(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維材料の第１層（１）と、繊維材料の第２層（２）と、第１繊維層（１）と第２繊維層（２）の間に配置された中間層（５）とを備え、第１繊維層（１）と第２繊維層（２）の少なくとも一方は液体透過性であり、中間層（５）は、第１繊維層（１）と第２繊維層（２）の間に配分されたヒドロゲル吸収材料（６）と、膨潤するヒドロゲル吸収材料（６）を収容するスペースを形成する間隔を置いた結合点（９）で第１繊維層（１）と第２繊維層（２）を一体的に結合する熱可塑性材料（７）とを有し、第１繊維層（１）と第２繊維層（２）は、中間層（５）の側方を越えて延びる長手方向縁部（８）を有し、第１繊維層（１）と第２繊維層（２）は、長手方向縁部（８）を線状接着剤（10）により一体的に結合されることを特徴とする層状吸収構造体。
【請求項２】
第１層及び第２層（1,2）は、20g/m2と150g/m2との間の基礎重量を有することを特徴とする請求項１に記載の層状吸収構造体。
【請求項３】
ヒドロゲル吸収材料（６）の量は、30g/m2と150g/m2の間であることを特徴とする請求項１または２に記載の層状吸収構造体。
【請求項４】
熱可塑性材料（７）は、ポリマー有機材料であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の層状吸収構造体。
【請求項５】
熱可塑性材料（７）の量は、5g/m2と30g/m2の間であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の層状吸収構造体。
【請求項６】
熱可塑性材料（７）は、こまかく分割された材料の形態であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の層状吸収構造体。
【請求項７】
熱可塑性材料（７）は、少なくとも25g/10分のメルトインデックスを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の層状吸収構造体。
【請求項８】
20g/m2と150g/m2の間の基礎重量を有する繊維材料の第１層及び第２層（1,2）と、第１繊維層（１）と第２繊維層（２）の間に配置された中間層（５）とを備え、第１繊維層（１）と第２繊維層（２）の少なくとも一方は液体透過性であり、第１繊維層（１）と第２繊維層（２）は、中間層（５）の側方を越えて延びる長手方向縁部（８）を有し、中間層（５）は、30g/m2と150g/m2との間の量のヒドロゲル吸収材料（６）の粒子と、5g/m2と30g/m2との間の量の細かく分割された熱可塑性ポリマー有機材料（７）との混合体を有し、熱可塑性ポリマー有機材料（７）は、少なくとも25g/10分のメルトインデックスを有し、中間層（５）は、第１繊維層（１）と第２繊維層（２）の間に膨潤するヒドロゲル吸収材料を収容するスペースを形成する間隔を置いた結合点（９）で第１繊維層（１）と第２繊維層（２）に結合され、第１繊維層（１）と第２繊維層（２）は、長手方向縁部（８）を線状接着剤（10）によって結合されることを特徴とする層状吸収構造体。
【請求項９】
層状吸収構造体は、ほぼ矩形であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の層状吸収構造体。
【請求項１０】
各対の繊維材料層の間に中間層を有する３層以上の繊維材料層を有し、中間層は、ヒドロゲル吸収材料（６）と細かく分割された熱可塑性材料（７）の混合体を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の層状吸収構造体。
【請求項１１】
第１層及び第２層（1,2）は、短いセルロース繊維の乾燥層を有することを特徴とする請求項１乃至10のいずれか１項に記載の層状吸収構造体。
【請求項１２】
第１層及び第２層（1,2）は、異なる材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至11のいずれか１項に記載の層状吸収構造体。
【請求項１３】
熱可塑性材料（７）は、少なくとも40g/10分のメルトインデックスを有することを特徴とする請求項１乃至12のいずれか１項に記載の層状吸収構造体。
【請求項１４】
熱可塑性材料（７）は、高温溶融固体粒子の形態であることを特徴とする請求項１乃至13のいずれか１項に記載の層状吸収構造体。
【請求項１５】
熱可塑性材料（７）は、ポリエチレンベースであることを特徴とする請求項１乃至14のいずれか１項に記載の層状吸収構造体。
【請求項１６】
熱可塑性材料（７）は、最大寸法が400ミクロンのポリエチレン粒子で5g/m2と15g/m2の間の量であることを特徴とする請求項1,8または15に記載の層状吸収構造体。
【請求項１７】
線状接着剤は、高温溶融接着剤の連続ラインであることを特徴とする請求項１または８に記載の層状吸収構造体。
【請求項１８】
厚さが3mm以下であることを特徴とする請求項１乃至17のいずれか１項に記載の層状吸収構造体。
【請求項１９】
上側液体透過性層（15）と下側液体不透過性層（28）との間に配置された請求項１乃至18のいずれか１項に記載の層状吸収構造体を有することを特徴とする使い捨て吸収材製品。
【請求項２０】
厚さが4mm以下の衛生タオルの形態であることを特徴とする請求項19に記載の使い捨て吸収材製品。
【請求項２１】
繊維材料の第１層（１）を準備する工程と、
第１層（１）の各長手方向縁部（８）に沿って接触できる幅の繊維材料の第２層（２）を準備する工程と、
第１層（１）の上にヒドロゲル吸収材料（６）の粒子と細かく分割された熱可塑性材料（７）の混合体を第１層（１）の長手方向縁部（８）が残るように配分する工程と、
第１層（１）の長手方向縁部（８）に線状接着剤（10）を設ける工程と、熱可塑性材料（７）を溶融し、第１層（１）と第２層（２）の間に膨潤するヒドロゲル吸収材料を収容するスペースを形成する間隔を置いた結合点（９）を形成するように加熱及び加圧し、第１層（１）と第２層（２）を長手方向縁部（８）に沿って線状接着剤（10）で一体的に結合し、第１層（１）と中間層（５）と第２層（２）を層状に結合する工程とを有することを特徴とする層状吸収構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、ヒドロゲル吸収材料の粒子を有する繊維層によって構成された層状吸収材に関する。
この構造体は衛生タオル、衣服、幼児用おしめ等のような使い捨て吸収材の吸収部材として使用される。
使い捨て吸収材は公知であり、これらは体液を吸収し、保持するための吸収部材を有し、吸収部材は、漏れを防止するために液体を迅速に獲得してそれを内側に配分し、使用時の正常な圧力を受けるときに流体を保持する良好な容積を有しなければならない。
例えば、セルロース繊維のパッド、ワッディング層等のような親水性の材料から製造された吸収部材は、それらの液体吸収性速度として満足のゆく特性を有し、それらの内部に液体を有効に配分することができるが、使用中に、正常な圧力を受けたときに保持性の観点から非常に非能率的である。
吸収部材の吸収性及び保持性を増大するため親水性繊維と組み合わされたヒドロゲル吸収材の使用は、公知である。
超吸収性材として知られているヒドロゲル吸収材は、膨張し、大量の液体、特に水等また体液を吸収することができる。
また、それらは中間の圧力によっても流体を保持する特定の特性を有し、この特性による使い捨て吸収材用の吸収部材における使用が幾度か提案されて来た。
しかしながら、超吸収材の高吸収容量は、同様の迅速な吸収性とは組合わさせられず、これは、これらの物質を組み込んだ吸収材の性能に悪影響を及ぼす。
事実、超吸収材は、「ゲルブロック」として定義される現象を引き起こし、超吸収材の粒子が液体と接触したときに、その外面は液体を吸収し始め、膨張し液体の粒子それ自身への伝達を妨害する。さらに、液体は非常に遅い拡散機構によってのみ粒子の乾燥コアに浸透する。
この現象は、超吸収材物質の大きな吸収性能によって行われる完全な使用を防止する。
超吸収材のタイプ及び吸収材の形状及び大きさを考慮することを除外した場合に、「ゲルブロック」は、吸収構造体内で超吸収材粒子の凝集が行われることによって促進され、これは、粒子が乾燥している使用前、または使用中、粒子が液体を吸収し膨張し始めるときに生じる。
多くの場合、ヒドロゲル吸収材料を使用することによって、与えられた吸収性能に関して少ない親水性繊維を含み、繊維のみで製造された従来の吸収部材より寸法、特に幅が小さい吸収部材を製造することができる。
この構造体は、ヒドロゲル吸収材料の繊維及び粒子が別になった通常、非常に薄い重複層に重ねられて配置されている。
繊維材料が１つまたはそれ以上のワッディング、吸収紙又は不繊布であり、ヒドロゲル吸収材の粒子が種々の方法でこの構造体に組み込まれている多くのこのタイプの層状の吸収構造体の特定の形態は、この技術分野で知られている。
乾燥して形成された層状の構造体において、少なくとも２つの繊維層は、繊維とそれらの間のヒドロゲル吸収材料の粒子との間のからみ合いによって一緒に結合された少なくとも２つの繊維層は一緒に結合された繊維層によって所定の位置に保持され、繊維層の間のさらによい接続は、この層をエンボス加工することによって達成することができ、これは層の間のわずかな相対的なすべりを生じることによって繊維が相互にからみつくことを促進する。このタイプの解決策は、米国特許第4578068号に開示されている。繊維間の結合は、粘着性であり、繊維層の間の接着剤として作用するヒドロゲル吸収材によって主に達成される。
いずれの場合にも、構造体は、非常に安定して繊維層が例えば、それらの縁部に沿って分かれており、粒子が含まれている表面の間の層の表面の間を自由に活動するヒドロゲル吸収材料を残してはいない。ヒドロゲル吸収の吸収材の粒子は、局所的に濃縮され、それによって使用中の「ゲルブロッキング」現象を促進して悪化させ、構造体の縁部から漏れ出して構造体の吸収性能を減少させる。
層状の吸収構造体の形成に対する他の解決策は、高温の溶融タイプの接着剤の使用を行い、この接着剤は、２つの層を一緒に結合してそれらの間の超吸収材の粒子を同時に固定する２重の目的を有する。
しかしながら、接着剤の使用は、接着剤を適用する繊維層及び接着剤に接触する超吸収材粒子の双方の吸収特性に影響を与える。
従って、通常、過剰な量の接着剤を使用すること及び層状の構造体の縁部からの超吸収材の損失の可能性を完全になくす必要はない。
この理由において、前述したタイプの層状吸収構造体は、それらが組み込まれる吸収材の製造ラインで直接形成される。なぜならば、半完成品としてそれらを独立して製造するには不都合であるからである。
これらの縁部に沿って吸収材料の損失が生じる問題は、これまで述べたすべての層状構造体に共通しており、公知の製品において種々の方法において解決されている。これらの種々の方法は、例えば、他の部材を追加することを含む、ワッディング層で構造体を完全に包囲することによって、また中央の長手方向のストリップ上にのみ接着剤及び超吸収材を配分して、次に一部が長手方向の軸線上にほぼ重複するように２つの側部を折り曲げる繊維材料の１つの層を使用することである。
この解決方法は、部材を追加することなく構造体の縁部からヒドロゲル吸収材の損失が生じる問題を解決するが、異なる層を２つの繊維層について使用することを不可能にする。さらに、完成した製品と同じ幅の２つの層を重ねることを必要とする場合よりも大量の材料を使用する。
従って、薄い層状の間の吸収構造体を提供する問題は残り、この構造体は、それを形成する種々の層を一緒に接続する上述したような不都合を有さず、好ましくは、薄く軽い構造体を生じるように材料の量を低減する問題が残る。
本発明の目的は、使い捨て吸収材において使用するヒドロゲル、吸収材料を含む薄い層状の吸収構造体の吸収及び安定特性を改良することである。
本発明によれば、この目的は次の請求の範囲で述べる特別の構造体を有する薄い層状の吸収構造体によって達成される。
本発明の他の主題はその構造体を有する品目並びにその製造方法である。
要するに、本発明は少なくとも２つの繊維層によって形成され、それらの間にヒドロゲルの粒子の層と、吸収材料とを有し、２つの繊維層は、ヒドロゲルが配分され、それと混合された熱可塑性、ポリマー有機性材料によって、及び構造体の長手方向の縁部に沿って配置された接着剤の２つのラインによって一緒に接続されている。
本発明の他の特性及び利点は図面を参照して行われる説明から明らかになる。
図１は、２つの層の内一方が、一部が持ち上げられている、本発明によって形成された薄い層状の吸収構造体の斜視図である。
図２は、図１の線  −  で切った薄い層状の吸収材の断面図である。
図３は、ロール状に巻かれた本発明の薄い層状の吸収構造体の連続ストリップの斜視図である。
図４は、薄い層状の吸収構造体の他の構成の連続ストリップの平面図である。
図５は、本発明による薄い層状の吸収構造体を製造する装置の概略図である。
図６は、吸収部材として本発明による薄い層状の吸収構造体を使用する使い捨て整理用タオルの平面図である。
本発明の薄い層状の吸収構造体を使い捨て吸収材と共に使用することに関連してここに説明する。この品物は身体に直接接触するように使用者によって着用され、それらの目的は、体液を吸収することであり、一回使用した後にそれを放棄することである。
図１及び図２は、本発明による薄い層状の吸収構造体の好ましい形態を示す。図２において、層の一方は、その構造体をさらにはっきりと示すために一部が持ち上げられている。
図１において、同じ幅の２つの連続したストリップの形態の第１の層１と、第２の層２とを区別することができ、これらは、各長手方向の縁部が一致するように重複されている。繊維状の層は、例えば紙、ワッディングまたは不繊布のような種々の材料から製造され、それらは、20g/m2と150g/m2との間の基礎重量を有する短いセルロース繊維の英国で一般に「エアレイド」と称される乾燥形成層から製造されることが好ましい。２つの繊維層１と２の間には、ヒドロゲル吸収材６の粒子と、熱可塑性ポリマー有機性材料７の粒子との混合体から製造される中間層５がある。中間層５の幅は、２つの外側の繊維層の幅未満であり、２つの外側の繊維層は、それらの各長手方向の縁部３及び４で２つの長手方向の縁部部分８を形成する中間層５を側方に越えている。２つの外側の繊維層１及び２は、中央領域で結合されており、この中央領域では、中間層５が、ヒドロゲル吸収材の粒子６と混合された中間層５に提示された熱可塑性、ポリマー有機性材料後に粒子７を溶融するために熱及び中間圧力を加えることによって形成される。図１の線AA′で切られた吸収構造体の断面である図２においてよく分かるように、繊維層１及び２の間の結合は、熱溶融ポリマー有機性材料の個々の粒子７の溶融によって発生する分かれた間隔を開けた点に形成され、それが溶けるときに、ポリマー材料は、２つの隣接した層１及び２の繊維を一緒に結合する。
実際には、ヒドロゲル吸収材料の粒子６は、高温の溶融ポリマー材料の粒子の溶融によって非常に境界的な範囲のみで影響され、それに実質的に結合点されないで２つの繊維層の間に補足されて残り、それらに直接接触した非吸収性材料の存在によって最小限の影響を受けるだけである。
さらに、結合点の全体の表面積は、繊維層１及び２の表面積の小さい部分を占め、その吸収特性はほとんど変化しないまま残る。
また接着剤の２つの連続ライン10は、２つの繊維層の重複縁部３及び４に対応し、繊維層自身の間を補強する層状構造体の長手方向の縁部からヒドロゲル吸収材料６の粒子が逃げる可能性をなくすように、２つの外側の繊維層１及び２つの長手方向縁部領域８の中間層５の２つの側縁に適用される。
粒子６の形態で配分されることが好ましいヒドロゲル材料は、すべて従来技術から公知であるクロスリンクポリマーのような無機性または有機性物質から製造される。
個々の粒子の最も小さい寸法の平均重量として与えられる粒子６の平均寸法は、100ミクロンと800ミクロンとの間である。
熱可塑性ポリマー有機性材料７と共に中間層５を形成するために配分されたヒドロゲル吸収材料の量は、30g/m2と150g/m2との間である。
分割された熱可塑性ポリマー有機性材料は、２つの層の繊維の間に分かれるように間隔を置いた結合点９を溶融して形成することによって２つの繊維層１及び２を結合する目的を有する。
この目的のために、ヒドロゲル吸収材料に配分され混合された熱可塑性ポリマー有機性材料の量は、5g/m2と30g/m2との間である。
熱可塑性、ポリマー性有機性材料は、層状構造体、特に繊維層及びヒドロゲル、吸収材料の特性を干渉しないような温度で溶融し、それは繊維の間の結合を迅速に形成するような流体特性を有しなければならない。要するに、それが溶けたときに、熱可塑性ポリマー有機性材料の個々の粒子を２つの繊維層に属する繊維に相互に浸透させ、それが次に設定されたときに、２つの相１及び２の間に１つの結合点を形成する。
これらの好ましい特性は、少なくとも25g/10分、好ましくは少なくとも40g/10分、さらに好ましくは、少なくとも60g/10分の状態で190/2.16の下でASTM方法D1238−85によって評価される熔融流インデックス（M.F.I）を有する熱可塑性、ポリマー性有機性材料７によって達成される。
もし層１及び２がエアレイド短セルロース繊維材料からつくられるならば、約50g/10分の熔融流インデックスで5g/m2及び15g/m2との間で配分された量を特徴とする約400ミクロンの最大寸法を有する高密度のポリエチレンの粒子から構成された熱可塑性ポリマー有機性材料を使用することが特に好ましい。
典型的には疎水性であるポリエチレンとセルロース繊維の間の非互換性であることによる明らかな矛盾は有利に働くことが分かった。事実、それは構造体の加熱中に溶融ポリエチレン粒子が熔融流インデックスに関して表された所望の特性によって２つの隣接した層に属するセルロース繊維を迅速に組み込むことができるが、繊維の塊にさらに浸透することはなく、層の間で分かれた、よく規定された結合点を形成し、例えば吸収容量に関する構造体の特性に関するポリエチレンの影響は、最大限まで制限される。
また、本発明の薄い層状の吸収構造体は、２つの異なる繊維層からつくられ、ヒドロゲル吸収性材料の粒子と熱可塑性ポリマー有機性材料の粒子との混合体によって形成される１つの中間層より多い２つの繊維層以上から構成される。
多くの場合において、中間層を形成する粒子材料が構造体の長手方向の縁部から逃げることを防止する、長手方向の縁部部分に繊維層の間に配置された接着剤の連続ラインによって、構造体は別に製造され、それぞれ収容される、例えば、図３に示すロール１の形態に巻かれた連続的なストリップとしての方がさらに有利であり、このロールは、構造体を吸収部材として組み込む、使い捨て吸収性物品について、例えば衛生タオルの生産ラインで使用される。
図４に示す他の構成において、本発明の薄い層状の吸収構造体は、特に広く、接着剤10の連続ラインを側方に越えて伸びている長手方向の縁部分８′を有し、薄い層状の吸収構造体は、形成吸収材に組み込むことができ、重なった繊維層から形成された貝状部13に沿った中間層を構成する材料を放棄することなく、参照符号12で切断線に沿ってそれ自身を形成することができる。
図５は、本発明による薄い層状の吸収構造体を生産する方法の簡単な図面である。
リール14,15は各連続ストリップの形態で同じ材料または異なる材料から製造された第１及び第２の繊維層１及び２を供給し、ヒドロゲル吸収材料の容器によって、また熱可塑性、ポリマー性、有機材料の容器18によって供給されるミキサ／ディスペンサ16は、第１の繊維層１の表面に中間層５を形成する。１つのみが図５において見ることができる２つの押出機19は中間層５の２つの側で、第１の繊維層１の長手方向縁部部分で例えば、高温溶融タイプの接着剤の２つの連続ライン10を形成する。
第１の繊維層１及び中間層５は、例えば放射加熱部材20によってポリマー有機性材料７の粒子を溶融するように加熱される。第２の繊維層２は、第１の繊維層１及び中間層５に重さねられ、構造体を形成するために組み合わされた３つの層は、ポリマー有機性材料７及び接着剤10の２つの連続ラインによって２つの繊維層１及び２つの接着を形成する２つのロール21及び22の間にそれを通過させることによって構造体に中間圧力を加えて結合する。２つのロール21及び22の内少なくとも１つの外面は、例えば、シリコンゴムの層でカバーすることによって弾性を与えることが好ましい。
最後に、薄い層状の吸収構造体は、連続ストリップの形態でリール23に集められる。
本発明によって形成された薄い層状の吸収構造体を使用する図６に示す使い捨て衛生タオル24を非制限的な例によって説明する。
タオル24は、成形タイプであり、0.350mmの厚さ及び24.0g/m2の重量の有孔ポリエチレンフィルムでつくられた上方の液体透過性層25と、ウオータージェットによってからみ合わされたカード加工されたレーヨン（67％）及びポリエステル（33％）の0.007mmの厚さ及び50g/m2の重量の不繊布によって形成された物質26と、本発明による薄い層状の吸収構造体によって形成された吸収部材27と、ポリエチレンフィルムによって形成された液体不透過性である、0.025mmの厚さ及び24.0g/m2の重量の下層28とによって構成される。
丸い端部を有するほぼ矩形の吸収部材27は、長さが220mm、幅が65mm、全体の厚さが1.030mm及び重量が176.0g/m2である。
吸収部材27を構成する薄い層状の吸収構造体は、各々が55g/m2の重量及びヒドロゲルの粒子の中間層とを有する、２つの外側の乾燥形成された（エアレイド）短いセルロース繊維層と、配分された量が50g/m2である300ミクロンと500ミクロンとの間の平均寸法の粒状のポリアクリレートによって構成される吸収材と、配分された量が10g/m2である、約50g/10分のM.F.Iを有する約400ミクロンの最大寸法の粒子の高密度のポリエチレンによって形成された熱可塑性ポリマー性有機材料の粒子とからなる。接着剤の２つの連続ラインは、約2mmの幅の高温接着剤の２つのラインによって構成される。
衛生タオルの薄い層状の吸収構造体は、液体を保持し、吸収するためにその吸収性の観点から、また製造する部材の安定性の観点の双方の観点から、制限された使用試験においてよく性能を発揮した。
一般的には、本発明による原理が同じである構造体の詳細は、本発明の範囲から逸脱することなく図示説明したものから広範に変化することができる。特に、繊維層を上述したように結合するためにヒドロゲル、吸収材料及び熱可塑性材料の混合物を有する中間層を包囲する繊維層の複数の対を形成する２層以上の繊維材料がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図５】
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