そして約25より小さいテ
    イバー剛性値を有する柔軟な、柔らかい、吸収複
    合構造体を製造する方法。 １０ テイバー剛性値を約10以下に減少させる特
    許請求の範囲第９項記載の方法。
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