(57)【要約】親水性の合成界面活性剤不含仕上剤で処理された不織布（およびフィルム）トップシートならびに捕捉/分配材料、これらの材料を含有する乳児または失禁ケアのための吸収性物品、ならびにそのような仕上剤を適用するためのおよび/またはそのような吸収性物品を作製するための方法を開示する。新規な不織布またはフィルムトップシートあるいは他の捕捉/分配材料であり、これらの材料を含有する乳児または失禁ケアのための吸収性製品に有用な親水性の合成界面活性剤不含仕上剤を有する。これらの材料は、原料となる仕上加工をしていない材料を気泡の非存在下で親水性の合成界面活性剤不含仕上剤の水溶液で密接に処理し、これら材料を乾燥することによって作製される。2018504507.tif 000012
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の面を有する合成材料のシートを含む親水性合成シートであって、
該シートは、該第一の面に分散した水溶性タンパク質の分子を含む親水性仕上剤を含み、
該仕上剤は、合成界面活性剤を実質的に含んでいない、
親水性合成シート。
【請求項２】
前記仕上剤が、水の表面張力を50ミリニュートン/m(mN/m)未満まで低下させることが可能な合成材料を含んでいない、請求項1に記載のシート。
【請求項３】
不織布またはフィルムを含む、請求項1に記載のシート。
【請求項４】
吸収性物品のトップシートである、請求項1に記載のシート。
【請求項５】
吸収性物品の分配捕捉層である、請求項1に記載のシート。
【請求項６】
水溶性タンパク質が、熱変性したタンパク質を含む、請求項1に記載のシート。
【請求項７】
水溶性タンパク質の0.4〜1.2%水溶液が、1メートル当たり50ミリニュートン(mN/m)を超える表面張力を有する、請求項6に記載のシート。
【請求項８】
水溶性タンパク質の1.2〜10%水溶液が、表面張力が1メートル当たり50ミリニュートン(mN/m)を超える表面張力を有する、請求項7に記載のシート。
【請求項９】
シート1グラム毎に少なくとも0.004グラムの水溶性タンパク質の分子がシートに分散している、請求項1に記載のシート。
【請求項１０】
請求項1に記載のシートを含むトップシートと；
バックシートと；
該トップシートと該バックシートとの間に配置された吸収性コアと
を含む、使い捨て吸収性物品。
【請求項１１】
トップシートと；
請求項1に記載のシートを含む分配捕捉層と；
バックシートと；
該分配捕捉層と該バックシートとの間に配置された吸収性コアと
を含む、使い捨て吸収性物品。
【請求項１２】
水溶液中で高分子材料のシートに水溶性タンパク質の水溶液を適用する工程；および
該タンパク質の少なくとも一部が該シートの表面に保持されるように該シートを乾燥する工程
を含む、高分子材料のシートに親水性を付与する方法であって、
前記水溶液が合成界面活性剤を実質的に含んでいない、方法。
【請求項１３】
水溶性タンパク質の少なくとも一部が熱変性されている、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記シートが不織布またはフィルムを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１５】
前記シートに前記水溶液を適用する工程の前に、
水中で水溶性タンパク質を混合する工程；
該水を摂氏40°(C)と99℃との間の温度まで加熱する工程；および
混合物を撹拌して該タンパク質を該水に溶解させる工程
をさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１６】
水溶性タンパク質を混合する前に水を加熱する、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
撹拌の少なくとも一部の間、水の温度が40℃と99℃との間に維持される、請求項15に記載の方法。
【請求項１８】
前記タンパク質の少なくとも一部を熱変性するのに十分な時間、水の温度が40℃と99℃との間に維持される、請求項16に記載の方法。
【請求項１９】
水とタンパク質との混合物のpHを、該混合物の温度を加熱する前に調節する工程をさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項２０】
前記シートに水溶液を適用する工程の少なくとも一部の間、前記溶液の温度が20℃と40℃との間にある、請求項12に記載の方法。
【請求項２１】
シートに水溶液を適用する工程が、
該シートを初めて該溶液に浸漬する工程、および
該シートを再度該溶液に浸漬する工程
を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項２２】
シートを初めて浸漬する工程とシートを再度浸漬する工程との間に、シートをカレンダーにかける工程をさらに含む、請求項21に記載の方法。
【請求項２３】
シートに水溶液を適用する工程が、スロットダイ、ナイフコーター、キスコーター、グラビアプリンター、ローラーが複数あるコーティング装置、およびスクリーンコーティング装置からなる群より選択される少なくとも1つのコーティング装置で実施される、請求項12に記載の方法。
【請求項２４】
前記水溶液が防腐剤を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項２５】
防腐剤が、Plantservative、MicroSilver、およびNutrabiolからなる群より選択される1つまたは複数の防腐剤を含む、請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
前記タンパク質が大豆タンパク分離物(SPI)を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項２７】
表面張力が1メートル当たり50ミリニュートン(mN/m)を超える、水溶性の熱変性されたタンパク質の水溶液
を含む、合成不織布またはフィルムのための仕上剤。
【請求項２８】
前記水溶液が防腐剤を含む、請求項27に記載の仕上剤。
【請求項２９】
防腐剤が、Plantservative、MicroSilver、およびNutrabiolからなる群より選択される1つまたは複数の防腐剤を含む、請求項28に記載の仕上剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、2014年11月14日に出願の米国仮特許出願第62/079,879号の優先権を主張し、この出願はその全体において参照により組み入れられる。
【０００２】
発明の分野
本発明は、概して、乳児用オムツ、成人用失禁ブリーフ、パンツ型下着、尿取りパッド、ベッドパットなどの使い捨て吸収性製品；より具体的には、限定されるものではないが、耐久性のある親水性合成界面活性剤不含仕上剤で仕上加工した不織布トップシートおよび捕捉/分配層(acquisition/distribution layer; ADL)、ならびに合成界面活性剤不含仕上剤で処理したトップシートおよびADLを含有する吸収性製品に関する。本合成界面活性剤不含仕上剤およびそれを適用する方法は、親水性仕上剤が要求される疎水性繊維を含む織布にも有用でありうる。
【背景技術】
【０００３】
背景
赤ちゃん用オムツ、トレーニングパンツ、成人用失禁製品および他のそのような吸収性製品などの吸収性物品は、着用者に最も近いトップシートと、外側の非透湿性バックシートと、吸収性コアとを含む。使い捨ての吸収性製品は、そのような製品が着用者の心地よさを維持しつつ効果的かつ便利な液体の吸収および保持を提供することができるという様式に鑑み乳児および成人用失禁ケアを含む様々な用途向けに市場で広く受け入れられている。しかしながら、これまでの経験が、より肌にやさしいトップシート不織布の必要性が存在することを示している。本シートと共に使用しうる吸収性物品構成の例は、米国特許出願公開第2006/0178650号（特許文献1）および2010/0280479号（特許文献2）に開示されている。
【０００４】
今日使用されている全てのポリオレフィントップシートおよび捕捉/分配層に用いられる合成界面活性剤の非耐久性、すなわち変質しやすい性質が吸収性製品の捕捉および再湿潤性能に役割を果たしているが、肌の健康を損なう可能性を有している。合成界面活性剤は、経皮的なドラッグデリバリーにおける浸透補助剤として用いられている。製品の使用の際に不織布の繊維から洗い流される合成界面活性剤が、合成界面活性剤自体を含む刺激物となる可能性のあるもの全ての角質層への透過性を増加しうる。傷ついた肌へのバリア機能を回復しようと様々なエモリエント材料が用いられているが、この問題に対する簡単な改善策は不織布から合成界面活性剤をすべて排除することである。本発明では、我々はポリオレフィン不織布およびフィルムに対して湿潤性を付与するための有望な化学物質を同定し、どのようにそれらを効果的に、つまり従来の合成界面活性剤を何も使用せずかつ肌の健康を増進するという目的で適用することができるかを教示する。
【０００５】
ポリプロピレンからできた不織布は疎水性である。適切な仕上処理剤の適用によって不織布に半耐久性の親水性を付与して、吸収性製品におけるそれらの使用に要求される液体の通過(strike-through)および液体の流出(runoff)性能を達成することが可能である。適切な仕上処理剤は、典型的には、例えば、Schill & Seilacher AG(例えば、Silastol PHP 26, Silastol PHP 90, & Silastol 163)およびPulcra Chemicals(例えば、Stantex S 6327, Stantex S 6087-4, & Stantex PP 602)から市販の権利保護された合成界面活性剤溶液のブレンド物である。これらは、典型的には、0.004〜0.006gm固形分/gm不織布(即ち0.4〜0.6%wt/wt)の範囲でスパンボンド不織布に適用される。市販のトップシート仕上剤に広く用いられてきた合成界面活性剤の例は、Dow Chemical Companyが生産するアニオン性スルホサクシネート界面活性剤であるTriton GR-5Mであろう。用いられる他のタイプの界面活性剤は、脂肪酸ポリエチレングリコールエステルに基づいている。
【０００６】
Duckerらの米国特許第5,938,649号（特許文献3）および第5,944,705号（特許文献4）は、着用者の肌に接触する物品の表面にアロエベラを含有し皮疹を低減する吸収性物品を開示している。この発明の好ましい態様は、トップシート不織布上の界面活性剤仕上剤とは全く独立して吸収性製品に適用された無水滑剤中の実質的に水不含のアロエベラであった。Procter & Gambleは、従来のトップシート不織布にストライプ状に適用したエモリエントローションを含有する赤ちゃん用オムツを1990年代後半/2000年代初期に市販した。ChmielewskiおよびErdmanの米国特許第6,459,014B1号（特許文献5）は、任意の界面活性剤と共に不織布トップシートに加えることができるクエン酸およびクエン酸ナトリウムなどのpH制御剤に言及している。しかしながら、この特許における例示物はすべて合成界面活性剤を含み、不織布をクエン酸の界面活性剤不含溶液でどのように結果よく処理できるか、またはそれが不織布に有用な親水性を付与できるかどうかの検討はなかった。さらに、クエン酸およびクエン酸ナトリウムは生理食塩溶液に自由に溶解し、耐久性が十分な仕上剤をトップシート不織布には提供しないであろう。より最近では、Wildらの米国特許第6,936,345B2号（特許文献6）は、親水性仕上剤の永続性に関する条件を満たし、かつこの場合では細菌の増殖の抑制というさらなる恩典を提供することができるような様式で不織布に仕上加工するためのプロセスを記載している。彼らは、グリセロールのモノエステルと脂肪酸とキトサンとを含む水性の抗菌性仕上剤を記載していた。グリセロールのモノエステルおよび脂肪酸は、仕上げプロセスにおいて不織布に抗菌性仕上剤を分散しやすくする界面活性成分である。
【０００７】
"Water-Wettable Polypropylene Fibers by Facile Surface Treatment Based on Soy Proteins", ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5,6541-6548（非特許文献1）においてSalasらは、大豆タンパク吸着後のポリプロピレン不織布の湿潤性挙動の変化について報告した。ポリプロピレンの薄いフラットフィルムと共に水晶振動子重量測定法を用いて、彼らはポリプロピレン上での大豆タンパクに対する高い吸着親和性を確認した。数秒程度で速い初期の吸着が起きた。これは、タンパク質溶液を強制的にポリマー表面に接触させた場合にはポリプロピレン上で大豆タンパクに対する吸着が実際に起きることを示した。ポリプロピレン不織布にまで彼らの研究を広げると、彼らは、タンパク質溶液の表面に疎水性不織布が浮遊し、タンパク質の効果的な吸着を妨げたと指摘した。この問題を克服するため、彼らは、まずポリプロピレン不織布を2-プロパノールに浸漬して不織布を洗浄した後、1mg/mLのカチオン性臭化ジオクタデシルジメチルアンモニウム界面活性剤の2-プロパノール溶液に浸漬した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第2006/0178650号
【特許文献２】米国特許出願公開第2010/0280479号
【特許文献３】米国特許第5,938,649号
【特許文献４】米国特許第5,944,705号
【特許文献５】米国特許第6,459,014B1号
【特許文献６】米国特許第6,936,345B2号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】"Water-Wettable Polypropylene Fibers by Facile Surface Treatment Based on Soy Proteins", ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5,6541-6548
【発明の概要】
【００１０】
概要
新規な不織布またはフィルムトップシートあるいは他の捕捉/分配材料であり、これらの材料を含有する乳児または失禁ケアのための吸収性製品に有用な親水性の合成界面活性剤不含仕上剤を有する。これらの材料は、原料となる仕上加工をしていない材料を気泡の非存在下で親水性の合成界面活性剤不含仕上剤の水溶液と密接に処理すること、およびこれら材料を乾燥することによって作製される。
【００１１】
本親水性合成シートのいくつかの態様は、第一の面を有する合成材料のシートを含み、合成材料のシートは、第一の面に分散した水溶性タンパク質の分子を含む親水性仕上剤を含み、この仕上剤は、合成界面活性剤を実質的に含んでいない。いくつかの態様では、仕上剤は、水の表面張力を50ミリニュートン/m(mN/m)未満まで低下させることが可能な合成材料を含んでいない。いくつかの態様では、シートは、不織布またはフィルムを含む。いくつかの態様では、シートは、吸収性物品のトップシートである。いくつかの態様では、シートは、吸収性物品の分配捕捉層である。いくつかの態様では、水溶性タンパク質は、熱変性したタンパク質を含む。いくつかの態様では、水溶性タンパク質の0.4〜1.2%水溶液は、1メートル当たり50ミリニュートン(mN/m)を超える表面張力を有する。いくつかの態様では、水溶性タンパク質の1.2〜10%水溶液は、1メートル当たり50ミリニュートン(mN/m)を超える表面張力を有する。いくつかの態様では、シート1グラム毎に少なくとも0.004グラムの水溶性タンパク質の分子がシートに分散している。
【００１２】
本使い捨て吸収性物品のいくつかの態様は、本親水性合成シートの態様を含むトップシートと；バックシートと；トップシートとバックシートとの間に配置された吸収性コアとを含む。
【００１３】
本使い捨て吸収性物品のいくつかの態様は、トップシートと；本親水性合成シートの態様を含む分配捕捉層と；バックシートと；分配捕捉層とバックシートとの間に配置された吸収性コアとを含む。
【００１４】
本方法（例えば、高分子材料のシートに親水性を付与する）のいくつかの態様は、合成界面活性剤を実質的に含んでいない水溶液中で高分子材料のシートに水溶性タンパク質の水溶液を適用する工程；および該タンパク質の少なくとも一部が該シートの表面に保持されるように該シートを乾燥する工程を含む。いくつかの態様では、水溶性タンパク質の少なくとも一部が熱変性されている。いくつかの態様では、シートは、不織布またはフィルムを含む。
【００１５】
本方法のいくつかの態様は、水中で水溶性タンパク質を混合する工程；該水を摂氏40°(C)と99℃との間の温度まで加熱する工程；および混合物を撹拌して該タンパク質を該水に溶解させる工程、をシートに水溶液を適用する前にさらに含む。いくつかの態様では、水溶性タンパク質を混合する前に水を加熱する。いくつかの態様では、撹拌の少なくとも一部の間、水の温度が40℃と99℃との間に維持される。いくつかの態様では、タンパク質の少なくとも一部を熱変性するのに十分な時間、水の温度が40℃と99℃との間に維持される。いくつかの態様は、水とタンパク質との混合物のpHを、該混合物の温度を加熱する前に調節する工程をさらに含む。
【００１６】
本方法のいくつかの態様では、シートに水溶液を適用する工程の少なくとも一部の間、該溶液の温度が20℃と40℃との間にある。
【００１７】
本方法のいくつかの態様では、シートに水溶液を適用する工程は、該シートを初めて該溶液に浸漬する工程；および該シートを再度該溶液に浸漬する工程を含む。いくつかの態様は、シートを初めて浸漬する工程とシートを再度浸漬する工程との間に、シートをカレンダーにかける（calendar）工程をさらに含む。
【００１８】
本方法のいくつかの態様では、シートに水溶液を適用する工程は、スロットダイ、ナイフコーター、キスコーター、グラビアプリンター、ローラーが複数あるコーティング装置、およびスクリーンコーティング装置からなる群より選択される少なくとも1つのコーティング装置で実施される。
【００１９】
本方法のいくつかの態様では、水溶液が防腐剤を含む。いくつかの態様では、防腐剤は、Plantservative、MicroSilver、およびNutrabiolからなる群より選択される1つまたは複数の防腐剤を含む。
【００２０】
本方法のいくつかの態様では、タンパク質は、大豆タンパク分離物(SPI)を含む。
【００２１】
本仕上剤(例えば、合成不織布またはフィルムのための)のいくつかの態様は、表面張力が1メートル当たり50ミリニュートン(mN/m)を超える、水溶性の熱変性されたタンパク質の水溶液を含む。いくつかの態様では、水溶液は防腐剤を含む。いくつかの態様では、防腐剤は、Plantservative、MicroSilver、およびNutrabiolからなる群より選択される1つまたは複数の防腐剤を含む。
【００２２】
「結合した」という用語は、必ずしも直接的ではなく、かつ必ずしも力学的にではないが繋がったと規定され；「結合した」2つのものは互いに一体化していてもよい。「a」および「an」という用語は、本開示がそうでないことを明示的に要求している場合を除いて1つまたは複数と規定される。「実質的に」という用語は、当業者に理解されるように、特定されたものの必ずしも全部ではないが大部分であると規定される(かつ特定されたものを含む；例えば、実質的に90度とは90度を含み、実質的に平行とは平行を含む)。どのような開示の態様でも「実質的に」、「ほぼ」、および「約」という用語は、特定されたもの「の[パーセント]以内」と言い換えてもよく、ここでパーセントとは0.1、1、5、および10パーセントを含む。
【００２３】
「吸収性物品」および「吸収性衣類」という用語は、分泌物を吸収しかつ封じ込めるように構成された衣類または物品を指す、より具体的には、着用者の身体から放出された分泌物を吸収しかつ封じ込めるように着用者の身体に当接するかまたは近接して配した衣類または物品を指すように本開示において用いられる。かかる吸収性物品または吸収性衣類の例は、オムツ、トレーニングパンツ、婦人用衛生製品、よだれかけ、創傷包帯、ベッドパッド、および成人用失禁製品を含む。「使い捨ての」という用語は、「吸収性物品」または「吸収性衣類」と共に用いた場合は、一度使用した後に廃棄することを意図した衣類および物品を指す。
【００２４】
「吸収性コア」は、吸収性物品によって受容された液体を吸収しかつ封じ込めるために吸収性物品のトップシートとバックシートとの間に位置した構造物を指すために本開示において用いられる。吸収性コアは、1つまたは複数の基材、吸収性高分子材料、接着剤、および/または吸収性コア内に吸収性材料を固定するための他の材料を含みうる。
【００２５】
特定の様式で構成された装置またはシステムは、少なくともその様式で構成されるが、具体的に記載されたもの以外の様式で構成することもできる。
【００２６】
記載または図示されていなくとも、1つの態様の特長または特長群は、本開示または態様の性質によって明示的に禁じられていなければ、他の態様に適用しうる。
【００２７】
上に記載の態様およびその他に関連するいくつかの詳細を下に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
次の図面は例示であり限定を図示するものではない。簡潔さおよび明瞭さのため、所与の構造のあらゆる特長が、その構造が見られるあらゆる図面において常に符号付けされているわけではない。同一の参照番号が、必ずしも同一の構造を表すわけではない。むしろ、同じ参照番号が類似の特長を、または類似の機能性を備えた特長を表すために用いられる場合もあるし、異なる参照番号がそうである場合もある。
【図１】本吸収性物品の一例の平面図を示す。
【図２】本シートおよび/または仕上剤の様々な特徴の表を示す。
【図３】本シートおよび/または仕上剤の様々な特徴の表を示す。
【図４】本シートの1つの態様について、すすぎ試験についての時間の平方根に対する吸収度を示す。
【図５】本シートの1つの態様について、すすぎ試験についての時間の平方根に対する吸収度を示す。
【図６】本シートおよび/または仕上剤の様々な特徴の表を示す。
【図７】本シートおよび/または仕上剤の様々な特徴の表を示す。
【図８】本シートおよび/または仕上剤の様々な特徴の表を示す。
【図９】本シートおよび/または仕上剤の様々な特徴の表を示す。
【図１０】本シートおよび/または仕上剤の様々な特徴の表を示す。
【図１１】本シートおよび/または仕上剤の様々な特徴の表を示す。
【図１２】本シートおよび/または仕上剤の様々な特徴の表を示す。
【図１３】本シートおよび/または仕上剤の様々な特徴の表を示す。
【図１４】本シートおよび/または仕上剤の様々な特徴の表を示す。
【図１５】本シートおよび/または仕上剤の様々な特徴の表を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
例示的な態様の詳細な説明
ここで図面、より具体的には図1を参照すると、そこに示されかつ参照番号1で指定されたものは本吸収性物品の例である。示された態様では、物品1は、前部2、後部3、コア部4、およびバンド部5を含む。この態様では、吸収性物品1はオムツとして構成され、他の態様では、本吸収性物品はパッドおよび/または同様のものとして構成できる。
【００３０】
示した態様では、前部2は、留め具6(例えば、接着剤、面ファスナー、または他の締結構造)を含み、バンド部5は、留め具6'および7(例えば、接着剤、面ファスナー、または他の締結構造)を含む。この態様では、物品1は、外側区域9および中間区域10を備えた吸収性コア8を含む。示した態様では、物品1は第二吸収性コア12も含むが、別の態様では、含まれる吸収性コアは1つのみであってもよい。この態様では、物品1は、少なくとも吸収性コア8(例えば、および吸収性コア12)にまで及ぶ分配捕捉層13をさらに含む。
【００３１】
示した態様では、物品1は、バックシート18(着用すると外方を向く)およびトップシート19(着用すると着用者の肌に接する)に囲まれる。この態様では、トップシート19およびバックシート18は同一の広がりをもち、吸収性コアの寸法より大きな寸法を有している。バックシート18は、典型的には、吸収性コアに吸収されかつ封じ込められた液体が、吸収性物品1に接触する物品(例えば、衣服)を濡らしてしまうのを防止する。多く(全てではないが)の態様では、バックシート18は液体に対して不透過性であり、かつ薄いプラスチック(例えば、ポリエチレン)フィルムを含みうるが、他の可撓性の液体不透過性材料が用いられてもよい。いくつかの態様では、バックシート18は「通気可能」つまり分泌物がバックシート18を通過するのを防止する一方で吸収性コアから蒸気を逃がすように構成されていてもよい。
【００３２】
図示した態様では、トップシート19はバックシート18に接合されかつ重畳されることによって物品1の外周縁を形成する。いくつかの態様では、トップシート19は柔軟性があり、ソフトな感触であり、着用者の肌に非刺激性である。多く(全てではないが)の態様では、トップシート19は液体透過性であり、その厚さ方向に液体を容易に透過させる。トップシート19は、多孔性発泡体、網状発泡体、開口プラスチックフィルム、天然繊維(例えば、木質または綿繊維)、合成繊維(例えば、ポリエステル、ポリエテンまたはポリプロピレン繊維)などの広範な材料から、あるいは天然および合成繊維の組み合わせから生産することができる。いくつかの態様では、トップシート19は、親水性および疎水性材料を両方含む(例えば、吸収性コア内で液体から着用者の肌を隔離することなどの異なる要求を満たすために異なるゾーンに位置される）。様々な態様では、トップシート19は、織布、不織布、スパンボンドされたもの、カーディングされたものなどであってもよい。
【００３３】
示した態様では、液体捕捉分配層13は、放出された体液を採取しかつ一時的に留めるように構成される。例えば、放出された液体の一部は(例えば、着用者の姿勢によって)捕捉分配層13に浸透し、放出物に近い領域内の吸収性区域によって吸収されてもよい。しかしながら、多くの場合液体は勢いよく放出されるため、そのような領域内の吸収性コアの部分は、液体が放出されるのと同じくらいの速さでは吸収しない可能性があり、捕捉分配層は、吸収性コアによる吸収のために最初に液体と接触する点から捕捉分配層の他の部分まで液体を運ぶように構成される。
【００３４】
下に記載するように、本仕上剤および方法は、吸収性物品(例えば1)におけるトップシート(例えば19)としておよび/または捕捉分配層(例えば13)としての使用に適した合成界面活性剤不含親水性シートの生産を可能にする。下により詳細に記載するように、本仕上剤および方法は、親水性を付与するための、疎水性材料(例えば、フィルムまたは不織布)を含むシートへの変性されたタンパク質の適用を伴う。概して、本仕上剤は溶液状のタンパク質を含み、本方法はシートに溶液を適用してタンパク質を分配し、その後シート上にタンパク質が堆積するようにシートを乾燥させることを伴う。
【実施例】
【００３５】
I.大豆タンパク分離物(SPI)の溶液特性
Clarisoy(登録商標)100は、Archer Daniels Midland(ADM)およびBurcon NutraScience Corporationから市販されている100%水溶性大豆タンパク分離物(SPI)である。濃縮予備混合・混合・加温プロトコル(concentrated pre-mix, mix, and cook protocol)を介して調製したSPIの溶液に対する温度およびpHの影響を調べた。少なくとも部分的にタンパク質を変性し、不織布仕上剤に対する接着性および耐久性を促進するために高温を用いた。不織布繊維に対する接着性および耐久性を促進するタンパク質の特性は、疎水性高分子表面をタンパク質溶液に曝露した際に医療器具内の生物汚損という望ましくない影響をもたらしうる特性に関連している。
【００３６】
図2は、SPIと共に作製した様々な混合物の特定の特性およびこれら混合物を作製した方法を示す。示したように、溶液番号1は、大豆粉末が液体に均一に分散するまで高せん断にて90℃の蒸留水中でSPIの0.25%固形物をまず予備混合することによって調製した。次いで溶液を同体積の90℃の蒸留水で希釈し、低せん断下で約10分間混合した。「加温」ステージ前に混合物のpHを0.1N NaOHでpH8まで調節した。pHの調節に続いて、混合物を高温で低せん断混合しながら60分間「加温」つまり維持して商用のプロセスにおける混合物の使用をシミュレーションした。この混合物の外観は90℃では濁っていた。22℃まで冷却後、混合物から沈殿物が析出し、不溶の固形物の存在を表した。沈殿物の形成は、分散液が高温である間のpHの調節と関連していた。pHの調節をせずに溶液を調製すると、SPIは室温、高温いずれの水にも分散して透明な溶液を形成しうる。予備混合をせず、加温時間を溶液が温度に達するのに要求される時間まで短縮した場合に同等の溶液特性が達成されるとも判断した(混合物番号3および4を参照されたい)。沈殿物を形成した混合物は、不織布上の所望の仕上剤を得るためには最良ではない場合がある。上記の溶液特性の差異のために、SPIが不織布に親水性仕上剤を付与する能力の調査は、溶液のpHを事前に変更した場合およびしない場合の両方で、高温で混合した溶液に着目した。pHを調節した実験では、高温で混合する前にSPIを室温で水に分散させた。
【００３７】
II.溶液の混合および適用温度の関数としての親水性
不織布に対する適用に先立ってSPIの溶液を加熱することが吸収性製品に対する不織布の性能を向上することが示された。大豆タンパクを加熱するとそれらの四次構造の解離をもたらし、それらのサブユニットを変性し、かつ静電的、疎水的およびジスルフィド交換メカニズムを介してタンパク質凝集物の形成を促進する。加熱に加えて、pHおよびイオン強度の調節、加水分解、および他の構成成分の共有結合が、SPI仕上剤で処理された不織布の性能を変更することが予測されるであろう。混合温度、適用温度、および大豆タンパク固形物付加量(add-on)の関数としてのSPIで処理した不織布の親水性を図3にまとめた。
【００３８】
不織布は、Fitesa, Simpsonville, SCより提供された12.5gsm疎水性(即ち、未処理)ポリプロピレンスパンボンド・スパンボンド・スパンボンド(SSS)であった。Clarisoy 100(商標)の溶液を22℃〜80℃までの範囲の所定温度で混合した。SPI溶液のpHは、これらの実験では調節しなかった。溶液のpH値は、2.3〜2.9までの範囲であった。22℃の温度を室温として規定したが、実際にはこれは約15℃から30℃まで異なりえた。Clarisoy 100(商標)は、Archer Daniels Midland (ADM, Decatur, IL)によって提供された分離大豆タンパク(ISP)である。不織布は、実験室規模のパッダを用いて22℃〜70℃までの範囲の所定温度でClarisoy 100(商標)の溶液で仕上加工した、つまり処理した。試料は、確実に不織布を均一に濡らすために二段階ディップ・アンド・ニップ(dip-and-nip)プロセスを用いて調製した。
【００３９】
所定の濃度の溶液を、硬度が中程度の水道水で1500ml〜3000mlのバッチで作製した。Clarisoy 100(登録商標)の粉末を、熱電対を備えた温度制御したホットプレートを用いて所定の混合温度に保持した激しく撹拌した水にゆっくりと加えた。加熱した水に粉末を分散させた後、混合速度を下げ30分間維持した。溶液は、15〜20分間の混合後に透明になった。混合工程のほぼ中間で、0.04% n-ブタノールを加えて発泡を減少させた。再生可能資源から製造されるButamax(登録商標)などのバイオブタノールを任意で用いて発泡を減少することができる。あまり激しくない状況下で混合する場合にはブタノールを使用する必要はない。ブタノールは溶液の表面張力に顕著な影響はなかった。n-ブタノールの0.04%溶液(即ち0.0054M)は、水の表面張力の値を72mN/mから約62mN/mまでにしか低下しないであろう。所定温度で混合した後、所定の処理温度に達するまで溶液を冷却した。試料は、目標処理温度の±5℃で処理した。
【００４０】
実験室パッダは、ゴムでコーティングした垂直の直径8インチローラーを2本有していた。1.0g溶液/g不織布の範囲で不織布に対する含浸量(wet pick up)を目標にして十分なニップ圧を加えた。パッダローラー間でカレンダー掛けする前に、不織布の各430mm x 430mm部分を所定の処理温度で体積が約1500mlの溶液に浸漬した。二段階ディップ・アンド・ニッププロセスを用いて不織布を処理した。一回目のディップ・アンド・ニップサイクル後、溶液は疎水性不織布には均一に吸収されていなかった。一回目のサイクル直後に不織布試料を溶液に再び浸漬し、二回目のカレンダー掛けつまりニッピングをした。この二段階ディップ・アンド・ニッププロセスは、均一に濡れた不織布を製造し、繊維表面にわたって均一に溶解固形物を分配するのに役立った。107℃で15分間オーブン中で試料を吊るして乾燥させる前に、試料の湿重量を記録して溶液の含浸量を求めた。
【００４１】
図3中の滴値(drop value)は、4穴滴下試験を用いて測定して、処理された不織布の親水性の指標を提供した。固形物付加量は、溶液濃度および不織布に対する溶液の含浸量(不織布1g当たり溶液gとして表す)から算出した。平均含浸量は、処理したままのハンドシート3枚それぞれの湿重量および乾燥重量から算出した。含浸量の併合標準偏差は0.07g/gであった。4穴滴下試験では、直径が15mmの等間隔の穴を4つ有する寸法が75mm x 75mm x 13mmのプラスチック板を、ワットマンろ紙#4(直径90mm)1枚に載置した不織布の試料に配した。点眼瓶を用いて、プラスチック板の厚さに等しい高さから1つの穴に水道水を4滴垂らした。液滴がどれくらい速く不織布に浸透しろ紙に吸収されたかに応じて2、1、または0という滴値を割り当てた。滴値2を用いて液体が5秒以内に不織布に自発的に吸収されたことを表す。滴値1は、ろ紙、不織布試料、プラスチック板の集合体を5秒後に優しく振とうすると液体が吸収されることを表した。滴値0は、液体が吸収されないことを表した。平均滴値は、合計16個の測定値について、4つの不織布試料に対する4つの穴それぞれから得られた平均値から算出した。
【００４２】
未処理の疎水性不織布は、平均滴値が0〜0.5の範囲であった。従来の仕上剤で処理した親水性SSSおよびスパンボンド・メルトブロー・スパンボンド(SMS)不織布トップシートについて測定した滴値は2.0であった。約1.2より大きい平均滴値で、吸収性製品における液体捕捉については十分な親水性がもたらされた。図3では、1.2未満の滴値に網掛けをしている。図3は、溶液混合温度が約50℃〜70℃以上であると、0.5%を超える固形物付加量(つまり不織布1g当たり固形物0.005g)について1.2より大きい平均滴値が達成されたことを示す。滴値は、溶液が50℃以上の温度で混合される限り溶液の適用温度には影響されなかった、即ち不織布が周囲温度つまり約22℃にて溶液で処理されると、1.2を超える滴値が達成された。平均滴値の併合標準偏差は0.9であった。
【００４３】
III.重量分析吸収性試験システム(Gravimetric Absorbent Test System)を用いた試作不織布の湿潤性
重量分析吸収性試験システム(GATS)上で試験するために試料を製造し、逐次的な吸収サイクルにわたる不織布による生理食塩水の吸収を特性決定した。GATS試験を用いて生理食塩溶液の反復投与に対する仕上剤の耐久性を判定した。各試験後、不織布を装置から取り出し、100mlの0.9%生理食塩溶液に室温で1分間浸漬してすすぎ、次いでペーパータオルで拭って乾燥させた。各すすぎ後、試料を直ちに再試験した。図4は、時間の平方根(秒0.5)の関数としての3層の不織布に吸収された生理食塩水の重量(g)を示す。不織布試料がひれの付いた板に支持された状態で液体を単一の穴を通して吸収させた。ひれの付いた板は、不織布試料と板との間で吸収される可能性のある誤った液体の量を減らした。図4中の結果は、市販の権利保護された半耐久性仕上剤で処理した商用の12.5gsmスパンボンド不織布を用いて得られた。
【００４４】
図4に示すように、4回のすすぎそれぞれの後では液体はよりゆっくりと吸収された。これは、半耐久性の仕上剤を有する不織布の湿潤性については予想された結果であった。しかしながら、吸収の誘導時間は最初の3回のすすぎそれぞれの後では増加したが、誘導期間の後の実際の吸収速度はほぼ一定であったことに留意されたい。4回目のすすぎ後の湿潤性の誘導時間は非常に長く300秒を超え、湿潤性の開始後の吸収速度はかなり低下した。
【００４５】
図5に示すように、この試験では、0.006g SPI/g不織布のSPI付加量を備えた不織布はかなり異なる挙動を示した。この不織布は、下のセクションVに記載のパイロットライン上で仕上加工をした。SPI仕上剤を備えたすすぎをしていない不織布の液体吸収は、従来の合成界面活性剤仕上剤を備えた市販の不織布のものと同程度であった。1回目のすすぎ後、すすぎをしていない試料と比較して、湿潤性の誘導時間に明らかな増加、および誘導期間後の湿潤速度にある程度の減少があった。しかしながら、市販の合成界面活性剤仕上剤を備えた不織布とは対照的に、合成界面活性剤不含SPI仕上剤を備えた不織布の性能である液体吸収は、2回目および3回目のすすぎ両方の後では向上した。3回目のすすぎ後の性能は、典型的には、すすぎをしていない試料のものと同じくらいであるかまたはより良好であった。これは意外な結果であったが、非常に耐久性があり、使用中に水和するにつれて向上した仕上剤によって説明することができる。
【００４６】
IV.カレンダーニップを用いた不織布内でのSPI溶液の拡散
下のセクションVに示すように、高表面張力生理食塩溶液(即ち合成の尿)は、SPIからなる親水性仕上剤で処理されたポリプロピレン不織布に拡散し吸入される。しかしながら、高表面張力SPI溶液は、疎水性ポリプロピレン不織布には容易には拡散しない。不織布は、SPIの溶液に浸漬すること、および混入した空気を強制的に除去して確実に溶液と不織布繊維とを緊密に接触させることによって処理することができる。一旦溶液が不織布の疎水性ポリプロピレン繊維と接触すると、タンパク質が繊維表面に吸着され不織布がさらに親水性になるが、タンパク質は溶液が拡散できない不織布の領域では繊維に吸着できない。
【００４７】
表面張力が72.8mN/mの水は、ポリプロピレンのような表面エネルギーが低い固形物には拡散しない。今日広く使用されている従来の不織布仕上剤は、水の表面張力を約30〜37mN/mの範囲まで下げる合成界面活性剤からなる(下記表1を参照されたい)。表面張力が低いこれらの界面活性剤溶液は、ポリプロピレン繊維に拡散し、乾燥した際に界面活性剤仕上剤の均一な分布をもたらす。SPIの0.1%固形物溶液は、表面張力が64mN/mであった。この溶液は、ポリプロピレン不織布には容易に拡散しない。本発明に記載の合成界面活性剤不含不織布仕上剤を作製するために用いることができる種類の材料は親水性であるが、これらの材料の溶液は、水の表面張力を49mN/m未満に低減しない。これらの溶液は、自発的には疎水性不織布によって吸入されず、不織布の構造全体にわたって仕上剤を均一に分配するための特別な加工を必要とする。
【００４８】
固形物が0.4%〜1.2%の範囲の濃度のSPIの溶液の表面張力は、22℃で49〜68mN/mの範囲であった。平均値は58±9.9mN/mであった。これらの濃度では、表面張力は溶液濃度には依存していなかった。表面張力は毛管上昇法を用いて測定した。毛管上昇は、毛管中の液体を上下させ10分後に平衡状態で値を測定した後に測定した。
【００４９】
（表１）液体および溶液の表面張力
2018504507.tif 000003
【００５０】
表1中のSilastolおよびStantex材料は、ポリプロピレンスパンボンド不織布を親水性にするために用いられる権利保護された合成界面活性剤混合物を含む表面仕上剤である。Silastol 163は、耐久性のある親水性ポリオレフィン不織布、特にトップシートの製造のためのシリコーン不含アニオン性仕上剤である。Silastol PHP 26は、トップシートに適した耐久性のある親水性ポリオレフィンステープルおよびスパンボンド繊維の製造のためのカチオン性/両性仕上剤である。Stantex S 6757は、特に衛生用途のためのポリプロピレンスパンボンド材料のための耐久性のある親水性仕上剤である。これら界面活性剤は多くの場合6%の範囲の溶液濃度を用いて不織布に適用される。0.4%〜6%の範囲の固形物では、これら材料の溶液は、表面張力が31〜37mN/mの範囲であった。これら溶液の低い表面張力は、疎水性ポリプロピレン不織布の湿潤性を促進し、不織布が自発的に界面活性剤溶液を吸入することを可能にする。
【００５１】
SPI溶液と疎水性不織布との間の拡散および接触を達成するために、短期間であっても、不織布をSPI溶液に浸漬しかつカレンダー掛けして混入空気を除去し不織布繊維と溶液との間の緊密な接触を促進させた。調整可能なニップを備えた実験室カレンダーを用いて、商用の製造ライン上でフラデッドニップ(flooded nip)またはサイズプレスを用いて達成しうるものをシミュレートした。表2は、カレンダー掛け後の溶液の含浸量の減少を補うためにどのようにSPIの溶液濃度を上昇させたかを示す。約0.150(任意単位)の限界ニップ寸法がこのカレンダーにおいて不織布の均一な湿潤性を達成するために要求された。カレンダー掛けした不織布には含浸量に大きな減少があったが、限界値近辺ではニップ寸法における小さな変化については含浸量に意味のある変化はなかった。
【００５２】
（表２）本シートを作製する方法の特定の特性
2018504507.tif 000004
【００５３】
流出試験を用いて、液体が吸収性物品の端部または側部までトップシート不織布の表面を流れうる前に、液体流がトップシート不織布に浸透し吸収性コアによって吸収される能力を判定した。この作業では2つの流出試験を用いた。一方の試験はモデル吸収性コアを利用し、他方は実際の赤ちゃん用オムツからの吸収性コアを用いた。このセクションでは、下のセクションX.Cに記載のようにモデル吸収性コアによる試験を用いた。他方の試験は下のセクションで検討しており、パイロットライン上で作製し赤ちゃん用オムツ上で評価した不織布試作品の特性を評価する。
【００５４】
図6に示すように、0.006g SPI/g不織布にて合成界面活性剤不含トップシート仕上剤で仕上加工した12〜13gsmのスパンボンド不織布の性能を、半耐久性の合成界面活性剤で仕上加工した市販の不織布について得られたものと比較した。データは、合成界面活性剤不含トップシート仕上剤について同程度の性能を明確に示している。半耐久性の界面活性剤仕上剤を備えた市販の不織布トップシートについて測定されたものよりもいくぶん大きな液体の移動があったが、界面活性剤不含仕上剤を備える不織布の液体流出にわずかな減少つまり向上があった。
【００５５】
V.パイロットライン上で適用した合成界面活性剤不含不織布仕上剤
SPIの高表面張力水溶液は、疎水性ポリプロピレン不織布には容易に拡散しない。上のセクションでは、試料を溶液に浸漬しかつカレンダー掛けして不織布全体に溶液を均一に分配することによって実験室試作品を結果よく調製することができることを示した。North Carolina State Universityのフラデッドニップサイズプレスを備えたパイロットラインを用いてこの手法の有効性を確認した。疎水性の未処理不織布に対する合成界面活性剤不含水溶液の自発的な拡散を要しないプロセスの同定が、本態様の少なくともいくつかを商用に使用するためには重要であると考えられた。パイロットライン上のフラデッドニップをセットし、機械方向および横方向にウェブの均一な湿潤性を達成するように調節した。不織布は、ラバーロールのデュロメーター硬度の値が72であるスチール・オン・ラバーロール構成を用いて結果よく加工された。不織布に対する溶液の含浸量がMDおよびCD方向の両方で外観および触感が定性的に均一になるまでロール圧を調節した。含浸量のばらつきをウェブから切り取った試料を秤量することによりチェックした。調節後、不織布に対する含浸量のばらつきは10%未満であった。デュロメーター硬度が90のさらに硬いラバーロールを用いると溶液の均一な含浸は達成できなかった。
【００５６】
パイロットラインランのSPI溶液の調製は、上に記載の実験室プロトコルにできるだけ似せて行った。SPI粉末は、高せん断ミキサーを6000〜7000rpmで15分間室温で用いて5ガロンのペール缶中で蒸留水(<10μmho導電率)と混合した。溶液を、パイロットライン上のスチームジャケット付き貯留部に入れる前に、その元々のpH2.7〜3.0からpH8.0±0.2まで調節した。パイロットラインにおいて溶液が温度に達するまでに約15分かかった。溶液を貯留部において約90℃の温度に維持して、確実にフラデッドニップにおいて80℃の適用温度になるようにした。パイロットライン上での溶液の含浸量は、実験室カレンダーを用いて達成したものよりも少なかった。実験室で作製した試作品は含浸量が約3g溶液/g不織布であったが、均一な湿潤性を達成するためにフラデッドニップにおけるロール圧を上昇させた後ではパイロットライン上の不織布には約1g溶液/g不織布が残存しただけであった。0.006〜0.008g SPI/g不織布の範囲でSPIの目標付加量を達成するために溶液濃度をパイロットライントライアルの間に上方に調節した。蒸気缶ロールをパイロットライン上で110℃に維持して、30フィート/分のラインスピードで不織布を乾燥させた。パイロットライン上で作製した試作品を下記表3にリストしている。
【００５７】
（表３）パイロットライン試作品
2018504507.tif 000005
【００５８】
下に記載するように、これら試作品のいくつかを試験のために赤ちゃん用オムツに組み込み、特定の特徴および試験結果を図7にまとめた。試験方法は、下の「実験方法」セクションに記載している。
【００５９】
A.実施例番号1
この実施例は、合成界面活性剤不含SPI仕上剤で処理した12gsmのSSSスパンボンド不織布トップシート(上の試作品番号2、0.006g SPI/g不織布を備える)で再構築した主要なプライベートブランドの赤ちゃん用オムツ(サイズ4)の実験室性能を示す。市販のオムツのトップシートを、通風ヘアドライヤーで穏やかに加熱して慎重に取り除き、試作トップシートと交換した。市販のオムツに用いられる60gsmの捕捉/分配層を含む他のすべての材料はそのままにした。特に流出試験についての試験結果の判定の際にオムツの再構築の影響を最小限にするために、対照つまり市販のオムツのトップシートも取り外し、次いで元の位置に戻した。市販のオムツのトップシートは15gsmの不織布を含んでいた。
【００６０】
仕上加工していない疎水性スパンボンドトップシートを含むオムツを参考のために図7に含む。この疎水性トップシートは、この試験では3回目および4回目投与液体捕捉時間(ACQ3&ACQ4)において性能がより低く、横漏れにおいて性能がより低かった。ACQ(捕捉)/REW(再湿潤)試験において横漏れがより多いことは、疎水性不織布が呈した流出量が非常に多いことに関連していた。比べて、合成界面活性剤不含仕上剤で処理した不織布トップシートを含有するオムツの性能は、元々の合成界面活性剤で仕上加工されたトップシートを含有するオムツのものと同程度であった。合成界面活性剤不含親水性SPI仕上剤は当初は疎水性であるトップシート不織布に有用な特性を付与した。Anarewet試験では、合成界面活性剤不含トップシートを含有するオムツについては横漏れに、注目すべき利点があった。流出性は、合成界面活性剤不含トップシートを含有するオムツについては逐次的な投与それぞれの後に向上した。漏出前吸収(ABL)として表されるマネキン漏出性は、合成界面活性剤不含仕上剤を備えたトップシート不織布を含むオムツについては206gから250gまで顕著に向上した。
【００６１】
B.実施例番号2
この実施例は、合成界面活性剤不含SPI仕上剤で処理した15gsmのSMS不織布トップシート(0.008g SPI/g不織布)で再構築した主要なプライベートブランドの赤ちゃん用オムツ(サイズ4)の実験室性能を示す。このオムツと共に用いられた合成界面活性剤不含トップシートは、上に記載したパイロットライントライアルにおいて作製した試作品番号5であった。市販のオムツのトップシートを、通風ヘアドライヤーで穏やかに加熱して慎重に取り除き、試作品トップシートと交換した。市販のオムツで用いられる60gsmの捕捉/分配層を含む他のすべての材料はそのままにした。特に流出試験についての試験結果の判断の際にオムツの再構築の影響を最小限にするために、参照用オムツのトップシートも取り外し、次いで元の位置に戻した。
【００６２】
仕上加工していない疎水性SMSトップシートを含有するオムツを参考のために図7に含む。合成界面活性剤不含仕上剤を備えたSMSトップシートを含有するオムツは、市販のオムツと同程度の性能を示したが、Anarewet試験では横漏れにおいて顕著な利点をもたらした。流出性も、合成界面活性剤不含トップシートを含有するオムツについては逐次的な投与それぞれの後に向上した。合成界面活性剤不含SPI処理は、トップシート不織布に有効な親水性仕上剤を付与した。
【００６３】
SPIや他の材料で仕上加工したトップシートおよび捕捉/分配層(ADL)不織布の性能のさらなる最適化は、溶液濃度、溶液pH、溶液混合温度、不織布処理温度、液体の拡散を促進するカレンダー掛け、および乾燥温度を利用して行うことができる。本発明は、他の親水性であるが界面活性ではない材料を含むように拡大できる。これらの例は後のセクションで検討する。
【００６４】
VI.追加の実施例
実施例3〜6は、「溶液の混合および適用温度の関数としての親水性」という上のセクションに記載のような実験室パッダを用いて仕上加工したトップシート不織布で再構築したオムツの液体捕捉および再湿潤性能を示す。再構築したオムツは、その元々のトップシート不織布を切り裂いて試験材料と交換した機械製のオムツである。この実験のための対照オムツも元々のトップシートを切り裂き交換して、再構築プロセスによってもたらされた可能性のあるオムツ内の液体連通における差異を再現した。主要なプライベートブランドの製造業者からのラージサイズのオムツを用いてトップシートを評価した。オムツの吸収性コアは、綿状物(fluff)45%およびSAP55%からなっていた。オムツの吸収性コアにはSAPが約11.5gあった。コアの長さの一部である50gsmの熱風接着捕捉層をトップシートとコアとの間に用いた。実施例3〜6は、SPIの溶液濃度、SPIのタイプ、SPI付加量レベル、溶液混合温度、および溶液適用温度の様々な組み合わせを用いて仕上加工したSSSトップシート不織布で再構築したオムツの液体捕捉および再湿潤(ACQ/REW)試験からの結果を提供する。これら試料を作製するために用いたSPI溶液のpHは調節しなかった。それらの元々のpHは2.2〜2.9の範囲であった。これら実施例で用いたトップシート不織布の滴値は1.4〜2.0であった。実施例7は、SPIで仕上加工した機械製のSSSトップシート不織布で製造した機械製のオムツの総合的な判定を提供する。
【００６５】
表4に示すような実施例3におけるSPIで仕上加工したトップシート不織布(80℃で混合し22℃で適用した1.2%Clarisoy(登録商標)100溶液)を実験室で再構築したオムツにおいて評価した。実施例3の試験の結果を図8に示す。
【００６６】
（表４）実施例3の特性
2018504507.tif 000006
【００６７】
実施例4は、表5に示す実験室で再構築したオムツにおいて評価した実験室で作製したSPIで仕上加工した不織布を含んでいた(80℃で混合し、22℃で適用した1.2%Clarisoy(登録商標)150溶液)。実施例4の試験の結果を図9に示す。
【００６８】
（表５）実施例4の特性
2018504507.tif 000007
【００６９】
実施例5は、表6に示す実験室で再構築したオムツにおいて評価した実験室で作製したSPIで仕上加工した不織布を含んでいた(80℃で混合し、50℃で適用した0.8%Clarisoy(登録商標)100溶液)。実施例5の試験の結果を図10に示す。
【００７０】
（表６）実施例5の特性
2018504507.tif 000008
【００７１】
実施例6は、表7に示す実験室で再構築したオムツにおいて評価した実験室で作製したSPIで仕上加工した不織布を含んでいた(50℃で混合し、22℃で適用した0.8%Clarisoy(登録商標)100溶液)。実施例6の試験の結果を図11に示す。
【００７２】
（表７）実施例6の特性
2018504507.tif 000009
【００７３】
実施例3〜6は、SPIで処理した不織布が、吸収性製品における使用に適しており、合成界面活性剤で仕上加工した従来の不織布と比べて表面湿潤性において意味のある向上をもたらすことができることを示している。生理食塩水は、実施例3〜6における試験のために22℃に維持した。全体として、SPIで処理した不織布を含有するオムツは、1回目の投与後にはいくぶん低い(即ち、より良好な)液体捕捉時間および高い(即ち、より悪い)再湿潤値を有した。この挙動は、合成界面活性剤よりも耐久性のある親水性仕上剤を提供するSPIと一致している。従来の仕上剤で用いられる合成界面活性剤は、使用時に不織布から洗い出され、不織布は各投与後に親水性がより低くなる。これは、SPIで処理した不織布で作製したオムツの性能と比較して、液体のその後の投与の際により長い捕捉時間およびより低い再湿潤性をもたらす。SPIで処理した不織布トップシートを備えたオムツの液体捕捉時間の減少は、p=0.05で統計的に有意ではなかったが、p値は概して0.20未満であり一貫性および指向性があった。SPIで処理した不織布のトップシートで作製したオムツの表面湿潤性において意味のある減少があった。例えば、4回目の投与後、SPIで処理したトップシートを備えたオムツの表面湿潤性は、従来のトップシートを備えたオムツの0.050gという値と比較して0.000〜0.027gの範囲であった。表面湿潤性は、着用者の肌と製品の表面の不織布との間に閉じ込めたままにできる少量の生理食塩水の指標である。これは、非耐久性の不織布仕上剤からの合成界面活性剤が尿に溶解し肌に接触しうるので重要である。肌に合成界面活性剤が存在すると、皮層刺激および一過性の紅斑や、存在しうる何らかの刺激物の肌に対する透過性の上昇と関係がある場合がある。SPIで処理したトップシートを備えるオムツの横漏れは、従来の合成界面活性剤で処理したトップシートを備えたオムツよりも少なかった。
【００７４】
実施例7は、表8に示すように、機械製のオムツにおいて評価した、機械製のSPIで仕上加工した不織布を含んでいた(80℃で混合し65℃で適用した溶液)。実施例7の試験の結果を図12に示す。
【００７５】
（表８）実施例7の特性
2018504507.tif 000010
【００７６】
TSG Finishing (Hickory, NC)の商業規模の織物仕上加工ラインを用いて商業規模の加工機械上で試作品オムツを作製するために5,000線メートルのSPIで処理した不織布を製造した。基材不織布は、疎水性(即ち、仕上加工していない)の12.5 gsm Fitesa SSSスパンボンド不織布であった。パッダプロセスを改変し、Clarisoy 100の溶液を60℃〜70℃に維持した状態で50ヤード/分で二段階ディップ・アンド・ニッププロセスを用いてトップシートを仕上加工した。溶液は、1.2wt%のClarisoy(登録商標)100および0.04wt%のn-ブタノールで調製したが、トライアルランの間の蒸発損失により平均溶液濃度は約1.4%であった。Clarisoy 100を加え30分間混合する前に、水道水を80℃の温度まで加熱した。溶液は2.2〜2.9の範囲でその元々のpHで用いた。不織布に対する溶液の含浸量から算出した固形物付加量は、不織布1g当たり固形物0.006gであった。不織布は、225°Fで空気圧縮オーブンにおいて幅出機上で乾燥させた。SPIで処理された不織布のロールを用いて、Delaware, OHのDomtar Personal Careにある商業規模の加工機械上で乳児用オムツを作製した。この評価に用いたラージサイズのオムツは綿状物45%/11.5g SAPからなる超吸水性高分子(SAP)吸収性コア55%で作製した。熱風接着した合成繊維の50gsmの捕捉/分配層(Shalag Nonwovens, Oxford, NC)を吸収性コアとトップシートとの間でオムツに配した。オムツは、従来の13.5gsmのSMSトップシート不織布および12.5gsmのSPIで処理されたトップシート不織布の両方で作製し、4穴滴下、従来の液体捕捉/再湿潤、Anarewet液体捕捉、液体流出、およびマネキン漏れ試験を用いて評価した。
【００７７】
このSPIで処理したトップシート不織布は均一に濡らすことが可能であり、吸収性製品における不織布トップシートとしての使用に適していた。4穴滴下試験を用いて得られた滴値は、トライアルランの始めと終わりの両方で製造したSPIで処理した不織布については2.0±0.01であった。
【００７８】
従来の不織布トップシートおよびSPIで処理したトップシートで作製したオムツの液体の捕捉および再湿潤値は、概して同程度であった(図12)。試験は、22℃および37℃で生理食塩溶液を用いて実施した。SPIで処理した不織布で作製したオムツについては、すべての投与について22℃での液体捕捉時間に統計的に有意(即ち、p<0.05)な向上があった。37℃では、捕集時間のより大きなばらつきのため、p=0.14であり4回目の投与の捕捉時間に指向性の向上のみがあった。SPIで処理した不織布については3回目および4回目の投与後には指向性が低い再湿潤値があった。再湿潤におけるこれらの増加は小さく、かつ統計的に有意ではなかった。先の試験で注記したように、SPIで処理したトップシートで作製したオムツについては、表面湿潤性および横漏れがより良好であった。
【００７９】
同様に、SPIで処理した不織布については22℃および37℃の両方で統計的に有意ではない向上したAnarewet液体捕捉時間の指向性の徴候(indication)があった(図13)。Anarewet試験における液体捕捉速度は、従来のACQ/REW液体捕捉試験におけるよりも要求吸収性により依存する。Anarewet試験における捕捉速度は、トップシート仕上剤の親水性および耐久性により感受性があると予想されるであろう。22℃の生理食塩溶液については、SPIで処理した不織布を備えたオムツについてすべての投与で液体捕捉時間に統計的に有意(p<0.05)な減少があり、統計的に有意ではない(p=0.152)がSPIで処理した不織布を備えたオムツについて4回目投与後に指向性がより高い再湿潤があり、同程度の表面湿潤性があり、従来のトップシートを備えたオムツについてはより多い横漏れがあった。37℃の生理食塩溶液については、液体捕捉時間に統計的に有意な差はなく、SPIで処理した不織布を備えたオムツについては指向性がより低い4回目投与液体捕捉時間があり(p=0.138)、統計的に有意ではない(p=0.402)がSPIで処理した不織布を備えたオムツについては4回目投与後に指向性がより高い再湿潤があり、同程度の表面湿潤性があり、従来のトップシートを備えたオムツについてはより多い横漏れがあった。
【００８０】
SPIで処理した不織布を含有するオムツについての液体流出性能は、従来の不織布を含有する対照オムツのものより顕著に良好であった(図14)。液体流出試験における生理食塩水は、イソプロピルアルコールで表面張力を60mN/mに調節し、37℃で維持した。1回目投与後、SPIで処理した不織布を含有するオムツについては流出性に意味のある減少があった。複数回投与にわたる液体流出および液体捕捉時間の減少は、SPI処理によって付与されたより耐久性のある親水性不織布仕上剤の結果である。
【００８１】
液体流出の減少は、吸収性製品における尿漏れを減少すると予想されるであろう。尿漏れの減少の証拠は、乳児マネキン漏れ試験で実証された。SPIで処理した不織布で作製した乳児用オムツの漏出前吸収(ABL)において統計的に有意(p=0.015)な増加(即ち向上)があった。SPIで処理した不織布トップシートおよび従来の不織布トップシートを備えたオムツについてはそれぞれ226gおよび200gのABL値が得られた。吸収性製品についてのABLは、概して、コアの容量を増加することによって、製品の設計およびフィットに関わる封じ込め(containment)を向上することによって増加できるが、SPIで処理したトップシート不織布のみの使用で13%のABLの増加を計測したことは本発明の予想外の結果であった。
【００８２】
VII.SPI溶液のための防腐剤
十分な水分が存在する場合、大豆タンパクは酵母および細菌の増殖のための栄養素を提供しうる。保存および使用の通常の条件下ではSFTで仕上加工した不織布上での微生物増殖の懸念はほとんどない。大豆タンパクの水溶液がSFT不織布の生産に先立って調製され保存される場合、溶液に防腐剤を加えて適当な保存可能期間を提供することが必要な場合がある。過酢酸を用いて溶液を殺菌することができ、亜硫酸塩(sulfites)、安息香酸および安息香酸ナトリウムなどの従来の防腐剤が効果的でありうる。アスコルビン酸、ソルビン酸、ナタマイシン、タウリン、アスパルテーム、ナイシン、ポリヘキサメチレンビグアニド塩酸塩、および銀単体などの防腐剤も効果的な場合がある。防腐剤が確実にSFT不織布仕上剤の親水性または耐久性を損なわないようにするのが重要である。スイカズラ(Japanese honeysuckle)に由来するPlantservative WSr (BioOrganic Concepts, Santa Fe Springs, CA)およびトコフェロール誘導体であるNutrabiol T30 WD(Food Ingredient Solutions LLC, Teterboro, NJ)は、SPIに対する防腐剤の比が約1対0.08という値を超過しない、つまり防腐剤が不織布上のSPIの約8%以下の量であるように防腐剤がSPI仕上剤に組み込まれた場合に、0.02〜0.020g SPI/g不織布の範囲のSPI付加量を有する不織布については、4穴滴値>1.2を維持する。
【００８３】
VIII.不織布仕上剤のための他の親水性非界面活性材料
A.他の大豆材料の例
Pro-Fam 974は、別の大豆タンパク分離物である。Arcon SおよびArcon SMは、大豆タンパク分離物よりも水分散性が良好な大豆タンパク濃縮物である。7B Soy Flour、Bakers Soy Flour、およびBakers Soy Flourは、脱脂大豆粉である。ADMにより製造されるこれら材料に加え、Cargill IncorporatedはProlia脱脂大豆粉を製造している。
【００８４】
他の大豆材料の溶液は、0.001g粉末/g溶液を用いて作製し、80℃で60分間混合した。これらの材料はすべてClarisoy 100よりも容易に水に分散した。pHの調整は行わなかった。溶液のpHを図15に示す。疎水性スパンボンドを80℃で30秒間溶液に浸漬することによって処理し、オーブン中で120℃で乾燥させた。先のセクションで検討した滴下試験を用いて、処理した不織布の親水性を判定し、その結果を図15に示す。図示するように、大豆材料で処理した不織布はすべて半耐久性の界面活性剤仕上剤で作製した市販のトップシートと同様の働きがあった。温かい水道水ですすいだ後には、これら合成界面活性剤不含大豆仕上剤が市販の界面活性剤仕上剤より耐久性があるという多少の証拠があった。これら他の大豆材料の良好な性能は、多くの他の天然および合成材料が本発明の教示の範囲内に入る可能性があることを示唆している。
【００８５】
B.加水分解されたタンパク質およびゼラチン
様々な植物および動物由来の生体高分子が、本仕上剤のさらなる例を提供する可能性がある。例えば、加水分解されたコラーゲン、加水分解された卵白、加水分解された大麦タンパク質、加水分解されたカゼイン、加水分解された綿実タンパク質、加水分解されたゼラチン、加水分解されたヘンプシードタンパク質、加水分解されたホエータンパク質、カゼイン、加水分解されたシルク、グルテリンタンパク質、シルクセリシン、アラビアゴム、ウシ血清アルブミン、および様々な植物性タンパク質である。特に関心が高いのは、Burcon NutraScience Corporationが製造するPeazazz(登録商標)エンドウマメタンパク質およびSupertein(登録商標)キャノーラタンパク質分離物ならびにFlo Chemical Corporationが製造するゼインである。
【００８６】
C.ポリビニルピロリドン(PVP)
PVPは、様々な基材に付着する水溶性非イオン性高分子である。BASF(Kollidon(登録商標))、Harke GroupおよびInternational Specialty Products (ISP)は、低〜高分子量範囲のいくつかの粘性グレードでPVP高分子を製造している。PVPは、湿式造粒およびヘアスプレー製品における結合剤として主に用いられる。ビニルピロリドンと酢酸ビニルとのコポリマーも市販されている。PVPは、150℃で空気中で架橋し水に不溶となる。架橋することは、PVPからなる不織布の仕上剤に並外れた耐久性を付与するであろう。これら特性は、PVPが、親水性不織布仕上剤としてや、マイクロシルバーまたは肌の健康成分の取り込みのための不活性足場材料として、特に良好に機能するであろうことを示唆している。
【００８７】
D.他の親水性高分子
耐久性が劣る不織布仕上剤を提供するためにはカルボキシメチルセルロース(および他のセルロースポリマー誘導体)、デンプン、ポリビニルアルコール、ならびにポリエチレンおよびポリプロピレングリコール等の親水性水溶性高分子がある。多くの多糖類も本発明の例を提供する可能性がある。
【００８８】
IX.肌の健康成分のための担体としての耐久性のある合成界面活性剤不含仕上剤
本発明に記載の耐久性のある合成界面活性剤不含仕上剤は、吸収性製品において適用するための不織布仕上剤に肌の健康成分を取り込むための担体または足場材料として用いることもできる。仕上剤の耐久性は、濡れた肌に対して所望の速度で任意の特定の有効成分を送達するように調節することができる。肌の健康成分の例は、マイクロシルバー、スルファジアジン銀、ポビドンヨード、およびPVPで安定化した過酸化物などの抗感染症薬；クエン酸、酸化銅、およびZn塩などの抗ウイルス薬；ならびに化粧品産業において広く用いられる様々な肌の若返り成分を含む。合成界面活性剤不含SPI仕上剤は、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)およびその誘導体などの生体高分子を不織布仕上剤へ組み込んで生物不活性特性を付与し不織布繊維の周囲に水の水和殻を形成するための、新規な肌に優しいベヒクルを提供する。
【００８９】
X.実験方法
A.液体捕捉および再湿潤(ACQ/REW)
従来の液体捕捉および再湿潤試験を次の手順で実施した。液体捕捉は、コアの一部が直径が48mmの投与ヘッドを通じて既知の体積(通常75または100ml)の0.9%生理食塩水を吸収する時間を秒で表したものである。製品は、22℃および50%相対湿度(RH)に維持した部屋で一晩平衡化し試験した。生理食塩溶液を22℃の室温で用いた。投与ヘッドを秤量し、液体を投与する点においてコアに1平方インチあたり0.5ポンド(psi)の均一な圧力をかけるためのスクリーンを一端に有していた。コアの残りの部分は、重さが600gの150mm x 300mmの板の下に固定した。投与ヘッドは、コア固定板を通してあけた穴を通じて延びており、吸収性コア上で用いた捕捉層の中央に位置していた。75mlの投与量を、ほぼ20ml/秒の速度で投与ヘッドへ計量しながら供給し、液体を吸収する時間を捕捉時間(±0.1秒)として記録した。30分間の平衡化後、固定板を取り除き、10枚のろ紙(ワットマン4、70mm)を重ねたものを直径が60mmの円筒形黄銅錘下の投与領域に配した。この錘は0.8psiの圧力をかけた。2分後、錘を取り除き、濡れたろ紙と乾いたろ紙との間の重量の差(±0.01g)から再湿潤を決定した。捕捉および再湿潤試験は、4回の投与毎に繰り返した。
【００９０】
この試験では表面湿潤性および横漏れも決定した。表面湿潤性は、固定板をコアから取り外したときに決定した。ペーパータオルを用いて板をコアから取り外した後に板に依然として付いている液体を採取した。1枚のペーパータオルを用いて複製試料に用いた3〜5枚の板から液体を除去した。板からの液体の質量は、濡れたペーパータオルと乾いたペーパータオルとの重量の差(±0.01g)から決定した。各複製物についての平均表面湿潤性は、板から採取した液体の総質量を複製物の数で割ることにより決定した。工程は、75mlの液体4回の投与毎に繰り返した。
【００９１】
横漏れ試験も液体捕捉および再湿潤試験とあわせて実施した。横漏れは、コアの表面を流れる液体によって、またコア自体を通過し側面から漏れることによって起こりうる。この試験では、使い捨ての吸収性ベッドパッドを、幅がオムツよりも50mm(即ち各辺25mm)広くなるように切り、試験の開始時にオムツの下に配した。このマットを用いて試験の間にオムツのコアに吸収されなかった試験液を全て封じ込めた。試験の終わりに、ベッドパッド材料を再び秤量して、試験の間に生じた漏れの量を決定した。各複製物について得られた横漏れの値を合わせてこの試験についての横漏れの平均値を提供した。
【００９２】
B.ANAREWET試験
Anarewet試験を用いて、投与領域にわたって静水頭を形成せずに製品の捕捉時間を求めた。特に、Anarewet装置は、試験している製品が液体を吸収することができる場合にのみ液体を投与する。22℃の0.9%生理食塩溶液の75ml投与量を、20ミリバール(mb)の圧力で製品に適用し、捕捉つまり吸収時間(静水頭なし)を測定した。
【００９３】
C.図6のための流出試験手順
この流出試験は、多くの場合不織布トップシートの上面またはその中を通る生理食塩溶液に伴って起こる侵襲下で起きる、界面活性剤または他の不織布処理剤の流出/流去(またはそれがないこと)をシミュレートする。この流出試験は、液体が製品の表面を横に流れるように水平から20°上方に傾けたプレキシグラス板に固定した吸収性コアおよびトップシートで実施した。トレイを試料の下端の下に位置して流出液を採取した。次いで22℃の0.9%生理食塩水の75ml投与量を6回、5分間隔で420ml/分、端部がコアの1cm上方に配置され製品の表から裏に向かう方向で製品の傾斜と平行な角度で液体を吐出するチューブから適用した。各投与について、トップシートを直ちに流出する生理食塩水(経時的にコアから漏れるものではない)をトレイに採取して、重量の変化を測定した。
【００９４】
D.図14のための流出試験手順
この流出試験はオムツ全体で実施した。オムツは、水平から33°上方に傾けたプレキシグラス板に固定し、オムツの表から裏へ重力下でノズルからの液体が流れるように配向した。ノズルは、オムツの表面から1cm垂直配向でオムツの捕捉層に対して集中させた。各投与について、体積液体流量は、35、70、および105mlのそれぞれの投与について420ml/分で一定に保った。ノズル口の直径は、1200ml/分の流量で200cm/秒の最大液体流速度を提供するように選択した。試験液は、その表面張力をイソプロパノールで60mN/m(22℃で)まで低下させた0.9%生理食塩溶液であった。溶液は、ノズル出口で溶液の温度が35℃になるように加熱した。各投与後、オムツのコアに吸収されなかった液体は、傾斜の下部で採取した。同じ投与容量の2つの追加投与量を2分間隔で与えた。流出性は、1回の投与当たり35、70、および105mlの投与容量を用いて投与容量の関数として決定した。
【００９５】
E.マネキン試験
マネキン試験のために、ラージサイズ4のオムツを本態様に係るトップシートを含むように構築した。これらオムツは、SGS Courtray EURL, Douai, Franceから市販されているサイズ4腹臥位Courtrayマネキンオムツ試験機上で、装置と共に提供されるCourtray漏出前吸収(ABL)プロトコルを用いて試験した。
【００９６】
マネキンは軟質のシリコーンゴムでできており、ラージサイズ4の乳児として適切な寸法を有している。この試験では、オムツをマネキンに装着し、0.9% Wt./Vol.±0.005%塩化ナトリウムの仕様を有するCat. No. 07933であるLab Chem Inc.によって供給された0.9%生理食塩水試験液の複数回投与で漏出があるまでストレスをかけた。製品は、22℃および50%相対湿度に維持した部屋で一晩平衡化し試験した。用いた生理食塩溶液は22℃の室温であった。漏出前吸収(ABL)は、漏れが起こる前に、オムツが試験の条件下で吸収した液体の質量(±0.01g)として規定した。ABL=(漏出後のオムツの最後重量)-(オムツの初期の乾燥重量)は、より高い値であるのが好ましい。マネキンは女性および男性の投与管を備えていた。すべての試験において男性モードを用いた。Masterflex L/S Digital Drive, Model No. HV-07523-80およびa Masterflex L/S Easy-Load II Pump Head, Model No. EW-77200-62を用いて液体を7ml/秒の速度でマネキンに圧送した。マネキンを防水カバーを有する矩形の発泡パッド上に配した。漏れはマネキンの下に配したティッシュで視覚的に検出した。ストップウォッチ±1秒を用いて時間を測定した。
【００９７】
マネキンにオムツを装着するための一般的な指示を次に記載する。オムツは、長手方向に折りたたんで、マネキンの脚の間に内側にくぼんだパウチを形成するのがよい。製品の立設したギャザーが、鼠径部においてどのように位置するかによく注意を払ってマネキンに製品を適用しつつ起立させる必要がある。立設したギャザーが延びたままで男性アダプターを均一に囲む場合に正しい位置に到達している。脚の外側の弾性体が股領域で外側に向かって折りたたまれているので、製品の内面はマネキンの肌に接したままになる。オムツのタブを展開し、滑らかに着用する。オムツは前側および後側に平らに広げて確実に均等にフィットさせる。次いでテープタブでオムツを所定位置に固定する。タブは貼付ゾーン(landing zone)に集中させるのがよい。サイズ4のラージオムツでは、タブの端部は、貼付ゾーンの中間にほとんど接触しているのがよい(1mm±0.5mm)。オムツの前後の端部は、マネキンの胴部に同じ高さでとどまっているのがよい。必要であれば、細かい調節をしてオムツの前後の端部を一直線上にできる。オムツの寸法が異なるとマネキンのウエストのまわりのオムツの緊密なフィットに影響しうる。下に記載の試験では、折りたたんだ多層コアを市販のオムツ用筐体(diaper chassis)において試験した。
【００９８】
製品の液体投与のためのプロトコルを下の表に示す。液体75mlの初回投与量をマネキンをうつ伏せにした状態でt=0で送達した。t=4分で、マネキンを仰向けにした。t=5分で、マネキンを仰向けにした状態で25mlの投与量を送達した。t=9分で、最初に回転させたのと同じ方向に胴部を回転させてマネキンをうつ伏せにした。t=10分で、マネキンをうつ伏せにした状態で75mlの投与量を送達した。試験の残りの部分ではマネキンはうつ伏せのままにし、漏れが起こるまで2分毎(例えばt=12、14、16分など)に25mlを投与した。オムツから漏出する生理食塩溶液は、パッドを覆うティッシュ層によって吸収されかつ拡散されることになり、視認可能なダークスポットを呈することになる。漏れが起きた後、オムツを取り除き秤量した。オムツの湿重量と初期の乾燥重量との差を漏出前吸収(ABL)として規定した。
【００９９】
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【０１００】
本トップシートを含有するオムツを作製するために用いたオムツ用筐体は、市販のプライベートブランドの使い捨てオムツであった。マネキンメーカーによって供給された手順にしたがってCourtrayマネキンにオムツを着せ、ABLを測定しかつ記録した。
【０１０１】
上記から、本発明の新規な概念の真の精神および範囲から逸脱することなく多数の変形および改変を行うことができることがわかるであろう。本明細書において開示された具体的な態様については限定を意図したものではなく、また限定を暗示すべきものではないことを理解されたい。本開示は、請求項の範囲内のそのような変形すべてが添付の請求項によって包含されることを意図している。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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