(57)【要約】本発明は、繊維及び超吸収材を含むウェブであって、ウェブが非常に高濃度の超吸収材を含む場合でも、ウェブ内での超吸収材が非常に移動しにくいウェブに関する。本発明は、更に、このようなウェブを含む吸収性物品に関する。本発明は、更に、このようなウェブを製造する方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
超吸収材及び繊維を含むウェブであって、
繊維の少なくとも一部は、ウェブを形成する前に超吸収材上にコーティングされ、
該超吸収材が吸収した液体を含んでいる間に該ウェブが形成され、
該超吸収材に吸収された該液体の少なくとも一部が該ウェブの形成後に除去された、
ことを特徴とするウェブ。
【請求項２】
請求項１に記載のウェブを含むことを特徴とする吸収性物品。
【請求項３】
前記液体の除去は、該液体の蒸発を引き起こすか又は可能にすることを含むことを特徴とする請求項１に記載のウェブ。
【請求項４】
前記形成したウェブは、更に、前記液体の蒸発を加速する条件に露出されたことを特徴とする請求項３に記載のウェブ。
【請求項５】
前記液体の蒸発を加速する条件は、上昇した温度を含むことを特徴とする請求項４に記載のウェブ。
【請求項６】
前記液体は、溶液、及び水を含む混合物から選択されることを特徴とする請求項１に記載のウェブ。
【請求項７】
前記液体は、蒸留水を含むことを特徴とする請求項１に記載のウェブ。
【請求項８】
ウェブ形成時に前記超吸収材に存在する吸収された液体の量は、超吸収材１グラム当たり該液体が少なくとも約０．５グラムであることを特徴とする請求項１に記載のウェブ。
【請求項９】
請求項８に記載のウェブを含むことを特徴とする吸収性物品。
【請求項１０】
前記繊維は、木質パルプ繊維を含むことを特徴とする請求項１に記載のウェブ。
【請求項１１】
前記繊維は、該繊維及び前記超吸収材を空気攪拌の存在の下で結合させることにより、該超吸収材上にコーティングされたことを特徴とする請求項１に記載のウェブ。
【請求項１２】
前記コーティングされた超吸収材を表面上に堆積させることにより形成されることを特徴とする請求項１に記載のウェブ。
【請求項１３】
前記繊維及び超吸収材に加えて、１つ又はそれ以上の繊維、粒子、材料、又はその組合せを含むことを特徴とする請求項１に記載のウェブ。
【請求項１４】
前記超吸収材は、粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載のウェブ。
【請求項１５】
前記粒子の少なくとも一部は、少なくとも一種類の超吸収材を含む外側層と、該外側層の該超吸収材と異なる少なくとも１つの他の種類の超吸収材を含む内側コアとを含むことを特徴とする請求項１４に記載のウェブ。
【請求項１６】
前記粒子の少なくとも一部は、該粒子の外面から該粒子の中心に進むにつれて架橋が徐々に減少する傾向を示す「ＳＡＭ」から成ることを特徴とする請求項１４に記載のウェブ。
【請求項１７】
繊維及び超吸収材を含むウェブであって、
乾燥重量で少なくとも約６０％の超吸収材含有量を含み、
「振落とし試験」を受けた場合に、約９％よりも少ないウェブ損失がある、
ことを特徴とするウェブ。
【請求項１８】
請求項１７に記載のウェブを含むことを特徴とする吸収性物品。
【請求項１９】
「振落とし試験」を受けた場合に、約５％又はそれ以下のウェブ損失があることを特徴とする請求項１７に記載のウェブ。
【請求項２０】
繊維及び超吸収材を含むウェブであって、
乾燥重量で少なくとも約７０％の超吸収材含有量を含み、
「振落とし試験」を受けた場合に、約１５％よりも少ないウェブ損失がある、
ことを特徴とするウェブ。
【請求項２１】
請求項２０に記載のウェブを含むことを特徴とする吸収性物品。
【請求項２２】
「振落とし試験」を受けた場合に、約１０％又はそれ以下のウェブ損失があることを特徴とする請求項２０に記載のウェブ。
【請求項２３】
「振落とし試験」を受けた場合に、約５％又はそれ以下のウェブ損失があることを特徴とする請求項２０に記載のウェブ。
【請求項２４】
繊維及び超吸収材を含むウェブであって、
乾燥重量で少なくとも約８０％の超吸収材含有量を含み、
「振落とし試験」を受けた場合に、約１７％よりも少ないウェブ損失がある、
ことを特徴とするウェブ。
【請求項２５】
請求項２４のウェブを含むことを特徴とする吸収性物品。
【請求項２６】
「振落とし試験」を受けた場合に、約１０％又はそれ以下のウェブ損失があることを特徴とする請求項２４に記載のウェブ。
【請求項２７】
「振落とし試験」を受けた場合に、約５％又はそれ以下のウェブ損失があることを特徴とする請求項２４に記載のウェブ。
【請求項２８】
繊維及び超吸収材を含むウェブであって、
乾燥重量で少なくとも約９０％の超吸収材含有量を含み、
「振落とし試験」を受けた場合に、約５８％よりも少ないウェブ損失がある、
ことを特徴とするウェブ。
【請求項２９】
請求項２８に記載のウェブを含むことを特徴とする吸収性物品。
【請求項３０】
「振落とし試験」を受けた場合に、約５０％又はそれ以下のウェブ損失があることを特徴とする請求項２８に記載のウェブ。
【請求項３１】
「振落とし試験」を受けた場合に、約３５％又はそれ以下のウェブ損失があることを特徴とする請求項２８に記載のウェブ。
【請求項３２】
「振落とし試験」を受けた場合に、約２０％又はそれ以下のウェブ損失があることを特徴とする請求項２８に記載のウェブ。
【請求項３３】
「振落とし試験」を受けた場合に、約１０％又はそれ以下のウェブ損失があることを特徴とする請求項２８に記載のウェブ。
【請求項３４】
「振落とし試験」を受けた場合に、約５％又はそれ以下のウェブ損失があることを特徴とする請求項２８に記載のウェブ。
【請求項３５】
繊維及び超吸収材を含むウェブであって、
「振落とし試験」を受けた場合に起こるウェブ損失は、ウェブ内の超吸収材の濃度の単調非減少関数ではない、
ことを特徴とするウェブ。
【請求項３６】
請求項３５に記載のウェブを含むことを特徴とする吸収性物品。
【請求項３７】
繊維及び超吸収材を含むウェブであって、
「振落とし試験」を受けた場合に起こるウェブ損失は、ウェブ内の超吸収材の濃度の単調非増加関数である、
ことを特徴とするウェブ。
【請求項３８】
請求項３７に記載のウェブを含むことを特徴とする吸収性物品。
【請求項３９】
繊維と、該繊維で少なくとも部分的にコーティングされた少なくとも１つの超吸収材とを含むウェブであって、
超吸収材の個々の本体は、互いに結合するか、該超吸収材の他の本体上にコーティングされた繊維と結合するか、又はそれらの組合せで結合し、
前記超吸収材は、該超吸収材に含まれた液体を除去するとそのような結合を形成する組成物を含む、
ことを特徴とするウェブ。
【請求項４０】
請求項３９に記載のウェブを含むことを特徴とする吸収性物品。
【請求項４１】
前記超吸収材に含まれた前記液体の除去は、該液体の蒸発を含むことを特徴とする請求項３９に記載のウェブ。
【請求項４２】
前記蒸発は、前記液体の蒸発を加速する条件にウェブを露出することを含むことを特徴とする請求項４１に記載のウェブ。
【請求項４３】
前記液体の蒸発を加速する条件は、上昇した温度を含むことを特徴とする請求項４２に記載のウェブ。
【請求項４４】
前記液体は、溶液、及び水を含む混合物から選択されることを特徴とする請求項３９に記載のウェブ。
【請求項４５】
前記液体は、蒸留水を含むことを特徴とする請求項３９に記載のウェブ。
【請求項４６】
前記結合は、超吸収材１グラム当たり少なくとも約０．５グラムの前記液体を前記超吸収材から除去する時に形成することができることを特徴とする請求項３９に記載のウェブ。
【請求項４７】
請求項４６に記載のウェブを含むことを特徴とする吸収性物品。
【請求項４８】
前記繊維は、木質パルプ繊維を含むことを特徴とする請求項３９に記載のウェブ。
【請求項４９】
前記繊維は、該繊維及び前記超吸収材を空気攪拌の存在の下で結合させることにより、該超吸収材上にコーティングされたことを特徴とする請求項３９に記載のウェブ。
【請求項５０】
前記コーティングされた超吸収材を表面上に堆積させることにより形成されることを特徴とする請求項３９に記載のウェブ。
【請求項５１】
前記繊維及び超吸収材に加えて、１つ又はそれ以上の繊維、粒子、材料、又はその組合せを含むことを特徴とする請求項３９に記載のウェブ。
【請求項５２】
前記超吸収材は、粒子を含むことを特徴とする請求項３９に記載のウェブ。
【請求項５３】
前記粒子の少なくとも一部は、少なくとも一種類の超吸収材を含む外側層と、該外側層の該超吸収材と異なる少なくとも１つの他の種類の超吸収材を含む内側コアとを含むことを特徴とする請求項５２に記載のウェブ。
【請求項５４】
前記粒子の少なくとも一部は、該粒子の外面から該粒子の中心に進むにつれて架橋が徐々に減少する傾向を示す「ＳＡＭ」から成ることを特徴とする請求項５２に記載のウェブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維及び超吸収材を含むウェブであって、ウェブが非常に高濃度の超吸収材を含む場合でも、ウェブ内での超吸収材が非常に移動しにくいウェブに関する。本発明は、更に、このようなウェブを製造する方法に関する。本発明は、更に、本発明のウェブを含む吸収性物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
超吸収材（本明細書では「ＳＡＭ」という）は、おむつ、トレーニングパンツ、大人用失禁用製品、及び女性用ケア製品のような使い捨て吸収性製品に広く用いられるヒドロゲルを形成するポリマー材料である。使い捨て吸収性製品の構造は、多くの構成要素を有するが、多くの事例において、製品の使用中の性能は、製品内に含まれる吸収性材料の量及び特性に直接関係する。「ＳＡＭ」は、その質量の何倍もの量の液体を吸収することができるために、通常は吸収性材料内に含まれる。従って、このような製品の吸収性構成要素内に「ＳＡＭ」を用いると、製品の吸収性が改善し、漏れる傾向が減少する。吸収性材料はまた、通常、「ＳＡＭ」と共に繊維材料も含む。吸収性構成要素に繊維材料を加えると、「ＳＡＭ」が液体を吸収するまで一時的に液体を保持することにより、吸収性構成要素の漏れの可能性が減少する。繊維はまた、「ＳＡＭ」粒子を分離するように働き、「ＳＡＭ」粒子が膨潤する間に変形して、粒子間又は粒子と繊維との間の隙間空間を塞ぐことにより隙間空間を通る液体の流れを妨げる状態を避ける。
【０００３】
「ＳＡＭ」及び繊維を組み合わせて吸収性材料を形成する一般的な方法は、「ＳＡＭ」粒子を繊維と混合し、得られた混合物からウェブを形成することである。「ＳＡＭ」及び繊維の両方を含むウェブは、本明細書では「ＳＡＭ／繊維ウェブ」ということにする。「ＳＡＭ／繊維ウェブ」を調製する一般的な手法では、最初に、水又は他の液体を存在させずにウェブ構成要素を組み合わせ（本明細書では「乾燥混合」と呼ぶことにする手法）、この混合物を適切に配置してウェブを形成することによるものである。乾燥混合「ＳＡＭ／繊維ウェブ」を用いることは広く行われているが、乾燥混合の間には、繊維及び「ＳＡＭ」は互いに強力に結合しているわけではない。その結果、「ＳＡＭ／繊維ウェブ」が移動、振動、又は他の方法で激しく動かされると、「ＳＡＭ」は、「ＳＡＭ／繊維ウェブ」を通って移動する傾向がある。この移動により、「ＳＡＭ」がウェブ中で不均等に分配される可能性があり、この場合、材料の吸収容量は、吸収性材料全体に亘って一様ではない。また、「ＳＡＭ」がウェブ外に移動し、吸収性を減少させたり、「ＳＡＭ」が使用者の皮膚又は他者の身体表面に移動する可能性が生じたりする可能性もある。更に、乾燥混合により形成されたけ結合は弱いので、非常に高濃度の「ＳＡＭ」を用いて「ＳＡＭ／繊維ウェブ」を形成することを試みても、構成要素が互いに結合しないために失敗する。「ＳＡＭ」は、ウェブの最も重要な構成要素であるために、ウェブの「ＳＡＭ」含有量の最大限度を増大させることが望ましい。
【０００４】
「ＳＡＭ／繊維ウェブ」中での「ＳＡＭ」の移動の可能性を減少させる試みでは、「ＳＡＭ」をウェブ中の他の繊維と組み合わせる前に、「ＳＡＭ」を繊維でコーティングすることに焦点が当てられてきた。当業技術では、「ＳＡＭ」を繊維でコーティングするいくつかの方法が公知である。これらの方法には、個々の繊維と個々の「ＳＡＭ」本体との間の結合の形成を促進する条件の下で「ＳＡＭ」及び繊維を混合し、「ＳＡＭ」を繊維でコーティングする段階が含まれる。繊維と「ＳＡＭ」との間の結合の形成を促進する条件の例には、以下に限定されるものではないが、混合物に水を組み合わせること、繊維及び「ＳＡＭ」を組み合わせる前に「ＳＡＭ」を水で膨潤させること、混合物の構成要素の１つ又はそれ以上に結合剤を付加すること、及び静電気を帯びた繊維を用いることが挙げられる。個々の粒子、繊維、及び繊維でコーティングされた他の「ＳＡＭ」本体は、本明細書では「コーティングＳＡＭ」と呼ぶことにする。当業技術では、「ＳＡＭ」をコーティングするいくつかの方法が公知である。例として、Ａｓｓａｒｓｏｎ他に付与された米国特許第３，９０１，２３６号、Ｃｈｅｎに付与された米国特許第５，４３６，０６６号、Ｋｏｂａｙａｓｈｉ他に付与された米国特許第５，４８９，４６９号、Ｋｎａｃｋ及びＢｅｃｋｅｒｔに付与された米国特許第５，００２，８１４号、Ａｈｒに付与された米国特許第５，８００，４１８号、及びＨａｒａｄａ他に付与された欧州特許公開番号ＥＰ０４７８１５０Ａ２が挙げられる。ウェブに入れる前に「ＳＡＭ」を繊維でコーティングすると、「ＳＡＭ」をコーティングしている繊維がウェブ中の繊維と交絡し、これによって「ＳＡＭ」を定位置に固定するのを助けることができるために「ＳＡＭ」の移動が減少する。
【０００５】
「コーティングＳＡＭ」を用いると、「ＳＡＭ」の移動がある程度減少するが、更に減少させることが望まれる。例えば、「コーティングＳＡＭ」の隣接する本体上の繊維間の結合には、何らかの種類の結合の形成ではなく、繊維の物理的交絡が伴うために、望ましい程度までには移動が防止されない。更に、「ＳＡＭ」を繊維でコーティングするための現行の処理法では、コーティング及びウェブの形成を同時に行う段階を含まないために、製造業者は、製造工程に付加的な段階を含むことに伴う費用を負う必要がある。
【０００６】
コーティング繊維を用いても、依然として「ＳＡＭ」濃度には限界がある。第１に、いくつかの繊維を用いて「ＳＡＭ」をコーティングし、付加的な繊維（担持繊維と呼ばれることが多い）に「コーティングＳＡＭ」を組み合わせてウェブを形成すると、必要な最小繊維含有量が大きくなることになる。繊維含有量が大きくなると、ウェブ中に入れることができる「ＳＡＭ」の濃度が限定される。別の制限事項は、既存のウェブが一般に繊維の機械的交絡により互いに保持されているという事実から生じる。ウェブ内の「ＳＡＭ」含有量を増大させると、繊維をはじめとする他のウェブ構成要素の含有量が必然的に減少する。既存のウェブでは、繊維含有量が減少すると、繊維の機械的交絡の機会が減少する。このような交絡の減少は、ウェブが互いにあまり強力には結合されておらず、このため、「ＳＡＭ」の移動が起こりやすいことを意味する。実際に、既存の方法におけるウェブの移動し易さは、「ＳＡＭ」含有量の単調非減少関数である。本明細書で用いる場合、「単調非減少関数」という用語は、関数を適用する独立変数（この場合は、相対「ＳＡＭ」含有量）が増大しても、関数の従属変数（この場合は、「ＳＡＭ」移動の起こり易さ）が決して減少しない数学的関数を意味する。言い換えると、ｘ≧ｙであれば、常にｆ（ｘ）≧ｆ（ｙ）である。従って、既存のウェブでは、「ＳＡＭ」含有量を増大させることにより吸収性を最大化させる必要性と、繊維含有量の減少に起因する「ＳＡＭ」の移動し易さを避ける必要性との間に妥協点が存在する。この妥協点により、「ＳＡＭ」含有量を最大化することに対する阻害要因が生じ、これが、次にウェブ内の「ＳＡＭ」含有量に実際的な制限を設ける可能性がある。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第３，９０１，２３６号
【特許文献２】米国特許第５，４３６，０６６号
【特許文献３】米国特許第５，４８９，４６９号
【特許文献４】米国特許第５，００２，８１４号
【特許文献５】米国特許第５，８００，４１８号
【特許文献６】欧州特許公開番号ＥＰ０４７８１５０Ａ２
【特許文献７】米国特許第４，９７１，８５２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
当業技術で必要とされているのは、非常に高濃度の「ＳＡＭ」においてさえも「ＳＡＭ」移動が非常に起こりにくい「ＳＡＭ／繊維ウェブ」である。また、このようなウェブを製造する方法も必要とされている。より高い「ＳＡＭ」含有量のウェブは、小さい面積に大きな吸収容量を配置することができるために、既存の吸収性物品の効率を著しく増大することができる。また、このようなウェブでの「ＳＡＭ」の移動し易さを減少させると、吸収性構造を定位置に保持する層を含む必要性を排除することも可能である。当業技術においては、コーティング及びウェブ形成を同時工程で行うことができるウェブを製造する方法もまた必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、「ＳＡＭ」が非常に高濃度である場合でさえも、「ＳＡＭ」の移動が非常に起こりにくい「ＳＡＭ／繊維ウェブ」に関する。最初に液体で膨潤させた「コーティングＳＡＭ」を用いて「ＳＡＭ／繊維ウェブ」を形成し、次に、「ＳＡＭ」内に吸収された液体を除去する工程は、ウェブ中の「ＳＡＭ」の移動が劇的に減少するようにコーティング粒子が互いに強力に結合した「ＳＡＭ／繊維ウェブ」をもたらすことが見出されている。本発明での結合は強力であり、いかなる担持繊維をも必要としないために、既存の工程で達成可能な濃度よりも遥かに高い「ＳＡＭ」濃度のウェブを形成することができる。本発明のウェブでは、「ＳＡＭ」の移動し易さは、「ＳＡＭ」含有量の単調非減少関数ではない。実際に、少なくともいくつかの実施形態では、このようなウェブでの「ＳＡＭ」の移動し易さは、「ＳＡＭ」含有量の単調非増加関数である。本明細書では、「単調非増加関数」という用語は、この関数の従属変数（この場合は、「ＳＡＭ」の移動し易さ）が、関数を適用する独立変数（この場合は相対「ＳＡＭ」含有量）が増大しても決して増大しない数学的関数を意味する。言い換えると、ｘ≦ｙであれば、常にｆ（ｘ）≧ｆ（ｙ）である。いくつかの実施形態では、ウェブは、より高い「ＳＡＭ」含有量を用いても「ＳＡＭ」移動が起こりにくいことを実際に示す。この強力な結合及び「ＳＡＭ」の移動し易さの減少の原因に関していかなる特定の理論に縛られることも望まないが、「ＳＡＭ／繊維ウェブ」形成後に、吸収された液体を除去する時に起こる「ＳＡＭ」の収縮により、「ＳＡＭ」表面にしわが形成されると考えられている。「ＳＡＭ」の粒子、繊維、又は他の本体のこのしわは、「ＳＡＭ／繊維ウェブ」内の近くに位置する「ＳＡＭ」の他の本体を被覆した繊維に巻き付いたり、締め付けたり、又は他の方法で交絡すると考えられている。この巻き付け又は交絡作用により、「コーティングＳＡＭ」の隣接する粒子又は本体間に物理的結合の形成が引き起こされ、これによって「ＳＡＭ」移動が起こりにくくなると考えられている。また、「ＳＡＭ」がコーティングされる時に繊維と「ＳＡＭ」との間に起こる結合と同様に、膨潤した「ＳＡＭ」が、「コーティングＳＡＭ」の隣接する粒子又は本体に付着した繊維と結合を形成する可能性もある。別の可能性は、「コーティングＳＡＭ」の隣接する粒子又は本体の「ＳＡＭ」の部分に含まれているポリマーの間に結合が起こることである。
【００１０】
本発明は、更に、このようなウェブを製造する方法に関する。本発明のウェブは、繊維でコーティングされた「ＳＡＭ」で形成される。「ＳＡＭ」は、ウェブ形成時に液体で膨潤させ、続いてこの液体を除去する。この方法では、任意選択的に、コーティングとウェブ形成とを同時に行う実施形態も可能である。例えば、望ましい一実施形態では、粒子は、膨潤した「ＳＡＭ」と繊維とを混合することによりコーティングされ、この「コーティングＳＡＭ」は、「ＳＡＭ」が依然として膨潤している間にウェブを形成するチャンバ内に直接引き込まれる。別の望ましい実施形態では、「コーティングＳＡＭ」は、コーティングとウェブ形成との間のある程度の期間保存することができ、保存中に「ＳＡＭ」膨潤が失われると、ウェブ形成の前に付加的な液体により元の状態に戻すことができる。
本発明は、更に、本発明の「ＳＡＭ／繊維ウェブ」を含む吸収性物品と、使い捨てパーソナルケア製品へのその適用性とに関する。本発明の「ＳＡＭ／繊維ウェブ」は、おむつ、女性用パッド、パンティライナ、失禁用製品、及びトレーニングパンツのようなパーソナルケア製品の吸収性構成要素として特に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、「ＳＡＭ」が高濃度であっても「ＳＡＭ」移動が起こりにくい「ＳＡＭ／繊維ウェブ」に関する。本発明は、更に、このような「ＳＡＭ／繊維ウェブ」を製造する方法に関する。本発明は、更に、本発明の「ＳＡＭ／繊維ウェブ」を含む吸収性物品に関する。
本発明の「ＳＡＭ／繊維ウェブ」は、複数の構成要素を含む。「ＳＡＭ」は、ウェブの構成要素の１つである。「ＳＡＭ」の例には、以下に限定されるものではないが、寒天、ペクチン、及びグアールガムのような天然材料、及び、合成ヒドロゲルポリマーのような合成材料が含まれる。合成ヒドロゲルポリマーの例には、以下に限定されるものではないが、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸のアルカリ金属塩、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、エチレン無水マレイン酸コポリマー、ポリビニルエーテル、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルモルホリノン、ビニルスルホン酸のポリマー及びコポリマー、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、ポリビニルピリジン、加水分解アクリロニトリルグラフトデンプン、アクリル酸グラフトデンプン、及び、イソブチレン無水マレイン酸コポリマー及びその混合物が含まれる。ヒドロゲルポリマーの部分的架橋により、材料は、水中で不溶性であるが水で膨潤することができるようなる。上述のリストは網羅的なものではなく、異なる「ＳＡＭ」又はその組合せを用いることもできることを当業者は認識するであろう。本発明に用いるための「ＳＡＭ」の適切な種類及び形状、又は種類及び形状の組合せは、吸収させる物質及び「ＳＡＭ／繊維ウェブ」に望む特性に依存することになることは、当業者には認識されることである。
【００１２】
「ＳＡＭ」は、粒子、繊維、フレーク、及び球などをはじめとする吸収性複合体に用いるのに適切な任意の形態とすることができる。「ＳＡＭ」粒子のあるものは、２つ又はそれ以上の層を含む。このような粒子の最も外側の層、すなわち「シェル」は、１つの「ＳＡＭ」で構成され、粒子の最も内側の層、すなわち「コア」は、モノマーの組成、架橋の程度、又は他の化学的又は物理的特性に関して「シェルＳＡＭ」とは異なる「ＳＡＭ」で構成される。このような粒子は、一般に「コア−シェル粒子」と呼ばれる。「コア−シェル粒子」の一例では、外側の「シェルＳＡＭ」は、ポリマー架橋の程度が内側の「コアＳＡＭ」よりも大きいために、粒子を硬くする役割を果たす。他の「ＳＡＭ」粒子は、粒子の外面から中心に向かって進むにつれて、化学的又は物理的特性の増大又は減少の勾配又は漸進的傾向を示す。例えば、特定の「ＳＡＭ」粒子では、粒子の外面でポリマー架橋の程度が最も高く、粒子の中心に向かってポリマー架橋の程度が次第に低くなる。架橋にこのような漸進的傾向を示す粒子は、本明細書では「勾配架橋粒子」と呼ぶことにする。
【００１３】
繊維は、本発明の「ＳＡＭ／繊維ウェブ」の別の構成要素である。本発明で用いる繊維は、各種の天然又は合成繊維、又はその組合せとすることができる。繊維の適切な種類、又は種類の組合せは、吸収する物質及び「ＳＡＭ／繊維ウェブ」に望む特性に依存することになることを当業者は認識するであろう。
天然繊維の例には、以下に限定されるものではないが、軟材及び硬材のような木材と、稲、エスパルト、小麦、ライ麦、及びサバイのような麦わら及び草と、バガスのようなつる及び筬と、竹と、ジュート、亜麻、ケナフ、及びインド麻のような木質の茎と、リンネル及びカラムシのような靭皮と、アバカ及びサイザル麻のような葉と、綿及びリンターのような種子とが含まれる。軟材及び硬材は、より一般的に用いられるセルロース繊維の供給源であり、繊維は、機械的、化学機械的、準化学的、及び化学的な工程のような通常用いられるパルプ化工程のいずれかにより得ることができる。
【００１４】
軟材の例には、単に一例として、ロングリーフパイン、ショートリーフパイン、ロブロリーパイン、スラッシュパイン、サザンパイン、クロトウヒ、シロトウヒ、ジャックパイン、バルサムモミ、ダグラスモミ、アメリカツガ、アメリカスギ、及びアカスギが含まれる。硬材の例には、これも単に一例として、ポプラ、カバ、ブナ、カシ、カエデ、ユーカリ、及びゴムが含まれる。一般に、軟材及び硬材クラフトパルプは、その堅牢性及び引裂強さのために望ましいが、用途によっては、再生繊維や亜硫酸パルプなどのような他のパルプを用いることもできる。セルロース繊維はまた、種々の化学的工程を用いて、パルプ繊維を白くするために漂白することができる。
【００１５】
本発明で用いることができる合成繊維の例には、制限的ではなく一例として、レーヨン、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、及び、そのコポリマー及び配合物が含まれる。ポリエステルの例には、以下に限定されるものではないが、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、ポリテトラメチレンテレフタレート、及びポリシクロヘキシレン−１，４−ジメチレンテレフタレートが含まれる。ポリアミドの例には、以下に限定されるものではないが、ナイロン６、ナイロン６／６、ナイロン４／６、ナイロン１２、ナイロン６／１０、及びナイロン１２／１２が含まれる。ポリオレフィンの例には、以下に限定されるものではないが、ポリエチレン類（以下に限定されるものではないが、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、及びその他が含まれる）、ポリプロピレン類（以下に限定されるものではないが、アイソタクチックポリプロピレン、ア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、及びその他が含まれる）、及び、そのコポリマー及び配合物が含まれる。上述のリストは網羅的なものではなく、異なるポリマーの配合物又はコポリマーを用いることもできることを当業者は認識するであろう。更に、異なるポリマー繊維を多成分構成に組み合わせた繊維を合成繊維として用いることも考えることができる。
【００１６】
「ＳＡＭ／繊維ウェブ」構成要素を選択する際に考慮すべき重要事項は、繊維と「ＳＡＭ」粒子又は繊維との相対的な大きさである。この関係は、「ＳＡＭ」粒子又は繊維の直径に対する繊維長さの比として表すことができる。この比が小さすぎる場合、繊維は、「コーティングＳＡＭ」の隣接する粒子又は本体と相互結合するには短すぎる傾向があることになる。この比が大きすぎる場合は、繊維は、工程のコーティング段階で「ＳＡＭ」をコーティングするには長すぎる傾向があることになる。「ＳＡＭ」粒子を伴う望ましい一実施形態では、約１：１と約５０：１との間の比を用いる。「ＳＡＭ」粒子を伴う別の望ましい実施形態では、約２：１と約１２：１との間の比を用いる。「ＳＡＭ」粒子を伴う別の望ましい実施形態では、約１０：１と約１２０：１との間の比を用いる。
「ＳＡＭ／繊維ウェブ」には、他の材料を加えて「ＳＡＭ／繊維ウェブ」に特定の望ましい性質を付与することもできることを当業者は認識するであろう。「ＳＡＭ／繊維ウェブ」の付加的な構成要素の例には、以下に限定されるものではないが、二酸化チタン及び酸化鉄のような顔料、ゼオライト及び活性炭のような臭気吸着剤、及び、シリカゲル及び分子ふるいのような乾燥剤が含まれる。
【００１７】
「ＳＡＭ／繊維ウェブ」の形成もまた本発明の要素である。当業者は、ウェブを製造するのに用いることができる種々の利用可能な方法を認識するであろう。ウェブは、各バッチの後に形成されたウェブが除去されるバッチ工程、又は連続工程で製造することができる。連続工程の例は、ウェブ形成チャンバから形成されたウェブの連続的な流れを搬送する移動コンベヤであるスクリーン上にウェブが適切に配置されるものである。連続ウェブ形成工程の一種類の例は、Ｈａｍｍｏｎｄに付与された米国特許第４，９７１，８５２号に開示されている。望ましい一実施形態は、「コーティングＳＡＭ」のバッチを固定スクリーン上に吹き付ける段階を伴う。
【００１８】
本発明の「ＳＡＭ／繊維ウェブ」は、「ＳＡＭ」を液体で膨潤させて形成する。一実施形態では、「ＳＡＭ」は、「ＳＡＭ」を繊維でコーティングする工程の前又はその間に液体を吸収させて膨潤させる。可能性のある他の実施形態には、「ＳＡＭ」が膨潤させることなくコーティングされるもの、又は、コーティングの後で膨潤した液体を「ＳＡＭ」が失うものが含まれる。このような他の実施形態で本発明の「ＳＡＭ／繊維ウェブ」を製造する一方法は、コーティング後、かつウェブ形成の前に、液体で「ＳＡＭ」を膨潤させることであろう。
【００１９】
「ＳＡＭ」を膨潤させる適切な程度は、「ＳＡＭ」のグラム数に対して吸収される液体のグラム数で表され、これは、いくつかの因子に依存する可能性がある。「ＳＡＭ」は、ウェブが形成される時点で十分に膨潤させ、続いて、吸収された液体を除去する間に「コーティングＳＡＭ」の隣接する粒子又は本体間に結合を形成することができるようにすることが重要である。少なくとも、蒸留水で「ＳＡＭ」を膨潤する段階を含む実施形態を用いると、ウェブ形成時に約０．５ｇ／ｇよりも大きい値まで膨潤させた「ＳＡＭ」で形成したウェブは、「ＳＡＭ」の膨潤の程度が小さい状態で形成した「ＳＡＭ／繊維ウェブ」よりも「ＳＡＭ」の移動が遥かに起こりにくいことが観察される。多くの「ＳＡＭ」は、２００ｇ／ｇ又はそれ以上まで膨潤させることができる。しかし、「ＳＡＭ」は、その限界近くまで膨潤すると著しく軟化する傾向があることが観察されている。表面が軟化すると、「ＳＡＭ」の形状が損失する可能性がある。当業者は、粒子がその限界近くまで膨潤することにより引き起こされる形状の損失を避けることが望ましい実施形態を認めるであろう。
【００２０】
膨潤の程度に関する付加的な限界は、「コア−シェル粒子」及び「勾配架橋粒子」を伴う因子である可能性があり、この２つの形態の「ＳＡＭ」は、より詳細に上述のように説明された。粒子の高度架橋領域では、この高度架橋領域の一体性が失われることになる程度までそれを膨潤することは避けることが望ましい。少なくとも特定の種類の「コア−シェル粒子」及び「勾配架橋粒子」では、約４０ｇ／ｇよりも大きくなると、シェルの一体性の損失が起こることが観察されている。
【００２１】
前段落で説明した考慮の他に、膨潤の程度は、競合する関連事項の均衡を取ることにより判断する必要がある。膨潤の程度が大きくなると、吸収した液体を除去する際に「ＳＡＭ」が収縮する程度が大きくなることになり、従って、「コーティングＳＡＭ」の隣接する粒子又は本体に付着した繊維の巻き付き又は交絡を引き起こすと考えられるしわができる可能性が大きくなる。一方、水を大量に加えるということは、大量の水を除去する必要があるという意味を持つことになる。付加的に水を加えると、ウェブ形成後に「ＳＡＭ」を収縮させるために水を除去する手順を変更する（例えば、水を蒸発させる場合に、より高温及び／又はより長い乾燥時間で乾燥させる）ことが必要になる可能性がある。特定の膨潤の程度を選択するには、工程の詳細、用いる特定の材料、及び個々の実施形態の形成目標を考慮することが必要になることを当業者は認識するであろう。
「ＳＡＭ」を膨潤させるのに用いる液体は、使用する「ＳＡＭ」に容易に吸収され、上述した望ましい程度の膨潤を達成することができるべきである。望ましい一実施形態では、蒸留水を用いて「ＳＡＭ」を膨潤させる。別の望ましい実施形態では、水道の水を用いる。
【００２２】
本発明の「ＳＡＭ」は、繊維でコーティングされる。コーティングは、当業技術で公知の種々の混合技術を用いて行うことができる。これらには、以下に限定されるものではないが、配合法、手動混合法、混練機混合法、及び、空気攪拌チャンバ又は流動床におけるように成分を空気懸濁の状態に置くことが含まれる。望ましい一実施形態では、コーティングは、「ＳＡＭ」を膨潤させた後に空気攪拌しながら繊維及び膨潤した「ＳＡＭ」を混合することにより行われる。この実施形態は、「ＳＡＭ」の粒子又は本体が互いに密集することにより「ＳＡＭ」分布の一様性に劣るウェブになるといういくつかの機械的混合技術における傾向を減少させるので望ましいと考えられる。
ウェブを形成した後に、「ＳＡＭ」から水を除去して「ＳＡＭ」を収縮させるが、これによって「コーティングＳＡＭ」の隣接する粒子又は本体間の結合が形成すると考えられている。望ましい一実施形態では、水を蒸発させる段階を伴う。この実施形態では、室温での空気乾燥又は高温での高速乾燥のいずれかを用いることができる。当業者には、いくつかの熱乾燥方法が公知である。
【００２３】
本発明のウェブを製造する一実施形態では、繊維に膨潤「ＳＡＭ」を乾燥混合することにより、「ＳＡＭ」が繊維でコーティングされる。次に、「ＳＡＭ／繊維ウェブ」が、この複合体が液体で膨潤されている間に「コーティングＳＡＭ」によって形成される。最後に、「ＳＡＭ」を乾燥させて膨潤を低下させる。図１を参照すると、この実施形態では、コーティングは、空気攪拌チャンバ（１０）内で起こる。「ＳＡＭ」粒子（２０）は、チャンバに導入される前に「ＳＡＭ」１グラムに対して１０グラムの蒸留水（ｇ／ｇ）で膨潤させる。粒子（２０）は、次に、繊維（３０）と共に開口部を通して空気攪拌チャンバ（１０）に導入される。空気攪拌は、チャンバの側面に均等に間隔を置いて配置されたいくつかの空気ジェット（５０）を用いて供給され、回転パルスバルブ（図示しない）で作り出されたパルスを用いて間歇的に噴射された。次に、繊維（３０）で膨潤粒子（２０）をコーティングし、コーティングされた粒子（６０）を形成する。このコーティング粒子（６０）は、次に、空気攪拌チャンバ（１０）の床（７０）の穴（７２）を通過して、スクリーン（９０）が配置されたウェブ形成チャンバ（８０）に入る。チャンパ（１１０）内のスクリーン（９０）の下に位置決めされた開口部（１００）は、減圧吸引し、空気攪拌チャンバ（１０）及びウェブ形成チャンバ（８０）の両方に負の圧力が維持されるようにする。この減圧は、空気攪拌チャンバ（１０）の床（７０）を通してコーティング粒子（６０）を吸引する役割を果たし、また、コーティング粒子（６０）をスクリーン（９０）上に吸引し、ウェブ（１２０）を形成する役割も果たす。得られたウェブ（１２０）は、次に、対流乾燥機（図示しない）、空気乾燥、又はその組合せで完全に乾燥させられる。本明細書で用いる場合、「乾燥させる」とは、「ＳＡＭ」内に吸収された全ての水の蒸発を引き起こすか又は可能にすることを言う。空気攪拌チャンバ（１０）及びウェブ形成チャンバ（８０）の両方を含む装置全体は、容器の開口部のみが空気攪拌チャンバの開口部（４０）及び減圧吸引する開口部（１００）となるように、任意選択的にプレキシガラス容器（図示しない）に封入することができる。
【００２４】
空気攪拌チャンバ（１０）に滞留する時間により、粒子がコーティングされる程度が決まる。当業者は、ノズル（５０）の数及び間隔、ノズル（５０）を通る空気流、ダクト開口部（１００）を通して２つのチャンバに吸引される減圧度、及び、空気攪拌チャンバ（１０）の床（７０）の穴（７２）の大きさ及び数を変化させることにより、開示した実施形態での滞留時間を制御することができる。一般に、滞留時間は、目標とするコーティングが可能になるのに十分な長さにする必要がある。滞留時間が３０秒よりも少なければ、一般的に「ＳＡＭ」のコーティングを十分に行うことができないことが観察されている。「ＳＡＭ」を必要以上に長くコーティングすると、形成時間が長くなることになり、「ＳＡＭ／繊維ウェブ」を形成する前に「ＳＡＭ」が乾燥する可能性もある。望ましい一実施形態では、約１分と５分との間の滞留時間を用いた。別の望ましい実施形態では、滞留時間が約３分にされた。
【００２５】
本発明のウェブを含む吸収性物品は、本発明の別の要素である。吸収性物品の例には、以下に限定されるものではないが、おむつ、トレーニングパンツ、大人用失禁用製品、女性用ケア製品、及び吸収性ワイプが含まれる。当業技術では、吸収性ウェブを用いて吸収性物品を製造するいくつかの方法が公知である。このような公知の方法を用いて、本発明のウェブを用いた吸収性物品を製造することができることを当業者は認識するであろう。
【００２６】
「ＳＡＭ／繊維ウェブ」における「ＳＡＭ」の移動し易さは、本明細書で「振落とし試験」と呼ぶ手順を用いて測定することができる。「振落とし試験」は、ウェブ試料を制御された方法で激しく動かす段階と、試料から失われたウェブの全質量を判断する段階とを伴う。「ＳＡＭ／繊維ウェブ」の試料は、直径３インチで密度が約０．２グラム／立方センチメートルの円形の形状で用意する。試料の厚さを増大又は減少させることにより、試料の密度がこの値になるように調節することができる。厚さは、加熱することなく試料を圧迫することにより減少させることができる。厚さは、機械的方法を用いてウェブを分断することにより増大させることができる。試料を機械的に分断する方法の一例は、いくつかの位置で試料を手で繰り返し曲げることである。
【００２７】
「振落とし試験」は、図５及び図６に示す装置を用いて行われる。この装置は、Ｗ・Ｓ・タイラー・インコーポレーテッドから入手可能な型番ＲＸ−２４「ポータブル・シーブ・シェイカー」（本明細書では、以下「ＲＸ−２４」と呼ぶ）を修正することにより製作された。図３は、非修正の「ＲＸ−２４」を示し、図４は、図３に示した装置のガイドフレーム部分を示している。図３及び図４を参照すると、「ＲＸ−２４」の振動ユニット（１３０）は、篩ベース（１４０）を振動させるモータを含む。「ＲＸ−２４」は、直径０．３１２５インチの鋼製ロッドで構成されたガイドフレーム（１５０）（タイラー製型番Ｒ−４４５）を含む。製造された時に、ガイドフレーム（１５０）の端部突起物は、篩ベース（１４０）の２つの円形穴（１６０）内に挿入することができるような構造にされ、ナット又はねじ込み口金（１７０）で定位置に固定される。穴（１６０）は、垂直軸線上に篩ベース（１４０）を通して切削される。ガイドフレーム（１５０）の２つの端部突起物は、篩ベース（１４０）上の穴と同様に、９と１／４インチ間隔で配置される。製造されたガイドフレーム（１５０）は、高さが１８．７５インチである。突起物のねじ山から反対側の端部では、ガイドフレームは、Ｕ字形の湾曲部（１８０）を含む一連の湾曲部に構成される。この一連の湾曲部では、各突起物は、６５度の湾曲部（１９０）を有して別の長さ部分（２００）に連結する。この長さ部分（２００）は、斜め線に沿って水平距離で３と７／１６インチ連続し、１１５度の別の湾曲部（２１０）に連結する。２つの突起物は、次に、Ｕ字形の湾曲部（１８０）を形成し、そこで突起物が結合する。Ｕ字形湾曲部（１８０）の内径の幅は、図４の水平方向寸法であり、１．０９２５インチである。Ｕ字形の湾曲部（１８０）の底面のガイドフレームの中心線は、各突起物の最も近接する湾曲部（２１０）の最も高い点でのガイドフレームの中心線から２インチ離れている。
【００２８】
更に図３を参照すると、「ＲＸ−２４」は、振動ユニット（１３０）に取り付けられた硬い鋼で構成された直径３／４インチの金属ロッド（３００）も含む。３／４インチ金属ロッド（３００）は、「ＲＸ−２４」に直接振動されず、安定性をもたらす役割を果たす。３／４インチ金属ロッド（３００）は垂直に延び、湾曲部（３１０）の後は水平に延びるように、ユニットの前部に向かって９０°の湾曲部（３１０）（図６に示す）を有する。ロッド（３００）は、ロッドの水平長さ部分の中心線が振動ユニット（１３０）表面上方の１９と１／４インチの距離にあるような長さを有する。ロッド（３００）は、篩ベース（１４０）の直ぐ上方の位置で終端する。ロッドの端部には、ガイド（３２０）が取り付けられており、これは、プラスチックの円形構造体である。ガイド（３２０）の軸は、ロッド（３００）に取り付けられており、直径１と３／４インチ、及び幅５／８インチである。ガイド（３２０）は、細いスプール又は滑車に類似する形状であり、ガイド（３２０）の周囲回りに延びる深さ３／８インチの浅い溝を有する。
【００２９】
「ＲＸ−２４」のモータにより、篩ベース（１４０）は、垂直方向に約７／１６インチ、及び水平方向に約１１／３２インチ振動する。水平方向の移動は、ガイドフレーム（１５０）の上部長さ部分（２００）の水平方向にほぼ平行である。すなわち、ガイドフレーム（１５０）の上部長さ部分（２００）は、水平及び垂直成分をいずれも有するベクトルで移動し、篩ベース（１４０）の水平方向移動は、その水平方向成分に平行である。Ｕ字形湾曲部（１８０）（図４に示す）は、ガイド（３２０）がガイドフレーム（１５０）の運動の程度を制限し、それによってガイドフレーム（１５０）を攪拌することができる範囲を制御する機能を果たすように、ガイド（３２０）の溝内に配置される。
【００３０】
「振落とし試験」は、振動篩が普通用いられる方法とは異なる方法で「ＲＸ−２４」を用いるので、従って修正「ＲＸ−２４」を用いる。「ＲＸ−２４」のような振動篩は、通常は大きさで固形物を分類するのに用いられる。スクリーンを含む１つ又はそれ以上の篩は、各スクリーンが床に平行であり、かつ各スクリーンの一端が取り付けられたガイドフレーム（１５０）の各垂直突起物と垂直になるように、ガイドフレーム（１５０）の２つの垂直突起物に取り付けられる。固形物が２つよりも多い大きさの部類に分類される場合は、メッシュサイズの異なる複数のスクリーンが取り付けられる。粒子が篩に入れられる（１つよりも多い篩を用いる場合には一番上の篩）。次に、モータにより篩ベース（１４０）を振動させ、固形物は、各スクリーンを通過するほど十分に小さいかどうかに基づいて分類される。
【００３１】
「振落とし試験」に用いるために、「ＲＸ−２４」は、ウェブ試料を振動させて振動する間に失われるウェブ質量に基づいてウェブにおける「ＳＡＭ」の移動し易さを測定することができるように修正される。この修正には、ガイドフレーム（１５０）の改変が含まれる。ここで図５及び図６を参照すると、修正ガイドフレーム（１５０ａ）は、突起物の長さが６５度湾曲部（１９０ａ）の下方にわずか７／８インチの長さを有するように切断される。突起物の切断端部は、上部タイバー（２２０）に溶接された。上部タイバー（２２０）は、長さが２２インチで断面が矩形の硬い鋼で構成される。取り付けられた時、上部タイバー（２２０）の水平方向厚さは、バーの長さ方向軸線と垂直な方向に１インチであり、垂直方向厚さは１／２インチである。定位置に溶接された時、修正ガイドフレーム（１５０ａ）は、中心を覆って上部タイバー（２２０）から９と１／４インチの距離に位置決めされる。上部タイバー（２２０）は、垂直軸線上に延びて上部タイバー（２２０）の各端部から３／４インチの地点に中心がある２つの円形穴（図示しない）を含む。硬い鋼製で直径５／１６インチの垂直ロッド（２４０）を、上部タイバー（２２０）上の円形穴（図示しない）内に挿入する。垂直ロッド（２４０）の端部はねじ切りされ、上部タイバー（２２０）及び垂直ロッド（２４０）の交差部は、ねじ切りナット又はねじ込み口金（２３０）により、上部タイバー（２２０）との交差部の下方及び上方の両方で垂直ロッド上に固定される。上部タイバー（２２０）と同一の寸法及び組成の下部タイバー（２５０）は、上部タイバー（２２０）を取り付けたのと同様の方法で、垂直ロッド（２４０）の反対端に取り付けられる。両方のタイバー（２２０、２５０）を取り付けた後には、２つのタイバー（２２０、２５０）間の垂直方向距離は、１５と１／２インチの長さになる。次に、ワイヤスクリーン（２６０）を各垂直ロッド（２４０）に取り付ける。ワイヤスクリーン（２６０）は、約１／２インチ間隔を置いて配置した直径０．０６２５インチ鋼製ワイヤで構成され、スクリーン内に幅約７／１６の正方形の開口部を形成する。ワイヤスクリーン（２６０）内のワイヤは、ワイヤスクリーン（２６０）を振動又は移動させてもワイヤを分離させないような方法により、接合部で互いに結合される。ワイヤスクリーン（２６０）の縁の周りには、高さが約０．９インチのワイヤスクリーンの垂直リップが延びる。ワイヤスクリーン（２６０）は、下部タイバー（２５０）の７と１／２インチ上方の位置で、各垂直ロッド（２４０）に取り付けられる。外径０．６２インチ、内径０．３４インチ、及び長さ５／１６インチの２つのステンレス鋼製円形バー（２７０、２８０）は、円形バー（２７０、２８０）の開放端が円形バー（２７０、２８０）の上面及び下面上になるように、各取付け点でワイヤスクリーンにハンダ付けされる。上部円形バー（２８０）は、下部円形バー（２７０）よりも１／４インチ高く配置される。ワイヤスクリーン（２６０）は、垂直ロッドを円形バー（２７０、２８０）に通し、ステンレス鋼ねじ（２９０）を上部円形バー（２８０）の壁を通って半径方向経路に延びるねじ切り穴を通してねじ込み、ワイヤスクリーン（２６０）を定位置に保持するように垂直ロッド（２４０）の表面にしっかりと当てることにより、垂直ロッド（２４０）に固定される。ワイヤスクリーン（２６０）は、水平面内に方向付けされており、タイバー（２２０、２５０）の長さ方向軸線と平行な水平方向に長さ２０インチであり、タイバー（２２０、２５０）の長さ方向軸線と垂直な水平方向に長さ１４と１／２インチである。ワイヤスクリーン（２６０）は、ワイヤスクリーン（２６０）の一隅部から４と１／２インチの位置で、タイバー（２２０、２５０）の長さ方向軸線と垂直な水平方向に延びる縁に沿って垂直ロッド（２４０）にしっかりと固定される。下部タイバー（２５０）は、タイバーを通る垂直軸線に沿って延びる２つの円形穴（２８４）を含み、それらの中心は、下部タイバー（２５０）から９と１／４インチ離れた中央の端点にある。下部タイバー（２５０）は、２つのねじを穴（２８４）及び篩ベース（１４０）上の２つの穴（１６０）（図５又は図６には示さず、図３に示す）を通して挿入することにより、篩ベース（１４０）に取り付けられる。ねじは、ナット又はねじ込み口金により定位置に固定することができる。ナット及びねじ込み口金は、接合部又は取付け部におけるいかなる動きも防止する方法で選択されて取り付けられる。
【００３２】
「振落とし試験」を行う目的に対しては、前段落に説明したガイドフレームを修正すること以外に「ＲＸ−２４」の他の構成要素の修正は行わない。図３に示した番号と同一の図５及び図６に示す番号は、修正されていない「ＲＸ−２４」の構成要素を意味する。
修正された時、「ＲＸ−２４」は、装置の機能に影響を及ぼさず、単に防音及び他の保護機能を提供する役割を果たすキャビネット（図示しない）内に収容される。任意選択的に、トレー、深皿、又は同様の物（図示しない）をスクリーン下方の位置に配置し、振動中にスクリーンから落下するあらゆる物質を受け止めることもできる。使用するそのようないかなるトレー、深皿、又は同様の物も、揺らされる部分の運動に影響を及ぼさないような位置に配置されるべきである。
【００３３】
修正「ＲＸ−２４」を用いて「振落とし試験」を行うために、ウェブは、修正「ＲＸ−２４」のワイヤスクリーン（２６０）上に水平に平坦に（すなわち、床と平行に）置かれる。次に、「ＲＸ−２４」は、振動数約５２０サイクル／分で２分間ウェブを振動する。リフティング又は取り扱いを容易にするためにティッシュペーパーのシートをウェブの上方又は下方に配置した場合は、これらのティッシュペーパーは、振動の前に除去される。
【００３４】
試験の振動させる部分が終了すると、質量損失は、「ＳＡＭ／繊維ウェブ」の残存全質量をスクリーン上に置いた時の質量と比較することにより判断される。詳細には、
質量損失（％）＝１００％×（（Ｍ0−Ｍ終了時）÷Ｍ0）
ここで、
Ｍ0＝試験前のウェブ質量（グラム）、及び
Ｍ終了時＝試験後に残っているウェブ質量（グラム）、
である。「ＳＡＭ／繊維ウェブ」の失われた質量は、一般に、スクリーンの開口部を通って落ちることになる。スクリーン上に残ったあらゆる質量を残存ウェブ質量として計数する。
【００３５】
上記においては、特定の種類の装置を用いて「振落とし試験」を行う望ましい一方法を詳細に説明したが、ウェブを激しく動かすことが、質量損失に関して開示した「振落とし試験」で達成されるのと同一の結果をもたらすことになる同等の試験方法を可能にする他の装置を、当業者が準備することができることが認められるであろう。従って、「振落とし試験」の範囲には、ウェブ損失を判断する任意の同等な試験方法が含まれることになる。
【実施例１】
【００３６】
図１の装置を用いて、直径３インチの「ＳＡＭ／繊維ウェブ」を調製した。直径が３００〜６００ミクロンの範囲で、架橋されて部分的に中和されたポリアクリル酸ナトリウム「ＳＡＭ」の粒子を用いてウェブを形成した。この例では、ストックハウゼン・インコーポレーテッドから入手可能な「ＦＡＶＯＲ（登録商標）８８０」粒子を用いた。この粒子は、コーティングする前に蒸留水で１０ｇ／ｇまで膨潤された。この例での膨潤は、粒子を１０ｇ／ｇまで膨潤させるのに必要な量の水と粒子とを容器内で混合し、粒子が全量の水を吸収するまで混合物を入れた容器を手で優しく渦巻かせることにより達成された。粒子がこの量の水を完全に吸収した状態で、膨潤した粒子は、パルプ含有量が乾燥繊維重量に対して１６％硬材及び８４％軟材である木質パルプ繊維と共に、直ちに空気攪拌チャンバに導入された。アライアンス・フォレスト・プロダクツから入手可能な「ＣＲ−１６５４」繊維が、この例では用いられた。
【００３７】
この例では、空気攪拌チャンバは、ステンレス鋼で構成され、高さ６インチの円筒形で水平方向の円直径が４と３／４であった。チャンバの周囲周りには、チャンバの底面から５／８インチの高さに均等に間隔を置いて配置した全部で８つのパルスジェットがあった。各空気ジェットには、開口直径５／６４インチを有するノズルが装着され、ジェットには、約２５ポンド／平方インチの圧力が加えられた。ジェット用の圧縮空気源は、ジェット（５０）が特定のシーケンスでパルス駆動するように構成された回転パルスバルブ（図示しない）を通じて供給された。
【００３８】
ここで、攪拌チャンバ（１０）の水平断面図である図２を参照すると、バルブ（図示しない）は、ジェット（５０ａ）及び（５０ｂ）が同時にパルス駆動し、続いてジェット（５０ｇ）及び（５０ｈ）が同時にパルス駆動し、次に、ジェット（５０ｃ）及び（５０ｄ）が同時にパルス駆動し、次に、ジェット（５０ｅ）及び（５０ｆ）が同時にパルス駆動し、次に、ジェット（５０ａ）及び（５０ｂ）が同時にパルス駆動することで始まる同じシーケンスの繰り返しが続くように構成された。回転パルスバルブ（図示しない）は、更に、各対のジェットが約２０回／分でパルス駆動するように構成された。チャンバの床には、チャンバ床の中心の２と３／８インチを占める円形スペースを覆う６９個の円形穴を含む。この穴は、直径７／３２インチであり、中心が５／１６インチ間隔の正方形列（すなわち、格子）パターンに配列され、列の隣接する穴間に３／３２インチの金属を残した。吸引された減圧部は、図１に示す開口部（１００）で測定すると、１．５インチ水柱であった。これらのパラメータを用いて、３分間の滞留時間が達成された。
【００３９】
空気攪拌チャンバから吸引されたコーティング粒子は、次に、バッチ工程で「ＳＡＭ／繊維ウェブ」として配列された。ウェブ形成チャンバは、高さ１と１／４、及び直径３インチの円筒形チャンバであり、形成した「ＳＡＭ／繊維ウェブ」は、これも直径３インチを有する円板に成形された。チャンバの底面に用いたスクリーンは、「ＵＳ・シーブ・シリーズ１００」のメッシュであった。このようなウェブに対して、繊維及び粒子を組み合わせた質量が用いられた。バッチ工程は、実質的に全ての粒子がウェブ内に吸引されるまで行われた。開示した実施形態では、この工程は、「ＳＡＭ」及び繊維を空気攪拌チャンバ内に導入してから約３分後に完了した。
【００４０】
各試料に対して、工程を開始する前に、ウェブ形成チャンバのスクリーンを覆うように一枚のティッシュペーパーを置き、ウェブ形成後に試料のリフティング及び取り扱いが容易になるようにした。スクリーンを通る空気流をあまり損なわない十分に多孔性のティッシュペーパーを用いることが必要であった。この例では、アメリカン・ティッシュ・インコーポレーテッドから入手可能な９．８ポンドの「ホワイト・フォーミング・ティッシュ」を用いた。「９．８ポンド」とは、ティッシュの坪量が９．８ポンド／２８８０平方フィートであることを意味する。
【００４１】
乾燥重量１．８２グラムの「ＳＡＭ」及び繊維の組合わされた塊を用いて、乾燥重量４００グラム／平方メートルのウェブを調製した。しかし、空気攪拌チャンバに導入する時点で、「ＳＡＭ」は、「ＳＡＭ」１グラム当たり１０グラムの水を含有するように膨潤させた。例えば、５０重量％の繊維及び５０重量％の「ＳＡＭ」を含有するウェブは、「ＳＡＭ」及び繊維を乾燥重量でそれぞれ０．９１グラム含むことになる。しかし、「ＳＡＭ」は、攪拌チャンバに導入する時点で９．１グラムの水を含有することになり、従って、その時点では、１０．０１グラムの質量を有することになる。
【００４２】
ウェブ形成が完了した後、得られたウェブを覆うように１枚目と同じ種類の２枚目のティッシュペーパーを置き、得られたウェブは、リフティング及び取り扱いを容易にするために手で軽く圧縮した。次に、温度６０℃の対流乾燥器に少なくとも３時間入れるか、又は、温度６０℃のそのような乾燥器に少なくとも２時間入れた後に、試料を更に少なくとも２４時間空気乾燥させるかのいずれかにより、ウェブを完全に乾燥させた。乾燥及び冷却の後、ウェブは、熱を加えることなく圧縮され、密度約０．２グラム／立方センチメートルにされた。ウェブを圧縮するのには、フレッド・Ｓ・カーバー・インコーポレーテッド製の「型番２８３３プレス」を用いたが、この目的に広範なプレス及び同様の装置を用いることができることを当業者は認識するであろう。連続圧縮が用いられて目標とする密度が達成された。各連続圧縮の後にウェブの厚さを測定し、ウェブ質量及び直径を用いて密度を計算することにより密度が判断された。
【００４３】
ウェブは、乾燥重量で６０％、７０％、８０％、及び９０％の「ＳＡＭ」含有量と、繊維を構成する残りの乾燥重量とで調製した。他の繊維、他の形状及び組成の「ＳＡＭ」、及び、他の百分率比の「ＳＡＭ」及び繊維を用いて作ったウェブもこの実施形態で機能することになり、「ＳＡＭ」及び繊維と共に他の成分を含む本発明のウェブもこの実施形態を用いて製造することができることを当業者は認識するであろう。
【００４４】
比較実施例１
比較目的のために、工程中のどの時点においても液体を用いて「ＳＡＭ」を膨潤させなかったことを除き、実施例１に説明した詳細な実施形態を用いてウェブが形成された。
【実施例２】
【００４５】
実施例１で作った乾燥重量６０％、７０％、８０％、及び９０％の「ＳＡＭ」含有量の試料、及び、比較実施例１で作った乾燥重量６０％、７０％、８０％、及び９０％の「ＳＡＭ」含有量の試料に対して「振落とし試験」が行われた。結果は表１に示されている。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
*９０％「ＳＡＭ」含有量での比較実施例１では、スクリーンによってもたらされる構造的補強なしで実質的にその形状を維持することを可能にする十分な構造的一体性が示されず、従って、ウェブを動かそうとするいかなる試みに対しても分解が生じた。
【００４８】
比較実施例２
ウェブ形成時点で膨潤していないコーティング粒子を用いて形成したウェブと比較するために、ウェブ形成の前に乾燥させた「コーティングＳＡＭ」を用いてウェブを形成した。最初に、ウェブ形成チャンバ（８０）を装置から除去したことを除き、実施例１の手順及び説明した詳細な実施形態を用いて「コーティングＳＡＭ」を調製した。この修正は、プレキシガラス容器（図示しない）の唯一の開口部が空気攪拌チャンバ（１０）の開口部（４０）及び減圧吸引する開口部（１００）であるように、プレキシガラス容器により囲まれた図１の実施形態に対して行われた。この構成は、減圧が空気攪拌チャンバ（１０）の床（７０）の穴（７２）を通して空気及びコーティング粒子（６０）を吸引することを保証した。アメリカン・ティッシュ・インコーポレーテッドから入手可能な１枚の９．８ポンド「ホワイト・フォーミング・ティッシュ」を穴（７２）と減圧吸引する開口部（１００）との間に配置し、コーティング粒子が穴（７２）を通って落ちる時に受け止め、減圧吸引する開口部（１００）内にそれらが吸引されないようにした。コーティング粒子は、次に、実施例１の乾燥手順を用いて完全に乾燥させた。
【００４９】
次に、コーティングして乾燥した粒子でウェブを形成した。これは、図１に示すように、ウェブ形成チャンバ（８０）を空気攪拌チャンバ（１０）及び減圧吸引する開口部（１００）に再び取り付けることにより達成された。コーティングして乾燥した「ＳＡＭ」粒子は、次に、実施例１に説明したように作動するパルスジェット及び減圧を用いて、空気攪拌チャンバ（１０）の開口部（４０）内に挿入された。膨潤粒子（２０）及び繊維（３０）の混合物の代わりに、コーティングして乾燥した粒子を開口部（４０）内に挿入したことを除けば、ウェブ形成段階の手順は、実施例１で粒子をコーティングしてウェブを形成するのに用いた手順と同一であった。
「振落とし試験」は、乾燥重量６０％、７０％、８０％、及び９０％の「ＳＡＭ」含有量の試料に対して行われた。結果は表２に示されている。
【実施例３】
【００５０】
ウェブは、コーティング後に「コーティングＳＡＭ」を乾燥してウェブ形成の前にこれを再び膨潤させたことを除き、実施例１に説明した詳細な実施形態を用いて形成された。粒子は、比較実施例２に示すコーティング手順を用いて、ウェブに形成することなくコーティングされた。コーティング粒子は、次に、実施例１の乾燥手順を用いて完全に乾燥させた。
乾燥が終了すると、粒子を蒸留水で再び膨潤させた。膨潤は、粒子を１０ｇ／ｇまで膨潤させるのに必要な量の水とコーティング粒子とを容器内で混合し、粒子が水の全量を吸収するまで、混合物が入った容器を手で優しく渦巻かせることにより達成された。
【００５１】
粒子がこの量の水を完全に吸収した状態で、膨潤してコーティングされた粒子は、次に、図１に示すようにこの時点でコーティングチャンバ（８０）が空気攪拌チャンバ（１０）及び減圧吸引開口部（１００）に再び取り付けられた図１に示す装置内に直ちに導入された。膨潤粒子（２０）及び繊維（３０）の混合物の代わりに、既にコーティングして膨潤させた粒子を開口部（４０）に挿入することを除けば、ウェブ形成段階の手順は、実施例１で粒子をコーティングしてウェブを形成するのに用いた手順と同一であった。
試験は、乾燥重量６０％、７０％、８０％、及び９０％の「ＳＡＭ」含有量の試料に対して行われた。結果は表２に示されている。
【００５２】
【表２】
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【００５３】
本明細書は、特定の実施形態に関して詳細に説明したが、当業者は、上記内容の理解を得れば、これらの実施形態の変更、変形、及び均等物を容易に考えることができる点を認めるであろう。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその全ての均等物の範囲として判断されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の工程で有用な代表的な装置の断面側面図である。
【図２】本発明の工程で有用な代表的な装置の断面上面図である。
【図３】本明細書で説明した「振落とし試験」の実施に用いるために修正することができる装置の前面立面図である。
【図４】本明細書で説明した「振落とし試験」の実施に用いるために修正することができる図３に示した装置の一部の前面立面図である。
【図５】本明細書で説明した「振落とし試験」の実施に用いることができる装置の前面立面図である。
【図６】本明細書で説明した「振落とし試験」の実施に用いることができる装置の側面立面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  空気攪拌チャンバ
２０  粒子
３０  繊維
４０  空気攪拌チャンバ開口部
５０  ノズル
６０  コーティング粒子
８０  ウェブ形成チャンバ
９０  スクリーン
１００  ダクト開口部
１２０  ウェブ
【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５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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