(57)【要約】【課題】優れた吸収特性を有する高密度の強力な軟質材料である吸収材料を提供し、より具体的には、使い捨ておむつ、女性用衛生製品及び失禁装置の如き物品中に使用される優れた吸収材料を提供する。【解決手段】上表面及び下表面を有する吸収材料であって、a)約40重量％から約90重量％までのセルロース繊維、及びb)約10重量％から約60重量％までの超吸収ポリマーを含み、該材料は対になったロール間で高温度で共に圧縮されていて、約10重量％未満の水分、約0.25g/ccより大きい密度、約3700未満のガーレイ剛性(mg)対密度(g/cc)の比及び約12ニュートンより大きいパッド保全性を有する吸収材料。【選択図】図１
2004255203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上表面及び下表面を有する吸収材料であって、
a)約40重量％から約90重量％までのセルロース繊維、及び
b)約10重量％から約60重量％までの超吸収ポリマーを含み、
該材料は対になったロール間で高温度で共に圧縮されていて、約10重量％未満の水分、約0.25g/ccより大きい密度、約3700未満のガーレイ剛性(mg)対密度(g/cc)の比及び約12ニュートンより大きいパッド保全性を有する吸収材料。
【請求項２】
約60重量％から約80重量％のセルロース繊維を含む請求項１記載の材料。
【請求項３】
約20重量％から約40重量％までの超吸収ポリマーを含む請求項１記載の材料。
【請求項４】
約0.30g/ccから約0.45g/ccまでの密度を有する請求項１記載の材料。
【請求項５】
約3200未満のガーレイ剛性(mg)対密度(g/cc)の比を有する請求項１記載の材料。
【請求項６】
約3000未満のガーレイ剛性(mg)対密度(g/cc)の比を有する請求項１記載の材料。
【請求項７】
約25.0より大きいパッド保全性（ニュートン）対密度(g/cc)の比を有する請求項１記載の材料。
【請求項８】
約50g/m2から約700g/m2までの基本重量を有する請求項１記載の材料。
【請求項９】
約200g/m2から約400g/m2までの基本重量を有する請求項１記載の材料。
【請求項１０】
複数の層としてエアーレイされている請求項１記載の材料。
【請求項１１】
３層、４層又は５層としてエアーレイされている請求項１０記載の材料。
【請求項１２】
少なくとも１層が超吸収材料のないパルプを含む、請求項１０記載の材料。
【請求項１３】
吸収材料１グラム当り約７グラムから約８グラムの生理食塩水の127mm（５インチ）における45°吸い上げ分布を有する、請求項１記載の材料。
【請求項１４】
約0.5mmから約2.5mmまでの厚さを有する請求項１記載の材料。
【請求項１５】
約1.0mmから約2.0mmまでの厚さを有する請求項１記載の材料。
【請求項１６】
約1.25mmから約1.75mmまでの厚さを有する請求項１記載の材料。
【請求項１７】
該材料をRo-Tapシーブシェーカーで10分間振とうした後に、超吸収ポリマーの約90重量％より多くを保持する、請求項１記載の材料。
【請求項１８】
該材料をRo-Tapシーブシェーカーで10分間振とうした後に、超吸収ポリマーの約95重量％より多くを保持する、請求項１記載の材料。
【請求項１９】
該温度を少なくとも約100℃まで上げる請求項１記載の材料。
【請求項２０】
該材料の上表面が実質的に超吸収ポリマーを含まない請求項１記載の材料。
【請求項２１】
上表面及び下表面を有する吸収材料であって、
a)約40重量％から約90重量％までのセルロース繊維、及び
b)約10重量％から約60重量％までの超吸収ポリマーを含み、
該材料は対になったロール間で高温度で共に圧縮されていて、約10重量％未満の水分、約0.25g/ccより大きい密度、約3700未満のガーレイ剛性(mg)対密度(g/cc)の比、約25.0より大きいパッド保全性（ニュートン）対密度(g/cc)の比、及び吸収材料１グラム当り少なくとも生理食塩水５グラムの５インチにおける45°吸い上げ分布を有する材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は使い捨ておむつ、女性用衛生製品及び失禁装置の如き物品中に吸収剤コアーとして使用される吸収材料に関する。更に特別には、本発明は優れた吸収特性を有する高密度の強力な軟質材料である吸収材料に関する。
この出願は1997年10月10日に出願された米国特許出願第08/948,987号（これ自体は1997年1月17日に出願された米国特許出願第08/784,536号の一部継続出願である）の一部継続出願である。両方の出願の開示が参考として本明細書に含まれる。
【背景技術】
【０００２】
使い捨て吸収剤物品、例えば、おむつ、女性用衛生製品、成人用失禁装置等は広く受け入れられている。有効に機能するために、このような吸収剤物品は体液を迅速に吸収し、これらの液体を吸収剤物品中に分布させ、負荷のもとに置かれた時に表面を乾燥するのに十分なエネルギーでこれらの体液を保持することができる必要がある。加えて、吸収剤物品は体表面に快適に合致し、低漏出のために密接なフィットを与えるように十分に軟質かつ可撓性である必要がある。
個々の吸収剤物品の設計は使用に応じて変化するが、このような物品に共通のある種の部材または部品がある。吸収剤物品は液体透過性トップシートまたは表層を含み、その表層は体表面と接触するように設計される。表層は体から物品のコアーへの液体の妨げられない移動を可能にする材料からつくられる。表層は液体それ自体を吸収すべきではなく、こうして、乾燥したままであるべきである。物品は物品の外表面に配置された液体不透過性バックシートまたは裏層を更に含み、その層は物品からの液体の漏出を防止するように設計される。
【０００３】
当業界で吸収剤コアーと称される吸収剤部材が表層と裏層の間に配置される。吸収剤コアーの機能は表層を通って吸収剤物品に入る体液を吸収し、保持することである。体液の源はしばしば局在化されるので、液体を吸収剤コアーの寸法にわたって分布させて全ての利用可能な吸収材料を十分に使用するための手段を用意することが必要である。これは典型的には表層と吸収剤コアーの間に配置された分配部材を用意し、かつ/または吸収剤コアーそれ自体の組成を変化することにより達成される。
液体は表層とコアーの間に配置された移動または獲得層により吸収剤コアーの異なる部分に分配し得る。着用者の体表面へのこのような獲得層の接近のために、獲得層は多量の液体を保持する材料から形成されるべきではない。獲得層の目的はこの層中の液体の広がりを最小にしながら吸収剤コアーへの液体の迅速な移動及び分配を与えることである。
【０００４】
吸収剤コアーは典型的にはセルロース質の木材繊維マトリックスまたはパルプから配合され、そのパルプは多量の液体を吸収することができる。吸収剤コアーは液体吸収特性及び保持特性を増進するように種々の方法で設計し得る。例えば、吸収剤コアーの液体保持特性は超吸収材料を木材パルプの繊維中に配置することにより大いに増進し得る。超吸収材料はそれらの重量に関して多量の液体を吸収することができ、このような吸収後にヒドロゲルを形成することができる実質的に水不溶性の吸収剤ポリマー組成物として当業界で公知である。パルプと超吸収剤のブレンドまたは混合物を含む吸収剤物品が当業界で知られている。
吸収剤コアー中の超吸収剤の分布は一様であってもよく、また非一様であってもよい。例えば、裏層（着用者から最も離れている）に近位の吸収剤コアーのその部分は表層または獲得層に近位のコアーの部分よりも高レベルの超吸収剤を含むように配合し得る。更に別の例として、液体侵入の部位に最も近いコアーのその部分（例えば、獲得ゾーン）は液体をコアーの周囲の部分（例えば、貯蔵ゾーン）に輸送（吸上）するように配合し得る。
【０００５】
パルプを超吸収材料とブレンドすることの他に、パルプの特性を改良するための種々のその他の手段が記載されていた。例えば、パルプボードが化学剥離剤を使用することにより更に容易にほぐされることが知られている（例えば特許文献１参照。）。加えて、木材パルプのセルロース繊維が複合ウェブ吸収材料への混入の前にフラッシュ乾燥し得る（例えば特許文献２参照）。更にまた、木材パルプの個々のセルロース繊維が架橋し得る（例えば、特許文献３〜６参照。）。これらの手段の全てが木材パルプ製造業者に木材パルプ調製工程中に時間を浪費する高価な操作を行うことを必要とする欠点を有する。こうして、これらの工程の使用は木材パルプのコストのかなりの増大をもたらす。
【０００６】
上記処理工程の全てが吸収剤コアーとしての使用のためにパルプの吸収特性を改良すると報告されていたが、このような処理と関連する或る種の問題がある。例えば、最終用途の吸収剤物品（例えば、女性用衛生製品またはおむつ）の製造業者はそのパルプ中に結合された個々の繊維を分離するように木材パルプ中の繊維を毛羽立てる必要がある。典型的には、パルプは低水分を有し、これが比較的脆い個々の繊維をもたらし、毛羽立て操作中に繊維分解のために微細なダストをもたらす。パルプ製造業者が吸収剤物品メーカーへの輸送の前にこのような毛羽立てを行う場合、パルプの輸送コストが増大される。少なくとも一人のパルプ製造業者がパルプ密度の狭い範囲の基本重量で化学結合剤を使用しないでフラッシュ乾燥したパルプを製造することによりこの問題を解決しようと試みていた（例えば特許文献７参照。）。しかしながら、この方法によっても、吸収剤物品の製造業者は購入後にパルプを依然として加工する必要がある。
【０００７】
高度に吸収性の強力な軟質のコアー材料を製造するために吸収材料の製造業者による多くの試みがあった。例えば、親水性繊維及び超吸収材料を含むエアーレイド材料が提案されており、その材料は乾燥状態でエアーレイされ、添加される結合剤を使用しないで圧縮される（特許文献８参照。）。しかしながら、このような材料は低保全性を有し、かなりの量の超吸収材料のシェーク−アウトまたは損失を問題としている。また、超吸収材料シェーク−アウトがかなりの量の水をエアーレイイング方法中に材料に添加することによりエアーレイド吸収剤中で減少し得ることが開示されている（例えば特許文献９参照。）。しかしながら、得られる材料は堅く、低密度であり、しかも高水分を有する（＞約15重量％）。その他、親水性繊維及び超吸収材料を含む高密度エアーレイド材料が高密度化剤を材料に添加することによりつくられることを開示されている（例えば特許文献１０参照。）。しかしながら、このような薬剤の使用は材料の製造コストを増大する。
【０００８】
また、低密度（0.25g/cc未満の密度）吸収材料が開示されている（例えば特許文献１１参照。）。このような低密度の嵩高の材料の使用は輸送及び取り扱いのコストを増大する。また、湿潤された時に相互作用して錯体を生成する２種の錯生成剤を含む吸収材料が開示されている（例えば特許文献１２参照。）。錯生成剤はポリマーオレフィンである。その他、超吸収材料を材料中に保持するのに利用することができる陽イオンバインダー及び陰イオンバインダーを含む吸収材料が開示されている（例えば特許文献１３参照。）。このような薬剤及びバインダーの使用は吸収材料の製造コストを増大し、潜在的な環境上の危険をもたらす。
それ故、使い捨て吸収剤物品中の吸収剤コアーとしての使用に必要とされる吸収性、強度及び軟らかさの要件を満足し、かつパルプ製造業者及び吸収剤物品の製造業者の両方に時間及びコストの節減を同時に与える材料に対する絶え間ない要望が当業界にある。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第3,930,933号明細書
【特許文献２】英国特許出願公開第2272916A号明細書
【特許文献３】米国特許第4,822,453号明細書
【特許文献４】米国特許第4,888,093号明細書
【特許文献５】米国特許第5,190,563号明細書
【特許文献６】米国特許第5,252,275号明細書
【特許文献７】米国特許第5,262,005号明細書
【特許文献８】米国特許第4,610,678号明細書
【特許文献９】米国特許第5,516,569号明細書
【特許文献１０】米国特許第5,547,541号明細書
【特許文献１１】米国特許第5,562,645号明細書
【特許文献１２】米国特許第5,635,239号明細書
【特許文献１３】欧州特許出願公開第0763364A2号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は優れた吸収特性を有する高密度の強力な軟質材料である吸収材料を提供することである。本発明の目的は具体的に、使い捨ておむつ、女性用衛生製品及び失禁装置の如き物品中に使用される優れた吸収材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一つの局面において、本発明は約200g/m2から約400g/m2までの基本重量、約0.35g/ccから約0.40g/ccまでの密度及び約3700未満のガーレイ剛性(mg)対密度(g/cc)の比を有する吸収材料を提供する。その材料はパルプの下層、パルプ及びパルプ中に配置された超吸収材料の中間層、並びにパルプの上層としてエアーレイされる。パルプは約100未満のカッパー値を有することが好ましい。一実施態様において、吸収材料は約40重量％から約90重量％までのセルロース繊維及び約10重量％から約60重量％までの超吸収材料を含む。このような吸収材料は約10重量％未満の水分、約0.25g/ccより大きい密度、約3700未満のガーレイ剛性(mg)対密度(g/cc)の比及び約12ニュートンより大きいパッド保全性を有する。
【００１２】
別の実施態様において、吸収材料は約40重量％から約90重量％までのセルロース繊維及び約10重量％から約60重量％までの超吸収材料を含む。このような吸収材料は約10重量％未満の水分、約0.25g/ccより大きい密度、約3700未満のガーレイ剛性(mg)対密度(g/cc)の比を有し、かつ10分間振とうした後に超吸収材料の約85重量％より多くを保持する。
更に別の実施態様において、吸収材料は約40重量％から約90重量％までのセルロース繊維及び約10重量％から約60重量％までの超吸収材料、約10重量％未満の水分、約0.25g/ccより大きい密度、約3700未満のガーレイ剛性(mg)対密度(g/cc)の比、約25.0より大きいパッド保全性（ニュートン）対密度(g/cc)の比及び吸収材料1グラム当り少なくとも7グラムの5インチにおける45°吸い上げ分布を含む。
全ての実施態様について、セルロース繊維の少なくとも一部が約65％未満の相対結晶性を有することが好ましい。
【００１３】
別の局面において、本発明の吸収材料は約100g/m2から約500g/m2までの基本重量及び約0.25g/ccから約0.50g/ccまでの密度を有する。このような材料は約100未満のカッパー値を有するパルプから得られたセルロース繊維のコアー及びコアーの外表面に重ねられたティッシュの層を含む。セルロース繊維の少なくとも一部は約65％未満の相対結晶性を有する。コアーは約40重量％から約100重量％までのセルロース繊維及び約０重量％から約60重量％までの超吸収材料を含む。コアーは約40重量％から約90重量％までのセルロース繊維及び約10重量％から約60重量％までの超吸収材料を含むことが好ましい。その材料は約0.7g-1より大きい柔軟性を有する。このような材料のティッシュはクレープティッシュであることが好ましい。
【００１４】
一実施態様において、吸収材料は約0.25g/ccから約0.5g/ccまでの密度及び約0.7g-1より大きい柔軟性を有する。このような材料は実質的に約40重量％から約90重量％までのセルロース繊維（その繊維の少なくとも一部は約100未満のカッパー値を有するパルプから得られ、そのセルロース繊維の少なくとも一部は約65％未満の相対結晶性を有する）及び約10重量％から約60重量％までの超吸収材料からなる。
本発明の材料は少なくとも約6000エルグ/gの標準化乾燥力エネルギー、少なくとも約3000エルグ/gの標準化吸上エネルギーまたは少なくとも約6000エルグ/gの標準化乾燥力エネルギー及び少なくとも約3000エルグ/gの標準化吸上エネルギーの両方を有する。
【００１５】
別の実施態様において、本発明の吸収材料は約0.25g/ccから約0.5g/ccまでの密度、約200g/m2から約500g/m2までの基本重量、約0.7g-1より大きい柔軟性、少なくとも約6000エルグ/gの標準化乾燥力エネルギー及び少なくとも約3000エルグ/gの標準化吸上エネルギーを有する。このような材料は実質的に約60重量％から約90重量％までのセルロース繊維（その繊維の少なくとも一部は約100未満のカッパー値を有するパルプから得られ、そのセルロース繊維の少なくとも一部は約60％未満の相対結晶性を有する）；約10重量％から約40重量％までの超吸収材料；及び約3重量％から約20重量％までの吸収材料を含むティッシュの層からなる。ティッシュはクレープティッシュであることが好ましい。
【００１６】
全ての実施態様の吸収材料は好ましくは約60％未満の相対結晶性を有するセルロース繊維を使用してつくられる。更に好ましくは、セルロース繊維は約50％未満の相対結晶性を有し、更に好ましくは約40％未満の相対結晶性を有する。
セルロース繊維の少なくとも一部は約75、50、25または10未満のカッパー値を有するパルプから得られる。カッパー値が5または2.5未満であることが更に好ましい。
一つの好ましい実施態様において、材料中のセルロース繊維の少なくとも一部がパルプの懸濁液を約５分から約60分までの範囲の時間の期間にわたって約15℃から約60℃までの温度で前記溶液の約2重量％から約25重量％までのアルカリ金属塩濃度を有するアルカリ金属塩水溶液で処理する工程を含む方法によりつくられる。別の実施態様において、セルロース繊維の少なくとも一部がフラッシュ乾燥された。
【００１７】
本発明の材料は優れた吸収特性を有する。材料は少なくとも6,000エルグ/gの標準化乾燥力エネルギーを有する。材料の標準化乾燥力エネルギーは約7,000、8,000、9,000または10,000エルグ/gより大きいことが好ましい。標準化乾燥力が約6,000エルグ/g〜約16,000エルグ/gであることが更に好ましい。材料は少なくとも3,000エルグ/gの標準化吸上エネルギーを有する。標準化吸上エネルギーは約3,500、4,000、5,000、または7,500エルグ/gより大きいことが好ましい。標準化吸上エネルギーは約3,000エルグ/g〜約10,000エルグ/gであることが更に好ましい。特に好ましい実施態様において、本発明の材料は少なくとも6,000エルグ/gの標準化乾燥力エネルギー及び少なくとも約3,000エルグ/gの吸上エネルギーを有する。
【００１８】
本発明の吸収材料は柔軟である。剛性の逆数として定義される柔軟性は約0.7g-1より大きい。柔軟性は約0.8、0.9、または1.0 g-1より大きいことが好ましい。
吸収材料は約0.7 g-1より大きい柔軟性、約6,000エルグ/gより大きい標準化乾燥力エネルギー及び約3,000エルグ/gより大きい標準化吸上エネルギーを有することが最も好ましい。
本発明の特に好ましい吸収材料は約0.35g/ccから約0.45g/ccまでの密度、約200g/m2から約500g/m2までの基本重量、約0.9g-1より大きい柔軟性、約6000エルグ/gより大きい標準化乾燥力エネルギー及び約3,000エルグ/gより大きい標準化吸上エネルギーを有する。
更に、本発明は本発明の吸収材料を含む吸収剤物品を提供する。吸収剤物品はおむつ、女性用衛生製品または失禁装置であることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は吸収剤物品、例えば、おむつ、女性用衛生製品、失禁装置等中のコアーとしての使用に特に良く適している新規な吸収材料を提供する。また、吸収材料は体排泄物（例えば、尿、母乳、血液、血清）を吸収するのに使用される装置中の吸収剤コアーとして使用し得る。こうして、その材料は授乳母体用の胸部パッドに混入でき、または手術用ドレープ（例えば、タオル）または傷包帯中の吸収材料として使用し得る。本発明の材料はセルロース繊維及び、必要により、そのパルプの繊維中に配置された超吸収剤のブレンドまたは混合物である。本発明の材料はそれを吸収剤物品中の使用に特に適するようにする柔軟性、強度及び吸収特性の特異な組み合わせを有する。本発明の吸収材料は吸収剤物品に所望のサイズ及び形状への切断または折りたたみ以外の製造業者による付加的な加工を必要としないで吸収剤物品の製造業者により直接使用し得る。
【００２０】
本発明は軟らかく、薄く、かつ高密度である吸収材料に関する。更に、その材料は増進された吸収特性を有し、しかも水、化学薬品、バインダー、接着剤、熱可塑性樹脂、熱可塑性バインダー繊維、錯生成材料等を使用しないで繊維ネットワーク中に超吸収材料をしっかりと閉じ込める。吸収材料は繊維を分解しないで通常の使い捨て製品製造装置で加工されるのに十分な保全性（強度）を有する。
一つの局面において、本発明は約40重量％から約100重量％までのセルロース繊維及び約0重量％から約60重量％までの超吸収材料を含む吸収材料を提供する。吸収材料は約10重量％未満の水分を有する。本明細書に使用される“重量％”という用語は周囲条件下で測定して最終材料の重量当りの物質の重量を意味する。例えば、10重量％の超吸収材料は吸収材料の100g/m2基本重量当りの10g/m2の超吸収材料を意味する。
【００２１】
本発明の材料中に使用し得るセルロース繊維は当業界で公知であり、木材パルプ、綿、亜麻、及びピートモスが挙げられる。また、本発明は短い切断された合成繊維（約10％まで）が吸収剤コアーに混入し得ることを意図している。木材パルプが好ましい。パルプはメカニカルパルプもしくはケミメカニカルパルプ、亜硫酸パルプ、クラフトパルプ、パルプ化不良材料、有機溶媒パルプ等から得られる。針葉樹種及び広葉樹種の両方が有益である。針葉樹パルプが好ましい。本発明の材料中の使用のためにセルロース繊維を化学剥離剤、架橋剤等で処理することは必要ではない。
【００２２】
前記のように、本発明の材料中の使用に好ましいセルロース繊維は木材パルプである。木材のリグニン含量を減少する方法を使用して調製された木材パルプが好ましい。パルプのリグニン含量は約16％未満であることが好ましい。リグニン含量は約10％未満であることが更に好ましい。リグニン含量が約5％未満であることが更に好ましい。リグニン含量が約１％未満であることが最も好ましい。当業界で公知であるように、リグニン含量はパルプのカッパー値から計算される。カッパー値は通常の公知の試験操作（TAPPI Test265-cm 85）を使用して測定される。種々のパルプのカッパー値がTAPPI Test265-cm 85を使用して測定され、リグニン含量が計算された。ピートモスが約104のカッパー値及び約13.5％のリグニン含量を有することがわかった。CTMPパルプが約123のカッパー値及び約16％のリグニン含量を有することがわかった。クラフト方法または亜硫酸方法を使用して針葉樹から調製されたパルプが約1.1のカッパー値及び約0.15％のリグニン含量を有することがわかった。その後者のパルプが低温苛性アルカリ抽出方法を使用して処理された場合、カッパー値が約0.97であり、リグニン含量が約0.12％であることがわかった。
【００２３】
本発明における使用のために、セルロース繊維は約100未満のカッパー値を有する木材パルプから得られることが好ましい。カッパー値が約75、50、25または10未満であることが更に好ましい。カッパー値が約2.5未満であることが最も好ましい。
木材パルプを本発明の吸収材料中の使用に特に適するようにする木材パルプの或る種のその他の特性がある。殆どの木材パルプ中のセルロースは高い相対結晶性（約65％より大きい）を有する。本発明の材料中の、約65％未満の相対結晶性を有する木材パルプの使用が好ましい。相対結晶性が約50％未満であることが更に好ましい。相対結晶性が約40％未満であることが最も好ましい。同様に、増大する繊維カール値を有するパルプが好ましい。
【００２４】
これらの特性を最適にするようにパルプを処理するための手段が当業界で公知である。例えば、木材パルプを液体アンモニアで処理することが相対結晶性を低下し、繊維カール値を増大することが知られている。フラッシュ乾燥がパルプの繊維カール値を増大し、結晶性を低下することが知られている。また、パルプの低温苛性アルカリ処理が繊維カールを増大し、相対結晶性を低下する。化学架橋が相対結晶性を低下することが知られている。本発明の材料をつくるのに使用されるセルロース繊維は低温苛性アルカリ処理またはフラッシュ乾燥を使用して少なくとも一部得られることが好ましい。
【００２５】
低温苛性アルカリ抽出方法の説明が1995年1月18日に出願された共有の米国特許出願第08/370,571号（その出願は1994年1月21日に出願された米国特許出願第08/184,377号の一部継続出願である）に見られる。これらの出願の両方の開示が参考として本明細書にそのまま含まれる。
簡単に言えば、苛性アルカリ処理は典型的には約60℃未満の温度、好ましくは50℃未満の温度、更に好ましくは約10℃〜40℃の温度で行われる。好ましいアルカリ金属塩溶液は新たに補給された、またはパルプ化操作もしくは製紙操作における副生物溶液、例えば、半アルカリ性白液、酸化された白液等としての水酸化ナトリウム溶液である。その他のアルカリ金属、例えば、水酸化アンモニウム及び水酸化カリウム等が使用し得る。しかしながら、コストの観点から、好ましい塩は水酸化ナトリウムである。アルカリ金属塩の濃度は典型的にはその溶液の約2重量％から約25重量％まで、好ましくは約6重量％から約18重量％までの範囲である。高速の速い吸収用途のためのパルプは約10重量％から約18重量％までのアルカリ金属塩濃度で処理されることが好ましい。
【００２６】
当業界で公知であるように、フラッシュ乾燥は、パルプが部分脱水され、繊維にされ、パルプ中に含まれる水分をフラッシュして除く熱い空気の流れに供給されるパルプの乾燥方法である。簡単に言えば、初期に30-45％のコンシステンシーのパルプ（55-70％の水を含む）がフルッファー（例えば、ディスクリファイナー）に直接運ばれ、そこで機械作用が繊維にし（分解し、分離する）、フラッシュ乾燥系のために繊維を分散させるのに使用される。フルッファー装置から一旦排出されると、繊維にされたパルプがフラッシュ乾燥系に供給される。乾燥系それ自体は二つの段階から構成され、これらの夫々が二つの乾燥タワーからなる。繊維が高速の熱い空気により乾燥タワー中に運ばれる。第一段階の入口空気温度は約240-260℃であり、一方、第二段階の入口空気温度は約100-120℃である。夫々の乾燥段階後に、パルプ及び熱い空気がサイクロンセパレーターに運ばれ、そこでパルプから蒸発された水分を含む熱い空気が垂直に排出される。この場合の第一段階に関する排出温度は約100-120℃であり、第二段階に関する排出温度は約90-100℃である。同時に、材料を取り扱うファンがパルプ繊維をサイクロンコーン中に、そしてその系の次ぎの部分に引っ張る。最後に、第二段階サイクロンセパレーター後に、乾燥されたパルプが周囲空気を運ぶ冷却ファン、及び最終冷却サイクロンセパレーターからなる冷却段階に通される。両方の乾燥段階、サイクロン分離、及び冷却を含む全系の滞留時間は使用される供給速度（毎分1.5 kgの乾燥材料）で約30-60秒である。
【００２７】
上記系の型を使用してフラッシュ乾燥された繊維を製造する下側は最終製品中の局在化された繊維束の製造である。繊維束はフルッファー装置内の機械作用によりパルプの繊維化中に形成される。上記系はこの場合に4mmの固定ギャップ幅で二つの溝付の円形プレートからなるディスクリファイナーを使用する。一つのプレートは固定位置にあり、一方、他のプレートは高速で回転される。パルプが二つのプレートの間のギャップに供給され、プレートの回転が溝に沿って繊維の分離をもたらす。不運なことに、パルプが繊維にされるにつれて、個々の繊維の一部が互いにからみ合うようになる傾向があり、幾つかの個々の繊維からなる小さい束を形成する。これらのからみ合った繊維がフラッシュ乾燥され、水分が除去されるにつれて、からみ合いがきつくなり、硬化してフラッシュ乾燥されたパルプ中に小さい局在化された繊維束を形成する。フラッシュ乾燥されたパルプを使用して製造された最終エアーレイド製品中の多数のこれらの局在化された繊維束の存在は製品の物理的特性及び性能の低下をもたらし得る。局在化された繊維束の数は低温苛性アルカリ抽出されたパルプを使用することによりかなり減少し得る。
【００２８】
本発明の吸収材料はあらゆる超吸収材料を含むことができ、その超吸収材料は当業界で公知である。本明細書に使用される“超吸収材料”という用語はそれらの重量に対して多量の液体を吸収することができる実質的に水不溶性のポリマー材料を意味する。超吸収材料は粒状物、フレーク、繊維等の形態であってもよい。例示の粒状物として、グラニュール、微粉砕粒子、球体、凝結体及び凝集物が挙げられる。例示の好ましい超吸収材料として、架橋ポリアクリル酸の塩、例えば、ナトリウムポリアクリレートが挙げられる。超吸収材料は市販されている（例えば、ストックハウゼンGmbH、クレフェルド、ドイツ）。
好ましい実施態様によれば、その材料は約40重量％から約100重量％までのセルロース繊維、更に好ましくは約60重量％から約80重量％までのセルロース繊維を含む。このような材料は好ましくは約0重量％から約60重量％までの超吸収材料、更に好ましくは約20重量％から約40重量％までの超吸収材料を含む。
【００２９】
吸収材料は当業界で公知のエアーレイイング手段（図１を参照のこと）を使用してつくられる。図１によれば、セルロース繊維（例えば、パルプ）が繊維を個々にするハンマーミルを使用して加工される。個々にされた繊維がブレンド系１中で超吸収材料グラニュールとブレンドされ、一連のフォーミングヘッド２に空気輸送される。吸収材料のブレンド及び分配は夫々のフォーミングヘッドについて別々に調節し得る。夫々のチャンバー中の調節された空気循環及び羽根付アジテーターがパルプ及び超吸収材料の一様な混合及び分配を生じる。超吸収材料はウェブ中に十分かつ均一にブレンドでき、またはそれを選択されたフォーミングヘッドに分配することにより特定の層にのみ含まれる。夫々のフォーミングチャンバーからの繊維（及び超吸収材料）が真空によりフォーミングワイヤ３に堆積され、こうして層にされた吸収剤ウェブを形成する。続いて、ウェブが加熱カレンダー４を使用して圧縮されて望ましい密度を得る。高密度化されたウェブが通常の巻き取り装置を使用してロール５に巻かれる。フォーミングワイヤ３がティッシュで覆われて材料の損失を減少する。ティッシュ層は形成された材料に混入されることが好ましい。
【００３０】
吸収剤製品中の使用に適したティッシュ材料は当業者に公知である。例示の好ましいこのようなティッシュは漂白木材パルプからつくられ、約273-300CFM（立方フィート分）の空気透過性を有する。ティッシュの引張強さは、それが吸収材料の形成及びカレンダー掛け中に保全性を保持するようなものである。ニュートン/メートルで表される好適なMD引張強さ及びCD引張強さは夫々約100-130及び40-60である。吸収材料をエアーレイするのに使用するためのティッシュは市販されている（例えば、ダニAB、スウェーデン）。好ましい実施態様において、ティッシュは15％〜30％の機械方向の伸び（SCAN  P44:81試験方法により測定して）を可能にするのに十分な1インチ当りのクレープの数を有するクレープティッシュである。
【００３１】
本発明の吸収材料は高密度であり、約0.25g/ccより大きい密度を有する。好ましい実施態様において、その材料は約0.25g/ccから約0.50g/ccまでの範囲の密度を有する。密度は約0.30g/ccから約0.45g/ccまでであることが更に好ましい。密度は約0.35g/ccから約0.45g/ccまでであることが最も好ましい。
【００３２】
エアーレイド吸収剤は典型的には低密度で製造される。本発明の材料に好ましいような高密度レベルを得るために、エアーレイド材料は図１に示されたようなカレンダーを使用して圧縮される。圧縮は当業界で公知の手段を使用して行われる。典型的にはこのような圧縮は約100℃の温度及び約130ニュートン/mmの圧力で行われる。上の圧縮ロールは典型的には鋼製であり、一方、下の圧縮ロールは典型的には約85SH Dの硬度を有するフレックスロールである。上の圧縮ロール及び下の圧縮ロールの両方が平滑であることが好ましいが、上のロールは浅く彫刻されていてもよい。以下の実施例に示されるように、上の彫刻ロールの使用は遅い液体吸収速度を有する材料の形成をもたらし得る。平滑ロールによるカレンダー掛けの優位は米国特許第5,516,569号の教示に鑑みて驚くべきことであり、その特許はこのようなカレンダー掛けが増大されたガーレイ剛性及び吸収材料への損傷をもたらすことを教示している。
【００３３】
超吸収材料を含む本発明の高密度吸収材料は驚くことに予期しない程柔軟である。このような材料は約4000未満のミリグラム(mg)で測定されたガーレイ剛性対１立方センチメートル当りのグラム数(g/cc)で測定された密度の比を有する。好ましい実施態様において、ガーレイ剛性対密度のその比は約3200未満、更に好ましくは約3000未満である。
ガーレイ剛性は吸収材料の剛性を測定する。ガーレイ剛性の値が大きい程、その材料は硬質であり、可撓性ではない。グラムの逆数(g-1)として表されるガーレイ剛性の逆数は、こうして吸収材料の軟らかさ、曲げ特性及び可撓性の目安である。“柔軟性”という用語は本明細書で軟らかさ、可撓性及び曲げ特性のこれらの特性を記載するのに使用される。柔軟性はガーレイ剛性の逆数として定義され、表され、単位g-1を有する。
【００３４】
実施例に以下示されるように、柔軟性が本発明の吸収材料並びに2種の市販の使い捨ておむつからの吸収剤コアー材料について測定された。柔軟性が幾つかの異なる密度で測定された。本発明の材料は試験した夫々の密度で既存の市販材料よりも実質的にかなり柔軟であった。本発明の材料は少なくとも0.7 g-1の柔軟性を有する。柔軟性は0.8、0.9、または1.0 g-1より大きいことが好ましい。
本発明の吸収材料はその柔軟性に鑑みて強い。パッド保全性は吸収材料強度の公知の測定である。本発明の材料は広範囲の密度にわたって強度（高いパッド保全性）を示す（以下の実施例を参照のこと）。0.25〜0.50g/ccの範囲内の所定の密度について、本発明の材料は試験した市販の材料よりもかなり大きい（約2〜3倍）パッド保全性を有する。
【００３５】
本発明の吸収材料はその軟らかさまたは強度に悪影響しないで広範囲の基本重量にわたって調製し得る。こうして、その材料は約50g/m2〜約700g/m2の範囲の基本重量を有する。好ましい実施態様において、基本重量は約100g/m2〜約500g/m2、更に好ましくは約100g/m2〜約250g/m2または約350g/m2〜約450g/m2の範囲である。
【００３６】
柔軟かつ強いことに加えて、本発明の吸収材料は既存の材料と比較された場合に優れた吸収特性を有する。材料の吸収特性は種々の方法で評価し得る。負荷に対し多量の液体を吸収し、その液体を液体侵入の位置から離れて分配する材料の能力が吸収剤物品の製造業者にとって特に関係がある。
吸上は液体を液体侵入の位置から離れて誘導し、その液体を材料中に分配する吸収材料の能力である。本発明の吸収材料は市販の吸収剤物品（例えば、フッギーズ（登録商標）おむつまたはパンパース（登録商標）おむつ）からの吸収剤コアーと比較した時に驚くほど優れた吸上特性を有する。以下の実施例に詳しく記載されるように、本発明の二つの実施態様の吸上特性は液体侵入の位置から６インチ上にかなりの量の液体を吸い上げた。400g/m2基本重量、20重量％の超吸収材料では、５インチにおける45°吸上分布は材料1グラム当り約8グラムの液体であった。その同じ材料は液体約1.7グラムの7インチにおける吸上分布を有していた。同様の吸上特性が本発明の600 g/m2基本重量、40重量％の吸収材料で見られた。対照的に、フッギーズ（登録商標）またはパンパース（登録商標）おむつからの吸収剤コアーは同様の基本重量及び超吸収剤含量で材料1グラム当り1グラム未満の液体の6インチにおける吸上分布を有していた。市販のおむつコアーのいずれもが6インチを超えて実質的な量の液体を分配しなかった。
【００３７】
吸収材料の吸上能力は吸上特性を試験したサンプルの全長にわたって表すことにより良く特性決定し得る。以下の実施例に詳しく示されるように、試験サンプルにより吸収され、吸い上げられた液体の合計量を計算する（吸収された液体vs距離のプロットの下の面積を計算する）ことにより、吸上エネルギー（吸収仕事を行う吸収材料の能力）が計算し得る。吸収は一部超吸収材料含量の関数であるので、そのエネルギーは超吸収材料含量について標準化し得る。得られる値が本明細書中“標準化吸上エネルギー”と称され、単位エルグ/gを有する。以下の実施例6に詳しく示されるように、標準化吸上エネルギーが本発明の吸収材料だけでなく、市販の吸収材料について測定された。データは本発明の吸収材料が少なくとも約3,000エルグ/gの標準化吸上エネルギーを有することを示す。標準化吸上エネルギーは約3,500、4,000、5,000、または7,500エルグ/gより大きいことが更に好ましい。本発明の吸収材料は約3,000エルグ/gから約10,000エルグ/gまでの標準化吸上エネルギーを有することが最も好ましい。これらの値はその他の材料から得られた値よりもかなり大きいことがわかる。
【００３８】
おむつ、女性用衛生製品及び失禁装置の如き物品中の使用に設計された吸収材料は静水圧勾配に対し液体を吸収することができることが重要である。このような吸収能の一つの目安は乾燥力であり、これは液体源に適用された負の静水圧に対する液体の吸収を測定する。乾燥力試験は一般にBurgeniら, Textile Research Journal, 37:362, 1967そして詳しくは以下の実施例7に記載されている。吸上エネルギーの場合のように、乾燥力試験中に吸収された液体の合計量を計算する（吸収された液体vs圧力のプロットの下の面積を計算する）ことにより、試験された材料により行われた仕事が計算し得る。本明細書に使用される“乾燥力エネルギー”という用語はこのような乾燥力仕事を表す。乾燥力エネルギーの単位はエルグ/gである。超吸収材料含量について修正された乾燥力エネルギーが本明細書中“標準化乾燥力エネルギー”と称される。
標準化乾燥力エネルギーが本発明の吸収材料だけでなく、幾つかの市販の材料について測定された。データは本発明の吸収材料が少なくとも6,000エルグ/gの標準化乾燥力エネルギーを有することを示す。標準化乾燥力エネルギーは約7,000、8,000、9,000または10,000エルグ/gより大きいことが好ましい。本発明の材料は約6,000エルグ/gから約16,000エルグ/gまでの標準化乾燥力エネルギーを有することが最も好ましい。
【００３９】
本吸収材料に見られる強度、吸収能及び柔軟性の特異な組み合わせは吸収剤物品の製造業者にとって重要な利点を有する。典型的には、このような製造業者はパルプを購入し、そのパルプを彼らの製造プラントで最終物品（例えば、おむつ、衛生ナプキン）がつくられている際にオンラインで加工する必要がある。このような加工工程はパルプのほぐし、超吸収剤の添加等を含んでもよい。オンライン系では、このような工程が行い得る迅速性は種々の工程のうちの最も遅いものにより制限される。このような加工工程（例えば、ほぐし）を必要とするパルプの例が米国特許第5,262,005号に開示されている。
既存の材料をほぐし、またはそれ以外にオンラインで加工する製造業者の必要は、全製造方法がかなり複雑であることを意味する。更に、製造業者はこのような加工工程を行うのに必要とされる装置を購入し、管理し、操作する必要がある。全製造コストがこうして増大される。
【００４０】
本発明の吸収材料はこのような加工工程を必要としないで所望の吸収剤物品に直接混入し得る。吸収剤物品の製造業者はその材料を所望の形状に成形する以外の方法で本発明の材料をほぐし、またはそれ以外に処理する必要がない。このようにして、製造業者は組み立てプロセスをスピードアップすることができ、コスト及び時間のかなりの節減を実現することができる。
本発明の材料はブレンドされたセルロース繊維及び超吸収材料の単層として形成でき、または複数の層としてエアーレイし得る。別の実施態様において、材料は二つの層として形成される。層の夫々がセルロース繊維及び超吸収材料を含むことができるが、超吸収材料を唯一の層に制限することが可能である。本発明の好ましい材料は３層または４層としてエアーレイされる。これらの層は下層、一つまたは二つの中間層及び上層を含む。３層材料及び４層材料の好ましい実施態様が以下に示される。超吸収材料はこれらの層のいずれか、または全部に含まれてもよい。夫々の層中の超吸収材料の濃度（重量％）は特別な超吸収材料の性質によって変化し得る。５層以上の材料がまた本発明により意図されている。
【００４１】
本発明の材料の予期しない特徴は機械応力にかけられた時に超吸収材料を保持するその能力である。通常に形成されたコアー材料とは対照的に、本発明の材料は10分間の激しい振とうにかけられた時にその超吸収材料含量の85重量％以上を保持した（例えば、実施例４を参照のこと）。本発明の材料はこれらの機械応力の下でその超吸収材料の90％以上、好ましくは95％以上、更に好ましくは99％以上を保持することが好ましい。
多層として調製された場合であっても、形成された材料の最終厚さが低い。厚さは約0.5mmから約2.5mmまで変化し得る。好ましい実施態様において、厚さは約1.0mmから約2.0mmまで、更に好ましくは約1.25mmから約1.75mmまでである。
【００４２】
本発明の吸収材料の一つの実施態様は女性用衛生製品中の使用に特に適している（図２を参照のこと）。このような材料は約100g/m2から約250g/m2までの基本重量及び約0.25g/cc〜0.5g/ccの密度を有する。更に好ましくは、密度が約0.3g/ccから約0.45g/ccまで、最も好ましくは約0.4g/ccである。
一実施態様において、女性用衛生製品用の材料は3層：約25g/m2の基本重量を有するパルプの下層（超吸収材料を含まない）；約150g/m2の基本重量を有し、約10g/m2から約30g/m2までの超吸収剤及び約120g/m2から約140g/m2までのパルプを含む中間層；及び約25g/m2の基本重量を有するパルプの上層（超吸収剤を含まない）としてエアーレイされる。その材料の合計基本重量に対し、超吸収材料のレベルは約５重量％から約15重量％（g/m2材料当りの超吸収材料のg/m2）までの範囲である。超吸収剤のレベルはその材料の約7.5重量％から約12.5重量％までであることが好ましい。その材料は約10重量％の超吸収材料を含むことが最も好ましい。こうして、その材料の中間層は約15g/m2から約25g/m2までの超吸収剤及び約125g/m2から約135g/m2までのパルプ、更に好ましくは約20g/m2の超吸収剤及び約130g/m2のパルプを含むことが好ましい。パルプ及び超吸収剤を含む中間層は均一ブレンドまたは不均一ブレンド（超吸収剤のレベルが下層に接近するにつれて変化する）としてレイダウンし得る。
【００４３】
別の実施態様において、材料は４層としてエアーレイされる。この実施態様において、上記中間層は二つの中間層：上層に隣接する第一中間層及び下層に隣接する第二中間層で置換される。第一中間層及び第二中間層の夫々は独立に約10g/m2から約30g/m2までの超吸収剤及び約40g/m2から約65g/m2までのパルプを含む。吸収された液体を女性用衛生製品の上部から離れて（即ち、着用者に最も接近した物品の表面から離れて）保つことが所望される場合、第一中間層及び第二中間層中の超吸収剤の量は、第二中間層中に高レベルの超吸収剤があるように調節される。第一中間層及び第二中間層中の超吸収剤は同じ超吸収剤または異なる超吸収剤であってもよい。
【００４４】
本発明の吸収材料の別の実施態様はおむつ及び失禁製品中の使用に特に良く適している（図３）。このような物品は女性用衛生製品よりも多量のそれ程粘稠ではない液体を吸収し、保持することが予想されるので、このような材料は重く、こうして、約350g/m2から約450g/m2までの好ましい基本重量を有する。その材料の全密度は約0.3g/cc〜0.5g/ccである。更に好ましくは、全密度は約0.25g/ccから約0.45g/ccまで、最も好ましくは約0.4g/ccである。
【００４５】
上記様式と同様の様式で、おむつ中の使用に適した材料は２層、３層または４層としてエアーレイし得る。３層が使用される場合、下層は約50g/m2の基本重量を有し、中間層は約300g/m2の基本重量を有し、約40g/m2から約200g/m2までの超吸収剤及び約100g/m2から約260g/m2までのパルプを含み、また上層は約50g/m2の基本重量を有する。中間層は約70g/m2から約170g/m2までの超吸収剤及び約130g/m2から約230g/m2までのパルプを含むことが好ましい。中間層は約80g/m2の超吸収剤及び約220g/m2のパルプまたは約160g/m2の超吸収剤及び約140g/m2のパルプを含むことが更に好ましい。パルプ及び超吸収剤を含む中間層は均一ブレンドまたは不均一ブレンド（超吸収剤のレベルが下層に接近するにつれて変化する）としてレイダウンし得る。
【００４６】
４層実施態様において、中間層は上記のように配向された第一中間層及び第二中間層で置換される。第一中間層及び第二中間層の夫々は独立に約20g/m2から約100g/m2までの超吸収剤及び約50g/m2から約130g/m2までのパルプを含む。好ましい実施態様において、第二中間層は第一中間層よりも高レベルの超吸収剤を有する。このようにして、形成された吸収材料は吸収された液体をその物品の着用者の体表面から離れて保つ傾向がある。第一中間層及び第二中間層中の超吸収剤は同じ材料または異なる材料であってもよい。
本発明の吸収材料は単一構造または多プライ構造として吸収剤に混入し得る。折りたたみを使用して多プライ構造を形成する手段が当業界で公知である。例えば、当業者は本発明の吸収材料を吸収剤物品に混入する前にそれを“Ｃ”、“Ｇ”または“Ｚ”折りたたみすることができる。
以下の実施例は本発明の好ましい実施態様を説明し、明細書及び請求の範囲を何ら限定しない。
【実施例１】
【００４７】
低温苛性アルカリ抽出したパルプを使用して、400g/m2の吸収材料を上記操作に従って製造した。ウェブの全組成は60％のパルプ及び40％のストックハウゼンT5318超吸収材料であった。その吸収材料並びに市販のおむつからの吸収剤コアーのガーレイ剛性値を、NY、トロイのガーレイ・プレシジョン・インストルメンツにより製造されたガーレイ剛性テスター（型式番号4171E）を使用して測定した。その装置は一端で固定され、他端に集中負荷を適用した特定の寸法の試験ストリップの所定の撓みを生じるのに必要とされた外部適用されたモーメントを測定する。これらの市販のコアー材料は本発明の材料に匹敵する範囲の密度を得るために高密度化された。結果がミリグラムの単位の“ガーレイ剛性”値で得られる。材料の剛性が高い程、それは可撓性ではなく、それ故、軟らかくないことが注目されるべきである。表１はこの試験の結果を表す。
【００４８】
【表１】
2004255203.tif 000003
【実施例２】
【００４９】
夫々20重量％及び40重量％の超吸収材料を含む本発明の吸収材料を400g/m2及び600g/m2の基本重量でつくった。その材料及びフッギーズ（登録商標）おむつからのコアーの吸上特性を、ダンバーズ、MAのM/Kシステムズにより製造されたGATS系を使用して測定した。図４は試験のセットアップを示す。45°吸上試験セルを吸収測定装置に取りつける。試験セルは実質的に試験サンプル用の円形液体供給ユニット及び45°ランプからなる。液体供給ユニットは矩形トラフを有し、液体レベルを測定ユニットにより一定の高さに保つ。1”x12”の寸法を有する試験サンプルを調製した。サンプルをサンプルの長さに沿ってインチ毎にマークした。次いでサンプルを試験セルのランプに置いて、サンプルの端部の一つがトラフに浸漬することを確実にした。試験を30分間行った。サンプルを特定の期間後に除去し、マークした距離に沿って切断した。切断した片を予め計量したアルミニウム計量皿に入れた。湿潤サンプルを含む計量皿を再度計量し、次いで一定重量までオーブン乾燥した。データについて適当な物質収支を行うことにより、サンプルの吸収性をインチ毎に測定した。下記の表２は試験の結果を表す。
【００５０】
【表２】
2004255203.tif 000004
【００５１】
データは、本発明の吸収剤ウェブが多量の液体を液体源から非常に迅速に輸送する能力を有することを示す。
400g/m2基本重量、0.40g/cc密度、40重量％の本発明の超吸収材料（C11,C12及びC13）並びに市販のフッギーズ（登録商標）おむつ及びパンパース（登録商標）おむつからの吸収剤コアー、及びバックアイ(Buckeye)アブソーバント プロダクツ（デルタ、ブリティッシュコロンビア、カナダ）（ゾルブ(Zorb) コア サーマル ボンド プロダクト コード 44500）及びコンサート(Concert) ファブリケーション LTEE（サーソー、ケベック、カナダ）（コンサート プロダクト コード 280）からの市販のロール商品を使用して、追加の研究を行った。これらの研究の結果が以下の表３に要約される。
【００５２】
【表３】
2004255203.tif 000005
*g/g
【００５３】
結果は市販の材料と比較した時に本発明の吸収材料の優れた吸上能を示す。本発明の材料は７インチよりも大きい距離でかなりの量の液体を吸い上げたことがわかる。対照的に、市販の材料のいずれもがその距離を越えてかなりの量の液体を分配しなかった。
【実施例３】
【００５４】
一連のサンプルを約0.20g/ccから約0.50g/ccまでの範囲の材料密度で吸収剤コアーの保全性について評価した。試験をインストロン・ユニバーサル試験機で行う。本質的に、その試験は1981のPFI方法に記載されたようにして試験サンプル中に穴をあけるのに必要とされる負荷を測定する。50x50mmの寸法を有する試験サンプルを好適な固定装置でインストロンに固定する。50mm/分の速度で移動する直径20mmのピストンが静止サンプルに穴をあける。サンプルに穴をあけるのに必要とされる力を測定する。下記の表４は試験の結果を表す。
【００５５】
【表４】
2004255203.tif 000006
【００５６】
上記データは、上記発明により製造された吸収材料が市販のおむつ中の通常の吸収剤コアーよりも強いことを明らかに示す。
【実施例４】
【００５７】
種々の吸収材料中にゆるやかに保持された材料の量を、その材料をクリーブランド、OHにあるW.S.Tyler社により製造されたRo-Tapシーブシェーカー中で振とうすることにより測定した。約40重量％の超吸収材料グラニュールを含む市販のおむつ、フッギーズ（登録商標）ウルトラトリム及びパンパース（登録商標）ベービイ−ドライ・ストレッチからの吸収剤コアーを慎重に除去し、28-メッシュ（Tylerシリーズ）シーブに入れた。35-メッシュ及び150-メッシュの追加のシーブを次第に増大する微細シーブのカラムを形成する第一シーブに取りつけた。シーブのカラムに両端で栓をして繊維及び/または超吸収材料の損失を防止した。シーブカラムをシェーカーに入れ、10分間攪拌した。吸収剤コアーからゆるやかに振とうされた超吸収材料グラニュール、“遊離超吸収材料”の量を、シーブの夫々中に含まれた残渣を合わせ、セルロース繊維を超吸収材料から分離することにより測定した。40％の超吸収材料を含む本吸収材料に関する比較データを同様の様式で得た。その材料を実施例1のようにして形成した。
表５中のデータは、本吸収材料が超吸収材料グラニュールの100％を保持し、一方、フッギーズ（登録商標）製品及びパンパース（登録商標）製品からの市販のコアーがコアー中に含まれた合計の超吸収材料の約16.6重量％及び29.5重量％を失ったことを示す。
【００５８】
【表５】
2004255203.tif 000007
【実施例５】
【００５９】
実施例1のようにして製造した吸収材料を平滑ロール及び彫刻（パターン）ロールでカレンダー掛けして所望の密度を得た。種々の適用圧力に対する材料の吸収能を、既知の重り（既知の重りは吸収材料に対する特定の圧力に相当する）を吸収材料の上に置き、次いで吸収材料を標準(0.9％)食塩液と接触させ、平衡状態が得られるまで材料に液体を吸収させることにより測定した。下記の表６は試験の結果を表す。
【００６０】
【表６】
2004255203.tif 000008
【００６１】
パターンロールでカレンダー掛けした材料の吸収性は平滑ロールによりカレンダー掛けした材料よりも低いことが試験データから明らかである。パターンロールは本質的に材料をエンボスにする。低吸収性は超吸収材料粒子に生じた損傷またはエンボスの結果として材料への非常に高密度化された領域の導入のためであり得る。超吸収材料グラニュールへの損傷及び吸収材料中の超高密度化ゾーンの発生は吸収剤能力に関して負の影響を有し得る。それ故、材料を平滑ロールでカレンダー掛けすることが好ましい。
【実施例６】
【００６２】
実施例２の操作を使用して、45度吸上吸収を測定した。サンプルの下記のグループを試験した：(a)約400g/m2の基本重量、約0.4g/ccの密度、及び約15重量％（サンプルC11）、28重量％（C12）、39重量％（C1）または42重量％（C13）の種々の超吸収材料含量を有する本発明の吸収材料、(b)コンサート ファブリケーション LTEE（コンサート ファブリケーション LTEE プロダクト コード 500、280、130）またはバックアイ アブソーバント プロダクツ（ゾルブ コア サーマル ボンド プロダクト コード 44500）から得られた熱結合されたエアーレイド毛羽、フッギーズ（登録商標）おむつから除去された吸収剤コアー、及びパンパース（登録商標）おむつから除去された吸収剤コアー。100％の低温苛性アルカリ処理した繊維を使用してサンプルC11、C12及びC13をつくった。50％の低温苛性アルカリ処理した繊維及び50％の低温苛性アルカリ処理しなかった繊維のブレンドを使用してサンプルC1をつくった。夫々のサンプルについて、サンプル1グラム当り吸収された液体の量を当初（液体の源）からの距離に対しプロットした。代表的なプロットを図5に示す。下記の式を使用して、曲線の下の面積を計算した。
〔(y1)(x2-x1)+0.5(y2-y1)(x2-x1)+(y2)(x3-x2)+0.5(y3-y2)(x3-x2)+...+(yn)(xn-xn-1)
+0.5(yn-yn-1)(xn-xn-1)〕（式中、Ｘiはｉ番目のインチの距離であり、Ｙiはｉ番目のインチの吸収性である）
【００６３】
次いで重力定数(981cm/s2)及び45°のサインを掛けてエルグ/gの仕事値を得た。得られたエネルギー値を％超吸収材料（％SAP）含量で割ることにより超吸収材料について標準化した。これらの研究の結果を以下表７に要約する。
【００６４】
【表７】
2004255203.tif 000009
【００６５】
データは、本発明の材料がその他の材料と比較した時に優れた吸上力を示したことを示す。
【実施例７】
【００６６】
標準化乾燥力エネルギー
本発明の種々の吸収材料、並びに市販の吸収材料（上記実施例６を参照のこと）を試験して負の静水圧勾配に対し液体を吸収するそれらの能力を測定した。その材料のこの吸収能（本明細書中、標準化乾燥力エネルギーと称される）を測定するのに使用した手段を、公知の乾燥力試験（文献、Burgeniら, Textile Research Journal, 37 1967 362）を使用して得た。静水圧ヘッド（張力）を変えて吸収性を測定する。乾燥力エネルギーを吸収性データから誘導する。
サンプルの吸収性を種々の負の静水圧、即ち、負の静水頭で測定する。負の静水圧はサンプルに吸引力を加える。吸収材料は液体を吸収するために負の吸引力に打ち勝つのに十分な正の力を有する必要がある。正の力は繊維マトリックスの毛細管圧力及び超吸収剤ポリマーの浸透圧から生じる。吸収材料が液体を吸収するにつれて、正の圧力が低下する。吸引力に釣り合うのに必要な正の力が不充分である時点に到達される。この時点が平衡吸収性と称され、吸収の停止に相当する。静水圧を35cmから１cmの水まで５cmの増分で系統的に低下し、夫々の静水張力値における平衡吸収性を測定する。約１cmの水の静水張力値で、繊維ネットワークを試験液で完全に飽和し、超吸収材料ポリマーを十分に水和する。この時点が最大吸収に相当する。
【００６７】
この特性決定に関する測定を得るのに使用した装置の略図が図６に示される。図６からわかるように、その装置は液体源並びに調節可能なサンプル区画を含む。液体源は供給溜めと組み合わせて一定レベルの液体溜めを含む。全液体溜め部品を天びんの上に置いて液体溜めにより失われ、または獲得された液体の質量の測定を可能にする。液体源を管により調節可能なサンプル区画に連結する。調節可能な多口区画（MA、ダンバーズのM-Kシステムズから入手し得る）はろ紙（ワットマン＃５）及び吸収材料のサンプルが置かれる固体担体を含む。固体担体メカニズムをフィルター及びサンプルと一緒に液体溜め中の液体の高さに対しサンプル高さを上下することを可能にする装置に取り付ける。サンプル及びサンプル区画のレベルが一定レベル液体溜めのレベルと同じである時、０静水圧ヘッドがサンプルに適用される。サンプルレベルが一定レベル溜め中の液体のレベルより上げられるにつれて、負の静水圧ヘッドがサンプルに適用される。静水圧ヘッドの大きさはサンプルと液体溜めの高さの差（センチメートルで測定される）に等しい。
【００６８】
吸収材料の種々のサンプルを装置に入れ、液体吸収を静水圧の範囲にわたって測定した。夫々の圧力で吸収された液体の量（サンプル乾燥重量について標準化される）を静水圧に対しプロットした。代表的なプロットが図７に示される。位置Ａから位置Ｙまでの曲線の下の面積を積分する。乾燥力エネルギー（エルグ/g）がこの面積と定義される。標準化乾燥力エネルギーがサンプル中の％超吸収材料により割られた乾燥力エネルギー値と定義される。これらの研究の結果が以下の表８に要約される。
【００６９】
【表８】
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【００７０】
表８中のデータは、本発明の材料が匹敵する密度の市販の材料と比較された時に優れた標準化乾燥力エネルギーを有することを示す。
【実施例８】
【００７１】
実施例６及び７に使用したサンプルを分析してそれらの柔軟性を測定した。実施例１の操作を使用してガーレイ剛性測定を得た。これらの研究からのデータが下記の表９に要約される。
【００７２】
【表９】
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表９中のデータは、本発明の高密度材料が低密度の市販のサンプルの柔軟性に匹敵する柔軟性を有することを示す。
【実施例９】
【００７３】
吸収剤コアーをフッギーズ（登録商標）市販おむつ及びパンパース（登録商標）市販おむつから慎重に除去した。コアーを長さ35.88cm及び幅9.53cm(14 1/8インチ×3 3/4インチ)に切断した。吸収剤コアーを1.0ミルのポリエチレンの上に置き、不織カバー（PGI熱結合不織カバー）で覆った。同様の様式で、本発明の材料（400g/m2の基本重量、0.40g/ccの密度、40重量％の超吸収材料、低温苛性アルカリ抽出したパルプ及び低温アルカリ抽出しなかったパルプのブレンド）をポリエチレンの上に置き、覆った。全てのサンプルを液体獲得について試験し、当業界で公知の標準操作を使用して再湿潤した。これらの試験は吸収剤製品への多種液体インサルトの吸収の速度及び0.5 psi負荷のもとに再湿潤される液体の量を測定する。その方法はあらゆる型の吸収材料、特に尿適用に意図される吸収材料に適している。
【００７４】
簡単に言えば、一定量の食塩液を吸収剤製品または吸収材料により吸収する。その吸収を記録し、30分間の吸収及び吸上期間が続く。次いで濾紙及び0.5 psiの負荷を試験サンプルに２分間適用する。液体獲得時間及び再湿潤の容積を記録する。この吸収及び再湿潤方法を３回繰り返す。夫々の値を平均及び標準偏差とともに報告する。この試験は吸収の速度及び吸収能を測定する。この試験を３回反復して行って結果を確かめる。本研究について、食塩水50mlを液体負荷として使用した。3回目のインサルト後の獲得時間及び再湿潤質量を測定することに加えて、夫々のサンプルに関する吸上距離を計算した。これらの研究の結果が下記の表１０に要約される。
【００７５】
【表１０】
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【００７６】
表１０中のデータから、軽減されたサンプル重量にもかかわらず、本発明の材料は市販の材料よりも大きい吸上長さ及び低い再湿潤値を示したことがわかる。
【実施例１０】
【００７７】
Ｘ線回折研究
Ｘ線回折（XRD）は結晶性材料の原子構造及び分子構造を測定するのに使用される技術である。XRD分析について、サンプルがＸ線ビーム（典型的にはCuKaX線）で衝撃される。結晶面及び結晶面中の個々の原子がＸ線ビームを散乱し、回折する。夫々の結晶物質が実質的に化合物の結晶構造の“フィンガープリント”である特異な回折パターンを生じる。回折パターンはフィルムストリップ上で、またはコンピュータ処理されたスペクトルとして再現される。比較がJCPDS（粉末回折標準に関するジョイント委員会）ファイルの如きデータベースからの基準パターンについて行われて化合物を同定する。
【００７８】
吸収材料に使用される4種のセルロース繊維の相対結晶度を、XRD分析を使用して測定した。4種のサンプルを南部マツ木材からクラフト方法により調製した。全てのサンプルを0.35〜0.40g/ccの密度及び350〜450g/m2の基本重量まで圧縮した。対照サンプル(A)は低温苛性アルカリ抽出されておらず、またフラッシュ乾燥されていなかった。第二サンプル(B)は前記のようにしてフラッシュ乾燥されたパルプから調製された。第三サンプル(C)はNaOHの低温の13重量％溶液で抽出されたパルプから調製された。第四サンプル(D)は低温の16重量％のNaOHで抽出されたパルプから調製された。
【００７９】
25mm四角形の材料を夫々のサンプルから切断し、隅を丸めて直径約25mmの円形サンプルを生じた。次いで両面テープを使用して夫々の円形サンプルをアルミニウムディスクに取り付けた。アルミニウムディスクは直径約25mm及び厚さ１mmであった。次いでディスク−サンプル集成体を四角形ホルダーに入れ、保持リングにより適所に保持した。保持リングを使用して、正しい源をサンプル形状寸法に維持するのに必要なサンプル高さ調節を調節した。次いで銅放射線、45KeVの加速電圧、40mAのビーム電流、0.05°2θのステップサイズ及びステップ当り2.0秒のデータ獲得時間を使用して、夫々のサンプルを２°から40°2θまでｘ線にかけた。また、サンプルを分析中に回転させた。Ｘ線回折図を夫々のサンプルから得た。図８は実施例Ｂを使用して得られた代表的なＸ線回折図である。
【００８０】
サンプルの相対％結晶性を夫々の回折図中のデータから計算した。計算に関係する原理を図８に示す。計算の第一ステップとして、線Ｘ-Ｙを７°及び32°で基準線にタンジェントに描いた。第二に、曲線をピーク最小値にタンジェントにつくる。曲線の下の面積（ＡNCP）を非結晶性ピーク面積と称する。その曲線の上の面積（ＡCP）を結晶性ピーク面積と称する。次いで相対結晶性を〔結晶性ピーク面積（ＡCP）÷合計面積（ＡCP＋ＡNCP）〕×100として計算する。当業界で公知の幾つかの数の手段を使用して、ＡCP及びＡNCPに関する値を測定することができる。
上記研究の結果が図９に示され、下記の表１１に要約される。
【００８１】
【表１１】
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【００８２】
表１１中のデータから、低温苛性アルカリ抽出及びフラッシュ乾燥の両方がパルプの相対結晶性を実質的に低下することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】四つのエアー−レイイングヘッドを使用して本発明の吸収材料をエアー−レイするための手段、続いてエアーレイド材料を圧縮するための手段の略図である。
【図２】女性用衛生製品中の吸収剤コアーとしての使用のための本発明の吸収材料の３層実施態様及び４層実施態様を示す。
【図３】おむつまたは失禁装置中の使用のための本発明の吸収材料の３層実施態様及び４層実施態様を示す。
【図４】吸収材料の吸上特性を測定するための装置の略図である。
【図５】液体吸収vs45°吸上試験で得られた距離の代表的なプロットである。
【図６】吸収材料の乾燥力を測定するのに使用された装置の略図である。
【図７】液体吸収vs乾燥力試験で得られた静水圧の代表的なプロットである。
【図８】本発明の吸収材料中に使用されたセルロース繊維の代表的なＸ線回折図である。
【図９】本発明の吸収材料中に使用された４種の異なるセルロース繊維の複合Ｘ線回折図である。
【符号の説明】
【００８４】
１    ブレンド系
２    フォーミングヘッド
３    フォーミングワイヤ
４    加熱カレンダー
５    ロール
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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