JPH09505219A - 浸透吸収材の非連続部分が選択的に配置された波形毛管基体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 浸透吸収可能性および毛管吸収可能性の両方を備えた吸収構造体。その基体は２つの異なる高さを構成する微細構造を有している。浸透吸収構造体は、超吸収材を含み、基体中の高い領域に適用されるのが好ましい。この配置構成により、ゲルブロッキングがおきることなく、液体の獲得が良好となる。この吸収構造体は、使い捨て吸収用品のコアに用いるのに適する。

Description

【発明の詳細な説明】 浸透吸収材の非連続部分が選択的に配置された波形毛管基体 技術分野 本発明は高さの異なる微細構造を複数備えた基体に関する。より詳しくは、そ の基体中の特定の微細構造に対応する領域に、浸透吸収材が選択的に配置されて いる。この基体は毛管吸収基体となる。 背景技術 基体しばしば毛管吸収基体を含む吸収構造体は、本技術分野でよく知られてい る。本明細書で用いられる「毛管」吸収構造体は、液体と毛管媒体の固体表面と の間の熱力学的引力による液体に対する毛管吸引により、水などの液体を吸収す る。 基体上にはしばしば、浸透吸収材が適用され、あるいは配置されている。本明 細書で用いられるとおり、「浸透」吸収構造体がイオン交換のない状態で流動体 の分圧差を均等化することによって構造体上に析出した液体を吸収すると、ゼラ チン状の基体が形成され、この基体が液体を吸収するようになっている。本明細 書で用いられるとおり、「吸収構造体」は、浸透吸収および毛管吸収の両方を組 み合わせて、液体吸収を行う材質のことを言う。 浸透吸収材は、アクリル酸、デンプンとアクリレートのグラフト共重合体、そ の他から成るグループから選択されたモノマーで形成される。このような浸透吸 収材は通常、おむつや生理ナプキンのような使い捨て吸収用品中の吸収ゲル材あ るいは超吸収体として使用される。この浸透吸収材は、液体先行物質として基体 上に適用されて後硬化されてあらたな浸透吸収材になる。 毛管吸収体は、後にその上に適用される浸透吸収材のための基体として設けら れている。典型的な毛管吸収基体としては、紙、不織布、織布、あるいは成形平 面フィルムといったような、ほぼ平らな２次元の材料である。 一般的に浸透吸収材は、液体モノマーなどの流動体先行物質として毛管吸収基 体に適用され、それから架橋されて高分子吸収材を形成する。通常は、液体先行 物質は流動体状で毛管吸収基体に適用され、アクリル酸やアクリラートサルトな どの形をとることが多い。 液体先行物質は大抵、噴霧や含浸などによって吸収基体に適用され、均一コー ティングを基体上に施す。本技術分野における他の教唆によれば、ブラッシング やローラーコーティング等によって、基体上に液体先行物質を非連続的に適用し てもよい。液体先行物質をひとたび毛管吸収基体に適用すると、液体先行物質は 温度上昇や照射等によって、架橋結合される。 本技術分野におけるそのような試みの例としては、グロス（Gross ）らによる １９７７年２月１５日に発行の米国特許４、００８、３５３号；グロス（Gross ）らによる１９７７年１２月６日に発行の米国特許４、０６１、８４６号；グロ ス（Gross ）による１９７８年１月３１日に発行の米国特許４、０７１、６５０ 号；イトウ（Itoh）らによる１９８９年５月３０日に発行の米国特許４、８３５ 、０２０号；イトウ（Itoh）らによる１９８９年６月２７日に発行の米国特許４ 、８４２、９２７号；イトウ（Itoh）らによる１９９０年９月１２日に発行の米 国特許４、８６５、８８６号；イトウ（Itoh）らによる１９９０年１月９日に発 行の米国特許４、８９２、７５４号；ミヤケ（Miyake）らによる１９８８年１１ 月２１日に発行の米国特許５、０７９、０３４号そしてトリオポリス（Triopoli s ）の名義で１９７６年１０月に発行された英国特許１、４５２、３２５号など がある。 しかし、これら本技術分野における試みは深刻な問題点を抱えている。本技術 分野ですべてよく知られていることだが、浸透吸収材が液体を吸収すると、その 浸透吸収材は体積が膨らみ、この膨らみが急激に起きた場合、この浸透吸収材が 液体を吸収して体積増加をおこしそれによって、その後の液体が、浸透吸収材中 のまだ液体吸収可能な部分までいかなくなる。この現象は、ゲルブロッキングと して知られており、液体のさらなる吸収を阻害する。ゲルブロッキングにより、 吸収構造体はしばしばその総合能力を使いきることができなくなる。ゲルブロッ キングのおきる吸収構造体をおむつや生理ナプキンなどの使い捨て吸収用品に使 用した場合、ゲルブロッキング後の液体は吸収されずに漏れとなる。 このような観点から明らかなように液体先行物質の毛管基体上への均一コーテ ィングはぜひとも避けたい。しかし、嵩に対して表面積が大きい毛管吸収体は吸 収速度を高めるものである。したがって本技術分野では、ゲルブロッキングを最 小化するために、薄くて不均一な浸透吸収材のコーティングを毛管基体に適用さ せることが知られている。 毛管基体（および、毛管基体を製造するのに使用される機械や製紙布）は大抵 の場合、消費者の必要性に基づいて選択される。毛管基体を製造するのに利用さ れるプロセスはしばしば、消費者の好き嫌い、そしてつまるところ、毛管基体を 組み入れた吸収構造体の販売に影響する、種々の特性（引っ張り強さ、柔軟性、 吸収性）のバランスをとりながら、そのかねあいに合わせて慣習的に設計されて きた。しかし従来の方法で毛管基体に液体先行物質を適用するのは困難だった。 例えば、正確なパターンで基体上に液体先行物質を噴霧するのは困難である。 基体上に浸透吸収材をプリントするのは、噴霧によって得られるものより、パタ ーンの決定性や正確性が高まるが、突起やグラビアセルを備えたプリンティング ロールが必要となる。***した突起やグラビヤプレートを備えたプリンティング ロールでは、適用される浸透吸収材のパターンが、特定の毛管基体に望ましいパ ターンとは無関係に、プリンティングロールの突起やグラビヤプレートに対応す るパターンに限定される。 この問題は、それぞれの望ましいパターンに対応するように、プリンティング ロールおよびグラビヤプレートを過多に提供することによって解決できる。しか し、このようにすると、装置費用を増大させ、必要な生産期間がほんの短い間で ある場合、望ましい各パターンに対するプリンティングロールやグラビヤプレー トを提供することは経済的に実現不可能となる。 さらに、従来技術に開示された基体ではしばしば、ゲルブロッキングの問題の 悪化がみられた。一般的な均一坪量および均一密度の毛管基体は、X-Y 平面にお いて均等な毛管吸収を提供する。そのような毛管基体の上に析出した液体のイン サルツは、毛管基体のすべての領域にわたって染み透る。このような染み透りに より、すでにゲルブロックされた領域内にも液体が移動する。また、毛管吸収基 体が浸透吸収材に充分見合うような吸収性がないので、吸収構造体の全能力を完 全に利用できていない。 従来技術でみられる他の問題点としては、毛管基体に適用された後の液体先行 物質の移動がある。このような移動はX-Y 平面でおこる。X-Y 平面で液体先行物 質が移動すると、毛管気体において、液体先行物質が適用されている部分と適用 されていない部分の間のパターンの違いが不明瞭となる。 液体先行物質の移動はまた、毛管基体の平面に直交するZ 方向でも起こる。Z 方向のこの移動により、液体先行物質は毛管基体の厚み方向に透過し、毛管基体 の両面間に均一な分布を作る。この均一なZ 方向分布は、液体先行物質を起因と する浸透吸収材の自由な膨らみを限定し、さらなる液体のインサルツの吸収能力 を限定する。 不都合なことに、Z 方向に分布した浸透吸収材のまわりの毛管基体自体によっ て引き起こされた物理的制約により、液体のインサルツが生じているときは、浸 透吸収材は膨らみにくくなる。浸透吸収材が内部に配置された毛管基体の密度が 高いとより膨らみにくく、浸透吸収材が毛管基体の面からZ 方向にはずれる量や 程度が大きいと膨らみやすくなる。 したがって本発明の目的は、浸透吸収材をあるパターンで毛管基体上に提供す ることによって、ゲルブロッキングを最小化する吸収構造体を提供することであ る。さらに本発明の目的は、毛管基体を起因とする制約なしに浸透吸収材が膨ら めるような吸収構造体を提供することである。最後に本発明の目的は、嵩に対し て好適な比率をもつ表面積を提供することによって、それぞれのゲル強さに対し て、相対的に高い吸収速度を持つ吸収構造体を提供することである。 発明の概要 本発明は、複数の微細構造基体から構成される吸収構造体である。これらの基 体は、第１パターンを成す第１高さおよび第２パターンを成す第２高さという２ 種類の高さを有する。それぞれの高さは、１つもしくはそれより多い領域を含む 。固定された浸透吸収材が、基体の高さの１つに対応する１つもしくはそれより 多い領域上に配置されている。好適な基体は毛管基体である。 図面の簡単な説明 この明細書は、本発明を特にポイントづけて明確にクレイムした請求の範囲で 結論づけられているが、以下の説明を関連した図面と結び付けながら読めば、本 発明はより一層理解されよう、ここで各図面において： 第１図は、連続的な毛管網状構造とその内部に非連続浸透吸収材を含有する本 発明による吸収構造体の部分平面図である。 第２図は、第１図の線２−２についての部分側面図である。 第３図は、本発明の構造体を製造するのに使用される装置の垂直立面略図であ る。 本発明の詳細な説明 第１図に示されているように、本発明による吸収構造体２０は、ほぼたいらな 基体好ましくは毛管基体２２と、浸透吸収材２４から構成される。浸透吸収材 ２４は、浸透吸収先行物質、典型的には液体先行物質４０として、毛管基体２２ に適用される。第３図に示されているように、液体先行物質４０は特定のパター ンで毛管基体２２に適用される。ひとたび液体先行物質４０が毛管基体２２上に 配置されると、液体先行物質４０はそのまま重合されて固定され、浸透吸収材２ ４を形成する。 再び第１図に戻って、毛管基体２２は毛管吸収材であり、セルロース系である と好適だが、かならずしもセルロース系でなくともよい。毛管基体２２は、坪量 および／または密度の異なる複数の領域３４および３８から構成される。毛管基 体２２内の領域３４および３８の配列は、毛管基体２２が巨視的にたいらであり 、浸透吸収材２４が毛管基体上に固定され、そして毛管基体２２が上に位置され る液体を毛管（表面エネルギーと染み透り）機構によって吸収し移動させるよう になっているかぎり、特に限定されない。 本発明による毛管基体２２は、２つの相互に異なる密度を有して明瞭に区別で きる領域３４および３８を有している。領域３４および３８が、連続であること が必須の網状構造領域３２と、連続である網状構造領域３２内の非連続領域３６ とから成る配置構成にされていると好ましい。この明細書で用いられているよう に、実質的に毛管基体２２の全体にわたって、主要次元のうちX またはY 方向も しくはXY両方向に延びている領域３２が、「連続であることが必須の網状構造」 であるとみなされる。一方、連続していない領域３６が、「非連続である」とみ なされる。非連続領域３６は、連続であることが必須の網状構造を成す領域３２ から基端まで、外向きに突き出ている。 毛管基体２２の領域３２および３６が、高密度で連続であることが必須の網状 構造領域３４と、連続であることが必須のこの網状構造内の非連続低密度領域３ ８とから成る配置構成にされているとさらに好ましい。このような配列では、連 続であることが必須の網状構造域３２を形成する高密度領域３４により、浸透 吸収材２４を上に有した種々の非連続領域３６まで、液体のインサルツが有効移 動できるという利点が生じる。浸透吸収材２４の１つの非連続領域３６は、でき るかぎり液体を吸収し、過剰液体は、連続であることが必須の網状構造３２の高 密度領域３４を通って、浸透吸収材２４の別の非連続領域３６に移動されるよう になっている。 ここで述べられている態様に対しては、１平方センチメートルあたりおよそ２ からおよそ１５５個の（好ましくは浸透吸収材２４を載せた）低密度非連続領域 ３６（１平方インチあたり１０から１０００個の非連続領域３６）を有する、さ らには１平方センチメートルあたりおよそ４からおよそ３９個の低密度非連続領 域３６（１平方インチあたり２５から２５０個の非連続領域３６）を有する毛管 基体２２が、適切であることがわかった。 本発明による毛管基体２２は、２つ以上の異なる高さ２６を有する微細構造を 有する。毛管基体２２の「高さ」とは、平面からの局所的変位のことである。基 体の高さ２６は、規準平面としてのたいらな水平面の上に基体を配置して決めら れる。また毛管基体２２の異なる高さ２６は、上記した異なる密度を有する領域 ３４や３８と一致しない場合も一致する場合もあり、規準平面と毛管基体２２の 主要次元に直交させたときの、規準平面から上の高さの違いによって決定される 。 異なる密度および異なる高さ２６にしたがって定まる領域３４や領域３８が一 致すると好ましい。そうすると、低密度非連続領域３６もまた、連続であること が必須の網状構造域３２の高密度領域３４から、高さ２６内で上昇（もしくは、 毛管基体２２自体が反対向きである場合には、高さ２６内で下降）する。ただし 、１つの特定密度を有する非連続領域３６が、ある１つの特定高さ２６と同一で ない場合に、適切な態様が存在することがわかっている。 特に好適な毛管基体２２は空気乾燥されてから、トロクハン（Trokhan ）によ る１９８５年７月１６日発行の共通に譲渡された米国特許４、５２９、４８０号 に述べられているような方法で生産される。この特許は、非連続領域３６および 連続であることが必須のパターンを有する空気乾燥された毛管基体２２を示す目 的で、そして異なる高さを有する特に好適な毛管基体２２を本発明にしたがって どのように製造するのかを示すために、本願に引用として添付した。トロクハン （Trokhan ）による米国特許４、５２９、４８０号にしたがって作成された毛管 基体２２は、相互に同一な複数の非連続領域３６を有し、この非連続領域３６は 相対的に密度が低くかつ高さ２６内で上昇（あるいは下降）する。 本発明による毛管基体２２はセルロース系の繊維によって構成されるが、その 繊維の（長手方向の軸に沿った）１次元は極めて大きく、（相互に直交し、そし て繊維の長手方向の軸に対して半径方向に垂直である）他の２つの次元は相対的 に小さい、その結果、直線形状に近似させることができる。繊維を顕微鏡で調べ ると、繊維の主要次元に比較して他の２つの次元が小さいことがわかり、そのよ うな他の２つの小さい次元は繊維の軸長さ全長にわたって、実質的に均等である 必要もなく一定である必要もない。重要なことは、その繊維がその軸のまわりに 曲がることができ、他の繊維に結合することができ、液体担体によって成形ワイ ヤー（あるいはそれと同等のもの）上に配されることだけである。 毛管基体２２は、必要に応じて、クレープ状でもクレープ状でなくてもよい。 毛管基体２２をクレープ状にすると、毛管基体は奥行が縮んで連続であることが 必須の網状構造領域３２全体にわたってZ 方向に波動を生じる。このような波動 は横方向の波となるが、この波は非常に小さく、以下に述べる方法で得られる高 さ２６の差異と比べれば明らかなように、高さ２６における差異にはなりえない と考えられている。一方、ちりめん状の毛管基体２２はエンボス加工や空気乾燥 などを経て、高さ２６における差異を作り出すが、この差異はちりめん状にした ときの波動や波に比べて大きいことがわかっている。 毛管基体２２を構成する繊維は、ポリオレフィンやポリエステルのような合成 繊維で、コットンリンター、レーヨンあるいはバガスのようなセルロース系であ ると好ましい。そして一層好ましいのは、軟材（裸子植物や針葉樹）や堅木（被 子植物や落葉樹）のような木材パルプであり、架橋され、合成およびセルロース 系材料と組み合わせ体を構成する。本明細書で用いられているように、およそ５ ０重量パーセント以上あるいはおよそ５０体積パーセント以上のセルロース系繊 維を含んでいると、この毛管基体２２はセルロース系であるという。ただし、本 発明における繊維は、先に挙げた繊維を含むものの、それに限定されるわけでは ない。およそ２．０からおよそ４．５ミリメートルの長さとおよそ２５からおよ そ５０ミクロメートルの径を有する軟材繊維および、およそ１ミリメートル以下 の長さとおよそ１２からおよそ２５ミクロメートルの径を有する堅木繊維から成 る木材パルプ繊維のセルロース系混合物が、ここで述べる毛管基体２２に対して よく機能することが見いだされている。 毛管基体２２に木材パルプ繊維が選択された場合、その繊維は、亜硫酸法、硫 酸塩法そしてソーダ法などの化学プロセスを含めた何らかのパルププロセスや、 ストーングラウンドウッド（stone groudwood ）のような機械的プロセスによっ て製造できる。あるいは、その繊維は、化学プロセスと機械的プロセスを組み合 わせて、もしくはリサイクルによっても、製造できる。使用される繊維の種類や 組み合わせおよびプロセスは、本発明を左右するものではない。 本発明による毛管基体２２は、巨視的に見ると２次元でたいらであり３次元方 向に何らかの厚みを有している。しかしこの３次元目である厚みは、最初の２次 元に比較して小さい。また、製造するときの可能性においても、最初の２次元の 測定値が相対的に大きい毛管基体２２と比較して小さい。 本発明による毛管基体２２は単一薄層から構成され、繊維の種類に関して、そ の基体が積層化すなわち成層化される。２つあるいはそれより多い単一薄層、本 発明にしたがって製造されたうちのいくつかあるいはすべてが、面同志が結合し て一体層を形成していることがわかっている。 無論、織材あるいは不織材であっても、上記の高さ要求を叶えるものであれば 、毛管基体２２として利用できることがわかっている。 浸透吸収材２４を構成するのは、浸透先行物質、典型的なものとしては液体先 行物質４０であり、それは第３図に示したように毛管基体２２に適用できるよう になっている。本明細書で使用されているように、「先行物質」とは、硬化や重 合によって、浸透吸収材２４に変形する何らかの物質のことをいう。本明細書で 使用されている「浸透吸収材」とは、グラム／グラムで自重の１０倍以上にあた る水溶液、好ましくは合成尿素を吸収できる材質のことをいう。 この合成尿素は、およそ０．００２５％のオクチルフェノキシポリエトキシエ タノール表面活性剤（ロームエンドハース（Rohm and Haas ）社製トリトン（Tr iton）X−１００）で４５ダイン／センチメートルに表面張力が調整された蒸留 水中の塩水溶液を含む。この合成尿素溶液は、１％のトリトン（Triton）X −１ ００を１５部、NaClを６０部、CaCl2．2H2Oを１．８部、MgCl2．6H2Oを３．６部 、蒸留水を６０００部から構成される。 好適な浸透吸収材２４は、ナトリウムアクリレートおよびアクリル酸の共重合 体、デンプンとアクリレートのクラフト共重合体、架橋されたカルボキシメチル セルロースなどを含む。硬化されて固体状の浸透吸収材２４になる液体先行物質 ４０も好適である。特に好適な液体先行物質４０で、本発明で使用する最終浸透 吸収材２４は、ナトリウムアクリレートおよびアクリル酸の共重合体、カルボキ シメチルセルロース、光開始剤および架橋剤から構成される。 好適な液体先行物質４０は、中性化されたあるいは中性化されうるカルボキシ ル基を有する実質的に水に可溶のモノマーである。このモノマーは、充分なカル ボキシル基を含んで、その直鎖状のポリマーが実質的に水に可溶（すなわち、カ ルボキシル基が親水性）であると好ましい。このようなモノマーの混合物も利用 できる。 カルボキシル基を有するモノマーとしては、酸や酸無水物およびエステル基で モノマーを含有するものが含まれる。このようなモノマーはまた、水酸基、アミ ド基、アミノ基、ニトリル基そして第４アンモニウムサルト基などの、他の親水 基を含んでいてもよい。好ましいモノマーは、アシッドタイプの親水基を含んで いる、より好ましいモノマーは、およそ５モルパーセント以上の、さらに好まし くはおよそ１０モルパーセント以上の酸基を含んでいる。 カルボキシル基を有するモノマーとしては、オレフィンとして不飽和の酸、そ のエステル、そして１個以上の炭素−炭素のオレフィン二重結合を含有する無水 物を含んでいる。より特定的に、これらのモノマーは、オレフィンとして不飽和 のカルボキシル酸、そのようなカルボキシル基のエステル、酸無水物、スルホン 酸、そのようなスルホン酸のエステル、そしてこれらモノマーの２種あるいはそ れより多くの種類の組み合わせから選択することができる。 オレフィンとして不飽和のカルボキシル酸と無水カルボキシル酸のモノマーは 、アクリル酸およびその誘導体を含む。代表的なものとしては、アクリル酸自体 、メクリル酸、エタクリル酸、アルファ−クロロアクリル酸、アルファ−シアノ アクリル酸、ベータ−メチルアクリル酸（例、クロトン酸）、アルファ−フェニ ルアクリル酸、ベータ−アクリロキシプロピオン酸、そしてベータ−ステリルア クリル酸；マレイン酸；そして無水マレイン酸である。ほかにこの種類のモノマ ーには、ソルビン酸、アルファ−クロロソルビン酸、アンゲリカ酸、ケイ皮酸、 p −クロロケイ皮酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、 アコニット酸、フマル酸、そしてトリカルボシキエチレンなどがある。 オレフィンとして不飽和のスルホン酸のモノマーおよびその誘導体には、スル ホン酸ビニル、スルホン酸アリル、スルホン酸ビニルトルエンそしてスルホン酸 スチレンのような脂肪族あるいは芳香族スルホン酸ビニル；そしてスルホエチル アクリレート、スルホエチルメタクリレート、スルホプロピルアクリレート、ス ルホプロピルメタクリレート、２−ヒドロキシ−３−アクリロキシプロピルスル ホン酸、２−ヒドロキシ−３−メタクリロキシプロピルスルホン酸そして２−ア クリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸などのような、アクリルおよびメ タクリルスルホン酸の誘導体がある。 カルボキシル基（例えば酸基）は、少なくとも部分的に、モノマーと塩を形成 できるカチオンで中性化され、中性化されたカルボキシル基を有するモノマーを 形成する。このような塩−形成カチオンには、例えば、アルカリ金属、アンモニ ウム、置換アンモニウムおよびアミン、これらは１９８８年４月１９日発行のブ ランド（Brandt）らによる米国再発行特許３２、４６９号で詳しく論じられてい る。この特許は、適切な浸透吸収材２４を示すために本願に引例として添付した 。中性化は、結果的に２５モルパーセント以上、より好ましくはおよそ５０モル パーセント以上、もっとも好ましくはおよそ７５モルパーセント以上のカルボキ シル基が中性化されるようになっていれば、いずれの従来の方法でも好適に行わ れる。カルボキシル基の中性化は、実質的に水に不溶のポリマーフォームの形成 に先んじて行われるのが好ましい。すなわち、中性化はモノマー上で、あるいは 水に可溶なポリマー上で行うのが好ましい。 モノマーのもっているカルボキシル基以外の親水基は、モノマーを含有するカ ルボキシル基と共に使用される。他の親水基としては、水酸基、アミド基、アミ ノ基、ニトリル基、そして第４アンモニウムサルト基などがある。そのような基 を含有するモノマーは、公知物質であり、例えば１９７８年２月２８日発行のマ スダ（Masuda）らによる米国特許４、０７６、６６３号；および１９７７年１２ 月１３日発行のウエスターマン（Westerman ）による米国特許４、０６２、８１ ７号などにより詳細に説明されている。これらの特許は、本願に引例として添付 した。このような親水基のなかから１種類あるいはそれより多くの種類が、モノ マー内に存在する。 本明細書では大体、液体先行物質４０という言い方で開示されているが、実質 的に水溶性の単独重合体、共重合体あるいはモノマーの反応生成物を、モノマー の替わりにあるいはモノマーに加えて用いることもできる。このような別の開始 物質としては、実質的に水溶性のモノマーの単独重合体および実質的に水溶性の モノマーの反応生成物あるいはその単独重合体およびその相互架橋剤がある。例 えば、実質的に直鎖状で実質的に水溶性の浸透吸収材２４は、液体先行物質４０ から公知の重合条件で形成できる。実質的に水溶性で部分的に架橋された浸透吸 収材２４は、液体先行物質４０、あるいはその直鎖状重合体を本明細書で挙げた 架橋剤のなかから選んだ架橋剤と共に反応させて（例えば加熱して）も形成する ことができる。このような浸透吸収材２４の架橋レベルは、例えばおよそ５％に 満たない程度に、低い。 液体先行物質４０が望ましいパターンに適用され固定されていれば、そして液 体先行物質４０が浮き上がったり移動したりあるいは毛管基体２２の他の部分に いったり望ましいパターンを液体先行物質４０の有用でない配置（均一コーティ ングや高さ２６の領域３２に配置されたコーティングなど、これらは液体先行物 質４０のないことが望ましいとされている）に変えてしまうようなことがなけれ ば、液体先行物質４０としてどのような特定のタイプを選択しても、本発明を左 右するものではない。浸透吸収材２４は、乾燥下であっても使用中で濡れた状態 であっても、固定されているのが好ましい。先に述べたように変えてしまうと、 吸収材２０は、液体吸収により、浸透吸収材２４の膨らみを起因とするゲルブロ ッキングがおこり、使用者や着用者の肌にゲルが接触してしまうことになる。 浸透吸収材２４は、上述した液体先行物質４０と同様に、毛管基体２２に液体 状態で適用されてもよい。毛管基体２２に適用されるとき液体先行物質４０は、 ブルックフィールド（Brookfield）粘度計で２０oCにおいてNo．２のシェルカッ プ（Shell cup ）で測定して、およそ２、０００センチポワズ以上の動粘度を備 えているのが好ましく、およそ４、０００センチポワズ以上の動粘度を備えてい るのがさらに好ましい。このような粘度は、液体先行物質４０が架橋によって硬 化され固体状の浸透吸収材２４のポリマーになるまで、液体先行物質４０を正し い場所に維持しておくのに必要なものである。 およそ２、０００センチポワズ以上の動粘度は、液体先行物質４０を毛管基体 ２２に適用するまえに、液体先行物質４０に増粘剤を添加することによって、達 成される。適切な増粘剤としては、ポリビニルピロロディン、ヒドロキシエチル セルロース、好ましくはカルボキシメチルセルロースやポリアクリル酸などがあ る。増粘剤は液体先行物質４０に対して２重量パーセントの濃度で、添加すれば よい。 液体先行物質４０に増粘剤を添加したくない場合、アクリル酸タイプの液体先 行物質４０を用いて部分的にプレポリマー化できる。プレポリマー化により、粘 度が増加するだけでなく、液体先行物質４０が毛管基体２２に適用される前に残 留モノマーの除去ができるようになる。結果的に得られる浸透吸収材２４中の残 留モノマーを最小化することは、吸収構造体２０がおむつや生理ナプキンのよう な使い捨て吸収用品に使用される場合、ほかにも、表皮が接触するような適用の 場合にも、大変望ましいことである。 第２図に示されたように、液体先行物質４０、そしてそれゆえ結果的に得られ る重合化された浸透吸収材２４は、ある特定の所定パターンで、毛管基体２２の 低密度非連続領域３８に、配置され、位置決めされ、そして固定されているのが 好ましい。実質的に毛管基体２２のひとつの主要次元（すなわち、縦方向、横方 向、あるいはそれに直角な方向のいずれか）のみに延びるラインを形成するよう な半連続パターンのような、他のパターンも可能ではあるが、浸透吸収材２４が 低密度非連続領域３８のみに配置されたパターンが好ましい。 このパターンを用いると、そこに析出した液体の吸収および、毛管基体２２の 平面および高さ２６に対応する主要３次元における浸透吸収材２４の膨らみが可 能となり、さらに、液体を浸透吸収材２４を有する他の低密度非連続領域３８に 移動させることができる。この移動が可能になったのは、非連続領域３６同志が 離れているため液体の毛管移動を妨げることなく浸透吸収材２４が膨らみ、また 、析出した液体の吸収後も、膨らんだ浸透吸収材２４は未だ毛管基体２２上に固 定されているからである。 液体先行物質４０（これは、硬化されて浸透吸収材２４になる）は、毛管基体 ２２の微細構造上の上昇部分に適用されるのが好ましい。この配置構成により、 吸収構造体２０がある程度３次元的になるという利点が提供され、その結果、毛 管基体２２の平面に対して垂直な液体のインサルツが、最初に浸透吸収材２４に ぶつかり、膨張プロセスが始まり、そして、浸透吸収材２４から、毛管基体２２ 内の連続であることが必須の網状構造の毛管流路内に流れ出す。このような配置 構成は、毛管基体２２が上記したような高密度で連続であることが必須の網状構 造領域３２を有する場合、さらに有用である。 液体先行物質４０が硬化して、浸透吸収材２４のおおよそ平面状の非連続領域 になると好ましい。平面状の浸透吸収材２４は嵩に対する表面積の率がより好適 で、流動体の吸収を増加させて拘束の少ない膨張を行わせ、その結果、硬化され た浸透吸収材２４が他の形状であったときと比較してゲルブロッキング発生傾向 を減少させることができる。毛管基体２２から浸透吸収材２４への繊維間透過に より、吸収獲得速度が増加し、浸透吸収材２４のさらに完全な利用を可能ならし め、そして、基体２２に関して浸透吸収材２４を固定することができるようにな った。 毛管基体２２全体に染み透らないように、自立構造の浸透吸収材２４をそのま まで重合する。浸透吸収材２４に架橋および硬化が可能となるに充分な波長で、 浸透吸収材２４に照射することによって、そのままの重合化が行われる。典型的 なものとしては、紫外線照射が有効であることが見いだされた。 毛管基体２２上に析出する前に、液体先行物質４０の粘度を２、０００センチ ポワズ以上に増加させると、液体先行物質４０の種々の組成分の分離も妨げる。 このように分離を妨げることによって、あるいは、液体先行物質４０の組成分を クロマトグラフにかけることによって、重合中に反応混合物を望ましい状態に維 持できる。例えば、液体先行物質４０の溶液内に、水の量を適切に維持して、組 成重合する材料で水に不溶なものができないようにする。水に不溶の重合物質は 、重合反応に、そしてそれゆえ浸透吸収材２４の最終的な作用にも、悪影響を与 える。 プレポリマー化もしくは増粘剤の使用によって、液体先行物質４０の重合前の 動きを妨げることができる。このような妨げは、本発明による吸収構造体を生産 するうえでは、非常に望ましい。液体先行物質４０の低密度領域３８への適用は 熱力学的には不都合だからである。抑制力がないと、液体先行物質４０は毛管引 力を介して、平衡となるまで、高密度領域３４、毛管基体２２の残部に染み透っ てしまう。 毛管基体２２上に析出する前に、およそ２、０００センチポワズ以上、そして 好ましくはおよそ４、０００センチポワズ以上に、液体先行物質４０の粘度を増 加させると、（あるいは液体先行物質４０をプレポリマー化すると）、上記した ように、液体先行物質４０の染み透りを妨げ最小化する。そのような染み透りを 妨げることによって、液体先行物質４０が硬化して浸透吸収材２４になった後も 、液体先行物質４０を望ましいパターンで適用し続けることができる。かくして 、毛管基体２２の特定の領域、特に低密度領域３８への浸透吸収材２４の永久的 な好適配置決めが、より正確にくりかえし可能に達成できるようになった。 さらにまた毛管基体２２上に析出する前に、液体先行物質４０の粘度を、 ２．０００センチポワズ以上に増加させると、液体先行物質４０の種々の組成分 の分離を妨げる。このように分離を妨げることによって、あるいは、液体先行物 質４０の組成分をクロマトグラフにかけることによって、重合中に反応混合物を 望ましい状態に維持できる。例えば、液体先行物質４０の溶液内に、水の量を適 切に維持して、組成重合する材料で水に不溶なものができないようにする。水に 不溶の重合物質は、重合反応に、そしてそれゆえ浸透吸収材２４の最終的な作用 にも、悪影響を与える。 液体先行物質４０が毛管基体２２に適用されてから、液体先行物質４０は硬化 によって固定される。硬化と固定は、加熱、電子ビーム照射、あるいは紫外線照 射などの、本技術分野でよく知られた適切な技法を用いて達成できる。液体先行 物質４０が毛管基体２２に適用された後、できるかぎり速やかに浸透吸収材２４ に硬化されることが望ましい。そうすると液体先行物質４０が、毛管基体２２の なかで、熱力学的には都合のよい高密度の連続であることが必須の網状構造（も しくは毛管基体２２の他の領域）に流れ込む可能性を最小化できる。 液体先行物質４０の硬化は、重合を開始させ引き起こすならばいずれの手段で も、達成可能である。もし、２−ヒドロキシ−イソ−ブチロフェノンや２、２− アゾビス（２−アミディノプロパン）ジヒドロクロライドのような遊離基開始剤 が、液体先行物質４０を形成するモノマー内に含まれていると、加熱、光線（可 視でも紫外線照射でもよい）あるいはイオン照射によって、重合反応を開始し引 き起こすことができる。遊離基開始剤を含まないようにしたいならば、他の方法 で硬化反応を始める他の遊離基を作り出すために電子ビーム照射を用いてもよい 。もし必要ならば、遊離基開始剤を使用しない浸透化学作用を組み合わせて、そ れによって他の適切な開始剤を利用できる。 この硬化プロセスは、液体先行物質４０を重合し、固体状の浸透吸収剤２４ポ リマーに変換させる。かくして、本発明によれば、液体先行物質４０の適用とそ の重合化の間に追加の工程を必要とせずに、液体先行物質４０はそのままで重合 され、毛管基体２２上の望ましい場所とパターンで、浸透吸収材２４を配置し固 定する。 再び第３図に示されたように、本発明による吸収構造体２０は例示された装置 ５０によって作られる。この例示された装置５０は、３本の軸方向回転可能なロ ール５２、５４および５６で、好適には相互に平行な長手方向の軸を持ち、メー タリングロール５２、トランスファーロール５４、そしてアンビルロール５６か ら成っている。これら３個のロールは、ニップ５８とギャップ６０を形成する。 ニップ５８は、メータリングロール５２とトランスファーロール５４の間である 。またギャップ６０は、トランスファーロール５４とアンビルロール５６の間で ある。 メータリングロール５２は、液体先行物質４０のリザーバー６２に配置された グラビアロールである。軸回転によって、メータリングロール５２は液体先行物 質４０の特定量をトランスファーロール５４に移動させる。毛管基体２２は、液 体先行物質４０を上に配置させたトランスファーロール５４とアンビルロール５ ６の間のギャップ６０を通過する。液体先行物質４０を適用しようとする毛管基 体２２の微細構造的に上昇した領域３６および３８が、アンビルロール５６に支 えられる毛管基体２２のバランスで、トランスファーロール５４に向かって突き 出て接触するようになっていることが重要である。当業者であれば、トランスフ ァーロール５４とアンビルロール５６の間のギャップ６０の隙間を増加あるいは 減少させることによって、より少ないあるいはより多い量の液体先行物質４０が 、毛管基体２２の微細構造的に上昇した領域に、それらとの接触によって、それ ぞれプリントされ適用されることは明瞭に理解されよう。同様にして、メータリ ングロール５２の設計を変えれば、一定のギャップ６０においても、毛管基体２ ２に適用される液体先行物質４０の量を変えることができる。あるいは、液体 先行物質４０をトランスファーロール５４に噴霧する方法、トランスファーロー ル５４を液体先行物質４０中に浸せきする方法、そのほかの方法で、液体先行物 質４０をトランスファーロール５４に適用でき、そしてそれによって、メータリ ングロール５２の必要性はなくなること、あるいは、メータリングロール５２と アンビルロール５６の間に設けたギャップ６０において、メータリングロール５ ２から基体２２に直接プリントできることも、明らかとなろう。 毛管基体２２が、トランスファーロール５４とアンビルロール５６の間のギャ ップ６０を通過するので、液体先行物質４０は、毛管基体２２のなかでトランス ファーロール５４の周面に接触するに充分な高さ２６を有する部分だけに適用さ れる。トランスファーロール５４は、毛管基体２２の、アンビルロール５６に支 えられている部分には接触しない。したがって、毛管基体２２のこれらの部分に 適用される液体先行物質４０はない。 ギャップ６０の隙間を調整することによって、異なる量の液体先行物質４０、 そして異なる量の最終的に架橋された浸透吸収材２４を、毛管基体２２の上昇し た領域に適用することができる。一般的に、本明細書で述べた態様に関して、非 連続領域３６の１平方メートルあたりおよそ０．１からおよそ５グラムの範囲内 で液体先行物質４０を適用させるのが、適切であることが見いだされた。 一般的に、吸収構造体２０の末端使用においてより大きな体積の流動体を取り 扱おうとするならば、より多くの量の浸透吸収材２４が、毛管基体２２に存在し ていなければならない。また一般的に、吸収構造体２０の末端使用においてゲル ブロッキングや液体インサルツを吸収構造体２０の他の部分に急速移動できるか どうかが問題であれば、一般的に毛管基体２２上に存在する浸透吸収材２４の量 は少なくなる。 吸収構造体２０において利用される毛管基体２２が消費者の好みを基にひとた び選択されれば、確かな利点がでてくる。特に本発明による毛管基体２２は、異 なる高さ２６を有する領域３２および３６を有しており（一方の領域３２はアン ビルロール５６と接触し、他方の領域３６はトランスファーロール５４に接触す る）、従来技術にない利点を提供するものである。第１に、液体先行物質４０の 特定パターンを毛管基体２２上にあらわすとき、トランスファーロール５４がグ ラビヤプレートや半径方向に延びたプロチュベランスを備える必要がない。大抵 の場合、パターンを有したメータリングロール５４を製造するのは、平滑な表面 のメータリングロール５４より、困難でありコストもかかっていた。 本発明の第２の利点は、毛管基体２２において、液体先行物質４０を適用した いと望む領域でのパターンの位置決めを達成するために、あるパターンを有する トランスファーロール５４を使用したくない場合にそれが可能というフレキシビ リティである。このような位置決めは従来より、毛管基体２２の異なる領域が顕 微鏡的なスケールでも近傍になるのであるから、理想的な製造条件のもとですら 極めて困難といえる。そして、異なる領域３２および３６のピッチがあるために 、実際の製造はさらに複雑で、毛管基体２２が装置５０を介して引かれていると きの張力、毛管基体２２の坪量、およびそのほかの製造パラメータの変動によっ て、誤った位置決めを導く要因も変動する。第３図に示されたプロセスによる本 発明の製造においては、毛管基体２２の望ましい領域での液体先行物質４０の正 確な位置決めが、確実にできる。 第３に、毛管基体２２に適用される液体先行物質４０のパターンを変更したい 場合に、平滑な周面をもつトランスファーロール５４を有する装置５０ひとつで 、複数のパターンに利用できるということである。異なる微細構造を有する毛管 基体２２を、トランスファーロール５４とアンビルロール５６の間のギャップ６ ０内に挿入し、ギャップ６０の隙間を適当に調節すればよい。トランスファーロ ール５４は、平滑表面のままで、望ましいパターンを毛管基体２２を変更するだ けで得られるようになっている。ひとたび特定の毛管基体２２を選択してからは 、 従来技術ではこのような製造面でのフレキシビリティは得られなかった。 本発明ではいくつかの変更が実施可能である。例えば、毛管基体２２において 、それが有する連続であることが必須の網状構造領域３２と非連続領域３６が、 密度ではなく坪量が異なるものを、必要に応じて作ってもよい。このような毛管 基体２２を選択すると、ジョンソン（Johnson ）らによる１９８５年４月３０日 発行の共通に譲渡された米国特許４、５１４、３４５号の第４図による形成ワイ ヤーおよび、トロクハン（Trokhan ）らによって１９９３年９月１４日に発行さ れた米国特許５、２４５、０２５号に開示された形成ワイヤーなどの使用が有利 に行える。これらの特許は、坪量の異なる領域を有する毛管基体２２をどのよう に製造するのかを示すために、本願に引用として添付した。あるいは、非連続領 域３６が、連続であることが必須の網状構造領域３２より上（あるいは下）に、 異なる高さを複数有しているものも実施可能である。浸透吸収材２４は、特定の 最小高さ２６を有する非連続領域３６のみに適用されるか、もしくは、高さ２６ がそれぞれに従属した量を有する非連続領域３６のおのおのに適用される。 他の変更としては、液体先行物質４０が、最終的に浸透吸収材２４を形成する ものがある。この変更では、浸透吸収材２４がゲル強さ−圧縮力の存在下で吸収 される流動体を保持する能力に応じて変化することがわかっている。浸透吸収材 ２４はまた、獲得速度−浸透吸収材２４上に析出した流動体が獲得され保持され るときの速度に応じて、そしてそれゆえ、ゲル体積−グラム／グラムを基本にし た吸収された流動体量に応じて、変化する。大抵の場合浸透吸収材２４のゲル強 さはその吸収速度やゲル体積に反比例する。 必要に応じて、より急速な吸収速度を有する浸透吸収材２４を、吸収構造体２ ０の中央部またはその付近で用いてもよい。この態様では、吸収構造体２０の周 辺に液体が飛び出すともれてしまうような場合に、その液体のインサルツは急激 に吸収され、その吸収構造体２０の周辺に流れ込まないようになることが予想 される。 あるいはまた吸収構造体２０が、その周辺付近により大きい吸収速度を備えた 浸透吸収材２４を有しているものもある。この配置構成によれば、吸収構造体２ ０の周辺付近の液体は、周辺から飛び出す前に急速に吸収されるという利点を提 供することが予想される。同様に、吸収構造体２０の中央付近の浸透吸収材２４ は、相対的に大きなゲル強さを有している。この相対的に大きなゲル強さによっ て、吸収構造体２０の中央付近に析出した液体のインサルツは相対的に充分に保 持され、その結果、この吸収されたインサルツは吸収構造体２０の周辺に近づき にくくなる。 周辺や周辺付近で、ゲル強さは大きいのだが獲得速度は遅い浸透吸収材２４を 用いてもよい。この浸透吸収材２４は、吸収された液体の保持は充分に行うが、 最初の液体のインサルツは、吸収構造体２０の中央や中央付近に配置された、よ り大きい吸収速度の浸透吸収材２４でおきるため、インサルツの周辺での受けと めは間接的であり、獲得が遅い場合に適応できるようになっている。 ゲル強さが異なり、および／または、吸収速度が異なる浸透吸収材２４を有す る吸収構造体２０は、異なる液体先行物質を含有するリザーバーを複数用いるこ とによって、作ることができる。特に好適な配置構成は、３つの縦方向に相互に 離れたリザーバー６２が備わったものである。両外側に２つのリザーバー６２が あり、それぞれに同一の液体先行物質４０を含有しているが、この先行物質は、 ゲル強さは相対的に高いが、重合化の際の吸収速度は相対的に遅い。中央のリザ ーバー６２に含まれる液体先行物質４０では、吸収速度は相対的に高いが、重合 化の際のゲル強さは相対的に低い。 ３つの（あるいは要求に応じて他のどのような数でもよい）独立リザーバー６ ２において横方向の幅が等しくなくてもよいことは、当業者にとっては当然明ら かであろう。リザーバー６２の幅は、要求に応じて結果的に得られる吸収構造 体２０の毛管基体２２の吸収特性を、吸収構造体２０の末端使用によって指摘さ れた要望に合わせて変更することによって、調整すればよい。この配置構成によ り、吸収構造体２０の浸透吸収材２４の吸収速度に対するゲル強さ特性の勾配は 逆向きとなる。 このように異なる浸透吸収材２４を配置構成すると、吸収構造体２０をおむつ や生理ナプキンのような使い捨て吸収用品のコアに組み入れる場合は、特に有用 である。本発明の吸収構造体２０をコアに用いた使い捨ておむつを、ビュエル（ Buell ）による１９７５年１月１４日発行の共通に譲渡された米国特許３、８６ ０、００３号のようにして作ることができる。このおむつは無論、その大きさや 構造を、必要に応じて、子供でも失禁成人でもそれぞれに適応させることによっ て、本明細書で使用されているように、子供でも成人でもそれぞれに着用される 使い捨て吸収用品にできる。本発明の吸収構造体２０をコア内に用いる生理ナプ キンは、オズボーン（Osborn）III によって１９９０年８月２１日発行の共通に 譲渡された米国特許４、９５０、２６４号のようにして作ることができる。これ ら２つの特許は、本発明の吸収構造体２０をどのようにおむつや生理ナプキンの ような使い捨て吸収用品内に組み入れるかを示すために、引例として本願に添付 した。ほかにも、添付の請求の範囲に含まれたいくつかの変更が実現可能である ことは、当業者であれば明らかであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 9164−4Ｃ Ａ６１Ｆ 13/18 ３０７Ｚ 7633−3Ｂ Ｄ２１Ｈ 1/34 Ｊ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，Ｅ Ｅ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 第１のパターンを成す第１の高さと第２のパターンを成す第２の高さか らなる２つの高さを有し、それぞれの高さが１つもしくはそれより多い領域を構 成している毛管基体と、 その毛管基体の前記高さに対応する１つもしくはそれより多い前記領域に配置 され、固定された浸透吸収材とから構成される吸収構造体。 ２． 前記高さの一方が非連続領域に対応し、他方が連続である網状構造に対 応し、好ましくは前記固定された浸透吸収材が前記非連続領域に配置されている ことを特徴とする請求項１記載の吸収構造体。 ３． 前記非連続領域が前記連続網状構造より低密度であることを特徴とする 請求項２記載の吸収構造体。 ４． コアを有する使い捨ておむつにおいて、前記コアが請求項１記載の吸収 構造体であることを特徴とする前記おむつ。 ５． コアを有する使い捨ておむつにおいて、前記コアが請求項２または３に 記載の吸収構造体であることを特徴とする前記おむつ。 ６． コアを有する生理ナプキンにおいて、前記コアが請求項１記載の吸収構 造体であることを特徴とする前記ナプキン。 ７． コアを有する生理ナプキンにおいて、前記コアが請求項２または３に記 載の吸収構造体ことを特徴とする前記ナプキン。 ８． 連続である網状構造と複数の非連続領域を内部に配し、前記連続網状構 造が第１の高さを成し、前記複数の非連続領域が第２の高さを成す毛管基体と少 なくとも１つの前記非連続領域上に配置され、固定された浸透吸収材から構成さ れ、好ましくは前記非連続領域が前記連続網状構造から基端部まで外側に突き出 ており、前記浸透吸収材が前記基端部に配置されていることを特徴とする空気乾 燥された吸収構造体。 ９． 前記浸透吸収材を、ロールを用いた接触で、前記毛管基体の前記高さの ひとつに対応する前記領域上にプリントする工程を含んだ方法によって作られた 請求項１記載の吸収構造体。 １０． 前記浸透吸収材を、ロールを用いた接触で、前記毛管基体の前記高さ のひとつに対応する前記領域上にプリントする工程を含んだ方法によって作られ た請求項２または３に記載の吸収構造体。