(57)【要約】本発明は、Ｚ方向に配向された繊維のウェブを含む新しい構造の複合材料を提供する。ウェブは、大きな割合の超吸収性繊維を含む必要があり、繊維の残分は、合成繊維又は天然繊維とすることができる。バインダ繊維が存在し、１０重量パーセントと４５重量パーセントの間、より特定すると約３０重量パーセントの量で存在する必要がある。ポリエチレン／ポリプロピレンの並列型２成分繊維又はシース／コア型２成分繊維は、この目的のために特に好適である。ウェブの湿潤性を制御するために、親水性の天然繊維又は合成繊維をウェブに追加することもできる。パルプ、綿、及びレーヨンは、この目的のために適しており、０重量パーセントと４０重量パーセントの間、より特定すると約２０重量パーセントから約重量３０パーセントの量で存在することができる。これらの材料は、おむつ、トレーニングパンツ、失禁用製品、包帯、及び生理用ナプキンといったパーソナルケア製品に用いるのに適している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｚ方向に配向されたウェブ内に、少なくとも４０重量パーセントの量の超吸収性繊維と、１０重量パーセントから６０重量パーセントの間の量のバインダとを含むことを特徴とするパーソナルケア製品用不織材料。
【請求項２】
更に、前記バインダは、合成２成分繊維であることを特徴とする請求項１の不織材料。
【請求項３】
最大４０重量パーセントの量の天然繊維を更に含むことを特徴とする請求項２の不織材料。
【請求項４】
ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリエチレンテレフタレート、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される合成重合体繊維を更に含むことを特徴とする請求項３の不織材料。
【請求項５】
請求項３の材料を含むことを特徴とするおむつ。
【請求項６】
請求項３の材料を含むことを特徴とするトレーニングパンツ。
【請求項７】
請求項３の材料を含むことを特徴とする失禁用製品。
【請求項８】
請求項３の材料を含むことを特徴とする包帯。
【請求項９】
請求項３の材料を含むことを特徴とする生理用ナプキン。
【請求項１０】
Ｚ方向に配向されたウェブ内に、少なくとも５０重量パーセントの量の超吸収性繊維と、少なくとも２０重量パーセントの量のポリプロピレン／ポリエチレン２成分繊維とを含むことを特徴とするパーソナルケア製品用不織材料。
【請求項１１】
親水性の天然繊維を更に含むことを特徴とする請求項１０の不織材料。
【請求項１２】
前記天然繊維は、綿、パルプ、及びレーヨンからなる群から選択されることを特徴とする請求項１１の不織材料。
【請求項１３】
請求項１２の材料を含むことを特徴とするおむつ。
【請求項１４】
請求項１２の材料を含むことを特徴とするトレーニングパンツ。
【請求項１５】
請求項１２の材料を含むことを特徴とする失禁用製品。
【請求項１６】
請求項１２の材料を含むことを特徴とする包帯。
【請求項１７】
請求項１２の材料を含むことを特徴とする生理用ナプキン。
【請求項１８】
Ｚ方向に配向されたウェブ内に、少なくとも６０重量パーセントの量の超吸収性繊維と、約３０重量パーセントの量のポリプロピレン／ポリエチレン２成分繊維と、レーヨン繊維とを含むことを特徴とするパーソナルケア製品用不織材料。
【請求項１９】
５０パーセント飽和において少なくとも７ｃｃ／ｓの取込み速度及び少なくとも４ｇ／ｇの保持容量を有する、Ｚ方向に配向されたウェブを含むことを特徴とするパーソナルケア製品用不織材料。
【請求項２０】
５０パーセント飽和において少なくとも８ｃｃ／ｓの取込み速度及び少なくとも６ｇ／ｇの保持容量を有することを特徴とする請求項１９による不織材料。
【請求項２１】
５０パーセント飽和において少なくとも８ｃｃ／ｓの取込み速度及び少なくとも１０ｇ／ｇの保持容量を有することを特徴とする請求項１９による不織材料。
【請求項２２】
Ｚ方向に配向されたウェブ内に、少なくとも５０重量パーセントの量の超吸収性繊維と、少なくとも２０重量パーセントの量のポリプロピレン／ポリエチレン２成分繊維とを含むパーソナルケア製品用不織材料であって、前記ウェブは、５０パーセント飽和において少なくとも７ｃｃ／ｓの取込み速度及び少なくとも４ｇ／ｇの保持容量を有することを特徴とするパーソナルケア製品用不織材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としておむつ、トレーニングパンツ、水着、吸収性アンダーパンツ、成人失禁用製品、及び女性用衛生製品のようなパーソナルケア製品用に形成された材料に関する。この材料は、例えば、包帯及び創傷被覆材、授乳パッド、獣医及び埋葬用途のような他の用途にも有用である。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルケア物品の分野において認められる問題の１つは、高い取込み速度と高い保持容量との組み合わせの問題である。取込み速度は、取込み速度が低いと液体流出につながる可能性があるので重要である。流出は、着用者の衣服又は寝具を汚す可能性がある。高い保持容量は、多量の液体を保持することができるように、特に、夜通し着用されることになる製品に対して重要である。高い値でこれらの特性の両方を有する組み合わせを達成するのは困難であった。明らかに、取込み速度は高いが保持容量が低い製品は、かなり定期的に廃棄して取り替える必要があり、着用者側に大きな費用と労力をもたらす。液体に対して高い保持容量を有するが取込み速度が非常に低い製品は、液体が製品によって吸収されず、結果的に衣服及び／又は寝具を汚すことになるので、同様に不十分である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本技術分野には依然として、液体を高速で取込むこと、及び非常に高い保持容量を有することができるパーソナルケア製品用の材料に対するニーズが存在する。この両特性の組み合わせは、製品の全体的な漏れ性能並びに顧客満足度を向上させることになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
先行技術が直面する前述の困難性及び問題点に対して、Ｚ方向に配向された繊維のウェブを含む新しい構造の複合材料が提供される。このウェブは、大きな割合の超吸収性繊維を含む必要があり、少なくとも４０重量パーセントで最大９０重量パーセント、より特定すると５０重量パーセントより大きく、更に特定すると６０重量パーセントより大きな割合である。繊維の残分は、合成繊維又は天然繊維とすることができる。合成繊維には、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリエチレンテレフタレート、及び２成分形態のこれらの組み合わせといった重合体繊維が含まれる。
【０００５】
ウェブの完全性を保つために有効量のバインダが用いられる。このバインダは、２成分繊維であるのが好ましく、１０重量パーセントと６０重量パーセントの間、より特定すると約２０重量パーセントから約５０重量パーセント、最も好ましくは、約３０重量パーセントの量で存在する必要がある。ポリエチレン／ポリプロピレンの並列型２成分繊維又はシース／コア型２成分繊維は、この目的に特に好適である。また、粉末形態及び液体形態のバインダも本発明に用いることができる。
【０００６】
ウェブの湿潤性を制御するために、親水性の天然繊維又は合成繊維をウェブに追加してもよい。パルプ、綿、及びレーヨンはこの目的に適しており、０重量パーセントから４０重量パーセント、より特定すると約２０重量パーセントから約３０重量パーセントの範囲とすることができる。
【０００７】
ＰＥＴ等の合成繊維を追加してウェブの弾力性を向上させ、取込み機能を強化することができる。所望であれば、それらは、１０重量パーセントから４０重量パーセント、より特定すると２０重量パーセントから３０重量パーセントの範囲とすることができる。
【０００８】
随意的に粒子状超吸収体をウェブに追加して、取込み機能を維持しながら保持容量を追加することもできる。米国ノースカロライナ州グリーンズバラ所在のＳｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ社から入手できるＦＡＶＯＲ（登録商標）ＳＸＭ８８０、及び米国ミシガン州ミッドランド所在のＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から入手できるＤｒｙｔｅｃｈ（登録商標）２０３５の超吸収体は２つの例である。
【０００９】
本発明の不織材料は、５０パーセント飽和において少なくとも７ｃｃ／ｓの取込み速度及び少なくとも４ｇ／ｇの保持容量、より特定すると少なくとも８ｃｃ／ｓの取込み速度及び少なくとも６ｇ／ｇの保持容量、更に特定すると少なくとも８ｃｃ／ｓの取込み速度及び少なくとも１０ｇ／ｇの保持容量を有する必要がある。
【００１０】
本発明の特定の実施形態は、Ｚ方向に配向されたウェブ内に、少なくとも５０重量パーセントの量の超吸収性繊維、約２０重量パーセントの量のポリプロピレン／ポリエチレン２成分繊維、及び天然繊維から作られたパーソナルケア製品用不織材料；Ｚ方向に配向されたウェブ内に、少なくとも６０重量パーセントの量の超吸収性繊維、約３０重量パーセントの量のポリプロピレン／ポリエチレン２成分繊維、及びレーヨン繊維から作られたパーソナルケア製品用不織材料；及びＺ方向に配向されたウェブ内に、少なくとも５０重量パーセントの量の超吸収性繊維、約２０重量パーセントの量のポリプロピレン／ポリエチレン２成分繊維、及び天然繊維から作られたパーソナルケア製品用不織材料を含み、ウェブは、５０パーセント飽和において少なくとも７ｃｃ／ｓの取込み速度及び少なくとも４ｇ／ｇの保持容量を有する。
【００１１】
これらの材料は、おむつ、トレーニングパンツ、失禁用製品、包帯、及び生理用ナプキン等のパーソナルケア製品に使用するのに適している。
【００１２】
定義
本明細書において使用する用語「不織布又は不織ウェブ」は、編地のように識別可能な方法ではなく、相互に重なり合っている個別の繊維又はスレッド構造を有するウェブを意味する。不織布又は不織ウェブは、例えば、メルトブロー法、スパンボンデット法、及びボンデッドカーデッドウェブ法等の多くの方法から形成される。不織布の秤量は、通常、材料の１平方ヤード当たりのオンス数（ｏｓｙ）又は１平方メートル当たりのグラム数（ｇｓｍ）で表され、有効繊維径は、通常、ミクロンで表される。（ｏｓｙからｇｓｍへの換算は、ｏｓｙに３３．９１を乗じることに留意されたい）
【００１３】
「スパンボンデッド繊維」とは、紡糸口金の複数の微細な毛管から溶融熱可塑性材料をフィラメントとして押し出すことにより形成される小径の繊維を指す。このような方法は、例えば、Ａｐｐｅｌ他に付与された米国特許第４，３４０，５６３号、及びＭａｔｓｕｋｉ他に付与された米国特許第３，８０２，８１７号に開示されている。また、繊維は、新規な形状の繊維を説明している、Ｈｏｇｌｅ他に付与された米国特許第５，２７７，９７６号に説明されているような形状を有することもできる。
【００１４】
「ボンデッドカーデッドウェブ」とは、短繊維を分離又は切り離して機械方向に揃えてほぼ機械方向に配向された繊維不織ウェブを形成する梳毛ユニット又は梳綿ユニットを経由して送られる短繊維から作られるウェブを指す。この材料は、点結合、通気結合、超音波結合、接着結合等を含む方法により互いに結合することができる。
【００１５】
「垂直に重ね合わされた」又は「Ｚ方向の布地」とは、繊維が布地の主平面（Ｘ−Ｙ）に対して垂直方向に配向された布地である。この主平面は、一般的にＭＤ−ＣＤ平面でもある。これは、クレープ加工のような後処理段階中とは対照的に、布地の形成中に繊維が主としてＺ方向に配向される布地を指す。そのような材料及び方法の例は、いずれも本出願人に譲渡されている、米国特許出願番号０９／５３８，７４４及び０９／５３７，５６４にそれぞれ対応するＰＣＴ公開番号ＷＯ００／６６０５７号及びＷＯ００／６６２８４号に見出すことができる。
【００１６】
「親水性」は、繊維と接触する水性液体により湿潤される繊維又は繊維の表面を説明するものである。従って、材料の湿潤度は、関与する液体及び材料の接触角並びに表面張力の観点から説明される。特定の繊維材料の湿潤性を測定するのに適する装置及び技術は、Ｃａｈｎ  ＳＦＡ−２２２  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｏｒｃｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ、又は実質的に同等のシステムにより提供されることができる。このシステムで測定した場合、９０°より小さい接触角を有する繊維は「湿潤性」又は親水性と呼び、一方、９０°以上の接触角を有する繊維は「非湿潤性」又は疎水性と呼ぶ。
【００１７】
本明細書において使用する通気結合又は「ＴＡＢ」は、高温空気が強制的にウェブを通過する、不織２成分繊維ウェブを結合する方法を意味する。空気の温度は、繊維を構成する重合体のうちの１つを溶融するのに十分な温度である。空気の速度は、通常、毎分１００フィートから５００フィート、滞留時間は６秒間とすることができる。重合体の溶融及び再凝固により結合がもたらされる。通気結合（ＴＡＢ）は、結合を実現するのに少なくとも１つの成分の溶融を必要とするため、通常、結合繊維のような２成分のウェブ又は接着剤を含むウェブに対しては制限される。通気結合装置において、１つの成分の溶融温度よりも高い温度及び別の成分の溶融温度より低い温度を有する空気は、囲繞フードからウェブを通って、ウェブを支持する穿孔ドラム内に導かれる。もしくは、通気結合装置は、空気が所定角度でウェブを通り抜けて導かれる平面配置としてもよい。２つの構成の作動状態は同様であり、主要な相違点は、結合中のウェブの幾何学的配置である。高温空気が溶融温度の低い方の重合体成分を溶融し、それによりフィラメント間の結合を形成してウェブを一体にする。
【００１８】
「パーソナルケア製品」は、おむつ、トレーニングパンツ、水着、吸収性パンツ、成人失禁用製品、包帯及び女性用衛生製品を意味する。それは、獣医用又は埋葬用製品を更に含むこともできる。
【００１９】
試験方法及び材料
秤量：
３インチ径（７．６ｃｍ）の円形試料を切り取り、はかりを用いて計量する。３インチ径の試料を得ることができない場合、小径のものを用いることができる。重量は、グラムで記録する。重量は試料の面積で除算する。５つの試料を測定して平均化する。
【００２０】
材料のキャリパ（厚さ）：
材料のキャリパは、厚さの尺度であり、ミリメートル単位でＳＴＡＲＲＥＴ（登録商標）バルクテスタを用いて０．０５ｐｓｉ（３．５ｇ／ｃｍ２）で測定する。試料は、４インチ×４インチ（１０．２ｃｍ×１０．２ｃｍ）の正方形に裁断し、５つの試料を試験して結果を平均する。
【００２１】
密度：
材料の密度は、１平方メートル当たりのグラム数（ｇｓｍ）で表される試料の単位面積当たり重量をミリメートル（ｍｍ）単位の材料のキャリパで除算することにより計算される。前述のように、キャリパは、０．０５ｐｓｉ（３．５ｇ／ｃｍ２）で測定する必要がある。測定結果には、０．００１を乗じて単位立方センチメートル（ｇ／ｃｃ）当たりのグラム値に換算する。５つの試料の合計値を求めて平均して密度値を得る。
【００２２】
取込み速度及び保持容量：
取込み速度は、試料６０を装置内に配置して、装置のシリンダの周りに２５０ｇの重量を均一に加えて試料６０を加圧し、３インチ径（７．６ｃｍ）の吸収性複合材料試料の重量を測定することにより求める。装置５０は、図４Ａ（側面図）及び４Ｂ（上面図）に示されており、中央部にシリンダ５２が取り付けられ、シリンダ５２の周りにおもり５６が配置されているＬＥＸＡＮ（登録商標）プレート５４を有する。プレート５４は、直径７６ｍｍ（３インチ）、厚さ５．５６ｍｍ（７／３２インチ）であり、中央部に２５．４ｍｍ（１インチ）の穴を有する。シリンダ５２は、内径２５．４ｍｍ、壁厚３．１８ｍｍ（１／８インチ）、高さ６９．９ｍｍ（２．７５インチ）である。装置５０は、おもり５６と装置５０の合計質量が２８９グラムになるように、３９グラムの質量体を有する。次に、１５ｇの０．９重量パーセント塩化ナトリウム溶液の液体放出を装置のシリンダを通して試料６０に加え、液体が試料内に移動する時間を記録する。１５ｇの全投入量を取込み時間で除算して取込み速度を求める。
【００２３】
各々の試料に対して取込み試験を３回繰り返し、全部で４５ｇの塩化ナトリウム溶液の放出を試料に加える。放出と放出の間は約１５分の余裕をみておく。取込み速度の計算は毎回同じである。試験が終わると、試料の飽和試験を行い、全飽和保持容量を求める。
【００２４】
液体飽和保持能力は、以下のようにして求める。試験材料の重さを測定し、標準状態、即ち温度２２．２°Ｃ、相対湿度５０パーセント、圧力７６０ｍｍＨｇにおいて、過剰量の０．９ｗｔ％塩化ナトリウム水溶液に浸漬させる。試験材料は、約２０分間浸漬したままにする。２０分間の浸漬後に材料４５を取り出して、図５に示すような、真空源４３に接続された６．３５ｍｍ径（０．２５インチ）の開口を備え、１００メッシュスクリーン４２で覆われた上面４１を有し、更に可撓性のゴム製ダム材４４で覆われた真空装置４０上に材料４５を置く。真空装置は、約６９８ｍｍＨｇ（１平方インチ当たり１３．５ポンド）で約３分間真空引きする。次に、試験材料を装置から取り外して重さを測定する。試験材料の保持液体量は、材料の湿潤重量（真空付与後）から材料の乾燥重量を差し引き、試験液体の密度を用いて重量をミリメートルに変換することで求め、保持液体のミリメートルによる液体飽和保持能力として記録する。相対的な比較のために、保持液体重量（真空付与後の湿潤重量−乾燥重量）を材料３１の重量で除算して、単位グラム当たりの試験材料に保持された液体のグラムによる固有液体飽和保持能力を示すことができる。
【００２５】
取込み速度は飽和の関数で変化するので、データは、一般的な基準セットに標準化する必要がある。複合材料の飽和能力を用いて、各々の放出に関する試料の飽和パーセントを求める。例えば、１５ｇの放出で４５ｇの飽和能力は、３３パーセントの飽和をもたらす。飽和パーセントの関数として吸収性複合材料の取込み速度をグラフ化する。対照の取込み速度をグラフ化するために用いる飽和パーセント値は、放出開始時の飽和と終了時の飽和の間の平均値である。５０パーセント複合材料飽和レベルでの有効取込み速度を補間する。最終段階は、５０パーセント複合材料飽和での取込み速度に対する吸収性複合材料の保持容量のグラフを作成する段階である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明のウェブには、超吸収性繊維、バインダ、及び随意的に設計者の目的を達成するために必要となる場合がある追加の繊維や粒子状超吸収体が含まれる。追加の繊維には、合成繊維及び天然繊維が含まれる。
【００２７】
合成繊維には、ポリアミド、ポリエステル、レーヨン、ポリオレフィン、アクリル、ライオセル再生セルロース（レーヨン）、及び当業者には公知の超吸収体ではない任意の他の適切な合成繊維から作られたものが含まれる。合成繊維は、製品が分解するようにコズモトロープを含むことができる。これらの繊維は、ウェブに使用して、ウェブ内に液体通過用のより多くの空隙を形成するためにウェブの嵩高を増大させることができる。
【００２８】
本発明の実施に用いられる布地は、パルプ及び綿のような親水性天然繊維を有することができる。これらの繊維は、レーヨン等のやはり親水性のある合成繊維と同様に、ウェブの全体的な湿潤性を制御する目的で本発明の実施に適している。
【００２９】
含有物として好ましいバインダ繊維は、ポリオレフィン繊維のような比較的融点が低い繊維である。熱を加えると、低融点重合体は、繊維の交差点において布地を１つに結合することができる。更に、結合繊維及び２成分繊維のような低融点重合体を有する異成分から成る繊維は、本発明の実施に適している。低融点重合体を有する繊維は一般に「可溶性繊維」と呼ばれる。「低融点重合体」は、約１７５°Ｃより低い融点を有するものを意味する。吸収性ウェブの生地は、重合体の溶融性及び急冷性を選択することで柔らかいものから硬いものへ改質できることに留意されたい。
【００３０】
例示的な不溶性バインダ繊維には、ポリオレフィン、ポリアミド、及びポリエステルの結合繊維が含まれる。３つの適切なバインダ繊維は、両方ともポリオレフィンシースを有するＴ−２５５及びＴ−２５６の商品名でＫｏＳａ社（米国ノースカロライナ州シャーロット所在）から入手できるシースコア型結合繊維、又は低融点コポリエステル（Ｃｏ−ＰＥＴ）シースを有するＴ−２５４の商品名でＫｏＳａ社（米国ノースカロライナ州シャーロット所在）から入手できるシースコア型結合繊維である。当業者には多数の適切な不溶性バインダ繊維が知られており、日本国滋賀県守山市所在のチッソ社守山工場及び米国デラウェア州ウィルミントン所在のＦｉｂｅｒｖｉｓｉｏｎｓ社のような多くの製造業者から入手できる。一般的な２成分バインダ繊維は、並列型ポリエチレン／ポリプロピレン繊維又はシース／コア型ポリエチレン／ポリプロピレン繊維である。
【００３１】
本発明で有用な超吸収体繊維は、化学構造に基づく各部類から選択することができる。これらには、低ゲル強度の超吸収体、高ゲル強度の超吸収体、表面架橋超吸収体、均一架橋超吸収体、又は構造全体にわたって多様な架橋密度を有する超吸収体が含まれる。超吸収体は、限定されるものではないが、アクリル酸、イソブチレン／無水マレイン酸、ポリエチレンオキシド、カルボキシ・メチルセルロース、ポリビニールピロリドン、及びポリビニールアルコールを含む化学物質をベースとすることができる。超吸収体は、低速から高速の範囲にすることができ、種々の長さ及び直径サイズ並びに配分とすることができる。超吸収体は、種々の中和度とすることができる。中和は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａのような対イオンの使用により発生する。
【００３２】
例示的な超吸収体繊維は、カナダ国アルバータ州ハイリバー所在のＣａｍｅｌｏｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から入手したＦＩＢＥＲＤＲＩ（登録商標）１２４１である。ＦＩＢＥＲＤＲＩ（登録商標）１１６１も利用できる。繊維性超吸収体の別の例は、英国グリムズビー所在のＴｅｃｈｎｉｃａｌ  Ａｂｓｏｒｂｅｎｔｓ社から入手したＯＡＳＩＳ（登録商標）１０１、ＯＡＳＩＳ（登録商標）１０２、及びＯＡＳＩＳ（登録商標）１１１である。本明細書に記載されていない別の繊維性超吸収体も、本発明に有用とすることができる。
【００３３】
粒子状超吸収体を追加して吸収性複合材料の保持容量を高めることもできる。そのような超吸収体の例には、米国ノースカロライナ州グリーンズバラ所在のＳｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ社のＦＡＶＯＲ（登録商標）ＳＸＭ８８０、及び米国ミシガン州ミッドランド所在のＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社のＤｒｙＴｅｃｈ（登録商標）２０３５が含まれる。本明細書に記載されない他の種類の粒子状超吸収体も本発明に有用とすることができる。このような繊維性構造を生成する１つの方法は、米国ノースカロライナ州シャーロット所在のＡＱＦ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社に譲渡された、２０００年２月１５日発行のＧｒｏｅｇｅｒ他の米国特許第６，０２４，８１３号に説明されており、本方法は、短繊維のウェブをカーディングする段階と、その中に粒子状物質を分配する段階とを含む。利用可能な別の方法は、Ｋｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ  Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ社に譲渡された、１９９８年１２月９日出願のＶａｒｏｎａ他の米国特許出願番号０９／２０９，０４４に教示されている。
【００３４】
ウェブ内の繊維のＺ方向配向は、高い取込み速度を可能にするために重要である。理論に縛られたくはないが、ウェブ内の繊維の端部に接触状態になる液体は、ウェブ内にすばやく吸収され、構造体を下方に移動すると考えられる。また、一般的に繊維のＺ方向配向によりもたらされる低ウェブ密度は、間隙空間内の超吸収体が液体を吸収して効果的に膨張するための十分な自由度を与える。
【００３５】
いくつかの方法は、Ｚ方向に配向されたウェブを生成するのに利用可能である。Ｚ方向に配向された繊維ウェブを生成するのに特に適した方法は、１９９７年１０月発行の雑誌「Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ」の７４頁のＫｒｅｍａ、Ｊｉｒｓａｋ、Ｈａｎｕｓ及びＳａｕｎｄｅｒｓによる論文「Ｗｈａｔ’ｓ  Ｎｅｗ  ｉｎ  Ｈｉｇｈｌｏｆｔ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ？」、及び１９９５年５月１５日に発行されたＣｚｅｃｈの特許第２３５４９４号「Ｆｉｂｒｅ  Ｌａｙｅｒ, Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｉｔｓ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  ｆｏｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｆｉｂｒｅ  Ｌａｙｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ」並びに１９８９年４月１４日に発行された特許第２６３０７５号「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｖｏｌｕｍｉｎｏｕｓ  Ｂｏｎｄｅｄ  Ｔｅｘｔｉｌｅｓ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ」に見出すことができる。図１及び図２に説明する振動ラッピング装置（図１）及び回転ラッピング装置（図２）は、米国ジョージア州ドールトン所在のＧｅｏｒｇｉａ  Ｔｅｘｔｉｌｅ  Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ社、及びチェコ共和国所在のＳＴＲＵＴＯ社から入手できる。
【００３６】
図１において、振動ラッピング装置は、アーム１４に取り付けられた往復コーム３を有し、アーム１４は第１のベルクランク機構１２によって駆動される。第１のベルクランク機構１２の駆動ギアは、第２のベルクランク機構１３の駆動ギアと噛み合い、第２のベルクランク機構１３は、押さえ棒４（好ましくは一連のニードルを組み込む）の往復運動を引き起こす。ウェブがコンベヤベルト７上に案内されると、コーム３及び押さえ棒４は、ベルクランク機構により交互に駆動されウェブ１と係合及び非係合状態になり、コーム３は、ウェブ１にプリーツを形成し、押さえ棒４は、ガイドボード６に沿ってウェブ１を押し、ワイヤガイド５とコンベヤベルト７との間でプリーツを押圧する。これによりプリーツウェブ２が形成され、図示の振動垂直ラッピング装置から供給される。コンベヤベルト７は、プリーツ繊維ウェブ２を、典型的には熱的又は機械的に機能する結合装置８に搬送する。
【００３７】
図２に示す回転ラッピング装置は、カーデッドウェブ１を供給ディスク１０と供給パン１１との間、及び加工用ディスク歯９に送り込む。カーデッドウェブ１が歯９のすき間を通過する際にカーデッドウェブ１に折り目が形成され、垂直に重なり合った繊維バット２が作り出され、繊維バット２は、コンベヤベルト７とワイヤガイド５との間を通って結合装置８に搬送される。回転ラッピング装置の工程及び変形例は、欧州登録特許ＥＰ０５１６９６４Ｂ１号に更に説明されており、この特許には、そのようにして生産された布地が、衣料業界で断熱裏地材料として、家具製造業界で弾性充填材として、自動車業界及び建設業界で断熱材及び防音材等として主として有用であることが教示されている。
【００３８】
前述の定義による、布地を形成するために垂直に重なり合う繊維を使用することは、軽量で心地よいことが必要なパーソナルケア製品に許される坪量よりも非常に高い坪量のカーペットのアンダーパッド、寝袋用断熱材、及び防音材の製造分野では公知であった。Ｚ方向性布地は、以前からパーソナルケア製品用に研究されており、繊維が優れた流体移動を与える。例えば、米国特許第４，５７８，０７０号及び米国特許第４，６８１，５７７号には、襞をパーソナルケア製品の縦軸に平行に整列させる技術が教示されている。米国特許第４，８８６，５１１号には、製品に襞を寄せるために、おむつの股部を横切る伸縮性ストランドを使用することが教示されている。欧州公開特許ＥＰ０７６７６４９Ａ１には、表面に縦溝を有する生理ナプキン用のプリーツフロントカバー層が説明されている。米国特許第５，６９５，４８７号には、繊維が縦方向に整列された布地にメルトブローンウェブを使用することが教示されている。
【００３９】
Ｚ方向配向処理が施されたウェブは、空気堆積法、ボンデッドカーデッドウェブ法、スパンボンデット法、メルトブロー法、及びコフォーム法を含む種々の方法によって製造することができる。ウェブは、超吸収性繊維、合成繊維、天然繊維、及びバインダ繊維を含む種々の繊維及び繊維の混合物から作ることができる。そのようなウェブ内の繊維は、同一又は異なる直径の繊維から作ることができ、５葉形、３葉形、楕円形、円形等の種々の形状とすることができる。
【００４０】
本発明のウェブの特性を試験するために、複数の試料を作った。試料１から試料５は、実験室の空気成形ハンドシートユニットを用いて空気成形法により作られた。この空気成形ユニットは、混ざり合った繊維及び超吸収性粒子をティッシュの多孔性シート上に直接形成する。このようにして形成されたウェブは、直径３インチ（７．６２ｃｍ）で、形成後に同一ティッシュの別層をウェブの表面に取り付けた。次に、試料は、米国ウィスコンシン州メノモニーフォールズ所在のＦｒｅｄ  Ｓ.  Ｃａｒｖｅｒ社製のＣａｒｖｅｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ、Ｍｏｄｅｌ  ２５１８を使用して０．２ｇ／ｃｃの密度に圧縮した。使用したティッシュは、米国ウィスコンシン州ニーナ所在のＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｉｓｓｕｅ社から入手した９．８ポンド（４．４５ｋｇ）のＷｈｉｔｅ  Ｆｏｒｍｉｎｇティッシュであった。
【００４１】
試料１から試料３は、それぞれ３０重量パーセント、５０重量パーセント、及び６０重量パーセントの量の米国ミシガン州ミッドランド所在のＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から入手した粒子状超吸収体ＤｒｙＴｅｃｈ（登録商標）２０３５を含み、残分は、米国テネシー州メンフィス所在のＢｕｃｋｅｙｅ社から入手したＣａｒｅｓｓａ１３００パルプであった。
【００４２】
試料４は、米国ノースカロライナ州グリーンズバラ所在のＳｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ社から入手したＦＡＶＯＲ（登録商標）ＳＸＭ８８０粒子状超吸収体を含んでいた。試料５は、Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ社から入手したＦＡＶＯＲ（登録商標）９５４３粒子状超吸収体を含んでいた。試料４及び試料５は、５０重量パーセントの超吸収体及び５０重量パーセントのＣａｒｅｓｓａ  １３００パルプを含んでいた。
【００４３】
試料６は、前後方向の中心で、吸収性パッドの前端から６．５インチ（１６．５ｃｍ）の地点から型抜きした、直径３インチ（７．６ｃｍ）の円形材料であった。この材料は、米国オハイオ州シンシナティ所在のＰｒｏｃｔｏｒ  ａｎｄ  Ｇａｍｂｌｅ社から市販されている、おむつＰＡＭＰＥＲＳ（登録商標）Ｐｒｅｍｉｕｍ  Ｓｔｅｐ２から切り取った。このおむつは、１０９５Ｕ０１１１６２０３９のバッグコードを有していた。試料を型抜きした後、超吸収体及びフラフ層を除く、製品の全ての層を取り除いた。
【００４４】
試料７は、前後方向の中心で、吸収性パッドの前端から６．５インチ（１６．５ｃｍ）の地点から型抜きした、直径３インチ（７．６ｃｍ）の円形材料であった。この材料は、米国ウィスコンシン州ニーナ所在のＫｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ社から市販されている、おむつＨＵＧＧＩＥＳ（登録商標）Ｓｕｐｒｅｍｅ  Ｓｔｅｐ３から切り取った。このおむつは、ＮＭ０３４１０２ｂ０５４５−１９００のバッグコードを有していた。試料を型抜きした後、超吸収体及びフラフ層を除く、製品の全ての層を取り除いた。
【００４５】
試料８から試料１０は、図１に関して説明した振動ラッピング装置を用いてＺ方向に配向したウェブの状態にした、ＯＡＳＩＳ（登録商標）１０２超吸収性繊維を含んでいた。試料８及び試料９は、５０重量パーセントの繊維性超吸収体を含み、試料１０は、７０パーセントの繊維性超吸収体を含んでいた。試料８は、チッソ社から入手した３デニールのＰＰ／ＰＥ２成分バインダ繊維を５０重量パーセント含んでいた。試料１０は、チッソ社から入手した３デニールのＰＰ／ＰＥ２成分バインダ繊維を３０重量パーセント、及び英国グリムズビー所在のＣｏｕｒｔａｌｄｓ社から入手したレーヨン繊維（マージ１８４５３）を２０重量パーセント含んでいた。試料１０は、チッソ社から入手した３デニールのＰＰ／ＰＥ２成分バインダ繊維を３０重量パーセント含んでいた。
【００４６】
前記の試料は、前述の取込み試験及び保持容量試験方法に従って試験し、その結果は表１に示す通りである。表１において、保持容量はｇ／ｇで示され、取込み速度はｃｃ／ｓｅｃで示されている。この結果は、図３のグラフにも示されており、取込み速度は、５０パーセント飽和におけるｃｃ／ｓでＹ軸上に示され、保持容量は、ｇ／ｇでＸ軸上に示されている。図３のグラフにおいて、試料１から試料３は菱形、試料４から試料５は白抜き正方形、市販のおむつは三角形、試料９塗りつぶした円形で示され、塗りつぶした正方形は、本発明の試料８及び試料１０である。
表１
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【００４７】
以上の結果から、本発明によって作ったＺ方向配向及び適切な組成を有するウェブは、高い取込み速度及び高い液体保持容量の両方を有することが分かる。取込み速度は、５０パーセント飽和において少なくとも７ｃｃ／ｓであり、好ましくは８ｃｃ／ｓより大きく、より好ましくは１０ｃｃ／ｓより大きい。保持容量は、少なくとも４ｇ／ｇであり、より好ましくは６ｇ／ｇより大きく、より好ましくは１０ｇ／ｇより大きい。これらの特性において、本発明の上限値は、５０パーセント飽和における１５ｃｃ／ｓの取込み速度及び２０ｇ／ｇの保持容量であると考えられる。本発明において認識されたことは、垂直に重ね合わせた繊維の、超吸収性繊維の液体保持容量、並びに液体取込み速度への貢献であった。また、繊維のＺ方向配向は、良好な機械的圧縮弾性をももたらす。これらの特性により、本発明のウェブはパーソナルケア製品に用いるのに理想的なものになる。
【００４８】
当業者には理解されるように、本発明に対する変更及び変形は、当業者の能力の範疇である。そのような変更例及び変形例は、前述の特許に含まれ、それらの各々は、本明細書と一致する範囲で引用により本明細書に組み込まれている。本発明者は、そのような変更及び変形が本発明の範囲内にあることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】垂直に（Ｚ方向）重ね合わされた繊維を有するウェブを製造するのに用いられる振動ラッピング装置を示す。
【図２】垂直に（Ｚ方向）重ね合わされた繊維を有するウェブを製造するのに用いられる回転ラッピング装置の図である。
【図３】複数の試料に対する取込み速度対保持容量のグラフである。
【図４Ａ】ウェブの取込み速度及び保持容量を測定する装置の側面図である。
【図４Ｂ】ウェブの取込み速度及び保持容量を測定する装置の上面図である。
【図５】材料の飽和を試験するのに用いられる真空装置を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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