JP2019507641A - 吸収性物品 - Google Patents

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Abstract

本明細書において、材料ウェブを備える吸収性物品が開示されている。本明細書に記載された材料ウェブは、吸収性物品のコンテキストにおいて利用された場合、数々の利益を提供することができ、このような材料ウェブは、吸収性物品の製造を容易にすることができる。

Description

本明細書における開示は、全般的には、材料ウェブ及び材料ウェブを包含する物品に関する。
不織布ウェブは、長年にわたって多数の使い捨て吸収性物品において使用されてきた。例えば、いくつかの特定の吸収性物品、例えば、おむつ及び婦人衛生パッドにおいて、不織布は、トップシート、バックシート、又はこれらの特定の吸収性物品のいくつかの他の特徴部として利用され得る。
あいにく、吸収性物品に対する必要条件は、用途に応じて異なる場合がある。例えば、乳幼児用おむつ用のトップシートとして使用される不織布ウェブは、成人用失禁製品には好適ではない場合がある。同様に、成人用失禁製品用のトップシートとして好適な不織布ウェブは、婦人衛生パッドには好適ではない場合がある。
加えて、使い捨て吸収性物品における不織布ウェブに対する必要条件は、地域により多様である場合がある。例えば、ある地域では、柔らかいトップシートを備えた吸収性物品が、消費者心理において最優先される要因である場合がある。別の地域では、再湿潤量を最少化する吸収性物品が、消費者心理において最優先される場合がある。更に別の地域では、液体汚穢の捕捉速度が、消費者心理において最優先される場合がある。
上述の懸念事項のうち1つ以上に対処する材料ウェブが有益であると考えられる。また、上述の懸念事項のうちの1つ以上に対処可能な材料ウェブの製造を容易にするプロセスを有することも有益であると考えられる。
本明細書において、スパンボンド、メルトブローン、及びこれらの組み合わせを含み得る、使い捨て吸収性物品に使用され得る材料ウェブが開示されている。いくつかの例示的な用途としては、タンポン用のトップシート、捕捉層、又はオーバーラップが挙げられる。例えば、婦人衛生物品又は他の吸収性物品のトップシートとして利用される場合、本発明の材料ウェブは、ユーザに柔らかい感触を提供することができ、経血及び/又は尿汚穢の素早い捕捉を提供することができる。これらの使い捨て吸収性物品及び他の使い捨て吸収性物品における他の利益及び構成は以下で検討される。
本明細書は、本発明の主題を特定して指摘し明確に請求する特許請求の範囲をもって結論とするが、本発明は添付図面と関連させた次の説明から更に容易に理解できると考えられる。
本発明の材料ウェブの断面の模式図である。 本発明のスパンメルト不織布ウェブを製造するためのプロセスの模式図である。 本発明で使用するためのバイコンポーネントフィラメントの断面の模式図である。 本発明で使用するためのバイコンポーネントフィラメントの断面の模式図である。 本発明で使用するためのバイコンポーネントフィラメントの断面の模式図である。 例示的な直線状フィラメントの図である。 例示的なカール状フィラメントの図である。 平面図で示された本発明の材料ウェブの模式図である。 線5B−5Bに沿う断面で示された図5Aの材料ウェブの模式図である。 線5C−5Cに沿う断面で示された図5Aの材料ウェブの模式図である。 断面で示された図5Aの材料ウェブの別の形態の模式図である。 断面で示された図5Aの材料ウェブの別の形態の模式図である。 本発明の材料ウェブ上のトンネルタフトの模式図である。 本発明の材料ウェブ上のトンネルタフトの模式図である。 本発明の材料ウェブ上のトンネルタフトの模式図である。 本発明の材料ウェブ上のトンネルタフトの模式図である。 本発明の材料ウェブ上のトンネルタフトの模式図である。 本発明の材料ウェブ上の充填タフトの模式図である。 本発明の材料ウェブ上の充填タフトの模式図である。 本発明の材料ウェブ上の充填タフトの模式図である。 本発明の材料ウェブ上の充填タフトの模式図である。 本開示に従って内部に三次元不連続部が形成された材料ウェブの片面を示す平面視の顕微鏡写真である。 開口を備えた、図8Aの材料ウェブの他の面を示す平面視の顕微鏡写真である。 本開示に従った2層の材料ウェブにおける不連続部の斜視図である。 本開示に従ったネストタフトの模式図である。 本発明の材料ウェブ上の起伏及び溝の模式図である。 本発明の材料ウェブ上の起伏及び溝の模式図である。 本発明の材料ウェブ上の起伏及び溝の模式図である。 本発明の材料ウェブ上の起伏及び溝の模式図である。 本発明に従った複数のゾーンを含む使い捨て吸収性物品の模式図である。 本発明に従った複数のゾーンを含む使い捨て吸収性物品の模式図である。 本発明に従った複数のゾーンを含む使い捨て吸収性物品の模式図である。 本発明に従った複数のゾーンを含む使い捨て吸収性物品の模式図である。 本発明に従った複数のゾーンを含む使い捨て吸収性物品の模式図である。 第1の層の複数の第1のフィラメントのSEM写真である。 第2の層の複数の第2のフィラメントのSEM写真である。 本発明に従って構築された材料ウェブのSEM写真である。 材料ウェブが本発明に従って構築された、開口を含む材料ウェブの写真である。 疎水性の第1の層と親水性の第2の層とを含む不織布積層体の写真である。 材料ウェブが本発明に従って構築されているトンネルタフトを含む材料ウェブの写真である。 疎水性の第1の層と親水性の第2の層とを含む不織布積層体の写真である。 本発明の材料ウェブについての座標系の図である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本発明に従ったパターン化された開口を含む材料ウェブの写真である。 本開示に従って構築された婦人衛生パッドの平面図である。 本開示に従って構築されたおむつの平面図である。 線35−35に沿う図34のおむつの断面図である。 膨張状態の図35のおむつの断面図である。 本開示に従って構築された、内部に起伏を有する例示的な材料ウェブの等角図である。 本開示に従って構築された、内部に起伏を有する例示的な材料ウェブの等角図である。 本開示に従って構築された、内部に起伏を有する例示的な材料ウェブの等角図である。 本開示に従った3層構成の材料の材料ウェブの断面図である。 本開示に従ったそれぞれの不織布構成要素層の組成を示すために不織布構成要素層の種々の部分が切断された、図40の材料ウェブの斜視図である。 本開示に従った4層構成の材料ウェブの断面図である。 本開示に従ったそれぞれの不織布層の組成を示すために材料ウェブの種々の層が切断された、図42の材料ウェブの斜視図である。 本発明の材料ウェブの断面の模式図である。
本明細書で使用する際、「使い捨て吸収性物品」又は「吸収性物品」は、おむつ、トレーニングパンツ、おむつパンツ、再締結可能なパンツ、成人用失禁パッド、成人用失禁パンツ、婦人衛生パッド、タンポン、及び膣坐剤デバイスなどの物品に関して使用されることとなる。用語「使い捨て物品」は、フェイスマスクなどの物品に関して使用されることとなる。検討を簡潔にするために、用語「使い捨て吸収性物品」又は「吸収性物品」が使用されることとするが、別途記載のない限り、本発明の材料ウェブは、フェイスマスクに同様に利用され得る。
本明細書で使用する際、「親水性」及び「疎水性」は、材料表面上での基準の液体の接触角に関して当該技術分野において十分確立された意味を有する。このため、約90°超の液体(水)接触角を有する材料は、疎水性であると考えられ、約90°未満の液体(水)接触角を有する材料は、親水性であると考えられる。疎水性である組成物は、材料の表面上での水の接触角を増大させる一方、親水性である組成物は、材料の表面上での水の接触角を縮小させることとなる。前述にも関わらず、(複数種の)材料及び/又は(複数種の)組成物間の相対的な疎水性又は親水性についての言及は、材料又は組成物が疎水性又は親水性であることを意味しない。例えば、組成物は、材料より疎水性であってもよい。このような場合には、組成物も材料も疎水性でなくてもよいが、組成物上での水滴の接触角は、材料上での水滴の接触角より大きい。別の例として、組成物は、材料より親水性であってもよい。このような場合には、組成物も材料も親水性でなくてもよいが、組成物により示された水滴に対する接触角は、材料により示された接触角より小さくてもよい。
本明細書で使用する際、「スパンボンドフィラメント」は、押し出されるフィラメントの直径を持つ、紡糸口金の複数の微細な毛管から、溶融した熱可塑性材料をフィラメントとして押し出し、その後、急速に縮小させることにより形成される小径フィラメントを指す。スパンボンドフィラメントは、収集表面上に堆積するとき、概して粘着性ではない。スパンボンドフィラメントは概ね連続的であり、7マイクロメートルより大きい、より詳細には約8〜40マイクロメートルの(少なくとも10個の測定試料からの)平均直径を有する。
用語「フィラメント」は、紡糸プロセス、メルトブロープロセス、メルトフィブリル化若しくはフィルムフィブリル化プロセス、又は電界紡糸製造プロセス、あるいはフィラメントを製造するための任意の他の好適なプロセスによって製造された任意の種類の人工的で連続的なストランドを指す。フィラメントのコンテキスト内における用語「連続的な」は、ステープル長繊維が特定の目的とする長さに切断される点において、ステープル長繊維とは区別することができる。対照的に、「連続的なフィラメント」は、所定の長さに切断されておらず、その代わりに、ランダムな長さで破断され得るが、通常、ステープル長繊維よりはるかに長い。
「実質的にランダムに配向した」とは、フィラメントのある区画の方向が、横たわる方向として、360°の円の任意の方向になることができるように、不織布ウェブを形成するための収集表面上に複数のフィラメントを横たわらせる(例えば、下からの真空吸引により細孔ベルトを移動させる)加工条件により、これらのフィラメントが、収集表面上に接触し、同表面上でひっくり返り、その後、かき乱され、無秩序で、ランダムに動くことを意味する。横たわらせる配向は、繊維配向分布のヒストグラムにより分析され得るように、横断方向(CD)より機械方向(MD)がより一般的であり得、あるいはその逆であってもよい。
本発明の材料ウェブのそれぞれは、少なくとも2つの層を含む。本明細書で使用する際、用語「層(strata)」及び「層(stratum)」は、単一構造を構成する層状領域を指し、同単一構造は、本発明の場合には、材料ウェブである。材料ウェブの層の組み合わせは、多層状構造を形成する予備形成された層のアセンブリ又は積層体ではない。むしろ、本発明の材料ウェブは、本明細書に記載されたように、層を一体化様式で組み立てることにより構築される。いくつかの形態では、隣接する層が区別できない場合には、隣接する層は、1つの層であると考えてもよい。
本発明の材料ウェブを形成するための本明細書に記載された思想及び手法は、複数の層を有するスパンボンドフィラメント及び/又は微細繊維/ナノ繊維ウェブに適用されてもよく、今度は、スパンメルトウェブ内に含まれてもよい。溶融材料及び典型的には熱可塑性物質の連続及び不連続繊維紡糸技術は、一般に、スパンメルト技術と呼ばれている。スパンメルト技術は、メルトブロープロセス及びスパンボンドプロセスの両方を含んでもよい。スパンボンドプロセスは、溶融ポリマーを供給する工程を含み、それはその後、圧力下で紡糸口金又はダイとして既知のプレートの多数のオリフィスを通って押し出される。結果として生じる連続繊維は、例えば、スロットドローシステム、アッテネーターガン、又はゴデットロールなどのいくつかの方法のうちのいずれかによって、冷却され引き伸ばされる。スパンレイ又はスパンボンドプロセスにおいて、連続繊維は、ゆるいウェブとして、小孔表面、例えば、金網コンベヤベルトなどの移動する小孔表面上に収集される。2つ以上の紡糸口金が多層ウェブを形成するために一直線になって使用されるとき、その後の不織布構成要素層は、先に形成された不織布構成要素層の最上面に収集される。
本明細書で使用する際、「微細繊維」及び「ナノ繊維」は、同義的に使用されるものとし、約8マイクロメートル未満の直径を有するフィラメント又は繊維を指すものとする。例えば、メルトブローンフィラメントは、2〜8マイクロメートルの直径を有することができ、一方、他のフィラメント製造法により、以下で検討されるようなサブマイクロメートルの直径のフィラメントが製造され得る。
微細繊維又はナノ繊維を製造する方法は、メルトフィブリル化及び電界紡糸を含む。メルトフィブリル化は、1つ以上のポリマーが溶融及び押し出されて、多くの可能性のある構成になり(例えば、共押出し、均質若しくは複合フィルム又はフィラメント)、その後、フィブリル化又は繊維化してフィラメントにすると定義される繊維を製造する一般的な分類である。メルトブロー法は、(本明細書に記載のような)かかる特定の方法である。
メルトブロープロセスは、不織布材料の層を形成するためのスパンボンドプロセスに関連しており、溶融ポリマーは、圧力下で紡糸口金又はダイのオリフィスを通って押し出される。繊維がダイから出るときに、高速ガスが繊維に衝突し、繊維を細くする。この工程のエネルギーは、形成された繊維の直径が大いに減少し、かつ断裂されるものであり、不定の長さの超極細繊維が製造される。これは、繊維の連続性が概して維持されるスパンボンドプロセスとは異なる。多くの場合、メルトブローン不織布構造は、いくらかのバリア特性を有する強力なウェブである、スパンボンドメルトブローン(「SM」)ウェブ又はスパンボンドメルトブローンスパンボンド(「SMS」)ウェブを形成するために、スパンボンド不織布構造に付加される。同軸型メルトブローン(coaxial meltblown)は当該技術分野において既知であり、メルトブローンの一態様であると考えられる。
溶融フィルムフィブリル化は、ナノ繊維、すなわち、サブマイクロメートル繊維を製造するために使用され得る別の方法である。溶融フィルムは、溶融物から製造され、その後、流体を使用して、溶融フィルムから繊維を形成する。この方法の例としては、University of Akronに付与された、Torobinらの米国特許第6,315,806号、同第5,183,670号、及び同第4,536,361号、並びにRenekerらの米国特許第6,382,526号、同第6,520,425号、及び同第6,695,992号、並びに同第8,395,016号、同第8,487,156号、同第7,291,300号、同第7,989,369号、及び同第7,576,019号が挙げられる。Torobinによるプロセスは、この環状フィルムの内部に流れる高速風によってフィブリル化されるフィルムの管を形成するために、1つ又は多数の共環状ノズルを使用する。他の溶融フィルムフィブリル化方法及びシステムは、2008年4月24日に公開されたJohnsonらの米国特許出願公開第2008/0093778号、Krauseらの米国特許第7,628,941号、及び2009年12月3日に公開されたKrauseらの米国特許出願公開第2009/0295020号に記載されており、均一及び狭幅の繊維分布、例えば、非繊維化ポリマー溶融物(一般に「ショット」と呼ばれる)、フライ、及びダストなどの繊維の欠陥を低減又は最小化する。これらの方法及びシステムは、吸収性衛生物品に均一な不織布ウェブを更に提供する。
電界紡糸法は、サブマイクロメートル繊維を製造する、別の一般に使用されている方法である。この方法において、典型的には、ポリマーは、溶媒内に溶解され、一端が封止され、他端が局部的に細くなった部分に小さな開口部を有する、チャンバ内に配置される。次いで、高電位差が、ポリマー溶液とチャンバの開口端近くのコレクタとの間に印加される。このプロセスの製造速度は非常に遅く、繊維は、典型的には、少量製造される。サブマイクロメートル繊維を製造するための別の紡糸技術は、溶媒を利用する溶液又はフラッシュ紡糸である。
そのようにして、本発明の材料ウェブに関して、第1の不織布層は、第2の不織布層と一体的に形成されてもよい。ただし、本発明の材料ウェブは、不織布には限定されない。加えて、本発明の材料ウェブは、上述された不織布層と併せて、フィルム層を含んでもよい。
例示的なウェブを図1に示す。図1に示されたように、本発明の材料ウェブ10は、ウェブ製造の技術分野において一般的に既知であるように、機械方向(MD)(図1を示すシートの平面に垂直)、機械方向と直交する方向(CD)、及びZ方向(厚み方向)を有する。図示されたように、材料ウェブ10は、少なくとも第1の層20及び第2の層30を含む。材料ウェブ10は、第1の表面50及び第2の表面52を更に含む。本明細書で検討されたように、第1の層20及び第2の層30は一体的に形成されている。例えば、第1の層20及び第2の層30は、本明細書に記載されたスパンメルト、メルトブローン、又は電解紡糸プロセスにより一体的に形成されてもよい。
加えて、本発明のいくつかの形態では、第1の層20及び第2の層30のそれぞれは、複数のランダムに配向したフィラメントを含む。例えば、第1の層20は、複数の第1のランダムに配向したフィラメントを含んでもよく、第2の層30は、複数の第2のランダムに配向したフィラメントを含んでもよい。見やすくするために、視線誘導標54が、第1の層20と第2の層30との間に示される。ただし、第1の層20及び第2の層30は本明細書に記載されたように一体的に形成されているため、隣接する層間の視線誘導標は、このように容易に検出可能でない場合がある。ただし、前述したように、いくつかの形態では、第1の層20又は第2の層30は、フィルムを含んでもよい。
本発明の材料ウェブ10について、第1の層20は、第2の層30とは異なる。図1に示されたように、このような構成により、本明細書で開示されたように測定可能なZ方向特性差が生じる。Z方向特性差の発生において、第1の層20は、第2の層30と多種多様に異なってもよい。いくつかの好適な例としては、表面エネルギー、厚み、フィラメントの直径、フィラメントの断面積、フィラメントの断面形状、複数のポリマーを有するフィラメント断面構成(例えば、「bico」等)、フィラメントのカール、及び/又はフィラメントの組成、柔軟性、摩擦係数、伸張性、及び/又は色が挙げられる。前述のものはそれぞれ、層のフィラメント又は層自体の特性を表わす。そして、それぞれは、更に詳細に以下で検討される。
これらの変形例のそれぞれは、吸収性物品の性能属性に様々な方法で影響を及ぼし得る。例えば、捕捉速度、再湿潤の減少、バリア特性の生成、製品のより良好な快適性、柔軟性の向上等。
加えて、本発明の材料ウェブ10は、本明細書で開示されたように測定可能なMD及び/又はCD特性差を含んでもよい。MD及び/又はCD特性差の発生において、第1の層20及び/又は第2の層30は、無数の特徴を含んでもよい。例えば、開口、結合部位、エンボス加工トンネルタフト、充填タフト、ネストタフト、外側タフト、及び起伏により、MD及び/又はCD特性差がもたらされ得る。
材料ウェブ−Z方向特性差
上述された層特性の変更により、材料ウェブ10の特定の特性を向上させ得る、材料ウェブ10におけるZ方向特性差が生じ得る。例えば、捕捉時間、再湿潤、透過性、柔軟性、遮蔽性、弾力性、及び毛管現象は、複数の第1のフィラメント及び複数の第2のフィラメントにおける差に基づいて変更することができる特性のうちの一部である。第1の層10と第2の層30との間の差は、材料ウェブの特性における利益と共に以下で検討される。
ここから、図1及び図2を参照して、本発明の材料ウェブは、複数のスピンビーム255、257を含むスパンボンドプロセにより製造され得る。いくつかの形態では、第1のスピンビーム255は、複数の第1のフィラメント261をベルトに堆積することができる。第2のスピンビーム257は、複数の第2のフィラメント263を、複数の第1のフィラメント261の上面の上に、ベルトに堆積することができる。そして、前述したように、第1の層20が第2の層30と異なるように、複数の第2のフィラメントは、複数の第1のフィラメントと異なって構成されてもよい。
更なるフィラメントを有する更なる層を提供するように更なるスピンビームが提供される本発明の形態が想到される。したがって、本発明の材料ウェブは、第3の層、第4の層等を備えてもよい。また、材料ウェブの層は、層のうちの少なくとも2つの層が異なるように構成されてもよい。加えて、材料ウェブのためのプロセスが、1つ以上のナノ繊維層、例えば、1つ以上のメルトブローンン層、1つ以上のメルトフィブリル化層、及び/又は1つ以上の電解紡糸層の包含を可能にすることができる本発明の形態が想到される。
加えて、第1の層20が第1の工程において形成され、その後に加工される本発明の形態が想到される。その後に、第2の層30が、第1の層20に堆積されてもよい。例えば、第1の層は、(本明細書に記載された)開口プロセスに提供されてもよく、その後、第2の層は、本明細書に記載されたプロセスにより、第1の層上に一体的に形成されてもよい。別の例として、第1の層は、フィルムを含んでもよい。第1の層は、(本明細書に記載された)開口プロセスに供されてもよく、その後、第2の層が、本明細書に記載されたプロセスにより、第1の層上に一体的に形成されてもよい。別の例として、第1の層は、(本明細書に記載された)開口プロセスに供される不織布を含んでもよく、その後、フィルムを含む第2の層が、第1の層上に一体的に形成され、例えば、第1の不織布層上に押し出される。また更に別の例として、第1の層及び第2の層は、第1の層又は第2の層の中間加工を何ら行うことなく、一体的に形成されてもよい。
表面エネルギー
本発明の材料ウェブにおけるZ方向特性差を生じさせる方法のうちの1つは、第1の層20及び/又は第2の層30(及び/又は任意の更なる層)について異なる表面エネルギーを利用することである。一般的には、高い表面エネルギーを有する不織布層は、低い表面エネルギーを有する不織布層より親水性であると考えられ得る。したがって、本発明のいくつかの形態では、第1の層20は、第2の層30より非親和性であってもよい。したがって、いくつかの形態では、第1の層20は、第2の層30より低い表面エネルギーを有してもよい。
(第2又は任意の他の層に対する)第1の層20の非親和性の増大は、様々な方法で達成され得る。例えば、複数の第1のフィラメントは、複数の第2のフィラメントの組成より非親和性の組成を含んでもよい。1つの具体的な例において、複数の第2のフィラメントは、ポリエチレンテレフタレートを含む一方、複数の第1のフィラメントは、ポリエチレンを含んでもよい。一般的には、ポリエチレン及びポリプロピレンは、ポリ乳酸、ポリエチレンテレフタレート、及びナイロンより非親和性である。複数の第1のフィラメント及び/又は複数の第2のフィラメントは、これらの組成の任意の好適な組み合わせを使用し得る。
別の例では、複数の第1のフィラメント及び/又は複数の第2のフィラメントは、溶融添加剤を含んでもよい。1つの具体的な例において、複数の第1のフィラメントは、複数の第1のフィラメントの紡糸中に、ポリマー溶融物に対して直接又はマスターバッチとして加えられた非親和性の溶融添加剤を含んでもよい。このような溶融添加剤は、例えば、脂質エステル又はポリシロキサンを含み得る。添加剤がフィラメント内に溶融ブレンドされる形態に関して、添加剤は、フィラメントの表面にブルームを生じさせ、フィラメントの外側表面の一部を覆うフィルムを生成することができ、かつ/又はフィブリル、フレーク、粒子、及び/若しくは他の表面特徴部を生成することができる。非親和性の溶融添加剤と併せて又はこれとは独立して、複数の第2のフィラメントは、親和性の溶融添加剤を含んでもよい。別の例では、複数の第1のフィラメントは、非親和性の溶融添加剤を、第1の重量パーセントで含んでもよく、一方、複数の第2のフィラメントは、非親和性の溶融添加剤を、第2の重量パーセントで含んでもよい。第1の層20が第2の層30より非親和性であるように、第1の重量パーセントは第2の重量パーセントより大きくてもよい。更に別の例では、複数の第1のフィラメントは、親和性の溶融添加剤を、第1の重量パーセントで含んでもよく、複数の第2のフィラメントは、親和性の溶融添加剤を、第2の重量パーセントで含んでもよい。このような形態では、第2の層30が第1の層20より親和性であるように、第2の重量パーセントは、第1の重量パーセントより大きくてもよい。更に別の例では、複数の第1のフィラメントは、第1の非親和性の溶融添加剤を含んでもよく、一方、複数の第2のフィラメントは、第2の非親和性の溶融添加剤を含む。このような形態では、第1の非親和性の溶融添加剤は、複数の第1のフィラメントを、複数の第2のフィラメントより非親和性にすることができ、又はその逆も可能である。更に別の例では、複数の第1のフィラメントは、第1の親和性の溶融添加剤を含んでもよく、一方、複数の第2のフィラメントは、第2の親和性の溶融添加剤を含む。このような形態では、第1の親和性の溶融添加剤は、複数の第1のフィラメントを、複数の第2のフィラメントより親和性にすることができ、又はその逆も可能である。
溶融添加剤が複数の第1のフィラメント及び/又は複数の第2のフィラメントに提供される形態に関して、溶融添加剤は、好ましくは、第1の層20及び/又は第2の層30の約0.11重量%〜約20重量%を構成してもよい。いくつかの形態では、溶融添加剤は、より好ましくは、約15重量%未満、更により好ましくは、約10重量%未満、最も好ましくは、約8重量%未満であり、具体的には、これらの範囲内の任意の値又はこれにより生成された任意の範囲を含む。
任意の好適な非親和性の溶融添加剤が利用されてもよい。非親和性の溶融添加剤の例としては、脂肪酸及び脂肪酸誘導体が挙げられる。脂肪酸は、植物原料、動物原料、及び/又は合成原料に由来してもよい。いくつかの脂肪酸は、C8脂肪酸〜C30脂肪酸、又はC12脂肪酸〜C22脂肪酸の範囲に及び得る。他の形態では、特に、脂肪酸前駆体の水素化の結果として飽和が生じる場合、実質的に飽和の脂肪酸が使用され得る。脂肪酸誘導体の例としては、脂肪族アルコール、脂肪酸エステル、及び脂肪酸アミドが挙げられる。好適な脂肪族アルコール(R−OH)としては、C12〜C28脂肪酸に由来するものが挙げられる。
好適な脂肪酸エステルとしては、C12〜C28脂肪酸と短鎖(C1〜C8、好ましくは、C1〜C3)一価アルコールとの混合物、好ましくは、C12〜C22飽和脂肪酸と短鎖(C1〜C8、好ましくは、C1〜C3)一価アルコールとの混合物に由来するような脂肪酸エスエルが挙げられる。疎水性の溶融添加剤は、モノ、ジ、及び/又はトリ−脂肪酸エステルの混合物を含んでもよい。例としては、[1]に表わされた骨格としてのグリセロールとの脂肪酸エステルが挙げられる。
Figure 2019507641
式中、Rl、R2、及びR3はそれぞれ、11〜29個の範囲の炭素原子を有するアルキルエステルである。いくつかの形態では、グリセロール由来脂肪酸エステルは、モノ、ジ、又はトリグリセリドを形成するために、グリセロールに対する少なくとも1つのアルキル鎖、少なくとも2つ又は3つの鎖を有する。トリグリセリドの好適な例としては、グリセロールトリベヘネート(thibehenate)、グリセロールトリステアレート、グリセロールトリパルミテート、及びグリセロールトリミリステート、並びにこれらの混合物が挙げられる。トリグリセリド及びジグリセリドの場合には、アルキル鎖は、同じ長さ又は異なる長さであると考えられる。例としては、1つのアルキルC18鎖及び2つのC16アルキル鎖又は2つのC18アルキル鎖及び1つのC16鎖を有するトリグリセリドが挙げられる。好ましいトリグリセリドとしては、C14〜C22脂肪酸由来のアルキル鎖が挙げられる。
好適な脂肪酸アミドとしては、C12〜C28脂肪酸(飽和又は不飽和)及び一級又は二級アミン由来のものが挙げられる。一級脂肪酸アミドの好適な例としては、[2]に表わされるような脂肪酸及びアンモニアに由来するものが挙げられる。
Figure 2019507641
式中、Rは、11〜27個の範囲のいくつかの炭素原子を有する。少なくとも1つの他の形態では、脂肪酸は、C16脂肪酸〜C22脂肪酸の範囲に及び得る。いくつかの好適な例としては、エルカミド、オレアミド、及びベハンアミド(behanamide)が挙げられる。他の好適な疎水性の溶融添加剤としては、疎水性シリコーンが挙げられる。更なる好適な非親和性の溶融添加剤は、米国特許出願第14/849630号及び同第14/933028号に開示されている。別の好適な非親和性の溶融添加剤は、Techmer PM(Clinton,TN)から、商品名PPM17000 High Load Hydrophobicで入手できる。非親和性の溶融添加剤の1つの具体的な例は、グリセロールトリステアレートである。本明細書で使用する際、グリセロールトリステアレートは、主にC18及びC16飽和アルキル鎖長を含有する長鎖トリグリセリドの混合物として定義される。加えて、不飽和の度合い及びcis対trans不飽和結合構成を変化させ得る。アルキル鎖長は、約C10〜約C22の範囲であると考えられる。不飽和の度合いは、典型的には、アルキル鎖あたり0〜約3個の二重結合の範囲となる。cis対trans不飽和結合構成の比は、約1:100〜約100:1の範囲であり得る。ポリプロピレン及び/又はポリエチレンと共に使用するのに他の好適な例は、脂肪酸成分としてのステアリン酸若しくはパルミチン酸のいずれか一方又はその両方を含有するトリグリセリドあるいはこのようなトリグリセリドの混合物である。他の好適な疎水性の溶融添加剤は、エルカミド又はポリシロキサンを含んでもよい。
任意の好適な親和性の添加剤が使用され得る。いくつかの好適な例としては、商品名がTechmer PPM15560、TPM12713、PPM19913、PPM19441、PPM19914、PPM112221(ポリプロピレン用)、PM19668、PM112222(ポリエチレン用)であるTechmer PM(Clinton,TN)から入手可能な添加剤が挙げられる。更なる例としては、Polyvel Inc.(Hammonton,NJ)から入手可能な商品名Polyvel VW351 PP湿潤剤(ポリプロピレン用)、Goulston Technologies Inc.(Monroe,NC)から入手可能な商品名Hydrosorb 1001、並びに米国特許出願公開第2012/0077886号並びに米国特許第5,969,026号及び同第4,578,414号に開示されたような親和性の添加剤が挙げられる。
成核剤が、溶融添加剤と共に含まれてもよい。成核剤は、親和性又は非親和性の溶融添加剤のいずれか一方のブルームをより多く又はより速く生じさせるのに役立ち得る。このため、同じ非親和性又は親和性の溶融添加剤が層のすべてに使用される場合であっても、Z方向における特性差を生じさせると考えられる。すなわち、成核剤は、1つ以上すべて未満の層に加えられた場合、同じ親和性又は非親和性の溶融添加剤を有するが、成核剤を含有しない1つ以上の層より集約的な親和性若しくは非親和性作用又は接触角作用を(これらの層における添加剤の種類に応じて)生じさせるであろう。好適な成核剤は、ノニトール、トリスアミド、及び/又はソルビトール系成核剤から構成されてもよい。具体的であるが、非限定的な例は、Millilken company製のMillad NX 8000すなわち(その新しい商品名)NX UltraClear GP110Bなどの有機成核剤である。有効な無機成核剤の例は、CaCO等、特に、ナノクレイ又はナノスケールミネラル分子である。
複数の第1のフィラメントが疎水性の溶融添加剤を含むこれらの形態に関して、使い捨て吸収性物品内に、タンポンの場合には、トップシート又はオーバーラップとして材料ウェブを組み込んでもよい。従来の知識であれば、典型的には、疎水性トップシートに対してアドバイスするであろうが、本発明の材料ウェブは、液体汚穢の素早い捕捉を可能にする開口を含んでもよい。このような形態では、疎水性トップシートにより、着用者の肌に対して清潔で乾燥した表面が提供され得る。加えて、複数の第1のフィラメントにおける疎水性処理により、液体の再湿潤を減少させることができる。疎水性及び親水性の溶融添加剤を含む本発明の材料ウェブの例は、本明細書の「実施例」のセクションにおいて提供される。
また、従来の知識であれば、フィラメント製造後の疎水性/親水性の改善、例えば、局所適用を促進する場合があるが、このような組成の適用は、更なる不和を生じる場合がある。例えば、多くの局所的に適用された処理は、吸収性物品内の他の構造に移行する場合がある。あるいは、本発明の材料ウェブについて、適用中に、第1の層20から第2の層30に又はその逆に製造後処理が移行してしまう場合がある。このような移行は、第1の層20と第2の層30との間の所望の表面エネルギー差を妨害すると考えられる。
ただし、第1の層20が製造され、その後、表面エネルギー改変組成により処理される形態が想到される。その後、第2の層30が、第1の層20の上に形成される。
フィラメントの直径又は断面積
本発明の材料ウェブにおけるZ方向特性差を生じさせる別の方法は、第1の層20及び第2の層30のそれぞれにおける複数の第1のフィラメント対複数の第2のフィラメントにおいて異なるフィラメントのサイズを利用することである。用語「フィラメントのサイズ」は、フィラメントの断面寸法、直径、又は面積を指す。円形すなわち丸形断面形状について、断面寸法は直径であり、面積は円形であるが、より複雑な断面形状であってもよい。第1の層20及び第2の層30は、上で検討された表面エネルギー差に加えて又は同差とは独立して、フィラメントのサイズ差を含んでもよい。
いくつかの形態では、複数の第1のフィラメントは、第1のサイズを含んでもよい一方、複数の第2のフィラメントは、第2のサイズを含む。第1のサイズは、第2のサイズとは異なってもよい。いくつかの形態では、第1のサイズは、第2のサイズより大きくてもよい。複数の第1のフィラメント及び複数の第2のフィラメントは、任意の好適なサイズを含んでもよい。いくつかの形態では、複数の第1のフィラメント及び複数の第2のフィラメントは、約8マイクロマートル〜約40マイクロメートルの範囲の平均サイズ又は0.5〜10デニールの範囲のフィラメントタイターを有することができ、具体的には、これらの範囲内のすべての値及びこれにより生じる任意の範囲を含む。
一般的には、大きめのフィラメントを有する不織布ウェブは、透過性が増大する。透過性の増大により、所望の品質であり得る、より迅速な流体浸透若しくは移行又は捕捉時間がもたらされ得る。しかしながら、透過性の増大により、残念ながら、液体再湿潤の可能性が増大する場合がある。
対照的に、小さめのフィラメントを有する不織布ウェブは、典型的には、透過性がより小さいが、毛管現象がより大きい。透過性が小さいことは、流体捕捉時間が遅いことを意味し得るが、一方で、毛管現象がより大きいことにより、再湿潤の可能性を低減することができ、この低減は所望され得る。
材料ウェブ10がトップシートとして利用される本発明のこれらの形態に関して、第1の層20におけるより大きいフィラメントのサイズは、より高い透過性−より迅速な流体捕捉及びより小さい毛管現象を意味し得る。また、第2の層30におけるより小さいフィラメントは、より低い透過性であるが、より大きい毛管現象、すなわち、再湿潤の可能性の低下を意味し得る。本発明の材料ウェブが更なる層を含む場合、更なる層は、材料ウェブの毛管現象/透過性を更に向上させ得る。例えば、第3の層は、第2の層より小さいフィラメントのサイズを含んでもよく、第4の層は、第3の層より小さいフィラメントのサイズを含んでもよい。したがって、その後の層のそれぞれの毛管現象は増大し得る。このような形態では、毛管現象が吸収性コアにより近い層に対して増大する毛細管勾配が構成され得る。
フィラメントの断面形状
本発明の材料ウェブにおけるZ方向特性差を生じさせる更に別の方法は、異なるフィラメントの断面形状を利用することである。複数の第1のフィラメント及び/又は複数の第2のフィラメントは、任意の好適な断面形状を含んでもよい。いくつかの形態では、複数の第1のフィラメントは、複数の第2のフィラメントの形状とは異なる形状を含んでもよい。他の形態においても、複数の第1のフィラメントは、複数の形状を含んでもよく、複数の第1のフィラメントの少なくとも1つの形状は、複数の第2のフィラメントの形状とは異なる。同様に、複数の第2のフィラメントは、複数の形状を含んでもよい。
複数の第1のフィラメント及び/又は複数の第2のフィラメントは、非丸形のフィラメントを含んでもよい。(「丸形(round)」は、典型的には円形(circular)で、内腔部分又は中空部分を有さない中実であることを意味する)本明細書で使用する際、用語「非丸形のフィラメント」は、非丸形断面を有するフィラメントを説明し、「成形フィラメント」及び「毛管チャネルフィラメント」を含む。かかるフィラメントは中実又は中空であってもよく、これらは、3葉形、デルタ形であってもよく、これらの外側表面に毛管チャネルを有するフィラメントであってもよい。毛管チャネルは、「U字形」、「H字形」、「C字形」及び「V字形」などの多様な断面形状であってもよい。1つの実用的な毛管チャネルフィラメントは、T−401であり、4DGフィラメントと呼ばれ、Filament Innovation Technologies(Johnson City,TN)から入手可能である。T−401フィラメントは、ポリエチレンテレフタレート(PETポリエステル)である。他の好適な形状としては、丸形、中空丸形、又はリボン形状が挙げられる。
複数の第1のフィラメント及び/又は複数の第2のフィラメントの断面形状は、上で検討された表面エネルギー及びフィラメントの直径/断面積差と併せて又はこれらと独立して変動し得る。
一般的には、非丸形フィラメントは、これらのより大きい表面積のために、丸形フィラメントの対応部分より毛管現象/吸上能が増大している。したがって、非丸形フィラメントは、上に配設される流体を容易に放棄することができない。また、非丸形フィラメントは、材料ウェブの着用者に面する表面における遮蔽/再湿潤の目的のために有益でない場合がある。その代わりに、非丸形フィラメントは、吸収性物品の着用者に面する表面直下に提供された場合、非常に良好に機能することができる。加えて、非丸形フィラメントは、より大きい吸上能、より高い毛管吸引力を有し、これらの丸形フィラメント対応部分より大きい弾力性を提供する。これらの特性のそれぞれは、吸収性物品の着用者に面する表面の一部を含む層より吸収性コアに近い層に提供された場合、より有益であり得る。
いくつかの具体的な形態では、第1の層20は、丸形フィラメントを含んでもよく、一方、第2の層30は、非丸形フィラメントを含む。第1の層30及び/又は第2の層40が混合フィラメント形状を有する本発明の形態が想到される。例えば、第1の層20は、第2の層30が含むより大きい割合の丸形フィラメントを含んでもよい。また、更なる層を含む本発明のこれらの形態に関して、第3の層は、非丸形フィラメントを含んでもよく、かつ/又は、第2の層30より小さい割合の丸形フィラメントを含んでもよい。また、第4の層が提供される場合、第4の層は、同様に、非丸形フィラメントを含んでもよく、かつ/又は第2の層30より小さい割合の丸形フィラメントを含んでもよい。
第1の層20及び第2の層30がそれぞれ丸形フィラメントを含む更なる形態が想到される。第3の層は、非丸形フィラメントを含んでもよい。他の形態では、第3の層は、丸形フィラメントを含んでもよく、第4の層は、非丸形フィラメントを含んでもよい。
フィラメントの断面構成
本発明の材料ウェブにおけるZ方向特性差を生じさせる更に別の方法は、異なるフィラメントの断面構成を利用することである。例えば、第1の層及び/又は第2の層のフィラメントは、モノコンポーネント、バイコンポーネント、及び/又は二成分であり得る。本明細書で使用する際、用語「モノコンポーネント」フィラメントとは、1種以上のポリマーを使用して1つの押出成形機から成形されたフィラメントを指す。これは、着色、静電気防止特性、潤滑、親水性などのために、少量の添加剤が添加されている1種のポリマーから形成されるフィラメントを除外することを意味しない。
本明細書で使用する際、用語「バイコンポーネントフィラメント」は、別々の押出成形機から押し出された少なくとも2種の異なるポリマーを合わせて紡糸し、1本のフィラメントとして形成したフィラメントを指す。バイコンポーネントフィラメントはまた、複合フィラメント又はマルチコンポーネントフィラメントと呼ばれる場合もある。ポリマーは、バイコンポーネントフィラメントの横断面にわたって実質的に不変に位置付けられた別個のゾーンに配置され、バイコンポーネントフィラメントの長さに沿って連続して延在する。そのようなバイコンポーネントフィラメントの構成は、例えば、1種のポリマーが別のポリマーによって包囲されるシース/コア配置でもよく、又は並列配置、パイ型配置、若しくは「海島型」配置であってもよい。バイコンポーネントフィラメント構造のいくつかの好適な例を図3A〜図3Cに示す。例えば、本発明の材料ウェブのフィラメントは、断面300を有し、並列型配置で配置された第1のコンポーネント300A及び第2のコンポーネント300Bを含むフィラメントを含み得る。図示されるように、第1のコンポーネント300Aと300Bとの間の視線誘導標302は、第1のコンポーネント300A及び第2のコンポーネント300Bの組成に応じて、容易に識別可能であってもよい。いくつかの形態では、第1のコンポーネント300A及び第2のコンポーネント300Bは、およそ等しい割合、例えば、50/50でフィラメントに存在してもよい。ただし、いくつかの形態では、第2のコンポーネント300Bに対する第1のコンポーネント300Aの比は変動してもよい。また、視線誘導標302は、フィラメントの片面により近位にオフセットしていてもよい。組成比は以下で検討される。
別の例としては、本発明の材料ウェブは、断面310を有し、偏心性シース−コア型配置の第1のコンポーネント310A及び第2のコンポーネント310Bを含むバイコンポーネントフィラメントを含んでもよい。また、この構成により、コア、すなわち、第2のコンポーネント310Bは、図3Bに図示されたようなフィラメントの縁部に接していてもよく、あるいはフィラメントの縁部からオフセットしてもよい。シース−コア型配置の1つの具体的な例では、第1のコンポーネント310Aは、第2のコンポーネント310Bと同心でもよい。
本発明に利用され得るバイコンポーネントフィラメントの断面の別の例を、図3Cに関して示す。図示されたように、3葉形の断面320を有するフィラメントが利用され得る。3葉形の断面320は、第1のコンポーネント320A及び第2のコンポーネント320Bを含み、第2のコンポーネント320Bは、3葉形の断面の丸い突出部のうちの1つである。図示されたように、第1のコンポーネント320Aは、フィラメント断面320の約1/3を含む。いくつかの形態では、視線誘導標302は、第1の組成が断面320のうちのより大きい又はより小さい部分を含む場所に移動してもよい。
本明細書で検討された可能性のあるフィラメント断面のすべてを有する類似する構成が想到される。すなわち、バイコンポーネントフィラメントの断面は、第1のコンポーネント及び第2のコンポーネントを、本明細書で検討された断面形状のうちのいずれかで含んでもよい。また、いくつかの形態では、利用された組成に応じて、第3のコンポーネント、第4のコンポーネント等が、マルチコンポーネントフィラメントに提供されてもよい。
バイコンポーネントフィラメントは、例えば、第1の樹脂及び第2の樹脂などの2つの異なる樹脂を含み得る。樹脂は、異なるポリマー組成、メルトフローレート、分子量、分岐、粘度、結晶化度、結晶化速度、及び/又は分子量分布を有してもよい。2つの異なるポリマーの比は、約50/50、好ましくは、約60/40、より好ましくは、約70/30、若しくは最も好ましくは、約80/20、又はこれらの比の範囲内の任意の比であってもよい。比は、カールの量、不織布層の強度、柔軟性、結合性などを制御するように選択され得る。
本明細書で使用する際、用語「二成分フィラメント」は、同じ押出成形機から配合物として押し出される少なくとも2種のポリマーから形成されているフィラメントを指す。二成分フィラメントは、フィラメントの断面領域にわたって相対的に不変に位置付けられた別個のゾーンに配置された様々なポリマー構成成分を有さず、様々なポリマーは、通常、フィラメントの全長に沿って連続しておらず、その代わりに、通常、ランダムに開始し終端するフィブリルを形成している。二成分フィラメントはまた、多成分フィラメントと称される場合もある。1つの具体的な例では、バイコンポーネントフィラメントは、多成分コンポーネントを含んでもよい。
バイコンポーネント又はマルチコンポーネントフィラメント、そしてこれらを製造する方法に関する更なる詳細は、2009年4月23日に公開された米国特許出願公開第2009/0104831号、2012年7月24日に発行された米国特許第8,226,625号、2012年7月31日に発行された同第8,231,595号、2013年3月5日に発行された同第8,388,594号、2012年7月24日に発行された同第8,226,626号に見出すことができる。
いくつかの形態では、複数の第1のフィラメントは、モノコンポーネントであってもよく、一方、複数の第2のフィラメントは、バイコンポーネントであるか、又はその逆である。いくつかの形態では、複数の第1のフィラメントは、バイコンポーネントであってもよく、一方、複数の第2のフィラメントは、少なくとも3つのコンポーネントを有するマルチコンポーネントであるか、又はその逆である。更に他の態様では、複数の第1のフィラメントは、モノコンポーネントであってもよく、一方、複数の第2のフィラメントは、少なくとも3つのコンポーネントを有するマルチコンポーネントであるか、又はその逆である。
本発明の材料ウェブは、これまで検討された表面エネルギー、フィラメントのサイズ、及び/又はフィラメントの断面形状の変形例とは独立して又はこれらと併せて、フィラメント断面構成の変形例を利用してもよい。また、第3の層、及びいくつかの形態では、第4の層を含むこれらの形態に関して、少なくとも2つの層間のフィラメント断面構成が異なってもよい。
フィラメントのカール
本発明の材料ウェブにおけるZ方向特性差を生じさせる更に別の方法は、第1の層20及び/又は第2の層30におけるカール状フィラメントを利用することである。本発明のいくつかの形態では、第1の層20及び/又は第2の層30は、カール状フィラメントを含んでもよい。例えば、複数の第2の連続的なフィラメントは、カールしていないフィラメント、すなわち、直線状フィラメントを備えてもよく、一方、複数の第1の連続的なフィラメントはカールしている。直線状フィラメント及びカール状フィラメントの例を、図4A及び図4Bにそれぞれ示す。いくつかの形態では、複数の第1のフィラメント及び複数の第2のフィラメントはそれぞれ、カール状フィラメントを含んでもよい。このような形態では、複数の第1のフィラメントは、複数の第2のフィラメントより多くのカールを含んでもよい。
本明細書で使用する際、「カール状フィラメント」は、並列型配置、コア偏心性シース(core-eccentric sheath)型配置、又はその他の好適な配置で構成され得るバイコンポーネントフィラメントを指す。好適な樹脂の組み合わせ及びバイコンポーネントフィラメント構成の選択により、螺旋状の捲縮又はカールがフィラメント内にもたらされ得る。カールは、紡糸若しくはレイダウンプロセス中に又はウェブ形成後にそれ自体に自然に発生し得る。いくつかの形態では、フィラメントのカールを誘導するために、不織布ウェブは、追加の工程(例えば、加熱又は機械的変形)を要してもよい。カール状フィラメントを得るためのいくつかの例示的な好適な樹脂の組み合わせが本明細書で検討される。
カール状フィラメントの第1の層20及び/又は第2の層30への包含により、特に、使い捨て吸収性物品のコンテキストにおいて使用される場合、従来の材料ウェブを上回る利益がもたらされると考えられる。例えば、複数の第1のフィラメント及び/又は複数の第2のフィラメントがカールしている場合、カール状フィラメントを含まない従来の不織布ウェブと比較して、より高い透過性及び/又はかさばりが得られ得る。また、カール状フィラメントを含む不織布ウェブは、典型的には、ユーザにより、より柔らかいと知覚される。
加えて、カール状フィラメントを含む材料ウェブは、いくつかの更なる加工を容易にし得る。1つの例としては、三次元構造又は開口構造を生成する材料ウェブを操作する機械加工が挙げられる。例えば、非伸長性であるフィラメント材料は、このような機械加工に供された場合、破断、伸展、薄化、又は破裂する場合がある。しかしながら、カール状フィラメントが利用される場合、伸長性フィラメント材料の必要性がある程度緩和される。カール状フィラメントの加工中に、破断、伸展、及び/又は薄化ではなく、カール状フィラメントがカールしなくなる傾向がある。また、このような機械加工に通常好適ではないと考えられるフィラメント材料は、カール状フィラメントとして構成された場合、好適である場合がある。また、カール状フィラメントを含む材料ウェブは、一般的には、他の材料ウェブより良好な機械加工からの弾性回復を示す。具体的な例として、ポリプロピレン及びポリ乳酸系フィラメントは、典型的には、不織布ウェブにおける三次元構造又は開口構造の生成に必要とされる機械加工に耐性がないと考えられるが、カール状フィラメントとして構成された場合、このようなフィラメントは、このような機械加工に耐性を有し得る。
材料ウェブにカール状フィラメントを利用する更なる別の効果は、引張伸びに関する。カール状フィラメントを利用するいくつかの材料ウェブは、従来の不織布ウェブより良好な引張伸びを含むことができる。1つの具体的な例では、ポリプロピレン/ポリプロピレンバイコンポーネントフィラメントを含むカール状フィラメントを含む材料ウェブは、ポリプロピレンモノコンポーネントフィラメントを含むフィラメントを含む従来の不織布ウェブより高い引張伸びを示すことができる。
本発明のカール状フィラメントの更に別の効果は、MDとCDとの間の引張強度比に関する。連続的なカール状フィラメントを利用する本発明の材料ウェブは、典型的には、カール状繊維カーディング材料ウェブについてのMDとCDとの間の引張強度比より概ね釣り合ったMDとCDとの間の引張強度比を示す。繊維は、典型的には、MD方向に位置合わせされるように櫛通しされるため、一般に、カール状繊維カーディング材料ウェブは、MDにおいて、非常に高い引張強度を有する。
本発明の材料ウェブにおけるカール状フィラメントの利用に対する更に別の利益は、結合強度に関する。具体的には、フィラメントがバイコンポーネントのポリプロピレン/ポリプロピレンを含むいくつかの形態では、材料ウェブをより耐摩耗性にするより良好な結合強度が得られ得る。
また更に、本発明の材料ウェブにおけるカール状フィラメントの利用の更なる利益としては、同様の化学的性質との互換性が挙げられる。例えば、ポリプロピレン系である使い捨て吸収性物品において、ポリプロピレン/ポリプロピレンを含むバイコンポーネントであるカール状フィラメントを、直下の材料と熱接合(結合)することができる。また、ポリプロピレン/ポリプロピレンフィラメントに関連するコストは、他のバイコンポーネントフィラメントに関連するコストより低くすることができる。また、ポリエチレン/ポリプロピレンを含むバイコンポーネントフィラメントに対して、ポリプロピレン/ポリプロピレンフィラメント又は2種類の異なるポリエステルを含むフィラメントは、再利用可能であり得る。
本発明の材料ウェブは、材料ウェブにおけるZ方向特性差を生じさせるために、第1の層20及び/又は第2の層30にカール状フィラメントを利用してもよい。第1の層20及び/又は第2の層30におけるカール状フィラメントの利用は、表面エネルギーの変形例、フィラメントのサイズの変形例、フィラメントの断面形状の変形例、及び/又はフィラメントの断面構成と併せてもよく、又はこれらと独立していてもよい。また、第3の層、及びいくつかの形態では、第4の層を含む形態に関して、第3の層及び/又は第4の層は、カール状フィラメントを含んでもよく、あるいは、本明細書に記載された任意の他のフィラメントを含んでもよい。
層の組成
本発明の材料ウェブにおけるZ方向特性差を生じさせる更に別の方法は、層の組成を変化させることを利用することによる。複数の第1のフィラメント及び複数の第2のフィラメントは、任意の好適な組成を含んでもよい。いくつかの好適な熱可塑性ポリマーとしては、溶融し、その後、冷却すると、結晶化又は硬化するが、更に加熱すると再び溶融され得るポリマーが挙げられる。本明細書で使用される好適な熱可塑性ポリマーは、約60℃〜約300℃、約80℃〜約250℃、又は100℃〜215℃の融解温度(凝固温度とも呼ばれる)を有し得る。また、熱可塑性ポリマーの分子量は、ポリマー分子間のもつれを可能にするのに十分に高く、更に溶融紡糸可能にするのに十分に低い必要がある。
熱可塑性ポリマーは、再生可能資源(バイオ系、農業、及びリサイクル材料を含む)、化石鉱物及びオイル、並びに/又は生分解性材料を含む任意の好適な材料から生成できる。再生可能資源に由来する熱可塑性ポリマーの1つの好適な例は、Braskem(Philadelphia,PA)製のSHA7260 High Density Polyethyleneである。
熱可塑性ポリマーの他の好適な例としては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、これらのコポリマー、及びこれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの例示的なポリオレフィン類としては、ポリエチレン密度が、0.90グラム/立方センチメートル〜0.97グラム/立方センチメートル、0.92〜0.95グラム/立方センチメートル、又はこれらの範囲内の任意の値、若しくはこれらの値内の任意の範囲であるような低密度、高密度、直鎖低密度、又は超低密度ポリエチレンを含むポリエチレン又はそのコポリマーが挙げられる。ポリエチレンの密度は、分枝の数及び種類で決定されてもよく、重合技術及びコモノマーの種類に依存する。アタクチックポリプロピレン、イソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、及びこれらの組み合わせを含むポリプロピレン及び/又はポリプロピレンコポリマー「以下、プロピレンポリマー」もまた使用され得る。ポリプロピレンコポリマー、特にエチレンを使用して、融解温度を低下させ、特性を向上させてもよい。これらのポリプロピレンポリマーは、メタロセン及びチーグラー・ナッタ触媒系を使用して製造することができる。これらのポリプロピレン及びポリエチレン組成物を共に組み合わせて、最終用途特性を最適化し得る。ポリブチレンもまた有用なポリオレフィンであり、いくつかの実施形態において、使用することができる。その他の好適なポリマーとしては、ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン46、ナイロン66などのポリアミド又はそのコポリマー、無水マレイン酸ポリプロピレンコポリマー、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル又はそのコポリマー、エチレン/アクリル酸コポリマー、エチレン/マレイン酸コポリマー、エチレン/メタクリル酸コポリマー、エチレン/ビニルアセテートコポリマー、又はこれらの組み合わせなどのオレフィンカルボン酸コポリマー、ポリ乳酸、ポリ(メチルメタクリレート)などのポリアクリレート、ポリメタクリレート、及びこれらのコポリマーが挙げられる。
好適な市販のポリプロピレン又はポリプロピレンコポリマーの非限定的な例としては、Basell Profax PH−835(Lyondell−Basell製の35メルトフローレートのチーグラー・ナッタアイソタクチックポリプロピレン)、Basell Metocene MF−650W(Lyondell−Basell製の500メルトフローレートのメタロセンアイソタクチックポリプロピレン)、Moplen、HP2833、HP462R及びS、HP551R、HP552N、HP552R、HP553R、HP561R、HP563S、HP567P、HP568S、RP3231、Polybond 3200(Crompton製の250メルトフローレートの無水マレイン酸ポリプロピレンコポリマー)、Exxon Achieve 3854(Exxon−Mobil Chemical製の25メルトフローレートのメタロセンアイソタクチックポリプロピレン)、Mosten NB425(Unipetrol製の25メルトフローレートのチーグラー・ナッタアイソタクチックポリプロピレン)、Danimer 27510(Danimer Scientific LLC製のポリヒドロキシアルカノエートポリプロピレン)、Achieve3155(Exxon−Mobil製の35メルトフローレートのチーグラー・ナッタイソタクチックポリプロピレン)が挙げられる。
熱可塑性ポリマー成分は、上記のような単一ポリマー種、又は上記のような2つ以上の熱可塑性ポリマー(例えば2つの異なるポリプロピレン樹脂)の配合物であり得る。一例として、第1の層の構成フィラメントは、ポリプロピレンなどのポリマー及びポリプロピレンとポリエチレンとの配合物からなり得る。材料ウェブは、ポリプロピレン、ポリプロピレン/ポリエチレン配合物、及びポリエチレン/ポリエチレンテレフタレート配合物から選択されるフィラメントを含んでもよい。いくつかの形態では、材料ウェブは、セルロースレーヨン、木綿、その他の親水性フィラメント材料、又はこれらの組み合わせから選択されるフィラメントを含んでもよい。フィラメントはまた、ポリアクリレートなどの超吸収性材料、又は好適な材料の任意の組み合わせも含み得る。
いくつかの形態では、この熱可塑性ポリマーは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレンコポリマー、ポリエチレンコポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリアミド−6、ポリアミド−6,6、及びこれらの組み合わせからなる群から選択することができる。このポリマーは、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、ポリヒドロキシアルカノエート系ポリマー系、これらのコポリマー及び組み合わせであり得る。
生分解性熱可塑性ポリマーもまた、本明細書での使用のために想到される。生分解性材料は、生分解性材料を土に埋めたとき、又はその他の方法で微生物と接触させたとき(微生物の増殖を促す環境条件下での接触を含む)、かび類、真菌類、及び細菌類などの微生物によって同化されやすい。好適な生分解性ポリマーとして、好気性若しくは嫌気性消化手順を用いる、又は太陽光、雨、水分、風、温度などといった環境要素への曝露に基づいて環境分解される、これら生分解性材料も挙げられる。生分解性熱可塑性ポリマーは、単独で、又は生分解性ポリマー若しくは非生分解性ポリマーの組み合わせとして、使用することができる。生分解性ポリマーとしては、脂肪族成分を含有するポリエステルが挙げられる。ポリエステルの中には、脂肪族構成要素及びポリ(ヒドロキシカルボン)酸を含むエステル重縮合体がある。エステル重縮合体として、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートコアジペートなどの二塩基酸/ジオール脂肪族ポリエステル、ブチレンジオール、アジピン酸、及びテレフタル酸から製造されるターポリマーなどの脂肪族/芳香族ポリエステルが挙げられる。ポリ(ヒドロキシカルボン)酸として、乳酸系ホモポリマー及びコポリマー、ポリヒドロキシブチレート(PHB)、又は他のポリヒドロキシアルカノエートホモポリマー及びコポリマーが挙げられる。このようなポリヒドロキシアルカノエートとして、PHBとより長鎖長のモノマー、例えばC〜C12及びそれ以上のポリヒドロキシアルカノエートのコポリマー、例えば米国再発行特許第36,548号及び米国特許第5,990,271号に開示されるものが挙げられる。
好適な市販のポリ乳酸の例は、Cargill Dow(商標)製の、商品名6202D、6100D、6252D、及び6752D及び6302Dで販売されているNATUREWORKS、並びに、Mitsui Chemical製のLACEAである。好適な市販の二塩基酸/ジオール脂肪族ポリエステルの例は、Showa High Polymer Company,Ltd.(Tokyo,Japan)からBIONOLLE 1000及びBIONOLLE 3000として販売されている、ポリブチレンサクシネート/アジペートコポリマーである。好適な市販の脂肪族/芳香族コポリエステルの例は、Eastman ChemicalからEASTAR BIOコポリエステルとして、又はBASFからECOFLEXとして販売されている、ポリ(テトラメチレンアジペート−コ−テレフタレート)である。
ポリプロピレンは、ポリプロピレンの測定に使用されるASTM D−1238により測定したとき、5g/10分超のメルトフローインデックスを有することができる。他の想到されるポリプロピレンのメルトフローインデックスとしては、10g/10分超、20g/10分超、又は約5g/10分〜約50g/10分が挙げられる。
いくつかの形態では、複数の第1のフィラメント及び/又は複数の第2のフィラメントは、エラストマーフィラメントを含んでもよい。弾性又はエラストマーフィラメントは、少なくとも約50%伸張可能であり、それらの元の寸法の10%以内に復元する。いくつかの形態では、複数の第1のフィラメントは、ポリプロピレンなどのポリマー及びポリプロピレンとポリエチレンとの配合物から構成され得る。いくつかの実施形態では、複数の第2のフィラメントは、ポリプロピレン、ポリプロピレン/ポリエチレン配合物、及びポリエチレン/ポリエチレンテレフタレート配合物などのポリマーから構成され得る。フィラメントを生成するのに好適なエラストマーのいくつかの好適な例は、商品名Vistamaxx(商標)2330、6202(Exxon(商標)製)及び7050、G1643、MD6705、DM1648(Kraton(商標)製)、Elastollan(商標)B95A 11N000、2280A、EB 60D11(BASF(商標)製)、並びにInfuse(商標)9817及び9900(Dow(商標)製)で販売されている。
本発明の材料ウェブにおいて使用することができるカール状フィラメントのための組成のいくつかの具体的な例としては、ポリエチレン/ポリプロピレン並列型バイコンポーネントフィラメントが挙げられる。別の例は、ポリエチレンがシースとして構成され、ポリプロピレンがシース内部のコアとして構成されるポリプロピレン/ポリエチレンバイコンポーネントフィラメントである。更に別の例は、2種の異なるポリプロピレンポリマーが並列型配置で構成されるポリプロピレン/ポリプロピレンバイコンポーネントフィラメントである。更に別の例は、ポリプロピレン/ポリ乳酸バイコンポーネントフィラメントである。更に別の例は、ポリエチレン/ポリ乳酸バイコンポーネントフィラメントである。ポリエチレン/ポリ乳酸のバイコンポーネントフィラメントについて、こうしたフィラメントは、再生可能資源から製造してもよい。例えば、ポリエチレン及びポリ乳酸の両方がバイオソース由来であってもよい。
いくつかの形態では、複数の第1のフィラメントの組成は、複数の第2のフィラメントの組成とは異なってもよい。更なる層、例えば、第3の層及び第4の層を含む形態に関して、更なる層は、第1の層20又は第2の層30の組成を含んでもよい。ただし、いくつかの形態では、第3の層及び第4の層は、第1の層及び/又は第2の層とは異なるフィラメントの組成を含んでもよい。
複数の第1のフィラメント及び/又は複数の第2のフィラメントがこれらの構成成分の化学的構成要素に加えて作用剤を含む本発明の形態が想到される。例えば、好適な添加剤として、着色、静電気防止特性、摩擦係数、潤滑、親水性など、及びこれらの組み合わせのための添加剤が挙げられる。これらの添加物、例えば、着色用の二酸化チタンは、一般に、約5重量%未満、より典型的には、約2重量%未満の量で存在する。
1つの具体的な例では、複数の第1のフィラメントは、第1の層20用の第1の色を提供する構成成分の化学的構成要素を含んでもよく、一方、複数の第2のフィラメントは、第2の層30の第2の色を提供する化学的構成要素を含んでもよい。第1の色及び第2の色は異なっていてもよい。このような色差は、吸収性物品における液体汚穢に対する遮蔽効果をもたらすのに有益であり得る。
第1の層20又は第2の層30のうちの一方がフィルムを含む本発明のこれらの形態に関して、任意の好適な材料が利用されてもよい。いくつかの好適な例は、1975年12月30日にThompsonに対して発行された米国特許第3,929,135号、表題:「Absorptive Structures Having Tapered Capillaries」、1982年4月13日にMullane及びSmithに対して発行された米国特許第4,324,246号、表題:「Disposable Absorbent Article Having A Stain Resistant Topsheet」、1982年8月3日にRadel及びThompsonに対して発行された米国特許第4,342,314号、表題:「Resilient Plastic Web Exhibiting Fiber−Like Properties」、並びに、1984年7月31日にAhr、Lewis、Mullane、及びOuelletteに対して発行された米国特許第4,463,045号、表題:「Macroscopically Expanded Three−Dimensional Plastic Web Exhibiting Non−Glossy Visible Surface and Cloth−Like Tactile Impression」に記載されている。加えて、例示的なフィルムは、米国特許第7,410,683号、同第8,440,286号、及び同第8,697,218号で検討されている。
本発明の材料ウェブは、独立して、又はこれまで検討された表面エネルギー、フィラメントのサイズ、フィラメントの断面形状、フィラメント断面構成、及び/若しくはカール状フィラメントの変形例と併せて、層組成の変形例を利用することができる。また、第3の層、及びいくつかの形態では、第4の層を含む形態に関して、少なくとも2つの層間のフィラメントの組成が異なってもよい。
柔軟性/摩擦係数の低下
前述したように、本発明の材料ウェブは、複数の不織布層を含んでもよい。本明細書で列記された熱可塑性ポリマーへの溶融添加剤の添加により、層のうちの1つ以上の柔軟性に関するZ方向特性差がもたらされ得る。例えば、第1の層20の複数の第1のフィラメントは、ユーザによる柔軟性の知覚の増大をもたらし得る、フィラメントの摩擦係数を低下させる溶融添加剤を含んでもよい。第2の層30の複数の第2のフィラメントは、この同じ溶融添加剤を含まなくてもよく、あるいは複数の第2のフィラメントの中でも、摩擦係数を低下させることに関する溶融添加剤を含まなくてもよい。
柔軟性を提供する溶融添加剤は、好ましくは、即効性(fast bloom)のスリップ剤であり、ヒドロキシド、アリール及び置換アリール、ハロゲン、アルコキシ、カルボキシレート、エステル、不飽和炭素、アクリレート、酸素、窒素、カルボキシル、サルフェート、及びホスフェートから選択される1種以上の官能基を有する炭化水素であってもよい。1つの特定の形態では、スリップ剤は、芳香族又は脂肪族炭化水素油の塩誘導体、特に、カルボン酸、硫酸、及びリン酸の、7〜26個の炭素原子、好ましくは、10〜22個の炭素原子の鎖長を有する脂肪族飽和又は不飽和酸の金属塩を含む脂肪酸の金属塩である。好適な脂肪酸の例としては、モノカルボン酸、ラウリル酸、ステアリン酸、コハク酸、ステアリル乳酸、乳酸、フタル酸、安息香酸、ヒドロキシステアリン酸、リシノール酸、ナフテン酸、オレイン酸、パルミチン酸、エルカ酸等、並びに対応する硫酸及びリン酸が挙げられる。好適な金属としては、Li、Na、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Al、Sn、Pb等が挙げられる。代表的な塩としては、例えば、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸カルシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マグネシウム等、並びに対応する金属高級硫酸塩及び高級アルキルリン酸の金属エステルが挙げられる。
他の形態では、スリップ剤は、非イオン性官能化化合物である。好適な官能化化合物としては、(a)鉱油、ナフテン油、パラフィン油などの芳香族又は脂肪族炭化水素油を含む油類;ひまし、トウモロコシ、綿実、オリーブ、ナタネ、ダイズ、ヒマワリ、他の植物及び動物油などの天然油を含むエステル、アミド、アルコール、及び酸が挙げられる。これらの油類の代表的な官能化誘導体としては、例えば、グリセロールモノステアレート、ペンタエリスリトールモノオレエートなどのモノカルボン酸のポリオールエステル、オレアミド、エルカミド、リノレアミド、及びこれらの混合物などの飽和及び不飽和脂肪酸アミド又はエチレンビス(アミド)、グリコール、Carbwaxのようなポリエーテルポリオール、並びにアジピン酸、セバシン酸等、(b)カルナバワックス、微結晶ワックス、ポリオレフィンワックスなどのワックス、例えば、ポリエチレンワックス、(c)ポリテトラフルオロエチレン、フッ素油、フッ素ワックスなどのフルオロ含有ポリマー、並びに(d)シリコーン油、ポリジメチルシロキサン、アミノ改変ポリジメチルシロキサンを含むシラン及びシリコーンポリマーなどのケイ素化合物などが挙げられる。
本発明に有用な脂肪酸アミドは、式RC(O)NHRにより表わされる。
式中、Rは、7〜26個の炭素原子、好ましくは、10〜22個の炭素原子を有する飽和又は不飽和アルキル基であり、Rは、独立して、水素、又は、7〜26個の炭素原子、好ましくは、10〜22個の炭素原子を有する飽和若しくは不飽和アルキル基である。この構造による化合物としては、例えば、パルミトアミド、ステアルアミド、アラキドアミド、ベヘンアミド、オレアミド、エルカミド、リノレアミド、ステアリル、ステアルアミド、パルミチルパルミトアミド、ステアリルアラキドアミド、及びこれらの混合物が挙げられる。
本発明に有用なエチレンビス(アミド)は、式:
RC(O)NHCHCHNHC(O)Rにより表わされる。
式中、それぞれのRは、独立して、7〜26個の炭素原子、好ましくは、10〜22個の炭素原子を有する飽和又は不飽和アルキル基である。この構造による化合物としては、例えば、ステアルアミドエチルステアルアミド、ステアルアミドエチルパルミトアミド、パルミトアミドエチルステアルアミド、エチレンビスステアルアミド、エチレンビスオレアミド、ステアリルエルカミド、エルカミドエチルエルカミド、オレアミドエチルオレアミド、エルカミドエチルオレアミド、オレアミドエチルエルカミド、ステアルアミドエチルエルカミド、エルカミドエチルパルミトアミド、パルミトアミドエチルオレアミド、及びこれらの混合物が挙げられる。
脂肪酸アミドの市販例としては、ポリエチレンにおけるエルカ酸及びステアリン酸の一級アミドの50:50混合物を5%含むAmpacet 10061、18%酢酸ビニル樹脂と82%ポリエチレンとの配合物におけるエルカ酸及びステアリン酸のアミドの類似する配合物を含むElvax 3170が挙げられる。これらのスリップ剤は、Dupontから入手できる。スリップ剤は、Croda Universal(Crodamide OR(オレアミド)、Crodamide SR(ステアルアミド)、Crodamide ER(エルカミド)、及びCrodamide BR(ベヘンアミド));Crompton(Kemamide S(ステアルアミド)、Kemamide B(ベヘンアミド)、Kemamide O(オレアミド)、Kemamide E(エルカミド)、及びKemamide(N,N’−エチレンビスステアルアミド)からもまた入手できる。他の市販のスリップ剤としては、Erucamide ERエルカミドが挙げられる。
柔軟性/摩擦係数の低下のための他の好適な溶融添加剤としては、エルカミド、ステアルアミド、オレアミド、及びシリコーン、例えば、ポリジメチルシロキサンが挙げられる。いくつかの具体的な例としては、Croda(商標)製のCrodamide(商標)スリップ&抗ブロック剤及びAmpacet(商標)製のSlip BOPPが挙げられる。ポリプロピレン用に特別に製造された柔軟性/摩擦係数の低下の溶融添加剤のいくつかの更なる具体的な例は、Techmer(商標)製であり、商品名PPM16368、PPM16141、PPM11790、PPM15710、PPM111767、PPM111771、及びPPM12484で販売されている。ポリエチレン用に特別に製造されたいくつかの具体的な例は、Techmer(商標)製であり、商品名PM111765、PM111770、及びPM111768で販売されている。
本発明の材料ウェブは、独立して、又はこれまで検討された表面エネルギー、フィラメントのサイズ、フィラメントの断面形状、フィラメント断面構成、及び/若しくはカール状フィラメントの変形例と併せて、柔軟性溶融添加剤の変形例を利用し得る。また、第3の層、及びいくつかの形態では、第4の層を含む形態に関して、少なくとも2つの層間のフィラメントの組成が異なってもよい。
加えて、いくつかの柔軟性溶融添加剤は、柔軟性効果並びに表面エネルギー改変効果を提供し得る。例えば、脂肪酸アミドはまた、疎水性効果を提供する。これらの溶融添加剤は、疎水性溶融添加剤において本明細書に列記されている。
厚み
本発明の材料ウェブにおけるZ方向特性差を生じさせる更に別の方法は、第2の層30の厚みに対する第1の層20の厚みの多様性による。例えば、複数の第1のフィラメントは、先に検討されたように、カール状フィラメントを含んでもよい。このような形態では、材料ウェブの第1の表面50からの距離が大きいために、液体汚穢がより良好に遮蔽され得るように、第2の層30の厚みより厚い厚みを有する第1の層20を生成することは有益であり得る。各層及び材料ウェブ全体の厚みは、層の坪量、フィラメントのサイズ、フィラメントの形状、フィラメントのカール、又は任意の他の好適なプロセスのうちの少なくとも1つを変化させることにより調節され得る。他の形態では、第2の層30は、第1の層20の厚みより大きい厚みを有してもよい。厚みを測定する方法は以下で提供される。
いくつかの形態では、層の厚みは、あまり分析しない場合、容易に識別可能でない場合がある。例えば、第1の層20と第2の層30との間の差が表面エネルギーのみに関する場合、目視分析は、第1の層20と第2の層30との間の視線誘導標54を判定するのに十分でない場合がある。ただし、例えば、差が、フィラメントの断面形状、フィラメントのサイズ、フィラメントの断面構成、及び/又はカール状フィラメントに関する他の形態に関して、本明細書に記載されるように、目視検査により、第1の層20/第2の層30の厚みを提供することができる。主として、フィラメント数(層のうちの1つの坪量)を変化させること、又は気孔率(すなわち、空隙体積分率)を変化させることのいずれか一方により、厚みを変化させることができる。
第3の層を含む本発明のこれらの形態に関して、第3の層は、第1の層20の厚み及び/又は第2の層30の厚みとは異なる厚みを含んでもよい。
透過性、毛管現象、捕捉、再湿潤
前述の層の特性のそれぞれは、それぞれの各層の特性、例えば、透過性、気孔率、毛管現象、捕捉、再湿潤、柔軟性、遮蔽性、及び/又は、目視判別、例えば、色差に影響を及ぼし得る。これらの特性の多くは、トレードオフを提示する。例えば、液体汚穢の素早い捕捉時間は、潜在的な再湿潤問題をもたらす場合がある。これらのトレードオフは、本明細書の「実施例」のセクションで更に詳細に検討される。
材料ウェブ−MD及び/又はCD特性差
層の改変、例えば、表面エネルギー、フィラメントのサイズ、フィラメントの断面形状、フィラメントの断面構成、フィラメントのカール、フィラメントの組成、柔軟性/摩擦係数低下、及び/又は層の厚みにより生じ得る層にわたるZ方向特性差に加えて、本発明の材料ウェブ10は、各層内の意図したMD/CD特性差を更に含んでもよい。以下で検討されるMD/CD特性差は、これまで検討されたZ方向特性差と併せて又は同差と独立して利用されてもよい。MD/CD特性差の利用は、材料ウェブの特性、例えば、透過性、柔軟性、捕捉、再湿潤、遮蔽性、及び/又は目視判別、例えば、色差に同様に影響を及ぼし得る。
MD/CD特性差は、本発明の材料ウェブにおける別個の不連続部の生成により生じ得る。これらの別個の不連続部は、層のそれぞれの局限された範囲における特性を変化させ得る。例えば、本発明の材料ウェブ10の第1の表面50及び第2の表面52は、概ね平面であると考えられる。不連続部は、平坦面−第1の表面50及び/又は第2の表面52のいずれか一方に対する***である。いくつかの例示的な不連続部としては、開口、結合部位、エンボス加工部、トンネルタフト、充填タフト、ネストタフト、起伏、及び/又は溝が挙げられる。
開口
図5A及び図5Bを参照して、MD及び/又はCD特性差を生じさせる1つの方法は、開口の利用による。材料ウェブ10と、材料層170、例えば、2次トップシート又は捕捉層と、を含む、積層体100が図示されている。一例において、本発明の材料ウェブ10は、材料ウェブ10の第1の表面50から第2の表面52に延在する開口125を更に含んでもよい。図示されるように、材料ウェブ10は、複数の開口125を含んでもよい。また図示されるように、開口125は、材料ウェブ10を通って延在するが、材料層170を通って延在しなくてもよい。材料層170は、使い捨て吸収性物品からの任意の好適な層、例えば、2次トップシート、捕捉層、分配層、これらの組み合わせ等であってもよい。
別の態様では、材料層170は、開口125がアブレートプロセス、例えば、フィラメント材料の小さな領域を(意図したパターンで)特定の深さ、例えば、1つ又は2つの層に正確に除去するレーザ系材料除去工程により生成されている材料ウェブ10と一体的に形成された更なる層であってもよい。アブレートプロセスにより開口が第1の層20だけを通って延在し、第2の層30を通って延在しないか、又はその逆である本発明の形態が想到される。例えば、第1の層20の別個の部分がアブレートされて、そこを通って開口を形成してもよい。また、第2の層が第2の層の色と異なる色を含む場所が、別個の部分を通ってより可視であると考えられる。一方、別個の部分の外側において、第2の色は異なって見えると考えられる。
開口125は、材料ウェブ10の透過性を増大させ、また、捕捉時間を短くし得る。開口125は、任意の好適なサイズであってもよい。例えば、開口125は、約0.1mm〜約15mm、好ましくは、約0.3mm〜約10mm、より好ましくは、約0.5mm〜約8mm、又は最も好ましくは、約1.0mm〜約5mmの範囲の、具体的には、特定の範囲内及び当該範囲内に又は当該範囲によって形成された全範囲内の0.05mm刻みのすべての数値を含む、有効開口面積を有し得る。すべての有効開口面積は、本明細書に記載された開口試験を使用して判定される。有効開口面積は、米国特許出願第14/933,028号、同第14/933,017号、及び同第14/933,001号で更に詳細に検討されている。
開口125は、任意の好適な方法により生成されてもよい。例えば、いくつかの形態では、開口125のそれぞれは、少なくとも部分的に、溶融リップ135により取り囲まれてもよい。本発明のいくつかの形態では、第1の層20及び第2の層30は、複数の開口125のそれぞれの周辺部付近で溶融リップ135を介して接合されてもよい。例えば、溶融リップ135は、部分的には、第1の層20及び第2の層30のフィラメントを溶融/溶着させることにより形成されてもよい。溶融/溶着中に、溶融したフィラメント材料は、第1の層20及び第2の層30のフィラメントを囲い込みながら結合部を形成し、これにより、薄膜様領域を形成することができる。
薄膜様領域は、その後、破壊されてもよい。薄膜様領域以外の分離により、開口125及び溶融リップ135が形成される。一般的には、溶融領域以外を分離するために、材料ウェブ10は、CD方向に引き伸ばされる。この引き伸ばしにより、薄膜様領域の一部を生じさせて、分離し、開口125を形成する。膜様領域の残り部分は、破壊されずに残り、溶融リップ135を形成する。加えて、開口プロセス中、材料ウェブ10は、一般的には、MD方向の張力下にある。このプロセスは、米国特許第5,658,639号、同第5,628,097号、同第5,916,661号、同第7,917,985号、並びに米国特許出願公開第2003/0021951号及び米国特許出願第14/933,028号、同第14/933,017号、並びに同第14/933,001号に更に記載されている。材料ウェブを穿孔するための更なるプロセスは、米国特許第8,679,391号及び同第8,158,043号、並びに米国特許出願公開第2001/0024940号及び同第2012/0282436号に記載されている。材料ウェブを穿孔するための他の方法は、米国特許第3,566,726号、同第4,634,440号、及び同第4,780,352号に記載されている。
第3の層、及び任意選択的に第4の層を含む本発明の形態に関して、開口125は、得られた材料ウェブに形成されてもよい。このような形態における開口は、第1の表面から、得られた材料ウェブの第2の表面を通って延在してもよい。
開口が本発明の材料ウェブにパターン又はその複数で提供される本発明の形態が想到される。例えば、開口のアレイが、本発明の材料ウェブに提供されてもよい。いくつかの例示的なパターンが、図19〜図32に関して開示されている。
図19〜図32を参照して、本発明の材料ウェブ1000は、連続的又は半連続的なランド領域を備える複数のパターン1110A及び1110Bを含む開口のアレイを含んでもよい。図示されるように、第1のパターン1110Aは、機械方向1675に対して概ね平行である方向に配向される第1の複数の開口、並びに機械方向に対して複数角度で配向される複数の第2の開口を含み得る。同様に、第2のパターン1110Bは、機械方向1675に対して複数角度で配向される第3の複数の開口、並びに機械方向1675に対して概ね平行である第4の複数の開口を含み得る。図示されるように、第1のパターン1110A及び/又は第2のパターン1110Bの開口は、異なる長さ、機械方向1675に対する異なる角度、及び/又は異なる有効開口面積であり得る。有効開口面積については、以下に説明する。
加えて、第1のパターン1110A内の少なくとも1つ又は複数の開口は、第2のパターン1110B、例えば、第3の複数の開口及び第4の複数の開口によって実質的に取り囲まれてもよい。例えば、第2のパターンは、例えばダイヤモンド形の境界線などのキルト状パターン、又は任意の他の好適な形状を形成し、第1のパターンが第2のパターン内に配置されてユニットを形成し得る。第1のパターン及び第2のパターンの組み合わせは、複数のユニットが存在するように繰り返してもよい。更に、第2のパターン内の第1のパターンは、隣接するユニット間で異なっていてもよい。更なるパターンを用いてもよい。機械方向1675に対して角度を付けられた開口は、流体の捕捉/分配に役立つものと考えられる。例えば、機械方向1675のパターン化されたウェブ1164に沿う流体の移動は、角度が付いた開口のために、ある程度方向転換され得る。
引き続き図18〜図32を参照して、前述のとおり、第1のパターン1110A及び/又は第2のパターン1110Bは、少なくとも一部が機械方向1675に対して第1の角度1680で角度を付けられており、別の部分が機械方向に対して第2の角度1682で角度を付けられている複数の開口を含み得る。第1の角度1680及び第2の角度1682は、互いに異なっていてもよい。いくつかの形態では、第2の角度1682は第1の角度1680の鏡像であってもよい。例えば、第1の角度は、機械方向1675に平行な軸線から約30度であってもよく、一方で第2の角度は機械方向1675に平行な軸線から−30度である。同様に、第1のパターン1110A及び/又は第2のパターン1110Bは、機械方向1675に対して概ね平行に配向される複数の開口を含み得る。機械方向1675に対して概ね平行に配向される開口は、一般的に、機械方向1675に対して角度を付けられている開口とは対照的により低いアスペクト比(以下で検討する)及びより大きな有効開口面積(以下に説明する)を有する。より大きな有効開口面積を備えるこれらの開口は、より早い流体捕捉時間を実現するものと考えられる。任意の好適な角度を利用することができるが、以下に説明するように、ひとたび第1の角度1680及び第2の角度1682が機械方向1675から45度を超えて増大すると(第2の角度1682の場合では、−45)、横断方向1677の伸長する力は、開口の長軸に垂直であるより開口の長軸に沿って多く作用する。つまり、機械方向1675に対して45度を超えて角度を付けられている開口(第2の角度1682の場合では、−45)は、典型的には機械方向1675に対してより小さい範囲に角度を付けられている開口よりも少ない有効開口面積を含む。
前述のとおり、角度が付いた開口は、パターン化されたウェブ1164に追加の流体処理効果をもたらすと考えられる。いくつかの形態では、開口の約10%超が、機械方向1675に対して角度を付けられている。開口の約20%超、約30%超、約40%超、約50%超、約60%超、約70%超、約80%超、及び/又は100%未満、約95%未満、約90%未満、約85%未満(上述の値に包含されるあらゆる数値又はあらゆる範囲を含む)が、機械方向1675に対して角度を付けられる、更なる形態が想到される。
図19〜図32を参照して、開口の集合密度は、材料ウェブ1000の中心線1690に近づくほど大きくなり得る。例えば、中心線1690に近い隣接する開口間の開口間距離は、第1の距離であってもよいが、一方で中心線1690から更に離れた隣接する開口間の開口間距離は、第2の距離であってもよい。第1の距離は、第2の距離より小さくてもよい。例として、隣接する開口間の開口間距離は約1mmであってもよい。また、第1の距離は約1mmであってもよく、一方で、第2の距離は約5mm以上であってもよい。追加の形態は、中心線からの距離を増大させながら隣接する開口間の開口間距離が増大するものと想到される。開口間距離については、以下で更に説明する。
更に、いくつかの場合では、中心線1690により近い開口が、第1の角度1680で角度を付けられてもよく、一方で、中心線1690からより遠い開口が、第2の角度1682で配置される。第1の角度1680は、中心線1690に対して、第2の角度1682より大きくてもよい。例えば、中心線1690からより遠い開口は、中心線1690と概ね平行であるように配向されてもよく、一方で中心線1690により近く配置された開口は、中心線1690に対して角度を付けられている。いくつかの形態では、開口が中心線1690に対して位置付けられた角度は、中心線1690からの距離が増大するにつれて減少してもよい。例えば、中心線1690に隣接する第1の開口は、中心線1690に対して30度である第1の角度で配向されてもよく、一方で中心線1690から1mmの距離にある第2の開口は、中心線から20度に配向されてもよい。中心線1690から最も遠くに位置付けられた開口は、中心線1690と概ね平行であってもよい。中心線1690付近の開口が、中心線1690からより遠い開口と比較してより小さな角度を付けられる、更なる構成が想到される。いくつかの実施形態において、中心線1690に近い開口は、中心線1690に対して概ね平行であり得るが、一方、中心線1690から離れた開口は、中心線1690に対して角度を付けられている。開口のフェレ角度については、以下で更に説明する。
上述したように、開口の長さも変化してよい。上に開示されるように角度を付けられると共に、又はこれとは独立して、いくつかの実施形態では、中心線1690に隣接する開口は、中心線1690から離れている開口より長くてもよい。同様に、開口の寸法も変化してよい。開口の寸法(有効開口面積)の変化は、開口の角度の変動及び/又は開口の長さの変動に関連して用いられてもよく、あるいは開口の寸法の変化は、開口の角度の変動及び/又は開口の長さの変動とは無関係に用いられてもよい。開口の寸法が変化し得るような形態では、より大きな開口を中心線1690に隣接して配置してよく、一方で、より小さな有効開口面積を有する開口を中心線1690からより遠くに離れて配置する。例えば、中心線1690に隣接する開口は、15平方ミリメートルの有効開口面積を有してもよく、中心線からより遠く離れた開口は、例えば1.0平方ミリメートルのより小さい有効開口面積を有してもよい。本明細書で提供される有効開口面積の値/範囲のいずれも、上記で説明した有効開口面積を構成するために用いることができる。
前述のように、開口の配向の角度は、材料ウェブ1000の流体処理能力に影響を及ぼし得る。更に、開口の長さ、開口の幅、有効開口面積、開口間の間隔のみならず、開口の密度も、同様に、流体処理に影響を及ぼし得る。しかしながら、開口の長さ、開口の幅、配向の角度、間隔及び密度の多くは、他の変数に競合する/負の影響を有し得る。上述したように、機械方向1675に対して角度のより大きい開口は、より小さく開くために、機械方向1675と概ね平行であるか又は機械方向1675に対してより小さな角度を有するかのいずれかの開口と比較して、より小さな有効開口面積を有する傾向がある。同様に、過度に狭く離間配置された、角度を付けられた開口は、開口が小さくなるために、より小さな有効開口面積を有する傾向がある。そのため、隣接する角度が付いた開口間の開口間距離は、機械方向1675に概ね平行に配向されている開口間である開口間距離を超えて増大してもよい。このような形態の更なる詳細は、米国特許出願第14/933,028号、同第14/933,017号、及び同第14/933,001号で更に検討されている。
本発明の材料ウェブに開口を形成するための更なるプロセスが想到される。開口を形成するためのいくつかの更なるプロセスは、米国特許第8,679,391号、及び同第8,158,043号、並びに米国特許出願公開第2001/0024940号及び同第2012/0282436号に開示されている。ウェブを穿孔するための他の方法は、米国特許第3,566,726号、同第4,634,440号、及び同第4,780,352号に提供されている。
図5A及び図5Bに戻って、本発明の材料ウェブ10は、(パターン化された開口を含む)上述されたような開口を、これまで記載されたZ方向特性差と共に含んでもよい。又は、本明細書に記載された開口は、これとは独立して使用されてもよい。一般的には、開口により透過性が増大する。一方で、トップシートにおける開口の導入はまた、再湿潤の可能性を大きくし得る。
前述されたように、開口が第1の層20を通って延在するが、第2の層30を通っては延在しないか、又はその逆である本発明の形態が想到される。このような材料ウェブは、例えば、第1の層20を形成し、内部に開口を形成することにより得ることができる。その後、第2の層30は、本明細書に記載されたように第1の層20上に形成されてもよく、又はその逆でもよい。
結合部位
材料ウェブ10におけるMD及び/又はCD特性差を生じさせる更に別の方法は、結合部位の利用による。ここから図5A、図5C、及び図5Dを参照して、材料ウェブ10は、複数の結合部位175を更に含んでもよい。結合部位175は、第1の層20、第2の層30、及び材料層171を接合し得る。材料層171は、材料ウェブ10が吸収性物品のトップシートの一部を形成する、2次トップシート又は分配層であり得る。
いくつかの形態では、結合部位175は、材料ウェブ10及び材料層171、例えば、2次トップシート又は捕捉層が、フィラメント材料が平坦なトポグラフィーに変形するほどの圧力を付与し、互いに付着させるためにこれらの結合部位に通常フィラメントをもたらす、一対の逆回転ロール間のニップを通過する際に形成されてもよい。ロールのうちの少なくとも一方は、結合部位175における材料ウェブ10を圧縮するナブを含む。本発明のいくつかの形態では、ナブは、第1の層20の第1の表面50と係合し、材料ウェブ10及び材料層171を圧縮することができる。圧縮は、Z軸負方向であることができ、一般的には、結合部位175を構成する、第1の層20、第2の層30、及び材料層171の材料を薄くすることができる。この圧縮は、いくつかの形態では、熱の適用と連動してもよく、第1の層20、第2の層30、及び材料層171の構成要素材料同士を結合部位175において共に融着させることができる。
図5Dを参照して、結合部位175の代替的な形態が存在し得る。結合の形成が一対のロールから得られる場合を想定して、ロールうちの一方がナブを備える。一対のロールのそれぞれがナブを備え、ナブが材料ウェブ10及び材料層171と係合すると、第1のロールからの第1のナブが材料ウェブ10及び材料層171をZ軸負方向に圧縮してもよく、第2のロールからの第2のナブが材料ウェブ10及び材料層171をZ軸正方向に圧縮してもよい本発明の形態が想到される。本発明のこのような形態では、得られた結合部位175は、材料ウェブ10の第1の表面50及び積層体100の第2の表面55に凹部を有してもよい。また、結合プロセスに供される更なる層が存在する形態に関して、更なる層の構成要素材料は、第1の層20及び第2の層30並びに材料層171の構成要素材料に緊密に結合及び接着するようになる。第1の層20、第2の層30、材料層171、及び更なる層の構成要素材料の結合は、積層体100の対向する側面に薄膜様領域を形成し得る。
本発明の結合部位175は、任意の好適な形状、描写され得る本質的に任意の幾何学的な2次元形状であり得る。いくつかの好適な形状としては、円形、楕円形、矩形、菱形、ハート形、星形、クローバー形(3葉、4葉)、ボウネクタイ形、及びこれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの形態では、結合部位175は、複数の形状を含んでもよい。好適な結合形状は、米国特許出願第14/933,017号で検討されている。
結合部位175は、材料ウェブ10の柔軟性及びその弾力性に影響を及ぼし得る。例えば、隣接する結合部位175が、4mm超又は約10mm〜約12mmでだけ(中心間が)離間している場合、柔軟な感覚が得られ得る。逆に、隣接する結合部位175が、中心間間隔が約4mm未満である場合、柔軟な感覚を提供することができない。このような間隔及び「柔軟な」と「柔軟でない」との間の区別はまた、結合形状又は形状の組み合わせにより決まる。結合部位175は、開口125と共に又はこれとは独立して使用されてもよい。結合のためのプロセスは、当該技術分野において概ね既知であり、熱結合及び高圧結合を含む。加えて、結合部位がパターン状に設けられる、本発明の形態が想到される。このような形態の詳細は、米国特許出願第14/933,028号、同第14/933,017号、及び同第14/933,001号で更に詳細に検討されている。
本発明の層同士が、一次結合部位を介して共に結合されてもよい。典型的には、一次結合部位は、フィルム様の別個の一次結合部位を形成する別個の領域において、材料ウェブのすべての層を共に融着又は圧縮する熱点結合である。本明細書で検討された結合部位175は、一次結合部位を除外する。
本発明の材料ウェブ10は、Z方向特性差に伴って上述されたような(パターン化結合部位を含む)結合部位175及び/又はこれまで記載された開口を含んでもよい。又は、本明細書に記載された開口は、これとは独立して適用されてもよい。1つの具体的な例において、第1の層20は、第1の色を含み、第2の層30は、第1の色とは異なる第2の色を含み、結合部位175は、第1の層20を通って見られるような第2の色が、結合部位175を介して見られる色とは異なるように、結合部位175を通って見られるような第2の色を効果的に変化させ得る。第1の層20及び第2の層30が同じ色を含むが、材料層171が第1の層20及び第2の層30の色とは異なる色を含む場合、同じ効果を得ることができる。このような色の効果は、米国特許出願第14/933,001号に更に詳細に開示されている。
エンボス加工
本発明の材料ウェブ10におけるMD及び/又はCD特性差を生じさせる更に別の方法は、エンボス加工の利用による。図5Eを参照して、(図5A、図5C、及び図5Dに示された)結合部位175とは異なり、エンボス加工部180は、典型的には、第1の層20、第2の層30、及び材料層170、例えば、2次トップシート又は捕捉層の構成要素材料を、溶融により実際には結合させない。その代わりに、エンボス加工部180は、視覚的かつ永続的に、第1の層20、第2の層30、及び材料層170を圧縮する傾向にある。更なる層を含む本発明の形態に関して、エンボス加工部180は、第1の層20、第2の層30、材料層170、及び更なる層を含んでもよい。いくつかの形態では、エンボス加工部180は、材料ウェブ10又は存在する場合には更なる層に限られ得る。
エンボス加工部180は、吸収性物品における捕捉勾配を提供し得る。例えば、材料ウェブ10が吸収性物品のトップシートの一部を形成する場合、エンボス加工部180は、液体汚穢を容易に受容することができない。その代わりに、エンボス加工部180は、吸収性物品における吸収性コアの複数の領域に汚穢を分配することができる流体路として機能することができる。
エンボス加工部180は、開口125、結合部位175、及び/又は本明細書で開示されたZ方向特性差のうちの任意と併せて使用されてもよく、あるいはこれらとは独立して利用されてもよい。一般的には、エンボス加工部は、エンボス加工部の領域における透過性を低下させるが、吸収性物品における再湿潤の可能性を低下させる。
第1の層20又は第2の層30がそれぞれ、第2の層30又は第1の層20の形成前に上にエンボス加工される本発明の形態が想到される。材料ウェブが少なくとも第3の層を第1の層20及び第2の層30に加えて含む形態もまた想到される。このような形態では、第1及び第2の層は、第3の層を形成する前に上にエンボス加工されてもよい。
トンネルタフト
MD及び/又はCDにおける特性差を生じさせる更に別の方法は、トンネルタフトの利用による。図6Aを参照して、本発明の材料ウェブは、トンネルタフト270を含んでもよい。図示されたように、いくつかの形態では、第2の層30の複数の第2のフィラメントのうちの一部は、Z軸正方向に、第1の表面50を越えて延在して、トンネルタフト270を形成し得る。また、対応する開口部285が、材料ウェブ10の第2の表面52に形成され得る。
第1の層20及び第2の層30の構成要素材料の局所領域がZ軸正方向に付勢される場合、第1の層20及び/又は第2の層30の材料が材料ウェブ10の第1の表面50のすぐ上に配設され得るように、トンネルタフト270が形成されてもよい。第2の層30の複数の第2のフィラメントの堆積により、トンネルタフト270が形成されてもよい。また、図6Aに示されたように、いくつかの形態では、第1の層20における複数の第1のフィラメントの堆積により、複数の第1のフィラメントの少なくとも一部がZ方向における付勢下で破壊されてもよい。このような態様では、トンネルタフト270は、複数の第1のフィラメントの端部245を通って延在してもよい。一方、図6Bに示されたように、第1の層20の複数の第1のフィラメントの堆積により、外側タフト230が生成されてもよい。いくつかの形態では、外側タフト230は、トンネルタフト270の上に帽部を形成してもよい。
いくつかの形態では、本発明の材料ウェブ10は、対応する外側タフト230が存在しない複数のトンネルタフト270を含んでもよく、かつ/又は同様に、それぞれが対応する外側タフト230内に配設された複数のトンネルタフト270を含んでもよい。
トンネルタフトの更なる配置は、図6C及び図6Dに関して提供される。図示されたように、トンネルタフト270及び/又は外側タフト230は、材料ウェブ10の第2の表面52を越えて延在してもよい。一方、Z軸正方向に付勢される代わりに、第1の層20及び第2の層30の材料の付勢は、Z軸負方向であってもよい。また、図6Aと同様に、第2の層30の複数の第2のフィラメントの一部は、図6Cに示されたように破壊されてもよく、あるいは図6Dに示されたように、外側タフト230を形成してもよい。
図6A〜図6Eに、伸長性フィラメントを含む材料ウェブにより形成され得るトンネルタフト270が図示されている。本明細書で開示されたトンネルタフト270及び外側タフト230は、トンネルタフト270及び外側タフト230のそれぞれが、タフト、例えば、270、230の別個の線状配向及び長手方向軸線Lを有するように、実質的に位置合わせされた複数のループ状フィラメント含む。「位置合わせされる」とは、平面図で見た場合、ループ状フィラメントのそれぞれが横断方向軸線に平行な重要なベクトル成分を有し、横断方向軸線に平行な主要なベクトル成分を有し得るように、ループ状フィラメントのすべてが概ね配向されていることを意味する。横断方向軸線Tは、MD−CD平面において長手方向軸線に概ね直交し、長手方向軸線は、MDに概ね平行である。
伸長性のカールしていないフィラメントにより形成された、図6A〜図6Eに示されたトンネルタフト270及び外側タフト230の別の特性は、トンネルタフト270の内側に画定された開口空隙領域633により特徴付けられたその概ね開口した構造であり得る。用語「空隙領域」は、いかなるフィラメントも一切含まない領域への言及を意味するわけではない。トンネルタフト270の空隙領域633は、第1の空隙空間開口部及び第2の空隙空間開口部を含み得る。むしろ、この用語は、トンネルタフト270の全体的外観の一般的な説明を意味する。したがって、いくつかのトンネルタフト270内で、非ループ状フィラメント又は複数の緩んだ非ループ状フィラメントは、空隙領域633内に存在することがあり得る。「開口部」空隙領域とは、トンネルタフト270が、図6A〜図6Dに示されるような、非圧縮状態の「トンネル」構造のようなものを形成できるように、トンネルタフト270の2つの長手方向端部が、概ね開口しており、フィラメントがないことを意味する。
図6Eに関して、トンネルタフトは、トンネルタフトのそれぞれが、別個の線状配向及び長手方向軸線Lを有するように、実質的に整列した複数のループ状フィラメントを含み得る。「ループ状」フィラメントは、各層の第1の表面又は第2の表面から始まり、概ねZ方向(又はZ軸負方向)に外向きに延在する、不織布層と一体的であり、同層において始まりかつ終わる、タフトのフィラメントへの言及を意味する。「位置合わせされる」とは、平面視で見た場合、ループ状フィラメントのそれぞれが横断方向軸線に平行な重要なベクトル成分を有し、横断方向軸線に平行な主要なベクトル成分を有し得るように、ループ状フィラメントのすべてが概ね配向されていることを意味する。横断方向軸線Tは、MD−CD平面において長手方向軸線に概ね直交であり、長手方向軸線は、MDに概ね平行である。
図6A〜図6Dに示すように、複数の第1のフィラメント及び複数の第2のフィラメントの伸張及び/又は付勢は、フィラメントの可塑性変形及びポワソン比効果により、フィラメント断面寸法(例えば、丸形フィラメントの直径)の全体的な収縮を伴い得る。
トンネルタフト270及び/又は外側タフト230により、使い捨て吸収性物品における液体汚穢に対する遮蔽効果が提供され得る。加えて、トンネルタフト270及び/又は外側タフト230により、柔軟性効果も提供され得る。トンネルタフト270及び/又は外側タフト230は、材料ウェブに任意の好適な構成で設けられ得る。トンネルタフト270及び/又は外側タフト230がゾーン状及び/又はパターン状に配置されている形態が想到される。このようなゾーン及びパターンは、米国特許出願第14/933,017号に更に詳細に記載されている。
トンネルタフト270及び外側タフト230は、製造方法を含めて、米国特許第7,172,801号、同第7,838,099号、同第7,754,050号、同第7,682,686号、同第7,410,683号、同第7,507,459号、同第7,553,532号、同第7,718,243号、同第7,648,752号、同第7,732,657号、同第7,789,994号、同第8,728,049号、及び同第8,153,226号で更に詳細に検討されている。
トンネルタフト270及び/又は外側タフト230は、MD及び/若しくはCD特性差を生じさせるための開口、結合部位、エンボス加工、並びに/又は、本明細書に記載されたZ方向特性差のいずれかと併せて使用されてもよい。あるいは、トンネルタフト270及び/又は外側タフト230は、これらとは独立して利用されてもよい。
トンネルタフト及び/又は外側タフトを含む本発明の材料ウェブ10がトップシートとして吸収性物品に利用される本発明の形態が想到される。このような形態では、トンネルタフト及び/又は外側タフトは、吸収性物品の着用者に面する表面の一部−Z軸正方向に配向したタフトを形成してもよい。材料ウェブ10がトップシートである他の形態では、吸収性物品の直下の層、例えば、捕捉層である2次トップシートを伴う材料ウェブ10は、本明細書に記載されたトンネルタフト及び/又は外側タフトを含んでもよい。このような形態では、直下の層は、外側タフトを形成してもよく、このタフトは、Z軸負方向に配向されてもよく、材料ウェブ10の衣類に面する側に位置付けられてもよい。
第1の層20又は第2層30が、上に第2の層30又は第1の層20をそれぞれ形成する前にトンネルタフトが提供される本発明の形態が想到される。材料ウェブが、第1の層20及び第2の層30に加えて少なくとも第3の層を含む形態もまた想到される。このような形態では、第1及び第2の層は、上に第3の層を形成する前に、トンネルタフトが提供されてもよい。
充填タフト
MD及び/又はCDにおける特性差を生じさせる別の方法は、充填タフトの利用による。図6A〜図6Eに示されたトンネルタフト270とは対照的に、複数の第1のフィラメント又は複数の第2のフィラメントのいずれか一方におけるカール状フィラメントを含む本発明の材料ウェブは、図6A〜図6Eに示されたものとは非常に異なる不連続部、すなわち、充填タフトを形成する。図7A〜図7Eに、充填タフトを含む材料ウェブ10の模式図が示されている。
図7A〜図7Dに示された材料ウェブ10は、カール状フィラメントを含む少なくとも1つの層を含む。図7Aに示されたように、第2の層30は、複数のカール状フィラメントを含む。第1の層20の複数の第1のフィラメントの一部の端部245が図示され、第1の層20は、カール状フィラメントを含まなくてもよい。Z軸正方向における材料ウェブ10の局所的な付勢中に、複数の第1のフィラメントの少なくとも一部が破壊されることにより、端部245を生成することができる。図示されたように、第2の層30の複数の第2のフィラメントは、充填タフト370を充填する複数のフィラメントを含む充填タフト370を形成している。充填タフト370は、第1の層20を通って延在してもよい。いくつかの形態では、図7Bに示されたように、複数の第1のフィラメントは、充填タフト370を覆う外側タフト330を形成してもよい。また、図7C及び図7Dに示されたように、第1の層20の複数の第1のフィラメントは、いくつかの形態では、充填タフト370を形成してもよい。いくつかの形態では、第2の層30の複数の第2のフィラメントは、外側タフト330を形成してもよい。このような形態では、材料ウェブ10は、Z軸負方向における局所的な付勢に供される。
「カール状フィラメント」に関して前述したように、複数の第1のフィラメントはカールしていてもよく、かつ/又は複数の第2のフィラメントはカールしていてもよい。材料ウェブ10が更なる層を含む形態に関して、更なる層の構成要素フィラメントは、カール状フィラメントを含んでもよい。
(図6A〜図6Eに示された)トンネルタフト270とは対照的に、充填タフト370は、ループ状フィラメント及び/又は非ループ状フィラメントにより実質的に充填される。加えて、図6Eに示された横断方向軸線を有するフィラメントの位置合わせと異なり、充填タフト370のカール状フィラメントは、横断方向軸線Tに対してよりランダムに表れ得る。そして、図6A〜図6Eに示されたトンネルタフト270とは対照的に、充填タフト370について、構成要素フィラメントは、伸び、細くなるのではなく、多くの場合、カールした状態から完全にほどかれることが見出されている。
充填タフト370は、複数の第2のフィラメントが充填タフト370を形成し、複数の第1のフィラメント(の少なくとも一部)が局所的なZ方向付勢により破壊されるこれらの形態に関して有益であり得る。例えば、複数の第1のフィラメントが、対応する外側タフト330を生成しない場合、液体汚穢は、充填タフト370の複数の第2のフィラメントへ容易に近づくことができる。また、複数の第2のフィラメントが、フィラメントの組成の観点及び/又は溶融添加剤の観点のいずれか一方で親水性である場合、充填タフト370は、液体が接触するための更なる表面積を提供することとなる。同様に、対応する外側タフト330が存在するこれらの形態であっても、充填タフト370は、依然、優れた液体処理特性を提供し得る。
加えて、本発明の材料ウェブが、カール状フィラメントを含む少なくとも1つの層を含む場合、得られた材料ウェブは、所与の秤量に対してより高いキャリパーを有する。続いて、このより高いキャリパーは、クッションのような柔らかさによる快適さの消費者効果、より高い透過率によるより急速な吸収性、及び改善された遮蔽を提供する。更なる効果としては、赤い染みの減少、より高い通気性、及び弾力性を挙げることができる。
充填タフト及び/又は他のタフトを含む材料ウェブ10がトップシートとして吸収性物品に利用される本発明の形態が想到される。このような形態では、充填タフト及び/又は外側タフトは、吸収性物品の着用者に面する表面の一部、すなわち、この物品の着用者に向かうZ軸正方向に配向したタフトを形成してもよい。材料ウェブ10がトップシートである他の形態では、吸収性物品の直下の層、例えば、捕捉層である2次トップシートを伴う材料ウェブ10は、本明細書に記載された充填タフト及び/又は外側タフトを含んでもよい。このような形態では、直下の層は、外側タフトを形成してもよく、このタフトは、Z軸負方向に配向されてもよく、材料ウェブ10の衣類に面する側に位置付けられてもよい。
充填タフト270及び外側タフト330を製造する方法は、米国特許第7,172,801号、同第7,838,099号、同第7,754,050号、同第7,682,686号、同第7,410,683号、同第7,507,459号、同第7,553,532号、同第7,718,243号、同第7,648,752号、同第7,732,657号、同第7,789,994号、同第8,728,049号、及び同第8,153,226号で検討されている。充填タフト370及び対応する外側タフト330は、米国特許出願第14,933,028号で更に詳細に検討されている。
充填タフト370及び/又は外側タフト330は、MD及び/若しくはCD特性差を生じさせるための開口、結合部位、エンボス加工、並びに/又は、本明細書に記載されたZ方向特性差のいずれかと共に使用されてもよい。あるいは、充填タフト370及び/又は外側タフト330は、これらとは独立して利用されてもよい。
材料ウェブが第1の層20及び第2の層30に加えて少なくとも第3の層を含む形態が想到される。このような形態では、第1及び第2の層は、上に第3の層を形成する前に充填タフトが提供されてもよい。
ネストタフト
MD及び/又はCD特性差を生じさせる更に別の方法は、ネストタフトの利用による。ここから図8A〜図8Dを参照して、ネストタフト632を含む材料ウェブ10の例が示されている。前述のように、材料ウェブ10は、第1の層50、対向する第2の層52、及びその間の厚みT(この厚みは図8Dに示されている)を有する。図8Aに、材料ウェブ10の第1の表面50から外向きに(図8Aを含むシートの平面の外へ)延在するネストタフト632を有する材料ウェブ10の第1の表面50を示す。示されたように、材料ウェブ10は、概ね平面の第1の領域640と、ネストタフト632を含む複数の別個の一体的な第2の領域642と、を含んでもよい。
示されたように、ネストタフト632は、幅Wを有することができ、これは、ネストタフト632を平面視で見たときに、一方の端部660から対向する端部660まで変化する。図示されたように、幅Wは、横断方向軸線TAに概ね平行であり得る。幅Wは、ネストタフト632の最も幅広い部分がネストタフト632の中間であり、ネストタフト632の幅がネストタフト632の両端部660において減少するように変化してもよい。他の場合には、ネストタフト632は、ネストタフト632の中間においてよりも、一方又は両方の端部60においてより幅広であり得る。更なる他の場合には、ネストタフト632の一方の端部からネストタフト632の他方の端部まで実質的に同じ幅を有するネストタフト632が形成され得る。ネストタフト632の幅が、ネストタフト632の長さに沿って変化する場合、ネストタフト632の幅が最も広い部分が、ネストタフト632のアスペクト比を決定する際に使用される。
同様に、ネストタフト632は、長手方向軸線LAに概ね平行な長さLを有してもよい。ネストタフト632が、幅Wよりも長い又は短い長さLを有するとき、ネストタフト632の長さは、材料ウェブ100に対して任意の好適な方向に向いていてよい。例えば、ネストタフト632の長さ(すなわち、ネストタフト632の長手方向軸線LA)は、MD、CD、又はMDとCDとの間の任意の所望の向きに配向されてもよい。図示されたように、横断方向軸線TAは、MD−CD平面における長手方向軸線LAに対して概ね直交している。いくつかの形態では、図示されたように、長手方向軸線LAは、MDに対して平行である。いくつかの形態では、離間したネストタフト632はすべて、概ね平行な長手方向軸線LAを有し得る。
図8Bに、例えば、図8Aに示され、内部に形成されたネストタフト632を有する材料ウェブ10の第2の表面52が示されている。ネストタフト632は、図8Bを示すシートの中へ配向されている。第2の表面52は、複数の基部開口部644を含んでもよい。いくつかの形態では、基部開口部644は、開口又は貫通孔の形態でなくてもよい。その代わりに、基部開口部644は、凹部として現れてもよい。いくつかの形態では、基部開口部644は、ネストタフト632の内部に開口してもよい。
図8A、図8C、及び図8Dを参照して、ネストタフト632は、側面から見たときに、任意の好適な形状を有してもよい。好適な形状には、少なくとも一方から見たときに、膨らんだ寸法を備える遠位部分又は「帽部」と、基部のより狭い部分とがある形状が挙げられる。用語「帽部」は、キノコの傘部分に類似している。(帽部は、任意の特定の種類のキノコの傘部分と似ている必要はない。加えて、ネストタフト632は、キノコ様の柄部分を有してもよいが、有する必要はない。)一部の場合において、ネストタフト632は、端部660から見たときに、球根状形状を有するものとして参照され得る。本明細書で使用する際、用語「球根状」とは、ネストタフト632の少なくとも一方から見たときに(特に、より短い端部660の一方から見たときに)、大きくなった寸法を備える帽部652と、基部のより狭い部分とを有する、ネストタフト632の形状を指すことが意図される。用語「球根の」は、円柱状部分に接合されている円形の又は丸い平面構成を有するネストタフト632に限定されるものではない。図示されている形態の球根状形状は(ネストタフト632の長手方向軸線LAは機械方向に向いている)、ネストタフト632の横断方向軸線TA(すなわち、機械方向と直交する方向)に沿って断面を取った場合に最も明らかであり得る。球根形状は、ネストタフト632の長さ(又は長手方向軸線LA)に沿ってネストタフト632を見た場合に、あまり明らかになり得ない。
図8A〜図8Dを参照して、本明細書で検討されたように、本発明の材料ウェブ10は、複数の層を含み、図示されたように、個々の層は、630A、630B等と指定され得る。図示されたように、ネストタフト632は、材料ウェブ10の第1の表面50に近接した基部650と、遠位端654に延在する対向拡大遠位部分又は帽部部分、すなわち、「帽部」652と、側壁(又は「側面」)656と、内部658と、一対の端部660と、を含んでもよい。ネストタフト632の「基部」650は、ネストタフト632の一方の端部から見たときに、ネストタフト632の最も狭い部分を含む。用語「帽部」は、それが、ネストタフト632の遠位端654を含み、かつそれに隣接する、ネストタフト632のより幅広い部分を備える以外には、いかなる特定の形状も示唆しない。側壁656は、内側面と外側面とを有する。側壁656は、帽部652の一部分へと移行し、それを含んでもよい。したがって、どこで側壁656が終わり、帽部652が始まるかを精密に定義する必要はない。帽部652は、対向する側壁656の内側面の間において、最大内部幅Wを有することになる。帽部652はまた、対向する側壁656の外側面の間において、最大外部幅Wを有することになる。ネストタフト632の両端部660は、ネストタフト632の長手方向軸線Lに沿って最も遠く離間された、ネストタフト632の部分である。
引き続き図8A〜図8Dを参照して、ネストタフト632の最も狭い部分は、基部開口部644を画定する。基部開口部644は、幅Wを有する。基部開口部644は、材料ウェブ10の第2の表面52によって画定された面と、ネストタフト632の遠位端654との間に(Z方向において)位置し得る。材料ウェブ10は、基部開口部644に遷移し(逆もまた同様)、基部開口部644と同じサイズか、又はこれより大きい第2の表面52における開口を有してよい。しかしながら、基部開口部644は、概ね、本明細書においてより頻繁に検討される。これは、材料ウェブ10が、消費者に視認可能な基部開口部644を備えて物品内に配置されるような実施形態において、基部開口部のサイズが消費者にとってしばしば視覚的により明らかであるためである。本発明の特定の形態において、例えば、基部開口部644が外側(例えば、吸収性物品において、消費者に向かって、吸収性コアから離れる方向)を向いており、基部開口部644が別のウェブによって覆われていないこと、及び/又は塞がれていないことが望ましい場合があることが理解されよう。
ネストタフト632は、ネストタフト632の遠位端654において、材料ウェブ100の第2の表面30からネストタフト632の内側まで測定された深さDを有する。ネストタフト632は、遠位端654において、材料ウェブ100の第2の表面30からネストタフト632の外側まで測定された高さHを有する。ほとんどの場合において、ネストタフト632の高さHは、第1の領域640の厚さTよりも大きいこととなる。ネストタフト632の様々な部分の間の関係は、図6Hに示すとおりであってよく、端部から見たときに、ネストタフト632の帽部652の最大内側幅Wは、基部開口部644の幅Wよりも広い。
ネストタフト632は、いくつかの場合において、Z方向において第1の表面50から離れるように延在し、又はZ軸負方向において第2の表面52からから離れる方向に延在するように、外向きに押される(連続してもよい)ループ状フィラメントから形成されてもよい。ネストタフト632は、典型的には、2種以上のループ状フィラメントを含むこととなる。いくつかの場合において、ネストタフト632は、ループ状フィラメント及び少なくともいくらかの破断フィラメントから形成され得る。加えて、いくつかの種類の不織布材料(短めのフィラメントで構成されるカーディング処理された材料など)の場合、ネストタフト632は、複数の不連続フィラメントを含むループから形成され得る。ループの形態の複数の不連続フィラメントは、米国特許出願第14/844,459号に記載されている。ループ状フィラメントは整列され(すなわち、実質的に同じ方向に配向され)てもよく、整列されなくてもよく、又はフィラメントが突起32の中のいくつかの位置に整列されてもよく、突起の他の部分に整列されていなくてもよい。
いくつかの形態では、ネストタフト632の少なくとも一部におけるフィラメントは、(複数の)前駆体ウェブにおける配向と同様に、(整列されるのではなく)実質的にランダムに配向されたままでもよい。例えば、いくつかの場合において、フィラメントは、ネストタフト632の帽部では実質的にランダムに配向されたままであってもよいが、フィラメントが突出部の基部から帽部へと(ネストタフト632の配向に応じて正又は負の)Z方向に延在するように、側壁においてより整列され得る。加えて、フィラメントの整列は、層間で多様であってもよく、同じ層内の所与のネストタフト632の異なる部分間でもまた多様であってもよい。
前駆体ウェブが不織布材料を含む場合、ネストタフト632は、ネストタフト632の側面を少なくとも実質的に取り囲む複数のフィラメントを含んでもよい。このことは、ネストタフト632の基部650から、ネストタフト632の遠位端654へと(例えば、Z軸正又は負方向に)延在する複数のフィラメントが存在し、これがネストタフト632の側面656の一部及び帽部652を形成するのに寄与していることを意味する。いくつかの場合において、フィラメントは、ネストタフト632の側面656内でZ方向に互いに実質的に整列していてよい。このため、語句「実質的に取り囲む」は、個々のフィラメントそれぞれが、X−Y平面内において、ネストタフト632の側面周囲を実質的又は完全に取り巻くのは必ずしも必要ではない。フィラメントがネストタフト632の側面を完全に包囲して配置されている場合、これは、フィラメントがネストタフト632の周囲360°に配置されていることを意味するものとする。ネストタフト632は、その端部660において、大きい開口部を備えなくてもよい。いくつかの場合において、ネストタフト632は、その終端等、端部のうちの一方においてのみ開口部を有してもよい。
いくつかの形態では、同様の形状のループ状フィラメントが、多層不織布材料の各層内に形成されていてもよく、例えば、内部にネストタフト632を形成するプロセス中に、分離性オス形成要素から最も遠く離れている層630A、及びプロセス中にオス形成要素に最も近い層630Bに掲載されてもよい。ネストタフト632において、630Bなどのある層の一部は、630Aなどの他の層に嵌合してもよい。これらの層は、ネストタフト632において「入れ子」構造を形成すると称され得る。入れ子構造の形成は、2種類(以上)の高度に伸張可能な不織布前駆体ウェブの使用を必要とし得る。二層の材料の場合、入れ子構造は2つの完全なループを形成してもよく、又は(以下の図面のうちのいくつかにおいて示されるように)2つの不完全なフィラメントのループを形成してもよい。
ネストタフト632は、ある特定の追加的な特性を有してもよい。図8C及び図8Dに図示されたように、ネストタフト632は、実質的に中空でもよい。本明細書で使用する際、用語「実質的に中空」は、ネストタフト632が、ネストタフトの内部に、フィラメントを実質的に有さない構造を指す。ただし、用語「実質的に中空」は、ネストタフト内部がフィラメントを全く含まない状態でなければならないことを要求するものではない。このため、ネストタフト632の内側にいくらかのフィラメントが存在してもよい。「実質的に中空」のネストタフトは、例えば、フィラメントのレイダウンにより製造されたもの、例えば、内部の陥凹を備えた形成構造にフィラメントをエアレイイング又はカーディングすることにより製造されたもののような、充填された3次元構造とは区別される。
ネストタフト632の側壁656は、任意の好適な構成を有し得る。側壁656の構成は、8Cのようにネストタフトの端部から見た場合に、直線又は曲線であってよく、あるいは、側壁は、直線部分と曲線部分との組み合わせにより形成され得る。曲線部分は、凹状、凸状、又は両方の組み合わせであってもよい。例えば、側壁656は、ネストタフトの基部近くで内側に曲がった凹状である部分と、ネストタフトの帽部近くで外向きに凸状である部分とを備えてもよい。ネストタフトの側壁656及び基部開口部644周囲の領域は、第1の領域640の部分に比べ、所与の面積あたりで、明らかに低いフィラメント密度を有し得る(これは、より低い坪量又はより低い不透明度の証拠であり得る)。ネストタフト632はまた、側壁656において細線化されたフィラメントを有してもよい。存在する場合、細線化されたフィラメントは、フィラメントにおけるネック領域の形態で明らかとなる。このため、フィラメントは、未変形の前駆体材料102にある場合に、第1の断面積を有し、変形済み材料ウェブ10のネストタフト632の側壁656において第2の断面積を有してもよく、第1の断面積は、第2の断面積よりも大きい。側壁656はまた、いくらかの破断フィラメントも含み得る。いくつかの形態では、側壁656は、約30%以上、あるいは約50%以上の破断フィラメントを含み得る。
いくつかの形態では、ネストタフト632の遠位端654は、本来の坪量の、細線化されていない、非破断フィラメントから構成されてもよい。基部開口部644が上を向いている場合、遠位端654は、ネストタフトによって形成される凹部の底部に存在することになる。遠位端654は、遠位端を完全に貫通して形成される開口を含まないこととなる。したがって、不織布材料は、無開口であり得る。本明細書で使用する際、用語「開口」は、不織布の形成後に不織布において形成される穴を指し、不織布中に典型的に存在する細開口は含まない。用語「開口」は更に、内部にネストタフトを形成するプロセス中に(複数種の)材料の局所的な破断によって生じた、(複数種の)不織布材料中の不規則な破断(又は分断)を指すものではない。そのような破断は、前駆体材料中の不均一性によるものであり得る。遠位端654は、突出部を形成する構造の残り部分に比較して、フィラメントの密度が相対的に大きくてよい。フィラメント密度は、顕微鏡で試料を観察し、ある領域内のフィラメントの数を数えることで測定することができる。
ネストタフト632は、任意の好適な形状であり得る。ネストタフト632は三次元であるため、その形状に対する説明は、それをどこから見るかという角度に左右される。図8Aのように、上から見たときに(すなわち、ウェブ面に対して垂直、又は平面視の)、好適な形状としては、円形、ダイヤモンド形、丸みを帯びたダイヤモンド形、アメリカンフットボール形、卵形、クローバー形、ハート形、三角形、涙形、及び楕円形が挙げられるが、これらに限定されない。他の場合には、ネストタフト632は、非円形でもよい。ネストタフト632は、すべての方向において類似する平面寸法を有してもよく、又は、ネストタフト632は、1つの寸法において別の寸法よりも長くてもよい。すなわち、ネストタフト632は、異なる長さ及び幅の寸法を有し得る。ネストタフト632が幅とは異なる長さを有する場合、より長い寸法が、ネストタフト632の長さと呼ばれることとなる。このため、ネストタフト632は、長さの幅に対する比又はアスペクト比を有し得る。アスペクト比は、約1:1〜約10:1の範囲であり得る。
いくつかの形態では、帽部652の長さは、約1.5mm〜約10mmの範囲であってもよい。いくつかの形態では、帽部の幅(幅が最も大きくなる箇所を測定)は、約1.5mm〜約5mmの範囲であってもよい。突起の帽部部分は、少なくとも約3mmの平面視表面積を有してもよい。いくつかの実施形態では、突起は、約1mm〜約10mm、あるいは約1mm〜約6mmの範囲である圧縮前高さHを有してもよい。いくつかの実施形態では、突起は、約0.5mm〜約6mm、あるいは約0.5mm〜約1.5mmの範囲である圧縮後高さHを有してもよい。いくつかの実施形態では、突起は、約0.5mm〜約9mm、あるいは約0.5mm〜約5mmの範囲である非圧縮状態の深さDを有してもよい。いくつかの形態では、突起は、約0.25mm〜約5mm、あるいは約0.25mm〜約1mmの範囲である圧縮後深さDを有してもよい。
ネストタフトを形成する方法は、米国特許出願公開第2016/0074256号に開示されている。本発明の材料ウェブについて、例えば、捕捉層及び第2の層が吸収性物品のトップシートであってもよいように、第1の層は、吸収性物品内に包含されてもよい。第1の層及び第2の層のそれぞれは、互いに嵌合するネストタフトを形成してもよい。本発明の材料ウェブが複数の層を含み、トップシートを形成し、その後に、捕捉層に加工される更なる形態が想到される。
材料ウェブが第1の層20及び第2の層30に加えて少なくとも第3の層を含む形態が想到される。このような形態では、第1及び第2の層は、上に第3の層を形成する前にネストタフトが提供されてもよい。
ハイブリッドタフト
図44に示された材料ウェブ10は、対応する開口部285をそれぞれ有するハイブリッドタフト770を含む。アブレーション又は他の非常に注意深く適用されたプロセスにより、第1の層20の材料は、第2の層30の材料が第1の層20の材料の端部245を通って露出するように除去されてもよい。あるいは、前述されたように、第1の層20は、第1の層20に開口を形成するプロセスに供されてもよい。その後、第2の層30は、第1の層20の上に形成されてもよい。
加えて、いくつかの形態では、第2の層30の材料は、ハイブリッドタフト770の遠位端が材料ウェブ10の第1の表面50と概ね同一平面上にあるように、Z軸正方向に付勢されてもよい。
このような形態では、材料ウェブ10は、吸収性物品のトップシートの一部を形成してもよい。第1の層20は、第2の層より疎水性でもよい。
外側タフト、トンネルタフト、充填タフト、ネストタフト、ハイブリッドタフト
本発明の材料ウェブのトンネルタフト、充填タフト、外側タフト、ネストタフト、及びハイブリッドタフトは、トンネルタフト、充填タフト、外側、又はネストタフトのフィラメント間の毛管に残っている材料ウェブにより収集された流体を遮蔽又は部分的に遮蔽し、同様に、これらの特性差を含む本構造下に(不適切に液体により変色される)吸収性層に吸収された液体を遮蔽すると考えられる。ティッシュ、生理用ナプキン、タンポン、又はおむつなどの吸収性物品内に利用されるこのような材料ウェブは、様々なタフトのフィラメント間の毛管内に保持された、潜在的に見苦しい流体が、観察者から覆い隠されるか又は部分的に覆い隠されるであろう点で、ユーザ(又は介護人)の興味を引くことができる。タフトは、流体が保持され得る隙間を被覆又は部分的に被覆することができる。このような機構により、材料ウェブがあまり汚れていないように見せることができる。本明細書に記載されたタフトの更なる効果は、タフトにより生じた柔軟感覚である。
外側タフト、トンネルタフト、充填タフト、ネストタフト、ハイブリッドタフトは、隣接するタフトから離間していてもよい。離間したタフトのそれぞれは、概ね平行な長手方向軸線Lを有する。本発明の材料ウェブの単位面積あたりのタフトの数、すなわち、タフト及び/又は帽部の面密度は、例えば、1平方センチメートルなどの単位面積あたり1個のタフトから、1平方センチメートルあたり100個のタフトと同じ高さまで多様であってもよい。1平方センチメートルあたり少なくとも10個又は少なくとも20個のタフトが最終用途に応じて存在し得る。一般的に、面密度は、本発明の材料ウェブの全領域にわたって均一である必要はなく、またいくつかの実施形態において、タフトは、線、ストリップ、バンド、円などのような、予め定められた形状を有する領域内のような、本発明の材料ウェブのある領域内にのみに存在し得る。
外側タフト、トンネルタフト、充填タフト、ネストタフト、及びハイブリッドタフトは、MD及び/又はCD方向におけるゾーンにおいて透過性に影響を及ぼし得る。材料ウェブのそのような特定の領域、特に、タフトが配設された箇所は、より高い透過性となってもよく、概ね平坦な第1の表面及び/又は第2の表面とは異なるテクスチャを有してもよい。以下で検討された起伏及び溝は、同様に、透過性及びテクスチャに関して、本発明の材料ウェブに影響を及ぼす場合がある。
加えて、本発明の材料ウェブが、吸収性物品内に包含される場合、本明細書に記載されたタフト並びに/又は起伏及び溝は、吸収性物品の材料ウェブ並びに更なる層に形成されてもよい。例えば、本発明の材料ウェブが、吸収性物品のトップシートの一部を形成するのに利用される場合、タフト並びに/又は起伏及び溝は、材料ウェブに形成されるのに加えて、トップシートと吸収性コアとの間の直下の流体処理層に形成されてもよい。1つの具体的な例において、タフト並びに/又は起伏及び溝は、捕捉層と併せて、材料ウェブに形成されてもよい。別の具体的な例では、タフト並びに/又は起伏及び溝は、2次トップシートと共に、材料ウェブに形成されてもよい。このような形態では、流体処理層は、材料ウェブにより生成されたタフトを覆う外側タフトを形成してもよい。対照的に、流体処理層がトンネルタフトを形成しているが、材料ウェブが外側タフトを形成しているか、あるいは単純に、トンネルタフトが内部を通って延在する不連続部を形成している形態が想到される。
トンネルタフト、充填タフト、外側タフト、ハイブリッドタフト、及び/又はネストタフトは、開口、結合部位、エンボス加工、及び/又は本明細書で開示されたZ方向特性差のいずれかと併せて使用されることができ、あるいはこれらとは独立して使用されてもよい。
起伏
MD及び/又はCDにおける特性差を生じさせる更に別の方法は、起伏の利用による。本発明の不織布ウェブ10は、第1の表面50及び第2の表面52上に起伏を含んでもよい。いくつかの例示的な起伏が、図9A〜図9Dに示されている。図示されたように、本発明の材料ウェブ10は、起伏670と、隣接する起伏670間に配設された溝675とを含んでもよい。起伏670は、MDに概ね平行又はCDに概ね平行な方向に延在し得る。起伏670及び/又は溝675は、任意の好適な形状を含んでもよい。例えば、図示されたように、起伏670は、弓状の形状を有してもよい。別の例として、起伏670は、三角形状を含んでもよい。加えて、本発明に従って構成された材料ウェブが弓状の形状及び三角形を含む1つの***部を有する少なくとも1つの起伏を含む例が想到される。
起伏670の利用により、材料ウェブ10に対する柔軟性効果が提供され得る。加えて、材料ウェブ10は、起伏670において、より高い透過性を有することができる。起伏670に関する更なる詳細は、起伏670を形成するのに好適なプロセスを含めて、米国特許第6,458,447号、同第7,270,861号、同第8,502,013号、同第7,954,213号、同第7,625,363号、同第8,450,557号、及び同第7,741,235号に開示されている。更なる好適なプロセス及び構造は、米国特許出願公開第2003/018741号、同第20090240222号、同第20120045620号、同第20120141742号、同第20120196091号、同第20120321839号、同第20130022784号、同第20130017370号、同第2013013732号、同第20130165883号、同第20130158497号、同第20130280481号、同第20130184665号、同第20130178815号、及び同第20130236700号に記載されている。なお更なる好適なプロセス及び構造は、国際公開第2008/156075号、同第2010/055699号、同第2011/125893号、同第2012/137553号、同第2013/018846号、同第2013/047890号、及び同第2013/157365号に関して記載されている。
図37を参照して、いくつかの形態では、本発明の材料ウェブは、MD及びCDにおいて延在する起伏を含んでもよい。図示されたように、複数の起伏3770は、遠位端3754と側壁3756とを含んでもよい。隣接する別個の突起3770は、MD及びCD両方向に延在する溝3775により分離されていてもよい。距離D1は、MDにおける起伏3770の遠位端3754の長さを表わす。距離D2は、隣接する溝3775の間で測定された場合の、MDにおける起伏の長さである。いくつかの形態では、D1は、材料ウェブ10を生成するツールの構成に応じて、D2と等しくてもよい。他の形態では、D2は、D1より大きくてもよい。
距離D3は、遠位端3754を含む平面から測定された場合の、MDにおける隣接する起伏3770間の長さである。距離D3は、任意の好適な距離であってもよい。距離D6は、遠位端3754を含む平面から測定された場合の、CDにおける隣接する起伏3770間の幅である。
距離D4は、CDにおける起伏3770の遠位端3754の幅である。距離D5は、隣接する溝3775の間で測定された場合の、CDにおける起伏の幅である。いくつかの形態では、D4は、材料ウェブ10を生成するツールの構成に応じて、D5と等しくてもよい。他の形態では、D4は、D5より小さくてもよい。
本発明の材料ウェブ10における起伏3770を形成するために好適な装置は、米国特許出願公開第2009/0240222号に記載されている。このような形態では、起伏は、MD及びCD方向における別個の構成要素として設けられてもよい。
起伏についての更なる構成が想到される。起伏のいくつかの好適な例は、米国特許出願公開第2004/0137200号に開示されている。図38に示されたように、本発明の材料ウェブ10は、複数の別個の起伏3770を含んでもよい。
本発明の材料ウェブ10についての更なる構成はまた図39に示されている。図示されたように、いくつかの形態では、起伏3770は、CDにおける材料ウェブ10の幅にわたって延在してもよい。ただし、隣接する起伏3770間の溝3775は、先の図面に示された溝より広くてもよい。加えて、開口3725が、溝3775に設けられてもよい。このような材料ウェブを形成するためのプロセスは、米国特許出願公開第2012/0276331号に更に詳細に記載されている。
図37〜図39に示された材料ウェブ10のそれぞれについて、これらの材料ウェブの構成のそれぞれを形成するためのプロセスは、噛み合いロールの使用を伴う。このような形態では、得られた起伏は、より高いキャリパー及びより低いキャリパーの局所的な領域と、より大きい秤量及びより低い秤量の交互領域を有してもよい。より高いキャリパー及びより大きい秤量領域は、起伏3770の遠位端3754及び溝3775に設けられてもよい。対照的に、側壁3756は、より低いキャリパー及びより小さい秤量が提供されてもよい。
起伏の利用は、開口、エンボス加工、結合部位、タフト(すべての変形例)、及び/又は本明細書で開示されたZ方向特性差のいずれかと併せて利用されてもよく、あるいはこれらとは独立して使用されてもよい。
ゾーン
本明細書で検討されたMD及び/又はCD特性差、例えば、開口、結合部位、エンボス加工、トンネルタフト、充填タフト、ネストタフト、起伏、及び/又は溝は、材料ウェブのMD及び/又はCDにおける更なる特性差を生じさせるために、ゾーンに設けられてもよい。本発明の材料ウェブ内のゾーンは、機械方向、横断方向に位置付けられてもよく、あるいは同心であってもよい。吸収性物品などの製品が機械方向に2つの異なるゾーンを有する場合、加工を容易にするために、ゾーンは同一又は類似する断面幅(例えば+/−2mm)を有してもよい。ゾーンのうちの1つ以上は、曲線状若しくは直線状の境界線又は部分的な境界線を有し得る。
材料ウェブについて異なるか又は同じゾーンの任意の好適な数のゾーンは、3個以上を含めて、本開示の範囲内で想到される。上述したように、様々なゾーンがトップシート内に存在してもよいが、例えば外側カバー又はカフ上にも存在してよい。いくつかの例では、材料ウェブのゾーンの同じ又は異なるパターンは、着用者に面する表面(例えば、トップシート)及び衣類に面する表面(例えば、外側カバー)上で使用され得る。
一例では、吸収性物品のトップシート又は他の部分は、材料ウェブ内に2つ以上のゾーンを有し得る。例えば、材料ウェブの第1のゾーンは、第2のゾーンとは異なる不連続部を有してもよい。第1のゾーン及び第2のゾーンは、異なる連続性により、異なる機能を有してもよい。第1のゾーンの機能性は、液体***物の分配(材料ウェブ上の流体の移動)を提供可能であり得る一方、第2のゾーンの機能性は、液体***物の捕捉(流体の材料ウェブへの浸透)を提供可能であり得る。そのようなゾーン化された材料ウェブの効果は、吸収性コアのより良い使用及び吸収性コア内でのより効率の良い液体***物の分配であり得る。典型的なエアフェルトフリーコアは、一旦液体身体滲出物がその中に受容されると液体身体滲出物の分配にいささか苦労するため、これはエアフェルトフリーコアを用いる場合に特に重要である。
前述のとおり、本発明の材料ウェブは、吸収性物品の多数の異なる構成要素で利用され得る。図10を参照して、1つの具体的な例では、本発明の材料ウェブを利用する使い捨て吸収性物品は、複数のゾーンを備えてもよい。示されるように、使い捨て吸収性物品2010のトップシート2014は、第1のゾーン2007、第2のゾーン2011、及び第3のゾーン2013を含み得る。吸収性物品は、後述するように、より多くのゾーン、又はより少ないゾーンを含み得る。
第1のゾーン2007は、複数の第1の不連続部、例えば、開口を含んでもよい。図示されるように、第1のゾーン2007は、トップシート2014の幅全体には延在しない、横方向軸線2090と平行する幅を有し得る。その代わりに、第2のゾーン2011及び第3のゾーン2013が、第1のゾーン2007のいずれかの側面上に配置され得る。いくつかの形態では、第2のゾーン2011及び第3のゾーン2013は、第2の複数の不連続部を含んでもよい。いくつかの形態では、複数の第1の不連続部は、第2の複数の不連続部とは異なってもよい。例えば、複数の第1の不連続部は、開口を含んでもよく、一方で、第2及び第3のゾーンは、トンネルタフトを含む。第1のゾーン2007、第2のゾーン2011、及び/又は第3のゾーン2013が更なる複数の不連続部を含み得る更なる形態が想到される。例えば、第1のゾーン2007は、複数の開口及び複数の結合部位を含んでもよい。別の例として、第2のゾーン2011及び/又は第3のゾーン2013は、複数のトンネルタフト及び複数の結合部位を含んでもよい。更なる複数の不連続部が想到される。例えば、第1のゾーン2007、第2のゾーン2011、及び/又は第3のゾーン2013は、複数のエンボス加工を更に含んでもよい。
ゾーンの好適な構成が、図11〜図14に関して説明されている。図11〜図14は、おむつ、成人用失禁製品、及び/又は生理用ナプキンなどの吸収性物品の着用者に面する表面の一部を表すことができる。
図11は、3つのゾーンを有する基材の例を示す。前側部分Fは、吸収性物品の前側部分、又は吸収性物品の後側部分に配置され得る。後側部分Bは、吸収性物品の前側部分、又は吸収性物品の後側部分に配置され得る。第1のゾーン4004及び第2のゾーン4006は、第3のゾーン4008の2つの部分の中間に配置され得る。第1のゾーン4004は、上述された複数の第1の不連続部を含んでもよい。第2のゾーン4006は、第2の複数の不連続部を含んでもよい。いくつかの形態では、複数の第1の不連続部は、第2の複数の不連続部とは異なってもよい。図示されたように、実質的に横方向に延在する分離要素4010は、第1のゾーン4004と第2のゾーン4006との交点の間に延在することができる。
別の例では、引き続き図11を参照して、第1のゾーン4004は、不連続部、例えば、開口パターンを含んでもよく、開口のパターンのうちの少なくとも2つの開口が異なる寸法、形状、及び/又は配向を有する。開口のパターンは、本明細書で説明する様々なパターンのうちの任意のもの、又はその他の好適なパターンであってもよい。第2のゾーン4006は開口のパターンを含み得、開口のパターンのうち少なくとも2つの開口が、異なる寸法、形状、及び/又は配向を有する。開口のパターンは、本明細書で説明する様々なパターンのうちの任意のもの、又はその他の好適なパターンであってもよい。第2のゾーン4006は、第1のゾーン4004と異なる又は同じ開口のパターンを有し得る。第3のゾーン4008は、複数の不連続部を含んでもよい。平面外の変形は、ページ外の上方、又はページ内の下方に延在し得る。実質的に横方向に延在する分離要素4010は、第1のゾーン4004と第2のゾーン4006との交点の間を延在し得る。
図12は、第1のゾーン4012及び第2のゾーン4014を有する基材の例を示す。前側部分Fは、吸収性物品の前側部分、又は吸収性物品の後側部分に配置され得る。後側部分Bは、吸収性物品の前側部分、又は吸収性物品の後側部分に配置され得る。第1のゾーン4012は開口のパターンを含み得、開口のパターンのうちの少なくとも2つの開口が、異なる寸法、形状、及び/又は配向を有する。開口のパターンは、本明細書で説明する様々なパターンのうちの任意のもの、又はその他の好適なパターンであってもよい。第2のゾーン4014は、複数の不連続部を含み得る。実質的に横方向に延在する分離要素4010は、第1のゾーン4012と第2のゾーン4014との交点の間を延在することができる。
別の例では、引き続き図12を参照して、第2のゾーン4014は、開口のパターンを含んでもよく、開口パターンのうちの少なくとも2つの開口が、異なる寸法、形状、及び/又は配向を有する。開口のパターンは、本明細書で説明する様々なパターンのうちの任意のもの、又はその他の好適なパターンであってもよい。第1のゾーン4012は、複数の不連続部を含んでもよい。実質的に横方向に延在する分離要素4010は、第1のゾーン4012と第2のゾーン4014との交点の間を延在することができる。
図13は、第1のゾーン4016及び第2のゾーン4018を有する材料ウェブの例を示す。前側部分Fは、吸収性物品の前側部分、又は吸収性物品の後側部分に配置され得る。後側部分Bは、吸収性物品の前側部分、又は吸収性物品の後側部分に配置され得る。第2のゾーン4018は、第1のゾーン4016を少なくとも部分的に、又は完全に包囲してよい。
引き続き図13を参照して、第1のゾーン4016は、複数の不連続部を含んでもよい。第2のゾーン4018は、複数の不連続部を含んでもよい。第2のゾーン4018は、第1のゾーン4016の不連続部のパターン、形状、寸法、及び/又は向きと比較して、異なる又は同じ不連続部のパターン、形状、寸法、及び/又は向きを有してもよい。
別の例では、引き続き図13を参照して、第1のゾーン4016は、開口のパターンを含んでもよく、開口パターンのうちの少なくとも2つの開口は、異なる寸法、形状、及び/又は配向を有する。開口のパターンは、本明細書で説明する様々なパターンのうちの任意のもの、又はその他の好適なパターンであってもよい。第2のゾーン4018は、複数の不連続部を含んでもよい。
更に別の例では、引き続き図13を参照して、第2のゾーン4018は、開口のパターンを含んでもよく、開口パターンのうちの少なくとも2つの開口は、異なる寸法、形状、及び/又は配向を有する。第1のゾーン4016は、複数の不連続部を含んでもよい。
別の例では、引き続き図13を参照して、第1のゾーン4016は、開口のパターンを含んでもよく、開口パターンのうちの少なくとも2つの開口は、異なる寸法、形状、及び/又は配向を有する。開口のパターンは、本明細書で説明する様々なパターンのうちの任意のもの、又はその他の好適なパターンであってもよい。第2のゾーン4018は、開口のパターンを含んでもよく、開口のパターンのうちの少なくとも2つの開口は、異なる寸法、形状、及び/又は配向を有する。開口のパターンは、本明細書で説明する様々なパターンのうちの任意のもの、又はその他の好適なパターンであってもよい。第1のゾーン4016及び第2のゾーン4018の開口のパターンは異なっていても同じであってもよい。
図14は、第1のゾーン4020及び第2のゾーン4022を有する材料ウェブの例を示す。前側部分Fは、吸収性物品の前側部分、又は吸収性物品の後側部分に配置され得る。後側部分Bは、吸収性物品の前側部分、又は吸収性物品の後側部分に配置され得る。第2のゾーン4022は、第1のゾーン4020を少なくとも部分的に、又は完全に包囲してよい。
引き続き図14を参照して、第1のゾーン4020は、開口のパターンを含んでもよく、開口のパターンのうちの少なくとも2つの開口は、異なる寸法、形状、及び/又は配向を有する。第2のゾーン4022は、開口のパターンを含んでもよく、開口のパターンのうちの少なくとも2つの開口が、異なる寸法、形状、及び/又は配向を有する。開口のパターンは、任意の好適なパターンであってもよい。第1のゾーン4020及び第2のゾーン4022の開口のパターンは、異なっても又は同じでもよい。
引き続き図14を参照して、第1のゾーン4020は、開口のパターンを含んでもよく、開口のパターンのうちの少なくとも2つの開口は、異なる寸法、形状、及び/又は配向を有する。開口のパターンは、様々なパターンのうちの任意のもの、又はその他の好適なパターンでもよい。第2のゾーン4022は、複数の不連続部を含み得る。
引き続き図14を参照して、第2のゾーン4022は、開口のパターンを含んでもよく、開口のパターンのうちの少なくとも2つの開口は、異なる寸法、形状、及び/又は配向を有する。開口のパターンは、任意の好適なパターンでもよい。第1のゾーン4020は、複数の不連続部を含み得る。
引き続き図14を参照して、第1のゾーン4020は、複数の不連続部を含み得る。第2のゾーン4022は、複数の不連続部を含み得る。第2のゾーン4022は、第1のゾーン4020の不連続部のパターン、形状、寸法、及び/又は向きと比較して、異なる又は同じ不連続部のパターン、形状、寸法、及び/又は向きを有してもよい。
パターン化された開口及びパターン化された不連続部は、米国特許出願第14/933,028号、同第14/933,017号、及び同第14/933,001号に更に詳細に開示されている。本明細書に記載された不連続部は、材料ウェブに所望される所望の捕捉、再湿潤、及び柔軟性を達成するための任意の好適な様式で構成されてもよい。また、前述のように、不連続部は、本発明の材料ウェブに所望される所望の捕捉、再湿潤、及び/又は柔軟性を同様に達成するために、Z方向勾配フィラメント特性と共に利用されてもよい。
(実施例1)
25gsm(g/m)の本発明の不織布ウェブ(第1のスピンビームにおいて約12.5gsm及び第2のスピンビームにおいて約12.5gsm)を、Reifenhauser GmbH(Troisdorf,Germany)での1メートル幅のパイロットラインにおいて製造した。12.5gsmを含む第1のスピンビームにおいて、直径約20.5マイクロメートルの、60/40並列PP/PPフィラメントを紡糸した。両コンポーネントは、16% Techmer PPM17000 High Load(40%)疎水性マスターバッチを更に含み、第2のコンポーネントは、1.5%のTiO2マスターバッチを含んだ。第2のスピンビームにおいて、直径約18マイクロメートルの70/30並列PP/PPフィラメントを紡糸した。第2のスピンビームからの両コンポーネントは、2.0% Techmer(商標)PPM15560親水性マスターバッチを更に含み、第1のコンポーネントは、1.0%のTiO2マスターバッチを更に含んだ。第1の層及び第2の層を、12%の結合領域を有する円形ドット結合パターンとカレンダー結合させた。
図15A〜図15Cは、第1の層20及び第2の層30を示すSEM写真である。図15Aは、第1の層20の複数の第1のフィラメントの一部のSEM写真であり、図15Bは、第2の層30の複数の第2のフィラメントの一部のSEM写真である。示されたように、複数の第1のフィラメントの疎水性溶融添加剤は、複数のフィブリルの組み合わせとして現れる。
(実施例2、3、4、及び5)
実施例2、3、4、及び5のそれぞれについて、すべての材料を、Reicofil(Troisdorf,Germany)において1メートル幅のパイロットラインで製造した。それぞれ、フィラメントあたり2デニールのPP1/PP2の70/30並列フィラメントを含む。
(実施例2)
秤量40gsmを有する本開示による材料ウェブを生成した。材料ウェブの約50%が第1の層に含まれ、約50%が第2の層に含まれた。不織布ウェブを2つのスピンビームから製造した。第1の層は、複数の第1のフィラメントの第1のポリプロピレン成分が16重量%のPPM1700 High Load疎水性マスターバッチを(Techmer(商標)製)及び1重量%のTiO2マスターバッチを含む疎水性フィラメントを含んだ。第2の層は、第1のポリプロピレン成分及び第2のポリプロピレン成分の両方が2重量%のPPM15560親水性マスターバッチ(Techmer(商標)製)を更に含む親水性フィラメントを含んだ。第1のポリプロピレン成分は、1重量%のマスターバッチを更に含んだ。
(実施例3)
スパンボンド疎水性ウェブのそれぞれが総秤量25gsmで製造された一対のスパンボンド疎水性ウェブを含む積層体。2つの疎水性ウェブはそれぞれ、同じフィラメントのサイズ及びフィラメントの組成を含んだ。フィラメントにおいて、第1のポリプロピレン成分及び第2のポリプロピレン成分は両方とも、16重量%のPPM1700 High Load疎水性マスターバッチを(Techmer(商標)製)を更に含んだ。第1のポリプロピレン成分は、1重量%のTiO2マスターバッチを更に含んだ。
(実施例4)
スパンボンド親水性ウェブのそれぞれが総秤量25gsmで製造された一対のスパンボンド親水性ウェブを含む積層体。2つの親水性ウェブはそれぞれ、同じフィラメントのサイズ及びフィラメントの組成を含んだ。フィラメントにおいて、第1のポリプロピレン成分及び第2のポリプロピレン成分は両方とも、2重量%のPPM15560親水性マスターバッチ(Techmer(商標)製)を更に含んだ。第1のポリプロピレン成分は、1重量%のTiO2マスターバッチを更に含んだ。
(実施例5)
実施例3の一対の不織布ウェブのうちの一方(25gsm)及び実施例4の一対の不織布ウェブのうちの一方(25gsm)を含むことにより、親水性ウェブの上に疎水性ウェブを含む50gsmの積層体を生成する不織布積層体を製造した。
データ1−非改変ウェブ/積層体
表1に、実施例2、3、4、及び5についての秤量、再湿潤、及び捕捉データを示す。実施例は、本明細書に記載された開口又は任意の他の破壊を含まない。
Figure 2019507641
示されたように、本発明の非改変不織布ウェブ(実施例2)は、再湿潤の観点から親水性積層体(実施例4)より良好な性能を有した。実施例2の捕捉時間は、疎水性積層体(実施例3)の捕捉時間と同等であった。
データ2−開口ウェブ/積層体
上記実施例を、本明細書に記載されたように穿孔した。実施例2と実施例5との比較写真を、図16A及び図16Bにそれぞれ関して提供する。材料ウェブ10及び不織布積層体1100は両方とも、本明細書で開示されたような開口125を含む。
表2に、実施例2、3、4、及び5についての秤量、再湿潤、及び捕捉データを示す。実施例のそれぞれは、本明細書に記載された開口を含んだ。開口サイズは、長さ約2.5mm及び幅約0.3〜約0.35mmとした。
Figure 2019507641
示されたように、本発明の材料ウェブ(実施例2)は、再湿潤の観点から親水性積層体(実施例4)より良好な性能を有した。実施例2の捕捉時間は、疎水性積層体(実施例3)の捕捉時間より非常に良好であった。実施例2の捕捉時間は、実施例5の捕捉時間と同程度であった。また、上述されたように、開口は、材料ウェブの捕捉速度に影響を及ぼし得る。理論に拘束されるものではないが、捕捉と再湿潤との間にバランスが存在し得ると考えられる。開口は、捕捉時間を短くする(この短縮は、吸収性物品において所望され得る)が、開口の付加は、実施例2の無開口の変形例から再湿潤を増大させ得る。
データ3タフトを有するウェブ/積層体
上記実施例に、本明細書に記載されたようにタフトを含ませた。実施例のそれぞれは、タフトを含んだ。実施例2と実施例5とのSEM写真を、図17A及び図17Bにそれぞれ関して提供する。材料ウェブ10及び不織布積層体1100は両方とも、本明細書で開示されたタフト270を含む。
表3に、実施例2、3、4、及び5についての秤量、再湿潤、及び捕捉データを示す。実施例のそれぞれは、本明細書に記載されたような開口を備えた。
Figure 2019507641
示されたように、本発明の材料ウェブ(実施例2)は、再湿潤の観点から親水性積層体(実施例4)及び疎水性積層体(実施例3)より良好な性能を有した。実施例2の捕捉時間は、疎水性積層体(実施例3)の捕捉時間より非常に良好であった。実施例2の捕捉時間は、実施例5の捕捉時間と同程度であった。また、従来の知識とは対照的に、単一層のトップシートが、捕捉及び再湿潤の観点から、十分に機能することができる。開口又はタフトに関わらず、改変された実施例は、非改変対照より早い液体捕捉速度をもたらした。加えて、表3に示されたように、本発明の材料ウェブは、再湿潤を低下させることができる。
上記データから、Z方向特性差、MD及び/又はCD特性差、例えば、開口、タフトが利用される場合、本発明の材料ウェブは、2つの別個のウェブから製造された積層体(実施例5)と同様の性能を有することができることが証明されている。
本発明の材料ウェブの更なる効果として、第1の層及び第2の層の一体形成が挙げられる。この一体形成により、本発明の材料ウェブを備えた吸収性物品の製造が容易になり得る。対照的に、積層体は、別々の不織布層を含むため、更なる設備が、積層体を形成するために必要となる。例えば、変換プロセスに2つの別々の層を提供するために設備が必要となる。高速製造のために、積層体の2つの構成要素層が所望の許容誤差内で確実に追従するために注意を払う必要がある。一方、前述されたように、本発明の材料ウェブは一体的に形成される。また、不織布積層体の形成に必要とされる更なる設備は、本発明の材料ウェブには不要である。
更なる想到される実施例
図40及び図41に、本開示に従った、カレンダー結合部位4068におけるスパンボンド−メルトブローン−スパンボンド(SMS)ウェブの断面図及びこのウェブの切り欠き図をそれぞれ示す。本明細書に記載されたプロセスにより製造された3層の材料ウェブ4012が図示されている。材料ウェブ4012は、それ自体が、例えば、スパンボンド繊維から構成され得る第1の不織布構成要素層4020を含み得る。材料ウェブ4012は、それ自体がメルトブローン繊維から構成され得る第2の不織布構成要素層4025を含み得る。メルトブローン層は、20%〜100%超の範囲の相対標準偏差で、0.7マイクロメートル〜8マイクロメートルの範囲、あるいは1マイクロメートル〜8マイクロメートルの範囲、あるいは1マイクロメートル〜5マイクロメートルの範囲の平均直径、あるいは数平均直径を有する繊維を含み得る、中位直径の繊維を含み得る。材料ウェブ4012は、それ自体がスパンボンド繊維から構成される第3の不織布層4030を含んでもよい。いくつかの形態では、第1の層4020及び第3の層4030は、類似してもよく、あるいは他の形態では、第1の層4020及び第3の層は、本明細書に記載されたように異なってもよい。
図42及び図43を参照して、材料ウェブ4200が図示されている。図示されたように、本発明のいくつかの形態では、材料ウェブ4200は、8マイクロメートル〜30マイクロメートルの範囲の平均直径を有する繊維を含む第1の不織布構成要素層4020と、1マイクロメートル未満の数平均直径、1.5マイクロメートル未満の質量平均直径、及び2未満の多分散性比を有する繊維を含む第2の不織布構成要素層4025と、8マイクロメートル〜30マイクロメートルの範囲の平均直径を有する繊維を含む第3の不織布構成要素層4027と、1マイクロメートル〜8マイクロメートルの範囲の平均直径を有する繊維を含む第4の不織布構成要素層4030と、を含み得る。つまり、材料のウェブ4200は、0.4〜6の範囲の平均デニールを有する繊維を含む第1の不織布層4020と、0.00006〜0.006の範囲の平均デニールを有する繊維を含む第2の不織布構成要素層4025と、0.4〜6の範囲の平均デニールを有する繊維を含む第3の不織布層4027と、0.006〜0.4の範囲の平均デニールを有する繊維を含む第4の不織布層4030と、を含み得る。そのような形態では、第2の不織布構成要素層4025及び第4の不織布構成要素層4030は、第1の不織布構成要素層4020と第3の不織布構成要素層4027との中間に配設され得る。また、第1の不織布構成要素層4020、第2の不織布構成要素層4025、第3の不織布構成要素層4027、及び第4の不織布構成要素層4030は、例えば、カレンダー結合プロセスなどの任意の結合プロセスを使用して相互に断続的に結合され得る。
様々な形態では、本発明の材料ウェブは、第1の不織布構成要素層4020に対応し得るスパンボンド層、第2の不織布構成要素層4025に対応し得るメルトブローン層、第3の不織布構成要素層4027に対応し得るナノ繊維層、及び第4の不織布構成要素層4030に対応し得る第2のスパンボンド層(本明細書において、併せて「SMNSウェブ」と呼ばれる)を含んでもよい。更なる構成が想到される。いくつかの例としては、例えば、異なる構造又は組成のスパンボンド層、メルトブローン層、N繊維層、第2のスパンボンド層、及び第3のスパンボンド層を含む材料ウェブが挙げられる。
理論に拘束されるものではないが、ウェブ内にN繊維層を包含することは、何らの疎水性材料なしに、ウェブが所望の低表面張力流体裏抜け時間及び空気透過率を維持することを可能にすると考えられる。N繊維層が、スパンボンド及びメルトブローン層内の空隙を充填することにより、ウェブの孔寸法を小さくすると更に考えられる。関連したウェブの孔寸法と比較してより小さい孔寸法でウェブを作成することによって、本開示のウェブは、疎水性材料を備えなくとも、流体浸透に対してより高い毛管抵抗力を有し、それによって、より長い低表面張力流体裏抜け時間を有し得る。
本発明の更なる想到される実施例が以下に記載される。
実施例A:トップシートと、バックシートと、トップシートとバックシートとの間に配設された吸収性コアと、を備える吸収性物品であって、第1の表面及び第2の表面を有する材料ウェブと、機械方向(MD)及びMDに対して垂直である機械方向と直交する方向(CD)並びにMD及びCDを含む平面に対して垂直であるZ方向と、を更に備え、材料ウェブは、複数の第1のフィラメントを含む第1の層(第1の層は、第1の表面を形成する)と、複数の第2のフィラメントを含む第2の層(第2の層は、第2の表面を形成する)と、を更に備え、第1の層と第2の層とは一体的に形成されており、複数の第1のフィラメントは、スパンボンドであり、材料ウェブは、Z方向特性差並びにMD及び/又はCD特性差を更に含む、使い捨て吸収性物品。
実施例A1:複数の第1のフィラメントは、表面エネルギー、フィラメントのサイズ、フィラメントの断面形状、フィラメントのカール、柔軟性、及びフィラメントの組成のうちの少なくとも1つにおいて複数の第2のフィラメントと異なる、実施例Aに記載の吸収性物品。
実施例A2:複数の第1のフィラメントは、疎水性溶融添加剤を含む、実施例A〜A1に記載の吸収性物品。
実施例A3:複数の第2のフィラメントは、親水性溶融添加剤を含む、実施例A〜A2に記載の吸収性物品。
実施例A4:複数の第1のフィラメントは、第1のデニールを含み、複数の第2のフィラメントは、第2のデニールを含み、第1のデニールは、第2のデニールより大きい、実施例A〜A3に記載の吸収性物品。
実施例A5:複数の第1の連続的なフィラメントは、第1のデニールを含み、複数の第2の連続的なフィラメントは、第2のデニールを含み、第1のデニールは、第2のデニールより小さい、実施例A〜A3に記載の吸収性物品。
実施例A6:複数の第3のフィラメントを有する第3の層を更に備え、第3の層は、第1の層及び/又は第2の層とは異なり、第3の層は、第1の層及び第2の層と一体的に形成されている、実施例A〜A5に記載の吸収性物品。
実施例A7:複数の第1のフィラメント及び複数の第2のフィラメントは、以下のフィラメント構成、すなわち、モノコンポーネント、バイコンポーネント並列、又はバイコンポーネントシース−コアのうちの少なくとも1つを含み、複数の第1の連続的なフィラメントのフィラメント構成は、複数の第2の連続的なフィラメントのフィラメント構成とは異なる、実施例A〜A6に記載の吸収性物品。
実施例A8:複数の第1のフィラメント及び複数の第2のフィラメントは、モノコンポーネント又はバイコンポーネントのいずれか一方を含み、バイコンポーネントフィラメントは、ポリエチレン/ポリプロピレンポリマー、ポリプロピレンポリマー/ポリプロピレンポリマー、又はポリプロピレンポリマー/ポリ乳酸の組み合わせのうちの少なくとも1つを含み、複数の第1のフィラメントは、複数の第2のフィラメントとは異なる、実施例A〜A7に記載の吸収性物品。
実施例A9:複数の第1のフィラメント又は複数の第2のフィラメントのいずれか一方は、カール状フィラメントを含むが、両方が含むことはない、実施例A〜A8に記載の吸収性物品。
実施例A10:複数の第1のフィラメント及び複数の第2のフィラメントは、カール状フィラメントを含み、複数の第1の連続的なフィラメント又は複数の第2の連続的なフィラメントは、他方より多くのカールを含む、実施例A〜A8に記載の吸収性物品。
実施例A11:複数の第1の連続的なフィラメントは、第1の断面形状を含み、複数の第2の連続的なフィラメントは、第2の断面形状を含み、第1の断面形状と第2の断面形状とは異なる、実施例A〜A10に記載の吸収性物品。
実施例A12:MD及び/又はCD特性差は、材料ウェブを通って第1の表面から第2の表面まで延在する複数の開口を含む、実施例A〜A11に記載の吸収性物品。
実施例A13:MD及び/又はCD特性差は、タフト又は起伏を含み、それらはそれぞれ、第1の表面に対してすぐ上に配設された遠位端を含む、実施例A〜A12に記載の吸収性物品。
実施例A14:MD及び/又はCD特性差は、タフト又は起伏を含み、タフト又は起伏のそれぞれは、第2の表面の直下に配設された遠位端を含む、実施例A〜A12に記載の吸収性物品。
実施例A15:複数の第1のフィラメント又は複数の第2のフィラメントは、柔軟性添加剤を含む、実施例A〜A14に記載の吸収性物品。
実施例A16:MD及び/又はCD特性差は、第1の層を通って延在する複数の開口を含む、実施例A〜A11に記載の吸収性物品。
実施例A17:第1の層は、第1の色を含み、第2の層は、第2の色を含み、第2の色は異なる、実施例A〜A16に記載の吸収性物品。
実施例A18:材料ウェブは、トップシートの一部、バックシートの一部、及び/又はトップシートとバックシートとの間の任意の層の一部を形成している、実施例A〜A17に記載の吸収性物品。
実施例A18:複数の第3のフィラメントを有する第3の層を更に備え、第3の層は、第1の層及び/又は第2の層とは異なり、第3の層は、第1の層及び第2の層と一体的に形成されており、複数の第3のフィラメントは、微細な繊維である、実施例A〜A5及びA7〜A18に記載の材料ウェブ。
実施例B:吸収性物品であって、トップシートと、バックシートと、トップシートとバックシートとの間に配設された吸収性コアと、少なくとも第1の層と第1の層と一体的に形成された第2の層とを備える液体不透過性材料ウェブと、を備え、第1の層は、複数の第1のフィラメントを含み、第2の層は、複数の第2のフィラメントを含み、液体不透過性材料ウェブは、Z方向特性差並びにMD及び/又はCD特性差を含み、液体不透過性材料ウェブは、吸収性物品に対するバリア機能を果たす、吸収性物品。
実施例B1:液体不透過性材料ウェブは、バックシートの一部を形成している、実施例Bに記載の吸収性物品。
実施例B2:複数の第1のフィラメントは、疎水性溶融添加剤を含む、実施例B〜B1に記載の吸収性物品。
実施例B3:複数の第1のフィラメントは、複数の第2のフィラメントのフィラメントデニールより小さいフィラメントデニールを含む、実施例B〜B2に記載の吸収性物品。
実施例B4:第1の層及び第2の層と一体的に形成されている第3の層を更に備え、第2の層は、第1の層と第3の層との間に配設されており、複数の第2のフィラメントは、メルトブローン、電解紡糸、又はメルトフィブリル化のうちの1つを含む、実施例B〜B3に記載の吸収性物品。
実施例B5:第3の層は、複数の第3のフィラメントを含み、複数の第3のフィラメントは、疎水性溶融添加剤を含む、実施例B4に記載の吸収性物品。
実施例B6:一対の長手方向側部と、一対の長手方向側部を吸収性物品の対向端に接合する一対の端縁部と、吸収性物品の長手方向側部に隣接して長手方向に延在する一対のバリアカフと、を更に備え、材料ウェブは、バリアカフの一部を形成している、実施例B〜B5に記載の吸収性物品。
実施例C:トップシートと、バックシートと、トップシートとバックシートとの間に配設された吸収性コアと、第1の表面及び対向する第2の表面を含む材料ウェブと、第1の層及び第1の層と一体的に形成された第2の層と、を備え、第1の層は、複数の第1のフィラメントを含み、第2の層は、複数の第2のフィラメントを含み、複数の第1のフィラメントは、疎水性溶融添加剤を含み、第2の層は、第1の層より親水性であり、複数の開口は、第1の表面から第2の表面を通って延在する、吸収性物品。
実施例C1:材料ウェブは、外側タフト、トンネルタフト、ネストタフト、エンボス加工、結合部位、開口、又は起伏のうちの少なくとも1つから選択された複数のMD及び/又はCD特性差を更に含む、実施例Cに記載の吸収性物品。
実施例C2:材料ウェブは、材料ウェブに対して長手方向に配向している第1のゾーンに設けられた開口を含む、実施例C〜C1に記載の吸収性物品。
実施例C3:MD及び/又はCD特性差は、材料ウェブに対して長手方向に配向している第2のゾーン及び第3のゾーン内で配置されている、実施例C1〜C2に記載の吸収性物品。
実施例C4:第2のゾーン及び第3のゾーンは、第1のゾーンと長手方向に隣接し、MD及び/又はCD特性差は、外側タフト、トンネルタフ、又はネストタフのうちの少なくとも1つを含む、実施例C3に記載の吸収性物品。
実施例C5:第1のゾーンは、吸収性物品の中央領域を占めるように横方向に配向されている、実施例C2〜C4に記載の吸収性物品。
実施例C6:第2のゾーン及び第3のゾーンは、第1のゾーンに横方向に隣接している、実施例C5に記載の吸収性物品。
実施例C7:MD及び/又はCD特性差はそれぞれ、遠位端及び側壁を含み、MD及び/又はCD特性差は、遠位端が第1の表面の直下に配設され、側壁は、第1の表面及び遠位端に接続するように、Z軸正方向に配向されている、実施例C1〜C6に記載の吸収性物品。
実施例C8:MD及び/又はCD特性差はそれぞれ、遠位端及び側壁を含み、MD及び/又はCD特性差は、遠位端が第1の表面の直下に配設されており、側壁は、第2の表面及び遠位端に接続するように、Z軸負方向に配向されている、実施例C1〜C6に記載の吸収性物品。
実施例C9:複数の第2のフィラメントは、親水性溶融添加剤を含む、実施例C〜C8に記載の吸収性物品。
実施例C10:複数の第1のフィラメントは、ポリエチレン又はポリプロピレンポリマーを含み、複数の第2のフィラメントは、ポリ乳酸、ポリエチレンテレフタレート、又はナイロンを含む、実施例C〜C9に記載の吸収性物品。
実施例C11:材料ウェブは、トップシートの一部を形成している、実施例C〜C10のいずれかに記載の吸収性物品。
実施例D:アレイ状の使い捨て吸収性物品であって、使い捨て吸収性物品のそれぞれは、トップシートと、バックシートと、トップシートとバックシートとの間に配設された吸収性コアと、場合により、シャーシに沿って長手方向に延在するバリアカフと、場合により、シャーシの横方向外方に延在する一対のウィングと、を備え、アレイ状の使い捨て吸収性物品は、一体的に形成された第1の層及び第2の層を有する第1の材料ウェブを含む複数の第1の使い捨て吸収性物品を更に含み、第1の材料ウェブは、複数の第1の使い捨て吸収性物品のトップシート、バックシート、吸収性コアの一部のうちの少なくとも1つを形成しており、第1の層は、第2の層とは異なり、第2の複数の使い捨て吸収性物品は、一体的に形成された第3の層及び第4の層を有する第2の材料ウェブを備え、第2の材料ウェブは、第2の複数の使い捨て吸収性物品のトップシート、バックシート、又は吸収性コアの一部のうちの少なくとも1つを形成しており、第3の層は、第4の層と異なり、第1の材料ウェブは、第2の材料ウェブとは異なる、アレイ状の使い捨て吸収性物品。
実施例D1:第1の材料ウェブは、第2の材料ウェブより高い表面エネルギーを有する、実施例Dに記載のアレイ状の使い捨て吸収性物品。
実施例D2:第1の層は、第3の層より親水性である、実施例D〜D1に記載のアレイ状の使い捨て吸収性物品。
実施例D3:複数の第1の使い捨て吸収性物品は、成人用失禁製品を含み、第2の複数の使い捨て吸収性物品は、婦人衛生パッドを含む、実施例D〜D2に記載のアレイ状の使い捨て吸収性物品。
実施例D4:複数の第3の使い捨て吸収性物品を更に含み、複数の第3の使い捨て吸収性物品のそれぞれは、一体的に形成された第5の層及び第6の層を有する第3の材料ウェブを備え、第3の材料ウェブは、複数の第3の使い捨て吸収性物品のトップシート、バックシート、又は吸収性コアの一部のうちの少なくとも1つを形成しており、第5の層は、第6の層とは異なり、第3の材料ウェブは、第1の材料ウェブ及び第2の材料ウェブとは異なる、実施例D〜D3に記載のアレイ状の使い捨て吸収性物品。
実施例E:使い捨て吸収性物品を製造する方法であって、第2の層と第1の層とが一体的に形成されるように、複数の第1の連続的なフィラメントを含む第1の層及び複数の第2の連続的なフィラメントを含む第2の層を有する材料ウェブを得る工程であって、複数の第1の連続的なフィラメントは、複数の第2の連続的なフィラメントとは異なる、工程と、複数の不連続部を材料ウェブの少なくとも一部に生成する工程と、材料ウェブをバックシートに取り付ける工程と、吸収性コアを材料ウェブとバックシートとの間に配設する工程と、を含む、方法。
実施例E1:複数の不連続部が、開口を含む、実施例Eに記載の方法。
実施例E2:複数の第1の連続的なフィラメントは、表面エネルギー、フィラメントのサイズ、フィラメントの断面形状、フィラメントのカール、フィラメントの組成、摩擦係数、及び色のうちの少なくとも1つにおいて複数の第2の連続的なフィラメントと異なる、実施例E〜E1に記載の方法。
実施例E3:複数の不連続部を材料ウェブに生成する工程は、複数の不連続部を、材料ウェブと吸収性コアとの間に配設された流体処理層に生成する、実施例E〜E2に記載の方法。
実施例F:トップシートと、バックシートと、トップシートとバックシートとの間に配設された吸収性コアと、第1の表面及び対向する第2の表面を含む、材料ウェブと、第1の層及び第1の層と一体的に形成された第2の層と、を備え、第1の層は、第2の層より低い表面エネルギーを有する、吸収性物品。
実施例F1:第1の層は、フィルムを含み、第2の層は、不織布を含む、実施例Fに記載の吸収性物品。
実施例F2:第1の層は、不織布を含み、第2の層は、不織布を含む、実施例Fに記載の吸収性物品。
実施例F3:第1の層及び/又は第2の層は、開口、結合部位、トンネルタフト、充填タフト、ネストタフト、ハイブリッドタフト、エンボス加工、***部及び溝、又は起伏のうちの少なくとも1つを含むMD及び/又はCD特性差を含む、実施例F〜F2に記載の吸収性物品。
実施例F4:材料ウェブは、吸収性物品のトップシートの一部を形成している、実施例F〜F3に記載の吸収性物品。
実施例F5:材料ウェブは、少なくとも2つのゾーンを含み、第1のゾーンにおけるMD及び/又はCD特性差は、第2のゾーンのMD及び/又はCD特性差とは異なる、実施例F〜F4に記載の吸収性物品。
層を接合するための方法
第1の層と第2の層とは、任意の好適な方法により共に接合され得る。最初に、個々のスピンビームからの(又はメルトブローンビームからも)フィラメントは、1つ以上の既に横たわった層上のフィラメントのレイダウンにおいて幾分もつれた状態になっている。また、前述のように、不織布層は、一次結合部位を介して互いに結合してもよい。典型的には、一次結合部位は、フィルム様の別個の一次結合部位を形成する別個の領域において、材料ウェブのすべての層同士を融着又は圧縮する熱点結合である。これらの一次結合部位は、本明細書に記載されたMD及び/若しくはCD特性差並びに/又はZ方向差から除外される。
より緊密で強力な結合のいくつかの好適な例としては、これらのそれぞれが当該技術分野において周知である(様々な可能性若しくは複数のパターンから選択された)カレンダー結合若しくは熱的点結合、通気結合、水流交絡等、又はこれらの組み合わせが挙げられる。別の好適な例としては、当該技術分野において周知のニードルパンチングが挙げられる。加えて、第1の不織布層の第2の不織布層への付着は、様々な異なるプロセスによって達成され得る。
充填タフトが所望される本発明の材料ウェブについて、第1の層と第2の層との間の結合領域の割合は、注意深く考慮される必要がある。本発明者らは、カール状フィラメントについて、カレンダー結合領域が過剰に小さいと、充填タフト及び外側タフトを良好に形成することができず、同タフトは、より小さい結合領域が通常スパンボンドウェブの質感を持たせるために好ましいと考えられる点で、従来の知識とは相反することを見出した。また、カレンダー結合領域が過剰に小さいと、強度が低く、耐摩耗性に劣る材料ウェブが作られる。一方で、カレンダー結合領域が過剰に大きいと、起こり得るほどけ及び/又はずれの量を抑制する、隣接する結合間のフィラメントの長さが短くなる。特に、カレンダー結合領域が過剰に大きいと、本明細書で説明された充填タフト及び外側タフトを形成するための局所的なZ方向付勢に供されると、カール状フィラメントのほどく能力が非常に限定されるように、フィラメントの移動が抑制される。こうした構成では、ほどきの量が、適用された加工ひずみの量を一旦超えると、カール状フィラメントは必ず可塑性変形又は破断を受ける。本発明者らは、約10%超かつ約18%未満のカレンダー結合領域が、フィラメントの可動性と、ほどきに利用可能な自由なフィラメント長さと、の良好なバランスを実現するが、使用中にカール状フィラメントを操作するため、かつ耐摩耗性及び耐引き裂き性のための十分な強度を材料ウェブになお提供することを見出した。
本発明のいくつかの形態では、カール状フィラメントを備えた材料ウェブは、約10%〜約18%又は約12%〜16%の、具体的には、これらの範囲内のすべての値及びそれにより形成された任意の範囲を含む、カレンダー結合領域を備えてもよい。カール状フィラメントを含まない本発明の材料ウェブは、約5%〜約30%、約10%〜約20%の、具体的には、これらの範囲内のすべての値及びこれにより生成された任意の範囲を含む、カレンダー結合領域を含んでもよい。結合部は、ドット形、ダイヤモンド形、楕円形、又は任意のその他の好適な形状などに形状決めされてもよく、また、所望の機械的特性を提供するために任意の好適なパターンに配置してもよい。
使い捨て吸収性物品
上述されたように、本発明の材料ウェブは、使い捨て吸収性物品の任意の好適な部分を含んでもよい。いくつかの例としては、トップシート、バックシート、バリアカフ、トップシートと吸収性コアとの間の中間層、及び/又はバックシートと吸収性コアとの間の中間層が挙げられる。
図33を参照して、本明細書に記載された材料ウェブを利用し得る吸収性物品1710は、生理用ナプキン/婦人衛生パッドであってもよい。図示されたとおり、生理用ナプキン1710は、液体透過性トップシート1714、液体不透過性又は実質的に液体不透過性のバックシート1716、及びトップシート1714とバックシート1716との中間に配置された吸収性コア1718を含むシャーシを備え得る。生理用ナプキン1710は、生理用ナプキン1710の長手方向軸線1780に対して外向きに延在するウィング1720を備えてもよい。生理用ナプキン1710はまた、横方向軸線1790を備えてもよい。ウィング1720は、トップシート1714、バックシート1716、及び/又は吸収性コア1718に接合されてもよい。生理用ナプキン1710は、また、前縁部1722と、前縁部1722に長手方向に対向する後縁部1724と、第1の側縁部1726と、第1の側縁部1726に横方向に対向する第2の側縁部1728とを含み得る。長手方向軸線1780は、前縁部1722の中点から後縁部1724の中点まで伸び得る。横方向軸線1790は、第1の側縁部1728の中点から第2の側縁部1728の中点まで伸び得る。生理用ナプキン1710は、当該技術分野において既知のとおり、生理用ナプキンに一般的に見出される追加の特徴部を備えてもよい。本発明のいくつかの形態では、米国特許第5,972,806号に記載されるように、羽根は伸張性ゾーンを備えてもよい。
当該技術分野において周知される任意の好適な吸収性コアを用いてもよい。吸収性コア1718は、概して圧縮性で、適合性があり、着用者の皮膚を刺激せず、尿、経血、及び/又は他の身体滲出物などの液体を吸収し保持することが可能な任意の吸収性部材であってもよい。吸収性コア1718は、一般にエアフェルトと呼ばれる粉砕木材パルプなど、使い捨て吸収性物品で広く使用される多種多様な液体吸収性材料から製造してもよい。吸収性コア1718は、超吸収性ポリマー(SAP)、及び15%未満、10%未満、5%未満、3%未満、又は1%未満のエアフェルトを含んでもよく、あるいはエアフェルトを全く含まなくてもよい。他の好適な吸収性材料としては、縮みセルロース詰め物、コフォームを含有するメルトブローポリマー、化学的に剛化、修飾若しくは架橋されたセルロースファイバー、ティッシュラップ及びティッシュラミネートを含むティッシュ、吸収性発泡体、吸収性スポンジ、超吸収性ポリマー、吸収性ゲル化材料、又はあらゆる同等の材料若しくは材料の組み合わせが挙げられる。
吸収性コア1718の構成及び構造は変化してもよい(例えば、吸収性コアは、変化するキャリパーゾーン、親水性勾配、超吸収性勾配、又はより低い平均密度及びより低い平均坪量の捕捉ゾーンを有してもよく、又は1つ以上の層若しくは構造を含んでもよい)。いくつかの形態では、吸収性コア1718は、2つ、3つ、4つ、5つ、又は6つのチャネルなどの1つ以上のチャネルを含んでもよい。
本開示の吸収性コア1718は、例えば、SAP又は他の吸収性材料をコアラップ内に固定しやすくするために、及び/又は、特にコアラップが2種類以上の基材で作製されるときにコアラップの一体性を確実にするために、1種又は2種以上の接着剤を含んでもよい。コアラップは、吸収性材料を内部に収容するのに必要とされるより大きい領域まで延在し得る。
様々なコア設計による相対的に高い量のSAPを含む吸収性コアが、Goldmanらの米国特許第5,599,335号、Busamらの欧州特許第1,447,066号、Tanzerらの国際公開第95/11652号、Hundorfらの米国特許出願公開第2008/0312622(A1)号、及びVan Malderenの国際公開第2012/052172号に開示されている。
吸収性コア内にSAPなどの吸収性材料を含まないか、又は実質的に含まないチャネル及びポケットに関するその他の形態及び更なる詳細は、いずれも2014年6月12日公開の、米国特許出願公開第2014/0163500号、同第2014/0163506号、及び同第2014/0163511号でより詳細に説明されている。
吸収性物品1710は、トップシート1714と吸収性コア1718との間に追加の層を備えてもよい。例えば、吸収性物品1710は、トップシート1714と吸収性コア1718との間に配置された2次トップシート及び/又は捕捉層を備えてもよい。
バックシートは液体不透過性フィルムを含むことができる。バックシートは液体(例えば体液)に対して不透過性であってもよく、通常薄いプラスチックフィルムから製造することができる。しかし、バックシートは通常、使い捨て物品から蒸気を逃がすことができる。一実施形態では、ポリエチレン微多孔膜をバックシートに用いてもよい。好適なポリエチレン微孔膜は、三井東圧化学株式会社(名古屋、日本)(Mitsui Toatsu Chemicals,Inc.,Nagoya,Japan)によって製造され、PG−Pの商標名で市販されている。
バックシートに好適な1つの材料は、約0.012mm(0.50ミル)〜約0.051mm(2.0ミル)の厚さを有し、例えばポリエチレン又はポリプロピレンを含む、液体不透過性熱可塑性フィルムであり得る。通常、バックシートは、約5g/m2〜約35g/m2の坪量を有することができる。しかしながら、その他の可撓性の液体不透過性材料をバックシートとして使用してもよいことに留意されたい。本明細書における「可撓性」とは、適合性があり、着用者の身体全体の形状及び輪郭に容易に適応する材料を指す。
バックシートは、一般に吸収性コアの外側表面に隣接して配置してよく、また、当該技術分野において既知の任意の好適な取り付け手段によって吸収性コアの外側表面に接合してよい。例えば、バックシートは、接着剤の均一な連続層、接着剤のパターン層、又は接着剤の別個の線、螺旋、若しくは点の配列によって、吸収性コアに固着されてもよい。例示的であるが非限定的な接着剤としては、H.B.Fuller Company(St.Paul,Minn.,U.S.A.)によって製造され、HL−1358Jとして市販されている接着剤が挙げられる。結合剤のフィラメントの開放パターン網を含む好適な取り付け手段の一例は、1986年3月4日にミネトーラ(Minetola)らに発行された米国特許第4,573,986号、表題:「使い捨て廃棄物収納衣料品(Disposable Waste-Containment Garment)」に開示される。螺旋状パターンに巻かれた結合剤フィラメントのいくつかの線を含む別の好適な取り付け手段が、1975年10月7日にスプレーグ・ジュニア(Sprague,Jr.)に発行された米国特許第3,911,173号、1978年11月22日にゼイカー(Ziecker)らに発行された米国特許第4,785,996号、及び1989年6月27日にウレニクツ(Werenicz)に発行された米国特許第4,842,666号に示される装置及び方法に例示されている。あるいは、取り付け手段は、熱結合、熱融着、圧力結合、超音波結合、動的機械的結合、若しくは任意の他の好適な取り付け手段、又はこれらの取り付け手段の組み合わせを含み得る。バックシートは、上記のうち任意の取り付け手段/方法によってトップシートに更に固定されてもよい。
本発明の材料ウェブを利用することができる使い捨て吸収性物品の更に別の例は、再締結不可能なパンツ及び/又は再締結可能なおむつを含むおむつである。おむつは、生理用ナプキンの構造と同様の構造を有し得る。例示的なおむつを以下で説明する。
図34を参照して、おむつ1900の構造をより明瞭に示すために構造の一部が切り取られ、その着用者に面する表面が観察者に向かっている、その平らに広げられた未収縮状態の(すなわち、弾性によって生じる収縮が取り除かれた)おむつ1900である例示的な吸収性物品の平面図。本開示は、多種多様なおむつ及び他の吸収性物品を製造するために使用され得るため、このおむつは例示目的のみで示される。
吸収性物品は、液体透過性のトップシート1924、液体不透過性のバックシート1925、トップシート1924とバックシート1925との間に少なくとも部分的に配置される吸収性コア1928、及びバリアレッグカフ1934を備え得る。吸収性物品は、液体管理システム(「LMS」)1950(図35に図示)も備え得るが、これは、図示されている例では、分配層1954と捕捉層1952とを備えており、これらのいずれについても以下で詳細に説明する。様々な形態では、捕捉層1952は、代わりに、身体排出物を分配することができ、また、分配層1954は、代わりに、身体排出物を捕捉することができるか、又はいずれの層も、身体排出物の分配及び/又は捕獲が可能である。また、LMS1950は、単一層又は2層又は3層以上として提供され得る。また、吸収性物品は、典型的には、トップシート及び/又はバックシートを通して吸収性物品のシャーシと接合し、おむつのシャーシに実質的に平面である弾性ガスケットカフ1932を含んでもよい。
図面はまた、吸収性物品1920の後縁部に向かって取り付けられ、かつ吸収性物品1920の前方で、ランディングゾーン1944と協働する、結合タブ1942又はその他の機械的締結具を備える締結システムのような、テープ付きおむつの典型的な構成要素を示す。吸収性物品は、例えば、後側弾性腰部機構、及び前側弾性腰部機構など、図示されていないその他の典型的な要素を更に備え得る。
吸収性物品1920は、前側腰部縁部1910、前側腰部縁部1910と長手方向の反対側の後側腰部縁部1912、第1の側縁部1903、及び第1の側縁部1903と横方向の反対側の第2の側縁部1904を備え得る。前側腰部縁部1910は、着用されるときにユーザの前方に向かって置かれるように意図された吸収性物品1920の縁部であり、後側腰部縁部1912はその反対側の縁部である。着用者が吸収性物品1920を着用すると、前側腰部縁部1910及び後側腰部縁部は共に腰部開口部を形成する。吸収性物品1920は、図34で例示されるように物品を平らに配置して着用者に面する表面から見た場合に、吸収性物品1920の前側腰部縁部1910の横方向中点から後側腰部縁部1912の横方向中点まで伸びて、吸収性物品1920を、長手方向軸線1980を中心に実質的に対称的な2つの半体に分割する長手方向軸線1980を有し得る。吸収性物品は更に、第1の側縁部1903の長手方向中点から第2の側縁部1904の長手方向中点まで延在する横方向軸線1990を有し得る。吸収性物品1920の長さLは、長手方向軸線1980に沿って、前側腰部縁部1910から後側腰部縁部1912まで測定され得る。吸収性物品1920の股幅は、第1の側縁部1903から第2の側縁部1904へと横方向軸線1990に沿って測定され得る。吸収性物品1920は、前側腰部領域1905、後側腰部領域1906、及び股部領域1907を備え得る。前側腰部領域、後側腰部領域及び股部領域は、それぞれ、吸収性物品の長手方向の長さの1/3を画定する。更に、前側及び後側部分も、横方向軸線1990の両側で画定され得る。
トップシート1924、バックシート1925、吸収性コア1928、及び物品のその他の構成要素は、様々な構成で、具体的には、例えば、糊剤結合又は熱エンボス加工によって組み立てられることができる。例示的なおむつの構成が、米国特許第3,860,003号、同第5,221,274号、同第5,554,145号、同第5,569,234号、同第5,580,411号、及び同第6,004,306号で概説されている。
吸収性コア1928は、吸収性材料の全重量を基準にして、75重量%〜100重量%、少なくとも80重量%、少なくとも85重量%、少なくとも90重量%、少なくとも95重量%、又は少なくとも99重量%(具体的に示すと、上記に指定した範囲内及びその中で又はそれによって形成された全範囲内において、いずれも0.1%増分ずつ)を含む吸収性材料及び吸収性材料を包囲するコアラップを含んでもよい。コアラップは、通常、コアの上面及び下面に対して、2つの材料、基材、又は不織布材料16及び16’を備えてもよい。
吸収性コア1928は、図34において4つのチャネル1926、1926’、1927、1927’として図示される1つ以上のチャネルを備え得る。更に、又はその代わりに、LMS1950は、図34〜図36にチャネル1949、1949’として示される、1つ以上のチャネルを備えてもよい。いくつかの形態では、LMS1950のチャネルは、吸収性コア1928のチャネルと整列する、実質的に整列する、重なり合う、又は少なくとも部分的に重なり合うように、吸収性物品1920内に配置されてもよい。以下、吸収性物品のこれら及び他の構成要素について、より詳細に考察する。
トップシート1924は、着用者の肌に直接接する吸収性物品の一部である。当業者には周知されるように、トップシート1924は、バックシート1925、コア1928、及び/又は任意のその他の層に接合され得る。通常は、トップシート1924とバックシート1925とがいくつかの箇所(例えば、物品の外周部上、又はその付近)で直接互いに接合され、かつ他の箇所では、これらは、吸収性物品1920の1つ以上の他の要素と直接接合することにより、間接的に接合される。
バックシート1925は、一般に、吸収性コア1928の衣類側表面に隣接して配置され、その内部に吸収され収容された身体滲出物が、ベッドシーツや下着などの物品を汚すのを防ぐ、又は少なくとも妨げる、吸収性物品1920の部分である。バックシート1925は、一般に、液体(例えば尿、流動性BM)不透過性、又は少なくとも実質的に不透過性であるが、おむつが「呼吸」できるように蒸気透過性である。バックシートは、例えば、約0.012mm〜約0.051mmの厚さを有する熱可塑性フィルムなどの薄いプラスチックフィルムであるか、又はそれを含んでもよい。例示的なバックシートフィルムとしては、Richmond,VAを拠点とするTredegar Corporationによって製造され、CPC2フィルムの商標で販売されるものが挙げられる。他の好適なバックシート材料としては、蒸気が吸収性物品1920から逃れるのを可能にするが、同時に身体滲出物がバックシート1925を通り抜けるのを防止する、又は少なくとも妨げる通気性材料を挙げることができる。通気性材料の例としては、織布ウェブ、不織布ウェブなどの材料、並びにフィルムコーティングされた不織布ウェブなどの複合材料、微多孔性フィルム、及びモノリシックフィルムなどを挙げることができる。
バックシート1925は、当業者に既知の任意の取り付け方法によって、トップシート1924、吸収性コア1928、及び/又は吸収性物品1920の任意の他の要素に接合することができる。好適な取り付け方法が、トップシート1924を吸収性物品1920の他の要素に接合するための方法に関して、上記で説明されている。
本明細書で使用する際、用語「吸収性コア」は、最大の吸収能力を有して、吸収性材料を備える、吸収性物品の独立した構成要素を指す。吸収性コアは、吸収性材料を包み込むコアラップ又はコアバッグ(以下「コアラップ」)を備え得る。「吸収性コア」という用語は、LMS、若しくはコアラップの一体部分ではないか、又はコアラップ内に配置されていない吸収性物品のいかなる他の構成要素も含まない。吸収性コアは、コアラップと、以下で定義される吸収性材料と、コアラップ内に封入される糊剤とを含むか、基本的にこれらで構成されるか、又はこれらで構成され得る。更にパルプ又はエアフェルトもコアラップ内に存在し得、また、吸収性材料の一部分を形成し得る。コアラップの周辺部であり得る吸収性コアの周辺部は、例えば「T」字形、「Y」字形、「砂時計」形、又は「ドッグボーン」形など、任意の好適な形状を画定してもよい。概ね「ドッグボーン」又は「砂時計」形を有する吸収性コアの周辺部は、その幅に沿ってコアの中央又は「股部」領域に向かって先細になっていてもよい。このようにして、吸収性コアは、吸収性物品の股部領域内に置かれるように意図された吸収性コアの面積において、比較的狭い幅を有してもよい。
本開示の吸収性コア1928は、多量の超吸収性ポリマー(本明細書では「SAP」と略す)がコアラップ内に封入された吸収性材料を含んでもよい。SAP含有量は、コアラップ内に包含された吸収性材料の70重量%〜100重量%、又は少なくとも70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%、95重量%、99重量%、若しくは100重量%を示してもよい。本開示で有用なSAPとしては、非水溶性ではあるが大量の流体を吸収することができる、種々の水膨潤性ポリマーを挙げることができる。コアラップは、吸収性コア内のSAPの百分率を見積もる目的で、吸収性材料とは見なされない。コア1928中の吸収性材料の残部はエアフェルトであってもよい。
「吸収性材料」とは、SAP、セルロース系繊維、及び合成繊維など、いくらかの吸収特性又は液体保持特性を有する材料を意味する。一般に、吸収性コアを作るのに使用される糊剤は吸収特性を有さず、吸収性材料とは見なされない。SAP含有量は、上述したように、コアラップに包含された吸収性材料の80重量%超、例えば少なくとも85重量%、少なくとも90重量%、少なくとも95重量%、少なくとも99重量%、及び更には100重量%以下であってもよい。これにより、典型的には、例えば、40〜60%のSAP、及び大量のセルロース繊維又はエアフェルトを含む従来のコアと比較して、相対的に薄いコアが得られる。吸収性材料は、15重量%未満、若しくは10重量%未満の天然又は合成繊維を含むか、5重量%未満、3重量%未満、2重量%未満、1重量%未満の天然及び/又は合成繊維を含んでもよく、あるいは更には天然及び/又は合成繊維を実質的に含まないか、又は含まなくてもよく、具体的には、指定される範囲内、及びそれらの範囲内に、又はそれらの範囲によって形成されるすべての範囲内の、すべての0.1%刻みが列挙される。吸収性材料は、エアフェルト(セルロース)繊維をほとんど又は全く含まなくてもよく、特に吸収性コアは、15重量%未満、10重量%未満、5重量%未満、3重量%未満、2重量%未満、1重量%未満のエアフェルト(セルロース)繊維を含んでもよく、又は更にはセルロース繊維を実質的に含まない、若しくは含まなくともよく、具体的には指定される範囲内の、及びそれらの範囲内に、又はそれらの範囲によって形成されるすべての範囲の0.1%刻みのすべてが列挙される。
吸収性コア1928はまた、概ね平坦な上面及び概ね平坦な下面を含み得る。コア1928は、図34に示すような平面図で上から見ると、吸収性物品の長手方向軸線80に実質的に対応する長手方向軸線80’を有し得る。特定の物品では前側でより高い吸収性が求められることがあるので、吸収性材料は、後側に向かってよりも前側に向かってより多くの量が分配されてもよい。吸収性材料は、コアの任意の部分にわたって不均一の坪量又は均一の坪量を有し得る。コアラップは、2つの不織布材料、基材、積層体、又は他の材料1916、1916’によって形成されてもよく、それらは、吸収性コアの側部に沿って少なくとも部分的に封止されてもよい。コアラップは、吸収性コアラップから吸収性材料が実質的に漏出しないように、前側部、後側部、及び2つの長手方向側部に沿って少なくとも部分的に封止され得る。第1の材料、基材、又は不織布1916は、第2の材料、基材、又は不織布1916’を少なくとも部分的に包囲して、コアラップを形成し得る。第1の材料1916は、第2の材料の1916’のうち、第1及び第2の側縁部1903及び1904に近接した一部分を包囲してもよい。
様々なコアの設計を有し、比較的大量のSAPを含むコアが、米国特許第5,599,335号(Goldman)、欧州特許第1,447,066号(Busam)、国際公開第95/11652号(Tanzer)、米国特許公開第2008/0312622(A1)号(Hundorf)、及び国際公開第2012/052172号(Van Malderen)に開示されている。
吸収性材料は、コアラップ内に存在する1つ以上の連続層であってもよい。あるいは、吸収性材料は、コアラップ内に封入された吸収性材料の個別のポケット又はストライプからなってもよい。第1の事例では、吸収性材料は、例えば、吸収性材料の単一の連続層を適用することによって得られてもよい。吸収性材料の、特にSAPの連続層はまた、不連続的な吸収性材料適用パターンを有する2つ以上の吸収性層を組み合わせることによって得られてもよく、結果として得られる層は、例えば米国特許公開第2008/0312622(A1)号(Hundorf)に開示されているように、吸収性粒状ポリマー材料の面積の全体にわたって実質的に連続的に分配されている。吸収性コア1928は、第1の吸収性層と第2の吸収性層とを備えてもよい。第1の吸収性層は、第1の材料1916と、100%以下のSAPであってよい吸収性材料の第1の層1961と、を含んでもよい。第2の吸収性層は、第2の材料1916’と、やはり100%以下のSAPであってよい吸収性材料の第2の層1962と、を含んでもよい。
繊維状の熱可塑性接着剤材料1951は、ランド領域において、吸収性材料1961、1962と少なくとも部分的に接触していてもよく、また、接合区域において、材料1916、1916’と少なくとも部分的に接触してよい。これによって、それ自体は長さ方向及び幅方向の寸法に比べると相対的に厚みが薄い、基本的に2次元の構造である熱可塑性接着剤材料591の繊維層に、基本的に三次元の構造が付与される。それにより、繊維状の熱可塑性接着剤材料は、ランド区域において吸収性材料を被覆するためのキャビティを提供してもよく、それにより、100%以下のSAPであってもよいこの吸収性材料を固定する。
コアラップは、吸収性材料の周りに折り重ねられた単一の基材、材料、又は不織布で形成されてもよく、あるいは互いに取り付けられた2つ(又はそれ以上)の基材、材料、又は不織布からなるものとしてもよい。一般的な取り付け方法は、いわゆるCラップ及び/又はサンドイッチラップである。Cラップでは、基材のうちの一方の長手方向及び/又は横断縁部が、他方の基材上で折り畳まれてフラップを形成する。次に、これらのフラップは、一般的には糊剤接着によって、他方の基材の外表面に結合される。他の技術を使用してコアラップを形成してもよい。例えば、基材の長手方向及び/又は横断方向縁部が互いに結合され、次に吸収性コア28の下に折り重ねられ、その位置で結合されてもよい。
コアラップは、吸収性材料がコアから実質的に漏れ出さないように、吸収性コアのすべての側部に沿って少なくとも部分的に封止されてもよい。「吸収性材料が実質的にない」とは、コアラップから脱出する吸収性材料が5重量%未満、2重量%未満、1重量%未満、又は約0重量%であることを意味する。「封止」という用語は、広義に理解されるべきである。封止は、コアラップの周辺部全体に沿って連続的である必要はなく、線上で離間された一連の封止点によって形成されるなど、その一部又は全体に沿って不連続であってもよい。封止は、糊剤接着及び/又は熱結合によって形成されてもよい。
コアラップは更に、吸収性材料を風呂敷包み状に封入して、コアの前側部及び後側部、並びに一方の長手方向封止に沿って封止され得る単一の基板によって形成されてもよい。
吸収性物品は、一対のバリアレッグカフ1934を備え得る。それぞれのバリアレッグカフは、吸収性物品の内面から上方に延びて、着用者の胴体と脚部との接合部付近で液体及びその他の身体滲出物の収容性を改善し得るように、吸収性物品に結合された一片の材料によって形成され得る。バリアレッグカフ1934は、トップシート1924及び/又はバックシート1925に直接又は間接的に接合された近位縁部1964と、着用者の肌と接触して着用者の肌と封止部を形成するように意図された自由末端縁部1966と、によって範囲を定められている。バリアレッグカフ1934は、長手方向軸線1980の両側で吸収性物品の前側腰部縁部1910と後側腰部縁部1912との間に少なくとも部分的に伸び、かつ少なくとも股部領域1907内に存在する。バリアレッグカフ1934は、糊剤結合、融着、又はその他の好適な結合プロセスの組み合わせにより製造され得る結合部1965によって、近位縁部1964で吸収性物品のシャーシと接合され得る。近位縁部64での結合部1965は、連続的であっても断続的であってもよい。レッグカフ1934の***区間に最も近い結合部1965が、レッグカフ1934の立ち上がり区間の近位縁部1964の範囲を定める。
バリアレッグカフ1934は、トップシート1924若しくはバックシート1925と一体であるか、又は、吸収性物品のシャーシに接合された別個の材料であってもよい。バリアレッグカフ1934の材料は、おむつの全長を通して伸び得るが、これらの区間においてバリアレッグカフ材料がトップシート1924と同一平面上のままであるように、吸収性物品の前側腰部縁部1910及び後側腰部縁部1912に向かってトップシート1924に「タック結合」され得る。
それぞれのバリアレッグカフ1934は、この自由末端縁部1966に近接して、フィルム1935の1つ、2つ、又は3つ以上の弾性ストランド又はストリップを含み得るが、それにより、より効果的な封止をすることが可能となる。
吸収性物品は、バリアレッグカフ1934に加えて、ガスケットカフ1932を備えていてもよく、このガスケットカフ1932は、吸収性物品のシャーシ、特に、トップシート1924及び/又はバックシート1925に接合されており、かつバリアレッグカフ1934に対して外側に配置される。ガスケットカフ1932は、着用者の大腿の周りにより効果的な封止をもたらすことができる。各ガスケットレッグカフは、1つ以上の弾性ストリング又は弾性要素を、吸収性物品のシャーシ内の脚部開口部領域内のトップシート1924とバックシート1925との間に含み得る。バリアレッグ及び/又はガスケットカフのすべて又は一部分を、ローション又はスキンケア組成物で処理してもよい。バリアレッグカフは、米国特許出願公開第2012/0277713号に記載されるものを含む、数多くの異なる構成で作製され得る。
ある形態では、吸収性物品は、前部耳部1946及び後部耳部1940を含んでもよい。耳部は、トップシート1924及び/又はバックシート1925からサイドパネルとして形成されるような、シャーシと一体になった部分であり得る。あるいは、図34に示すように、耳部(1946、1940)は、糊剤結合、熱エンボス加工、及び/又は圧着により取り付けられる、別体の要素であってよい。タブ1942をランディングゾーン1944に容易に取り付け、テープ付きおむつを着用者の腰部周りの定位置に保つために、後側耳部1940は伸縮可能であり得る。後側耳部1940はまた、弾性のある耳部によって吸収性物品の側部が伸縮し得るため、最初に吸収性物品を着用者に対して適合するようにフィットさせ、続いて吸収性物品が排出物で充填されてからかなりの時間が経過した後も着用期間全体を通してこのフィットを維持することによって、より快適で、体に巻き付くようなフィット感を付与するように、弾性又は伸張性であってもよい。
LMS1950の1つの機能は、流体を迅速に捕捉し、それを吸収性コア1928に効率的に分配することである。LMS1950は、一体の層を形成しても、あるいは、互いに取り付けられ得る不連続の層のままでもよい、1つ以上の層を備え得る。LMS1950は、2つの層:吸収性コアとトップシートとの間に配設される分配層1954及び捕捉層1952を備え得るが、本開示はこうした構成に限定されない。
SAPは流体の捕捉及び分配を緩慢にし得るため、LMS 1950はSAPを含み得る。他の形態では、LMSは、SAPを実質的に含まなくてもよい(例えば、80%、85%、90%、95%、又は99%非含有である)か、又は完全に含まなくてもよい。LMSはまた、例えば、連続気泡発泡体、エアレイド繊維、又はカーディング樹脂結合不織布材料など、様々な他の好適なタイプの材料のうちの1つ以上を含んでもよい。LMSの好適な例が、例えば、国際公開第2000/59430号(Daley)、同第95/10996号(Richards)、米国特許第5,700,254号(McDowall)、及び国際公開第02/067809号(Graef)に記載されている。
LMS 1950は、分配層1954を備え得る。分配層1954は、例えば、少なくとも50重量%以上の架橋セルロース繊維を含み得る。架橋セルロース繊維は、捲縮、加撚、若しくはカールされてもよく、又は捲縮、加撚、及びカールを含むこれらの組み合わせであってもよい。このタイプの材料が、米国特許出願公開第2008/0312622(A1)号(Hundorf)に開示されている。
LMS 1950は、代替的又は追加的に捕捉層1952を備え得る。捕捉層1952は、例えば、分配層1954とトップシート1924との間に配設されてもよい。捕捉層1952は、スパンボンド、メルトブローン、及び更なるスパンボンド層、あるいはカーディング化学結合不織布を含む、SMS又はSMMS材料などの不織布材料であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。捕捉層1952は、エアレイド若しくは湿式レイドセルロース繊維、架橋セルロース繊維、又は合成繊維、あるいはそれらの配合物を含んでもよい。捕捉層1952は、合成繊維(空隙を増加させるため、固体状態形成法などによって処理されてもよい)のロールストックウェブ、又は嵩高材料を形成するために互いに結合された、合成繊維とセルロース繊維との組み合わせを含んでもよい。あるいは、捕捉層1952は、吸収性連続気泡発泡体を含んでもよい。不織布材料は、ラテックス結合されてもよい。
吸収性物品1920のLMS1950は、一般に、吸収性物品を着用者の解剖学的構造により良く適合させて、それにより動作の自由度を高め、間隙を減少させるチャネルを含んでもよい。LMS1950の1つ以上のチャネルは、上述のように吸収性コア1928内の様々なチャネルと協調して動作するように構成されていてもよい。更に、LMS1950内のチャネルは、更に、吸収性物品内で、尿、排便(BM)、又は他の身体滲出物を保持して分配するための大きな空隙を与え、それによって漏出及び皮膚の接触を低減させ得る。LMS1950内のチャネルはまた、特にテクスチャ、色、及び/又はパターンの物理的な違いによって強調される場合、内部の実用的な表示を提供して、着用者上での吸収性物品の正確な位置合わせの達成を容易にしてもよい。このため、かかる物理的な差異は、例えば、視覚的及び/又は触覚的に認識可能なものとすることができる。
上述されたように、本発明の材料ウェブは、使い捨て吸収性物品用のトップシートとして利用することができ、その例としては、上記検討された生理用ナプキン1810及びおむつ1920が挙げられる。
本開示の材料ウェブは、吸収性物品の構成要素として使用され得る。2つ以上の材料ウェブは、単一の吸収性物品に使用され得る。そのような状況において、材料ウェブは、トップシート、トップシート及び捕捉層、トップシート及び分配層、捕捉層及び分配層、トップシート、捕捉層、及び分配層、外側カバー、バックシート、外側カバー及びバックシートであって、フィルム(非開口層)がバックシートを形成し、不織布ウェブが外側層を形成する外側カバー及びバックシート、レッグカフ、サイドパネルの耳部、締結具、腰部バンド、ベルト、又は吸収性物品の任意の他の好適な部分のうちの少なくとも一部分を形成し得る。材料ウェブ内の層数はまた、材料ウェブの特定の用途により決定されてもよい。
いくつかの形態では、追加の層を、トップシートと吸収性コアとの間に配置してもよい。例えば、それぞれが当該技術分野において周知される2次トップシート、捕捉層、及び/又は分配層を、吸収性物品のトップシートと吸収性コアとの間に配置してもよい。
アレイ状の吸収性物品
これまで言及されたように、本発明の材料ウェブは、複数の吸収性物品に利用されてもよい。また、前述されたように、本発明の材料ウェブは、吸収性物品の構造を容易にし得る。それぞれがトップシートと、バックシートと、これらの間に配設された吸収性コアと、を備える、アレイ状の吸収性物品が、本発明の材料ウェブを備える本発明の形態が想到される。アレイは、第1の不織布ウェブを備える複数の第1の吸収性物品を含む。第1の材料ウェブは、一体的に形成された第1の層及び第2の層を含む。第1の材料ウェブは、複数の第1の吸収性物品のそれぞれの少なくとも一部、例えば、トップシート、バックシート、吸収性コアを形成してもよい。第1の層及び第2の層は互いに異なっていてもよい。
アレイは、第2の複数の吸収性物品を更に含む。第2の複数の吸収性物品のそれぞれは、トップシート、バックシート、及び/又は吸収性コアのうちの少なくとも1つの一部を形成する第2の材料ウェブを備える。第2の材料ウェブは、一体的に形成された第1の層及び第2の層を含んでもよい。第1の層と第2の層とは異なっていてもよい。第1の材料ウェブは、第2の材料ウェブと異なっていてもよい。また、いくつかの形態では、複数の第1の吸収性物品は、第1の種類の吸収性物品を含んでもよく、一方、第2の複数の吸収性物品は、第2の種類の吸収性物品を含む。例えば、複数の第1の吸収性物品は、成人用失禁物品を含んでもよく、第2の複数の吸収性物品は、生理用パッドを含む。
第1の材料ウェブが第2の材料ウェブに含まれるMD/CD勾配とは異なるMD/CM勾配を含む、本発明の形態が想到される。例えば、成人用失禁物品は、より多くの液体をより速い速度で吸収することを期待され得る。また、第1の不織布は、第1の有効開口面積を有する複数の第1の開口を含んでもよい。第2の不織布は、第2の有効開口面積を有する複数の第2の開口を含んでもよい。第1の有効開口面積は、第2の有効開口面積より大きくてもよい。
アレイが更なる複数の吸収性物品を含む本発明の形態が想到される。このような更なる複数のものは、本発明の材料ウェブを含んでもよい。これらの材料ウェブは、第1の材料ウェブ及び/又は第2の材料ウェブと異なってもよい。加えて、これらの材料ウェブは、第1の材料ウェブ及び/又は第2の材料ウェブのMD/CD勾配とは異なるMD/CD勾配を含んでもよい。
本発明の材料ウェブの使用に応じて、材料ウェブの秤量が変化する場合がある。材料ウェブの坪量は、通常、1平方メートル当たりのグラム数(gsm)で表される。材料ウェブの坪量は、材料30の最終用途に応じて、約8gsm〜約100gsmの範囲であり得る。例えば、本発明の材料ウェブは、約8〜約40gsm又は約8〜約30gsm又は約8〜約20gsmの秤量を有し得る。多層材料の坪量は、構成層及び任意の他の加えられた構成要素、例えば、他の構成層を加えた材料ウェブの組み合わせた坪量である。本明細書で関心対象の多層材料の坪量は、材料30の最終的な用途に応じて、約20gsm〜約150gsmの範囲であり得る。材料ウェブは、0.3psi(2kPa)において測定すると、約0.01〜約0.4g/cm3の密度を有し得る。
試験
坪量試験
9.00cm、すなわち、1.0cmの幅に9.0cmの長さの大きな不織布基材の片を使用する。試料は、拭き取り用品又は吸収性物品又はそのパッケージング材料などの消費者製品から切り取られてもよい。試料は、乾燥して、糊又は塵埃のようなその他の材料がない状態である必要がある。サンプルを、23℃(±2℃)、約50%(±5%)の相対湿度で、2時間、平衡状態に達するまで調整する。切り取った不織布基材の重量を、0.0001gの精度を有するスケール上で測定する。結果として生じる質量を試験片面積で割って、g/m(gsm)単位の結果を得る。20個の同一の消費者製品又はそのパッケージング材料から得られる少なくとも20個の試験片で、同じ手順を繰り返す。消費者製品又はそのパッケージング材料が十分に大きい場合、それぞれから2つ以上の試験片を取得することができる。試料の例は、吸収性物品のトップシートの一部である。局部坪量変動試験が行われる場合、平均坪量を計算及び記録するために、これらの同じサンプル及びデータが使用される。
フィラメントの直径及びデニール試験
不織布基材の試料中のフィラメントの直径は、走査型電子顕微鏡(SEM)及び画像解析ソフトウェアを用いることによって判定される。フィラメントが測定のために好適に拡大されるように(フィラメントの直径(「幅」)にわたって少なくとも3〜5ピクセルとなるように)500〜10,000倍拡大が選択される。電子ビームにおけるフィラメントの荷電及び振動を避けるために、試料を金又はパラジウム−金化合物でスパッタする。フィラメントの直径を判定するために手動の手順を使用する。マウス及びカーソルツールを使用して、無作為に選択されたフィラメントの縁部を探索し、次いで、そのフィラメントの他方の縁部まで、幅全体を(すなわち、その点におけるフィラメント方向に対して垂直に)測定する。非円形フィラメントについて、断面面積は、画像解析ソフトを使用して、フィラメントのZ平面断面を解析することにより測定される。次に、求めた面積が円の面積であるかのように直径を算出することによって、有効直径を算出する。目盛りのある、較正された画像解析ツールは、マイクロメートル(μm)単位での実際の読み取り値を得るためのスケーリングを提供する。このようにして、SEMを使用して不織布基材の試料にわたっていくつかのフィラメントをランダムに選択する。不織布基材由来の少なくとも2つの試験片を切り取り、この方法で試験する。統計解析のために、このような測定を合計少なくとも100回実施し、次いで、すべてのデータを記録する。記録されたデータを使用して、フィラメントの直径の平均(平均値)、フィラメントの直径の標準偏差、及びフィラメントの直径の中央値を計算する。別の有用な統計値は、特定の上限未満であるフィラメントの集団の量の計算値である。この統計値を求めるために、例えば、フィラメントの直径の結果の幾つが上限未満であるかをカウントするようにソフトウェアをプログラムし、このカウント(データの合計数によって除し、100%を乗じる)を、上限未満である割合(例えば、直径が1マイクロメートル未満である割合(%)、又はサブミクロンである割合(%))として、パーセントで記録する。
結果をデニール単位で報告する場合、以下の計算を行う。
フィラメントの直径(デニール)=断面積(m2)密度(kg/m3)9000m1000g/kg
丸形フィラメントに関して、断面積は、次の等式によって定義される。
A=π(D/2)^2
例えば、ポリプロピレンの密度は、910kg/m3と考えられ得る。
デニール単位のフィラメントの直径を考慮して、メートル(又はマイクロメートル)単位の物理的円形フィラメントの直径をこれらの関係から計算し、逆もまた同様である。本発明者らは、個々の円形フィラメントの測定された直径(マイクロメートル単位)をDと表す。
フィラメントの直径の計算
数平均直径は、典型的には、単にy平均直径とも呼ばれ、以下の等式から求められ得る。
Figure 2019507641
フィラメントの断面形状は、Z平面における断面の上記画像からもまた判定され得る。材料ウェブの第1の表面近くの不織布フィラメントは、断面形状について評価されなければならない。材料ウェブの第1の表面近くのフィラメントの断面形状は、記録されなければならない。材料ウェブの第2の表面近くの不織布フィラメントは、断面形状について評価されなければならない。材料ウェブの第2の表面近くのフィラメントの断面形状は、記録されなければならない。
比表面積
本開示の不織布基材の比表面積は、Micromeritic ASAP2420又は同等の機器を使用するクリプトンガス吸着によって、連続飽和蒸気圧(Po)法(ASTM D−6556−10に従って)を使用して、またBrunauer、Emmett、及びTellerの原理及び計算に従って、自動脱気及び温度補正を含むKr−BETガス吸着法で決定する。試験片は方法が推奨するように300℃で脱気するべきではないが、代わりに室温で脱気するべきであることに留意されたい。比表面積は、m/gで報告されるべきである。
不織布基材の試料の取得
各表面積測定値は、本開示の不織布基材の合計1gの試験片から取られる。1gの材料を得るために、吸収性物品、パッケージ、又は拭き取り用品が試験されているかどうかに応じて、1つ若しくは2つ以上の吸収性物品、1つ若しくは2つ以上のパッケージ、又は1つ若しくは2つ以上の拭き取り用品から複数の試験片を取得してもよい。ウェットタオル試験片を、40℃で、2時間又は軽圧下で液体が試験片から漏れなくなるまで乾燥する。試験片を、(吸収性物品、パッケージ、又は拭き取り用品が試験されているかどうかに応じて)吸収性物品、パッケージ、又は拭き取り用品から、結合剤を含まない、又は実質的に含まない領域で、はさみを使用して切断する。結合剤が紫外線の下で蛍光を発するので、紫外線蛍光分析キャビネットを次に試験片に使用して、結合剤の有無を検出する。結合剤の有無を検出するその他の方法も、使用することができる。試験片が結合剤を含まないように、結合剤の存在を示す試験片の領域は、試験片から切断される。ここで、試験片は上記の比表面積法を使用して試験することができる。
質量平均直径
フィラメントの質量平均直径は、以下のように計算される。
Figure 2019507641
式中、
試料中のフィラメントは、円形/円筒形であると想定され、
=試料中のi番目のフィラメントの測定された直径、
∂x=直径が測定されるフィラメントの極小長手方向区分(試料中のすべてのフィラメントについて同様)、
=試料中のi番目のフィラメントの質量、
n=試料中で直径を測定されるフィラメントの数、
ρ=試料中のフィラメントの密度(試料中のすべてのフィラメントについて同様)、
=試料中のi番目のフィラメントの容積、である。
質量平均フィラメント直径は、μm単位で報告されるべきである。
重力測定の重量喪失試験
重力測定の重量喪失試験は、本開示の不織布基材における溶融添加剤、例えば、脂質エステル(例えば、グリセロールトリステアレートGTS)の量を測定するために使用される。1mm以下の最も狭い試料寸法で不織布基材の1つ以上の試料を、還流フラスコシステムを使用してアセトン100gに対して1gの不織布基材試料の比でアセトン中に入れた。まず、試料を計量し、その後、還流フラスコの中に入れ、その後、試料の混合物及びアセトンを60℃に20時間にわたって加熱する。試料を次に除去して、60分間風乾し、試料の最終重量を測定する。試料中のエステル脂質の重量パーセントを計算するための計算式は次のとおりである。
重量%エステル脂質=([試料の初期質量−試料の最終質量]/[試料の初期質量])×100%。
開口/フェレ角度試験
開口寸法、有効開放面積、及び開口間距離の測定値を、フラットベッドスキャナを用いて得た試験片画像から得る。スキャナは解像度6400dpi及び8ビットグレイスケールの反射モードで走査可能である(好適なスキャナはEpson America Inc.(Long Beach CA)のEpson Perfection V750 Pro又はその等価物である)。スキャナは画像解析プログラムを実行するコンピュータと連動する(好適なプログラムは、National Institute of Health(USA)のImageJ v.1.47又はその等価物である)。試験片画像は、取得されたNIST認定定規の画像に対して距離較正される。鋼製フレームを用いて試験片を載せ、続いて試験片画像を取得する前に黒色ガラスタイル(HunterLab(Reston,VA)から入手可能なP/N 11−0050−30)の裏地を貼る。続いて、得られた画像に閾値処理し、開放開口領域を試験片材料領域と隔離して、画像解析プログラムを用いて解析する。すべての試験は、約23±2℃及び約50±2%の相対湿度に維持された調湿室内で行われる。
サンプルの調製:
試験片を得るために、平面構成で硬い平らな表面に吸収性物品をテープで貼り付ける。あらゆる弾性体ストランドを、物品の平らな配置を促進するために切り落とすことができる。直線状の鋼製フレーム(100mm平方、厚さ1.5mm、開口部60mm平方)を用いて試験片を載せる。スチールフレームを取って、内部開口を取り囲む底面上に両面接着テープを貼る。テープの剥離紙を取り除き、評価されることとなる物品の不織布基材にスチールフレームを接着する。フレームが不織布基材の機械方向(MD)及び横断方向(CD)に平行及び垂直となるようにフレームを位置合わせする。かみそりの刃を用いて、フレームの外周部の周りの物品の下位層から不織布基材を切り取る。開口又は任意の他の不連続部が歪まないように、長手方向及び横方向の延在部が維持されるように試験片を丁寧に取り除く。必要であれば、低温スプレー(Cyto−Freeze(Control Company(Houston TX)など)を使用して、試験片を下位層から取り除いてもよい。5つの実質的に同様の物品から取得された5つの複製試験片を分析に備えて準備する。対象の不織布基材が鋼製フレームを収容するのに小さすぎる場合は、不織布基材のかなりの部分を走査できるように十分な寸法の開口を残しつつ、開口及び/又は任意の他の不連続部を歪ませることなく、試験片を除去する目的を達成するようにフレームの寸法を縮小させる。不織布基材の原材料を、吸収性物品上で用いる場合と同じ加工条件下で及び同じ程度に延伸又は活性化させ、次いで、試験に関して上述したように、その延伸状態でスチールフレームに結合することによって、試験用に調製する。試験前に約2時間かけて約23℃±2℃及び約50%±2%の相対湿度で、試料を調整する。
画像の取得:
定規を、スキャナベッド上でスキャナガラスの側面と平行に配向して配置し、蓋を閉じる。解像度6400dpi(1mmあたり約252画素)、8ビットグレイスケールの反射モードで、鋼製フレームの内寸に対応する視野で定規の較正画像を取得する。較正画像を非圧縮TIFF書式ファイルとして保存する。蓋を持ち上げて定規を取り除く。較正画像を取得した後、すべての試料を同じ条件下で走査して同じ較正ファイルに基づいて測定する。次に、試験片の外向きの表面をスキャナのガラス面に向けて、フレーム内の試料をスキャナベッドの中央に平らに寝かせて配置する。得られた試料画像が頂部から底部へと垂直に通るMDを有するよう、フレームの側面がスキャナのガラス面の側面と平行及び垂直に位置合わせされるように試験片を配向する。黒のガラスタイルを、試料を覆うフレーム上に置き、蓋を閉じて、走査画像を取得する。残る4つの複製試料も同様に走査する。必要に応じて、すべての画像を、穿孔領域に限定した矩形の視野に切り取り、ファイルを再保存する。
有効開放面積の算出
画像解析プログラムの較正画像ファイルを開き、撮像された定規を使用して直線距離較正を実施する。この距離較正スケールを、解析前に後続の試験片画像のすべてに適用する。画像解析プログラムで試験片画像を開き、距離スケールを設定する。8ビットヒストグラム(0〜255、1GLあたり1ビン)を閲覧して、開口部孔の暗画素ピークと試験片材料のより明るい画像ピークとの間に位置する最小母集団でのグレーレベル(GL)値を特定する。画像の閾値を最小グレーレベル値に設定して2値画像を生成する。2値画像では、開口は黒色として表れ、GL値は255であり、試験片は白色として表れ、GL値は0である。
画像解析プログラムを用いて、不連続な開口領域をそれぞれ解析する。画像縁部に沿った部分的な開口を含む個々の開口領域のすべてを0.01mm単位で測定・記録する。面積が0.3mm未満の開口をすべて破棄する。0.3mm未満の面積を有する開口は、特に浮遊繊維(stray fiber)が開口の境界線を横切ると、測定が困難となり得る。また、小さな面積を有するこうした開口は、有効開放面積にわずかしか貢献しないと考えられる。残りの開口面積(完全及び部分的な開口を含む)を合計して、画像に含まれる総面積で割り、続いて100倍する。この値を%有効開放面積として0.01%単位で記録する。
同様に、残りの4つの試験片画像を解析する。5つの複製に対して、平均%有効面積値を計算して0.01%単位で報告する。
有効開口面積及び絶対フェレ角度:
画像解析プログラムで較正画像(定規を含む)ファイルを開く。双三次補間法を用いて、元画像の解像度を6400dpiから640dpi(1mmあたり約25.2画素)にサイズ変更する。撮像された定規を使用して直線距離較正を実施する。この距離較正スケールを、解析前に後続の試験片画像のすべてに適用する。画像解析プログラムで試験片画像を開く。双三次補間法を用いて、元画像の解像度を6400dpiから640dpi(1mmあたり約25.2画素)にサイズ変更する。距離スケールの設定8ビットヒストグラム(0〜255、1GLあたり1ビン)を閲覧して、開口部孔の暗画素ピークと試験片材料のより明るい画像ピークとの間に位置する最小母集団でのグレーレベル(GL)値を特定する。画像の閾値を最小グレーレベル値に設定して2値画像を生成する。2値画像では、開口は黒色として表れ、GL値は255であり、試験片は白色として表れ、GL値は0である。次に、2つのモルフォロジー演算を2値画像上で実施する。まず、開口部孔内の浮遊フィラメントを取り除くクロージング(膨張処理、続いて浸食処理、繰り返し=1、画素数=1)。続いて、孤立した黒色画素を取り除くオープニング(収縮処理、続いて膨張処理、繰り返し=1、画素数=1)。収縮工程の間に画像の縁部をパッドして、黒色の境界線の画素が処理中に維持されることを確保する。最後に、黒色の開口領域内に包囲された残るすべての空隙を埋める。
画像解析プログラムを用いて、不連続な開口領域をそれぞれ解析する。完全な開口のみが測定されるように、解析中、画像の縁部に沿った部分的な開口の測定値は排除する。0〜180度のその対応する配向角度と共に(along with)個々の開口面積、外周部、フェレ径(開口の長さ)、及び最小フェレ径(開口の幅)のすべてを測定して記録する。個々の開口面積の測定値をそれぞれ0.01mmで、外周及びフェレ径(長さ及び幅)を0.01mm単位で、及び角度を0.01度の単位で記録する。面積が0.3mm未満の開口をすべて破棄する。残る開口の数を記録し、画像の面積で割り、開口密度値として記録する。MD(画像中では垂直の)と位置合わせされた開口の配向角度は、90度の角度を有する。左から右にかけて増加する正勾配を有する開口は、0〜90度の角度を有する。左から右にかけて減少する負勾配を有する開口は、90〜180度の角度を有する。個々の開口の角度を用いて、配向の元の角度から90度を引き、その絶対値を取ることにより、絶対開口角度を算出する。これらの測定値の他に、開口の長さをその幅で割ることによって、個々の開口のそれぞれのアスペクト比値を算出する。残る4つの複製の画像のそれぞれに対してこの解析を繰り返す。複製から記録されたすべての開口値を用いて、有効開口寸法測定値のそれぞれに対して、統計平均値及び標準偏差値を算出して報告する。開口寸法測定値のそれぞれに対して、標準偏差値を平均値で割って100倍することにより%相対標準偏差(RSD)を算出して報告する。
開口間距離の測定
開口間の平均値、標準偏差、中央値、及び最大距離は、開口寸法測定に関して解析された2値画像を更に解析することによって測定できる。最初に、モルフォロジー演算に続いて、サイズ変更された2値画像のコピーを入手し、画像解析プログラムを用いてボロノイ演算(Voronoi operation)を実施する。これにより、2つの最も近いパターンの開口の境界線と等しい距離を有する画素の線により制限されたセルの画像が生成され、ここで画素値は2値画像のユークリッド距離マップ(EDM)からのアウトプットである。EDMは、2値画像中の各開口間画素が、最も近接するパターンの開口からの画素の距離と等しい値と置換されたときに生成される。続いて、距離値の統計的解析を可能とするためにバックグラウンドのゼロを取り除く。これは、画像演算を用いてボロノイセル画像をそれ自体で割って、32ビットの浮動小数点の画像を生成することで達成され、ここでセル線のすべてが1の値を有し、画像の残りの部分が非数(NaN)であると特定される。最後に、この画像演算を用いて、この画像を元のボロノイセル画像で乗算して、32ビットの浮動小数点の画像を生成し、ここでセル線に沿った距離値は残り、すべてのゼロ値はNaNで置換される。次に、値は開口間の中間点距離を表すため、画像内の値を画像の画素解像度で乗算し(1画素あたり約0.04mm)、続いて、画像を再び2で乗算することによって、画素の距離値を実際の開口間距離に変換する。画像の平均、標準偏差、中央値、及び最大開口間距離を測定して、0.01mm単位で記録する。すべての複製の画像に対してこの手順を繰り返す。開口間距離に対して、標準偏差値を平均値で割って100倍することにより、%相対標準偏差(RSD)を算出する。
開口のアスペクト比及び面積
本発明の材料ウェブの開口は、1超、例えば、2超、3超、5超、又は10超であるが、典型的に15未満であるアスペクト比(短径可視軸線に対する楕円開口の長径可視軸線の比)を有してもよい。材料ウェブ内の開口パターンは、2つ若しくは3つ以上の異なる集合など2つ以上のアスペクト比を有するか、又はゼロより大きい傾斜を有するアスペクト比の実質的に連続的な分布を有する開口を含み得る。更に、開口パターンは、2つ以上の個別の母集団、又は0超の勾配を有する開口面積の分布のいずれかとして、2つを超える有効開口面積を備える開口を含み得る。開口アスペクト比の相対標準偏差値(RSD)は、少なくとも約15%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、又は少なくとも約40%、又は少なくとも約45%であってもよい。
フィラメントのカール
不織布内のフィラメントのカールは、マイクロCT器具(好適な器具は、Scanco Medical AG(Switzerland)より入手可能なScanco μCT 50、又はこれに相当する器具である)で得られる3DX線試料画像から測定される。このマイクロCT器具は、遮蔽キャビネットを備えた円錐ビームマイクロトモグラフである。メンテナンスフリーX線管を、焦点の直径が調節可能な線源として使用する。X線ビームは試料を通過し、X線の一部は試料によって減衰される。減衰の程度は、X線が通過しなければならない材料の質量と相関する。透過したX線は、デジタル検出器アレイに入射して試料の2D投射像を生成する。回転させた試料の複数の個別の投射像を収集し、次いでこれらの投射像を単一の3D画像として再構成することによって試料の3D画像が生成される。器具は、コンピュータで動作するソフトウェアとインターフェース説奥されることで画像の取得を制御し、生データを保存する。次いで、画像解析ソフトウェア(好適なパッケージは、FEI(HIllsboro,OR)から入手可能なAvizo 3Dソフトウェア又はこれに相当するソフトウェアである)を使用して3D画像を解析する。
試料の調製
測定用の試料を得るため、乾燥した基材材料の単一層を平らに広げて置き、直径16mmの円形片を打ち抜く。サンプリングのための位置を選択する際には、折畳み、しわ、又は引き裂きを避けるために注意を払わなければならない。
基材材料が、例えば、トップシート、バックシート不織布、捕捉層、分配層、又は他の構成層などの吸収性物品の層である場合には、吸収性物品を固い平坦面にテープで貼り付けて平面状の形態とする。個々の基材層を吸収性物品から慎重に分離する。必要に応じて、メス及び/又は低温スプレー(Control Company(Houston TX)製Cyto−Freeze)を使用して、更なる下層から基材層を除去することにより、材料の縦方向及び横方向の延在を防止することができる。基材層が物品から除去されたなら、上述したように試料の打ち抜きを行う。
画像の取得
製造者の仕様書に従ってマイクロCT装置を準備して較正する。試料を、8mmの内径を有する2個の低密度材料の2つのリングの間で適当なホルダー内に入れる。これにより、試料の中心部分が水平に置かれ、その上面及び下面に他の材料が直接隣接することなく試料の中心部分を走査することができる。測定値はこの領域で取られなければならない。3D画像の視野は、XY平面内で各辺が約20mmであり、約5000×5000ピクセルの解像度を有し、試料のZ方向を完全に含むだけの充分な数の厚さ4μmのスライスが集められる。再構成された3D画像解像度は、4μmの等方性ボクセルを含む。画像は、更なる低エネルギーフィルターを用いることなく、45kVp、88μAの電源を用いて取得される。これらの電流及び電圧の設定値は、充分なX線が試料を透過して投射データのコントラストが最大となるように最適化することができるが、ひとたび最適化された後はすべての実質的に同様の試料について一定に維持される。積分時間1000ms及び4つの平均で、合計1200枚の投射画像が得られる。これらの投射画像は3D画像に再構成され、16ビットのRAWフォーマットで保存されることで、分析用の完全な検出器出力シグナルを保存する。
画像処理
画像解析ソフトウェアに3D画像をロードする。空気によるバックグラウンドシグナルを分離及び除去するが、基材内の試料繊維からのシグナルを維持する値に3D画像の閾値を設定する。xy平面における0.8mm×0.8mm×z方向における試験片の厚みの4つの領域を選択する。これらの領域は、不織布の熱接着を避けるように選択される。不織布の二重層内の繊維の曲率を評価するために、z方向を3つの等しい部分に分割する。層の境界を避けるために、上部及び下部の1/3のみを収集及び解析する。
収集した3D画像を、繊維経路の「骨格」ネットワークを生成するための繊維の中間軸線をトレースするように処理する。次に、繊維経路を、繊維の任意の交点で分割する。例えば、交差点で交差する2つの繊維を4つのセグメントに分割することが考えられる。すべてのセグメントを特定した後に、それぞれを以下のようにセクションに更に分割する。セグメントの原点から、開始経路点及び現在の経路点を正確な長さ200μmの線状コードにより接続することができる経路に沿う点に対して繊維経路を移動させる。コードの開始と終了との間のセグメント経路の長さは、そのコードセクションのエッジ長である。現在の経路点を新しい開始経路点として使用し、繊維経路を正確な長さ200μmの線状コードにより接続することができる次の経路点に移動させることを継続し、このプロセスを繰り返す。この様式では、コードがもはや適合することができなくなるまでセグメントを区分する。任意の残りのセグメント長を廃棄する。セグメントがコードを適合させるほど長くない場合、このセグメントもまた廃棄する。3D骨格の各繊維セグメントをこの様式で区分し、すべてのセクションについての平均エッジ長を算出し、マイクロメートル単位で記録する。
不織布の上面からの4つの収集画像のそれぞれを処理し、主要な平均エッジ長を算出し、上面についての曲率として、マイクロメートル単位で報告する。同様に、下面からの4つの収集画像を処理し、主要な平均エッジ長を算出し、下面についての曲率として、マイクロメートル単位で報告する。
表面エネルギー/接触角法
基材上の接触角は、本明細書に記載された仕様により改変されたASTM D7490−13を使用し、No.27の丸い先端を有するステンレス鋼ニードルを有する容量1mLの気密性シリンジに適合した角度計及び好適な画像解析ソフトウェア(好適な機器は、FTA200(First Ten Angstroms(Portsmouth,VA)製又はこれに相当する機器)を使用して判定される。2つの試験流体:ASTM仕様D1193−99に従ったII型試薬水(蒸留水)及び99+%純度のジヨードメタン(両方ともSigma Aldrich(St.Louis,MO)から入手可能)を使用する。これら2つの試験流体からの接触角を更に使用して、Owens−Wendt−Kaeble等式に基づいて表面エネルギーを算出することができる。すべての試験は、約23℃±2℃及び相対湿度約50%±2%で行うものとする。
試験される50mm×50mmの不織布基材を、対象領域に触れないように、ないしは別の方法で収集若しくはその後の分析中に表面を何らかの方法で汚さないように注意を払いながら、物品から除去する。試験前に2時間、約23℃±2℃及び相対湿度約50%±2%で試料を調整する。
角度計を振動隔離テーブルに設置し、製造業者の説明書に従ってステージを水平にする。ビデオ撮像装置は、試験片の表面に液滴が当たった時点から試験片の表面から解像できなくなる時点まで、少なくとも10〜20枚の画像を撮像可能な取得速度を有する必要がある。典型的な撮像速度は、900枚の画像/秒である。試験片の疎水性/親水性に応じて、液滴は、不織布試料の表面を急速に濡らしてもよいし、又は濡らさなくてもよい。取得が遅い場合には、液滴の体積の2%が試験片内に吸収されるまで、画像を取得しなければならない。取得が極端に速い場合には、2番目の画像が2%超の体積減少を示す場合、第1の解像画像を使用しなければならない。
試験片を角度計のステージに置き、皮下注射針を製造業者の説明書で推奨される表面からの距離(典型的には3mm)に調整する。必要に応じて、試験片の位置を針の先端の下の目的の部位に置くように調整する。試験片の表面上の液滴の鮮明な画像を撮像することができるように、ビデオ装置の焦点を合わせる。画像取得を開始する。5μL±0.1μLの液滴を試験片に載せる。移動による液滴の形状の視認できる変形が存在する場合には、異なるが同等の目的位置で繰り返す。2%の液滴の体積減少が存在する画像から、液滴における2回の角度測定(各液滴縁部について1回)を行う。2つの縁部における接触角が4°超異なる場合には、その値を除外するものとし、試験を試験片上の同等の位置で繰り返す。試験片上の5つの更なる同等の箇所を特定し、合計6回の測定(12個の角度)を繰り返す。試験片のこの面についての相加平均を算出し、0.01°単位で報告する。同様の様式で、6個の液滴(12個の角度)についての試験片の反対面における接触角を測定し、0.01°単位で別々に報告する。
表面エネルギーを算出するために、水及びジヨードメタンの両方についての接触角を、上述されたように試験するものとする。次いで、試験流体毎の値を、Owens−Wendt−Kaelble等式の2つの別個の式(流体毎に1つ)に代入する。これにより、2つの等式及び2つの未知数がもたらされる。次いで、未知数を、表面張力の分散及び極性成分に分解する。
Owens−Wendt−Kaelble等式:
Figure 2019507641
式中、
θ=試験片上での試験液についての平均接触角
γ及びγ=試験液及び試験片それぞれの表面張力(dyn/cm)
γ及びγ=それぞれ表面張力の分散及び極性成分(dyn/cm)
Figure 2019507641
極性成分がゼロであるので、分散性溶媒、例えば、ジヨードメタンを使用する場合、Owens−Wendt−Kaelble等式を以下のとおり簡易化する。
Figure 2019507641
ジヨードメタンについての表からの値及びθ(測定値)を使用して、等式を、表面エネルギーの分散性成分(γ )について解くことができる。ここで、水についての表からの値及びθ(測定値)、並びに算出値(γ )を使用して、Owens−Wendt−Kaelble等式を、表面エネルギーの極性成分(γ )について解くことができる。γ +γ の合計は、総固体表面張力であり、0.1dyn/cm単位で報告する。
フィラメントの組成
繊維組成を、FTIR顕微観察を使用して特定する。全反射又は減衰全反射(ATR)対物レンズのいずれか一方を使用する好適なシステム(例示となるシステムは、IlluminatIR II赤外マイクロプローブ及びPixeLinkカメラ(Smith Detection(Edewood,MD)から入手可能)を備えたOlympus BX−51顕微鏡である)により、対象の繊維の空間的分離及び可視化、並びに次いで、局所的なFTIRスペクトルの収集が可能である。特定の機器の供給元からの説明書に従って、機器を較正し、動作させる。
必要に応じて、低温凍結スプレー(例えば、Cntrol Company(Houston TX)製のCyto−Freeze)を使用して生成物から対象の不織布を取り出す。拡大下で、ピンセットを使用して、スパンメルト試料の第1の側の最外層内から繊維を取り出す。繊維がbico繊維である場合、コアを露出するように繊維を斜めに切断する。繊維を顕微鏡スライドに載せ、スライドをFTIR顕微鏡のステージに置く。対物レンズの下に試料繊維を移動させ、繊維上でスコープをフォーカスする。試料が存在しない領域に移動させ、ブランクFTIRスペクトルを収集する。対物レンズの下に繊維を戻し、繊維のFTIRスペクトルを収集する。繊維がbico繊維である場合、外側シース及びコアの両方のスペクトルを収集する。特定のために、ライブラリスペクトルに対して、バックグラウンドを除去したスペクトルを比較する。
同様の様式で、スパンメルト試料の第2の側の最外層内から繊維を取り出し、特定のために、FTIRスペクトルを収集する。不織布の各表面から合計3つの繊維を収集し、分析して、特定を確認する。
本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。むしろ、特に指定がない限り、そのような各寸法は、記載された値、及びその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味することを意図している。例えば「40mm」として開示される寸法は、「約40mm」を意味するものとする。
あらゆる相互参照される又は関連する特許若しくは出願を含む、本明細書に引用されるすべての文書は、明示的に除外される、又は別途限定されない限り、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。いかなる文献の引用をも、本明細書中で開示又は特許請求される任意の発明に対する先行技術であるとはみなされず、あるいはそれを単独で又は他の任意の参考文献(単数又は複数)と組み合わせたときに、そのような任意の発明を教示、示唆、又は開示するとはみなされない。更に、本文書における用語の任意の意味又は定義が、参照することにより本明細書に援用された文書内の同じ用語の意味又は定義と矛盾する場合、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。
本発明の特定の実施形態を例示及び説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を行うことができる点は当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内に含まれるそのようなすべての変更及び修正は、添付の特許請求の範囲にて網羅することを意図したものである。
実施例A19:複数の第3のフィラメントを有する第3の層を更に備え、第3の層は、第1の層及び/又は第2の層とは異なり、第3の層は、第1の層及び第2の層と一体的に形成されており、複数の第3のフィラメントは、微細な繊維である、実施例A〜A5及びA7〜A18に記載の材料ウェブ。

Claims (15)

  1. 着用者に面する表面及び衣類に面する表面と、長手方向軸線(1780、1980)及び前記長手方向軸線に対して垂直である横方向軸線(1790、1990)と、を有する、使い捨て吸収性物品(1710、1900)であって、前記使い捨て吸収性物品は、
    前記着用者に面する表面の少なくとも一部を形成しているトップシート(1714、2014)と、
    前記衣類に面する表面の少なくとも一部を形成しているバックシート(1716、1925)と、
    前記トップシートと前記バックシートとの間に配設された吸収性コア(1718、1928)と、
    第1の表面(50)及び前記第1の表面と反対側の第2の表面(52)と、前記長手方向軸線に概ね平行な機械方向(MD)及び前記横方向軸線に概ね平行で、前記MDに対して垂直である、機械方向と直交する方向(CD)と、前記MD及びCDを含む平面に対して垂直であるZ方向と、を有する、材料ウェブ(10)であって、前記材料ウェブは、
    複数の第1のフィラメントを含む第1の層(20)であって、前記第1の層は、前記第1の表面の一部を形成している、第1の層と、
    複数の第2のフィラメントを含む第2の層(30)であって、前記第2の層は、前記第2の表面の一部を形成している、第2の層と、を更に含む、材料ウェブと、を更に備え、
    前記第1の層及び前記第2の層は、一体的に形成されており、前記材料ウェブは、前記第1の層から前記第2の層までのZ方向特性差並びにMD及び/又はCD特性差を含み、前記材料ウェブは、前記使い捨て吸収性物品の一部を形成している、使い捨て吸収性物品。
  2. 前記Z方向特性差は、表面エネルギー、フィラメントのサイズ、フィラメントの断面形状、フィラメントのカール、フィラメントの組成、摩擦係数、及び色のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の吸収性物品。
  3. 前記材料ウェブの前記第1の表面から前記材料ウェブの前記第2の表面まで延在する複数の開口を更に備える、請求項1又は2に記載の吸収性物品。
  4. 前記材料ウェブは、前記第1の表面が前記着用者に面する表面の一部を形成するように、前記トップシートの一部を形成している、請求項1〜3のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  5. 前記MD/CD平面における第1のゾーンと、前記MD/CD平面における第2のゾーンと、を更に備え、前記第2のゾーンは、前記第1のゾーンとは異なるMD又はCD特性差を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  6. 前記第1のゾーンは、前記第2のゾーンとは異なるテクスチャを含む、請求項5に記載の吸収性物品。
  7. 前記第1のゾーンは、前記第1の表面からZ軸正方向に延在する複数の不連続部を含む、請求項5及び6に記載の吸収性物品。
  8. 前記第2のゾーンは、複数の開口を含む、請求項5〜7に記載の吸収性物品。
  9. 前記第1のゾーンは、前記第2の表面からZ軸負方向に延在する複数の不連続部を含む、請求項5〜8に記載の吸収性物品。
  10. 複数の第1の不連続部は、前記第1の表面からZ軸正方向に延在している、請求項1〜8に記載の吸収性物品。
  11. 複数の第1の不連続部は、前記第2の表面からZ軸負方向に延在している、請求項1〜9に記載の吸収性物品。
  12. 前記第1の層は、前記第2の層より低い表面エネルギーを有する、請求項1〜11に記載の吸収性物品。
  13. 前記材料ウェブは、前記衣類に面する表面の一部を形成している、請求項1〜3に記載の吸収性物品。
  14. 前記材料ウェブは、前記材料ウェブと一体的に形成され、前記材料ウェブの前記第2の表面に配設された、第3の層を含み、前記第1の層が前記第2の層より低い表面エネルギーを有するように、前記第1の層は、疎水性溶融添加剤を含み、前記第3の層は、親水性溶融添加剤を含み、前記複数の第2のフィラメントは、約8マイクロメートル未満の直径を有する、請求項1〜13のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  15. 前記吸収性物品は、一対の長手方向側縁部と、前記長手方向側縁部の横方向外方に延在する一対のウィング又は前記長手方向側縁部に沿って延在する一対のバリアカフと、を更に備え、前記材料ウェブは、前記ウィングの一部又は前記一対のバリアカフの一部を形成している、請求項1〜14のいずれか一項に記載の吸収性物品。
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