JP2003509162A - 溝付き吸収性複合材料 - Google Patents

溝付き吸収性複合材料

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Abstract

(57)【要約】 吸収性材料を含有する繊維吸収性複合材料、その形成方法、および該複合材料を含む吸収性物品を記載する。複合材料（１０）は繊維構造であり、複合材料（１４）の全体にわたって、そして、複合材料の長さに沿って伸長する縞（１２）では増大した濃度で、分散させた吸収性材料を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の分野 本発明は、一般に吸収性複合材料、より詳細には、吸収性材料を含むエアレイ
ド(air-laid)複合材料に関する。発明の背景 木材パルプに由来するセルロース繊維は、さまざまな吸収性物品、例えば、お
むつ、失禁用製品、および女性用衛生製品に用いられている。吸収性物品は、大
きな液体吸収容量、迅速な液体捕捉、低い再湿潤(rewet)を有し、ならびに、使
用および効果的な流体処理における耐久性のための良好な乾燥および湿潤強度特
性を有することが望ましい。セルロース繊維から作成される物品の吸収容量は、
しばしば超吸収性ポリマーのような吸収性材料の添加により高められる。当分野
で公知の超吸収性ポリマーは、それらの重量の５〜１００倍またはそれ以上の量
の液体を吸収する能力を有する。したがって、超吸収性ポリマーが存在すると、
セルロースから作成される吸収性物品の液体保持容量が著しく増大する。
【０００２】 しかしながら、超吸収性材料を含有する吸収性複合材料は、一般に、ゲルブロ
ッキングという難点がある。液体を吸収すると、超吸収性材料は凝集してゼラチ
ン状の塊を形成する傾向があり、この塊は、複合材料の非湿潤部分への液体の吸
上げを妨げる。複合材料の非湿潤部分への捕捉された液体の分配を妨げることに
より、ゲルブロッキングは、繊維複合材料中の超吸収性材料の効果的かつ効率的
な使用を妨害する。一般に、比較的均一な分配の超吸収性材料を含む従来の繊維
複合材料の吸上げ容量は、最初の液体インサルト(insult)後、著しく低減する。
そのような繊維複合材料の減少した容量は、超吸収性材料の膨潤に伴い毛管の捕
捉および分配流路が狭くなることに起因する。吸収性材料を含む従来の吸収性コ
アにおける、吸収容量の減少および付随する毛管分配流路の損失は、液体捕捉速
度の低下と、理想とはかけ離れた継続的液体インサルトでの液体分配により明ら
かになる。
【０００３】 したがって、超吸収性材料を含み、ならびに、複合材料の全体にわたって液体
を効果的に捕捉しかつ吸上げて、捕捉した液体を吸収性材料に分配する吸収性複
合材料であって、液体をゲルブロッキングなしで効率的に吸収かつ保持する吸収
性複合材料に対する必要性がある。継続的液体インサルトにおいて、複合材料の
全体にわたって液体を捕捉しかつ分配し続ける吸収性複合材料に対しても、必要
性が存在する。加えて、湿潤強度、吸収容量および捕捉、液体分配、軟かさ、な
らびにレジリエンスを含む、湿式(wet-laid)複合材料に対する利点を示す超吸収
性材料を含有する吸収性複合組成物に対する必要性がある。本発明は、これらの
必要性を満たすことを目的とし、さらに関連する利点を提供する。発明の概要 一観点において、本発明は、複合材料の全体にわたりおよび複合材料の選択領
域において分配された吸収性材料を含む、繊維吸収性複合材料を提供する。これ
らの領域における吸収性材料の濃度を変動させると、多様な吸収性材料濃度を有
する複合材料を提供することができる。一態様において、複合材料は、複合材料
の幅の端から端までにわたっておりかつ複合材料の長さに沿って伸長する縞状に
分散させた吸収性材料を含む。液体と接触すると、複合材料の吸収性材料に富ん
だ縞は、捕捉した液体で膨潤し、そして、膨張して複合材料の湿潤表面から立ち
上がって、***部を形成し、溝付き構造を提供する。湿潤複合材料の溝付き構造
は、液体の吸上げ、捕捉、および後に起こる液体インサルトでの分配を向上させ
る。
【０００４】 本発明の他の一観点において、多様な吸収性材料含有量を有する吸収性複合材
料の形成方法を提供する。一態様において、該方法は、複合材料の選択的領域に
吸収性材料を添加することにより、複合材料中の吸収性材料の濃度を増大させる
ことを含む。他の態様において、該方法は、複合材料の基本重量を選択的に増大
させることにより、吸収性材料濃度が増大した領域を複合材料中に形成すること
を提供する。該方法では、複合材料を、繊維および吸収性材料を含有する実質的
に均質な複合材料を選択的に緻密化(densifying)することにより形成する。好ましい態様の詳細な説明 前記観点および本発明の関連する利点の多くは、以下の詳細な説明を、付随す
る図と結びつけて考慮に入れて参照することにより、よりよく理解されるように
なるため、より簡単に理解されるようになるであろう。
【０００５】 本発明の吸収性複合材料は繊維複合材料であり、複合材料全体にわたりおよび
複合材料の選択領域において分配された吸収性材料を含む。これらの領域におけ
る吸収性材料の濃度を変動させると、多様な吸収性材料含有量を有する複合材料
を提供することができる。一態様において、吸収性複合材料は、複合材料の幅（
すなわち、横(cross-machine)方向）の端から端までにわたっておりかつ複合材
料の長さに沿って（すなわち、縦方向）伸長する縞状に分散させた吸収性材料を
含む。おもに繊維からなる分配帯域は、複合材料の吸収性材料に富んだ縞の間に
ある。複合材料の繊維分配帯域は、複合材料に接触する液体を捕捉し、捕捉した
液体を複合材料の全体にわたり、そして最終的に吸収性材料に分配するのに役立
つ。吸収性材料は、複合材料によって捕捉された液体を吸収し、保持するのに役
立つ。
【０００６】 吸収性複合材料は、さまざまな吸収性物品、例えば、使い捨ておむつおよびト
レーニングパンツを含むおむつ；生理用ナプキン、タンポン、およびパンティラ
イナーを含む女性用ケア製品；成人用の失禁用製品；タオル地；外科用および歯
科用スポンジ；包帯；食品トレーパッドなどに、有利に組込むことができる。複
合材料は高吸収性なので、複合材料を、吸収性物品に液体貯蔵コアとして含ませ
ることができる。そのような構造体では、複合材料を、１種またはそれ以上の、
他の複合材料、または、例えば捕捉および／もしくは分配層を含む層と、組合せ
ることができる。液体を迅速に捕捉および分配する複合材料の容量のため、複合
材料は、捕捉した液体の一部を下にある貯蔵コアに捕捉および放出する液体処理
層としても、役立つことができる。したがって、他の態様において、吸収性複合
材料を貯蔵コアと組合せて、吸収性物品に有用な吸収性構造体を提供することが
できる。
【０００７】 本発明の吸収性複合材料は、溝付き貯蔵複合材料である。本明細書中で用いる
“溝付き”という用語は、湿潤時に吸収性材料が膨張する結果、***部が生じて
溝付き構造になるという複合材料の性質をさす。上記のように、複合材料は、複
合材料の幅の端から端までにわたって分配され、複合材料の長さに沿って縞状に
伸長する吸収性材料に富んだ領域（すなわち、縞）を含む。繊維複合材料によっ
て捕捉された液体と接触すると、吸収性材料は膨潤し、膨潤した吸収性材料を含
む***部を有する湿潤複合材料になる。複合材料の***部は、分配帯域または流
路で分離されており、これらは、複合材料の吸収性材料に富んだ領域と比較して
少ない量の吸収性材料を含む複合材料の繊維領域である。
【０００８】 本発明の溝付き吸収性複合材料の縞に関する性質を、図１〜４に例示する。図
１および２に関し、本発明に従って形成され、一般に参照数字１０で示してある
代表的な溝付き吸収性複合材料は、吸収性材料に富んだ領域１２（すなわち、液
体貯蔵帯域）と、一般に繊維領域であり、領域１２に比べて比較的少ない量の吸
収性材料を含む領域１４（すなわち、液体分配帯域）を含む。
【０００９】 吸収性複合材料が液体と接触すると、液体は、主として複合材料の繊維領域に
よって迅速に捕捉される。繊維領域は、性質において比較的開放的かつ多孔性で
あり、迅速な液体の捕捉、吸上げ、および分配を促進する。複合材料によって捕
捉された液体は、一般に、分配帯域（すなわち、領域１４）を経て、複合材料の
長さに沿って繊維複合材料を通って縦に迅速に移動し、吸収性材料に富んだ複合
材料の領域（すなわち、領域１２）によって吸収される。捕捉された液体は、一
般に、液体が複合材料の長さに沿って分配されると、吸収性材料中に横方向に吸
上げられる。
【００１０】 溝付き複合材料に関し、継続的液体インサルトは、最初の液体インサルトで溝
および対応する流路が確立することにより、さらに速い速度で吸収される。湿潤
すると、本発明の複合材料は、流路を有する溝付き構造になり、この流路は、追
加的な液体を迅速に捕捉し、液体をインサルトから離れた部位に分配するための
ものである。溝付き複合材料について、後に起こる液体インサルトの捕捉時間は
、一般に、最初の捕捉の場合より短い。継続的液体インサルトの捕捉時間の短縮
は、従来の吸収性構造体では一般に観察されない。従来の吸収性構造は溝付き構
造を形成することができず、したがって追加的な液体を分配するための流路に欠
けるので、これらの構造の捕捉時間は、一般に、継続的液体インサルトに伴い長
くなる。長くなった捕捉時間は、液体が、徐々にしか捕捉されず、液体を吸収す
ることができる複合材料のより離れた領域に、複合材料の飽和領域を通って分配
されるという事実に起因すると考えられる。したがって、溝付き吸収性複合材料
は、一般に従来の吸収性構造の場合に匹敵するかまたはこれより速い、最初の液
体捕捉速度を提供する。複合材料はまた、従来の複合材料と比較して、継続的液
体捕捉での液体捕捉速度が著しく速い。
【００１１】 本発明の溝付き吸収性複合材料の湿潤構造を、図３および４に示す。これらの
図は複合材料の溝の性質を例示しており、この性質は、液体との接触ならびに吸
収性材料の膨潤および膨張に起因する。図３および４に関し、吸収性材料に富ん
だ領域１２（すなわち、液体貯蔵領域）を、領域１４（すなわち、液体分配帯域
）によって分離された***部として示し、ここで、領域１４は、***部の間に谷
床すなわち流路を形成する。湿潤繊維複合材料の溝付き構造に少なくとも部分的
に起因して、後に起こる液体インサルトは、吸収性材料を他の配置で含有する複
合材料、例えば、吸収性材料が複合材料の全体にわたり実質的に均一に分配され
ている複合材料に比べ、複合材料によって迅速に吸収される。
【００１２】 繊維は、本発明の溝付き吸収性複合材料の主要成分である。本発明での使用に
適した繊維は、当分野の技術者に公知のものであり、吸収性複合材料を形成する
ことができるあらゆる繊維を含む。適切な繊維には、天然および合成繊維が含ま
れる。合成および天然繊維ならびに処理および未処理繊維の組合せを含む繊維の
組合せも、複合材料に適切に用いることができる。好ましい態様において、本発
明の吸収性複合材料は、セルロース系繊維、硬木繊維、ケミサーモメカニカルパ
ルプ繊維（すなわち、ＣＴＭＰ）、および、より好ましくは架橋セルロース系繊
維を含む。
【００１３】 一般に、繊維は、複合材料の全重量に基づいて約２０〜約９０重量％、好まし
くは約５０〜約７０重量％の量で、複合材料中に存在する。好ましい態様におい
て、複合材料は、約６０重量％の繊維を含む。
【００１４】 セルロース系繊維は、溝付き吸収性複合材料の基本成分であることができる。
他の発生源から入手可能であるが、セルロース系繊維は、おもに木材パルプに由
来する。本発明での使用に適した木材パルプ繊維は、クラフト法および亜硫酸法
など周知の化学的方法により得ることができ、その後の漂白はあってもなくても
よい。パルプ繊維はまた、サーモメカニカル法、ケミサーモメカニカル法、また
はそれらの組合せにより加工してもよい。好ましいパルプ繊維は、化学的方法に
より製造される。砕木(Ground wood)繊維、再循環または二次木材パルプ繊維、
ならびに漂白および無漂白木材パルプ繊維を、用いることができる。木材パルプ
繊維の選択についての詳細は、当分野の技術者に周知である。これらの繊維は、
本発明の譲受人であるＷｅｙｅｒｈａｅｕｓｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙを含む多くの
会社から市販されている。例えば、本発明に用いることができる、サザンパイン
から製造された適切なセルロース繊維は、ＣＦ４１６、ＮＦ４０５、ＰＬ４１６
、ＦＲ５１６、およびＮＢ４１６の名称でＷｅｙｅｒｈａｅｕｓｅｒ Ｃｏｍｐ
ａｎｙから入手可能である。
【００１５】 本発明の木材パルプ繊維は、本発明で使用する前に前処理することもできる。
この前処理は、繊維を蒸気にあてるような物理的処理か、化学的処理、例えば、
さまざまな架橋剤の任意の１種を用いたセルロース繊維の架橋を含んでいてもよ
い。架橋は繊維の嵩およびレジリエンスを増大させ、これにより複合材料の吸収
性を改良することができる。一般に、架橋繊維は、撚るか、けん縮する。架橋繊
維を用いると、複合材料が、より弾性で、より軟かく、より嵩高くなり、向上し
た吸上を有するようになる。サザンパインから製造した適切な架橋セルロース繊
維は、ＮＨＢ４１６の名称でＷｅｙｅｒｈａｅｕｓｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙから入
手可能である。架橋セルロース繊維およびその調製方法は、Ｇｒａｅｆ ｅｔ
ａｌ．に発行された米国特許第５４３７４１８号および第５２２５０４７号に開
示されており、特に本明細書中で参考として援用する。
【００１６】 架橋繊維は、繊維を架橋剤で処理することにより調製する。適切なセルロース
架橋剤には、アルデヒドおよび尿素系ホルムアルデヒドの付加物が含まれる。例
えば、米国特許第３２２４９２６号、第３２４１５３３号、第３９３２２０９号
、第４０３５１４７号、第３７５６９１３号、第４６８９１１８号、第４８２２
４５３号、Ｃｈｕｎｇに発行された米国特許第３４４０１３５号、Ｌａｓｈ ｅ
ｔ ａｌ．に発行された米国特許第４９３５０２２号、Ｈｅｒｒｏｎ ｅｔ ａ
ｌ．に発行された米国特許第４８８９５９５号、Ｓｈａｗ ｅｔ ａｌ．に発行
された米国特許第３８１９４７０号、Ｓｔｅｉｊｅｒ ｅｔ ａｌ．に発行され
た米国特許第３６５８６１３号、およびＧｒａｅｆ ｅｔ ａｌ．に発行された
米国特許第４８５３０８６号参照。これらのすべてを、その全体を参考として特
に本明細書中で援用する。セルロース繊維は、ポリカルボン酸を含むカルボン酸
架橋剤によっても架橋されている。米国特許第５１３７５３７号、第５１８３７
０７号、および第５１９０５６３号では、少なくとも３個のカルボキシル基を含
有するＣ2〜Ｃ9ポリカルボン酸（例えば、クエン酸およびオキシ二コハク酸）の
架橋剤としての使用が記載されている。
【００１７】 適切な尿素系架橋剤には、メチロール化尿素、メチロール化環状尿素、メチロ
ール化低級アルキル環状尿素、メチロール化ジヒドロキシ環状尿素、ジヒドロキ
シ環状尿素、および低級アルキル置換環状尿素が含まれる。具体的な好ましい尿
素系架橋剤には、ジメチルジヒドロキシ尿素（ＤＭＤＨＵ、１，３−ジメチル−
４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリジノン）、ジメチロール−ジヒドロキシ
エチレン尿素（ＤＭＤＨＥＵ、１，３−ジヒドロキシメチル−４，５−ジヒドロ
キシ−２−イミダゾリジノン）、ジメチロール尿素（ＤＭＵ、ビス［Ｎ−ヒドロ
キシメチル］尿素）、ジヒドロキシエチレン尿素（ＤＨＥＵ、４，５−ジヒドロ
キシ−２−イミダゾリジノン）、ジメチロールエチレン尿素（ＤＭＥＵ、１，３
−ジヒドロキシメチル−２−イミダゾリジノン）、およびジメチルジヒドロキシ
エチレン尿素（ＤＤＩ、４，５−ジヒドロキシ−１，３−ジメチル−２−イミダ
ゾリジノン）が含まれる。
【００１８】 適切なポリカルボン酸架橋剤には、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、コハク酸、
グルタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、タルトレート一コハク酸(tartrate mo
nosuccinic acid)、およびマレイン酸が含まれる。他のポリカルボン酸架橋剤に
は、ポリ（アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸）、ポリ（マレイン酸）、ポリ（
メチルビニルエーテル−コ−マレエート）コポリマー、ポリ（メチルビニルエー
テル−コ−イタコネート）コポリマー、アクリル酸のコポリマー、およびマレイ
ン酸のコポリマーなどの高分子ポリカルボン酸が含まれる。ポリアクリル酸ポリ
マー、ポリマレイン酸ポリマー、アクリル酸のコポリマー、およびマレイン酸の
コポリマーなどの高分子ポリカルボン酸架橋剤の使用は、１９９７年１２月１２
日に出願され、Ｗｅｙｅｒｈａｅｕｓｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙに譲渡された米国特
許出願第０８／９８９６９７号に記載されている。架橋剤の混合物またはブレン
ドも使用してよい。
【００１９】 架橋剤は、架橋剤とセルロース繊維との結合反応を促進するための触媒を含む
ことができる。適切な触媒には、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化ア
ルミニウム、塩化マグネシウム、およびリン含有酸のアルカリ金属塩のような酸
性塩が含まれる。
【００２０】 限定するものとして解釈すべきではないが、繊維の前処理の例には、繊維の表
面化学を改質する界面活性剤または他の液体の適用が含まれる。他の前処理には
、抗菌物質、顔料、染料および緻密化または軟化剤の組込みが含まれる。熱可塑
性および熱硬化性樹脂のような他の化学物質で前処理した繊維も、使用してよい
。前処理の組合せも用いることができる。同様の処理を、後処理行程での複合材
料形成の後に適用することもできる。
【００２１】 当分野で公知の粒子バインダーおよび／または緻密化／軟化助剤で処理したセ
ルロース系繊維も、本発明に従って用いることができる。粒子バインダーは、セ
ルロース系繊維超吸収性ポリマーならびに他のものなど他の材料を、セルロース
系繊維に付着させるのに役立つ。適切な粒子バインダーおよび／または緻密化／
軟化助剤で処理したセルロース系繊維、ならびにこれらをセルロース系繊維と組
合せる方法は、以下の米国特許および特許出願に開示されている：（１）“Ｐｏ
ｌｙｍｅｒｉｃ Ｂｉｎｄｅｒｓ ｆｏｒ Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｐａｒｔｉｃｌｅ
ｓ ｔｏ Ｆｉｂｅｒｓ”という名称の特許第５５４３２１５号；（２）“Ｎｏ
ｎ−Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｂｉｎｄｅｒｓ ｆｏｒ Ｂｉｎｄ
ｉｎｇ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｔｏ Ｆｉｂｅｒｓ”という名称の特許第５５３
８７８３号；（３）“Ｗｅｔ−ｌａｉｄ Ｆｉｂｅｒ Ｓｈｅｅｔ Ｍａｎｕｆ
ａｃｔｕｒｉｎｇ Ｗｉｔｈ Ｒｅａｃｔｉｖａｔａｂｌｅ Ｂｉｎｄｅｒｓ
ｆｏｒ Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｔｏ Ｆｉｂｅｒｓ”という名
称の特許第５３００１９２号；（４）“Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｂｉｎｄｉｎｇ
Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｔｏ Ｆｉｂｅｒｓ Ｕｓｉｎｇ Ｒｅａｃｔｉｖａｔ
ａｂｌｅ Ｂｉｎｄｅｒｓ ”という名称の特許第５３５２４８０号；（５）“
Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｉｎｄｅｒｓ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ−Ｂｕｌｋ Ｆｉｂｅｒ
ｓ”という名称の特許第５３０８８９６号；（６）１９９２年８月１７日に出願
され、“Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｉｎｄｅｒｓ ｔｈａｔ Ｅｎｈａｎｃｅ Ｆｉ
ｂｅｒ Ｄｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ”という名称の第０７／９３１２７９号；
（７）１９９３年８月１７日に出願され、“Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｉｎｄｅｒｓ
”という名称の第０８／１０７４６９号；（８）１９９３年８月１７日に出願さ
れ、“Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｉｎｄｉｎｇ ｔｏ Ｆｉｂｅｒｓ”という名称の
第０８／１０７２１９号；（９）１９９３年８月１７日に出願され、“Ｂｉｎｄ
ｅｒｓ ｆｏｒ Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｐａｒｔｉｃ
ｌｅｓ ｔｏ Ｆｉｂｅｒｓ”という名称の第０８／１０７４６７号；（１０）
“Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｉｎｄｅｒｓ”という名称の特許第５５４７７４５号；
（１１）１９９３年８月１７日に出願され、“Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｉｎｄｉｎ
ｇ ｔｏ Ｆｉｂｅｒｓ”という名称の第０８／１０８２１８号；および（１２
）“Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｉｎｄｅｒｓ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ−Ｂｕｌｋ Ｆｉｂ
ｅｒｓ”という名称の特許第５３０８８９６号；すべてを、特に本明細書中で参
考として援用する。
【００２２】 天然繊維に加えて、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリビニル
アルコール、およびポリ酢酸ビニル繊維などの高分子繊維を含む合成繊維も、本
発明の吸収性複合材料に用いることができる。適切なポリオレフィン繊維には、
ポリエチレンおよびポリプロピレン繊維が含まれる。適切なポリエステル繊維に
は、ポリエチレンテレフタレート繊維が含まれる。他の適切な合成繊維には、例
えば、ナイロンおよびレーヨン繊維が含まれる。吸収性複合材料には、天然およ
び合成繊維の組合せが含まれていてもよい。
【００２３】 好ましい一態様において、吸収性複合材料には、パルプ繊維（例えば、Ｗｅｙ
ｅｒｈａｅｕｓｅｒの名称ＮＢ４１６）と架橋セルロース系繊維（例えば、Ｗｅ
ｙｅｒｈａｅｕｓｅｒの名称ＮＢＨ４１６）の組合せが含まれる。パルプ繊維は
、そのような組合せ中に約１５〜約８５重量％の量で存在することが好ましい。
他の好ましい態様において、吸収性複合材料には、繊維の全重量に基づいて、複
合材料中に約５０重量％存在するパルプ繊維と、複合材料中に約５０重量％存在
する架橋セルロース系繊維との組合せが含まれる。
【００２４】 本発明の溝付き吸収性複合材料は、吸収性物品に組込んだとき、捕捉した液体
の貯蔵層として役立つことができる。捕捉した液体を効率的に保持するために、
複合材料は吸収性材料を含む。
【００２５】 上記のように、吸収性材料は、一般に、複合材料の全体にわたって、そして、
複合材料の選択領域では増大した濃度で、位置する。これらの選択領域は、複合
材料中に組込まれた縞を含む。縞は、複合材料の幅の端から端までにわたって位
置決めされ、複合材料の長さに沿って伸長する。複合材料の縞は、複合材料の吸
収性材料に富んだ領域である。吸収性材料の縞は、事実上、あらゆる形状、大き
さ、および複合材料の位置に配置することができる。複合材料の縞の適した配置
には、液体の捕捉を著しく妨げない、すなわちゲルブロッキングを促進しない、
あらゆる配置が含まれる。複合材料の分配帯域にも、吸収性材料が若干含まれる
。しかしながら、複合材料の縞中の吸収性材料の液体吸収容量は、複合材料の分
配帯域中に存在する吸収性材料に比べて非常に多い。
【００２６】 本明細書中で用いる“吸収性材料”という用語は、水を吸収し、一般に複合材
料のセルロース系繊維成分より大きな吸収容量を有する材料をさす。好ましくは
、吸収性材料は、水膨潤性で一般に水不溶性の材料であり、水中でその重量の少
なくとも約５倍、望ましくは約２０倍、および好ましくは約１００倍またはそれ
以上の吸収能力を有する。吸収性材料は、複合材料形成法で用いられる分散媒中
で膨潤することができる。好ましい態様において、吸収性材料は未処理であり、
分散媒中で膨潤することができる。
【００２７】 複合材料中に存在する吸収性材料の量は、複合材料の使用目的によって大きく
変動させることができる。幼児用おむつに吸収性コアとして組込まれる複合材料
中に存在する吸収性材料の量は、複合材料の全重量に基づいて約１０〜約８０重
量％、好ましくは約３０〜約５０重量％であることができる。
【００２８】 吸収性材料には、寒天、ペクチンおよびグアルガムのような天然材料、ならび
に合成ヒドロゲルポリマーのような合成材料が含まれていてもよい。合成ヒドロ
ゲルポリマーには、例えば、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸のア
ルカリ金属塩、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、エチレン無水マレ
イン酸コポリマー、ポリビニルエーテル、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリ
ビニルモルホリノン、ビニルスルホン酸のポリマーおよびコポリマー、ポリアク
リレート、ポリアクリルアミド、ならびに、とりわけポリビニルピリジンが含ま
れる。好ましい態様において、吸収性材料は、超吸収性材料である。本明細書中
で用いる“超吸収性材料”という用語は、膨潤および水和ゲル（すなわち、ヒド
ロゲル）の形成により、多量の流体を吸収することができる高分子材料をさす。
多量の流体の吸収に加え、超吸収性ポリマーは、中程度の圧力下で大量の体液を
保持することもできる。
【００２９】 一般に、超吸収性材料は３種類に分類される：デンプングラフトコポリマー、
架橋カルボキシメチルセルロース誘導体、および改質親水性ポリアクリレートで
ある。そのような吸収性ポリマーの例には、加水分解したデンプン−アクリロニ
トリルグラフトコポリマー、中和したデンプン−アクリル酸グラフトコポリマー
、けん化したアクリル酸エステル−酢酸ビニルコポリマー、加水分解したアクリ
ロニトリルコポリマーまたはアクリルアミドコポリマー、改質した架橋ポリビニ
ルアルコール、中和した自己架橋性ポリアクリル酸、架橋ポリアクリル酸塩、カ
ルボキシル化セルロース、および中和した架橋イソブチレン−無水マレイン酸コ
ポリマーが含まれる。
【００３０】 超吸収性ポリマーは市販されており、例えば、Ｐｏｒｔｓｍｏｕｔｈ，Ｖｉｒ
ｇｉｎｉａのＣｌａｒｉａｎｔからのポリアクリレートである。これらの超吸収
性ポリマーには、さまざまな大きさ、形態および吸収特性がある（ＩＭ３５００
およびＩＭ３９００などの商品名でＣｌａｒｉａｎｔから入手可能である）。他
の超吸収性ポリマーは、ＳＡＮＷＥＴ（三洋化成工業株式会社により供給されて
いる）、ならびにＳＸＭ７７およびＳＲ１００１（Ｇｒｅｅｎｓｂｏｒｏ，Ｎｏ
ｒｔｈ ＣａｒｏｌｉｎａのＳｔｏｃｋｈａｕｓｅｎにより供給されている）の
商標で市販されている。他の超吸収性材料は、米国特許第４１６００５９号；米
国特許第４６７６７８４号；米国特許第４６７３４０２号；米国特許第５００２
８１４号；米国特許第５０５７１６６号；米国特許第４１０２３４０号；および
米国特許第４８１８５９８号に記載されており、すべてを特に本明細書中で参考
として援用する。超吸収性材料を組込んだおむつなどの製品は、米国特許第３６
９９１０３号および米国特許第３６７０７３１号に記載されている。
【００３１】 本発明の吸収性複合材料に有用な適した超吸収性材料には、超吸収性粒子およ
び超吸収性繊維が含まれる。 本発明の溝付き吸収性複合材料は、パルプ加工業の技術者に公知のエアレイド
法により形成することができる。代表的エアレイド法は、一般に、米国特許第４
６４０８１０号および第４０６５８３２号に記載されており、両者を特に本明細
書中で参考として援用する。一般に、超吸収性材料などの吸収性材料を含むエア
レイド繊維ウェブは、当分野で公知である。これらのウェブでは、従来、吸収性
材料がウェブの全体にわたり均一に分配されている。吸収性材料を含有する従来
のエアレイドウェブには、典型的にはゲルブロッキングという難点があり、これ
は、液体の捕捉速度、分配を制限し、吸収容量に悪影響を及ぼすことができる。
エアレイドウェブはまた、湿式繊維ウェブと比較して、捕捉速度、吸収容量およ
び引張強さに劣る傾向がある。これらの制約にもかかわらず、本発明に従って形
成されたエアレイド複合材料は、ウェブ全体にわたり均一に分配された吸収性材
料を有するエアレイド複合材料に比べ、増大した吸収速度を含む、向上した液体
吸収特性を有する。
【００３２】 本発明の溝付き吸収性複合材料は、複合材料の隣接領域間で変動する吸収性材
料濃度を有する複合材料である。吸収性材料濃度の変動は、特異的な液体吸収お
よび膨潤特性を有する複合材料を提供する。
【００３３】 複合材料は、多様な吸収性材料含有量を有する繊維複合材料を提供するあらゆ
る方法で形成することができる。例えば、複合材料を、吸収性材料と繊維の均質
なブレンドから形成された複合材料（例えば、比較的均一な濃度の吸収性材料を
有する繊維複合材料）の基本重量を変動させることにより、形成することができ
る。あるいは、複合材料を、複合材料中で吸収性材料濃度を選択的に変動させる
（すなわち、吸収性材料に富んだ縞または領域を提供するために、複合材料の幅
の端から端にわたり）ことにより、形成することができる。
【００３４】 多様な基本重量の複合材料は、エアレイ工程(air-lay process)中に材料（す
なわち、繊維および吸収性材料）のレイダウン(laydown)に影響を与える方法を
含む、多数の方法により形成することができる。例えば、多様な基本重量を有す
る複合材料を、複合材料が上部に形成される有孔支持体（例えば、成形ワイヤ）
上に多孔性または通気性が異なる帯域を作り出すことにより、形成することがで
きる。繊維および吸収性材料を運ぶ空気流は、支持体上で抵抗がより小さい帯域
に偏る（すなわち、材料の流れは、高多孔性部の方へ偏る）。そのような方法で
は、複合材料中で、支持体を通る流れがほとんど制限されない場所には基本重量
の大きい領域が作り出され、そして、流れがより制限される場所には基本重量の
小さい領域が作り出される。
【００３５】 支持体の支持板は、成形空気を、他の区域より速い速度で支持体区域を通して
出させるようなパターンに、付形することができる。そのような方法はまた、材
料のレイダウンを偏らせて、基本重量が大きい領域（すなわち、空気流量が多い
領域）および基本重量が小さい領域（すなわち、空気流量が少ない領域）を有す
る複合材料を提供する。
【００３６】 上記方法はまた、吸収性材料の濃度勾配を有する繊維ウェブを提供することが
できる。これらの方法では、あらかじめ堆積させた繊維ウェブを、吸収性材料を
運ぶ成形空気流にあてることができる。そのような方法では、堆積ウェブに適用
した吸収性材料は、堆積ウェブを通った空気流に基づいて、該ウェブの全体にわ
たって分配される。
【００３７】 あるいは、吸収性材料を、複合材料中での縞または他の吸収性材料に富んだ領
域の形成を提供する他のあらゆる方法により、繊維ウェブに加えることができる
。
【００３８】 多様な基本重量および多様な吸収性材料濃度を有する本発明の複合材料は、繊
維と吸収性材料の比較的均質なブレンドである複合材料（すなわち、比較的均一
な濃度の吸収性材料を有する複合材料）から形成することもできる。該方法では
、繊維と吸収性材料を最初に有孔支持体上において、繊維と吸収性材料の均質な
ブレンドを有する複合材料を提供する。堆積後、均質なエアレイドウェブの上表
面をそいで（すなわち、取り出して）、***部および谷部を有するウェブを提供
する。エアレイング(air laying)繊維および吸収性材料によって形成し、次いで
そいだ代表的な均質ウェブを、図５に示す。図５に関し、そいだウェブ２０は、
***部２２および谷部２４を含む。そいだ後、続いて均質な複合材料を、例えば
比較的均一な厚み（すなわち、厚さ(caliper)）に、緻密化する。緻密化により
、そいだウェブの***部中の材料は圧縮される。好ましい態様において、緻密化
は、比較的均一な厚みを有するエアレイドウェブを提供する。緻密化の結果、該
方法は、増大した基本重量を有する領域と、増大した吸収性材料濃度を有する領
域を含む複合材料を提供する。緻密化により比較的均一な厚みを有するウェブが
得られたとき、該方法は、図１に示した複合材料１０で表すことができる複合材
料を提供する。再び図１に関し、複合材料１０は、吸収性材料に富んだ領域１２
を含む。上記方法に従って、領域１２は、領域１４と比較して増大した吸収性材
料濃度を有する。さらに、領域１２はまた、領域１４と比較して増大した基本重
量を有する。
【００３９】 本発明の溝付き吸収性複合材料は、例えば、おむつまたは女性用ケア製品を含
む吸収性物品に、吸収性コアまたは貯蔵層として組込むことができる。吸収性複
合材料は、単独で用いることができ、または、図６および７に例示するように、
１またはそれ以上の層と組合わせて用いることができる。図６は、複合材料１０
を貯蔵層として上部捕捉層３２と組合わせて用いた吸収性構造体３０を例示して
いる。図７に例示するように、構造体４０は、所望の場合は用いてもよい第３の
層４２（例えば、分配層）を、複合材料１０および捕捉層３２と共に含む。
【００４０】 あるいは、構造体３０は、そいだウェブ上に捕捉層をのせ、次に緻密化するこ
とにより形成することができる。図８に関し、構造体５０は、そいだウェブ２０
および捕捉層３２を含む。捕捉層と貯蔵コアの所望される接触量によっては、捕
捉層を、そいだウェブ中に形成された谷部を実質的に占めるように形成すること
ができる。図９に関し、構造体６０は、そいだウェブ２０および捕捉層３２を含
み、この捕捉層は実質的にウェブの谷部を占めている。構造体５０または６０を
緻密化すると、構造体３０が得られる。
【００４１】 さまざまな適した構造体を、吸収性複合材料から製造することができる。もっ
とも一般的なものには、おむつ、女性用ナプキンなどの女性用衛生製品、および
成人用の失禁用製品のような吸収性消費製品が含まれる。例えば、図１０に関し
、吸収性物品７０は、吸収性複合材料１０を含み、液体浸透性表面シート５２お
よび液体不浸透性裏面シート５４を有する。図１１に関し、吸収性物品８０は、
吸収性複合材料１０および上にある捕捉層３２を含む。液体浸透性表面シート５
２は捕捉層３２の上にあり、液体不浸透性裏面シート５４は吸収性複合材料１０
の下にある。これらの吸収性複合材料は、例えばおむつでの使用において、有利
な液体吸収性能を提供するであろう。図１２は吸収性構造体９０を例示しており
、これは、さらに、捕捉層３２と複合材料１０の間におかれた分配層４２を含ん
でいる。
【００４２】 技術者は、本明細書中で教示した概念を用いて、さまざまな異なる構造体を作
成することができるであろう。例えば、成人の失禁用の吸収性構造の典型的構造
体を、図１３に示す。図１３に関し、物品１００は、表面シート５２、捕捉層３
２、吸収性複合材料１０、および裏面シート５４を含む。表面シート２２は液体
浸透性であり、裏面シート２４は液体不浸透性である。この構造体では、極性繊
維材料からなる液体浸透性ティッシュ４４を、吸収性複合材料１０と捕捉層３２
との間に位置決めしている。
【００４３】 本発明は、吸収性材料を含有する繊維吸収性複合材料およびその形成方法を提
供する。吸収性複合材料は繊維構造であり、複合材料の全体にわたって、そして
、複合体の幅の端から端までにわたりかつ複合材料の長さに沿って伸長する縞で
は増大した濃度で、分散させた吸収性材料を含む。吸収性材料の縞の間に、吸収
性複合材料は、複合材料中でのゲルブロッキングを妨げる繊維分配帯域を含む。
最初の液体インサルトの後、複合材料は***部を生じ、これが、繊維構造を開放
し、後に起こる液体インサルトでの液体捕捉速度を増大させる。吸収性材料に富
んだ***部と繊維分配帯域とを組合せると、おむつなどの吸収性物品に組込んだ
とき、吸収性複合材料の貯蔵コアとしての全体的利用が可能になる。
【００４４】 本発明の好ましい態様を例示し、説明してきたが、本発明の精神および範囲か
ら逸脱することなく、本発明にさまざまな変更を加えることができることは、理
解されるであろう。
【００４５】 独占的資産または特許を請求する本発明の態様を、上記のように定義する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従って形成された代表的溝付き吸収性複合材料の横断面図
である。
【図２】 図１に示した複合材料の斜視図である。
【図３】 湿潤状態にある、本発明の代表的溝付き吸収性複合材料の横断面図
である。
【図４】 図３に示した湿潤複合材料の斜視図である。
【図５】 繊維および吸収性材料の比較的均質な分配を含む代表的複合材料の
横断面図である。
【図６】 本発明に従って形成された代表的溝付き吸収性複合材料を含む吸収
性構造体の横断面図である。
【図７】 本発明に従って形成された代表的溝付き吸収性複合材料を含む他の
吸収性構造体の横断面図である。
【図８】 上に捕捉層を備える、図５に示した複合材料の横断面図である。
【図９】 上に捕捉層を備える、図５に示した複合材料の横断面図である。
【図１０】 本発明に従って形成された代表的溝付き吸収性複合材料を組込ん
でいる吸収性物品の一部の横断面図である。
【図１１】 本発明に従って形成された代表的溝付き吸収性複合材料を組込ん
でいる他の吸収性物品の一部の横断面図である。
【図１２】 本発明に従って形成された代表的溝付き吸収性複合材料を組込ん
でいる他の吸収性物品の一部の横断面図である。
【図１３】 本発明に従って形成された代表的溝付き吸収性複合材料を組込ん
でいる他の吸収性物品の一部の横断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸収性複合材料であって、 繊維マトリックス中に吸収性材料を含んでなる第１の領域、ここで第１の領域
    は、第１の密度および第１の吸収性材料濃度を有する；および 繊維マトリックス中に吸収性材料を含んでなる少なくとも１つの第２の領域、
    ここで第２の領域は、第２の密度および第２の吸収性材料濃度を有する、 を含んでなり、 第２の密度が第１の密度より大きく、第２の吸収性材料濃度が第２の吸収性材料
    濃度より高い、複合材料。
  2. 【請求項２】 少なくとも１つの第２の領域が、複合材料の長さに沿った縞を
    含んでなる、請求項１に記載の複合材料。
  3. 【請求項３】 少なくとも１つの第２の領域が、複合材料の長さに沿った多数
    の縞を含んでなる、請求項１に記載の複合材料。
  4. 【請求項４】 多数の縞が実質的に平行である、請求項３に記載の複合材料。
  5. 【請求項５】 少なくとも１つの第２の領域が、複合材料の長さに沿って連続
    している、請求項１に記載の複合材料。
  6. 【請求項６】 少なくとも１つの第２の領域が、複合材料の長さに沿って不連
    続である、請求項１に記載の複合材料。
  7. 【請求項７】 複合材料がエアレイド複合材料である、請求項１に記載の複合
    材料。
  8. 【請求項８】 繊維マトリックスが毛羽パルプ繊維を含んでなる、請求項１に
    記載の複合材料。
  9. 【請求項９】 毛羽パルプ繊維が、複合材料中の繊維の全重量に基づいて約１
    ５〜約８５重量％の量で、複合材料中に存在する、請求項８に記載の複合材料。
  10. 【請求項１０】 繊維マトリックスが架橋セルロース系繊維を含んでなる、請
    求項１に記載の複合材料。
  11. 【請求項１１】 架橋繊維が、複合材料中の繊維の全重量に基づいて約１５〜
    約８５重量％の量で、複合材料中に存在する、請求項１０に記載の複合材料。
  12. 【請求項１２】 吸収性材料が超吸収性材料を含んでなる、請求項１に記載の
    複合材料。
  13. 【請求項１３】 吸収性材料が、複合材料の全重量に基づいて約１０〜約８０
    重量％の量で、複合材料中に存在する、請求項１２に記載の複合材料。
  14. 【請求項１４】 繊維複合材料の形成方法であって、 セルロース系繊維と吸収性材料を組合せて、繊維完成紙料を提供し； 繊維完成紙料を有孔支持体上に堆積させて、実質的に均一な厚みを有する繊維
    ウェブを提供し； 繊維ウェブの一部を取り出して、第１の領域および第２の領域を有するウェブ
    を提供し、ここで、第１の領域は第１の厚みを有し、第２の領域は第２の厚みを
    有し、第１および第２の厚みは異なっており；そして 第１および第２の厚みを有する第１および第２の領域を有するウェブを圧縮し
    て、実質的に均一な厚みを有する繊維複合材料を提供する、 ことを含んでなる方法。
  15. 【請求項１５】 さらに、ウェブを圧縮する前に、第１の領域および第２の領
    域を有するウェブに捕捉材料を適用することを含んでなる、請求項１４に記載の
    方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１４に記載の方法により形成された複合材料。
  17. 【請求項１７】 請求項１５に記載の方法により形成された複合材料。
  18. 【請求項１８】 繊維複合材料の形成方法であって、 セルロース系繊維と吸収性材料を組合せて、繊維完成紙料を提供し； 繊維完成紙料を偏りのある有孔支持体上に堆積させて、第１の領域および第２
    の領域を有する繊維ウェブを提供し、ここで、第１の領域は第１の密度を有し、
    第２の領域は第２の密度を有し、第１および第２の密度は異なっており；そして ウェブを圧縮して繊維複合材料を提供する、 ことを含んでなる方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の方法により形成された複合材料。
  20. 【請求項２０】 請求項１に記載の複合材料を含んでなる吸収性物品。
  21. 【請求項２１】 請求項１６に記載の複合材料を含んでなる吸収性物品。
  22. 【請求項２２】 請求項１７に記載の複合材料を含んでなる吸収性物品。
  23. 【請求項２３】 請求項１９に記載の複合材料を含んでなる吸収性物品。
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