JP2003527249A - ２つの異なる透過率領域を備えた、高流束の液体輸送部材 - Google Patents

２つの異なる透過率領域を備えた、高流束の液体輸送部材

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シュミット、マティアス
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ヤング、ジェラルド、アルフレッド
シューマン、カール、ミヒャエル
ロー、ドナルド、キャロル
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、かなり改良された液体処理能力を備えた液体輸送部材であり、それは高い平均透過率を有している、壁領域によって完全に外接して囲まれる少なくとも１つのバルク領域または内部領域を有している。壁領域は更に、内部領域より低い透過率を有し、その厚みに対する透過率の比が少なくとも１０-7ｍである、少なくとも１つの出入口領域を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の分野 本発明は、高流量及び/または高流束率を必要とする広範囲のアプリケーショ
ンにとって有用な液体輸送部材に関し、液体をこのような部材を通して輸送する
ことができ、及び/またはこのような部材へと/から輸送することができる。この
ような部材は、それらに制限されることなく、使い捨て衛生製品や水潅漑システ
ム、漏れ吸収材、油/水分離器等の多くのアプリケーションに適している。更に
本発明は前記液体輸送部材を備える液体輸送システム及びそれらを利用する製品
に関する。
【０００２】 背景 １つの場所から別の場所に液体を輸送する必要性は公知の問題である。
【０００３】 概して、こうした輸送は液体源から液体輸送部材を通して液体シンクへと、例
えば、リザーバからパイプを通して別のリザーバへと発生する。リザーバ間には
(静水圧高さ等の)位置エネルギーの違いがあり、特に輸送部材がその直径に対し
てかなりの長さのものである場合に、輸送部材内等、輸送システム内で摩擦エネ
ルギー損失があり得る。
【０００４】 この液体輸送という一般的な問題に対して、液体が流れるようにするために、
このようなエネルギー差またはエネルギー損失を克服するために圧力差を作り出
そうとする多くのアプローチが存在する。広く使用されている原理は、ポンプ等
の機械エネルギーの使用である。しかしながら、ポンプを使用せずに、静水圧高
さ格差を活用することにより(重力駆動流)、あるいは(しばしばウィッキングと
称される)毛管作用を介して、このようなエネルギー損失またはエネルギー差を
克服することが望ましいであろう。
【０００５】 このような多くのアプリケーションにおいて、高率、つまり高流量(時間あた
りの量)で、または高流束率(横断面の単位面積あたりの時間あたりの量)で、液
体を輸送することが望ましい。
【０００６】 液体輸送要素または部材のアプリケーションの例は、ＥＰ−Ａ−０，４３９，
８９０号に記載されているような水潅漑等の分野、あるいは引き上げ装着タイプ
またはテープ等の留め具要素を備えたタイプのベビー用おむつ、トレーニングパ
ンツ、大人の失禁製品、女性の保護装置等の吸収体用等の衛生分野に見出される
。
【０００７】 公知の、また幅広く使用されているこのような液体輸送部材の実施は、吸取り
紙のような繊維材料等の毛管流部材であり、その場合液体は重力に対抗してウィ
ックすることができる。典型的にこのような材料は、特に付加的な要件としてウ
ィッキング高さが加えられる場合、その流量及び/または流束率において制限さ
れる。例えば吸収体のアプリケーションにとって有用なウィッキング高さにおけ
る高流束率に向けての改良が、ＥＰ−Ａ−０，８１０，０７８号に記載されてい
る。
【０００８】 他の毛管流部材は非繊維状ではあるが多孔性の構造、例えばオープンセルフォ
ームであってよい。特に水性液体を処理するためには、親水性のポリマーフォー
ムが記載されており、特にいわゆる高内部相乳剤(ＨＩＰＥ)重合プロセスによっ
て作られる親水性のオープンセルフォームが、ＵＳ−Ａ−５，５６３，１７９号
及びＵＳ−Ａ−５，３８７，２０７号に記載されている。
【０００９】 しかしながら、このような実施において為された様々な改良にも関わらず、液
体輸送部材の液体輸送特性をかなり拡大させる必要がある。
【００１０】 特に、非常に高い流束率で重力に対抗して液体を輸送することができる液体輸
送部材を得ることが望ましいであろう。
【００１１】 組成において(水中の塩溶液等)、またはその相において(液体/固体懸濁液等)
、液体が均質ではない状況下では、液体を完全に、あるいはその一部のみを輸送
することが望ましいかもしれない。フィルター技術等、選択的な輸送機構に対し
て多くのアプローチが公知である。
【００１２】 例えば、濾過技術は別の材料、相に比べて、１つの材料または相用の部材の高
い、または低い透過率を利用する。この分野では、特にいわゆる精密濾過、限外
濾過、ナノ濾過に関して多くの技術がある。最近の刊行物の一部は以下の通りで
ある： メルトブロウン繊維状フィルターに関するＵＳ−Ａ−５，７３３，５８１号、 不織燃料フィルターに関するＵＳ−Ａ−５，７２８，２９２号、 膜フィルターシステムに関するＷＯ−Ａ−９７/４７３７５号、 膜フィルターシステムに関するＷＯ−Ａ−９７/３５６５６号、 モノリシック膜構造に関するＥＰ−Ａ−０，７８０，１４８号、 親油性フィルター構造に関するＥＰ−Ａ−０，７７３，０５８号。
【００１３】 このような膜は吸収システムにおいて使用されるためにも開示されている。
【００１４】 ＵＳ−Ａ−４，８２０，２９３号(Kamme)において、１つの基本的に均質の材
料から作られたジャケットに包まれた流体吸収物質を有している、湿布または包
帯において使用される吸収体が開示されている。流体はジャケットのどの部分を
通っても吸収体に入ることができ、液体が吸収体を出るための手段は予見されな
い。
【００１５】 その場合、流体吸収材料は透過性効果を有することができるし、あるいはセル
ロース、再生セルロース、硝酸セルロース、酢酸セルロース、セルロースアセテ
ートブチレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ファイバーグラス、ポリスル
ホン等の半透過性膜に包まれた、０．００１μｍと２０μｍの間、好ましくは０
．００５μｍと８μｍの間、特に約０．０１μｍの孔径を有している、ポリテト
ラフルオロエチレンのゲル形成吸収物質であってもよい。
【００１６】 このようなシステムにおいて、膜の透過率は、吸収された液体が浸透すること
ができるが、吸収材料が保持されるようなものであることが意図されている。
【００１７】 従って、下記において説明するように、層の高い液体伝導率ｋ/ｄを達成する
ために、高い透過率Ｋと低い厚みｄとを有する膜を使用することが望ましい。
【００１８】 これは膜がより大きな細孔を有し、より大きな膜透過率ｋに導くように、より
高い分子量を備えたプロモーター(例えば、４０，０００の分子量を有するポリ
ビニルピロリドン)を混入することによって達成できる。このアプリケーション
にとって有用であるとここに記載する最大孔径は０．５μｍ未満であり、約０．
０１μｍ未満の孔径が好ましい。例示する材料は３〜７*１０-14ｍの範囲のｋ/
ｄ値の計算を許容する。
【００１９】 このシステムは非常に遅いので、吸収体は更に流体の高速放出のために、従来
の捕捉手段等の液体捕捉手段を備えて、流体がゆっくり吸収される前に流体の暫
定的保管を提供することができる。
【００２０】 吸収パケット内の膜のアプリケーションが更にＵＳ−Ａ−５，０８２，７２３
号、ＥＰ−Ａ−０，３６５，５６５号、またはＵＳ−Ａ−５，１０８，３８３号
(White; Allied Signal)に開示されている。
【００２１】 これに関して、透過性のプロモーター、つまりＮａＣｌ等の高イオン強度材料
、あるいはグルコース、サッカロース等の他の高透過性材料が、セルロースフィ
ルムから作られたもの等の膜内部に置かれる。上記の開示の場合のように、流体
はジャケットのどの部分を通っても吸収体に入ることができ、液体が吸収体を出
るための手段は予見されない。これらのパケットが尿等の水性液体と接触した場
合、プロモーター材料がその液体を膜を通して引き寄せるための透過性駆動力を
提供する。膜はプロモーターに対して低い透過率を有することにより特徴付けら
れ、パケットは典型的に１分あたり０．００１ｍｌ/ｃｍ2の率を達成する。ここ
に開示された膜のために膜伝導率ｋ/ｄ値を計算すると、約１〜２*１０-15ｍの
値が得られる。このようなアプリケーションにとって有用な膜の基本的な特性は
、その「塩性保持」、つまり、液体が容易に膜を浸透できるべきである一方、膜は
パケット内にかなりの量のプロモーター材料を保持しなければならない。この塩
性保持の要件は孔径を画定し、それは液体流束を制限するであろう。
【００２２】 ＵＳ−Ａ−５，０８２，７２３号(Grossら)は、アクリル酸とアクリル酸ナト
リウムのコポリマー等の超吸収性材料によって囲まれたＮａＣｌのような透過性
材料を開示しており、それによって、「グラム当たりのグラム」ベースでの高めら
れた吸収性能や吸収率等の吸収性の改良を目指している。
【００２３】 全体として、このような流体処理膜は液体の吸収性改善のために使用されるが
、非常に制限された流体輸送能力しか有していない。
【００２４】 このように、液体輸送特性を改良する、特に、液体輸送システムにおける流量
及び/または流束率を上昇させる必要性がなお残されている。
【００２５】 発明の目的 従って、本発明の目的は透過率の違いを呈示する少なくとも２つの領域で構成
される液体輸送部材を提供することである。
【００２６】 また、かなり上昇した液体流量と、特に液体流束率、つまり時間単位内に液体
輸送部材の特定の横断面を通って流れる液体の量で表されるように、改良された
液体輸送を呈する液体輸送部材を提供することが更なる目的である。
【００２７】 本発明の更に別の目的は、重力に対抗してこのような液体輸送を可能にするこ
とである。
【００２８】 本発明の更に別の目的は、水性(親水性)または非水性液体、油性または脂肪好
性液体等、広範囲の物理的特性を備えた流体に対して、改良された液体輸送部材
を提供することである。
【００２９】 本発明の更に別の目的は、液体輸送部材に加えて、液体シンク及び/または液
体源を備える液体輸送システムを提供することである。
【００３０】 本発明の更に別の目的は、ベビー用おむつ、大人用失禁製品、女性用保護製品
等の衛生吸収製品において有用であるもの等、吸収構造において使用するために
上記目的のいずれかを提供することである。
【００３１】 本発明の更に別の目的は、水潅漑システム、漏れ吸収材、油吸収材、油/水分
離器として使用される上記目的のいずれかを提供することである。
【００３２】 発明の概要 本発明は平均透過率ｋbを備えた少なくとも１つのバルク領域と、前記バルク
領域を完全に外接して囲む壁領域とを有する液体輸送部材であり、壁領域が更に
厚みｄと、この厚み全体に亘って平均透過率ｋｐとを備えた少なくとも１つの出
入口領域を備え、それによってバルク領域が出入口領域の平均流体透過率ｋｐよ
り高い平均流体透過率ｋbを有し、前記出入口領域が少なくとも１０-7ｍの、流
体輸送方向の厚みに対する流体透過率の比、ｋｐ/ｄｐを有している。好ましく
は、バルク領域は少なくとも１０-11ｍ2の、好ましくは少なくとも１０-8ｍ2の
、より好ましくは少なくとも１０-7ｍ2の、最も好ましくは少なくとも１０-5ｍ2 以下であるが、好ましくは１０-2ｍ2以下の流体透過率を有している。別の好ま
しい実施形態では、前記出入口領域は少なくとも６*１０-20ｍ2、好ましくは少
なくとも７*１０-18ｍ2、より好ましくは少なくとも３*１０-14ｍ2、更により好
ましくは少なくとも１．２*１０-11ｍ2、更には少なくとも７*１０-11ｍ2、最も
好ましくは少なくとも１０-9ｍ2の流体透過率、あるいは少なくとも５*１０-7ｍ
、好ましくは少なくとも１０-6ｍ、好ましくは少なくとも１０-5ｍの、流体輸送
方向の厚みに対する流体透過率の比、ｋｐ/ｄｐを有している。
【００３３】 本発明の更に好ましい実施形態では、バルク領域が０．００１ｇ/ｃｍ3より大
きな平均乾燥密度を有している。
【００３４】 本発明の特定の形態では、液体輸送部材は第１領域に第１材料を備え、前記部
材は更に、壁領域と接触する前記液体輸送部材の近隣の第２領域へと伸びる、第
１領域の第１材料と接触する付加的な要素を備えている。付加的な要素は壁領域
と接触することができ、近隣の第２領域へと伸びることができ、液体輸送部材の
バブルポイント圧力より低い液体を吸収するために、毛管圧力を有することがで
きる。付加的な要素は柔軟性層を備えていてもよい。
【００３５】 本発明の更なる形態では、液体処理部材の出入口領域の透過率に対するバルク
領域の透過率の比は少なくとも１０、好ましくは少なくとも１００、より好まし
くは少なくとも１０００、更により好ましくは少なくとも１００，０００である
。液体処理部材は７２ｍＮ/ｍの表面張力を有する水で測定した時、少なくとも
１ｋＰａ、好ましくは少なくとも２ｋＰａ、より好ましくは少なくとも４．５ｋ
Ｐａ、更により好ましくは少なくとも８ｋＰａ、最も好ましくは５０のバブルポ
イント圧力を呈することができ、部材の出入口領域は７２ｍＮ/ｍの表面張力を
有する水で測定した時、少なくとも１ｋＰａ、好ましくは少なくとも２ｋＰａ、
より好ましくは少なくとも４．５ｋＰａ、更により好ましくは少なくとも８ｋＰ
ａ、最も好ましくは５０のバブルポイント圧力を呈することができ、３３ｍＮ/
ｍの表面張力を有する水性試験溶液で測定した時、少なくとも０．６７ｋＰａ、
好ましくは少なくとも１．３ｋＰａ、より好ましくは少なくとも３．０ｋＰａ、
更により好ましくは少なくとも５．３ｋＰａ、最も好ましくは３３ｋＰａのバブ
ルポイント圧力を呈することができる。
【００３６】 更に別の形態では、本発明による液体輸送部材は、閉鎖システム試験を受けた
時、初期液体の３％有余を失うことができる。
【００３７】 液体輸送部材は、好ましくはバルク領域の平均孔径と出入口領域の平均孔径の
比が少なくとも１０、好ましくは少なくとも５０、より好ましくは少なくとも１
００、更に好ましくは少なくとも５００、最も好ましくは少なくとも３５０であ
るように、前記出入口領域より大きな平均孔径を有するバルク領域を有すること
ができ、またバルク領域は少なくとも２００μｍ、好ましくは少なくとも５００
μｍ、より好ましくは少なくとも１０００μｍ、最も好ましくは少なくとも５０
００μｍの平均孔径、または少なくとも５０％、好ましくは少なくとも８０％、
より好ましくは少なくとも９０％、更に好ましくは少なくとも９８％、最も好ま
しくは少なくとも９９％の多孔率を有することができる。更に別の形態では、出
入口領域は少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２０％、より好ましくは少
なくとも３０％、最も好ましくは少なくとも５０％の多孔率、あるいは１００μ
ｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、最も好ましく
は５μｍ以下の平均孔径であるが、好ましくは１μｍ以上、好ましくは少なくと
も３μｍの平均孔径を有することができる。更に、出入口領域は１００μｍ以下
、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、最も好ましくは５μ
ｍ以下の平均厚みを有することができる。バルク領域と壁領域は少なくとも１０
、好ましくは少なくとも１００、より好ましくは少なくとも１０００、更に好ま
しくは少なくとも１００，０００の容積比を有することができる。
【００３８】 更なる形態では、出入口領域は、７０度未満、好ましくは５０度未満、より好
ましくは２０度未満、更により好ましくは１０度未満の、被輸送液体に対する後
退接触角を好ましくは有することによって親水性である。特定の実施形態では、
出入口領域は輸送される液体の表面張力を低下させない。更なる実施形態では、
７０度未満、好ましくは５０度未満、より好ましくは２０度未満、更により好ま
しくは１０度未満である、被輸送液体に対する後退接触角を好ましくは有するこ
とによって、出入口領域が親油性である。
【００３９】 本発明の更に別の形態では、好ましくは少なくとも５の体積膨張係数によって
、液体輸送部材またはそのバルク領域が、液体と接触すると同時に拡大でき、液
体の除去と同時に収縮できる材料を備えている。
【００４０】 本発明の液体輸送部材はシート状の形状であってよく、あるいは円筒形のよう
な形状を有し、あるいは一定ではない液体輸送方向に沿った断面積を有すること
ができる。好ましくは少なくとも２の係数だけ、好ましくは１０の係数だけ、最
も好ましくは１００の係数だけ、部材の出入口領域は好ましくは液体輸送方向に
沿った部材の平均断面積より大きな面積を有している。
【００４１】 液体輸送部材のバルク領域は、繊維または微粒子、フォーム、らせん体、フィ
ルム、波板、管の群から選ばれる材料を備えていてもよく、壁領域は繊維または
微粒子、フォーム、らせん体、フィルム、波板、管、織布ウェブ、織布繊維メッ
シュ、開口フィルム、モノリシックフィルムの群から選ばれる材料を備えていて
もよい。フォームはペンセルの網状フォームであってよく、好ましくはセルロー
ススポンジ、ポリウレタンフォーム、ＨＩＰＥフォームの群から選ばれ、繊維は
ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリアクリル、ポ
リウレタン、金属、ガラス、セルロース、セルロース誘導体から作られてよい。
【００４２】 液体輸送部材は別々の壁領域によって包まれた多孔性バルク領域を備えていて
もよい。更に、出入口領域におけるもの等、可溶性材料を備えていてもよい。出
入口領域における膜は刺激により活性化できる膜材料、例えば、温度変化と同時
にその親水性を変化させる膜を備えていてもよい。
【００４３】 液体輸送部材は初期において部分的に、あるいは基本的に液体で満たすことが
でき、あるいは初期には真空状態であってもよい。
【００４４】 本発明の更なる形態では、液体輸送部材は水ベースの液体、または粘弾性液体
、尿、血液月経、汗、便等の体から排出される分泌液、あるいは油、グリース、
他の非水ベースの液体等の輸送に適している。このような輸送は油またはグリー
ス用等選択的であり得るが、水ベースの液体に対しては選択的ではない。
【００４５】 更なる形態では、液体輸送は液体処理の前に、あるいは液体処理時に、好まし
くは液体との接触またはｐＨ、温度、酵素、化学反応、塩濃度、機械的活性化に
よって活性化されることにより設定される特性またはパラメータを呈することが
できる。
【００４６】 更に別の形態では、本発明は、液体源または液体シンクに加えて、上述のよう
な液体輸送部材を有し、液体シンクまたは液体源の各々はおそらく部材の外部ま
たは内部にある液体輸送システムに関する。このようなシステムは、要求吸収試
験を受けた時、システムの重量を基礎として、少なくとも５ｇ/ｇ、好ましくは
少なくとも１０ｇ/ｇ、より好ましくは少なくとも５０ｇ/ｇの吸収容量を呈する
ことができる。このようなシステムはシンク内の材料を備えていてもよく、それ
はシンク材料の重量を基礎として、少なくとも１０ｇ/ｇ、好ましくは少なくと
も２０ｇ/ｇ、より好ましくは少なくとも５０ｇ/ｇのティーバッグ内の吸収容量
を有している。また、出入口領域のバブルポイント圧力までの圧力で、毛管吸収
試験において測定した時、シンク材料はシンク材料の重量を基礎として、少なく
とも５ｇ/ｇ、好ましくは少なくとも１０ｇ/ｇ、より好ましくは少なくとも５０
ｇ/ｇの吸収容量を呈することができ、また出入口領域のバブルポイント圧力を
超える圧力で、毛管吸収試験において測定した時、シンク材料は５ｇ/ｇ未満、
好ましくは少なくとも２ｇ/ｇ未満、より好ましくは１ｇ/ｇ未満の吸収容量を有
している。システムは超吸収性材料または高内部相乳剤(ＨＩＰＥ)タイプのオー
プンセルフォームを備えていてもよい。
【００４７】 更に別の形態では、本発明は液体輸送部材またはシステムを含む製品に関する
。このような製品はベビー用または大人用の失禁用おむつ、女性用保護パッド、
パンティライナー、トレーニングパンツ、グリース吸収材、または水輸送部材で
あってよい。
【００４８】 更に別の形態では、本発明は液体輸送部材を作成する方法に関し、該方法は、
ａ)バルク領域材料またはボイドスペースを提供する工程と、ｂ)出入口領域を備
える壁材料を提供する工程と、ｃ)前記バルク領域材料または前記ボイドスペー
スを前記壁材料で完全に囲む工程と、ｄ１)真空、ｄ２)部分的または基本的に完
全な液体フィリング、ｄ３)拡大可能なゴムひも/ばねから選ばれるｄ)輸送可能
化手段を提供する工程とを有している。前記方法は更に、ｅ１)液体溶解出入口
領域、ｅ２)液体溶解拡大可能弾性化要素/ばね、ｅ３)取り外し可能な剥離要素
、ｅ４)取り外し可能な密封パッケージング等の活性化手段を適用する工程を有
していてもよい。あるいは、前記方法は、ａ)少なくとも１つの透過性出入口領
域を備える別の壁材料で、高度に多孔性のバルク材料を包み込む工程と、ｂ)壁
領域を完全に密封する工程と、ｃ)基本的に部材から空気を抜き、任意で部材に
液体を充填する工程とを有していてもよい。
【００４９】 発明の詳細な説明 一般的な定義 本明細書において使用するように、「液体輸送部材」は液体を輸送することがで
きる材料または材料の複合物を指す。このような部材は少なくとも２つの領域、
つまり「内部」領域(これに対して「バルク」領域を交換可能に使用することができ)
、及び少なくとも１つの「出入口」領域を備える壁領域を含んでいる。用語「内部」
及び「外部」は領域の相対的位置決めを指し、主として、バルク領域を画定する壁
領域等、外部領域が内部領域を概ね画定する。
【００５０】 ここで使用するように、用語「Ｚ寸法」は液体輸送部材または製品の長さと幅に
対して直交する寸法を指す。Ｚ寸法は通常液体輸送部材または製品の厚みに対応
する。ここで使用するように、用語「Ｘ−Ｙ寸法」は部材または製品の厚みに対し
て直交する平面を指す。Ｘ−Ｙ寸法は通常液体輸送部材または製品の長さと幅に
各々対応する。用語層も部材に対して適用することができ、それは、球形または
円筒形の座標においてそれを説明する場合、他方のものと比べて放射方向へあま
り伸びない。例えば、バルーンの皮膚はこの文脈では層であると考えられ、それ
によって皮膚は壁領域を画定し、空気が充填された中央部分が内部領域となるで
あろう。
【００５１】 ここで使用するように、用語「層」はその主な寸法がＸ−Ｙである、つまりその
長さと幅に沿った領域を指す。用語「層」は必ずしも材料の一枚の層またはシート
に制限されないことを理解すべきである。このように、層は必要なタイプの材料
の幾枚かのシートまたはウェブのラミネートまたは組合せを備えていてもよい。
従って、用語[層」は「層」及び「層を成している」を含んでいる。
【００５２】 本発明の目的のために、用語「上部」は目的とする使用の間、上向きに(つまり
、重力ベクトルに対抗して方位付けられて)位置付けられる。例えば、「下部」リ
ザーバから「上部」リザーバへと液体を輸送するためのものである液体輸送部材に
対して、これは重力に対抗して輸送されることを意味する。
【００５３】 ここで使用される全てのパーセンテージ、比率、割合は、特に別記しない限り
、重量％で計算される。
【００５４】 ここで使用するように、用語「吸収体」は***物を吸収し包含する装置を指し、
特に、身体から排出される様々な***物を吸収し、包含するために、着用者の体
に向けて、あるいは体に近接して置かれる装置を意味する。ここで使用するよう
に、用語「分泌液」は尿、月経、膣の***物、汗、糞便を含むが、これらに制限さ
れない。
【００５５】 用語「使い捨て」は、吸収体として洗濯する、あるいはそうでなければ復元また
は再使用することが意図されていない吸収体(つまり、それらは使用後に捨てる
、そして好ましくは再生利用する、腐らせて堆肥にする、あるいはそうでない場
合は環境に影響を及ぼさない方法で処分することが意図されている)を説明する
ために使用される。
【００５６】 ここで使用するように、用語「吸収性コア」は、分泌液の捕捉、輸送、分配、保
管を含む、製品の流体処理特性に主に責任のある吸収体の成分を指する。そうい
うものとして、吸収性コアは典型的に吸収体のトップシートまたはバックシート
を含まない。
【００５７】 部材または材料は、多孔率等の或る構造を有することにより説明することがで
き、それは部材、材料の全体積に対する、部材、材料の固形物の体積の比率によ
って定義される。例えば、ポリプロピレン繊維で作られた繊維状構造に対しては
、多孔率はその構造の比重量(密度)、キャリパー、ポリプロピレン繊維の比重量
(密度)から計算することができる。 Ｖvoid/Ｖtotal＝(１−Ｐbulk/Ｐmaterial) 用語「活性化できる」は、或る手段によって或る能力が制限され、この手段の解
放と同時に、機械的応答等の反応が発生する状況を指す。例えば、ばねがクラン
プによって共に保持される(従って活性化できる)場合、クランプの解放によりば
ねの拡大が活性化される。弾性ゴム状作用を有するこのようなばねあるいは他の
部材、材料、システムに対して、業界で公知のように、拡大は弾性率によって画
定され得る。
【００５８】 基本的な原理及び定義 従来の毛管流システムにおける液体輸送機構 以下の説明によって束縛されたくはないが、本発明の基本的な機能発揮機構は
従来の材料に対してそれを比較することによって最も良く説明することができる
。
【００５９】 液体輸送が駆動力として毛管圧力に基づいている材料においては、液体は細孔
の表面との液体の相互作用によって、初期には乾燥していた細孔へと液体が引き
寄せられる。細孔を液体で埋めることにより、これらの細孔内の空気が液体と置
き換えられる。このような材料が少なくとも部分的に飽和し、更にその材料の少
なくとも１つの領域に静水圧吸引力または毛管吸引力、透過性吸引力が加えられ
た場合、その吸引圧が材料の細孔内に液体を保持している毛管圧力より大きい場
合、液体はこの材料から脱着される(J. Bear, Haifaによる「多孔性媒体内の流体
の動力学「(Dynamics of fluids in porous media)、ドーバー出版社(Dover Publ
ications Inc.)発行、ＮＹ，１９８８)を参照)。
【００６０】 脱着と同時に、このような従来の毛管流材料の細孔に空気が入るであろう。付
加的な液体を利用できる場合、この液体を毛管圧力によって再び細孔に引き入れ
ることができる。従って、従来の毛管流材料が一端で液体源(例えば、リザーバ)
に接続され、他端で液体シンクに接続される(例えば、静水圧吸引)場合、この材
料を通る液体輸送は吸収、脱着に基づき、液体、空気界面での毛管力による個々
の細孔の再吸収サイクルは、材料を通る液体のために内部駆動力を提供する。
【００６１】 これは本発明による輸送部材を通る液体に対する輸送機構と対照的である。
【００６２】 サイフォンアナロジー 本発明の機能発揮についての簡略化された説明は、Ｓ字型敷設(１０１)の形態
の配管として排水システムから公知であるサイフォン(図１を参照)と、本発明を
比べることから始めることができる。その原理は配管(１０２)が一旦液体(１０
３)で満たされると、更なる液体を(１０６で示されるように)受け取ると同時に
、一端で液体がサイフォンに入るのと略同時に、他端で(１０７で示されるよう
に)液体がサイフォンを出る。サイフォンは圧縮できない液体で満たされている
ので、サイフォンの入口点と出口点で液体に圧力差がある場合、入ってくる液体
がただちにサイフォン内の液体と入れ替わって、他端で液体がサイフォンを出る
ように強いるからである。このようなサイフォンでは、液体は開かれた表面入口
と出口の「出入口領域」(各々１０４と１０５)を通ってシステムに入り、システム
を出る。
【００６３】 サイフォンに沿って液体を動かすための駆動圧力は、種々の機構を介して得る
ことができる。例えば、入口が出口より高い位置にある場合、重力が静水圧力差
を生じさせて、システムを通る液体の流れを発生させるであろう。
【００６４】 あるいは、出口が入口より高く、重力に対抗して液体を輸送しなければならな
い場合、静水圧力差より大きい外部圧力差が印加される場合にのみ、液体はこの
サイフォンを通って流れるであろう。例えば、ポンプはこのサイフォンを通って
液体を動かすために充分な吸引力または圧力を生じさせることができるであろう
。このように、その入口領域と出口領域間の全体的な圧力差によって、サイフォ
ンまたはパイプを通って流れる液体流が生じる。これはベルヌーイ方程式で表さ
れるような公知のモデルによって説明することができる。
【００６５】 この原理に対する本発明の類似物が、１つの特殊な実施形態として図２に概略
的に描かれている。図２において、液体輸送部材(２０１)はＳ字型である必要は
なく、まっすぐな管(２０２)であってよい。輸送部材の入口と出口が入口材料(
２０４)と出口材料(２０５)で覆われている場合、液体輸送部材を液体(２０３)
で満たすことができる。入口材料(２０４)を通って容易に浸透する付加的な液体
(２０６で示す)を受け入れると同時に、液体(２０７)は直ちに出口材料を介して
、出口領域(２０５)を通って部材を出るであろう。
【００６６】 このように、これらの原理の主な違いは、入口及び/または出口が開かれた表
面ではなく、詳細に後述するように、特別な透過率の要件を有し、それが輸送部
材内へと空気またはガスが浸透するのを防止し、こうして輸送部材が液体で満た
されたままであることである。
【００６７】 本発明による液体輸送部材は１つ以上の液体源及び/またはシンクと組み合わ
せて液体輸送システムを形成することができる。このような液体源またはシンク
は入口及び/または出口領域において輸送部材に付けることができ、あるいは液
体シンクまたは源を部材と一体化することもできる。輸送部材がその体積を拡大
でき、それによって輸送される液体を受け入れることができる場合、液体シンク
は、例えば、輸送部材と一体的であってよい。
【００６８】 液体輸送システムと比較してサイフォンシステムの更に簡略化された類似物を
、図３Ａ(サイフォン)及び３Ｂ(本発明)に見ることができる。逆「Ｕ」字(または「
Ｊ」字)型の開放端を備えた従来の管またはパイプ(３０３)によって、液体(源)リ
ザーバ(３０１)を(重力の方向に)下部液体(シンク)リザーバ(３０２)と接続する
場合、上端を液体に浸漬することによって管が液体で満たされている場合にのみ
、液体は上部リザーバから下部リザーバに流れることができる。例えば上端(３
０５)を液体から出すことによって、パイプに空気が入った場合、輸送が遮られ
、管が機能的になるためには、管に再充填しなければならない。
【００６９】 本発明による液体輸送部材は、開放領域の代わりに、詳細に後述するような特
殊な透過率の要件を備えた入口、出口材料を備える輸送部材の両端、入口(３０
５)と出口(３０６)を除いて、相似形配置では非常に似ているように見えるであ
ろう。入口、出口材料は空気または気体が輸送部材に浸透するのを防止し、それ
によって入口が液体源リザーバに浸漬されていなくても、液体輸送能力を維持す
る。輸送部材が液体源リザーバに浸漬されていない場合、液体輸送は明らかに停
止するが、再浸漬と同時に直ちに開始することができる。
【００７０】 幅広い意味では、本発明は液体輸送に関し、それは毛管現象よりは直接吸引に
基づいている。この場合、空気(または他の気体)がこの部材に入るべきではない
(あるいは少なくともかなりの量で入るべきではない)領域を通して液体が輸送さ
れる。このような部材を通って流れる液体に対する駆動力は、外部で、または内
部で、この部材と液体連通する液体シンク及び液体源によって作り出すことがで
きる。
【００７１】 本発明の多数の実施形態があり、その一部について詳細に後述する。例えば、
入口及び/または出口材料が内部またはバルク領域と明確に異なる部材があって
もよく、あるいは特性が徐々に変化する部材があってもよく、あるいは液体源ま
たはシンクが輸送部材と一体的であるか、または部材に入る液体が部材を出る液
体とタイプまたは特性が異なるような部材の実施形態があってもよい。
【００７２】 しかも、全ての実施形態は、内部、バルク領域ではなく、輸送される液体及び
空気等の雰囲気ガスに対して異なる透過率を有する入口または出口領域に依存す
る。
【００７３】 本発明の文脈の中で、用語「液体」は、懸濁液、乳剤等を形成するために、連続
的な液体相より成り、任意で非混合性液体相または固体または気体等の不連続相
を備える流体を指す。液体は組成において均質であってよく、混和できる液体の
混合物であってよく、固形物の溶液または液体内のガス等であってよい。本発明
による部材を通して輸送できる液体の非制限的な例としては、純水または添加剤
または汚染物質を含んだ水、塩溶液、尿、血液、月経分泌液、広範囲の濃度及び
粘度の便物質、油、植物脂肪、ローション、クリーム等が挙げられる。
【００７４】 用語「輸送される液体」または「輸送液体」は輸送部材によって実際に輸送される
液体を指す、つまりこれは均質相の総和であってもよいし、あるいは溶解された
物質を備える相内の溶媒、例えば水溶性塩溶液の水分であってもよいし、あるい
は多相液体内の１つの相であってもよいし、あるいは多成分または多相液体の総
和であってもよい。今後、様々な実施形態にとって、どの液体に対して、各々の
液体特性、例えば、表面エネルギー、粘度、密度等が適切であるかが、容易に自
明となるであろう。
【００７５】 液体輸送部材に入る液体が、部材を出るか、またはそこに保管される液体と同
じであるか、または同じタイプのものである一方、必ずしもそうでなくてもよい
。例えば、液体輸送部材に水性液体が充填され、適切なデザインで油性液体が部
材によって受け取られた場合、水相がまず部材を出るかもしれない。この場合、
水相は「取替え可能な液体」と考えることができるであろう。
【００７６】 輸送部材領域の幾何学的説明 本発明の意味における液体輸送部材は、少なくとも２つの領域、「バルク領域」
と、少なくとも１つの液体透過性の「出入口領域」を備える「壁領域」とを備えてい
なければならない。幾何形状、及び特にバルク領域を完全に画定する壁領域の要
件は、以下の説明(図４を参照)によって定義され、この説明は１つの時点におけ
る輸送部材を考慮する。
【００７７】 バルク/内部領域(４０３)及び壁領域(４０４)は、明確に異なり、互いに対し
て、また外側領域(つまり、「残りの領域」)に対して、重なり合わない幾何学的領
域であり、(図４を参照する)以下の特性記述によって定義することができる。こ
のように、どの点も１つの領域にのみ属することができる。
【００７８】 バルク領域(４０３)はバルク領域(４０３)内部のどの２点Ａ'とＡ"に対しても
接続され、バルク領域(４０３)を出ることなく２点を接続する少なくとも１つの
連続する(湾曲した、またはまっすぐな)線がある。
【００７９】 バルク領域(４０３)内部のどの点Ａに対しても、少なくとも２ｍｍの直径の、
円形の厚みを有する全てのまっすぐな棒状の光線が壁領域(４０４)と交差する。
まっすぐな光線は、光源であるポイントＡとの類似において無限の長さの円柱と
いう幾何学的意味合いを有し、光線は光の光線であるが、(そうでなければ、１
つの線が出入口領域(４０５)の細孔開口部を通過するので)、これらの光線は最
低の幾何学的「厚み」を有している必要がある。この幾何学的厚みは２ｍｍに設定
され、それはもちろん(このような棒のような光線と整合される三次元延長部を
有さない)ポイントＡに接近した近似値にあると考えなければならない。
【００８０】 壁領域(４０４)は完全にバルク領域(４０３)を画定する。このように、バルク
領域(４０３)に属するどのポイントＡ"及び外部領域に属するどのポイントＣ"に
とっても、(連続する曲線に類似するが、２ｍｍの直径の円形厚みを有する)連続
する湾曲した棒が壁領域(４０４)と交差する。
【００８１】 出入口領域(４０５)はバルク領域(４０３)を外部領域に接続し、バルク領域か
らのどのポイントＡをも外部領域からのどのポイントＣへと接続する、２ｍｍの
円形厚みを有する少なくとも１つの連続する湾曲した棒が存在し、それが出入口
領域(４０５)と交差する。
【００８２】 用語「領域」は三次元領域を指し、それはどのような形状のものであってもよい
。しばしば、この領域が薄いフィルム等の平らな構造のように見えるように、こ
の領域の厚みが薄くなるが、必ずしもそうなることが必要ではない。例えば、膜
をフィルム形状で使用することができ、それは、多孔率に応じて、１００(ｍ以
下の厚みを有することができ、従ってそれに(つまり、長さと幅寸法)に対して垂
直な膜の延長部分よりはるかに小さい。
【００８３】 壁領域はバルク領域のまわりに、例えば重なり合った配置に置かれてよい。つ
まり壁領域材料の或る部分が互いに接触し、シーリング等によって互いに接続さ
れる。このシーリングは部材の機能性を妨害するほど充分に大きな開口部を有す
るべきではない。つまり、シーリングラインは(不透過性の)壁領域または壁領域
のいずれかに属すると考えることができるであろう。
【００８４】 この領域の小区域の一般的な機能性を画定するように、或る限度内に留まる少
なくとも１つの特性を有することによって、１つの領域を説明することができる
一方、他の特性はこの小区域内で変化してもよい。
【００８５】 現在の説明において、用語「複数の領域」は用語「単数の領域」をも包含するもの
と読むべきである。つまり、１つの部材が或る「領域」を備えている場合、特に明
記して別記しない限り、この用語には１つだけのこのような領域を備える可能性
を含むべきである。
【００８６】 「出入口領域」と「バルク/内部領域」とは、１つの領域用のボイドスペースと別
の領域用の膜等お互いから容易に区別することができ、あるいはこれらの領域は
、後述するように或る関連するパラメータに関して漸次的な遷移を有することが
できる。従って、本発明による輸送部材が「内部領域」用の要件を満たす少なくと
も１つの領域と、壁領域用の要件を満たす１つの領域とを有することが必須であ
り、(これは実際、他の２つの寸法におけるその延長部に対して非常に小さな厚
みを有することができ、従って体積よりも平面のように見える)。壁領域は少な
くとも１つの出入口領域を備え、それは更なる領域、特に入口及び/または出口
領域を備えていてもよい。
【００８７】 このように、液体輸送部材に対して、輸送路は出入口領域に入る液体と出入口
領域を出る液体の通路と定義することができ、それによって液体輸送路はバルク
領域を通って伸びる。輸送路は出入口領域に入り、輸送部材の内部領域内で一体
的である分泌液保管領域に入る液体の通路によって画定されるか、あるいは出口
領域に対して輸送部材の内部領域内の液体開放ソース領域からの液体通路として
画定することができる。
【００８８】 液体輸送部材の輸送路はかなりの長さのものであってよく、１００ｍ以上の長
さを企図することができる。あるいは、液体輸送部材は数ミリメートル以下等の
非常に短い長さのものであってもよい。高い輸送率を提供し、多量の液体を輸送
することができることが、本発明の特別な利点であるが、後者の利点は必要条件
ではない。さらに、例えば輸送部材に沿った代替点において、信号に対して或る
反応をトリガーするために、液体の形態で信号を輸送するために前記システムが
使用される場合等、ほんの少量だけの液体を比較的短時間に輸送することも企図
し得る。
【００８９】 この場合、液体輸送部材が実時間の信号通信装置として機能してもよい。ある
いは、機械エネルギーを開放し、三次元構造を作り出すためにボイドを活性化す
る等、輸送される液体が出口において１つの機能を実施してもよい。例えば、液
体輸送部材はその少なくとも一部が(水中で)可溶性であるバッグ内に真空圧縮し
て保持される圧縮材料を備える反応装置にトリガリング信号を送ってもよい。液
体輸送部材によって送られる信号通信液(例えば水)のしきい値レベルが水溶性領
域の部分を溶解し、不連続的に真空状態を解除すると、圧縮された材料が拡大し
て、三次元構造を形成する。例えば、圧縮された材料は***物を捕らえるのに充
分な量の造形されたボイドを有する弾力的なプラスチックフォームであってよい
。あるいは、圧縮された材料は拡大するにつれて、その本体に流体を引き寄せる
ことによってポンプとして機能する(例えば、後述するように液体シンクとして
機能することができる)吸収材料であってよい。
【００９０】 液体輸送は１つの輸送路に沿って、あるいは多数の輸送路に沿って行われてよ
く、それは輸送部材を横切って***、再混合できる。
【００９１】 概して、輸送路は輸送方向を画定し、前記輸送路に対して垂直である輸送横断
面平面を画定することができる。そして内部/バルク領域の構成が輸送横断面積
を画定し、様々な輸送路を組み合わせるであろう。
【００９２】 不規則な形状の輸送部材及びその各領域にとって、増分型近似または幾何学的
計算から公知であるような微分近似のどちらかを使用して、１つ以上の輸送路の
長さに亘って輸送断面積を平均化することが必要であるかもしれない。
【００９３】 内部領域と出入口領域を容易に分離でき区別できる輸送部材があることが想像
できる。その他の場合では、異なる領域を区別及び/または分離するために多く
の努力が必要であるかもしれない。
【００９４】 従って、特定の領域のために要件を説明する場合、これはこれらの領域内の或
る材料に適用されるものと解すべきである。それによって或る領域を１つの均質
な材料で構成することができるし、あるいは領域がこのような均質な材料を備え
ていてもよい。更に、１つの材料は変化する特性及び/またはパラメータを有す
ることができ、従って１つ以上の領域を備えていてもよい。機能的に画定された
領域用の特性及びパラメータを説明することに焦点を当てて、以下の説明を行う
。
【００９５】 輸送部材の一般的な機能の説明 上記において簡単に述べたように、本発明は毛管作用ではなく直接吸引に基づ
く液体輸送部材に関する。液体は空気(または他の気体)が実質的に入るべきでな
い(全然、あるいは少なくともかなりの量で入るべきでない)領域を通して輸送さ
れる。このような部材を通って流れる液体用の駆動力は、外部からまたは内部的
に輸送部材と液体連通する液体シンク及び/または液体源によって作り出すこと
ができる。
【００９６】 輸送中に実質的に如何なる空気または気体も液体輸送部材に入らないことを保
証することによって、直接吸引が維持される。これは、下記において詳述するよ
うに、出入口領域を含む壁領域が或る圧力まで、すなわちバブルポイントまで略
空気不透過性であるべきであることを意味する。
【００９７】 このように、液体輸送部材は(後述するように)或る液体透過性を有していなけ
ればならない。更に高い液体透過性は更に低い流れ抵抗を提供し、この観点から
好ましい。
【００９８】 更に、液体輸送部材は液体輸送中に空気または気体に対して略不透過性である
べきである。
【００９９】 しかしながら、従来の多孔性液体輸送材料、特に毛管輸送機構に基づいて機能
するこれらの材料にとって、液体輸送は概して孔径と透過性の相互作用によって
制御され、開かれた高度の透過性構造が概して比較的大きな孔で構成されるであ
ろう。これら大きな孔は高度の透過性構造を提供するが、これらの構造は各表面
エネルギーの所定のセット、つまり材料及び液体タイプの所定の組合せに対して
非常に制限されたウィッキング高さを有している。通常の使用条件下で、孔径は
液体保持にも影響を及ぼし得る。
【０１００】 このような従来の毛管作用により支配される機構とは対照的に、本発明では、
比較的低い透過性を呈する材料を、比較的高い透過性を呈する材料と組み合わせ
ることができ、この組合せが驚くべきことにかなりの相乗効果を提供することが
見出されたので、これら従来の制限が克服される。
【０１０１】 特に、大きな孔を有する高度に液体透過性の材料が、或る圧力、既に述べたバ
ブルポイント圧力までは基本的に空気透過性を有さないが、比較的低い液体透過
性を有する材料によって囲まれた場合、組み合わされた液体輸送部材は高い液体
透過性と高いバブルポイント圧力とを同時に有し、従って外圧に対しても非常に
速い液体輸送を許容するであろう。
【０１０２】 従って、液体輸送部材は最大の液体輸送率を提供するために、比較的高い液体
透過性を備えた内部領域を有している。バルク領域を画定する壁領域の一部であ
ってよい出入口領域の透過性は、実質的に低い。これは目的とする使用条件のた
めに設計された膜機能性を有する出入口領域によって達成される。膜は液体に対
して透過性であるが、気体または蒸気に対しては透過性ではない。このような特
性は概してバブルポイント圧力パラメータによって表わされ、それは、手短に言
えば、気体または空気が湿った膜を透過しない圧力によって画定される。
【０１０３】 詳細に説明するように、特性要件は液体輸送時に実現されなければならない。
しかしながら、これらは例えば使用前に、輸送部材を活性化することによって作
成または調節され、この輸送部材は活性化せずには、あるいは活性化の前には要
件を満たさないであろうが、活性化後には満たすであろう。
【０１０４】 概して、如何に早く、また如何に多くの液体を、或る高さを超えて(つまり、
或る静水圧に対抗して)輸送できるかを考慮するために、毛管流輸送が表面エネ
ルギー効果機構及び多孔構造によって支配され、それは細孔の数及びその形状、
サイズ、孔径分布によって決定される。
【０１０５】 例えば、駆動力として毛管圧に依存する従来の毛管流システムまたは部材では
、液体は吸引手段等によって毛管システムの一端で除去され、この液体はこの吸
引装置に最も近い毛細管から脱着され、次に少なくとも部分的に空気で満たされ
、次に隣接する毛細管からの液体によって毛管圧を通して再充填され、次に隣接
する毛細管からの液体によって満たされ、これが繰り返される。
【０１０６】 このように、従来の毛管流構造を通した液体輸送は、個々の細孔の吸収(脱着
及び再吸収サイクルに基づいている。
【０１０７】 流束は各々通路に沿った平均透過率、及び輸送路の終わりにおける吸引によっ
て決定される。このような局部的吸引は概して材料の局部飽和にも依存する、つ
まり、吸引装置がその近くの領域の飽和を低下させることができる場合、流れ/
流束が高くなるであろう。
【０１０８】 しかしながら、輸送路の終わりにおける前記吸引が毛管構造内部の毛管圧より
高い場合でも、液体に対する内部駆動力が毛管圧によって与えられ、液体輸送率
を制限する。更に、このような毛管流構造は、外部吸引に依存せずに、毛管圧よ
り大きな高さに対しては、重力に抗して液体を輸送することができない。
【０１０９】 このような多孔性液体輸送部材の特殊な理想化された実施形態はいわゆる「毛
細管」であり、それは該システムの開口状態全体(または多孔率)を画定する管内
径及び壁厚みを備えた並列パイプとして説明することができる。このようなシス
テムは「モノポーラス」である場合、つまり、細孔が同じ最適の孔径を有している
場合或る高さに対して比較的大きな流束を有するであろう。その流れは多孔構造
、表面エネルギー関係、多孔システムの断面積によって決定され、公知の近似に
よって推定することができる。
【０１１０】 繊維タイプまたはフォームタイプの構造等、現実的な多孔構造は毛細管の理想
的な構造のようには輸送しないであろう。現実的な多孔構造は毛細管として整列
していない、つまり、まっすぐでない細孔を有し、孔径も均一ではない。これら
の効果がしばしばこのような毛管システムの輸送効率を低下させる。
【０１１１】 しかしながら本発明の一形態については、異なる孔径の輸送部材内に少なくと
も２つの領域があり、即ち(従来のシステムでは、非常に低い流量を生じさせる
であろう)小さな孔径を有する１つ以上の出入口領域と、(従来のシステムでは、
非常に低い達成可能な輸送高さを生じさせるであろう)かなり大きな孔径を有す
る内部領域とがある。
【０１１２】 しかしながら、本発明については、(比較的長くてよい一方、小さな断面積を
有する)内部領域の高い透過率によって、また(充分に大きな表面及び/または小
さな厚みを有することができる)出入口領域の比較的高いバブルポイント圧力に
よって、輸送部材を通る全体の流れ及び輸送高さが共同的に改良される。発明の
この形態では、出入口領域の高いバブルポイント圧力は、前記出入口領域の小さ
な細孔の毛管圧力によって得ることができ、この出入口領域は一旦湿ると、空気
または気体が輸送部材に入るのを防止するであろう。
【０１１３】 このように、非常に高い流体輸送率は、輸送部材の比較的小さな断面積を通し
て達成することができる。
【０１１４】 別の形態では、本発明は、一旦活性化される、及び/または湿ると、輸送する
流体に関して選択的になる液体輸送部材に関する。輸送部材の出入口領域は、バ
ブルポイント圧力によって表すことができるように、或るリミットまで(空気等
の)雰囲気ガスに対して閉じられるが、(水等の)輸送液体に対しては比較的開か
れている。
【０１１５】 出入口領域はその特性の特殊な指向性を必要としない、つまり、ここで使用さ
れる材料はそれを通る液体流のいずれかの方位において使用することができる。
また液体の或る部分または成分に関して、膜が異なる特性(透過率等)を有するこ
とが必要条件でもない。これはＵＳ−Ａ−５，１０８，３８３号(Whiteら)にお
いて透過性吸収パケットについて説明されているような膜とは対照的であり、こ
の場合の膜は塩、各々塩?イオン等の、プロモーター材料に対して低い透過率を
有していなければならない。
【０１１６】 バルク領域 以下のセクションでは、「内部領域」または「バルク領域」に対する要件及び特殊
な実施について説明する。
【０１１７】 バルク領域に対する主要な要件は、少なくとも１０-11ｍ2、好ましくは１０-8 ｍ2、より好ましくは１０-7ｍ2、最も好ましくは１０-5ｍ2の透過率ｋを有する
ことによって表されるような、低い平均流動抵抗を有していることである。バル
ク領域は実際には、後述するように、壁領域によって外接して囲まれた、従って
画定されたボイドであってよいが、特定のアプリケーションにとっては、バルク
領域は開かれた多孔性材料で作られ、或る「乾燥密度」(細孔内に含まれた流体を
除く材料の密度として定義される)と、１０-2ｍ2等の、内部領域における或る最
大透過率とを呈することが望ましい。
【０１１８】 内部領域に対して高い透過率を達成するための１つの重要な手段は、比較的高
い多孔率を提供する材料を利用することによって達成することができる。
【０１１９】 多孔性材料の全量に対する、多孔性材料を作り上げる材料の量の比率として一
般に定義され、また一般に公知の密度測定を介して決定されるこのような多孔率
は、少なくとも５０％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくと
も９０％、あるいは９８％または９９％をも超えるべきである。基本的に１つの
細孔、ボイドスペースより成る内部領域の極端な例では、多孔率は１００％に近
づき、１００％に達することもある。内部領域に適した材料は、０．３０ｇ/ｍ2 を超えず、好ましくは０．２ｇ/ｍ2未満、より好ましくは０．１ｇ/ｍ2未満、更
には好ましくは０．０５ｇ/ｍ2未満である、非ゼロ乾燥密度を有することができ
る。内部領域に対して高い透過率を達成するための別の重要な手段は、大きな細
孔を備えた材料を使用することである。内部領域は約２００μｍより大きく、５
００μｍ、１ｍｍ、更には９ｍｍ以上もの直径を有する細孔を有することができ
る。イリゲーション用または油分離用等の或るアプリケーションに対しては、内
部領域は１０ｃｍもの大きさの細孔を有することができる。
【０１２０】 このような細孔は、内部領域がさらに小さな体積を有することができるように
流体輸送前には小さく、液体接触前または液体接触時に拡大してもよい。好まし
くは、このような細孔が圧縮もしくは縮小される場合、これらの細孔は少なくと
も５、好ましくは１０より大きな体積膨張率で拡大することができるべきである
。このような拡大は外圧より大きいが、バブルポイント圧力より小さくなければ
ならない弾性率を有する材料によって達成できる。
【０１２１】 高い多孔率は、このようなものとして業界で公知の多数の材料によって達成す
ることができる。例えば、繊維状部材はこのような多孔率の値を容易に達成する
ことができる。バルク領域に含むことができるこのような繊維状材料の非制限的
な例は、例えば衛生用品の分野または自動車業界、または室内装飾材料またはＨ
ＶＡＣ業界において使用されるような、ポリオレフィンまたはポリエステル繊維
から作られる高ロフト不織布である。他の例としてはセルロース繊維から作られ
る繊維ウェブが挙げられる。
【０１２２】 更に、このような多孔率は、制限したくはないが、例えば、ポリウレタン網状
フォーム、セルローススポンジ、高内部層乳剤重合化プロセスによって作られる
ようなオープンセルフォーム(ＨＩＰＥフォーム)、フィルタリング技術等の種々
の工業的アプリケーションや室内装飾及び衛生分野等から公知のもの全て等の、
多孔性のオープンセルフォーム構造によっても達成することができる。
【０１２３】 このような多孔率は、パイプによって例示されるような、内部領域を画定する
ボイドを外接して囲む(下記において詳述するような)壁領域によって達成するこ
とができる。あるいは、幾つかの小さなパイプを束にすることもできる。
【０１２４】 このような多孔率は、更にばね、スペーサー、粒子状材料、波形構造等の「ス
ペースホルダー」によっても達成することができる。
【０１２５】 内部領域の孔径または透過率は内部領域を通じて均質であってよいし、あるい
は異質であってもよい。
【０１２６】 液体輸送部材の製造及び使用の間に、内部領域の高多孔率が全ての段階を通じ
て維持されることは必要ではないが、内部領域内のボイドはその目的とする使用
の前または使用中に作成することができる。
【０１２７】 例えば、ユーザーは適当な手段によって共に保持されるベローのような構造を
活性化することができ、その拡大中に、液体が出入口領域を通って拡大している
内部領域内へと浸透し、それによって、液体の流れを遮らないために完全に、あ
るいは少なくとも充分に輸送部材を満たす。
【０１２８】 あるいは、(ＵＳ−Ａ−５，５６３，１７９号、またはＵＳ−Ａ−５，３８７
，２０７号)に記載されているようなオープンセルフォーム材料が、水を取り除
くと同時に縮小する傾向と、再び湿ると同時に再拡大する能力とを有している。
このようなフォームは比較的乾燥して薄い(あるいはローボリューム)で製造現場
からユーザーへと輸送することができ、ボイド透過率の要件を満たすために、源
液と接触した時にのみ、その体積を増すことができる。
【０１２９】 内部領域は様々な形態または形状を有することができる。内部領域は円筒形、
楕円形、シート状、ストライプ状であってよく、あるいは不規則な形状であって
もよい。
【０１３０】 内部領域は、矩形、三角形、円形、楕円形、不規則形等の、一定の、または変
化する横断面形状を備えた、一定の断面積を有することができる。ここで使用す
るために、断面積は、輸送液体の流路に対して垂直な平面で測定した時の、源液
添加前の内部領域の断面積と定義され、流路全体に亘って個々の断面積を平均化
することにより、平均内部領域断面積を決定するためにこの定義を使用する。
【０１３１】 内部領域の実寸は、目的とする使用のための幾何学的要件と適宜整合するよう
に選択すべきである。概して、目的とする使用に対して最低寸法を有することが
望ましいであろう。本発明によるデザインの利点は、従来の材料よりはるかに小
さな断面積を許容することである。内部領域の寸法は、前記内部領域の透過率に
よって決定され、それは高流束(つまり大きな孔)及び高い垂直液体輸送(つまり
小さな孔)という矛盾した要件の下で内部領域を設計する必要がないので、可能
な大きな孔故に非常に高くてもよい。このような大きな透過率がはるかに小さな
断面積を可能にし、従って非常に異なるデザインを可能にする。
【０１３２】 更に、このパラメータに関して、新規の輸送部材がより長い距離及びより大き
な垂直液体輸送高さに亘って掛け渡すことができるので、内部領域の長さは従来
のシステムに対するよりかなり大きくてよい。
【０１３３】 内部領域は基本的に変形不可能であってよく、つまり、通常の目的とする使用
条件下でその形状、形態、体積を維持することができる。しかしながら、多くの
使用において、内部領域は完成した部材が柔らかでしなやかなままであるように
することが望ましいであろう。
【０１３４】 内部領域は変形力または使用中の圧力の下で、あるいは流体自体の影響下に、
その形状を変化させることができる。変形能力またはその欠如は、(繊維状部材
等の)内部領域内の１つ以上の材料を選択することによって達成することができ
、あるいは輸送部材の壁領域等の画定領域によって基本的に決定することができ
る。１つのこのようなアプローチは壁材料として弾性材料を利用することである
。
【０１３５】 内部領域のボイドは壁領域によってのみ制限することができ、あるいは内部領
域が内部分割点をその中に備えていてもよい。
【０１３６】 例えば、内部領域は、不透過性の円筒形の壁を備えた並列パイプで作成されて
いる場合、これらのパイプはこのような内部分離点と考えられるであろうし、そ
れによっておそらくパイプ内部の中空開口部と一体的である細孔を作り出し、ま
たおそらく他の細孔もパイプ間の間隙によって作り出されるであろう。更なる例
として、内部領域が繊維状構造を備えている場合、繊維材料がこのような内部分
離点を形成すると考えることができる。
【０１３７】 内部領域の内部分離点は輸送される液体に適応される表面エネルギーを有する
ことができる。例えば、湿潤及び/または水性液体の輸送を容易にするために、
分離点またはその部分が親水性であってよい。このように、水性液体の輸送に関
する或る実施形態では、このような液体によって湿ることができる内部領域の分
離点を有することが好ましく、６５ｍＮ/ｍより大きな、より好ましくは７０ｍ
Ｎ/ｍより大きな粘着張力を有することが更に好ましい。輸送される液体が油ベ
ースである場合、分離点またはその部分が親油性または脂肪好性であってよい。
【０１３８】 更に、内部領域の閉込め分離点は、湿ると同時にその特性をかなり変化させる
材料、または湿ると同時に溶解する材料を備えていてもよい。このように、内部
領域は、少なくとも部分的にポリビニルアルコール等の可溶性材料で作られる比
較的小さな細孔を有するオープンセルフォームを備えていてよい。小さな多孔率
は液体輸送の初期段階において液体を引き寄せることができ、液体で満たされた
大きなボイドを残すように急速に溶解することができる。
【０１３９】 あるいは、このような材料がより大きな孔を完全に、または部分的に満たして
も良い。例えば、内部領域はポリ(ビニル)アルコールまたはポリ酢酸(ビニル)等
の可溶性材料を備えていてもよい。このような材料はボイドを埋めることができ
、あるいは部材が液体と接触する前に、ボイドの崩壊した状態を支えることがで
きる。水等の流体と接触すると同時に、これらの材料は溶解して、空のまたは拡
大したボイドを作り出すことができる。
【０１４０】 一実施形態では、(完成した内部領域を基本的に作り上げる)内部領域のボイド
は、基本的に圧縮できない流体で基本的に完全に満たされる。
【０１４１】 用語「基本的に完全に」は、連続した流路を設定できるように、内部領域の充分
なボイド容量が液体で満たされる状況を指す。
【０１４２】 好ましくは、ボイド容量のほとんど、好ましくは９０％以上、より好ましくは
９５％以上、更に好ましくは(１００％を含む)９９％以上が液体で満たされる。
あまり有害でない領域の部分に気体または他の液体が集積するのを高めるように
、内部領域を設計することができる。残留ガスまたは蒸気等の他の流体、あるい
は水性液体で満たされた内部領域内の油のような非混合性液体でボイドの残りを
満たすことができ、あるいはボイドの残りは微粒子、繊維、フィルム等の固体で
あってもよい。
【０１４３】 内部領域内に含まれる液体は輸送すべき液体と同じタイプのものであってよい
。
【０１４４】 例えば、水ベースの液体が目的とする輸送媒体である場合、輸送部材の内部領
域を水で埋めることができ、あるいは油が目的とする輸送液体である場合、内部
領域を油で埋めることができる。
【０１４５】 内部領域内の液体が異なっていてもよく、それによってこれら液体の違いが現
実に比較的小さくてよい(目的とする輸送液体が水である場合、内部領域の液体
は水性溶液であってよく、またその逆も可)。あるいは、源液が油であり、それ
が、初期には水で満たされており、適当な入口と出口によって閉じられているパ
イプを通して輸送され、それによって適当な出口領域から水が前記部材を出て、
適当な入口領域から油が前記部材に入る場合等、内部領域に予め充填されている
液体と比べた時、目的とする輸送液体がその特性においてかなり違っていてもよ
い。この特殊な実施形態では、例えば、片方の液体または両方の液体との官能性
を許容するように、液体と両立できる特性を備えた材料を備える出口領域がない
限り、輸送される液体の全量が、前記部材内に受け入れることができる量、各々
交換される液体の量によって制限される。
【０１４６】 内部領域の液体及び被輸送液体は、水内の塩溶液等、相互に可溶性であってよ
い。例えば、液体輸送部材が血液または月経の輸送のためのものである場合、内
部領域を水で満たすことができる。
【０１４７】 別の実施形態では、内部領域は、各々の温度及び容積測定状態において、対応
する平衡圧力、大気圧、外部圧力以下の真空または気体、蒸気を備えている。輸
送液体と接触すると同時に、液体は(後述する)透過性の出入口領域によって内部
領域へと入ることができ、必要な程度まで内部領域のボイドを埋めることができ
る。その後、充填された内部領域が上述したような「予備充填された」領域のよう
に機能する。
【０１４８】 内部領域の前記官能性要件及び構造的実施形態は、多数の適当な構造によって
満たされ得る。適当な内部領域を満たす構造の作成において制限されることなく
、以下に好ましい実施形態の範囲について説明する。
【０１４９】 内部領域に対する簡単かつ非常に記述的な例は、既に説明し、図２に描かれて
いるように、不透過性または半透過性の壁によって画定される空の管である。こ
のような管の直径は、毛管システム内の輸送のために一般に使用される直径と比
べて比較的大きくてよい。もちろん、その直径は特殊なシステム及び目的とする
使用に大いに依存する。
【０１５０】 例えば、おむつ等の衛生アプリケーションに対しては、２〜９ｍｍ以上の孔径
が満足できるように機能することが見出されている。
【０１５１】 更に適当であるのは、約０．２ｍｍ〜数ｃｍの適当な直径の並列管を管束に組
み合せたものであり、例えば、熱交換システム等の他のエンジニアリングデザイ
ン原則から(原則的に)公知のものである。
【０１５２】 或るアプリケーションに対しては、ガラス管部品が正しい機能性を提供するこ
とができるが、或るアプリケーションに対しては、このような構造は一部の機械
強度の制限を有しているかもしれない。適当な管はケイ素、ゴム、ＰＶＣ等で作
ることができ、例えば、米国イリノイ州６００１０、バリントン(Barrington, I
llinois 60010 U. S.)のバーナント社(Barnant Company)によって販売されてい
る、ノートン社製(Norton)マスターフレックス６４０４−１７(Masterflex 6404
-17)がある。
【０１５３】 更に別の実施形態はばね等の機械的に拡大する要素の組合せ、または適当な孔
径が流路方向に沿って方位付けられるように、拡大方向が方位付けられた場合、
その構造内でボイドスペースを開くことができるものに見ることができる。
【０１５４】 このような材料は業界で公知であり、例えば、全てＨＩＰＥフォーム材料に関
するＵＳ−Ａ−５，５６３，１７９号、ＵＳ−Ａ−５，３８７，２０７号、ＵＳ
−Ａ−５，６３２，７３７号、あるいは吸収性フォームに関するＵＳ−Ａ−５，
６７４，９１７号、あるいはＰＥＴ繊維から作られたもの等の、高度に多孔性の
繊維状構造またはシートに関するＥＰ−Ａ−０，３４０，７６３号に開示されて
いる。
【０１５５】 上記の要件全てを同時に満たさなくても、この不足分が他のデザイン要素によ
って補償され得るなら、その他の材料も適している。
【０１５６】 比較的大きな孔を有する他の材料は、ブルプレン(Bulpren)、フィルトレン(Fi
ltren)(Filtren TM10 ブルー、Filtren TM20 ブルー、Filtren TM30 ブルー、Fi
ltren Firend 10 ブラック、Filtren Firend 30 ブラック、Filtren HC 20 グレ
ー、Filtren Firend HC 30 グレー(grex)、Bulpren S10 ブラック、Bulpren S20
ブラック、Bulpren S30 ブラック)等、ベルギー、ブラッセル(Brussel, Belgiu
m)のレクチセル社(Recticel)からのオープンセルフォーム等のハイロフト不織フ
ィルター材料である。
【０１５７】 多孔率が特に高くなくても、比較的大きな孔を有する別の材料は、１ｍｍより
大きな粒子の砂であり、特に５ｍｍより大きな砂である。このような繊維状材料
または他の材料は、例えば、波形であることによって非常に有用となり得るが、
過度の圧縮は避けるべきである。過度の圧縮は、小さな孔が内部材料内にあり、
不充分に開かれた孔が波形の間にあるような、一様でない孔径を生じさせ得る。
【０１５８】 ２つの孔径領域を備えた材料を例示するための更なる実施形態は、織ループ構
造に関するＰＣＴ出願、ＵＳ９７/２０８４０号に見受けられる。
【０１５９】 内部領域は、超吸収性ゲル化材料、または液体シンク材料に適したものとして
後述するような他の材料等の吸収性材料を備えていてよい。更に、ＵＳ−Ａ−５
，０８２，７２３号(White、Allied Signals)に記載されているもの等、膜透過
性パケット(ＭＯＰ)のプロモーター材料が、内部領域において使用するのに適し
ている。
【０１６０】 更に、内部領域は幾つかの材料、つまり、例えば上記の組合せから構成されて
よい。
【０１６１】 また内部領域はストライプ、微粒子、それら自体の間に大きなボイドを発生さ
せ、スペースホルダーとして作用する他の異質な構造を備えていてよい。
【０１６２】 出入口領域のために詳細に説明するように、内部領域内の流体は出入口領域が
輸送液体で満たされるのを防止しなければならない。
【０１６３】 このように、例えば真空度、または混和性または非混和性の程度は、出入口領
域が輸送液体で満たされることなく、出入口領域からの液体が内部領域内へと引
き寄せられないようなものでなければならない。
【０１６４】 壁領域 本発明による液体輸送部材は内部領域に加えて、上述したように幾何学的定義
において、この内部領域を外接して囲む壁領域を備えている。後述するように、
この壁領域は少なくとも１つの出入口領域を備えていなければならない。壁領域
は更に、液体及び/または気体に対して基本的に不透過性であり、それによって
出入口領域の液体処理機能性を妨げない、また雰囲気ガスまたは蒸気が液体輸送
部材内へと浸透するのを防止する材料を備えていてもよい。
【０１６５】 このような壁はどのような構造または形状のものであってもよく、また液体輸
送部材の主要な構造要素を表すことができる。このような壁はまっすぐなパイプ
または曲げられたパイプ、柔軟なパイプ、立方体形状等の形状であってよい。壁
は内部領域を外接して囲む薄い柔軟なフィルムであってよい。このような壁は、
変形を介して永久的に、あるいはエラストマーフィルムを介して弾力的に、ある
いは活性化と同時に、拡大可能であってよい。
【０１６６】 このようなものとして壁領域が本発明にとって必要不可欠の要素である一方、
このような壁領域に含まれる出入口領域にとってこれは特に正しく、以下におい
て説明する。壁領域の残りの部分の特性は、全体の構造及び弾力性、他の構造的
効果にとって重要であり得る。
【０１６７】 出入口領域 出入口領域は、異なる流体に対して異なる透過率を有する材料を備えると概ね
説明することができる、即ち、出入口領域は、その他の点では同じ条件(温度ま
たは圧力等)下で、一旦輸送液体または同様に機能する液体で湿るか、満たされ
ると、輸送液体に対して透過性であるべきであるが、雰囲気ガス(空気等)に対し
ては透過性であるべきではない。
【０１６８】 しばしば、このような材料は各々の特徴パラメータを備えた膜と説明される。
【０１６９】 本発明の文脈において、膜は液体、気体、または液体、気体内の粒子の懸濁液
に対して透過性である領域と概ね定義される。膜は、例えば、毛細管を通して液
体透過率を提供するために微孔性領域を備えていてよい。代替実施形態では、膜
は液体が拡散を介して輸送されるブロックコポリマーを備えるモノリシック領域
を備えていてよい。
【０１７０】 所定の条件セットに対して、膜はしばしば被輸送媒体のタイプに応じて、液体
、気体、懸濁液に対して選択的な輸送特性を有するであろう。従って、膜は懸濁
液からの細かな粒子の濾過(例えば、液体濾過、空気濾過)において幅広く使用さ
れる。他のタイプの膜は異なるタイプのイオンまたは分子に対して選択的な輸送
を示すので、生物学的システム(例えば、セル膜、モレキュラーシーブ)において
、あるいはケミカルエンジニアリングアプリケーション(例えば、逆浸透法)にお
いて見出される。
【０１７１】 微孔性の疎水性膜は典型的に気体が透過するのを許容する一方、駆動圧力が「
ブレイクスルー」または「ブリッジング」圧力と一般に称されるしきい値圧力以下
である場合、水ベースの液体は膜を通って輸送されないであろう。
【０１７２】 対照的に、親水性の微孔性膜は水ベースの液体を輸送するであろう。しかしな
がら、駆動圧力が「バブルポイント圧力」と一般に称されるしきい値圧力以下であ
る場合、一旦湿ると、気体(例えば空気)は基本的に膜を通り抜けないであろう。
【０１７３】 親水性の、モノリシックフィルムは典型的に水蒸気が透過するのを許容する一
方、気体は膜を通って急速に輸送されないであろう。
【０１７４】 同様に、膜は油等の非水ベースの液体のためにも使用することができる。例え
ば、ほとんどの疎水性材料は実際には親油性であるであろう。従って、疎水性の
微孔性膜は油に対しては透過性であるが、水に対しては透過性ではなく、油を輸
送するか、あるいは油と水を分離するために使用することができる。
【０１７５】 膜はしばしば薄いシートとして製造され、単独で、あるいは支持層(例えば不
織布)と組み合わせて、あるいは支持要素(例えば螺旋形ホルダー)内で使用する
ことができる。他の形態の膜は、別の材料、バッグ、波形シートの上に直接被覆
される重合体薄層を含むが、これに制限されない。
【０１７６】 更に公知の膜は、活性化後、または刺激に反応して、その特性を変化させるこ
とができる「活性化可能な」または「切換え可能な」膜である。この特性の変化は、
永久的であってもよいし、あるいは特定の使用に応じて可逆的であってもよい。
例えば、疎水性の微孔のある層が、薄い溶解可能な層、例えばポリ(ビニル)アル
コールから作られた層で被覆されてもよい。このような二重層システムは気体に
対して不透過性であろう。しかしながら、一旦湿って、ポリ(ビニル)アルコール
フィルムが溶解してしまうと、このシステムは気体に対して透過性になるが、水
性液体に対してはなお不透過性であるであろう。
【０１７７】 逆に、親水性膜がこのような可溶性の層で被覆されている場合、液体との接触
と同時に活性化され、液体が膜を通るが空気は通らないようにする。
【０１７８】 別の例では、親水性の微孔性膜は初期には乾燥している。この状態で、膜は空
気に対して透過性である。一旦水で湿ると、膜はもはや空気透過性ではなくなる
。刺激に反応した膜の可逆的切換えの別の例は、温度に応じてその親水性を変化
させる界面活性剤で被覆された微孔性膜である。例えば、膜は暖かい液体に対し
ては親水性であるが、冷たい液体に対しては疎水性となるであろう。その結果、
暖かい液体は膜を通過する一方、冷たい液体は膜を通過しないであろう。その他
の例としては、ｐＨ、温度、電界、放射等に反応してその寸法を変化させる、刺
激により活性化されるゲルから作られる微孔性膜が挙げられるが、それに制限さ
れない。
【０１７９】 出入口領域の特性 出入口領域は多数の特性及びパラメータによって説明することができる。
【０１８０】 出入口領域の主要な形態は透過率である。
【０１８１】 膜の輸送特性は概して、全ての多孔性システムに適用できるダルシー則： ｑ＝１/Ａ*ｄＶ/ｄｔ＝ｋ/η*Δｐ/Ｌ を使用する透過率関数によって説明することができる。
【０１８２】 このように、膜を通る流量ｄＶ/ｄｔは、外圧差Δｐ(駆動圧力)によって生じ
、透過率関数ｋは被輸送媒体のタイプ(例えば液体または気体)及びしきい値圧力
、刺激または活性化に依存してよい。液体輸送に影響を及ぼす更なる関連パラメ
ータは、横断面Ａ、体積Ｖ、各々その切換え時間、輸送領域の長さＬ、輸送液体
の粘度ηである。
【０１８３】 多孔性膜に対して、巨視的な輸送特性は主に孔径分布及び多孔率、屈曲、親水
性等の表面特性に依存する。
【０１８４】 単独で利用した場合、そこを通る大きな流束率を許容するために、出入口領域
の透過率を高くするべきである。しかしながら、透過率は本来他の特性やパラメ
ータと関連性を有するので、出入口領域または出入口領域材料に対する典型的な
透過率の値は、約６*１０-20ｍ2から７*１０-18ｍ2まで、あるいは３*１０-14ｍ 2 、あるいは１．２*１０-10ｍ2以上の範囲であろう。
【０１８５】 出入口領域及び各々の材料に関連する更なるパラメータは、バブルポイント圧
力であり、それは後述するような方法に従って測定することができる。
【０１８６】 適当なバブルポイント圧力値は意図しているアプリケーションのタイプ次第で
ある。下記の表は、各々の典型的な流体のために決定されるように、一部のアプ
リケーションにとって適した出入口領域バブルポイント圧力(ｂｐｐ)の範囲を記
載している。
【０１８７】
【表１】
【０１８８】 より一般的なアプローチでは、下記の試験方法の項において説明するように、
基準化された試験液を使用することによって、材料に対するｂｐｐを決定するこ
とが有用であることが見出されている。
【０１８９】 出入口領域の厚みとサイズ 液体輸送部材の出入口領域は最高の透過率を有する壁の部分と定義される。ま
た出入口領域は、バルク領域から輸送部材外部の点までの路に沿って見た時、最
低の相対的透過率を有することによって定義される。
【０１９０】 出入口領域は容易に認識できる材料によって構成することができ、厚みとサイ
ズも容易に決定することができる。しかしながら、出入口領域は壁領域の他の不
透過性領域に向って、またはバルク領域に向って、その特性の漸次的遷移を有す
ることができる。その厚み及びサイズの決定は後述するように行うことができる
。図５Ａに描かれているような壁領域のセグメントを見た場合、これはかど点Ａ
ＢＣＤによって画定される表面を有し、それは内部領域またはバルク領域に向っ
て方位付けられ、表面ＥＦＧＨは部材の外側に向って方位付けられる。このよう
に、厚み寸法は線ＡＥ、ＢＦ等に沿って方位付けられる、つまり、直角座標を使
用した場合、ｚ方向に沿って方位付けられる。同様に、壁領域は２つの垂直方向
、つまりｘ方向とｙ方向に沿って主な延長部分を有するであろう。
【０１９１】 出入口領域の厚みは以下のように測定することができる。
【０１９２】 ａ)少なくとも領域の厚みを通る方向に、基本的に同種の出入口領域特性の場
合、(膜フィルムと同様に)このような同種の透過率を有する材料の厚みである。
【０１９３】 ｂ)膜が担体と組み合わされる(この担体は膜の内部であっても外部であっても
よい)場合、それは膜の厚みである、つまり、これはこの路に沿った特性の非連
続的な工程変化の関数を指す。
【０１９４】 ｃ)図５Ａにおけるようにどのセグメントでも横切る(決定できる)連続的な一
定勾配の透過率を有する材料に対しては、決定できる厚みに達するために、以下
の工程を取ることができる(図５Ｂを参照)： ｃ０)まず第一に、ｚ軸に沿って透過率プロフィールが決定され、カーブｋ[lo cal] 対ｒがプロットされる。或る部材に対しては、次の手順の適切な変更と共に
、多孔率または孔径カーブもこの決定のために考えることができる。
【０１９５】 ｃ１)次に、最低の透過率ポイント(ｋminが決定され、対応する長さ示度(ｒ[m in] )が取られる。
【０１９６】 ｃ２)第３の工程として、ｋminの値の１０倍であるものとして、「上部出入口
領域の透過率」が決定される。
【０１９７】 ｃ３)カーブがｋminにおいて最小値を有するので、出入口領域の内部限界と外
部限界を各々画定する２つの対応するｒinnerとｒouterがあるであろう。
【０１９８】 ｃ４)２つの限界間の距離が厚みを画定し、平均ｋport, averageがこの厚みを
横切って決定されるであろう。
【０１９９】 決定できない一定勾配の透過率または多孔率、孔径のために、このアプローチ
が失敗した場合、出入口領域の厚みは１マイクロメーターに設定されるであろう
。
【０２００】 上記において示したように、各々膜材料がその中に含まれる出入口領域の厚み
を最小にすることが望ましいであろう。典型的な厚みの値は１００μｍ未満の範
囲であり、しばしば５０μｍ未満であり、５μｍ未満でさえある。
【０２０１】 全く同様に、出入口領域のｘ−ｙ延長部も決定することができる。或る液体輸
送部材のデザインでは、壁領域のどの部分が出入口領域であるかが容易に自明と
なるであろう。他のデザインでは、壁領域を横切る徐々に変化する特性で、壁領
域のｘ方向及びｙ方向に沿った局部的透過率のカーブを決定することができ、図
５Ｃに示すように、図５Ｂに類似してプロットされる。しかしながらこの場合、
壁領域内の最大透過率が出入口領域を画定し、従って最大値が決定され、この最
大値を囲む最大透過率の１０倍以上の透過率を有する領域が出入口領域と定義さ
れる。 本発明にとって有用な出入口領域の形態を説明するために有用な更に別のパラ
メータは、透過率対厚みの比であり、それは本発明の文脈においては、「膜伝導
率」とも称される。
【０２０２】 これは所定の駆動力に対して、膜等の材料を通って浸透する液体の量が一方で
材料の透過率に比例する、つまり、透過率が高くなればなる程、多くの液体が浸
透し、他方、材料の厚みに逆比例する。
【０２０３】 従って、厚みの減少を有する同じ材料に比べて低い透過率を有する材料が、(
高率に関して、ａが望ましい場合)(when regarding high rates a being desira
ble)、厚みがこの透過率不足を補償できることを示している。
【０２０４】 このように、このパラメータは使用される出入口領域材料を設計するのに非常
に有用であり得る。
【０２０５】 適当な伝導率ｋ/ｄは意図するアプリケーションのタイプに依存する。下記の
表は、一部の例示的なアプリケーションに対する典型的なｋ/ｄの範囲を記載し
ている。
【０２０６】
【表２】
【０２０７】 もちろん、出入口領域は輸送流体によって水和性でなければならないし、また
水性液体を輸送する場合には親水性膜を使用し、脂肪好性または油性液体の場合
は疎水性膜を使用する等により、親水性または脂溶性を適切に設計すべきである
。
【０２０８】 出入口領域の表面特性は永久的であってよいし、あるいは経時的に、または使
用条件によって変化してもよい。
【０２０９】 輸送される液体に対する後退接触角は７０°未満であることが好ましく、より
好ましくは５０°未満、更に好ましくは２０°未満または１０°未満である。更
に、材料は輸送される液体の表面張力に対してマイナスの影響を有さないことが
しばしば好まれる。
【０２１０】 例えば、脂肪好性膜はポリエチレンまたはポリプロピレン等の脂肪好性ポリマ
ーから作られてよく、またこのような膜は使用中に脂肪好性のまま留まるであろ
う。
【０２１１】 別の例は水性液体が輸送されるようにする親水性材料である。ポリエチレンま
たはポリプロピレン等のポリマーを使用する場合、材料の表面またはバルクポリ
マーに添加される界面活性剤によるか、あるいは出口材料を形成する前に親水性
ポリマーを添加する等によって、これらのポリマーを親水性化しなければならな
い。どちらの場合にも、付与される親水性は永久的であっても、永久的でなくて
もよく、例えば、それはそこを通る輸送液体で洗い流されてもよい。しかしなが
ら、気体が通過するのを防止するように、出入口領域が濡れた状態に留まること
が本発明の重要な形態であるので、一旦出入口領域が濡れると、ハイドロフィラ
イザー(hydrophilizer)の欠如は重要ではないであろう。
【０２１２】 膜の液体充填の維持 一旦濡れると、多孔性膜が機能的である(液体に対して透過性であり、空気に
対して不透過性である)ために、膜の細孔の少なくとも１つの連続層が、気体ま
たは空気ではなく、常に液体で満たされる必要がある。このように、特定のアプ
リケーションにとっては、液体内の蒸気圧の減少または空気内の蒸気圧の上昇に
よって、膜の細孔から液体が蒸発するのを最小にすることが望ましいであろう。
これを行う可能性のある方法は制限なく以下のものを含む： 製造から使用までの間の蒸発を避けるために、膜を不透過性ラップで密封する
こと。細孔内で強い乾燥剤(例えばＣａＣｌ２)の使用、または輸送される流体、
例えばグリセリンと混合する、細孔内で低い蒸気圧を有する液体の使用。
【０２１３】 あるいは、出入口領域は可溶性ポリマー、例えばポリビニルアルコールまたは
ポリ酢酸ビニル等で密封されてもよく、これらのポリマーは液体と接触すると溶
解し、それによって輸送部材の機能性を活性化する。
【０２１４】 液体処理要件とは別に、出入口領域は或る機械的必要条件を満たすべきである
。
【０２１５】 まず、出入口領域は目的とする使用条件にマイナス効果を有するべきではない
。例えば、衛生吸収体においてこのような部材が意図されている場合、心地よさ
と安全性に対してマイナスの影響を及ぼしてはならない。
【０２１６】 このように、出入口領域が柔らかくて柔軟であることがしばしば望ましいが、
これは必ずしも常にそうでなくてもよい。しかしながら、出入口領域は、引き裂
き応力または穴開け応力等の実際の使用応力に耐えるために充分に強くあるべき
である。
【０２１７】 或るデザインでは、出入口領域材料が伸ばせるものであるか、折り畳めるもの
、あるいは曲げることができるものであることが望ましいかもしれない。
【０２１８】 膜内の１つの穴(例えば使用中に穴を開けることによって生じたもの)、または
膜シーリングの失敗(例えば製造によるもの)、膜のティアリング(例えば使用中
に圧力が発揮されたことによるもの)でさえ、様々な条件下で液体輸送機構の破
損に導き得る。これは材料または部材が本発明に従って機能するかどうかを判断
するための破壊試験方法として使用できる一方、後述するように、これはその目
的とする使用の間には望ましくない。空気または別の気体が内部領域に浸透した
場合、これはその領域内の液体流路を遮るかもしれないし、あるいはバルク領域
と出入口領域間の液体連絡を妨げるかもしれない。
【０２１９】 個々の部材をより強固にする可能性は、主な液体流路から離れた内部領域の或
る部分にポケットを提供することであり、システムを非機能的にすることなく、
システムに入る空気が循環できるようにする。
【０２２０】 この問題を更に重点的に取り上げる方法は、１つの液体輸送部材の代わりに、
１つの(機能的または幾何学的)並列配置に幾つかの液体輸送部材を有することで
ある。部材の１つが破損しても、他の部材が「液体輸送部材バッテリー」の機能性
を維持するであろう。
【０２２１】 出入口領域の上記の機能的要件は、以下の構造的特性またはパラメータによっ
て説明される広範囲の材料、構造によって満たされ得る。
【０２２２】 その中の材料とは別に、その領域の多孔構造は、透過率及びバブルポイント圧
力のような特性に影響を及ぼす重要なパラメータである。
【０２２３】 多孔構造の２つの主な形態は孔径と孔径分布である。その領域の少なくとも表
面上でこれらのパラメータを特徴付ける適当な方法は光学分析によってである。
これらの特性及びパラメータの特性記述に適した別の方法は、後述するような毛
管流ポロシメーターの使用である。
【０２２４】 透過率の項で上述したように、透過率は孔径及びその領域の厚み、各々透過率
を支配的に決定するその厚みの部分によって影響される。
【０２２５】 例えば水性システムに対しては、出入口領域の典型的な平均孔径値は０．５μ
ｍ〜５００μｍの範囲である。このように、細孔は好ましくは１００μｍ未満の
平均サイズを有し、好ましくは５０μｍ未満、より好ましくは１０μｍ未満また
は５μｍ未満である。典型的にこれらの細孔は１μｍ以上である。
【０２２６】 これが、接続された配置内にある、その領域内の最大の孔に依存することは、
例えばバブルポイント圧力の重要な特徴である。例えば、小さな孔に埋め込まれ
た１つの大きな孔を有することは、必ずしも性能に悪影響を及ぼさないが、大き
な孔の「房」は悪影響を及ぼすかもしれない。
【０２２７】 従って、狭い孔径分布範囲を有することが望ましいであろう。
【０２２８】 別の形態は孔壁の厚み等、孔壁に関し、それは開放性と強度要件のバランスで
あるべきである。更に、液体が容易に通過できるようにするために、孔は流れ方
向に沿って互いに充分接続されているべきである。
【０２２９】 好ましい出入口領域材料の一部は薄い膜材料であってよいので、これらは本来
比較的乏しい機械特性を有していてもよい。従って、このような膜は目の粗いメ
ッシュ、繊維またはフィラメント、不織布、開口フィルム等の支持構造と組み合
わせることができる。
【０２３０】 このような支持構造は、内部領域、バルク領域に向けて、あるいは部材の外側
に向けて位置決めされるように、膜と組み合わせることができるであろう。
【０２３１】 出入口領域のサイズ及び表面積 出入口領域のサイズは輸送部材の全体の性能にとって非常に重要であり、出入
口領域の「透過率対厚み」(ｋ/ｄ)ratioと組み合わせて決定する必要がある。
【０２３２】 サイズは、液体処理要件を満たすために、目的とする使用に適合させなければ
ならない。概して、そのどちらも他方と比べて液体輸送に対するはなはだしい制
限因子ではないように、両立すべき内部、バルク領域及び出入口領域の液体処理
能力を有することが望ましいであろう。出入口領域の流束が概して内部領域を通
る流束より低いので、内部領域の横断面より大きなサイズ(表面)に出入口領域を
設計することが好ましいかもしれない。
【０２３３】 それによって出入口領域の正確なデザイン及び形状を広範囲に変化させること
ができる。
【０２３４】 例えば、輸送部材の機能が１つの出入口領域から別の出入口領域へのトリガー
または信号を提供することである場合、出入口領域は比較的小さくてよく、例え
ば、実質的に小さな輸送部材を生じるように、略内部領域の横断面のサイズであ
ってよい。
【０２３５】 あるいは、液体をすばやく捕捉して輸送または分配、保管する場合、例えば、
輸送部材のいずれかの端において比較的大きな出入口領域を備えたイヌの骨形に
部材を造形することができ、あるいは受入面積を増大させるために、出入口領域
をスプーン形状にすることもできる。
【０２３６】 あるいは、出入口領域は平らでなくてもよく、例えば、波形または折り畳まれ
ていてよく、あるいはフィルター技術において公知のもの等、比較的大きな表面
積対体積比を作り出すような他の形状を有することができる。
【０２３７】 同じ基本的要件を満たすように入口及び出口を設計することができ、従って１
つの同じ材料であってよい一方、これは必ずしも必要な条件ではない。入口及び
出口領域は１つ以上の材料または性能パラメータに関して異なっていてもよい。
異なる出入口領域は、異なる材料によって表される、及び/または他の材料によ
って分離されることによって容易に認識でき、あるいは出入口領域は、連続的ま
たは段階的であってよい特性またはパラメータ−勾配によって異なっていてもよ
い。
【０２３８】 １つの基本的に連続する材料は、壁領域または入口、出口領域の幾つかの部分
を表すことができるように、材料の表面に沿って、厚み方向に、あるいはその両
方に特性勾配を有することができる。
【０２３９】 出入口領域の特性は経時的に一定であってもよいし、あるいは使用前と使用中
では異なっている等、経時的に変化してもよい。
【０２４０】 例えば、出入口領域は使用時点まで、本発明による部材において機能するのに
適さない特性を有することができる。出入口領域は、例えば、手動活性化によっ
て、部材を使用する人による介入によって、あるいは輸送部材の湿りによる等の
自動的活性化手段によって活性化されてよい。出入口領域の活性化用の他の代替
機構としては、例えば着用者の体温への温度変化、あるいは例えば輸送液体のｐ
Ｈ、あるいは電気、機械刺激が挙げられる。
【０２４１】 上記の透過性パケット材料の項において説明したように、本発明にとって有用
な膜は或る塩不透過性という特殊な要件を有していない。
【０２４２】 その特性または記述的なパラメータに関して出入口領域及び適当な材料を説明
してきたが、以下ではこれら様々な要件を満たす一部の材料について説明し、そ
れによって水性液体の輸送に焦点を当てる。
【０２４３】 適当な材料はＨＩＰＥフォーム等のオープンセルフォームであってよいし、ニ
トロセルロース膜、セルロースアセテート膜、ポリビニルジフルオライド(polyv
inyldifluorid)フィルム、不織布、金属で作られたメッシュ等の織布材料、ある
いはポリアミドまたはポリエステル等のポリマーであってよい。他の適当な材料
は、真空成形された、ハイドロ開口、機械的またはレーザーによって開口された
開口フィルム、あるいは電子またはイオン、重イオンビームによって処理された
フィルムであってよい。
【０２４４】 特殊な材料は、米国特許第５，１０８，３８３号(White; Allied-Signal Inc.
)に開示されているような、セルロースアセテート膜、例えばAmbala Cantt. IND
IAのアドヴァンスド、マイクロデバイス(ＰＶＴ)ＬＴＤ(Advanced Microdevices
(PVT) LTD.)から入手できる、ＣＮＪ−１０(ロット＃Ｆ０３０３２８)及びＣＮ
Ｊ−２０(ロット＃０２４２４８)という名称のニトロセルロース膜、ドイツのGo
ttingenのサルトリウス社(Sartorius)や米国ベッドフォード(Bedford)のミリポ
ア社(Millipore)から入手できるような、セルロースアセテート膜、ニトロセル
ロース膜、ＰＴＦＥ膜、ポリアミド膜、ポリエステル膜が適している。ＣａＣＯ
３粒子で満たされたＰＥ/ＰＰフィルム等の微孔性フィルム、またはＥＰ−Ａ−
０，４５１，７９７号に開示されているようなＰＥＴフィルムを含む充填材も適
している。
【０２４５】 このような出入口領域材料の他の実施形態は、R. Spohr及びK. Bethge編集、
１９９０年ドイツ、ビスバーデンのビューウェグ社(Vieweg, Wiesbaden, German
y)発行の「イオントラック及びミクロ技術‐基本原則及び応用」(Ion Tracks and
Microtechnology‐Basic Principles and Applications)に記載されているよう
なＰＥフィルムから作られるようなイオンビームで開口されたポリマーフィルム
であってよい。
【０２４６】 他の適当な材料は、ドイツ、ゲルデルン−ウォルドベック(Geldern‐Waldbeck
)のバーセイダグ社(Verseidag)、あるいはスイス、ルッシュリコン(Ruschlikon)
のSEFAR社から入手できるポリアミドまたはポリエチレンメッシュ等の織ポリマ
ーメッシュである。本アプリケーションに適し得る他の材料は、親水性化された
織布であり、例えば、米国デラウェア州ニューアーク(Newark, DE １９７１１，
ＵＳＡ)のゴアテックス(Goretex)からドライロフト(DRYLOFT(登録商標))という
名称で知られているものである。
【０２４７】 更に、或る不織布材料が適しており、例えばドイツ、ペイン(Peine, Germany)
のＢＢＡコロヴァン(BBA Corovin)からコロガード(CoroGard(登録商標))という
名称で入手できるものを使用できる、即ち、適当な「メルトブロウン」ウェブを備
えていること等により、このようなウェブが比較的狭い孔径分布のために特に設
計されている場合に使用できる。
【０２４８】 部材の柔軟性に対する要件が少ないアプリケーションに対しては、あるいは或
る剛性が望ましい場合、適当な孔径の金属フィルターメッシュ、例えばドイツ、
エルデ(Oelde, Germany)のハーバー＆ボッカー社(Haver & Bocker)のハイフロー
(HIFHFLOW)等が適している。
【０２４９】 付加的な要素 バルク領域及び壁領域、外部領域を、これらの領域の各々の機能に関して上記
において定義したが、これらの領域を形成する材料に任意の要素を付加してもよ
く、それは液体処理機能性を広げることなく近隣領域へと伸びることができ、む
しろその領域を形成する材料または完成した構造の機械強度または触感または外
観等の他の特性を改良する。例えば、支持構造を壁領域または出入口領域の外側
に付加してもよく、それが流体処理特性には影響を及ぼさないように開いていて
もよく、このようなものとして機能的に外部領域に属すると考えられるであろう
。このような開かれた支持要素が壁領域から内部領域またはバルク領域へと伸び
る場合、それは機能的にバルク領域に属するであろう。これらの材料及び/また
は要素間に緩やかな遷移がある場合、各々の機能的領域のために為される定義が
、その領域形成材料と付加的な要素の明確な区別を可能にするであろう。
【０２５０】 内部、バルク領域及び壁領域に加えて、本発明による液体輸送部材は、１つ以
上の出入口領域を備えた壁領域に加えて、任意で他の要素、例えば液体不透過性
壁または分離点を含んでいてよい。
【０２５１】 更に、壁領域の外側に、物理的強度を高めるか、触感を改善するための材料等
、付加的な要素があってもよい。このような外部要素は、液体がそこを通って流
れるように配置されてよい一方、これらの要素は液体輸送部材の基本的な機能性
に貢献しない。このような要素は流れ制限因子であるべきではなく、出入口領域
として機能しないかもしれない。このような要素は壁領域と一体的であってもよ
い。
【０２５２】 更に、吸収システムまたは液体輸送部材を備える製品に実装するために、液体
輸送部材に取り付けられるか、または一体的である要素があっても良い。
【０２５３】 輸送部材の機能性 吸収の間に、本発明による液体輸送部材及び或る従来の材料は、各々の構造内
へと空気を引き寄せない。従来の材料、繊維状材料または従来のフォームに対し
て、構造内に引き寄せられた液体は構造内の空気と置き換わる。しかしながら、
繊維状構造等の従来の多孔性材料は脱着中に典型的に空気を引き寄せ、液体が構
造から引き出されるにつれて空気が入る。本発明による液体輸送部材は通常の使
用状態では空気を構造内に引き寄せない。空気が前記システムに入るであろうポ
イントを決定する性質を、ここではバブルポイント圧力と称する。出入口領域材
料の膜機能性のために、バブルポイント圧力(ｂｐｐ)に達しない限り、空気は輸
送部材に入らない。
【０２５４】 このように、一旦液体が部材に入ると、部材のｂｐｐまでは液体が空気によっ
て置き換えられない。
【０２５５】 透過率 液体輸送部材の更なる特性は、輸送される液体の流路に沿った平均透過率とし
ての透過率ｋ(液体輸送部材)である。
【０２５６】 本発明による液体輸送部材は、等しい液体輸送能力を備えた毛管システムの透
過率より高い透過率を有している。この特性を「臨界透過率」ｋ(crit)と称する。
本発明の液体輸送部材の臨界透過率は、等しい垂直液体輸送能力を有する毛管シ
ステムより、好ましくは少なくとも２倍高く、より好ましくは４倍高く、最も好
ましくは等しい垂直液体輸送能力を有する毛管システムより少なくとも１０倍高
い。
【０２５７】 毛細管に対して、透過率ｋ{crit}はダルシー則から引き出されるように、接着
張力を介して以下のように決定することができる： ｋ{crit}＝(ε{液体輸送部材}/２)*(σ*ｃｏｓ(Θ))**２/(ｂｐｐ{液体輸送部材
}**２) 式中、 ｋ{crit}は[ｍ2]の単位の臨界透過率であり、 ε{液体輸送部材}は液体輸送部材[−]の平均多孔率であり、 σ{liqu}は[ｃＰ]での液体の表面エネルギーであり、 σ*ｃｏｓ(Θ)は後退接触角で[ｃＰ]での接着張力を画定し、 ｂｐｐ{液体輸送部材}は上述のように[ｋＰａ]で表される、液体輸送部材のバブ
ルポイント圧力である。
【０２５８】 このようなシステムにとって到達できる最大値は、項ｃｏｓ(Θ)に対して最大
値、即ち１を推定することによって概算することができる： ｋ{crit, max}＝(ε{液体輸送部材}/２)*σ{液体}**２/(ｂｐｐ{液体輸送部材})
**２。
【０２５９】 ｋ{crit}を表す別の方法は、或る高さｈ及び重力定数ｇに対応する静水圧に少
なくとも対抗して垂直に液体を輸送するために、部材の能力を介することである
： ｋ{crit, max}＝(ε{液体輸送部材}/２)*σ{液体}**２/(ｐ{液体}*ｇ*ｈ)**２
。
【０２６０】 材料または輸送部材の透過率は、後述するように、液体輸送試験または透過率
試験を使用すること等によって様々な方法で決定することができ、また上記の式
から計算される臨界透過率と比較することができる。
【０２６１】 ｂｐｐ特性は出入口領域の項において既に説明したが、完成した輸送部材もそ
れによって説明することができる。従って、部材に適したｂｐｐは目的とする使
用に依存し、また適していると共に典型的な値及び範囲は上述したような出入口
領域についての部材と基本的に同じである。
【０２６２】 本発明による液体輸送部材は、或るｂｐｐまでは略空気不透過性であることに
よっても説明することができ、それによって本発明の液体輸送部材は、同種の孔
径分布と同等のｂｐｐとを有する所定の材料に対する透過率より高い全体の透過
率を有している。
【０２６３】 液体輸送部材の機能性を説明する別の方法は、バルク、内部領域の平均流体透
過率ｋb、及び部材のバブルポイント圧力を使用することによってである。
【０２６４】 本発明による液体輸送部材は、比較的高いｂｐｐ{液体輸送部材}と高いｋ{液
体輸送部材}とを同時に有しているべきである。これはグラフ的に表示すること
ができ、(ｂｐｐが「水柱のｃｍ高さ」で表され、それを容易に圧力に変換するこ
とができる、図６のように)ｂｐｐの上にｋ{液体輸送部材}を二重対数図表でプ
ロットする。
【０２６５】 この図において、液体と部材材料との所定の表面エネルギーの組合せに対して
、概ね左上から右下への相関を見ることができる。本発明による部材は分離線(
Ｌ)の上の右上領域(Ｉ)に特性を有し、一方従来の材料は領域(II)の左下コーナ
ーに多くの特性を有し、ログ−ログ線図内の直線によって概略的に指示されるよ
うに、純粋の毛管輸送機構の限界を有している。
【０２６６】 更に液体輸送部材の機能性を説明する別の方法は、駆動力の関数として液体輸
送の効果を考慮することである。
【０２６７】 対照的に、本発明による液体輸送部材に対して、圧力差が透明部材のｂｐｐよ
り低い限り、流れ抵抗は駆動力に依存しない。このように(ｂｐｐまで)流束は駆
動力に比例する。
【０２６８】 本発明による液体輸送部材は、内部領域の断面積に関して計算されるように、
高い流束率を有することによって説明できる。このように、部材は、後述するよ
うに高さＨ0において液体輸送試験で試験した時、高さＨ0に対する０．９ｋＰａ
の付加的な吸引圧力差において、少なくとも０．１ｇ/ｓ/ｃｍ2の、好ましくは
少なくとも１ｇ/ｃｍ2/秒の、より好ましくは少なくとも５ｇ/ｃｍ2/秒の、更に
好ましくは少なくとも１０ｇ/ｃｍ2/秒の、あるいは少なくとも２０ｇ/ｃｍ2/秒
の、最も好ましくは少なくとも５０ｇ/ｃｍ2/秒の平均流束率を有しているべき
である。
【０２６９】 上記の要件に加えて、液体輸送部材は外圧または外力に対抗して或る機械抵抗
を有しているべきである。
【０２７０】 或る実施形態にとっては、輸送部材から搾り出される液体を防止するために、
外圧または外力に対する機械抵抗は比較的高くてよく、それは例えば内部領域に
おいて堅い変形できない材料を使用することによって達成することができる。
【０２７１】 他の或る実施形態にとって、この抵抗は中間範囲であってよく、「ポンピング
効果」を作り出すために、輸送部材にかかる外圧、外力の活用を許容することが
できる。
【０２７２】 液体輸送部材に適した構造を更に説明するために、入口と出口とを有し、入口
と出口が膜によって覆われる、つまり閉じられる、中空管の上述の簡単な例を考
慮する。このタイプの構造は、内部領域に向けて出入口領域膜に取り付けられる
オープンメッシュ等の更なる支持構造を代替的に含むことができる。
【０２７３】 その場合、透過率要件は膜自体によって満たされる、つまり、支持構造が全体
の透過率に対して、あるいはその液体処理特性に対してマイナスの影響を有さな
い程度に充分開かれている場合、支持構造の効果を考慮しない。その場合、出入
口領域の厚みは膜だけの厚みを指す、つまり支持構造の厚みを含まない。例えば
、このような支持構造を、出入口領域の特性に重大な影響を有さない出入口領域
の要素として見るべきであるかどうか、あるいは、例えば、支持構造がかなりの
厚みを有し、従って出入口領域に浸透した後の液体に対する透過率に影響を及ぼ
すかどうか、支持構造を内部領域の一部として考慮すべきであるかどうかは、特
殊な文脈において自明となるであろう。例えば、支持構造の厚みが増大したが、
なお膜と接続されたままである場合、複合「サポート‐内部ボイド」の透過率が支
持構造の透過率によってかなり影響される場合等、それはまだ内部領域に機能的
に属するものと考慮することができる。
【０２７４】 従って、出入口領域またはバルク領域、完全な輸送部材を見る場合等、各形態
の各々のためにこの原則を考慮すべきである。
【０２７５】 下記において、如何に様々な要素を組み合わせて液体輸送部材に適した構造を
作成するかを説明する。デザインオプションが多数あるために、１つ以上の他の
構造は上述の特性の全てによって認識できないかもしれないが、更に特殊な実施
形態と組み合わせた一般的な教示に従って、更なるオプションを設計することは
当業者にとって容易に自明となることを特記すべきである。
【０２７６】 相対的透過率 内部、バルク領域と出入口領域の透過率を独立して決定することができる場合
、一方または両方の出入口領域が内部領域より低い液体透過率を有することが好
ましい。
【０２７７】 このように、液体輸送部材は好ましくは少なくとも１０：１の出入口領域に対
するバルク領域の透過率比率を有しているべきであり、より好ましくは少なくと
も１００：１、更に好ましくは少なくとも１０００：１、さらには１００，００
０：１の比率が適している。
【０２７８】 領域の相対的配置 特殊な実施形態に応じて、内部領域と、出入口領域を備えた壁領域との様々な
組合せがあり得る。
【０２７９】 それに対して流体を輸送できるように、少なくとも一部の出入口領域が内部領
域と液体連通していなければならない。
【０２８０】 内部、バルク領域は壁領域より大きな孔を備えているべきである。内部の孔と
出入口領域の孔との孔径比は好ましくは少なくとも３：１、より好ましくは少な
くとも１０：１、更に好ましくは少なくとも１００：１、最も好ましくは少なく
とも３５０：１である。
【０２８１】 出入口領域の面積は典型的に内部領域の断面積より大きく、それによって各々
の領域を共に考慮する、即ち、存在する場合、入口領域または各々出口領域を共
に考慮する。多くの場合、出入口領域は前記内部領域の断面積の２倍であり、し
ばしば４倍、さらには１０倍の大きさである。
【０２８２】 領域の構造関係 様々な領域が同じような構造特性あるいは異なる構造特性を有することができ
、おそらく強度、柔軟性等の構造特性を補足する。
【０２８３】 例えば、全ての領域が協調して変形するように設計された柔軟な材料を備えて
いてもよく、それによって内部領域が、輸送される液体と接触すると同時に拡大
する、濡れるまで薄い(thin-until-wet)材料を備え、出入口領域が柔軟な膜を備
え、壁は液体不透過性の柔軟なフィルムで作ることができる。
【０２８４】 液体輸送部材は様々な材料で作ることができ、それによって各領域が１つ以上
の材料を備えていてよい。
【０２８５】 例えば、内部領域は多孔性材料から作ることができ、壁がフィルム材料を備え
、出入口が膜材料を備えていてよい。
【０２８６】 あるいは、内部領域の機能性を提供し、これらを囲む小さな孔に出入口材料と
して膜機能性を提供するために、輸送部材は基本的に様々な領域において異なる
特性を備えた１つの材料、例えば非常に大きな孔を有するフォームより成ってい
てもよい。
【０２８７】 液体輸送部材を見る１つの方法は、少なくとも１つの壁領域及び/または出入
口領域によって囲まれた内部領域を見ることである。これの非常に簡単な例は、
液体で満たされ、図７に示すように両端で膜によって閉じられた上述の管である
。
【０２８８】 このような部材は、内部領域(７０３)が出入口領域(７０６、７０７)を備えた
壁領域(７０２)によって「囲まれ」ているので、「閉分布部材」であると考えること
ができる。このようなシステムにとって、一旦輸送部材が活性化されるか、ある
いは平衡に保たれると、外部壁領域の穴開けが輸送機構を妨げ得ることが特徴的
である。少量だけの空気しかシステムに入らない場合にのみ、輸送機構を維持す
ることができる。それが液体輸送部材にとって有害ではない内部領域の範囲に、
この少量の空気を集積させることができる。
【０２８９】 少なくとも１つの開放出入口を備えた中空管の例として、壁に孔を開けること
が液体輸送を直ちに中断させ、また流体損失を生じさせることになる。
【０２９０】 この機構は、下記に記すように、「閉鎖システム試験」を定義するために利用す
ることができ、それは本発明による液体輸送部材にとって「充分ではあるが必要
ではない」状態である(つまり、この試験の条件を満たす全ての輸送部材を、本発
明の原理内で機能すると考えることができるが、この試験に合格しない全ての輸
送部材が必ずしも本発明の原理外ではない)。
【０２９１】 図８に示すように更なる実施形態では、液体輸送部材は、例えば、多数の管(
８０２)を共に接続して、幾つかの端開口部を入口８０６と出口８０７で閉じ、
それによって内部領域８０３を外接して囲むことによって達成することができる
ように、幾つかの入口及び/または出口領域を備えていてよく、あるいは流体が
同時に１つ以上の場所(１つ以上の出口)に輸送される「スプリット」システムを備
えていてよい。あるいは、異なる場所への輸送は選択的であってよく(例えば、
１つの出入口に向うルート上の輸送材料内のボイドが水溶性材料で満たされてい
てもよく、第２の出入口に向うルート上の輸送材料内のボイドが油可溶性材料で
満たされていてもよい。また、更に選択性を高めるために、輸送媒体が親水性及
び/または親油性であってもよい)。
【０２９２】 図９に示すような更なる実施形態では、適当な固定手段(９０９)によって適所
に保持され、出入口領域(９０６、９０７)と内部分離手段(９０８)とを備える壁
領域(９０２)によって囲まれた並列パイプの束を見ることによって視覚化できる
ように、内部領域(９０３)を１つ以上の領域に***させることができる。また、
少なくとも一部の膜材料を内部、バルク領域内部に置き、膜材料がパイプの壁を
形成することができることが企図され得る。
【０２９３】 更に別の実施形態(図１０)では、外部壁領域が基本的に透過性の出入口領域(
１００６)より成る、つまり内部領域(１００３)が不透過性領域によって全然囲
まれていない。出入口領域は同じ透過率を有するか、あるいは異なる度合いの透
過率を有していてよい。このように、内部領域が膜材料によって包まれていても
よい。更に、輸送部材が変化する特性を備えた単一材料であるように見えるよう
に、出入口領域及び内部領域を緩やかな遷移領域によって接続することができる
。
【０２９４】 別の実施形態(図１１Ａ〜図Ｄ)では、液体輸送部材が１つ以上の出入口領域(
１１０６)を有することができ、これらは入口または出口領域である、つまり、
部材が液体を受け入れるか、及び/または解放するように設計される。これを達
成するために、壁領域(１１０２)の部分は全部材が内部領域(１１０３)の体積を
増大することができ、付加的に受け入れた量の液体を収容するか、あるいは初期
に包含されていた液体を収容し、出入口領域を通してその液体を解放できるよう
に変形可能であってよい。これらの部材では、液体シンク、源を液体輸送部材と
一体的に組み合わせることができる。液体輸送部材は、図１１において要素(１
１１１)で示されるように、その中に一体的に組み込まれた液体シンク、源を有
することができる。
【０２９５】 例えば、ＵＳ−Ａ−５，１０８、３８３号(White)の開示の教示に従って作ら
れた構造は、上記において定義したように、これらがバルク領域及び出入口領域
に対する要件に従って変更された場合にのみ、本発明による液体輸送部材として
考慮することができる。特殊な機能発揮機構の故に、これらの構造はそうでなけ
れば、内部領域及び出入口領域に対する付加的要件のために、透過性駆動力(つ
まり、プロモーターの存在)に対して制限されないし、本発明の膜がＵＳ−Ａ−
５，１０８，３８３号によるＭＯＰ構造によって必要とされる塩拒絶特性の要件
を満たす必要もないという、本発明の幅広い適用可能性を見逃すであろう。
【０２９６】 別の実施形態は、適当な膜で作られた出入口領域と組み合わせて、超吸収性材
料等の高度に吸収性の材料、または１９９８年３月１３日にT. DesMaraisらの名
前で出願された米国特許出願０９/０４２４２９号に詳細に記載されているよう
な他の高度に吸収性の材料と、保管部材の体積を増大させることができるように
柔軟に拡大できる壁とを備えている。液体輸送部材と一体的な液体シンクを備え
たこのようなシステムの更なる実施形態は、適当な膜と組み合わせた「濡れるま
で薄い」材料である。このような材料はＵＳ−Ａ−５，１０８，３８３号等から
公知であり、それはＨＩＰＥプロセスによって作られるもの等のオープンセル多
孔性親水性フォーム材料である。細孔が脱水され、少なくとも部分的に乾燥され
た時に縮小し、濡れると同時に拡大するように、孔径及びポリマー強度、ガラス
転移温度Ｔg)、親水性特性が設計される。特殊な実施形態はフォーム層であり、
それは液体を吸収すると同時にそのキャリパーを拡大し、更に液体を除去すると
同時に(再)縮小することができる。
【０２９７】 更に別の実施形態では、内部領域が液体輸送プロセスの開始時には液体のボイ
ドであってよい(つまり、液体輸送部材を囲む大気圧より低い圧力でガスを含む)
。このような場合、液体源によって供給される液体は入口領域を通って浸透し、
まず膜のボイドを満たし、次に内部領域を満たす。ウェッティングが本発明によ
る輸送機構を始動させ、それによって出口領域を湿らせて出口領域に浸透する。
このような場合、内部領域は輸送流体で完全に満たされていなくてもよいが、或
る量の残留ガスまたは蒸気が保持されていてよい。ガスまたは蒸気が輸送液体内
で可溶である場合、一部の液体が部材を通過した後、初期に存在したガスまたは
蒸気の略全てを取り除き、内部領域を略ボイドがない状態にすることが可能であ
る。もちろん一部の残留ガス、蒸気が内部領域に存在する場合、図１２に示すよ
うに、壁領域(１２０２)が内部領域(１２０３)を外接して囲む出入口領域(１２
０６、１２０７)を備え、ガスが集積できるようにする領域(１２１０)を備える
ような、特殊な手段を取らない限り、これは流体部材の効果的な利用できる横断
面を減少させるかもしれない。
【０２９８】 更に別の実施形態は異なるタイプの流体を使用することができ、例えば、部材
を水性ベースの液体で満たし、輸送機構は非水性の、おそらく(油のような)非混
和性液体が入口を介して液体輸送部材に入り、一方水性液体が出口を介して部材
を出るようなものである。
【０２９９】 本発明の更に別の実施形態では、１つ以上の上述の実施形態を組み合わせるこ
とができる。
【０３００】 液体輸送システム 下記において、本発明による適当な液体輸送システム(ＬＴＳ)を作成するため
の、このような液体輸送部材の適当な配置について説明する。
【０３０１】 本発明の範囲内の液体輸送システムは、少なくとも１つの液体輸送部材と、該
部材と液体連通する少なくとも１つの液体シンクまたは源との組合せを備えてい
る。システムは更に多数のシンクまたは源を備えていてもよく、また並列配置に
おけるような多数の液体輸送部材を備えていてもよい。後者は、輸送部材が破損
した場合でもシステムの機能性を保証するように、冗長性を作り出すことができ
る。
【０３０２】 輸送部材によって受け入れられるために容易に利用できるように、液体源はど
のような形態の自由液体、または緩く束縛された液体であってよい。
【０３０３】 例えば、液体プール、あるいは自由に流れる量の液体、または液体で満たされ
たオープン多孔構造等。
【０３０４】 シンクはどのような形態の液体受け入れ領域であってもよい。或る実施形態で
は、液体源内の液体よりしっかりと束縛された液体を有することが好ましい。シ
ンクは、液体が部材から離れて自由にまたは重力で駆動されて流れることができ
るように、自由液体を含む要素または領域であってよい。あるいは、シンクは吸
収性または超吸収性材料、吸収性フォーム、拡大可能なフォームを含むことがで
き、あるいはシンクをばねで賦活されるベローシステムで作ることができ、ある
いはシンクが浸透的に機能する材料またはそれらの組合せを含むことができる。
【０３０５】 この文脈における液体連通は、液体がシンク、源から部材へと輸送する能力、
あるいは輸送される能力を指し、例えば、要素と接触することによって、あるい
は要素を共に近接させて液体が残りのギャップを橋かけできるようにすることに
よって容易に達成することができる。
【０３０６】 このような液体輸送システムは上記の説明による液体輸送部材と、更に少なく
とも１つの液体シンクまたは源とを備えている。この用語は少なくとも、液体輸
送システムが： シンク及び液体解放液体輸送部材；または 源及び液体受け入れ液体輸送部材；または シンクと源と液体輸送部材 とを備えるように、液体輸送部材自体が液体を保管または解放することができる
システムに適用される。
【０３０７】 これらのオプションの各々において、液体輸送部材は部材外部のシンクまたは
源に加えて、液体解放または受け入れ特性を有することができる。
【０３０８】 少なくとも一部の出入口領域は源液体と液体連通していなければならず、適用
可能な場合は、シンク材料と液体連通していなければならない。１つのアプロー
チは、液体源、シンクの液体等の液体が容易に出入口領域と接触できるようにす
るために、部分的に、または全体の外側表面として、液体輸送部材の外側表面を
形成する出入口領域材料を有することである。効果的な出入口領域のサイズは各
々シンクまたは源との液体連通のサイズによって決定することができる。例えば
、出入口領域の全体がシンク、源と接触していてもよいし、あるいはその一部の
みと接触していてもよい。あるいは、例えば、１つの均質な出入口領域がある場
合、これは別々の効果的な入口領域と効果的な出口領域とに区別することができ
、出入口領域が液体源及び/または液体シンクと各々接触している。
【０３０９】 シンクは部材から(また適用可能な場合は、各々の出入口領域から)液体を受け
入れることができなければならず、源は部材(適用可能な場合は、各々の出入口
領域)に対して液体を解放できなければならないことが自明であろう。
【０３１０】 したがって、本発明による液体輸送部材用の液体源は、着用者により解放され
る尿とか、開かれたリザーバ等の、自由に流れる液体であってよい。
【０３１１】 液体源領域１３０３は吸収体における液体捕捉部材等の中間リザーバであって
もよい。
【０３１２】 同様に、液体シンクは自由なフローチャネル、または拡大するリザーバ、例え
ば、ばね等の機械的拡大手段またはスペーサー手段と組み合わされたベロー要素
であってよい。
【０３１３】 液体シンク領域は、吸収体において有用であるもの等、吸収部材の最終液体保
管要素であってもよい。
【０３１４】 壁領域(１３０２)、出入口領域(１３０６、１３０７)、液体シンク材料(１３
１１)を備えた、本発明による２つ以上の液体輸送システムを「カスケーディング
デザイン」(図１３)に配置することができる。そこでは、全体の流体流路が１つ
の液体輸送システムから次の液体輸送システムへと通過するであろう。それによ
って、入口及び出口領域が互いに流体連通している場合等、次の液体輸送システ
ムの入口領域が前のシステムのシンク機能性を引き継ぐことができる。このよう
な流体連通は直接接触であってもよいし、あるいは中間材料を介してであっても
よい。
【０３１５】 このような「カスケード」の特殊な実施形態は、適切な特性の膜を備える２つ以
上の「膜透過性パケット」を接続する際に見ることができ、それによって次のパケ
ットで透過性吸引力が増大する。各パケットは液体輸送部材と考えることができ
、パケット間の接続が各パケットまたは部材の入口、出口領域を画定するであろ
う。それによって、パケットを(１つのタイプの柔軟な膜等)１つの材料によって
囲むことができるか、あるいは幾つかのパケットが単一の膜要素を有することも
できる。
【０３１６】 好ましい実施形態では、後述するように、要求吸収試験において測定して、液
体輸送システムｇ液体輸送システムの重量ベースで、少なくとも５ｇ/ｇの吸収
容量を有し、好ましくは少なくとも１０ｇ/ｇ、より好ましくは少なくとも５０
ｇ/ｇ、最も好ましくは少なくとも７５ｇ/ｇの吸収容量を有している。
【０３１７】 別の好ましい実施形態では、後述するように、ティーバッグ遠心分離容量試験
において測定して、液体輸送システムが、吸収材料の重量ベースで少なくとも１
０ｇ/ｇの、好ましくは少なくとも２０ｇ/ｇ、より好ましくは少なくとも５０ｇ
/ｇの毛管及び/または透過性吸収容量を有する吸収材料を備えるシンクを含んで
いる。
【０３１８】 更に別の好ましい実施形態では、液体輸送システムは、１９９８年６月２９日
に出願された同時係属中のＰＣＴ出願ＵＳ９８/１３４９７号の試験セクション
に記載されているような毛管吸着試験に賦された時、少なくとも４ｋＰａ、好ま
しくは少なくとも１０ｋＰａの、部材のバブルポイント圧力に対応する毛管吸引
まで、少なくとも５ｇ/ｇの吸収容量を有し、好ましくは少なくとも１０ｇ/ｇ、
より好ましくは少なくとも５０ｇ/ｇ、最も好ましくは少なくとも７５ｇ/ｇの吸
収容量を提供する吸収材料を備えている。このような材料は更に４ｋＰａまたは
１０ｋＰａをも超えるようなバブルポイント圧力以上の毛管吸着試験において、
５ｇ/ｇ未満の、好ましくは２ｇ/ｇ未満の、より好ましくは１ｇ/ｇ未満の、最
も好ましくは０．２ｇ/ｇ未満の低い吸収容量を呈することが好ましい。或る特
殊な実施形態では、液体輸送部材は、ＰＣＴ出願ＵＳ９８/０５０４４号に記載
されているようなＨＩＰＥ重合化により作られた超吸収材料またはフォームを含
むことができる。典型的に、液体シンク材料の吸引は出入口領域のバブルポイン
ト圧力を超えないであろう。
【０３１９】 アプリケーション 本発明の液体輸送部材またはシステムを適用する幅広い分野がある。以下の説
明は如何なる方法においても制限的であると考えるべきではなく、むしろこのよ
うな部材またはシステムが有用である範囲を例示するためのものであると考える
べきである。
【０３２０】 包帯あるいは他のヘルスケア用吸収システムのために適当なアプリケーション
を見出すことができる。別の形態では、製品は水輸送システム、部材であってよ
く、例えば、輸送される水を浄化することによって、任意で輸送機能性を濾過機
能性と組み合わせる。更に、液体を除去するか、あるいは制御された方法で流体
を解放することによる等、部材はクリーニング操作においても有用である。本発
明による液体輸送部材は油、グリース吸収剤であってもよい。
【０３２１】 工場用の自動制御式イリゲーションシステムに１つの特殊なアプリケーション
を見ることができる。それによって、入口をリザーバに沈めることができ、輸送
部材は長い管の形態であってよい。公知のイリゲーションシステム(ジェード＠
ナショナルギルド(Jade @ National Guild, PO Box 5370,Mt Crested Butte, CO
81225)から入手できるブルマット(BLUMAT)という商標名で公知のもの等)とは対
照的に、本発明によるシステムはリザーバが乾燥してもその機能性を失わず、リ
ザーバが再充填されるまで、また再充填された後も機能的であり続ける。
【０３２２】 別のアプリケーションは、イリゲーションシステムのために上述したのと同じ
ような利点を備えたエアコンディショニングシステムに見出される。更に、出入
口領域の小さな孔径のために、このシステムは多孔性粘土構造あるいは吸取紙タ
イプの要素等、従来の湿潤器より掃除しやすいであろう。
【０３２３】 更に別のアプリケーションは、生物学的システムまたは医療分野においても予
想することができるもの等、ミニチュアポンプの交換である。
【０３２４】 更に別のアプリケーションは油、水混合物から離して油を輸送したい場合等、
液体の選択的輸送に見ることができる。例えば、水上に油がこぼれると、液体輸
送部材を使用して油をリザーバへと輸送することができる。あるいは、その中に
油用のシンク機能性を備えた液体輸送部材へと油を輸送することができる。
【０３２５】 更に別のアプリケーションは本発明による液体輸送部材を信号用送信機として
使用する。このようなアプリケーションでは、輸送される液体の全量が非常に大
きい必要はなく、むしろ輸送時間を短くするべきである。これは液体が満たされ
た輸送部材を有することによって達成することができ、それは入口において少量
の液体でも受け入れると同時に、事実上直ちに出口で液体を解放する。この液体
を使用して、信号または活性化された応答等の更なる反応を刺激する、例えばシ
ールを溶解して蓄積された機械エネルギーを解放し、形状または構造における三
次元変化を生じさせることができる。
【０３２６】 更なアプリケーションでは、液体輸送の非常に短い反応時間及び事実上即座の
反応時間を利用する。
【０３２７】 このような液体輸送部材の特に有用なアプリケーションは、使い捨て吸収体な
どのベビー用おむつ等、使い捨て衛生製品等の吸収体の分野に見ることができる
。
【０３２８】 吸収体--一般的な説明 吸収体は概して以下のものを備える： ・吸収性コアまたはコア構造(これは本発明による改良された流体輸送部材を
備えていてもよいし、また付加的なサブ構造より成っていてもよい)； ・流体透過性のトップシート； ・略流体不透過性のバックシート； ・更に任意で、閉鎖要素または弾性化要素(elastification)のような特徴部。
【０３２９】 図１４は本発明の吸収体の例示的な実施形態の平面図であり、それはおむつで
ある。
【０３３０】 おむつ１４２０は平らにされた収縮していない状態(つまり、ゴムバンドがそ
の弛緩された状態で残されているサイドパネルを除いて、ゴムバンドで誘発され
た収縮が抜き取られた状態)で図１４に示されており、おむつ１４２０の構成を
より明確に示すために構造の一部が破断されており、着用者から反れたおむつ１
４２０の部分、つまり外面１４５２が観察者の方に向いている。図１４に示すよ
うに、おむつ１４２０は、好ましくは液体透過性のトップシート１４２４と、ト
ップシート１４２４に接合される液体不透過性のバックシート１４２６と、トッ
プシート１４２４とバックシート１４２６間に位置付けられる吸収性コア１４２
８とを備えた封じ込めアッセンブリ１４２２と、弾性化サイドパネル１４３０と
、弾性化脚カフ１４３２と、伸縮性ウエスト特徴部１４３４と、概して１４３６
で多様に示される、二重張力留め具システムを備える閉鎖システムとを備えてい
る。二重張力留め具システム１４３６は好ましくは一次留め具システム１４３８
とウエスト閉鎖システム１４４０とを備えている。一次留め具システム１４３８
は好ましくは一対の固定部材１４４２とランディング部材１４４４とを備えてい
る。ウエスト閉鎖システム１４４０は、図１４において、好ましくは一対の第１
付着成分１４４６と、第２付着成分１４４８とを備えているのが示されている。
おむつ１４２０は更に、好ましくは各第１付着成分１４４６の下に(subjacent)
位置決めパッチ１４５０を備えている。
【０３３１】 おむつ１４２０は、図１４において、外面１４５２(図１４では観察者の方に
向いている)と、外面１４５２と対向した内面１４５４と、第１ウエスト領域１
４５６と、第１ウエスト領域１４５６に対向した第２ウエスト領域１４５８と、
おむつ１４２０の外縁によって画定される周縁部１４６０とを有しているのが示
されており、長手方向縁が１４６２で示され、端縁が１４６４で示されている。
おむつ１４２０の内面１４５４は、使用中に着用者の体に隣接して位置付けられ
るおむつ１４２０の部分を備える(つまり、内面１４５４が概してトップシート
１４２４の少なくとも一部とトップシート１４２４に接合される他の成分によっ
て形成される)。外面１４５２は着用者の体から反れて位置付けられるおむつ１
４２０の部分を備える(つまり、外面１４５２は概してバックシート１４２６の
少なくとも一部と、バックシート１４２６に接合される他の成分によって形成さ
れる)。第１ウエスト領域１４５６と第２ウエスト領域１４５８は各々周縁部１
４６０の端縁１４６４からおむつ１４２０の横断方向中心線１４６６へと伸びる
。ウエスト領域は各々中央領域１４６８と、典型的にウエスト領域の外側横部分
を備える一対のサイドパネルとを備えている。第１ウエスト領域１４５６に位置
付けられるサイドパネルは１４７０で示され、第２ウエスト領域１４５８に位置
付けられるサイドパネルは１４７２で示されている。一対のサイドパネルまたは
各サイドパネルが同じである必要はないが、互いの鏡像であることが好ましい。
第２ウエスト領域１４５８に位置付けられるサイドパネル１４７２は側面方向に
弾力的に伸ばせるものであってよい(つまり、弾性化サイドパネル１４３０)。(
側面方向(ｘ方向または幅)はおむつ１４２０の横断方向中心線１４６６に対して
平行な方向と定義され、長手方向(ｙ方向または長さ)は長手方向中心線１４６７
に対して平行な方向と定義され、軸方向(ｚ方向または厚み)はおむつ１４２０の
厚みを通って伸びる方向と定義される)。
【０３３２】 図１４はトップシート１４２４とバックシート１４２６が吸収性コア１４２８
の長さと幅より概して大きな長さと幅寸法を有するおむつ１４２０の詳細を示し
ている。トップシート１４２４とバックシート１４２６は吸収性コア１４２８の
縁を越えて伸び、それによっておむつ１４２０の周縁部１４６０を形成する。周
縁部１４６０は外周、または言い換えれば、おむつ１４２０の縁を画定する。周
縁部１４６０は長手方向縁１４６２と端縁１４６４とを備えている。
【０３３３】 弾性化各脚カフ１４３２は、脚バンド、サイドフラップ、バリヤーカフ、上述
の伸縮性カフのいずれかに類似するように構成することができるが、各弾性化脚
カフ１４３２は、バリヤーフラップ１４８５と、上記において参照した米国特許
第４，９０９，８０３号に記載されているような、スペーシング弾性部材１４８
６とを備える内部バリヤーカフ１４８４を少なくとも備えていることが好ましい
。好ましい実施形態では、弾性化脚カフ１４３２は付加的に、上記において参照
した米国特許第４，６９５，２７８号に記載されているような、バリヤーカフ１
４８４の外側に位置付けられた、１つ以上の弾性ストランド１４１０５を備えた
弾性ガスケットカフ１４１０４を備えている。
【０３３４】 おむつ１４２０は更に改良されたフィットと封じ込めを提供する弾性ウエスト
特徴部１４３４を備えていてよい。弾性ウエスト特徴部１４３４は少なくとも中
央領域１４６８内の吸収性コア１４２８の少なくとも１つのウエスト縁１４８３
から長手方向外向きに少なくとも伸びて、概しておむつ１４２０の端縁１４６４
の少なくとも一部を形成する。このように、弾性ウエスト特徴部１４３４は吸収
性コア１４２８のウエスト縁１４８３からおむつ１４２０の端縁１４６４まで少
なくとも伸びるおむつの部分を備え、着用者のウエストに隣接して配置されるこ
とが意図されている。使い捨ておむつは２つの弾性ウエスト特徴部を有するよう
に概ね構成され、１つが第１ウエスト領域に位置付けられ、１つが第２ウエスト
領域に位置付けられる。
【０３３５】 弾性ウエスト特徴部１４３４の弾性化ウエストバンド１４３５はトップシート
１４２４号の一部と、好ましくは機械的に引き伸ばされたバックシート１４２６
の一部と、トップシート１４２４とバックシート１４２６間に位置決めされるエ
ラストマー部材１４７６を備える２薄層材料と、バックシート１４２６とエラス
トマー部材１４７６間に位置決めされる弾性部材１４７７とを備えていてよい。
【０３３６】 これはおむつの他の成分と共に、参照してここに組み込まれるＷＯ９３/１６
６６９に詳細に説明されている。
【０３３７】 吸収性コア 吸収性コアは概して圧縮でき、従順で、着用者の皮膚に対して刺激的ではない
ものであり、尿とか他の体の***物等の液体を吸収して保持することができるも
のであるべきである。図１４に示すように、吸収性コアは衣類側表面と体側表面
と側縁とウエスト縁とを有している。吸収性コアは、本発明による液体輸送部材
に加えて、一般に使い捨ておむつや他の吸収体において使用される、種々の液体
吸収材料または液体処理材料を備えていてもよく、例えば、エアフェルトと一般
に称される微粉砕木材パルプ、コフォームを含むメルトブロウンポリマー、化学
的剛性または変性または架橋セルロース繊維、ティッシューラップ及びティッシ
ューラミネートを含むティッシュー等であるが、これらに制限されない。
【０３３８】 吸収構造の一般的な例は、１９８６年９月９日にWeismanらに対して発行され
た「高密度吸収構造(High-Density Absorbent Structures)」と題する米国特許第
４，６１０，６７８号；１９８７年６月１６日にWeismanらに対して発行された「
二重層になったコアを備えた吸収体(Absorbent Articles With Dual-Layered Co
res)」と題する米国特許第４，６７３，４０２号；１９８９年１２月１９日にAng
stadtに対して発行された「粉付け層を有する吸収性コア(Absorbent Core Having
A Dusting Layer)」と題する米国特許第４，８８８，２３１号;Bewick-Sonntag
らのＥＰ−Ａ−０ ６４０ ３３０号、米国特許第５，１８０，６２２号(Bergら)
、米国特許第５，１０２，５９７号(Roeら)、米国特許第５，３８７，２０７号(
Dyerら)に記載されている。下記に概説する、吸収性コア２８として使用するた
めの要件と矛盾しないように、このような構造やこれに類似した構造を適合させ
てもよい。
【０３３９】 吸収性コアは単一コア構造であってもよいし、あるいは幾つかの吸収構造の組
合せであってもよく、更には１つ以上のサブ構造よりなることもできる。各構造
またはサブ構造は基本的に二次元延長部を有する(つまり層である)、あるいは三
次元形状を有することができる。
【０３４０】 本発明による液体輸送部材は少なくとも１つの入口領域を備えていてもよく、
それは製品のローディングゾーンに置かれるべきである。この入口領域はここで
説明するような要件を満たす柔軟な膜材料から作ることができ、内部領域を形成
する高い弾性の、開かれた繊維状構造にそれを結び付けることができ、内部領域
は出入口領域を除いて全ての縁で接着剤によって閉じることができる壁領域を形
成するために、柔軟な不透過性フィルムで包まれてよい。優れた全体的なシーリ
ングを許容するために、不透過性フィルムはそれらの間の接着剤による接着を許
容するように幾分出入口領域に重なってもよい。
【０３４１】 図１５は図１４に示したような製品の特殊な実施形態を示しており、部品が同
じような番号で示され、図１６Ａは、やはり同じナンバリングで示された、図１
５のＡ−Ａに沿った、一部拡大され、簡略化された断面図である。ここで、吸収
性コア(１５２８/１６２８)は適当な液体処理部材から作られ、それは壁領域(１
５０２、１６０２)と、出入口領域(１５０６、１５０７、１６０６)と、内部領
域(１５０３、１６０３)から構成される。部材は液体シンク(１５１１、１６１
１)に接続されてよく、また任意でトップシート(１５２４、１６２４)が取り付
けられる。シンク(１５１１、１６１１)は最終的保管材料、例えば超吸収材料ま
たは高度に吸収性の多孔性材料を備えていてもよい。
【０３４２】 内部領域は、入口において液体を受け入れた後、直ちにそこを通って液体を容
易に輸送できるように、水等の液体で満たすことができる。あるいは、内部領域
は真空状態であってよく、湿潤と同時に溶解することができるポリビニルアルコ
ールフィルムのようなバリヤーフィルムの活性化と同時に、入口を通して液体を
吸い込むことができる。一旦内部領域が液体で満たされ、出口領域が液体で濡れ
ると、予め満たされたシステムに関して輸送機構が発生する。
【０３４３】 図１６Ｂに示したような実施形態は、超吸収材料またはその中の高吸収性の多
孔性材料等、最終的液体保管材料を内部領域が備えるという点で、図１６Ａのも
のとは異なっている。また、透過性液体保管機構を高めるためのプロモーター材
料、例えば、前述の米国で発行されたＵＳ−Ａ−５，１０８，３８３号(White,
Allied Signal)に開示されているもの等が内部領域内にあってもよい。この場合
、輸送液体で予め満たされていない内部領域、あるいは少なくとも大部分が輸送
液体で満たされていない内部領域を有することが好ましいかもしれないが、輸送
液体が受け入れられるまで内部領域を真空状態に保持することがむしろ好ましい
かもしれない。
【０３４４】 更なる液体処理要素を必要としないように、吸収性コアを設計することができ
る。
【０３４５】 例えば、出入口領域が噴出率(gush rate)で液体を直ちに捕捉することができ
るようにするために、入口領域の面積を、その透過率及びキャリパーに対して調
節することができ、最終保管領域へと液体を直ちに送るために、その透過率及び
断面積によって内部領域を調節することができる。
【０３４６】 あるいは、吸収性コアが他の流体処理要素、例えば、捕捉領域または中間保管
領域等を備えていてもよい。更に、「カスケーディング液体輸送部材」または「Ｍ
ＯＰ」がコア構成内で適当な要素であり得る。 液体輸送部材の作成方法 本発明による液体輸送部材は様々な方法で作ることができ、それらの方法は共
通して、上述のように各々の特性を適切に選択して、バルク領域または内部領域
を、出入口領域を備えた壁領域と組み合せるという基本的な工程を有していなけ
ればならない。これは同質の材料から始まり、その中に異なる特性を付与するこ
とによって達成することができる。例えば、部材がポリマーフォーム材料である
場合、これは変化する孔径を備えた１つのモノマーを形成し、次にそれを適当な
部材を形成するように重合化することにより作り出すことができる。
【０３４７】 これは様々な基本的に同質の材料から始まり、それらを１つの部材に組み合わ
せることによって達成することができる。この実施では、同質または変化する特
性を有することができる壁材料を提供することができ、また開かれた多孔性材料
であってよいバルク材料を提供することができ、あるいはバルク領域を表すよう
にボイドスペースを画定することができる。壁材料がバルク領域またはバルク領
域材料を完全に外接して囲むように、業界で公知のように、ラッピングまたはエ
ンベローピング等、適当な技術によって２つの材料を組み合わせることができる
。
【０３４８】 液体輸送を可能化するために、バルク領域に液体を詰めることができ、あるい
はバルク領域を真空状態にするか、あるいは真空または液体充填を作り出すため
に、バルク領域に他の補助具が備えられていてもよい。
【０３４９】 任意で、本発明による部材の形成方法は、活性化手段を適用する工程を有して
いてもよく、それは、例えば接着剤をカバーするための剥離紙として公知のよう
な、取り外しできる剥離要素を提供することによって、あるいは使用時まで部材
の密封を許容するパッケージングデザインを提供することによる等、機械タイプ
のものであってよく、それによって使用時にこのようなパッケージングシーリン
グが開かれるか、取り除かれる。この活性化手段は輸送液体と反応する、例えば
溶解する材料を備えていてもよい。例えば、使用と同時に出入口領域を開くため
に、このような材料を出入口領域に適用してもよく、あるいは濡れると同時にこ
れらの領域の拡大を許容するために、このような材料をバルク領域に適用しても
よい。
【０３５０】 本発明による部材の作成は、ロール形態で提供され、次にそれが解かれて処理
される様々な材料を有することによって、基本的に連続的に実施することができ
、あるいはいずれかの材料がフォーム片または微粒子等の分離した形態で提供さ
れてもよい。
【０３５１】 実施例 以下のセクションでは、本発明の液体輸送部材及びシステムに適した特殊な例
を提供するが、まずこれらの部材またはシステムの或る領域において使用される
のに適した様々なサンプルを説明することから始める。 Ｓ−１ 出入口領域に適したサンプル Ｓ−１．１：ステンレス鋼から作られ、１９μｍから２０μｍまでフィルタリ
ングするために設計されており、６１％の多孔率と０．０９ｍｍのキャリパーを
有している、ドイツ、オエルデ(Oelde, Germany)のヘイバー＆ベッカー社(Haver
& Boecker)から入手できるような、織フィルターメッシュ、HIFLO(登録商標)、
タイプ２０。
【０３５２】 Ｓ−１．２ａ：ドイツ、Geldern-Waldbeckのバーセイダグ社(Verseidag)から
入手できるもの等の、ポリアミドメッシュモノデュ(Monodur)タイプMON PA 20 N
。
【０３５３】 Ｓ−１．２ｂ：ドイツ、Geldern-Waldbecのバーセイダグ社(Verseidag)から入
手できるもの等の、ポリアミドメッシュモノデュ(Monodur)タイプMON PA 42.5 N
。
【０３５４】 Ｓ−１．３ａ：スイス、ルッシュリコン(Ruschlikon)のSEFAR社の０７−２０/
１３等のポリエステルメッシュ。
【０３５５】 Ｓ−１．３ｂ：スイス、RuschlikonのSEFAR社のポリアミドメッシュ０３−１
５/１０。
【０３５６】 Ｓ−１．３ｃ：スイス、RuschlikonのSEFAR社のポリアミドメッシュ０３−２
０/１４。
【０３５７】 Ｓ−１．３ｄ：スイス、RuschlikonのSEFAR社のポリアミドメッシュ０３−１/
１。
【０３５８】 Ｓ−１．３ｅ：スイス、RuschlikonのSEFAR社のポリアミドメッシュ０３−５/
１。
【０３５９】 Ｓ−１．３ｆ：スイス、RuschlikonのSEFAR社のポリアミドメッシュ０３−１
０/２。
【０３６０】 Ｓ−１．３ｇ：スイス、RuschlikonのSEFAR社のポリアミドメッシュ０３−１
１/６。
【０３６１】 Ｓ−１．４：米国特許第５，１０８，３８３(White, Allied-Signal Inc.)に
記載されているもの等の、酢酸セルロース膜。
【０３６２】 Ｓ−１．５：参照してここに組み込まれる、T. DesMaraisらによって１９９８
年３月１３日に出願された「高吸引ポリマーフォーム(High Suction polymeric f
oam)」と題する米国特許出願０９/０４２４２９の教示により作られたＨＩＰＥフ
ォーム。
【０３６３】 Ｓ−１．６：ハドソン社(Hudson)からのもの等、ドイツで市販されている、例
えば１．５ｄｅｎタイプのナイロンストッキング。
【０３６４】 Ｓ−２ 出入口領域を表さない、壁領域に適したサンプル Ｓ−２．１：ドイツ、グレフェルフィング(Grafelfing, Germany)のアルコー
社(Alkor)から、商標名「d-c-fix」として市販されているもの等の、柔軟な接着剤
被覆フィルム。
【０３６５】 Ｓ−２．２：ドイツ、ニデラウ(Nidderau, Germany)のフィッシャー、サイエ
ンティフィック社(Fisher Scientific)からの、プラスチックファンネル、カタ
ログ＃６２５ ６１７ ２０。
【０３６６】 Ｓ−２．３：米国、イリノイ州、バーリントン(Barrington, Illinois 60010
U. S. A.)のバーナント社(Barnant Company)によって販売されている、ノートン
社(Norton)のマスターフレックス(Masterflex)６４０４−１７等の柔軟な管材料
(内径約８ｍｍ)。
【０３６７】 Ｓ−２．４：米国オハイオ州シンシナティ(Cincinnati, OH, US)のクロペイ社
(Clopay Corp.)からコードＤＨ−２２７として入手できるもの等の、使い捨てお
むつ内のバックシート材料として使用されるような従来のポリエチレンフィルム
。
【０３６８】 Ｓ−２．５：イタリア、ミラノ(Milano, Italy)のヌーバ、パンサック社(Nuov
a Pansac SpA)から、コードＢＳコード４４１１１８として入手できるもの等の
、使い捨ておむつ内のバックシート材料として使用されるような従来のポリエチ
レンフィルム。
【０３６９】 Ｓ−２．６：ドイツ、Nidderauのフィッシャー、サイエンティフィック社から
のカタログ＃６２０ ８５３ ８４等の柔軟なＰＶＣ管。
【０３７０】 Ｓ−２．７：ドイツ、Nidderauのフィッシャー、サイエンティフィック社から
のカタログ＃６２０ ４５６ ６８等のＰＴＦＥ管。
【０３７１】 Ｓ−３ 内部領域に適したサンプル Ｓ−３．１：どのような堅い壁、出入口領域によっても作られるようなボイド
。
【０３７２】 Ｓ−３．２：商標名「フェデルン(federn)」製品番号ＤＤ/１００として、ドイ
ツ、ノイスタット(Neustadt, Germany)のフェデルンファブリック・ディーツ(Fe
dernfabrik Dietz)から入手できるような、力が印加された状態で、４ｍｍの外
径と約６ｃｍの長さを有する金属ばね。
【０３７３】 Ｓ−３．３：フィルトレン(Filtren)ＴＭ１０ブルー、Filtren TM２０ブルー
、Filtren TM３０ブルー、Filtren Firend １０ブラック、Filtren Firend ３０
ブラック、Filtren HC２０グレー、Filtren Firend HC３０グレー(grex)、ブル
プレン(Bulpren)Ｓ１０ブラック、Bulpren S２０ブラック、Bulpren S３０ブラ
ック)等の、ベルギー、Brusselのレクチセル社(Recticel)からのオープンセルフ
ォーム。
【０３７４】 Ｓ−３．４：参照してここに組み込まれる、１９９８年３月１３日にT. DesMa
raisらの名前で出願された「水性液体を分布させるための吸収材料(Absorbent Ma
terials For Distributing Aqueous Liquids)」と題する米国特許出願０９/０４
２４１８の教示に従って作られたようなＨＩＰＥフォーム。
【０３７５】 Ｓ−３．５：Ｓ−３．４またはＳ−３．３の微粒子片。 Ｓ−４ 圧力勾配作成手段用のサンプル Ｓ−４．１:ＵＳ−Ａ−５，１０８，３８３号(White, Allied Signal)の教示
に従った、透過性圧力勾配材料。
【０３７６】 Ｓ−４．２：静水圧高さによって発生される圧力差を発生させる入口と出口間
の高さの差。
【０３７７】 Ｓ−４．３：毛管圧力差を発生させる様々な部分的に飽和した多孔性材料(吸
収性フォーム、超吸収材料、粒子、砂、土)。
【０３７８】 Ｓ−４．４：出口に対して、例えば(気密密封された)真空ポンプによって発生
されるような、入口と出口における大気圧の差。
【０３７９】 輸送部材に対する実施例Ａ 出入口領域を備えた壁領域と、液体で満たされた内部領域との組合せ： Ａ−１)約２０ｃｍの長さの管(Ｓ−２．６)をプラスチックファンネル(Ｓ−２
．２)と気密に接続する。シーリングは(ドイツ、Nidderauのフィッシャー、サイ
エンティフィック社からカタログ番号６１７ ８００ ０２として入手できる)パ
ラフィルムＭで作ることができる。ファンネルの開かれた面積よりわずかに大き
な出入口材料(Ｓ−１．１)の円形片をファンネルで気密に密封する。シーリング
は適当な接着剤、例えば、ドイツ、ヘンケル社(Henkel KGA)のパテックス(Patte
xTM)で行われる。
【０３８０】 任意で、出入口領域材料(Ｓ−１．１)は管の下端に接続され、気密に密封され
てもよい。装置を液体の下に置き、装置内部の空気を出入口領域にしっかりと接
続された真空ポンプで取り除くことによって、装置に水等の液体を満たす。部材
の機能性を立証するために、下端は出入口領域でシールしなくてもよいが、その
場合、空気がシステムに入らないようにするために、下端が液体と接触している
必要があるか、あるいは下端が装置の最下端である必要がある。
【０３８１】 Ａ−２)Ｓ−２．３の一方として、約１ｍ長さの管の両端において、Ｓ−１．
１におけるような２つの円形の(例えば、約１．２ｃｍの直径の)出入口領域材料
を気密に(例えば、出入口領域となる予定の区域を加熱し、Ｓ−２．３のプラス
チック材料が溶け始め、それによって優れた接続を作り出すように、Ｓ−２．３
の両端をこれらの区域の上に押し付けることによって)シールする。管の一端を
水等の液体に落とし、他端を真空ポンプに接続して、大気圧より実質的に小さな
空気圧を作り出す。効果的に全ての空気が管から取り除かれ、液体と交換される
まで、真空ポンプが管から空気を引き寄せる。次にポンプを出入口から切断し、
こうして部材を作り出す。
【０３８２】 Ａ−３)片側で約１２ｃｍ×１２ｃｍの寸法のＳ−２．５の壁材料によって、
また他方の側で約１２ｃｍ×１２ｃｍの寸法のＳ−１．３ａの出入口領域材料に
よって「挟まれた」約１０ｃｍ×１０ｃｍの方形シートのフォーム材料(Ｓ−３．
３、フィルトレンＴＭ１０ブルー)。便利な気密方法で、例えば、ドイツ、ヘン
ケル社から市販されている上述のPattexTM接着剤で糊付けすることによって、壁
材料Ｓ−２．５と出入口領域材料Ｓ−１．３ａを重なり合った領域で共にシール
する。装置を水等の液体に浸漬し、装置を絞ることによって空気を搾り出す。ス
クイージング圧力を装置から解放する一方、それを液体の下に保持し、内部領域
に液体を満たす。任意で(必要であれば)、装置を液体の下に置いたまま、真空ポ
ンプが装置内の残留空気を出入口領域を通して吸引することができる。
【０３８３】 Ａ−４)図１７、図１７Ａは、例えば使い捨ておむつ等の吸収体に適した分配
部材を概略的に示している。
【０３８４】 入口領域(１７０６)はＳ−１．３ｂ等の出入口領域材料から作られ、出口領域
(１７０５)はＳ−１．３ｃ等の出入口領域材料から作られる。Ｓ−２．３または
Ｓ−２．４等の不透過性フィルム材料(１７０２)と組み合わせて、各出入口領域
がポーチを形成し、それは入口領域に対しては約１０ｃｍ×１５ｃｍの寸法を有
し、出口領域に対しては２０ｃｍ×１５ｃｍの寸法を有することができる。ポー
チの出入口材料は製品の股部(１７９０)で重なり合い、管(１７６０)がその中に
位置付けられる。
【０３８５】 ポーチ(１７４０、１７５０)内の内部領域はＳ−３．３(フィルトレンＴＭ１
０ブルー)であってよく、内部領域によって囲まれた入口及び出口領域の各々内
部領域は、約８ｍｍの内径のＳ−２．６等の管(１７６０)によって接続すること
ができる。
【０３８６】 壁材料と出入口材料(１７０２、１７０７、１７０６)は、出入口材料に対する
壁材料の気密シールを許容するために、内部材料より充分に長くなければならな
い。シールは約１．５ｃｍ幅のストライプの壁、出入口材料を重ねることによっ
て行われ、例えば、上述のPattexTM接着剤を使用して、便利な気密方法で行うこ
とができる。配管(１７６０)と内部領域間の距離が、使用中にそれらの間にボイ
ドスペースが維持されるようなものであるように、管(１７６０)が壁領域(１７
０２、１７０６、１７０５)に取り付けられる場合、内部領域(１７４０、１７５
０)に対する管のシールは必要ではない。機能発揮する液体分配部材を作り出す
ための残りの操作も、Ａ−３に類似する。任意で、同様の方法で装置に他の液体
を満たすことができる。
【０３８７】 Ａ５)図１８Ａ、図１８Ｂにおいて、おむつ等の使い捨て吸収体の構成に有用
な、液体分配部材(１８１０)の別の例が概略的に描かれており、接着剤等の他の
要素は省かれている。
【０３８８】 ここでは、約８ｃｍ×１２ｃｍの寸法を有する入口(１８０６)と出口(１８０
７)領域が、出入口材料Ｓ−１．２ａのシートから作成され、他の壁領域(１８０
２)が壁材料Ｓ−２．１から作られる。内部材料(１８４０)は約０．５ｃｍ×０
．５ｃｍ×１０ｃｍの寸法を有する材料Ｓ−３．３(ブルプレンＳ１０ブラック)
のストライプであり、入口と出口領域(各々１８０６、１８０７)の下、及び残り
の区域ではスペーサーばねＳ−３．２(１８１２)の下に、互いに約１ｃｍの距離
に置かれる。個々の層(壁材料及び出入口材料)はシールされ、更にＡ−３におい
て説明したような水等の液体で満たされる。任意で、同様の方法で装置に他の液
体を満たすこともできる。
【０３８９】 Ａ６)ばねが約７ｃｍ×４７ｃｍの領域内の範囲上に等しく分布され、個々の
ばね間に約２ｍｍの距離を置いて、ばねのない約１．５ｃｍの外縁(１８１３)を
残すように、Ｓ−３．２によるばね等のスペーサー材料を、１０ｃｍ×５０ｃｍ
の寸法を有する出入口材料Ｓ−１．２ｂａの上部シートと下部シート間に位置付
ける。約１．５ｃｍ重ね合わせ、上述のPattexTM接着剤で糊付けする等により、
便利な気密方法でシールすることにより、上部と下部の出入口材料を気密にシー
ルする。装置を試験液に浸漬し、装置を絞ることによって、装置内部から空気を
押出す。浸漬している間に、スクイージング圧力を解放すると、部材が液体で満
たされるであろう。任意で(必要であれば)、装置を液体の下に置いたまま、真空
ポンプが出入口領域を通して部材内の残留空気を吸引することができる。 輸送システム用の実施例Ｂ(つまり、部材及び(源及び/またはシンク) Ｂ−１)液体輸送システムの第１の例として、Ａ−１)による液体輸送部材を、
例えば、ドイツ、マール(Marl, Germany)のHULS-ストックハウセン社(HULS-Stoc
khausen GmbH)からＷ８０２３２という名称で入手できるもの等の粒子状超吸収
材料と組み合わせ、３００μｍの金属ふるいを通してふるい分けることによって
粗い粒子を取り除く。この材料７．５ｇをＡ−１の出口領域の上に均一に撒き散
らし、それによって液体シンクを作成する。
【０３９０】 Ｂ−２)吸収システムを作成するために吸収性フォーム材料の使用を例示する
ために、各々が約２ｍｍの厚みと、対応する斤量約１２０ｇ/ｍ2を有している、
Ｓ−１．５４として作られたＨＩＰＥフォームの３層のシートを、Ａ−１による
液体輸送部材の出口に位置付ける。シートを約６ｃｍの直径の円形に切断し、約
１０°のセグメントを切断して、出口表面に対する優れた適合を提供した。任意
で、約０．２ｐｓｉの圧力に対応する重量を印加して、出口とシンク材料間の液
体接触を高めることができる。
【０３９１】 Ｂ−３)イギリスのケムダル社(CHEMDAL Corp. UK)から市販されているＡＳＡ
Ｐ２３００等の超吸収材料と、６０重量％の超吸収剤濃度と約４００ｇ/ｍ2の超
吸収剤の斤量を有する従来のエアフェルトとの基本的に同質のブレンドより成る
、市販されているおむつコアから取られた約６ｃｍの直径の円形に切られたセク
ションと、Ａ−１による液体輸送部材とを組み合せた。この切り取られたものを
Ａ−１の出口領域と液体連通して配置し、液体輸送システムを作成する。
【０３９２】 Ｂ−４)更に液体輸送システムのアプリケーションを例示するために、Ａ−２
の液体輸送部材を液体源リザーバとフラワーポットの間に位置付け、入口領域の
一部が液体リザーバに浸漬され、出口がフラワーポットの土内に置かれるように
する。リザーバとフラワーポットの相対的高さは、この部材の長さと関連しない
し、約５０ｃｍの部材の長さまではないであろう。
【０３９３】 Ｂ−５)Ａ−３におけるように液体輸送部材を作成し、そこに(水の代わりに)
油を満たすことによって構成することができる一体的な液体シンクを備えた、液
体輸送システムの別のアプリケーション。(部材内に拡大するボイドを作成する
ために)部材を絞り、(キッチンフライパンをシミュレートするために)その後直
ちにそれをクッキング油と接触させると、システムは急速にパン内にオイルを吸
収するであろう。
【０３９４】 Ｂ−６)Ａ−４またはＡ−５による液体輸送部材と、Ｂ−１またはＢ−２にお
いて使用されるような液体シンクと組み合わせて、任意で不織布ウェブ等の封じ
込め層でシンク材料をカバーした場合、この構造は吸収パッドとして機能するこ
とができ、それによって液体源を提供するために、着用者によって解放される尿
を参照することができる。
【０３９５】 方法 活性化 本発明による液体輸送部材の液体処理能力に関連する特性を液体輸送時に考慮
するので、また例えば、部材の製造とその目的とする使用の間の輸送または他の
処理を容易にするために、材料またはデザインの一部がこれらのものとは異なる
特性を有するので、このような部材を試験に賦す前に活性化するべきである。
【０３９６】 用語「活性化」は、流路に沿って液体連通を設定することにより、あるいは駆動
圧力差を始動させることにより、部材が使用中の状態に置かれることを意味し、
これはユーザーの使用前活性化(クランプ、または接着剤等を備えた剥離紙のス
トリップ等の抑制手段の取り外し、あるいはパッケージシールの取り外し等、そ
れによって部材内の真空作成を任意で伴う機械的拡大を許容する)をシミュレー
トする機械的活性化によって達成することができる。
【０３９７】 更に、活性化は部材に伝達される別の刺激、例えばｐＨや温度変化等によって
、または放射等によって達成することができる。また活性化は、或る可溶性特性
を有している、あるいは濃度の変更、あるいは酵素等の活性化成分を運んでいる
(are carrying)等、液体との相互作用によっても達成できる。これは輸送液体自
体によっても達成することができ、この場合、輸送液体を代表すべき試験液に部
材を浸漬し、任意で真空ポンプによって空気を取り除き、３０分間均衡化を許容
する。次に、部材を液体から取り除き、過度の液体をしたたり落とさせるために
粗いメッシュ(１４メッシュのふるい等)の上に置く。
【０３９８】 閉鎖システム試験 原則 試験は輸送材料または部材が本発明の原則を満たしているか否かを評価するた
めに、簡単な実施ツールを提供する。注意すべきことは、この試験は材料または
部材を排除するためには有用でない、つまり、材料または部材が閉鎖システム試
験に合格しない場合、それは本発明による液体輸送部材であってもよいし、液体
輸送部材でなくてもよいことである。
【０３９９】 実施 まず第１に、試験見本を上述のように活性化し、重量をモニターする。次に、
サンプルの最も長い延長部が基本的に重力ベクトルと整列するような位置に、試
験見本を吊るすか、支持する。例えば、水平面に対して９０°近くの角度に配置
されたサポートボードまたはメッシュによってサンプルを支持するか、あるいは
垂直位置にストラップまたはバンドによってサンプルを吊るすことができる。
【０４００】 次の工程として、壁領域をサンプルの最上部及び最下部部分で開く、つまりサ
ンプルが対向する角を有している場合これらの角において、またサンプルが湾曲
した、または丸められた周縁部を有する場合は、サンプルの上部と下部において
壁領域を開く。開口サイズは、圧力を加えるか、または絞ることなく、液体が流
れ出るのに充分であり、液体が下部開口部を通過でき、空気が上部開口部を通過
できるようなものでなければならない。典型的に、少なくとも２ｍｍの内接した
円形直径を有する開口部が適切である。
【０４０１】 部材の上端に位置付けられていない材料または部材の場所において開口を行う
べきである。そうすれば、開かれているコップやカップに類似した部材または材
料から、如何なる液体も出ることがない。
【０４０２】 開口はどのような適当な手段によっても、例えば、一対のはさみ、クリッピン
グピン、針、鋭いナイフ、外科用メス等を使用することによって行うことができ
る。サンプルにスリットが入っている場合、スリットの側面(flankes)を互いか
ら離すように動かし、二次元開口部を作り出すことができる。あるいは、カット
により壁材料の一部を取り除き、こうして開口部を作り出すことができる。
【０４０３】 サンプルに付加的な重量が加わらないように、あるいはサンプルに圧力または
絞り力が発揮されないように注意すべきである。同様に、重量差を計算する時に
これを正確に考慮できない限り、如何なる液体も開口手段によって取り除かれな
いように注意すべきである。
【０４０４】 (はかりの上に置かれたペトリ皿内の液体を捕捉することによる等その重量を
モニターする。あるいは、材料または部材の重量を１０分後に判定し、初期重量
と比較することができる。
【０４０５】 如何なる過剰の蒸発も起こらないように注意すべきである。これが発生した場
合、これは試験時間に亘ってそれを開くことなく、サンプルの重量損失をモニタ
ーし、それに従ってその結果を補正することによって決定することができる。
【０４０６】 ドリッピング重量が初期重量の３％以上である場合、試験された材料または部
材はこの試験に合格し、本発明による液体輸送部材である。
【０４０７】 ドリッピング重量が初期全重量の３％未満である場合、この試験は材料が本発
明による液体輸送部材であるか否かを評価できない。
【０４０８】 バブルポイント圧力(出入口領域) 出入口領域または出入口領域に有用な材料のバブルポイント圧力を評価する(a
sses)ことが望ましい場合、以下の手順を適用する。
【０４０９】 まず第１に、出入口領域の各々の出入口領域材料を、実施例Ａ−１において説
明したファンネル及び管と接続する。それによって、管の下端が開かれたままで
ある、つまり出入口領域材料によってカバーされない。管は充分な長さのもので
あるべきである、つまり１０ｍの長さまで必要であるかもしれない。
【０４１０】 試験材料が非常に薄いか、壊れやすい場合、それをファンネル及び管に接続す
る前に、それを非常に開かれたサポート構造(例えばオープンポア不織布材料の
層)によって支持することが適切であるかもしれない。
【０４１１】 試験見本が充分なサイズのものでない場合、ファンネルを小さなもの(例えば
、ドイツ、Nidderauのフィッシャー、サイエンティフィック社からのカタログ＃
６２５ ６１６ ０２)と置き換えてもよい。
【０４１２】 試験見本があまりに大きいサイズである場合、代表的な部品をファンネルにフ
ィットするように切断することができる。
【０４１３】 試験液は輸送される液体であってもよいが、比較を簡単にするために、試験液
は、ドイツ、ダルムスタット(Darmstadt, Germany)のメルク社(MERCK KGaA)から
カタログ番号１．０８６０３として入手できるもの等、蒸留水(destilled)また
は脱イオン化水内の０．０３％のTRITON X100の溶液であるべきであり、従って
後述するような表面張力方法により測定した場合、３３ｍＮ/ｍの表面張力を生
じさせるべきである。
【０４１４】 試験流体で満たされた充分なサイズのリザーバに装置を漬け、真空ポンプで残
留空気を取り除くことによって、装置に試験液(例えば、蒸留水または目的とす
る使用に応じて油)を満たす。
【０４１５】 ファンネルの下端(開放端)をリザーバの液体内に保持する一方、出入口領域を
備えたファンネルの部分を液体から取り出す。必ずしも必要ではないが、適切な
場合、出入口領域材料を備えたファンネルは水平に整列したままであるべきであ
る。
【０４１６】 リザーバの上に出入口材料をゆっくり持ち上げ続ける一方、その高さをモニタ
ーし、エアバブルが材料を通ってファンネル内部へと入り始めたか否かを、ファ
ンネルまたは出入口材料自体を通して(任意で適切な照明によって助けられて)注
意深く観察する。この時点で、リザーバの上の高さをバブルポイント高さである
と記録する。
【０４１７】 この高さＨから、バブルポイント圧力ｂｐｐを以下のように計算する： ＢＰＰ＝ｐ・ｇ・Ｈ、 式中、ｐは液体密度、ｇは重力定数(ｇ≒９．８１ｍ/ｓ2)。
【０４１８】 特に、約５０ｋＰａを超えるバブルポイント圧力に対して、濾過システムにお
いて使用される膜に対するバブルポイント圧力を評価するために、一般に使用さ
れるような代替算出方法を使用することができる。
【０４１９】 この場合、濡れた膜を２つのガス充填チャンバーに分離し、一方のチャンバー
を(空気圧等の)増大したガス圧力に設定した時、最初のエアバブルが「漏れた」時
点を記録する。あるいは、下記の試験方法のセクションにおいて説明するような
、ＰＭＩ透磁率計または多孔率計をｂｐｐ測定に使用することができる。
【０４２０】 バブルポイント圧力(液体輸送部材) (出入口領域または出入口領域材料の代わりに)液体輸送部材のバブルポイント
圧力を計測するために、以下の手順に従うことができる。
【０４２１】 まず第１に、部材を上述のように活性化する。試験液は輸送される液体であっ
てもよいが、比較を簡単にするために、試験液は、ドイツ、DarmstadtのMERCK K
GaAからカタログ番号１．０８６０３として入手できるもの等、蒸留水(destille
d)または脱イオン化水内の０．０３％のTRITON X-100の溶液であるべきであり、
従って後述するような表面張力方法により測定した場合、３３ｍＮ/ｍの表面張
力を生じさせるべきである。
【０４２２】 (上述のようなPattexTM接着剤等により)しっかりシールされた管、パイプによ
って接続された真空ポンプに、評価される出入口領域の一部を接続する。
【０４２３】 出入口領域の一部だけが接続され、管で覆われたものに隣接する領域の部分が
覆われておらず、周囲空気と接触しているように注意しなければならない。
【０４２４】 真空ポンプは大気圧Ｐatmから約１００ｋＰａまで増大する、様々な圧力Ｐvac を設定できるようにするべきである。(しばしばポンプと一体的である)この設定
は、周囲空気に対する圧力差(Δｐ＝Ｐatm-Ｐvac)及びガス流のモニタリングを
許容するべきである。
【０４２５】 次に、ポンプを始動させて軽い真空を作り出し、それを試験中に段階的な操作
で増大させる。圧力増大量は所望の精度次第であり、０．１ｋＰａの典型的な値
が許容できる結果を提供するであろう。
【０４２６】 各レベルにおいて、その流れを経時的にモニターし、またポンプと膜間の配管
からガスを取り除くので、ｐの増大直後に流れが本質的に増大するであろう。し
かしながら、この流れは急速に横ばい状態になり、平衡状態ｐの設定と同時に、
流れが基本的に停止するであろう。典型的に約３分後にこの状態に達する。
【０４２７】 この段階的変化の増大はブレークスルーポイントまで続き、それは圧力の段階
的変化後に減少せず、基本的に経時的に一定である平衡状態レベルに達した後も
残るガス流によって観察することができる。
【０４２８】 この状況の１工程前の圧力ｐが液体輸送部材のｂｐｐである。
【０４２９】 約９０ｋＰａだけ過剰のバブルポイント圧力を有する材料に対しては、一定の
モニターされた程度に試験見本を囲む雰囲気圧力を増大させることが得策である
か、または必要であろう。それはモニターされたｐに付加される。
【０４３０】 表面張力試験方法 表面張力測定は当業者に公知であり、例えば、設備指図書において説明するよ
うに、DuNouyリング方法を使用して、ドイツ、ハンブルグ(Hamburg, Germany)の
クルス社(Kruss GmbH)からの張力計Ｋ１０Ｔによって行われる。イソプロパノー
ル及び脱イオン化水でガラス製品をクリーニングした後、１０５℃で乾燥させる
。プラチナリングを赤熱状態になるまでブンゼン、バーナーの上で加熱する。第
１の基準測定値を取り、張力計の精度を調べる。適当な数の試験反復試験区(rep
licates)を取り、データの一貫性を確かめる。各液体、固体、ガスシステムの接
着張力値と表面エネルギーパラメータを決定するために、ｍＮ/ｍの単位で表さ
れる、結果的に生じる液体の表面張力を使用することができる。蒸留水は、３３
ｍＮ/ｍの水において、概して７２ｍＮ/ｍの表面張力値、０．０３％ X-100溶液
を呈するであろう。
【０４３１】 液体輸送試験 入口と出口領域間に或る輸送路長Ｈ０を備えた、画定された入口、出口領域を
有する液体輸送部材に、以下の試験を適用することができる。出入口領域が１つ
の同質の材料で作られているために、各出入口領域を決定できない部材に対して
は、目的とする使用を考慮し、各出入口領域を画定することによって、これらの
領域を画定してもよい。
【０４３２】 試験の実施前に、必要であれば、上述のように液体輸送部材を活性化するべき
である。
【０４３３】 例えばホルダーから吊るすことによって、それによって入口がリザーバ内の液
体に完全に浸漬したままであるように、液体リザーバの上の垂直位置に試験見本
を置く。出口は外径６ｍｍの柔軟な配管を介して、任意でサンプルとポンプ間に
接続された分離器フラスコを備えた真空ポンプに接続され、上述の液体輸送部材
用のバブルポイント圧力方法において説明したような気密方法でシールする。真
空吸引圧力差をモニターして調整することができる。
【０４３４】 リザーバの液体レベルより上の高さＨ０になるように出口の最下点を調整する
。
【０４３５】 圧力Ｐ0＝０．９ｋＰａ＋ｐｇＨ０まで、圧力差を徐々に上昇させる。式中、
ｐは液体密度、ｇは重力定数(ｇ≒９．８１ｍ/ｓ^2)である。
【０４３６】 この圧力差に達した後、好ましくはリザーバをスケールの上に位置付けて、リ
ザーバの重量を測定し、スケールを計算機に接続することによって、リザーバ内
の液体の重量減少をモニターする。初期の不安定な減少後(典型的に約１分以内)
、リザーバの重量減少が一定になる(つまり、グラフ的なデータ表示において直
線を示す)。この経時的な一定の重量減少が、０．９ｋＰａの吸引及び高さＨ0に
おける液体輸送部材の流量(ｇ/ｓ)である。
【０４３７】 ０．９ｋＰａの吸引及び高さＨ0における液体輸送部材の対応する流束率は、
流路に沿った液体輸送部材の平均断面積で流量を割ることによって、流量から計
算され、ｇ/ｓ/ｃｍ2で表される。
【０４３８】 リザーバが充分に大きく、リザーバ内の流体レベルが１ｍｍ以上変化しないよ
うに注意すべきである。
【０４３９】 更に、液体輸送部材の効果的な透過率は、流路に沿った平均長さと駆動圧力差
(０．９ｋＰａ)で流束率を割ることによって計算することができる。
【０４４０】 液体透過率試験 概して、試験は輸送流体を表す適当な試験流体で実施すべきである。例えば、
アプリケーションが吸収性使い捨て製品にある場合、ペンシルバニア州キャンプ
ヒル(Camp Hill, Pennsylvania)のジェイコ・ファーマシューティカルズ社(Jayc
o Pharmaceuticals Company)から入手できるJayco SynUrine ssが適しているこ
とが解っている。合成尿のフォーミュラは、２．０ｇ/：のＫＣｌと、２．０ｇ/
ｌのＮａ2ＳＯ4と、０．８５ｇ/ｌの(ＮＨ4)Ｏ4と、０．１５ｇ/ｌの(ＮＨ4)Ｏ4
と、０．１９ｇ/ｌのＣａＣｌ2と、０．２３ｇ/ｌのＭｇＣｌ2である。化学薬品
の全ては試薬グレードのものである。合成尿のｐＨは６．０〜６．４の範囲内で
ある。このようなアプリケーションにとって、約２３±２℃及び５０±１０％の
相対湿度の制御された研究室条件下に試験を実施することが有用であることが解
っている。試験前少なくとも２４時間の間、試験見本をこれらの条件下に保管し
、適用できる場合、上述のように活性化する。
【０４４１】 本透過率試験は２つの特殊な条件に対する透過率の計量法を提供する。つまり
、１００％飽和状態で、広範囲の多孔性材料(合成繊維から作られた不織布また
はセルロース構造等)に対して、あるいは縮小可能なポリマーフォーム等の、空
気(各々外部蒸気相)で満たされることなく、キャリパーの比例的な変化を伴い、
異なる飽和度に達する材料(この材料にとって、変化する飽和度における透過率
は様々な厚みで容易に測定できる)に対して、透過率を計測することができる。
【０４４２】 特に、ＵＳ−Ａ−５，５６３，１７９号またはＵＳ−Ａ−５，３８７，２０７
号に開示されているようなポリマーフォーム材料に対しては、吸収体の使用中の
状態をうまくシミュレートするために、３１℃の上昇した温度で試験を実施する
ことが有用であることが見出されている。
【０４４３】 原則として、この試験はダルシー則に基づいており、この法則によれば、多孔
性媒体を通る液体の体積流量は圧力勾配に比例し、比例定数が透過率に関係する
。 Ｑ/Ａ＝(ｋ/η)*(ΔＰ/Ｌ) 式中、 Ｑ＝体積流量[ｃｍ3/ｓ] Ａ＝断面積[ｃｍ2] ｋ＝透過率(ｃｍ2)(１ダルシーが９．８６９*１０-13ｍ2に対応する) η＝粘度(ポアズ)[Ｐａ*ｓ] ΔＰ/Ｌ＝圧力勾配[Ｐａ/ｍ] Ｌ＝サンプルのキャリパー[ｃｍ] 従って、固定された、または所定のサンプルの断面積及び試験液粘度に対して
、圧力低下及びサンプルを通る体積流量の計測によって透過率を計算することが
できる。 ｋ＝Ｑ/Ａ*(Ｌ/ΔＰ)*η この試験は２つの変形において実施することができ、まず第１はトランスプラ
ナー(transplanar)透過率(つまり、流れ方向が基本的に材料の厚み寸法に沿って
いる)と称され、第２は平面内透過率(つまり、流れ方向が材料のｘ−ｙ方向にあ
る)と称される。
【０４４４】 トランスプラナー透過率試験用の試験設定を図１９に見ることができ、図１９
は全体の設備の概略図であり、挿入図として、一部分解断面図の、拡大して描か
れていないサンプルセルの図を示す。
【０４４５】 試験設定は、上部部品(１９１２１)と下部部品(１９１２２)とを有している、
概して円形または円筒形のサンプルセル(１９１２０)を備えている。各々３つの
円周上に配置されたキャリパーゲージ(１９１４５)と調節ねじ(１９１４０)によ
って、これらの部品の距離を測定し、調節することができる。更に、この設備は
、入口リザーバ(１９１５０)用の高さ調節(１９１７０)及び配管(１９１８０)、
サンプルセルを設備の残部と接続するためのクイックリリースフィッティング(
１９１８９)、弁(１９１８２、１９１８４、１９１８６、１９１８８)を含む、
幾つかの流体リザーバ(１９１５０、１９１５４、１９１５６)を備えている。圧
力差変換器(１９１９７)が配管(１９１８０)を介して上部圧力検出点(１９１９
４)と下部圧力検出点(１９１９６)に接続される。弁制御用コンピューター装置(
１９１９０)が更に接続部(１９１９９)を介して圧力差変換器(１９１９７)と、
温度プローブ(１９１９２)と、重量スケールロードセル(１９１９８)とに接続さ
れる。
【０４４６】 １インチ(約２．５４ｃｍ)の直径を有する円形のサンプル(１９１１０)を、サ
ンプルセル(１９１２０)内部の２つの多孔性スクリーン(１９１３５)の間に置く
。サンプルセルは、タイゴン(tygon)配管等の柔軟な配管(１９１８０)によって
、入口接続部(１９１３２)を介して入口リザーバ(１９１５０)に、また出口接続
部(１９１３３)を介して出口リザーバ(１９１５４)に取り付けられた、２つの１
インチ(約２．５４ｃｍ)の内径の円筒部品(１９１２１、１９１２２)から作られ
る。閉じられたセルフォームガスケット(１９１１５)がサンプルの側部における
漏出を保護する。特に別記しない限り、０．２ｐｓｉ(約１．４ｋＰａ)に設定さ
れている、所望の湿潤圧縮に対応するキャリパーまで試験サンプル(１９１１０)
を圧縮する。定常状態の流れを達成するために、サンプル(１９１１０)を通って
液体が流れるようにする。一旦サンプル(１９１１０)を通る定常状態の流れが設
定されると、ロードセル(１９１９８)と圧力差変換器(１９１９７)とを使用して
、体積流量及び圧力低下を時間の関数として記録する。高さ調節装置(１９１７
０)によって調節できる、８０ｃｍの水(約７．８ｋＰａ)までどの圧力ヘッドに
おいても実験を実施することができる。これらの測定のために、サンプルに対す
る異なる圧力で流量を決定することができる。
【０４４７】 この設備は、２/９７の各ユーザーマニュアルにおいて更に説明されているよ
うに、米国ニューヨーク州イタカ(Ithaca, New York, US)のポーラス、マテリア
ルス社(Porous Materials, Inc.)によって、ＰＭＩ液体透磁率計という名称で供
給されているような透磁率計として市販されている。この設備は多孔性スクリー
ン(１９１３５)として２つのステンレス鋼フリットを含み、これも前記パンフレ
ットに明記されている。該設備はサンプルセル(１９１２０)と、入口リザーバ(
１９１５０)と、出口リザーバ(１９１５４)と、廃棄物リザーバ(１９１５６)と
、各々の充填、排出弁及び接続部と、電子スケールと、計算機化モニタリング、
弁制御ユニット(１９１９０)とより成っている。
【０４４８】 ガスケット材料(１９１１５)は米国オハイオ州シンシナティ(Cincinnati, Ohi
o, US)のネザーランド、ラバー、カンパニー(Netherland Rubber Company)によ
って供給されているような、クローズド、セルネオプレンスポンジＳＮＣ−１(
ソフト)である。１/１６"〜１/２"(約０．１５９ｃｍ〜約１．２７ｃｍ)の範囲
の厚みをカバーするために、１/１６"(約０．１５９ｃｍ)の工程で変化する厚み
を有する材料のセットを利用できるべきである。
【０４４９】 更に、各弁を操作するために、少なくとも６０ｐｓｉ(４．１バール)の高圧状
態の空気供給が必要である。
【０４５０】 試験流体は脱イオン化された水である。
【０４５１】 次に、以下の工程によって試験を実施する。
【０４５２】 １)試験サンプルの準備 予備試験において、１つ以上の層の試験サンプルが必要であるか否かが決定さ
れ、予備試験では下記に概説するような試験を最低圧力と最高圧力において実施
する。最低圧力低下での０．５ｃｍ3/秒と最高圧力低下での１５ｃｍ3/秒の間で
、試験中の流量を維持するために、層数を調整する。同じ圧力低下では、サンプ
ルに対する流量はブランクに対する流量より低くあるべきである。所定の圧力低
下に対して、サンプルの流量がブランクの流量を超える場合、更に多くの層を付
加して流量を低下させるべきである。
【０４５３】 サンプルサイズ：米国オハイオ州クリーブランド(Cleveland, OH, US)のマッ
クマスターカール・サプライカンパニー(McMaster-Carr Supply Company)によっ
て供給されているような、アーチパンチを使用して、サンプルを１"(約２．５４
ｃｍ)の直径に切断する。サンプルが必要な操作の間にその構造を維持するため
に低すぎる内部強度または一体性を有している場合、ＰＥＴスクリムまたはネッ
ト等の従来の低斤量サポート手段を付加することができる。
【０４５４】 このように、(必要であれば、必要な数の層から各々作られた)少なくとも２つ
のサンプルを予備切断する。次に、特記しない限り、実験を実施すべき温度(７
０°Ｆ(３１℃))で、これらの一方を脱イオン水内で飽和させる。
【０４５５】 １ １/８"(約２．８６ｃｍ)の押え直径を有し、特記しない限り、サンプル(１
９１１０)に対して０．２ｐｓｉ(約１．４ｋＰａ)の圧力を発揮する、従来のキ
ャリパーゲージ(米国マサチューセッツ州ウォルタム(Waltham, MASS., US)のＡ
ＭＥＳ社によって供給されるもの等)を使用して、実験を実施するための所望の
圧縮圧力下に(必要であれば、３０秒の整定時間後)濡れたサンプルのキャリパー
を測定する。
【０４５６】 ガスケッティングフォーム(１９１１５)の全厚みが濡れたサンプルの厚みの１
５０％〜２００％であるように、ガスケット材料の適切な組合せを選択する(全
体の所望の厚みを達成するために、変化する厚みのガスケット材料の組合せが必
要であるかもしれないことに注意)。ガスケット材料(１９１１５)を直径３"の円
形サイズに切断し、アーチパンチを使用して、中心に１インチ(２．５４ｃｍ)の
穴を開ける。
【０４５７】 サンプル寸法が濡れると変化する場合、濡れた段階で必要な直径が得られるよ
うにサンプルを切断すべきである。これは、各寸法をモニターすることにより、
この予備試験において評価することができる。ギャップが形成されるか、あるい
はサンプルがしわを形成し、それが多孔性スクリーンまたはフリットに滑らかに
接触するのを防止するようにサンプル寸法が変化する場合、切断された直径をそ
れに従って調整するべきである。
【０４５８】 試験サンプル(１９１１０)をガスケットフォーム(１９１１５)内の穴内部に置
き、サンプルセルの下部半分の上に複合品を置き、サンプルが平らな状態でスク
リーン(１９１３５)と滑らかに接触し、側部にギャップが形成されないことを確
認する。
【０４５９】 試験セル(１９１２１)の上部をラボベンチ(または別の水平面)の上に平らに置
き、その上に装着された３つ全てのキャリパーゲージ(１９１４５)をゼロにする
。
【０４６０】 試験サンプル(１９１１０)を備えたガスケット材料(１９１１５)が２つの部品
間にあるように、試験セル(１９１２１)の上部を下部部品(１９１２２)の上に置
く。上記の各圧力において濡れたサンプルのために測定して、３個のキャリパー
ゲージが同じ値に調整されるように、上部と下部の部品を固定ねじ(１９１４０)
で締め付ける。
【０４６１】 ２)実験を準備するために、計算機化ユニット(１９１９０)のプログラムを開
始し、サンプル識別、各圧力等を入力する。
【０４６２】 ３)幾つかの圧力サイクルに対して、１つのサンプル(１９１１０)に試験を実
施するが、最初の圧力が最低の圧力である。計算機化ユニット(１９１９０)によ
って、個々の圧力工程の結果を異なる結果ファイルに置く。後述するような計算
のために、これらのファイルの各々からデータを取る。(材料の次の工程のため
に異なるサンプルを使用すべきである)。
【０４６３】 ４)入口液体リザーバ(１９１５０)を必要な高さに設定し、計算機化ユニット(
１９１９０)で試験を開始する。
【０４６４】 ５)次に、クィック、ディスコネクト、フィッティング(１９１８９)で、サン
プルセル(１９１２０)を透磁率計装置内に位置付ける。
【０４６５】 ６)通気弁(１９１８８)と下部充填弁(１９１８４、１９１８６)とを開くこと
によって、サンプルセル(１９１２０)を満たす。この工程の間、システムからエ
アバブルを取り除くように注意しなければならず、これはサンプルセルを垂直に
回し、もし存在する場合、エアバブルが排水管を通って透磁率計を出るように強
いることによって達成できる。
【０４６６】 一旦、チャンバー(１９１２１)の上部に取り付けられたタイゴン配管までサン
プルセルが満たされると、エアバブルはこの配管から廃棄物リザーバ(１９１５
６)へと取り除かれる。
【０４６７】 ７)上部部品を満たすために、注意深くエアバブルを取り除いた後、下部充填
弁(１９１８４、１９１８６)を閉じ、上部充填弁(１９１８２)を開く。やはり、
全てのエアバブルを注意深く取り除く。
【０４６８】 ８)フィルライン(１９１５２)まで流体リザーバを試験流体で満たす。
【０４６９】 次に、計算機化ユニット(１９１９０)を始動させることにより、流れがサンプ
ルを通過し始めるようにする。
【０４７０】 サンプルチャンバー内の温度が必要な値に達した後、実験を開始する準備が整
う。
【０４７１】 計算機化ユニット(１９１９０)を介して実験を開始すると同時に、液体出口の
流れが自動的に廃棄物リザーバ(１９１５６)から出口リザーバ(１９１５４)へと
転換され、圧力低下及び温度が時間の関数として数分間モニターされる。
【０４７２】 一旦プログラムが終了すると、計算機化ユニットが(数字及び/またはグラフ形
態で)記録されたデータを提供する。
【０４７３】 所望であれば、同じ試験サンプルを使用して、変化する圧力ヘッドにおいて透
過率を測定することができ、それによって圧力を１つの工程から別の工程へと増
大させる。
【０４７４】 設備供給業者の指示に従って、設備を２週間ごとにクリーニングし、少なくと
も１週間に一度、特にフリット、ロードセル、熱電対、圧力変換器を較正すべき
である。
【０４７５】 サンプルセルの上部部品と下部部品内の圧力プローブ測定点(１９１９４、１
９１９６)に接続された圧力差変換器を介して圧力差を記録する。他の流れ抵抗
がチャンバー内にあり、記録される圧力に付加されるかもしれないので、各実験
をブランクランによって補正しなければならない。ブランクランは１０、２０、
３０、４０、５０、６０、７０、８０ｃｍの要求圧力で毎日実施するべきである
。透磁率計は各実験に対する平均試験圧力と、平均流量を出力するであろう。
【０４７６】 サンプルを試験する各圧力に対して、流量を計算機化ユニット(１９１９０)に
よってブランク補正圧力として記録し、それは更に各高さにおいて記録された圧
力差における平均試験圧力(実際の圧力)をも補正して、補正された圧力を生じさ
せる。この補正された圧力は下記の透過率式において使用すべきＤＰである。
【０４７７】 次に、各々の要求圧力において透過率を計算することができ、全ての透過率を
平均化して、被試験材料に対するｋを決定するべきである。
【０４７８】 各ヘッドにおいて各サンプルのために３つの測定値を取り、その結果を平均化
して基準偏差を計算するべきである。しかしながら、同じサンプルを使用して、
各ヘッドにおいて透過率を測定し、新しいサンプルを使用して２回目及び３回目
の反復試験区(replicates)を実施するべきである。
【０４７９】 一部分解された、拡大して描かれていないサンプルセルだけの図を示す図２０
Ａ及び図２０Ｂに概略的に描かれているように上述の設備を改変して、上述のト
ランスプラナー透過率と同じ条件下に、平面内透過率の測定を達成することがで
きる。図１９の数字(１９１１０)に相関して、図２０のサンプルセルが(２０２
１０)で示されるように、等しい要素は等しい数字で示している。このように、
図１９のトランスプラナーサンプルセル(１９１２０)が平面内の簡略化されたセ
ル(２０２２０)で置き換えられ、それは液体が１つの方向(サンプルがセル内に
置かれる方法に応じて機械方向または交差方向)にのみ流れることができるよう
に設計される。壁(壁効果)に沿った液体のチャネリングを最小にするように注意
すべきである。なぜなら、これはまちがった高い透過率示度を与え得るからであ
る。トランスプラナー試験と全く同様に試験手順を実施する。
【０４８０】 サンプルセル(２０２２０)は、基本的に上述のトランスプラナー試験において
サンプルセル(１９１２０)について説明したような設備内に位置付けられるよう
に設計されているが、充填管がセル(２０２２０)の下部の入口接続部(２０２３
２)に向けられる点だけが異なっている。図２０Ａはサンプルセルの一部分解図
であり、図２０Ｂはサンプルレベルを通る断面図である。
【０４８１】 試験セル(２０２２０)は２つの部品：フランジを備えた方形の箱のようである
下部部品(２０２２５)と、下部部品(２０２２５)内部に嵌合し、やはりフランジ
を有する上部部品(２０２２３)とで構成される。試験サンプルを２"×２"インチ
(約５．１ｃｍ×５．１ｃｍ)のサイズに切断して、下部部品内に置く。次にサン
プルチャンバーの上部部品(２０２２３)を下部部品(２０２２５)内に置き、試験
サンプル(２０２１０)の上に座らせる。圧縮できないネオプレンゴムシール(２
０２２４)を上部部品(２０２２３)に取り付け、しっかりしたシールを提供する
。試験液は内部リザーバからタイゴン配管を介してサンプルスペースへと、また
入口接続部(２０２３２)及び更に出口接続部(２０２３３)を介して出口リザーバ
へと流れる。この試験実施では、低い流量のためにサンプルセルを通過する流体
の温度制御は不充分であってもよく、サンプルは加熱装置(２０２２６)によって
所望の試験温度に保持され、それによって加熱チャンバー(２０２２７)を通して
サーモスタットで調整された水がポンプで汲み上げられる。試験セル内のギャッ
プは所望の湿潤圧縮に対応するキャリパーに、通常０．２ｐｓｉ(約１．４ｋＰ
ａ)に設定される。０．１ｍｍ〜２０．０ｍｍの範囲のサイズのシム(２０２１６
)を使用して、また任意で幾つかのシムの組合せを使用して、正しいキャリパー
を設定する。
【０４８２】 実験の開始時に、試験セル(２０２２０)を９０°回転させ(サンプルは垂直で
ある)、試験液が下部から徐々に入るようにする。これは、全ての空気がサンプ
ル及び入口、出口接続部(２０２３２、２０２３３)から引き出されることを保証
するために必要である。次に、試験セル(２０２２０)をその元の位置に回転させ
て戻し、サンプル(２０２１０)を水平にする。次の手順はトランスプラナー透過
率のために前述したものと同じである。つまり、入口リザーバを所望の高さに置
き、流れを平衡させ、流量及び圧力低下を測定する。ダルシー則を使用して透過
率を計算する。より高い圧力に対してこの手順を繰り返す。
【０４８３】 非常に低い透過率を有するサンプルに対しては、計測可能な流量を得るために
、高さを伸ばすことにより、あるいは付加的な空気圧をリザーバに印加すること
により、駆動圧力を増大させることが必要であるかもしれない。平面内透過率は
、サンプルが試験セルに置かれる方法に応じて、機械方向及び交差方向に別個に
測定可能である。
【０４８４】 孔径の光学的測定 当業者に公知の標準画像分析手順を使用して、多孔性システムの薄層のために
孔径の光学的測定が基本的に使用される。
【０４８５】 該方法の原則は以下の工程より成る：１)厚いサンプルをより薄いシートにス
ライスすることにより、あるいはサンプル自体が薄い場合、それを直接使用する
ことにより、サンプル材料の薄層を準備する。用語「薄い」は顕微鏡の下ではっき
りした断面像を見るのに充分低いサンプルキャリパーを達成することを意味する
。典型的なサンプルキャリパーは２００μｍ以下である。２)適切な倍率を使用
してビデオ顕微鏡を介して顕微鏡像を得る。前記画像に約１０〜１００個の細孔
が見られる場合に、最適の結果が得られる。次に、典型的なＩＢＭコンパチブル
ＰＣでWindows 95を使用して動く、バイオスキャン社(BioScan Corp.)によるOPT
IMAS等の標準の画像分析パッケージにより、画像をデジタル化する。優れた結果
を得るために充分な画素解像度(少なくとも１０２４×１０２４画素が好ましい)
のフレームグラバーを使用するべきである。３)画像上に見ることができる細孔
がオブジェクトエリアとして白にマーク付けされ、残りが黒のままであるように
、適切なしきい値レベルを使用して２値画像に画像を変換する。OPTIMASで利用
できるような自動的しきい値設定手順を使用することができる。４)個々の孔(オ
ブジェクト)の面積を測定する。OPTIMASが面積の完全に自動的な測定を提供する
。５)孔と同じ面積を有するであろう円によって各孔に対して相当半径を測定す
る。Ａが孔の面積である場合、相当半径はｒ＝(Ａ/π)1/2によって与えられる。
次に、標準の統計的ルールを使用して、孔径分布から平均孔径を決定することが
できる。あまり均一でない孔径を有する材料に対しては、その決定のために少な
くとも３つのサンプルの使用が薦められる。
【０４８６】 液体透過率試験 概して、輸送流体を代表する適当な試験流体で試験を実施すべきである。例え
ば、吸収性使い捨て製品におけるアプリケーションの場合、ペンシルバニア州Ca
mp Hillのジェイコ、ファーマシューティカルズ社(Jayco Pharmaceuticals Comp
any)から入手できるJayco SynUrine ssが適していることが解っている。合成尿
のフォーミュラは、２．０ｇ/：のＫＣｌと、２．０ｇ/ｌのＮａ2ＳＯ4と、０．
８５ｇ/ｌの(ＮＨ4)２ＨＰＯ4と、０．１５ｇ/ｌの(ＮＨ4)Ｈ2ＰＯ4と、０．１
９ｇ/ｌのＣａＣｌ2と、０．２３ｇ/ｌのＭｇＣｌ2である。化学薬品の全ては試
薬グレードのものである。合成尿のｐＨは６．０〜６．４の範囲内である。この
ようなアプリケーションにとって、約２３±２℃及び５０±１０％の相対湿度の
制御された研究室条件下に試験を実施することが有用であることが解っている。
試験前少なくとも２４時間の間、試験見本をこれらの条件下に保管し、適用でき
る場合、上述のように活性化する。
【０４８７】 本透過率試験は２つの特殊な条件に対する透過率の計量法を提供する。つまり
、１００％飽和状態で、広範囲の多孔性材料(合成繊維から作られた不織布また
はセルロース構造等)に対して、あるいは折り畳めるポリマーフォーム等の、空
気(各々外部気相)で満たされることなく、キャリパーの比例的な変化を伴い、異
なる度合いの飽和状態に達する材料(この材料にとって、変化する飽和状態の程
度における透過率は様々な厚みで容易に測定できる)に対して、透過率を計測す
ることができる。
【０４８８】 特に、ポリマーフォーム材料に対しては、吸収体の使用中の状態をうまくシミ
ュレートするために、３１℃の上昇した温度で試験を実施することが有用である
ことが見出されている。
【０４８９】 原則として、この試験はダルシー則に基づいており、この法則によれば、多孔
性媒体を通る液体の体積流量は圧力勾配に比例し、比例定数が透過率に関係する
。 Ｑ/Ａ＝(ｋ/η)*(ΔＰ/Ｌ) 式中、 Ｑ＝体積流量[ｃｍ3/ｓ] Ａ＝断面積[ｃｍ2] ｋ＝透過率(ｃｍ2)(１ダルシーが９．８６９*１０-13ｍ2に対応する) η＝粘度(ポアズ)[Ｐａ*ｓ] ΔＰ/Ｌ＝圧力勾配[Ｐａ/ｍ] Ｌ＝サンプルのキャリパー[ｃｍ] 従って、固定された、または所定のサンプルの断面積及び試験液粘度に対して
、圧力低下及びサンプルを通る体積流量の計測によって透過率を計算することが
できる。 ｋ＝Ｑ/Ａ*(Ｌ/ΔＰ)*η この試験は２つの変形において実施することができ、まず第１はトランスプラ
ナー透過率(つまり、流れ方向が基本的に材料の厚み寸法に沿っている)と称され
、第２は平面内透過率(つまり、流れ方向が材料のｘ−ｙ方向にある)と称される
。
【０４９０】 簡略化されたトランスプラナー透過率試験用の試験設定を図１９に見ることが
でき、図１９は全体の設備の概略図であり、挿入図として、一部分解断面図の、
拡大して描かれていないサンプルセルの図を示す。
【０４９１】 試験設定は、上部部品(１９１２１)と下部部品(１９１２２)とを有している、
概して円形または円筒形のサンプルセル(１９１２０)を備えている。各々３つの
円周上に配置されたキャリパーゲージ(１９１４５)と調節ねじ(１９１４０)によ
って、これらの部品の距離を測定し、調節することができる。更に、この設備は
、入口リザーバ(１９１５０)用の高さ調節(１９１７０)及び配管(１９１８０)、
サンプルセルを設備の残部と接続するためのクイックリリースフィッティング(
１９１８９)、弁(１９１８２、１９１８４、１９１８６、１９１８８)を含む、
幾つかの流体リザーバ(１９１５０、１９１５４、１９１５６)を備えている。圧
力差変換器(１９１９７)が配管(１９１８０)を介して上部圧力検出点(１９１９
４)と下部圧力検出点(１９１９６)に接続される。弁制御用コンピューター装置(
１９１９０)が更に接続部(１９１９９)を介して圧力差変換器(１９１９７)と、
温度プローブ(１９１９２)と、重量スケールロードセル(１９１９８)とに接続さ
れる。
【０４９２】 １インチ(約２．５４ｃｍ)の直径を有する円形のサンプル(１９１１０)を、サ
ンプルセル(１９１２０)内部の２つの多孔性スクリーン(１９１３５)の間に置く
。サンプルセルは、タイゴン配管等の柔軟な配管(１９１８０)によって、入口接
続部(１９１３２)を介して入口リザーバ(１９１５０)に、また出口接続部(１９
１３３)を介して出口リザーバ(１９１５４)に取り付けられた、２つの１インチ(
約２．５４ｃｍ)の内径の円筒部品(１９１２１、１９１２２)から作られる。閉
じられたセルフォームガスケット(１９１１５)がサンプルの側部における漏出を
保護する。特に別記しない限り、０．２ｐｓｉ(約１．４ｋＰａ)に設定されてい
る、所望の湿潤圧縮に対応するキャリパーまで試験サンプル(１９１１０)を圧縮
する。定常状態の流れを達成するために、サンプル(１９１１０)を通って液体が
流れるようにする。一旦サンプル(１９１１０)を通る定常状態の流れが設定され
ると、ロードセル(１９１９８)と圧力差変換器(１９１９７)とを使用して、体積
流量及び圧力低下を時間の関数として記録する。高さ調節装置(１９１７０)によ
って調節できる、８０ｃｍの水(約７．８ｋＰａ)までどの圧力ヘッドにおいても
実験を実施することができる。これらの測定のために、サンプルに対する異なる
圧力で流量を決定することができる。
【０４９３】 この設備は、２/９７の各ユーザーマニュアルにおいて更に説明されているよ
うに、米国ニューヨーク州Ithacaのポーラス・マテリアルス社(Porous Material
s, Inc.)によって、ＰＭＩ液体透磁率計という名称で供給されているような透磁
率計として市販されている。この設備は多孔性スクリーン(１９１３５)として２
つのステンレス鋼フリットを含み、これも前記パンフレットに明記されている。
該設備はサンプルセル(１９１２０)と、入口リザーバ(１９１５０)と、出口リザ
ーバ(１９１５４)と、廃棄物リザーバ(１９１５６)と、各々の充填、排出弁及び
接続部と、電子スケールと、計算機化モニタリング、弁制御ユニット(１９１９
０)とより成っている。
【０４９４】 ガスケット材料(１９１１５)は米国オハイオ州Cincinnatiのネザーランド、ラ
バー、カンパニー(Netherland Rubber Company)によって供給されているような
、クローズド、セルネオプレンスポンジＳＮＣ−１(ソフト)である。１/１６"〜
１/２"(約０．１５９ｃｍ〜約１．２７ｃｍ)の範囲の厚みをカバーするために、
１/１６"(約０．１５９ｃｍ)の工程で変化する厚みを有する材料のセットを利用
できるべきである。
【０４９５】 更に、各弁を操作するために、少なくとも６０ｐｓｉ(４．１バール)の高圧状
態の空気供給が必要である。
【０４９６】 試験流体は脱イオン化された水である。
【０４９７】 次に、以下の工程によって試験を実施する。
【０４９８】 １)試験サンプルの準備 予備試験において、１つ以上の層の試験サンプルが必要であるか否かが決定さ
れ、予備試験では下記に概説するような試験を最低圧力と最高圧力において実施
する。最低圧力低下での０．５ｃｍ3/秒と最高圧力低下での１５ｃｍ3/秒の間で
、試験中の流量を維持するために、層数を調整する。同じ圧力低下では、サンプ
ルに対する流量はブランクに対する流量より低くあるべきである。所定の圧力低
下に対して、サンプルの流量がブランクの流量を超える場合、更に多くの層を付
加して流量を低下させるべきである。
【０４９９】 サンプルサイズ：米国オハイオ州Clevelandのマックマスターカール、サプラ
イカンパニー(McMaster-Carr Supply Company)によって供給されているような、
アーチパンチを使用して、サンプルを１"(約２．５４ｃｍ)の直径に切断する。
サンプルが必要な操作の間にその構造を維持するために低すぎる内部強度または
一体性を有している場合、ＰＥＴスクリムまたはネット等の従来の低斤量サポー
ト手段を付加することができる。
【０５００】 このように、(必要であれば、必要な数の層から各々作られた)少なくとも２つ
のサンプルを予備切断する。次に、特記しない限り、実験を実施すべき温度(７
０°Ｆ(３１℃))で、これらの一方を脱イオン水内で飽和させる。
【０５０１】 １ １/８"(約２．８６ｃｍ)の押え直径を有し、特記しない限り、サンプル(１
９１１０)に対して０．２ｐｓｉ(約１．４ｋＰａ)の圧力を発揮する、従来のキ
ャリパーゲージ(米国マサチューセッツ州WalthamのＡＭＥＳ社によって供給され
るもの等)を使用して、実験を実施するための所望の圧縮圧力下に(必要であれば
、３０秒の整定時間後)濡れたサンプルのキャリパーを測定する。
【０５０２】 ガスケッティングフォーム(１９１１５)の全厚みが濡れたサンプルの厚みの１
５０％〜２００％であるように、ガスケット材料の適切な組合せを選択する(全
体の所望の厚みを達成するために、変化する厚みのガスケット材料の組合せが必
要であるかもしれないことに注意)。ガスケット材料(１９１１５)を直径３"の円
形サイズに切断し、アーチパンチを使用して、中心に１インチ(２．５４ｃｍ)の
穴を開ける。
【０５０３】 サンプル寸法が濡れると変化する場合、濡れた段階で必要な直径が得られるよ
うにサンプルを切断すべきである。これは、各寸法をモニターすることにより、
この予備試験において評価することができる。ギャップが形成されるか、あるい
はサンプルがしわを形成し、それが多孔性スクリーンまたはフリットに滑らかに
接触するのを防止するようにサンプル寸法が変化する場合、切断された直径をそ
れに従って調整するべきである。
【０５０４】 試験サンプル(１９１１０)をガスケットフォーム(１９１１５)内の穴内部に置
き、サンプルセルの下部半分の上に複合品を置き、サンプルが平らな状態でスク
リーン(１９１３５)と滑らかに接触し、側部にギャップが形成されないことを確
認する。
【０５０５】 試験セル(１９１２１)の上部をラボベンチ(または別の水平面)の上に平らに置
き、その上に装着された３つ全てのキャリパーゲージ(１９１４５)をゼロにする
。
【０５０６】 試験サンプル(１９１１０)を備えたガスケット材料(１９１１５)が２つの部品
間にあるように、試験セル(１９１２１)の上部を下部部品(１９１２２)の上に置
く。上記の各圧力において濡れたサンプルのために測定して、３個のキャリパー
ゲージが同じ値に調整されるように、上部と下部の部品を固定ねじ(１９１４０)
で締め付ける。
【０５０７】 ２)実験を準備するために、計算機化ユニット(１９１９０)のプログラムを開
始し、サンプル識別、各圧力等を入力する。
【０５０８】 ３)幾つかの圧力サイクルに対して、１つのサンプル(１９１１０)に試験を実
施するが、最初の圧力が最低の圧力である。計算機化ユニット(１９１９０)によ
って、個々の圧力工程の結果を異なる結果ファイルに置く。後述するような計算
のために、これらのファイルの各々からデータを取る。(材料の次の工程のため
に異なるサンプルを使用すべきである)。
【０５０９】 ４)入口液体リザーバ(１９１５０)を必要な高さに設定し、計算機化ユニット(
１９１９０)で試験を開始する。
【０５１０】 ５)次に、クィック、ディスコネクト、フィッティング(１９１８９)で、サン
プルセル(１９１２０)を透磁率計装置内に位置付ける。
【０５１１】 ６)通気弁(１９１８８)と下部充填弁(１９１８４、１９１８６)とを開くこと
によって、サンプルセル(１９１２０)を満たす。この工程の間、システムからエ
アバブルを取り除くように注意しなければならず、これはサンプルセルを垂直に
回し、もし存在する場合、エアバブルが排水管を通って透磁率計を出るように強
いることによって達成できる。
【０５１２】 一旦、チャンバー(１９１２１)の上部に取り付けられたタイゴン配管までサン
プルセルが満たされると、エアバブルはこの配管から廃棄物リザーバ(１９１５
６)へと取り除かれる。
【０５１３】 ７)上部部品を満たすために、注意深くエアバブルを取り除いた後、下部充填
弁(１９１８４、１９１８６)を閉じ、上部充填弁(１９１８２)を開く。やはり、
全てのエアバブルを注意深く取り除く。
【０５１４】 ８)フィルライン(１９１５２)まで流体リザーバを試験流体で満たす。
【０５１５】 次に、計算機化ユニット(１９１９０)を始動させることにより、流れがサンプ
ルを通過し始めるようにする。
【０５１６】 サンプルチャンバー内の温度が必要な値に達した後、実験を開始する準備が整
う。
【０５１７】 計算機化ユニット(１９１９０)を介して実験を開始すると同時に、液体出口の
流れが自動的に廃棄物リザーバ(１９１５６)から出口リザーバ(１９１５４)へと
転換され、圧力低下及び温度が時間の関数として数分間モニターされる。
【０５１８】 一旦プログラムが終了すると、計算機化ユニットが(数字及び/またはグラフ形
態で)記録されたデータを提供する。
【０５１９】 所望であれば、同じ試験サンプルを使用して、変化する圧力ヘッドにおいて透
過率を測定することができ、それによって圧力を１つの工程から別の工程へと増
大させる。
【０５２０】 設備供給業者の指示に従って、設備を２週間ごとにクリーニングし、少なくと
も１週間に一度、特にフリット、ロードセル、熱電対、圧力変換器を較正すべき
である。
【０５２１】 サンプルセルの上部部品と下部部品内の圧力プローブ測定点(１９１９４、１
９１９６)に接続された圧力差変換器を介して圧力差を記録する。他の流れ抵抗
がチャンバー内にあり、記録される圧力に付加されるかもしれないので、各実験
をブランクランによって補正しなければならない。ブランクランは１０、２０、
３０、４０、５０、６０、７０、８０ｃｍの要求圧力で毎日実施するべきである
。透磁率計は各実験に対する平均試験圧力と、平均流量を出力するであろう。
【０５２２】 サンプルを試験する各圧力に対して、流量を計算機化ユニット(１９１９０)に
よってブランク補正圧力として記録し、それは更に各高さにおいて記録された圧
力差における平均試験圧力(実際の圧力)をも補正して、補正された圧力を生じさ
せる。この補正された圧力は下記の透過率式において使用すべきＤＰである。
【０５２３】 次に、各々の要求圧力において透過率を計算することができ、全ての透過率を
平均化して、被試験材料に対するｋを決定するべきである。
【０５２４】 各ヘッドにおいて各サンプルのために３つの測定値を取り、その結果を平均化
して基準偏差を計算するべきである。しかしながら、同じサンプルを使用して、
各ヘッドにおいて透過率を測定し、新しいサンプルを使用して２回目及び３回目
の反復試験区(replicates)を実施するべきである。
【０５２５】 一部分解された、拡大して描かれていないサンプルセルだけの図を示す図２０
Ａ及び図２０Ｂに概略的に描かれているように上述の設備を改変して、上述のト
ランスプラナー透過率と同じ条件下に、平面内透過率の測定を達成することがで
きる。図２０のサンプルセルが図１９の数字(１９１１０)に相関して、(２０２
１０)で示されるように、等しい要素は等しい数字で示している。このように、
図１９のトランスプラナーサンプルセル(１９１２０)が平面内の簡略化されたセ
ル(２０２２０)で置き換えられ、それは液体が１つの方向(サンプルがセル内に
置かれる方法に応じて機械方向または交差方向)にのみ流れることができるよう
に設計される。壁(壁効果)に沿った液体のチャネリングを最小にするように注意
すべきである。なぜなら、これはまちがった高い透過率示度を与え得るからであ
る。トランスプラナーの簡略化試験と全く同様に試験手順を実施する。
【０５２６】 サンプルセル(２０２２０)は、基本的に上述のトランスプラナー試験において
サンプルセル(１９１２０)について説明したような設備内に位置付けられるよう
に設計されているが、充填管がセル(２０２２０)の下部の入口接続部(２０２３
２)に向けられる点だけが異なっている。図２０Ａはサンプルセルの一部分解図
であり、図２０Ｂはサンプルレベルを通る断面図である。
【０５２７】 試験セル(２０２２０)は２つの部品：フランジを備えた方形の箱のようである
下部部品(２０２２５)と、下部部品(２０２２５)内部に嵌合し、やはりフランジ
を有する上部部品(２０２２３)とで構成される。試験サンプルを２"×２"インチ
(約５．１ｃｍ×５．１ｃｍ)のサイズに切断して、下部部品内に置く。次にサン
プルチャンバーの上部部品(２０２２３)を下部部品(２０２２５)内に置き、試験
サンプル(２０２１０)の上に座らせる。圧縮できないネオプレンゴムシール(２
０２２４)を上部部品(２０２２３)に取り付け、しっかりしたシールを提供する
。試験液は内部リザーバからタイゴン配管を介してサンプルスペースへと、また
入口接続部(２０２３２)及び更に出口接続部(２０２３３)を介して出口リザーバ
へと流れる。この試験実施では、低い流量のためにサンプルセルを通過する流体
の温度制御は不充分であってもよく、サンプルは加熱装置(２０２２６)によって
所望の試験温度に保持され、それによって加熱チャンバー(２０２２７)を通して
サーモスタットで調整された水がポンプで汲み上げられる。試験セル内のギャッ
プは所望の湿潤圧縮に対応するキャリパーに、通常０．２ｐｓｉ(約１．４ｋＰ
ａ)に設定される。０．１ｍｍ〜２０．０ｍｍの範囲のサイズのシム(２０２１６
)と固定ねじ(２０２４０)を使用して、また任意で幾つかのシムの組合せを使用
して、正しいキャリパーを設定する。
【０５２８】 実験の開始時に、試験セル(２０２２０)を９０°回転させ(サンプルは垂直で
ある)、試験液が下部から徐々に入るようにする。これは、全ての空気がサンプ
ル及び入口、出口接続部(２０２３２/２０２３３)から引き出されることを保証
するために必要である。次に、試験セル(２０２２０)をその元の位置に回転させ
て戻し、サンプル(２０２１０)を水平にする。次の手順はトランスプラナー透過
率のために前述したものと同じである。つまり、入口リザーバを所望の高さに置
き、流れを平衡させ、流量及び圧力低下を測定する。ダルシー則を使用して透過
率を計算する。より高い圧力に対してこの手順を繰り返す。
【０５２９】 非常に低い透過率を有するサンプルに対しては、計測可能な流量を得るために
、高さを伸ばすことにより、あるいは付加的な空気圧をリザーバに印加すること
により、駆動圧力を増大させることが必要であるかもしれない。平面内透過率は
、サンプルが試験セルに置かれる方法に応じて、機械方向及び交差方向に別個に
測定可能である。
【０５３０】 要求吸収性試験 要求吸収性試験は、液体処理部材の液体容量を計測し、またゼロ静水圧に対す
る液体処理部材の吸収速度を計測するためのものである。試験は液体処理部材を
含む分泌液を管理するための装置のために実施されてもよい。
【０５３１】 この試験を実施するために使用される装置は、フレームに吊るされた液体処理
部材を保持するために、充分なサイズの四角のバスケットで構成される。少なく
とも四角のバスケットの下面が、液体吸い上げに対するかなりの流れ抵抗なしに
、バスケット内へと液体が浸透できるようにするオープンメッシュより成る。例
えば、少なくとも７０％のオープンエリアを有し、１ｍｍのワイヤー直径を有す
るステンレス鋼で作られたオープンワイヤーメッシュ、及び約６ｍｍのオープン
メッシュサイズが本試験の設定に適している。更に、試験見本がその全容量まで
満たされた時、試験見本の荷重の下に実質的に変形しないように、オープンメッ
シュは充分な安定性を呈示するべきである。
【０５３２】 バスケットの下に液体リザーバが提供される。バスケット内部に置かれる試験
見本が液体リザーバ内の液体表面と接触してもよいように、バスケットの高さを
調節することができる。計測中に約０．０１秒ごとに液体の重量を読み取るため
に、液体リザーバはコンピューターに接続された電子てんびんの上に置かれる。
試験される液体処理部材がバスケット内に嵌合し、液体処理部材の目的とする液
体捕捉域がバスケットの下面と接触するように、装置の寸法が選ばれる。リザー
バ内の液体表面レベルが計測中に実質的に変化しないように、液体リザーバの寸
法が選ばれる。液体処理部材を試験するのに有用な典型的なリザーバは、少なく
とも３２０ｍｍ×３７０ｍｍのサイズを有し、少なくとも約４５００ｇの液体を
保持することができる。
【０５３３】 試験前に、液体リザーバを合成尿で満たす。試験すべき液体処理部材の液体容
量がリザーバから取り除かれた時に、リザーバ内の液体レベルが変化しないよう
に、合成尿の量及び液体リザーバのサイズが充分なものであるべきである。
【０５３４】 液体の温度及び試験用の環境は部材の使用中の状態を反映すべきである。ベビ
ー用おむつにおいて使用される典型的な温度は、環境に対して３２℃、また合成
尿に対しては３７℃である。被試験部材がその吸収特性の温度に対するかなりの
依存性を有していない場合、試験は室温で実施してもよい。
【０５３５】 リザーバ内の合成尿にメッシュが完全に浸漬されてしまうまで、空のバスケッ
トを下げることによって試験を設定する。次に、ほとんどゼロの静水圧吸引を設
定するために、バスケットを約０．５〜１ｍｍだけ持ち上げる。液体がメッシュ
と接触したままであるように注意すべきである。必要であれば、メッシュを液体
との接触に戻し、ゼロレベルを再調整する必要がある。
【０５３６】 試験は以下のことによって開始される： １．電子てんびんの計測の開始； ２．部材の捕捉ゾーンが液体と接触するように、メッシュ上に液体処理部材を
置くこと； ３．部材がメッシュとより良く接触するように１６５Ｐａの圧力を提供するた
めに、部材の上部に低いおもり(weigh)を直ちに付加すること。
【０５３７】 試験中に、液体リザーバ内の液体の重量減少を計測することによって、液体処
理部材による液体吸い上げを記録する。３０分後に試験を停止する。
【０５３８】 試験の終わりに、液体処理部材の全液体吸い上げ量を記録する。更に、液体処
理部材がその全液体吸い上げの８０％を吸収した後の時間を記録する。ゼロ時間
は部材の吸収を開始した時であると定義される。液体処理部材の初期吸収速度は
重量対時間計測カーブの初期線形スロープからである。 ティーバッグ遠心分離機容量試験(ＴＣＣ試験) ＴＣＣ試験は特に超吸収材料のために開発されているが、他の吸収材料にも容
易に適用できる。
【０５３９】 ティーバッグ遠心分離機容量試験はティーバッグ遠心分離機容量値を計測し、
それは吸収材料内の液体保持の計測法である。
【０５４０】 吸収材料を「ティーバッグ」内に置き、２０分間０．９重量％の塩化ナトリウム
溶液に浸漬し、３分間遠心分離する。乾燥材料の初期重量に対する保持された液
体重量の比が、吸収材料の吸収容量である。
【０５４１】 蒸留水内の０．９重量％塩化ナトリウム２リットルを、２４ｃｍ×３０ｃｍ×
５ｃｍの寸法を有するトレイ内に注ぎ込む。液体充填高さは約３ｃｍであるべき
である。
【０５４２】 ティーバッグポーチは６．５ｃｍ×６．５ｃｍの寸法を有し、ドイツ、デュッ
セルドルフ(Dusseldorf, Germany)のテーカナ社(Teekanne)から入手できる。ポ
ーチは標準のキッチン用プラスチックバッグシーリング装置(例えば、ドイツ、
クラップス(Krups)からのバクパック２プラス(VACUPACK2 PLUS)で熱シールされ
る。
【０５４３】 部分的に注意深く切断することによってティーバッグを開き、その重量を測る
。正確に±０．００５ｇまで計量して、約０．２００ｇの吸収材料のサンプルを
ティーバッグ内に置く。次に、ティーバッグをヒートシーラーで密封する。これ
をサンプルティーバッグと呼ぶ。空のティーバッグを密封し、ブランクとして使
用する。
【０５４４】 サンプルティーバッグとブランクティーバッグを食塩水の表面に置き、完全に
濡らすためにヘラを使用して約５秒間水没させる(ティーバッグは食塩水の表面
に浮くが、完全に濡れるであろう)。直ちにタイマーを始動させる。
【０５４５】 ２０分の浸漬時間の後、サンプルティーバッグとブランクティーバッグを食塩
水から取り出し、各バッグが遠心分離機バスケットの外壁に張り付くように、Ba
uknecht WS130、ボッシュ(Bosch)７７２ ＮＺＫ０９６または同等の遠心分離機(
２３０ｍｍの直径)内に置く。遠心分離機の蓋を閉じ、遠心分離機を始動させ、
速度を素早く１，４００ｒｐｍまで上昇させる。一旦遠心分離機が１，４００ｒ
ｐｍで安定すると、タイマーを始動させる。３分後、遠心分離機を停止させる。
【０５４６】 サンプルティーバッグとブランクティーバッグを取り出して、その重さを別々
に測る。
【０５４７】 吸収材料のサンプル用のティーバッグ遠心分離機容量(ＴＣＣ)を以下のように
計算する： ＴＣＣ＝[(遠心分離した後のサンプルティーバッグの重さ)−(遠心分離した後の
ブランクティーバッグの重さ)−(乾燥吸収材料の重さ)]÷(乾燥吸収材料の重さ)
。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は従来のオープンサイフォンの概略図である。
【図２】 図２は本発明による液体輸送部材の概略図である。
【図３Ａ】 図３Ａは各々従来のサイフォンシステムと、本発明による液体輸送部材である
。
【図３Ｂ】 図３Ｂは各々従来のサイフォンシステムと、本発明による液体輸送部材である
。
【図４】 図４は液体輸送部材を通る概略横断面図である。
【図５Ａ】 図５Ａは各々出入口領域の厚みを決定するための概略表示である。
【図５Ｂ】 図５Ｂは各々出入口領域の厚みを決定するための概略表示である。
【図５Ｃ】 図５Ｃは各々出入口領域の厚みを決定するための概略表示である。
【図６】 図６は透過率とバブルポイント圧力の相関図である。
【図７】 図７は本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図８】 図８は本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図９】 図９は本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図９Ａ】 図９Ａは本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図９Ｂ】 図９Ｂは本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図９Ｃ】 図９Ｃは本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図１０】 図１０は本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図１１Ａ】 図１１Ａは本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図１１Ｂ】 図１１Ｂは本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図１１Ｃ】 図１１Ｃは本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図１１Ｄ】 図１１Ｄは本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図１２Ａ】 図１２Ａは本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図１２Ｂ】 図１２Ｂは本発明による液体輸送部材の様々な実施形態の概略図である。
【図１３Ａ】 図１３Ａは各々本発明による液体輸送システムである。
【図１３Ｂ】 図１３Ｂは各々本発明による液体輸送システムである。
【図１３Ｃ】 図１３Ｃは各々本発明による液体輸送システムである。
【図１４】 図１４は吸収体の概略図である。
【図１５】 図１５は液体輸送部材を備えた吸収体である。
【図１６Ａ】 図１６Ａは液体輸送部材を備えた吸収体である。
【図１６Ｂ】 図１６Ｂは液体輸送部材を備えた吸収体である。
【図１７】 図１７は液体輸送部材の特殊な実施形態である。
【図１７Ａ】 図１７Ａは液体輸送部材の特殊な実施形態である。
【図１８】 図１８は液体輸送部材の特殊な実施形態である。
【図１８Ａ】 図１８Ａは液体輸送部材の特殊な実施形態である。
【図１８Ｂ】 図１８Ｂは液体輸送部材の特殊な実施形態である。
【図１９】 図１９は液体透過率試験を示す。
【図２０Ａ】 図２０Ａは液体透過率試験を示す。
【図２０Ｂ】 図２０Ｂは液体透過率試験を示す。
【図２１Ａ】 図２１Ａは毛管吸収試験を示す。
【図２１Ｂ】 図２１Ｂは毛管吸収試験を示す。
【図２１Ｃ】 図２１Ｃは毛管吸収試験を示す。
【図２１Ｄ】 図２１Ｄは毛管吸収試験を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 17/00 ５０１ // Ａ６１Ｆ 5/44 (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，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (72)発明者 エールンスペルガー、ブルーノ、ヨハネス ドイツ連邦共和国、デー−65936 フラン クフルト、ベスターバッハシュトラーセ 89 (72)発明者 シュミット、マティアス ドイツ連邦共和国、デー−65510 イドシ ュタイン、アルトケーニヒベーク ３ (72)発明者 デサイ、フレッド、ナバル アメリカ合衆国、オハイオ州 45014、フ ェアフィールド、ジェームズフィールド・ コート 6383 (72)発明者 ラフォン、ゲイリー、ディーン ドイツ連邦共和国、デー−61440 オーバ ーウアゼル、エーリッヒ・オレンハウア ー・シュトラーセ 36デー (72)発明者 ヤング、ジェラルド、アルフレッド アメリカ合衆国、オハイオ州 45231、シ ンシナチ、ハースストーン・ドライブ 1101 (72)発明者 シューマン、カール、ミヒャエル ドイツ連邦共和国、デー−65812 バー ト・ゾーデン、ロベルト−シュトルツ−シ ュトラーセ 30 (72)発明者 ロー、ドナルド、キャロル アメリカ合衆国、オハイオ州 45069、ウ エスト・チェスター、エンバーウッド・コ ート 6324 Ｆターム(参考） 3B029 BA01 BA15 BA18 BF03 4C003 AA06 4C098 AA09 CC03 CC27 CE05 CE06 DD05 DD06 DD08 DD10 DD13 DD14 DD16 DD17 DD23 DD24 DD25 DD26 DD27 DD28 4F100 AB01B AG00B AJ04A AJ04B AJ06B AK03B AK04A AK25B AK41B AK46B AK51A AK51B AK54B BA02 BA10B DD32 DG01B DJ03A GB72 JA13A JA20A JA20B JD14A YY00A YY00B

Claims (61)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平均透過率ｋbを有する少なくとも１つのバルク領域と、前
    記バルク領域を完全に外接して囲む壁領域とを備え、前記壁領域が厚みｄと、こ
    の厚み全体に亘って平均透過率ｋｐとを備えた少なくとも１つの出入口領域を備
    える液体輸送部材であって、前記バルク領域が出入口領域の平均流体透過率ｋｐ
    より高い平均流体透過率ｋbを有し、前記出入口領域が少なくとも１０-7ｍの、
    流体輸送方向の厚みに対する流体透過率の比ｋｐ/ｄｐを有することを特徴とす
    る液体輸送部材。
  2. 【請求項２】 前記バルク領域は少なくとも１０-11ｍ2の、好ましくは少な
    くとも１０-8ｍ2の、より好ましくは１０-7ｍ2以下の、最も好ましくは少なくと
    も１０-5ｍ2の流体透過率を有している、請求項１に記載の液体輸送部材。
  3. 【請求項３】 前記バルク領域は１０-2ｍ2以下の流体透過率を有している
    、請求項１に記載の液体輸送部材。
  4. 【請求項４】 前記出入口領域は少なくとも６*１０-20ｍ2、好ましくは少
    なくとも７*１０-18ｍ2、より好ましくは少なくとも３*１０-14ｍ2、更により好
    ましくは少なくとも１．２*１０-11ｍ2、更には少なくとも７*１０-11ｍ2、最も
    好ましくは少なくとも１０-9ｍ2の流体透過率を有している、請求項１に記載の
    液体輸送部材。
  5. 【請求項５】 前記出入口領域は少なくとも５*１０-7ｍ、好ましくは少な
    くとも１０-6ｍ、好ましくは少なくとも１０-5ｍの、流体輸送の方向に厚みに対
    する流体透過率の比、ｋｐ/ｄｐを有している、請求項１に記載の液体輸送部材
    。
  6. 【請求項６】 前記バルク領域が０．００１ｇ/ｃｍ3より大きな平均乾燥密
    度を有している、請求項１に記載の液体輸送部材。
  7. 【請求項７】 部材の第１領域が第１材料を備え、前記部材は更に、壁領域
    と接触する前記液体輸送部材の近隣の第２領域へと伸びる、第１領域の前記第１
    材料と接触する付加的な要素を備えている、前記請求項のいずれかひとつに記載
    の液体輸送部材。
  8. 【請求項８】 前記付加的な要素は壁領域と接触し、近隣の第２領域へと伸
    び、また前記部材のバブルポイント圧力より低い液体を吸収するために、毛管圧
    力を有している、請求項７に記載の液体輸送部材。
  9. 【請求項９】 外側領域、前記付加的な要素が柔軟性層を備えている、請求
    項７に記載の液体輸送部材。
  10. 【請求項１０】 出入口領域の透過率に対するバルク領域の透過率の比は少
    なくとも１０、好ましくは少なくとも１００、より好ましくは少なくとも１００
    ０、更により好ましくは少なくとも１００，０００である、前記請求項のいずれ
    かひとつに記載の液体輸送部材。
  11. 【請求項１１】 前記部材は７２ｍＮ/ｍの表面張力を有する水で測定した
    時、少なくとも１ｋＰａ、好ましくは少なくとも２ｋＰａ、より好ましくは少な
    くとも４．５ｋＰａ、更により好ましくは少なくとも８ｋＰａ、最も好ましくは
    ５０ｋＰａの、少なくとも１ｋＰａ、好ましくは少なくとも２ｋＰａ、より好ま
    しくは少なくとも４．５ｋＰａ、更により好ましくは少なくとも８ｋＰａ、最も
    好ましくは５０ｋＰａのバブルポイントを有している、前記請求項のいずれかひ
    とつに記載の液体輸送部材。
  12. 【請求項１２】 前記出入口領域は７２ｍＮ/ｍの表面張力を有する水で測
    定した時、少なくとも１ｋＰａ、好ましくは少なくとも２ｋＰａ、より好ましく
    は少なくとも４．５ｋＰａ、更により好ましくは少なくとも８ｋＰａ、最も好ま
    しくは５０ｋＰａの、少なくとも１ｋＰａ、好ましくは少なくとも２ｋＰａ、よ
    り好ましくは少なくとも４．５ｋＰａ、更により好ましくは少なくとも８ｋＰａ
    、最も好ましくは５０ｋＰａのバブルポイント圧力を有している、前記請求項の
    いずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  13. 【請求項１３】 前記出入口領域は３３ｍＮ/ｍの表面張力を有する水性試
    験溶液で測定した時、少なくとも０．６７ｋＰａ、好ましくは少なくとも１．３
    ｋＰａ、より好ましくは少なくとも３．０ｋＰａ、更により好ましくは少なくと
    も５．３ｋＰａ、最も好ましくは３３ｋＰａのバブルポイント圧力を有している
    、前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  14. 【請求項１４】 前記部材は、閉鎖システム試験において、初期液体の３％
    有余を失う、前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  15. 【請求項１５】 好ましくは、バルク領域の平均孔径と出入口領域の平均孔
    径の比が少なくとも１０、好ましくは少なくとも５０、より好ましくは少なくと
    も１００、更に好ましくは少なくとも５００、最も好ましくは少なくとも３５０
    であるように、前記バルク領域が前記出入口領域より大きな平均孔径を有してい
    る、前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  16. 【請求項１６】 前記バルク領域が少なくとも２００μｍ、好ましくは少な
    くとも５００μｍ、より好ましくは少なくとも１０００μｍ、最も好ましくは少
    なくとも５０００μｍの平均孔径を有している、前記請求項のいずれかひとつに
    記載の液体輸送部材。
  17. 【請求項１７】 前記バルク領域が少なくとも５０％、好ましくは少なくと
    も８０％、より好ましくは少なくとも９０％、更に好ましくは少なくとも９８％
    、最も好ましくは少なくとも９９％の多孔率を有している、前記請求項のいずれ
    かひとつに記載の液体輸送部材。
  18. 【請求項１８】 前記出入口領域が少なくとも１０％、好ましくは少なくと
    も２０％、より好ましくは少なくとも３０％、最も好ましくは少なくとも５０％
    の多孔率を有している、前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  19. 【請求項１９】 前記出入口領域が１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以
    下、より好ましくは１０μｍ以下、最も好ましくは５μｍ以下の平均孔径を有し
    ている、前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  20. 【請求項２０】 前記出入口領域が少なくとも１μｍ以上、好ましくは少な
    くとも３μｍの孔径を有している、前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸
    送部材。
  21. 【請求項２１】 前記出入口領域が１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以
    下、より好ましくは１０μｍ以下、最も好ましくは５μｍ以下の平均厚みを有し
    ている、前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  22. 【請求項２２】 前記バルク領域と前記壁領域は少なくとも１０、好ましく
    は少なくとも１００、より好ましくは少なくとも１０００、更に好ましくは少な
    くとも１００，０００の容積比を有している、前記請求項のいずれかひとつに記
    載の液体輸送部材。
  23. 【請求項２３】 前記出入口領域は、７０度未満、好ましくは５０度未満、
    より好ましくは２０度未満、更により好ましくは１０度未満の、被輸送液体に対
    して後退接触角を好ましくは有することによって親水性である、前記請求項のい
    ずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  24. 【請求項２４】 出入口領域は輸送される液体の液体表面張力を実質的に低
    下させない、請求項２３に記載の液体輸送部材。
  25. 【請求項２５】 前記出入口領域は７０度未満、好ましくは５０度未満、よ
    り好ましくは２０度未満、更により好ましくは１０度未満である、被輸送液体に
    対して後退接触角を好ましくは有することによって親油性である、前記請求項の
    いずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  26. 【請求項２６】 液体と接触すると同時に拡大でき、液体の除去と同時に収
    縮する材料を供える、前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  27. 【請求項２７】 前記バルク領域を液体の除去と同時に収縮する、前記請求
    項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  28. 【請求項２８】 元の状態と完全に液体に浸漬した時との間に、少なくとも
    ５の体積膨張係数を有する材料を備えていることを特徴とする、前記請求項のい
    ずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  29. 【請求項２９】 シート状の形状を有するか、あるいは円筒形のような形状
    を有している、前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  30. 【請求項３０】 液体輸送方向に沿った断面積が一定ではない、前記請求項
    のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  31. 【請求項３１】 好ましくは少なくとも２の係数だけ、好ましくは１０の係
    数だけ、最も好ましくは１００の係数だけ、出入口領域が液体輸送方向に沿った
    部材の平均断面積より大きな面積を有している、請求項３０に記載の液体輸送部
    材。
  32. 【請求項３２】 前記バルク領域は、繊維または微粒子、フォーム、らせん
    体、フィルム、波板、管の群から選ばれる材料を備えている、前記請求項のいず
    れかひとつに記載の液体輸送部材。
  33. 【請求項３３】 前記壁領域は、繊維または微粒子、フォーム、らせん体、
    フィルム、波板、管、織布ウェブ、織繊維メッシュ、開口フィルム、モノリシッ
    クフィルムの群から選ばれる材料を備えている、前記請求項のいずれかひとつに
    記載の液体輸送部材。
  34. 【請求項３４】 前記フォームはオープンセルの網状フォームであり、好ま
    しくはセルローススポンジ、ポリウレタンフォーム、ＨＩＰＥフォームの群から
    選ばれる、請求項３２または３３に記載の液体輸送部材。
  35. 【請求項３５】 前記繊維はポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、
    ポリエーテル、ポリアクリル、ポリウレタン、金属、ガラス、セルロース、セル
    ロース誘導体から作られる、請求項３２または３３に記載の液体輸送部材。
  36. 【請求項３６】 前記部材は別々の壁領域によって包まれた多孔性バルク領
    域を備えている、前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  37. 【請求項３７】 水溶性材料を備えている、前記請求項のいずれかひとつに
    記載の液体輸送部材。
  38. 【請求項３８】 出入口領域の少なくとも１つが水溶性材料を備えている、
    請求項３７に記載の液体輸送部材。
  39. 【請求項３９】 前記出入口領域は刺激により活性化できる膜材料を備えて
    いる、前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  40. 【請求項４０】 前記刺激により活性化できる膜は温度変化と同時にその親
    水性を変化させる、請求項３９に記載の液体輸送部材。
  41. 【請求項４１】 前記部材は初期において部分的に、あるいは基本的に液体
    で満たされる、前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  42. 【請求項４２】 前記部材は初期には真空状態である、前記請求項のいずれ
    かひとつに記載の液体輸送部材。
  43. 【請求項４３】 水ベースの液体、または粘弾性液体の輸送のためである、
    前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  44. 【請求項４４】 尿、血液月経、汗、便等の体から排出される分泌液の輸送
    のためである、請求項４３に記載の液体輸送部材。
  45. 【請求項４５】 油、グリース、他の非水ベースの液体等の輸送のためであ
    る、前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  46. 【請求項４６】 水ベースの液体ではなく、油またはグリースの選択的輸送
    のためである、請求項４５に記載の液体輸送部材。
  47. 【請求項４７】 部材の特性またはパラメータは、液体処理の前に、あるい
    は液体処理時に、好ましくは液体との接触またはｐＨ、温度、酵素、化学反応、
    塩濃度、機械的活性化により活性化されることによって設定されることを特徴と
    する、前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材。
  48. 【請求項４８】 前記請求項のいずれかひとつに記載の液体輸送部材と、液
    体輸送部材外部にある液体源または液体輸送部材外部にある液体シンク、あるい
    は液体輸送部材外部にある液体源と液体シンクの両方とを備える液体輸送システ
    ム。
  49. 【請求項４９】 要求吸収試験を受けた時、前記システムの重量を基礎とし
    て、少なくとも５ｇ/ｇ、好ましくは少なくとも１０ｇ/ｇ、より好ましくは少な
    くとも５０ｇ/ｇの吸収容量を有している、請求項４８に記載の液体輸送システ
    ム。
  50. 【請求項５０】 シンク材料を備え、前記シンク材料は、前記シンク材料の
    重量を基礎として、少なくとも１０ｇ/ｇ、好ましくは少なくとも２０ｇ/ｇ、よ
    り好ましくは少なくとも５０ｇ/ｇのティーバッグ試験における吸収容量を有し
    ている、請求項４８または４９のいずれかに記載の液体輸送システム。
  51. 【請求項５１】 シンク材料を備え、前記シンク材料は、出入口領域のバブ
    ルポイント圧力までの圧力で、毛管吸収試験において測定した時、前記シンク材
    料の重量を基礎として、少なくとも５ｇ/ｇ、好ましくは少なくとも１０ｇ/ｇ、
    より好ましくは少なくとも５０ｇ/ｇの吸収容量を有し、また出入口領域のバブ
    ルポイント圧力を超える圧力で、毛管吸収試験において測定した時、５ｇ/ｇ未
    満、好ましくは少なくとも２ｇ/ｇ未満、より好ましくは１ｇ/ｇ未満の、最も好
    ましくは０．２ｇ/ｇ未満の吸収容量を有することを特徴とする、請求項４８か
    ら５０のいずれかひとつに記載の液体輸送システム。
  52. 【請求項５２】 超吸収性材料または高内部層乳剤(ＨＩＰＥ)タイプのオー
    プンセルフォームを備えている、請求項４８から５１のいずれかひとつに記載の
    液体輸送システム。
  53. 【請求項５３】 請求項１から４７のいずれかひとつに記載の液体輸送部材
    、または請求項４８から５２のいずれかひとつに記載の液体輸送システムを備え
    る製品。
  54. 【請求項５４】 ベビー用おむつまたは大人の失禁用おむつ、女性用保護パ
    ッド(pade)、パンティライナー、トレーニングパンツである、請求項５３に記載
    の製品。
  55. 【請求項５５】 グリース吸収材である、請求項５３に記載の製品。
  56. 【請求項５６】 水輸送部材である、請求項５３に記載の製品。
  57. 【請求項５７】 液体輸送部材の作成方法であって、前記方法は、 ａ)バルク領域材料またはボイドスペースを提供する工程と、 ｂ)出入口領域を備える壁材料を提供する工程と、 ｃ)前記バルク領域材料または前記ボイドスペースを前記壁材料で完全に囲む
    工程と、 ｄ１)真空と、 ｄ２)部分的または基本的に完全な液体フィリングと、 ｄ３)拡大可能なゴムひも/ばねとから選ばれる ｄ)輸送可能化手段を提供する工程とを備えていることを特徴とする、方法。
  58. 【請求項５８】 更に、 ｅ１)液体溶解出入口領域と、 ｅ２)液体溶解拡大可能弾性化要素/ばねと、 ｅ３)取り外し可能な剥離要素と、 ｅ４)取り外し可能な密封パッケージング等の ｅ)活性化手段を適用する工程を備えている、請求項５７に記載の方法。
  59. 【請求項５９】 ａ)少なくとも１つの透過性出入口領域を備える別の壁材
    料で、高度に多孔性のバルク材料を包み込む工程と、ｂ)壁領域を完全に密封す
    る工程と、ｃ)基本的に部材から空気を抜く工程とを備える液体輸送部材の作成
    方法。
  60. 【請求項６０】 部材に液体が充填される、請求項５９に記載の方法。
  61. 【請求項６１】 少なくとも出入口領域において液体溶解可能な層で部材が
    シールされる、請求項５７または５９に記載の方法。
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