WO2007026526A1

WO2007026526A1 - 吸収性シート

Info

Publication number: WO2007026526A1
Application number: PCT/JP2006/315824
Authority: WO
Inventors: Michio Yasuda; Mayumi Kimura; Yasuhiro Yamamoto
Original assignee: Kao Corporation
Priority date: 2005-08-29
Filing date: 2006-08-10
Publication date: 2007-03-08
Also published as: KR20080039335A; JP2007061171A; US20090087636A1; KR101308637B1; CN101163459B; EP1920744A4; CN101163459A; EP1920744A1; JP4738101B2; EP1920744B1

Abstract

　吸収性シート１０は繊維材料１１及び高吸収性ポリマーの粒子１２を含む。粒子１２は、繊維材料１１に保持された状態でシート１０の厚み方向にわたり分散配置されていると共にシート１０の表面には実質的に露出していない。粒子１２のうち少なくとも一部の粒子においては、その周囲に、粒子１２が吸液することによって起こる膨潤に起因する体積の増加分を吸収するに足る大きさの空隙１３が形成されている。高吸収性ポリマーの粒子１２が粒度分布を有しており、粒径２５０μｍ以上の粒子が重量基準で４０％以上を占めていることが好ましい。

Description

明細書

吸収性シート

技術分野

[0001] 本発明は、種々の液体の吸収に好適に用いられる吸収性シートに関する。

背景技術

[0002] 本発明者らは先に、 USP6, 086, 950において、 1枚の紙の内部に高吸収性ポリマーの粒子が分散配置されて、る吸収性シートを提案した。この吸収性シートの構造は図 5に示すようなものであり、高吸収性ポリマーの粒子は、吸収性シートを構成する親水性繊維に接着し固定ィ匕されている。この吸収性シートにおいては、高吸収性ポリマーの粒子をシート内に確実に固定できるので、高吸収性ポリマーの粒子の脱落がほとんどな、と、う利点がある。また高吸収性ポリマーの粒子がゲルブロッキングし難!、ので、液体の吸収速度や液体の固定性に優れるものである。

[0003] 前記の吸収性シートは、湿式抄造された湿潤繊維ウェブ上に高吸収性ポリマーの粒子を散布し、その上に乾燥状態の紙を重ね合わせ、そしてこれらを乾燥 ·一体化させることで得られる。湿潤繊維ウェブは繊維の自由度が高い状態になっているので、該湿潤繊維ウェブ上に高吸収性ポリマーの粒子を散布することで、該粒子は繊維間に形成される空間内に三次元的に埋没される。

[0004] しかし、湿潤繊維ウェブにおける繊維の自由度が余りにも高すぎると、該繊維間に形成される空間内に高吸収性ポリマーの粒子が埋没するときに、粒子の表面に繊維が多量に付着しやすくなる。このことは、高吸収性ポリマーの粒子の固定ィ匕の観点からは有利に働くが、ゲルブロッキングの防止や液体の通過速度を高める観点からは更に改良の余地があるものである。

発明の開示

[0005] 本発明は、繊維材料及び高吸収性ポリマーの粒子を含む吸収性シートであって、該高吸収性ポリマーの粒子は、該繊維材料に保持された状態で該吸収性シートの厚み方向にわたり分散配置されて!、ると共に、

該吸収性シートの表面には実質的に露出しておらず、該高吸収性ポリマーの粒子のうち少なくとも一部の粒子においては、

その周囲に、該粒子が吸液することによって起こる膨潤に起因する体積の増加分を吸収するに足る大きさの空隙が形成されている吸収性シートを提供するものである。図面の簡単な説明

[0006] [図 1]本発明の吸収性シートの一実施形態の断面構造を示す模式図である。

[図 2]本発明の吸収性シートの断面の状態を示す顕微鏡写真である。

[図 3]比較の吸収性シートの断面の状態を示す顕微鏡写真である。

[図 4]図 1に示す吸収性シートの好適な製造方法を示す工程図である。

[図 5]従来の吸収性シートの断面構造を示す模式図である。

発明の詳細な説明

[0007] 以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図 1 には、本発明の吸収性シートの一実施形態の断面構造が模式的に示されている。吸収性シート 10は、一面 10A及び他面 10Bを有する薄型のシートである。吸収性シート 10は、一面 10A及び他面 10Bのどちら側力もでも液の吸収が可能になっている。つまり、吸収性シート 10は、一面 10A及び他面 10Bの何れもが液の吸収面になっている。

[0008] 吸収性シート 10は、繊維材料 11及び高吸収性ポリマーの粒子 12 (以下、ポリマー粒子ともいう）を構成素材としている。なお、図 1においては、一面 10A側と、他面 10 B側とで、繊維材料 11の密度に大きな差があるように描かれているが、これは本発明の理解の助けとすべく強調して描かれたものであり、実際の吸収性シートにおいては、繊維材料 11の密度にここまでの差はない。

[0009] 図 1から明らかなように、ポリマー粒子 12は、吸収性シート 10の一面 10A及び他面 10Bの何れにも実質的に存在していない。実質的に存在していないとは、吸収性シート 10の表面にポリマー粒子 12を意図的に存在させることを含まないことを意味し、吸収性シート 10の製造工程において、不可避的にシート 10の表面に微量のポリマ一粒子 12が存在することは許容される。

[0010] ポリマー粒子 12は、繊維材料 11に保持された状態で、吸収性シート 10の厚み方向の内部に埋没担持されている。ポリマー粒子 12は、吸収性シート 10の厚み方向にわたり分散配置されている。つまりポリマー粒子 12は、吸収性シート 10の内部において三次元的に分布している。ポリマー粒子 12は、絡み合いや、ポリマー粒子 12が吸水することによって発現する粘着性によって、繊維材料 11に保持されている。ポリマ一粒子 12がこのような保持状態になっていることで、ポリマー粒子 12はシート 10の内部に確実に固定され、その脱落が効果的に防止される。従って本実施形態の吸収性シート 10は、多量のポリマー粒子 12を含むことができる。例えば本実施形態の吸収性シート 10は、その全体の重量に対して 15〜70重量％、特に 25〜65重量％という高い割合でポリマー粒子 12を含み得る。また前記の保持状態は、シート 10の表面から吸収された液の透過性が向上し、スムーズにポリマー粒子 12に到達することにも寄与している。

[0011] 本実施形態の吸収性シート 10は、特に、ポリマー粒子 12の内の少なくとも一部の粒子の周囲に、空隙 13が形成されていることによって特徴付けられる。この空隙 13 は、ポリマー粒子 12が吸液することによって起こる膨潤に起因する体積の増加分を吸収するに足る大きさ（ボリューム）になっている。空隙 13が周囲に存在するポリマー粒子 12においては、該粒子 12の表面における繊維材料 11の付着が少なくなつている。換言すれば、空隙 13が周囲に存在するポリマー粒子 12においては、該粒子 12 の周囲における繊維材料 11の存在量が少なぐ吸収性シート 10における他の部位に比較して見掛け密度が低、状態になって、る。

[0012] ポリマー粒子 12の周囲に空隙 13が形成されていることによって、ポリマー粒子 12 が吸液して膨潤しその体積が増力 tlしても、該空隙がその体積の増加分を吸収できるので、ポリマー粒子 12のゲルブロッキング、即ち膨潤阻害が効果的に防止される。また空隙 13が存在することで、ポリマー粒子 12の周囲には、繊維材料 11による目の粗いネットワークを形成される。この目の粗いネットワーク構造は、吸収性物品 10の厚み方向における液の迅速な通過の点から有利に働く。特に、本実施形態の吸収性シート 10は、液を繰り返し吸収した後であっても、ゲルブロッキングが起こりにくぐ液の高、通過速度が維持される。

[0013] 本発明の空隙 13が形成されていることや、空隙 13の大きさは、例えば吸収性シート 10の縦断面を顕微鏡観察することによって確認できる。空隙 13の大きさは、吸収性シート 10の製造方法、ポリマー粒子 12の粒径、繊維材料 11の種類や繊維長などに依存するが、吸収性シート 10の縦断面を顕微鏡で拡大して観察されるポリマー粒子間に、繊維が存在しないか、繊維が存在しても、他の繊維密度より観察画像力も明らかに疎であるか、実質存在しないに等しい程度の繊維が疎な部位であって、該部位の断面膜厚方向距離の最大値が、隣接する任意のポリマー粒子直径の 25%以上の厚さを有するときは、当該空間部分は本実施形態における空隙 13であると言うことができる。

[0014] 本実施形態の吸収性シート 10においては、すべてのポリマー粒子 12の周囲に空隙 13が形成されていることを要せず、個数基準で 40〜95%、特に 60〜95%のポリマー粒子 12の周囲に空隙 13が形成されていれば、所望の効果が奏される。空隙 13 の測定は、吸収性シート 10の縦断面を顕微鏡で拡大して観察される。以下に一測定例を示すが、かかる例に測定が限定されるわけではない。

[0015] はじめに、測定する吸収性シートを、鋭利なかみそりで lcm X 1cmの大きさ切り出して、 SEM用アルミ製試料台に断面方向が観察できるよう固定する。つぎに、 100倍に拡大した SEM画像から、ポリマーに隣接する繊維密度が疎であり、空隙と思われる箇所を 8箇所抽出して写真撮影を行なう。得られた写真から、定規を当てて目視にて繊維疎部位の長さ（空隙)を測定する。 SEMに力えて、光学顕微鏡で測定してもかまわない。

[0016] 図 2には前記の方法で観察された本発明の吸収性シートの一例の顕微鏡写真が示されている。同図中矢印で示す範囲が空隙である。図 3は比較の吸収性シート（図 5に示す吸収性シート）である。この吸収性シートには空隙が認められな!、。

[0017] ポリマー粒子 12は、その粒径が一定ではなく粒度分布を有していることが好ましい。つまり、粒径の小さなもの力も大きなものまでを含んでいることが好ましい。これにより、大きな粒子による、粒子 12の周囲における空隙 13の形成を容易することができ、小さな粒子による下層シートへの入り込みに起因する収性の向上が図る。特に、粒径 250 m以上の粒子力重量基準で 40%以上、特に 60%以上を占めていると、粒子 12の周囲に空隙 13を一層容易に形成することができる。ポリマー粒子 12の粒径とは、該粒子 12が球形である場合には球の直径のことであり、該粒子 12が球形以外の場合、例えば不定形である場合には篩を用いて粒子を分級操作したときに通過できる最大の篩の目の開きのことである。ポリマー粒子 12の粒度分布を測定 (以後、分級操作とする）するための操作は次の通りである。 TOKYO SCREEN CO., LTD.製の篩であって、目の開きが 106 μ m、 150 μ m、 500 μ mのものを使用する。先ず 10 6 μ m以下、 106〜150 μ m以下、 150 m〜500 μ m、 500 μ m以上の子【こ類する (分級操作 1)。次に、空間形成に関与する粒子径を明確にする目的で、目の開き 250 μ m、 355 μ mの箭を使用し、 150 μ m〜500 μ mにつ!/、て ίま、更に 3つに分類する（分級操作 2)。ポリマー粒子 12の粒度分布の幅は、おおよその分布を計測する分級操作 1の場合には、 50〜500 m程度の幅であれば良ぐ分級操作 2のように空間形成に係わる粒子径を明確にするような場合には、 30〜150 /ζ πι、特に 50〜 100 μ mであることが好まし!/、。

[0018] ポリマー粒子 12の粒度分布は前述の通りである力該粒子 12の平均粒径は 150 〜500 μ m、特に 250〜350 μ mであること力粒子 12の周囲に空隙 13を容易に形成し得る点力も好ましい。ここでいう平均粒径とは、前述の方法で測定された粒度分布をもとに、 2つのメッシュ径の平均値と、その間に存在したポリマーの重量分率とを乗じて算出された値をいう。例えば、メッシュ径 150 μ mと 250 μ mの間の平均値は 2 00 μ mであり、これに分級後のポリマーの重量分率を乗ずる。また、 106 μ mの平均値は 53 μ mとし、 500 μ m以上は、その重量分率が 5%未満となるまで分級し、 5% 未満となったポリマーは計算に入れな、。

[0019] ポリマー粒子 12が粒度分布を有する場合、該粒子 12は、吸収性シート 10の一面 1 OAから他面 10Bに向かって（或いは、逆に他面 10Bから一面 10Aに向かって）、その粒径が漸減していることが好ましい。しかも、粒径の大きなポリマー粒子 12ほど、その周囲に空隙 13が形成されていることが好ましい。逆に、粒径の小さなポリマー粒子 12ほど、その表面における繊維材料 11の付着量が多くなつている。図 1においては、吸収性シート 10の一面 10Aから他面 10Bに向かって、ポリマー粒子 12の粒径が漸減している。ポリマー粒子 12がこのような分散配置形態をしていることで、該粒子 1 2のゲルブロッキングが一層効果的に防止され、また液の通過速度が一層高くなる。

[0020] ポリマー粒子 12の形状としては、その製造方法に応じ、例えば球形、塊状、俵状、不定形などの種々のものを用いることができる。ポリマー粒子 12の周囲に空隙 13を容易に形成し得る点からは、異方性のある形状のポリマー粒子 12を用いることが好ましぐ特に不定形の形状をしているポリマー粒子 12を用いることが好ましい。この理通は次の通りである。空間形成のためにはポリマー粒子 12が繊維材料 11中に埋没しないことが重要である。繊維材料 11は不連続な孔を有する多孔体であるため、同じ大きさで比較した場合、不定形のポリマー粒子 12の方が、球形のものよりも繊維材料 11に埋没しにくい。また、不定形のポリマー粒子 12は、粒子同士が隣接したきも空間の確保が球形のものよりもしゃす、。従って不定形の形状をして、るポリマー粒子 12を用いることが好ま、。

[0021] ポリマー粒子 12としては、従来公知のものを特に制限なく用いることができる。例えばデンプン、架橋カルボキシルメチル化セルロース、アクリル酸又はアクリル酸アル力リ金属塩の重合体又は共重合体等、ポリアクリル酸及びその塩並びにポリアクリル酸塩グラフト重合体が挙げられる。ポリアクリル酸塩としては、ナトリウム塩を好ましく用いることができる。また、アクリル酸にマレイン酸、ィタコン酸、アクリルアミド、 2—アタリルアミド— 2—メチルプロパンスルホン酸、 2— (メタ）アタリロイルエタンスルホン酸、 2 —ヒドロキシェチル (メタ）アタリレート又はスチレンスルホン酸等のコモノマーを高吸収性ポリマーの性能を低下させない範囲で共重合せしめた共重合体も好ましく使用し得る。

[0022] ポリマー粒子 12を保持する繊維材料 11としては、親水性のものを用いることが、液の通過、吸収性を高める点力も好ましい。そのような繊維としては、例えば針葉樹クラフトパルプや広葉樹クラフトパルプのような木材パルプ、木綿パルプ及びワラパルプ等の天然セルロース繊維、レーヨン及びキュプラ等の再生セルロース繊維、ポリビ- ルアルコール繊維及びポリアクリロニトリル繊維等の親水性合成繊維、並びにポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維及びポリエステル繊維等の合成繊維を界面活性剤により親水化処理したものなどが挙げられる。しかし、それらに限定されるものではな V、。これらの親水性繊維は 1種又は 2種以上を用いることができる。

[0023] 親水性繊維のうち、好まし、ものはセルロース繊維である。特に、天然セルロース繊維及び再生セルロース繊維のような嵩高性のセルロース繊維が好まし、。コストの点力もは、木材パルプを用いることが好ましぐ特に針葉樹クラフトパルプが好ましい。力かる嵩高性のセルロース繊維を用いることによって、ポリマー粒子 12の分散性及び固定ィ匕の程度が一層向上する。更に、嵩高性のセルロース繊維を用いることによつて、ポリマー粒子 12を三次元的に埋没'分散、固定させやすくなる。またポリマー粒子 12のゲルブロッキングの発生も抑えることができる。この観点から、吸収性シート 10における嵩高性のセルロース繊維の割合は 40〜95重量％、特に 50〜80重量％であることが好ましい。なお嵩高性の繊維とは、繊維形状が、捻れ構造、クリンプ構造、屈曲及び Z又は分岐構造等の立体構造をとるか、又は繊維断面が極太 (例えば繊維粗度が 0. 3mgZm以上）

である繊維をいう。

[0024] 嵩高性のセルロース繊維の好ましいものの例として、繊維粗度が 0. 3mgZm以上のセルロース繊維が挙げられる。繊維粗度が 0. 3mgZm以上のセルロース繊維は、嵩高な状態でセルロース繊維が集積するので、ポリマー粒子 12を保持し得る嵩高なネットワーク構造が形成され易い。また、液体の移動抵抗が小さぐ液体の通過速度が大きくなる。繊維粗度は、 0. 3〜2mgZm、特に 0. 32〜： LmgZmであることが好ましい。

[0025] 繊維粗度とは、木材パルプのように、繊維の太さが不均一な繊維にぉ、て、繊維の太さを表す尺度として用いられるものであり、例えば、繊維粗度計 (FS— 200、 KAJA NNI ELECTRONICS LTD.社製）を用いて測定される。

[0026] 繊維粗度が 0. 3mgZm以上のセルロース繊維の例としては、針葉樹クラフトパルプ [Federal Paper Board Co.製の「ALBACEL」（商品名）、及び PT Inti Indorayon Uta ma製の「INDORAYON」（商品名）〕等が挙げられる。

[0027] 嵩高性のセルロース繊維の好ましいものの他の例として、繊維断面の真円度が 0.

5〜1、特に好ましくは 0. 55〜1であるセルロース繊維が挙げられる。繊維断面の真円度が 0. 5〜1であるセルロース繊維は、液体の移動抵抗が小さぐ液体の透過速度が大きくなる。真円度の測定方法は次の通りである。面積が変化しないように、繊維をその断面方向に垂直にスライスし、電子顕微鏡により断面写真をとる。断面写真を画像回析装置〔NEXUS社製の画像解析ソフト NEW QUBE (ver. 4. 20) (商品名 )〕により解析し、測定繊維の断面積及び周長を測定する。これらの値を用い、以下に示す式を用いて真円度を算出する。真円度は、任意の繊維断面を 100点測定し、その平均値とする。

真円度 =4 π (測定繊維の断面積) / (測定繊維の断面の周長) ²

[0028] 前述の通り、セルロース繊維として木材パルプを使用することが好ましいが、一般に木材パルプの断面は、脱リグ-ンィ匕処理により偏平であり、その殆どの真円度は 0. 5 未満である。このような木材パルプの真円度を 0. 5以上にするためには、例えば、か力る木材パルプをマーセル化処理して木材パルプの断面を膨潤させればよい。

[0029] このように、嵩高性のセルロース繊維としては、木材パルプをマーセル化処理して得られる真円度が 0. 5〜1であるマーセルィ匕パルプも好ましい。本発明において用いることのできる市販のマーセル化パルプの例としては、 ITT Rayonier Inc.製の「FIL TRANIERJ (商品名）や同社製の「POROSANIER」（商品名）等が挙げられる。

[0030] また、繊維粗度が 0. 3mgZm以上で、且つ繊維断面の真円度が 0. 5〜1であるセルロース繊維を用いると、嵩高なネットワーク構造が一層形成され易くなり、液体の通過速度も一層大きくなるので好ましい。

[0031] 嵩高性のセルロース繊維の好ましいものの別の例として、セルロース繊維の分子内及び Z又は分子間を架橋させた架橋セルロース繊維がある。かかる架橋セルロース繊維は湿潤状態でも嵩高構造を維持し得るので好ましい。市販の架橋セルロース繊維としては、 Weyerhaeuser Paper Co.製の「High Bulk AdditiveJ等が挙げられる。

[0032] 前述した嵩高性のセルロース繊維に加えて、繊維粗度が 0. 3mgZm以上であるパルプ等のセルロース繊維の分子内及び Z又は分子間を上述の方法で架橋した嵩高性のセルロース繊維も好ましい。また、繊維断面の真円度が 0. 5〜1であるパルプの分子内及び Z又は分子間を架橋した嵩高性のセルロース繊維も好ましい。更に、繊維断面の真円度が 0. 5〜1であるマーセル化パルプの分子内及び Z又は分子間を架橋した嵩高性のセルロース繊維も好ま、。一層好ま、嵩高性のセルロース繊維は、繊維粗度が 0. 3mgZm以上であり且つ繊維断面の真円度が 0. 5〜1であるパルプを架橋したものである。特に好ましい嵩高性のセルロース繊維は、繊維粗度が 0. 3mgZm以上であるパルプをマーセル化によって真円度を 0. 5〜1にした後、架橋したものである。

[0033] 繊維材料 11としては、前述した嵩高性のセルロース繊維にカ卩えて、加熱により溶融し相互に接着する繊維である熱融着性繊維を用いることも好ま、。これによつて吸収性シート 10に十分な湿潤強度を付与できる。熱融着性繊維としては例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリビュルアルコール等のポリオレフイン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリエチレンポリプロピレン複合繊維、ポリエチレンポリエステル複合繊維、低融点ポリエステルポリエステル複合繊維、繊維表面が親水性であるポリビュルアルコールポリプロピレン複合繊維、並びにポリビュルアルコールポリエステル複合繊維等を挙げることができる。複合繊維を用いる場合には、芯鞘型複合繊維及びサイド ·バイ ·サイド型複合繊維の何れをも用ヽることができる。これらの熱溶融性繊維は、各々単独で用いることもでき、又は 2種以上を混合して用いることもできる。熱溶融性繊維は、一般にその繊維長が 2〜60mmであることが好ましぐ繊維径は 0. 1〜3デニール、特に 0. 5〜3デニールであることが好ましい。吸収性シート 10における熱溶融性繊維の割合は 1〜50重量％、特に 3〜30重量％であることが好ましい。

[0034] 繊維材料 11の繊維長は本発明にお、て臨界的ではなく特に制限はな、。例えば、後述するように吸収性シート 10を湿式抄造により製造する場合には、繊維材料 11 の繊維長は l〜20mmであることが好ましい。

[0035] 吸収性シート 10には、更にポリアミン'ェピクロルヒドリン榭脂、ジアルデヒドデンプン、カルボキシメチルセルロースなどを湿潤紙力増強剤として配合することもできる。

[0036] 本実施形態の吸収性シート 10は、ポリマー粒子 12の割合が高いにもかかわらず、薄型であることによつても特徴付けられる。具体的には吸収性シート 10は、その坪量力 50〜150g/m2、特に 60〜120g/m2の範囲にお!ヽて、その厚み力 ^O. 4〜2m m、特〖こ 0. 5〜1. 5mmという薄型のものである。

[0037] 次に、本実施形態の吸収性シート 10の好ましい製造方法について図 4を参照しな力説明する。先ず図 4 (a)に示すように、湿式抄造により製造された第 1の紙層 21 を用意する。第 1の紙層 21は、好適には先に述べた嵩高性のセルロース繊維や熱融着性繊維を含むものである。本実施形態では、この第 1の紙層 21は、繊維同士の拘束が高いものでなくてはならない。繊維同士の拘束が高いことで、第 1の紙層 21がポリマー粒子 12と接したときに、ポリマー粒子 12がこの層 21に埋没しづらくなり、空間形成が容易になる。例えば、バインダー等によって繊維同士が固定されてるシートは、繊維の自由度が制限されているので、繊維同士の拘束が高いものであると言える。

[0038] 第 1の紙層 21における繊維同士の拘束の程度の尺度として、該紙層 21の嵩を用いることができる。第 1の紙層 21の嵩が小さいことは、繊維同士が近接して存在していること意味しているので、繊維同士の拘束が大きいと言える。逆に、第 1の紙層 21 の嵩が大きいことは、繊維同士が離れて存在していることを意味しているので、繊維同士の拘束が小さいと言える。第 1の紙層 21の嵩は、該紙層 21の坪量を厚みで除すことで得られる。第 1の紙層 21の嵩が 0. 04-1. 5g/cm³、特に 0. 06-1. 5g/ cm³であると、繊維同士の拘束が十分に大き!/、と言える。

[0039] 用意した第 1の紙層 21に所定量の水を散布して湿潤状態にする。水を散布することで、第 1の紙層 21を構成する繊維は、水素結合が緩くなり、また絡み合いがほぐれ、繊維どうしの拘束力が弱まる。その結果、ポリマー粒子 12の受け入れが可能な程度にまで繊維間距離が広がる。繊維どうしの拘束力を適度に弱める観点から、散布する水の量は、乾燥状態の第 1の紙層 21の重量に対して、 30〜200重量％、特に 6 0〜： L 00重量％であることが好ましい。

[0040] 湿潤状態の第 1の紙層 21上に、図 4 (b)に示すようにポリマー粒子 12を散布する。

ポリマー粒子 12は第 1の紙層 21の全面に均一に散布してもよぐ或いは一方向に連続して延びる多列の筋状に散布してもよい。或いは、一方向に断続的に延びる多列の筋状に散布してもよい。散布によってポリマー粒子 12は、繊維間距離が広がった繊維間の空間に埋没する。ポリマー粒子 12の粒度分布に幅がある場合には、図 4 (c )に示すように、繊維間距離が広がった状態の第 1の紙層 21が、粒子 12の篩の役目をして、粒径の小さなポリマー粒子 12ほど深く埋没する。逆に、粒径の大きなポリマ一粒子 12ほど第 1の紙層 21の表面及びその近傍に残る。つまり、図 4 (c)においては、上側から下側に向けてポリマー粒子 12の粒径が漸減している。この漸減は、ポリマー粒子 12の形状に異方性がある場合、特にポリマー粒子 12として不定形の形状のものを用いた場合に顕著となる。また、ポリマー粒子 12として、粒度分布があり、且つ粒径 250 μ m以上の粒子が重量基準で 40%以上を占めているものを用いた場合にも顕著となる。

[0041] 埋没したポリマー粒子 12は、第 1の紙層 21に含まれている水分を吸収して膨潤し、また粘着性を発現する。その粘着性によって粒子 12が、第 1の紙層 21の構成繊維と接着する。

[0042] ところで、先に述べた USP6, 086, 950に記載の吸収性シートの製造方法によれば、抄紙機のワイヤー上に形成された湿潤状態の繊維ウェブ (紙匹)上にポリマー粒子が散布される。ここで、該繊維ウェブにおける繊維どうしの拘束力と、前述した湿潤状態の第 1の紙層 21における繊維どうしの拘束力とを比較すると、一旦乾燥されて紙の形態となされている第 1の紙層 21における繊維どうしの拘束力が強くなつていると言える。従って、湿潤状態の第 1の紙層 21上に散布されたポリマー粒子 12が粘着性を発現して繊維と接着するとは言っても、その接着によって第 1の紙層 21から繊維が引き抜かれて粒子 12の表面に多量に付着する程には、第 1の紙層 21における繊維どうしの拘束力は弱くない。つまり、湿潤状態の第 1の紙層 21上に散布されたポリマ一粒子 12の表面に、繊維が付着する現象は起こりづらい。このことは、第 1の紙層 21 の表面に近い場所に位置する粒径の大きなポリマー粒子 12ほど顕著である。その結果、図 4 (c)に示すように、第 1の紙層 21の表面及びその近傍には、粒径の大きなポリマー粒子 12が存在し、該粒子 12の周囲には繊維材料があまり存在しない状態になる。

[0043] ポリマー粒子 12の散布が完了したら、図 4 (d)に示すように、第 1の紙層 21におけるポリマー粒子散布面上に、第 2の紙層 22を積層する。第 1の紙層 21と同様に、第 2 の紙層 22も好適には先に述べた嵩高性のセルロース繊維や熱融着性繊維を含むものである。第 1の紙層 21と第 2の紙層 22との配合割合は同じであってもよぐ或いは異なっていてもよい。特に第 2の紙層 22としては、比較的小さなポリマー粒子を保持し易くする点から、嵩高に形成された繊維シートが好ましい。

[0044] 先に述べた通り、第 1の紙層 21におけるポリマー粒子散布面においては、粒径の大きなポリマー粒子 12が存在して、る。し力も該粒子 12の周囲には繊維材料があまり存在していない。この状態下に、ポリマー粒子散布面上に第 2の紙層 22を積層すると、該粒子 12があた力も柱ないしスぺーサ一の働きをして、第 1の紙層 21と第 2の紙層 22との間に一定の空間を作る。この状態においては、第 1の紙層 21と第 2の紙層 22とは別体の層になっており、全体として 2プライ構造になっている。この後に全体を加熱乾燥し、それと共に又はその後にある程度弱くプレスすることで、ポリマーを介して第 1の紙層 21と第 2の紙層 22は一体不可分なように接合する。つまり全体として 1プライ構造になる。この際、第 1の紙層 21の構成繊維と第 2の紙層 22の構成繊維との間に絡み合いや水素結合が生じて、両層が一体化する部分も存在する。このようにして目的とする吸収性シート 10が得られる。両層 21, 22を接合する工程の間も、両層 21, 22間に介在する粒径の大きなポリマー粒子 12は、柱ないしスぺーサ一の働きをしているので、該粒子 12の周囲には空間が残存する。この空間が図 1に示す空隙 13となる。

[0045] 重ね合わされた両層 21, 22を乾燥する条件としては、温度 100〜180°C、特に 10 5〜150°Cであることが好ましい。プレスの条件としては、圧着一体化する最低限の圧力があればよぐ低圧力であるほど空間が確保されるので好ましい。

[0046] ここで、吸収性シート 10における液の吸収機構を分力り易くするため、モデルを使つて説明する。様々な粒径を有するポリマー粒子 1は、第 1の紙層 21上に残る比較的大きなポリマー粒子と、第 1の紙層 21内に入り込む比較的小さなポリマー粒子に分離する。この分離は、第 1の紙層 21の繊維間の間隔によって決定される。従って第 1の紙層 21を選択することにより、任意の粒径のポリマー粒子を第 1の紙層 21上に残すことができる。第 1の紙層 21上に残るポリマー粒子の量は、液の吸収性を低下させる要因であるゲルブロッキングを防止する観点力決定され、それに基づきポリマーの散布量が決定される。ポリマー粒子間の間隔は、対象とする液体によって異なる。例えば尿や汗のような比較的多く吸収可能な体液の場合は、 150〜300倍程度体積が膨潤することを考慮してポリマー散布が行われる。経血や血液のような体液の場合は、 5〜50倍程度体積が膨潤することを考慮してポリマー散布が行われる。この場合、ある均一な粒子径 rよりなる球状ポリマー粒子が、格子状に均一に第 1の紙層 21 上に並べられ、球状ポリマー粒子の膨潤倍率が 30倍 (擬似血液想定)の場合、格子状に並べられた球状ポリマー粒子の中心間距離は、 30の三乗根 Xrだけ離間していれば良い。実際には、このように理想的にポリマー粒子を配置することは非常に困難である。 USP6, 086, 950に記載の吸収性シートの製法では、湿式抄造された湿潤繊維ウェブ上にポリマーを散布するのでポリマーが膨潤し、膨潤時にポリマーがなるベく近接しないように移動が起こるので、前述したゲルブロッキングが起こらず、また吸収性シート形成後は乾燥されることで、ポリマー粒子の周囲に空間が形成される。また、下層シートに微小な窪みパターンを形成し、ポリマーが分散 '固定されないように形成しておくことも好ま、。

[0047] 吸収性シート 10の別の好ましい製造方法として、以下に述べる方法を採用することもできる。先ず第 1の紙層を用意する。第 1の紙層としては、先に述べた製造方法と同様のものを用いることができる。この紙層上にポリマー粒子を散布する。ポリマー粒子の散布面上に、第 2の紙層を積層する。第 2の紙層としては、先に述べた製造方法と同様のものを用いることができる。積層に先立ち、第 2の紙層を含水させて湿潤状態にしておぐ湿潤状態の第 2の紙層を、ポリマー粒子が散布された第 1の紙層におけるポリマー散布面に積層し、両層 21, 22を加熱乾燥し、それと共に又はその後にプレスすることで、目的とする吸収性シート 10が得られる。

[0048] 吸収性シート 10の更に別の好ましい製造方法として、以下に述べる方法を採用することもできる。先ず第 1の紙層を用意する。第 1の紙層としては、先に述べた製造方法と同様のものを用いることができる。第 1の紙層の一面を、例えば、爪上の針のような突起物をもったローラーで起毛させる（毛羽立たせる)。他の方法では、ニードルパンチ法のように針状物を突き刺し '引き抜くことで起毛させる。この起毛面にポリマー粒子を散布する。ポリマー粒子の散布面上に、第 2の紙層を積層する。第 2の紙層としては、先に述べた製造方法と同様のものを用いることができる。次いで、所定量の水を散布する。或いは、第 2の紙層の積層前に、ポリマー粒子が散布された第 1の紙層に水を散布し、その後に第 2の紙層を積層してもよい。重ね合わされた両層 21, 2 2を加熱乾燥し、それと共に又はその後にプレスすることで、目的とする吸収性シート 10が得られる。

[0049] 吸収性シート 10のまた更に別の好ましい製造方法として、以下に述べる方法を採用することもできる。先に述べた、嵩高性のセルロース繊維や熱融着性繊維を含むゥエブからなる第 1の紙層 21を、カード法やエアレイド法により形成する。第 1の紙層 2 1上にポリマー粒子 12を散布した後、第 2の紙層 22を積層し、これらを一体化する。ポリマー粒子 12を前記ウェブ力もなる第 1の紙層 21上に散布する工程では、該ゥェブ上に散布されたポリマー粒子 12が、該ウェブの搬送時に該ウェブに意図的に振動を与えることや、該ウェブに吸引力を作用させることで、大きさに応じて第 1の紙層 21の厚み方向に分散配置される。特に、ウェブ力もなる第 1の紙層 21を吸引しながらポリマー粒子 12を散布すれば、ウェブをすり抜けたポリマー粒子 12が仮に存在したとしても、吸引力によって第 1の紙層 21の外面から除去されるので、該外面にポリマー粒子 12が存在することはない。この場合、ポリマー粒子 12の分散状態をコント口ールすることを目的として、ポリマー粒子 12を散布する前に一対のロール間に該ゥェブを挟み込むなどして、予め繊維間の間隔を調整することが好ましい。

[0050] 前記の一体ィ匕の方法としては、以下の 2通りの方法を用いることが好ましい。第 1の方法は、ポリマー粒子 12の散布後のウェブに水を散布して力も第 2の紙層 22を積層するか、又は第 2の紙層 22を積層した後に、該第 2の紙層 22に水を散布することで、吸水によるポリマー粒子 12の粘着性を発現させ、その後加熱乾燥し一体化させる方法である。第 2の方法は、ポリマー粒子 12を散布した後のウェブ、又は第 2の紙層 22 に接着剤をスプレー塗布したり、ホットメルトのような粘着剤をドット状、直線状、波線状、スノィラル状に塗工したりした後に、圧着加熱することで一体化させる方法である。一体化の方法はこれらに限られず、他の手段で代用も可能である。例えば、第 1の紙層 21及び第 2の紙層 22のどちらか又は両方にバインダー繊維やバインダー成分を配合させておき、これらを積層した後に加熱することで、これらの層に含まれるバインダー繊維やバインダー成分どうしを接着させ一体化させることも可能である。

[0051] このようにして得られた吸収性シート 10は、薄型で且つ高吸収容量であることから、生理用ナプキン、使い捨ておむつ、ハイジーンパッド、メディカル用パッド、母乳シートなどの各種衛生製品における吸収体、ドリップシート、キッチン用吸収シート、家庭用清掃シート及びペット用アンダーシート等として特に好適に用いられる。吸収性シート 10は、そのどちらの面を液の吸収面として用いてもよいが、シート 10の一面から他面に向かってポリマー粒子 12の粒径が漸減している場合には、粒子 12の粒径の大きい側の面

を吸収面として用いると、ポリマー粒子 12のゲルブロッキングが一層起こりづらくなり、また液の通過速度が一層高くなる。

[0052] 以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されず、当業者の技術常識の範囲内において種々の改変が可能である。実施例

[0053] 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。し力しながら本発明の範囲はか力る実施例に制限されるものではない。特に断らない限り「部」及び「％」はそれぞれ「重量部」及び「重量％」を意味する。

[0054] 〔実施例 1〕

図 4に示す製造方法に従い、図 1に示す吸収性シートを製造した。先ず、繊維粗度 0. 32mgZm、繊維断面の真円度が 0. 30の架橋処理パルプ〔Weyerhauser Paper 製の「High Bulk AdditiveHBA-Sj (商品名）〕を水中に分散した。パルプの乾燥重量 100部に対し、紙力補強剤〔ポリアミドェピクロルヒドリン榭脂、商品名；カイメン WS 570、会社名；日本 PMC (株)〕を榭脂成分で 1部を水中に分散混合し、所定の濃度とした後、この分散混合液を用いて乾燥坪量が 50gZm2の第 1の紙層を形成した

[0055] 第 1の紙層に対して、該紙層の乾燥重量の 100%の水を散布して湿潤させた。湿潤した第 1の紙層上にポリマー粒子〔日本触媒アクアリック W4〕をほぼ均一に散布した。散布坪量は 30gZm²であった。ポリマー粒子は、その粒度分布が 106〜500 μ mであり、粒径 250 μ m以上の粒子が全体の 57% (重量基準）を占めていた。ポリマー粒子の平均粒径は 260 mであった。ポリマー粒子の形状は不定形であった。

[0056] 第 1の紙層におけるポリマー粒子の散布面上に第 2の紙層を積層した。第 2の紙層は、第 1の紙層と同坪量で且つ同配合のものであった。重ね合わされた両層を 130 °Cに加熱して乾燥させた。これと同時に比較的低圧力でプレスし、両層を一体不可分なように接合した。これにより 1プライ構造を有する吸収性シートを得た。厚みは 0. 65mmであった。このシートの縦断面を電子顕微鏡観察した結果、図 1に示す構造を有して!/ヽることが確認された。

[0057] 〔実施例 2〕

ポリマー粒子として、その粒度分布の幅が 106〜500 μ mであり、粒径 250 μ m以上の粒子が全体の 84% (重量基準）を占めるものを用いた。ポリマー粒子の平均粒径は 320 /z mであった。ポリマー粒子の形状は不定形であった。これら以外は実施例 1と同様にして吸収性シートを得た。厚みは 0. 72mmであった。このシートの縦断面を電子顕微鏡観察した結果、図 1に示す構造を有してヽることが確認された。

[0058] 〔比較例 1〕

実施例 1における第 1の紙層の製造において、抄紙機のワイヤー上に形成された繊維ウェブ (紙匹)上にポリマー粒子を散布した。繊維ウェブは、その乾燥状態での重量に対して 100部の水を含んでいた。この繊維ウェブにおけるポリマー散布面上に、第 2の紙層を積層した。第 2の紙層は実施例 1で用いたものと同じものである。これら以外は実施例 1と同様にして吸収性シートを得た。厚みは 0. 53mmであった。このシートの縦断面を電子顕微鏡観察した結果、ポリマー粒子の表面に多数の繊維が付着しており、空隙は観察されなカゝつた。

[0059] 〔評価〕

実施例及び比較例で得られたシートにっ、て、液の吸収速度を以下の方法で測定した。その結果を表 1に示す。吸収性シートを 15cm角に切り出した。直径 lcmの孔をあけた 10cm角の透明なアクリル板を、吸収性シートの上に載せた。アクリル板の孔の周囲に重りを乗せ、吸収性シート 10に全体として 5g/cm²の荷重をかけた。この状態下に、アクリル板の孔を通して生理食塩水 3mlを注入した。生理食塩水の吸収に要する時間を測定し吸収速度とした。吸収速度の測定は 2回行った。 2回目の注入（再吸収速度）は 1回目の測定から 1分後に行った。

[0060] [表 1] 実施例 1 実施例 2 比較例 1

1回目吸収時間（秒） 8 7 12

2回目吸収時間（秒） 20 14 28

[0061] 表 1に示す結果から明らかなように、実施例の吸収性シートは、繰り返し液を吸収しても吸収速度が低下してヽな、ことが判る。このことはポリマー粒子のゲルブロッキングが起こっていないことを意味している。一方、比較例の吸収性シートは、繰り返し液を吸収すると吸収速度が低下した。このことはポリマー粒子のゲルブロッキングが起こつていることを意味している。

産業上の利用可能性

[0062] 以上、詳述した通り、本発明の吸収性シートによれば、高吸収性ポリマーの粒子の周囲に空隙が形成されているので、該空隙が膨潤した粒子の体積増加分を吸収し、ゲルブロッキングの発生を効果的に防止する。また該空隙によって、液体の通過速度が高くなる。特に液体を繰り返し吸収した後であっても、液体の高い通過速度が維持される。

Claims

請求の範囲

[1] 繊維材料及び高吸収性ポリマーの粒子を含む吸収性シートであって、

該高吸収性ポリマーの粒子は、該繊維材料に保持された状態で該吸収性シートの厚み方向にわたり分散配置されて!、ると共に、

その周囲に、該粒子が吸液することによって起こる膨潤に起因する体積の増加分を吸収するに足る大きさの空隙が形成されている吸収性シート。

[2] 前記高吸収性ポリマーの粒子が粒度分布を有しており、粒径 250 μ m以上の粒子が重量基準で 40%以上を占めている請求の範囲第 1項記載の吸収性シート。

[3] 前記吸収性シートの厚み方向にわたり分散配置されている前記高吸収性ポリマーの粒子力該吸収性シートの一面側力も他面側に向力つてその粒径が漸減しており、粒径の大きな粒子ほど、その周囲に前記空隙が形成されている請求の範囲第 2項記載の吸収性シート。

[4] 前記高吸収性ポリマーの粒子が不定形の形状を有して、る請求の範囲第 1項な、し第 3項の何れかに記載の吸収性シート。

[5] 前記高吸収性ポリマーの粒子は、該粒子が吸水することによって発現する粘着性によって、前記繊維材料と接着して!/、る請求の範囲第 1項なヽし第 4項の何れかに記載の吸収性シート。

[6] 嵩高性のセルロース繊維力 0〜95重量％含まれている請求の範囲第 1項ないし第 5項の何れかに記載の吸収性シート。

[7] 厚みが 0. 4〜2mmである請求の範囲第 1項ないし第 6項の何れかに記載の吸収性シート。