JP2019507641A - 吸収性物品 - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、R1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。
RC(O)NHCH2CH2NHC(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
25gsm(g/m2)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PP1/PP2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PP1/PP2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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
坪量試験
9.00cm2、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/m2(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。
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。
フィラメントの直径(デニール)=断面積(m2)*密度(kg/m3)*9000m*1000g/kg
A=π*(D/2)^2
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。
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、m2/gで報告されるべきである。
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。
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。
試料中のフィラメントは、円形/円筒形であると想定され、
di=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)、
mi=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)、
Vi=試料中のi番目のフィラメントの容積、である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (15)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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