(57)【要約】【課題】本発明の目的は、複合高吸収性コア構造体を形成する新規な方法を提供することである。【解決手段】高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）等の高吸収性材料を使用する高吸収性の複合コア構造体を形成することに関する方法。一方法では、高吸収性材料を接着剤とともに同時に噴霧して、第１の可撓性材料シートに付着される高吸収性層を形成する。第２の可撓性材料シートが高吸収性層に貼り付けられて、第１の可撓性材料シートと第２の可撓性材料シートとの間に高吸収性層を位置決めする。第１の可撓性材料シート又は第２の可撓性材料シートのうちの少なくとも一方は、液体が複合用品の外側から高吸収性層に浸透することを可能にするように液体透過性である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合高吸収性コア構造体を形成する方法であって、
第１の可撓性材料シートに向けて、平均直径を有する第１の複数の接着剤フィラメントを噴霧することと、
前記第１の可撓性材料シートに向けて、前記フィラメントの前記平均直径よりも大きい平均直径を有する高吸収性粒状物材料の粒子を噴霧することと、
前記フィラメントが、前記粒子の表面エリア部分をコーティングしないまま前記粒子を部分的にコーティングするように、前記フィラメントと前記粒子とを空気中で混合することと、
高吸収性層を形成するように、前記部分的にコーティングされた粒子と前記接着剤とを前記第１の可撓性材料シートに塗布することと、
前記第１の可撓性材料シートと前記第２の可撓性材料シートとの間に前記高吸収性層を位置決めするように、第２の可撓性材料シートを前記高吸収性層に直接又は間接的に貼り付けることとを含み、前記第１の可撓性材料シート又は前記第２の可撓性材料シートのうちの少なくとも一方は、液体が前記高吸収性層に浸透し、前記コーティングされていない表面エリア部分と接触し、前記高吸収性粒状物材料によって吸収されることを可能にするように、液体透過性である、方法。
【請求項２】
前記第１の複数の接着剤フィラメントを噴霧することは、発泡接着剤フィラメントを噴霧することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
単数又は複数の前記液体透過性のシートは不織材料を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記高吸収性コア構造体を用いて使い捨て衛生用品を製造することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記高吸収性粒状物材料を噴霧することは、粉末形態のＳＡＰを噴霧することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のシート又は前記第２のシートのうちの一方は液体不透過性である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の可撓性材料シートに向けて、前記粒子の前記平均直径よりも小さい平均直径を有するフィラメントを含む第２の複数の接着剤フィラメントを噴霧することと、
前記粒子の表面エリア部分をコーティングしないまま前記粒子を部分的にコーティングするように、前記第１の複数の接着剤フィラメント及び前記第２の複数の接着剤フィラメントからの接着剤フィラメントと前記粒子を混合することと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の複数の接着剤フィラメント及び前記第２の複数の接着剤フィラメントを噴霧することは、前記第１の複数の接着剤フィラメント及び前記第２の複数の接着剤フィラメントを第１の概ね線形のアレイ及び第２の概ね線形のアレイで噴霧することを更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の複数の接着剤フィラメント及び前記第２の複数の接着剤フィラメントを、高吸収性粒状物材料の粒子に向けて、合流するようにして噴霧することを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の複数の接着剤フィラメント及び前記第２の複数の接着剤フィラメントを噴霧することは、発泡接着剤フィラメントを噴霧することを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の複数の接着剤フィラメント及び前記第２の複数の接着剤フィラメントを噴霧することは、発泡接着剤フィラメントを噴霧することを更に含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、おむつ、失禁パッド、ヘルスケア用品等を含む個人用衛生用品のような使い捨て吸収性物品において使用する複合高吸収性コア構造体を製造する方法に関する。より具体的には、本発明は、高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）の使用を含む複合高吸収性コア構造体を製造する方法に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１２年１月１１日に出願された特許出願第６１／５８５，４５１号（係属中）の優先権を主張するものであり、この特許出願の開示は、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
【背景技術】
【０００３】
高吸収性コア構造体を有する使い捨て吸収性物品は、当該技術分野においてよく知られている。高吸収性コア構造体は従来的に、少なくとも３つの機能領域、すなわち、捕捉領域、分布領域及び保持領域を有する。これらの領域の設計と伴う種々の材料とが、製造上の課題及びコスト増加を引き起こす可能性がある。
【０００４】
従来の１つの高吸収性コア構造体は、セルロース系材料の使用を含む。セルロース系材料の使用は満足な捕捉及び分布を提供する一方で、多くの場合、セルロース系コア構造体は保持が不十分であり、加えて、湿潤完全性が不十分である（すなわち、湿潤したときの構造上の完全性が不十分である）。そのようなセルロース系コア構造体の湿潤完全性を高める試行において、高価な結合剤が用いられる場合がある。セルロース系材料を使用する場合の別の既知の問題は、結節及び微細繊維が存在することである。成形が不満足なこれらの繊維は、コア特性に悪影響を及ぼす可能性がある。また、セルロース系材料の使用により、コア構造体がかさばるものとなり、使い捨て吸収性物品の厚さを望ましくないものにする、すなわち、使い捨て吸収性物品をかさばるものにする可能性がある。
【０００５】
別の従来の高吸収性コア構造体は、メルトブロー合成繊維の使用を含む。メルトブロー合成繊維の使用は満足な湿潤完全性を提供するが、結果として得られるコア構造体は捕捉特性が不十分である可能性がある。さらに、これらのメルトブロー繊維は小さく、脆弱である傾向があるため、コア特性を望ましくないものにする。その上、メルトブロー合成コア構造体は多くの場合、高価な結合剤の使用を必要とする。
【０００６】
使い捨て吸収性物品において使用する従来の高吸収性コア構造体は、複合構造体、すなわち、様々なタイプの材料の層を含む個々の複数の材料層から作製される構造体であるものとすることができる。例えば、従来の吸収性コア構造体は、（ａ）着用者からの滲出液をより迅速に吸収する捕捉領域として機能する上部層、（ｂ）高吸収性コア構造体内で滲出液を意図的に移す分布領域として機能する中間層、及び（ｃ）滲出液を長期間保持する保持領域として機能する底部層から作製することができる。コア構造体、特に底部層すなわち保持領域において使用される材料のうちの１つがＳＡＰである。この材料は、製造時に底部層に吹き込むこと等によって様々なやり方で組み入れられる。
【０００７】
ＳＡＰを使用する別の方法は、接着剤中にＳＡＰを直接含ませることであった。この状況では、接着剤がＳＡＰの担体として使用される。その場合、接着剤は、ＳＡＰの実質的な液体吸収特性が望まれるエリアの基材に施される。ＳＡＰと接着剤とを併せる既知の方法には課題が伴う。例えば、接着剤はＳＡＰの必要な膨張を制限し、したがって、ＳＡＰの液体吸収率を抑える。ＳＡＰの総体的な液体保持能力もまた、ＳＡＰが接着剤内に閉じ込められることにより低減する。また、液体がＳＡＰと接触するように接着剤を介して又は通過して浸透することができない。このことは、ＳＡＰを含有する接着剤に関連する製造プロセスの達成に関して困難を呈する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したような課題をなくすか又は少なくとも減らすことができる高吸収性の複合コア構造体を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
概して、本発明は、複合高吸収性コア構造体を形成する方法である。本方法は、第１の可撓性材料シートに向けて、平均直径を有する第１の複数の接着剤フィラメントを噴霧することを含む。高吸収性粒状物材料の粒子が、前記第１の可撓性材料シートに向けて噴霧され、前記粒子はまた、平均直径を有する。前記高吸収性材料の粒子の前記平均直径は、前記フィラメントの前記平均直径よりも大きい。前記フィラメントと前記粒子とは空気中で混合され、それによって前記フィラメントは前記粒子の表面エリア部分をコーティングしないまま前記粒子を部分的にコーティングする。前記部分的にコーティングされた粒子と前記接着剤は、前記第１の可撓性材料シートに塗布され、高吸収性層を形成する。第２の可撓性材料シートは、前記高吸収性層に直接又は間接的に貼り付けられ、前記第１の可撓性材料シートと前記第２の可撓性材料シートとの間に前記高吸収性層を位置決めする。前記第１の可撓性材料シート又は前記第２の可撓性材料シートのうちの少なくとも一方は、液体が前記高吸収性層に浸透し、前記コーティングされていない表面エリア部分と接触し、前記高吸収性粒状物材料によって吸収されることを可能にするように液体透過性である。
【００１０】
本方法の更なる態様が種々の実施の形態において提供される。好ましい実施の形態は、第１の可撓性材料シートへ向けて、概ね整列したアレイ、すなわち線形のアレイとして複数の接着剤フィラメントを噴霧することを含む。例えば、このことは、マニホールドに取着されている複数の弁モジュールを用いることによって達成される。接着剤は、液体が、高吸収性材料と接触するとともに高吸収性材料によって吸収されるように高吸収性層内を（through and within）より良好に通ることを潜在的に可能にする連続気泡構造体を形成する発泡接着剤であるものとすることができる。加えて、発泡接着剤の使用により、液体が吸収される際に高吸収性材料が膨張することがより良好に可能となり得る。しかしながら、接着剤は代わりに、高吸収性材料の粒子を部分的にコーティングする接着剤フィラメント網状構造を作り出す、フィラメント形態で噴霧される非発泡接着剤であってもよい。発泡接着剤又は非発泡接着剤で高吸収性粒子を部分的にコーティングすることにより、塗布後の高吸収性材料の液体透過が可能となる。液体透過性シート（単数又は複数）が、個人用衛生用品の構成物に一般的に使用されるような不織材料を更に含むことができる。本方法において使用される高吸収性材料は、適した装置を用いて拡散又は分散される粉末形態の高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）である。例えば、その装置が粉末を拡散部材へ重力供給し得るか、又は粉末が加圧空気により噴霧され得る。非ポリマー材料を含む他の高吸収性粒状物材料を代わりに使用することができる。
【００１１】
別の実施の形態では、接着剤と高吸収性材料との混合が、２つの合流する接着剤フィラメント流間で行われる。１つ又は複数の更なるシート層又は他の材料層を、高吸収性層と第２の材料シートとの間に位置決めすることができ、そのような場合、第２のシートは高吸収性層に間接的に貼り付けられることが理解されるであろう。別の実施の形態では、液体透過性シートが接着剤と高吸収性材料とを併せたものを受け、この混合物を含めるようにこの液体透過性シートをプロセスの後半で折り重ねる。この場合、第２の材料シートが、例えば、折り重ねられたシート部分のうちの一つに貼り付けられることによって、結果として得られる高吸収性層に間接的に貼り付けられる。本発明の高吸収性コア構造体を用いて、使い捨て衛生用品を製造することができる。そのような用品の例は、おむつ、失禁パッド、ベッドパッド及び他のヘルスケア用品である。本明細書に記載されている種々の他の特徴もまた、この実施の形態に適用可能であり、任意の所望の組み合わせで用いることができる。
【００１２】
種々の更なる利点及び特徴は、添付の図面と併せて例示的な実施形態の以下の詳細な説明を検討すれば、当業者にはより容易に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】例示的な実施形態による複合高吸収性コア構造体を構築する製造システムの概略斜視図である。
【図２】図１に示されているシステムの概略側面図である。
【図３】図２と同様であるが、２つの接着剤吐出ユニットを有する代替的なシステムを示す図である。
【図４】図１〜図３のシステムを用いて形成される、高吸収性粉末又は高吸収性粒状物材料と接着剤フィラメントとの混合物の大幅に拡大した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書で用いられる場合、「高吸収性」又は「高吸収性ポリマー」という用語とともに用いられている場合の「粒子」又は「粒状物」等の用語は、任意の個々の形状又は形態を概ね包含する。粒子又は粒状物は、フレーク、繊維、凝集物、顆粒、球体等、及びそれらの組合せを含むことができる。粒子又は粒状物は、例えば、多角形、ロッド状、多面体、球体又は他の円形若しくは角形の規則的な又は不規則な形態等の任意の所望の形状を有することができる。「粒子」及び「粒状物」という用語はまた、２つ以上の個別の粒子を含む集塊を含む。さらに、粒子又は粒状物は、２つ以上の種類の材料を含むことができる。
【００１５】
「高吸収性」という用語は、単独で用いられるか、又はポリマー材料若しくは非ポリマー材料と併用される場合、最も好適な条件下で、０．９重量パーセントの塩化ナトリウムを含有する水溶液中で重量の少なくとも約１０倍を吸収することが可能な水膨潤性の水不溶性有機材料又は水不溶性無機材料を指す。
【００１６】
図１及び図２は、高吸収性の複合コア構造体１２を形成する製造システム１０及び方法の第１の実施形態を示す。本システムは概して、製造システム全体の一部にすぎず、例えば、通常、個人用衛生用品のような使い捨て吸収性最終用品、又はベッドパッド等のような他の吸収性用品を製造するように設計されている更なる上流の作業及び／又は下流の作業を含むことが理解されるであろう。例として、これらは、おむつ、失禁パッド等を含む。多くの他のタイプの使い捨て吸収性用品を、本明細書に概説されているように形成される複合高吸収性コア構造体を用いて製造することもできる。
【００１７】
第１のローラー１４及び第２のローラー１６が、連続的な材料ウェブとして示されているそれぞれの第１の可撓性材料シート１８及び第２の可撓性材料シート２０を受ける。個人用衛生用品を製造する目的から、材料シートのうちの一方は、液体不透過性である、ポリエチレン等のバックシートであるものとすることができ、他方のシートは、液体透過性であるとともに、例えば不織材料から形成されるものとすることができる。接着剤スプレー吐出ユニット２２が、ローラー１４によって担持されている第１のシート１８に隣接して調整可能に取り付けられており、移動しているシート１８の外向き面１８ａに概ね向けてホットメルト接着剤２６を噴霧する。この例では、単一の接着剤吐出ユニット２２は、概ね整列したアレイ、すなわち線形のアレイの接着剤フィラメント２６を面１８ａから離隔したエリア３０に効果的にともに噴霧する複数の接着剤弁モジュール２２ａを備える。弁モジュール２２ａは、ホットメルト接着剤と、アレイを含む接着剤フィラメント２６を細くするプロセス空気とを供給する目的から、１つ又は複数の被加熱マニホールド２８に取り付けられる。ユニット２２の角度は、矢印３２によって示されるように調整することができる。個別のフィラメントパターンは、渦流又は他のフィラメントパターンを含む多くの異なる形態をとることができる。適した接着剤アプリケーター又は弁モジュール２２ａは、米国特許出願公開第２００９／０２５８１３８号又は米国特許第７，７９８，４３４号に示されているとともに記載されているようなＳｉｇｎａｔｕｒｅ（商標）ノズルを含む、ノードソンコーポレーションが販売しているものであり、これらの開示は完全に、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。弁モジュール２２ａは、米国特許第６，６７６，０３８号に示されているとともに記載されているタイプのものとすることができ、この開示は完全に、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
【００１８】
粉末放出ユニット４０も、接着剤２６を受けるエリア３０にこのユニット４０の出口４２が方向付けられるように取り付けられている。粉末放出ユニット４０は、受けチャンバー４８への、計量ホイール４６等によって適切に計量されるＳＡＰ粉末４４（図２）の供給部を含む。供給源５０からの加圧空気が、放出出口通路５２へ方向付けられてＳＡＰ粉末と混和し、空気と粉末との混合物５６の細長い流れを形成し、この混合物５６が接着剤２６と混和する。代替的に、粉末４４を、任意の他の適した装置を用いて接着剤２６中に拡散又は分散させることができる。図４と併せて更に示されるとともに記載されるように、ＳＡＰ粉末４４の粒子は、ＳＡＰ４４及び接着剤２６が空気中で互いに接触する際に接着剤２６で完全ではなく部分的にコーティングされる。粒子は、混合物がシート１８に塗布された後、部分的にコーティングされたままである。ＳＡＰ粉末の幾らかの粒子は、コーティングされないままであっても又は完全にコーティングされてもよいが、図４を参照して以下で更に説明するように、粒子の大部分は部分的にだけコーティングされることが好ましいことが理解されるであろう。粒子の部分的なコーティングにより、粒子のコーティングされていないエリアに水分が直接接触して直接吸収されることができる能力を維持しつつも、粒子が互いに結合することが可能になるとともにシート１８に付着することも可能になる。加えて、部分的なコーティングにより、水分が吸収される際に粒子のより十分な膨張が可能となる。混合物５６は、ディスペンサー２２の長さにおよそ等しい幅を有し、ディスペンサー２２の長さはモジュール２２ａの数に応じて決まる。混合物５６の幅は、シート１８の幅におよそ等しいか、又はシート１８の幅よりも狭い。接着剤２６及びＳＡＰ粉末４４は、材料シート１８に接触及び付着する前に空気中（すなわちエリア３０）で混ざり合う。接着剤２６及び粉末４４は、絡まり合った又は混ざり合った網状構造として結合し、接着剤とＳＡＰとの空中混合物５８を形成し、次いで、この混合物５８が材料シート１８に塗布される。これが、第１のシート１８の面１８ａ上に、ＳＡＰ４４と噴霧された液体接着剤２６とが混ざり合ったものからなる高吸収性層６０を形成する。コア構造体１２のこれらの第１の層１８及び第２の層６０は次いで、第３の層、例えば、ローラー１６上を移動する第２の可撓性シート２０に付着する。３層複合コア構造体１２は次いで、使い捨ての個人用衛生用品を製造する目的等から、任意の後続する製造加工のためにローラー１６から下流へ移動する。第２のシート２０を貼り付ける前又は貼り付けた後に、更なるシート材料層又は他の材料層を高吸収性層６０に貼り付けることができることが理解されるであろう。図示しない別の選択肢として、第２の可撓性シート２０及び／又は他の層の貼り付け前に、高吸収性層６０を間に含めるように第１の可撓性シート１８を折り重ねることができる。
【００１９】
本発明の実施形態において用いるＳＡＰ材料４４は、例えば、個別のＳＡＰ粒子が約３０ミクロン〜約１５０ミクロンの範囲のサイズを有する、粉末形態のＳＡＰを含み得る。接着剤は、約１０ミクロン〜約２０ミクロンの範囲のフィラメント直径まで細くされて放出されるフィラメントを含む形態で噴霧される。接着剤フィラメント直径サイズは、フィラメントが各モジュール２２ａのノズルから放出される際にフィラメントを細くするのに用いられるプロセス空気の流量及び／又は圧力を調整すること等によって種々のやり方で調整することができる。他の選択肢として、モジュール２２ａに関連付けられる接着剤出口の直径を変えることができ、接着剤温度を変えることができ、及び／又はモジュール２２ａとシート１８との間の距離を調整することができる。接着剤フィラメントの平均直径はＳＡＰ粒子の平均直径よりも小さい。ＳＡＰと接着剤との混合物５８が、意図された用途に適した厚さで第１の基材１８に塗布される。例えば、小サイズのおむつは約２ｍｍ〜３ｍｍの厚さを有する層６０を必要とし得るが、大人サイズの用品は約４ｍｍ〜約５ｍｍの厚さの層６０を有し得る。厚さの差は通常、例えばＳＡＰの粒子サイズを調整することではなく、第１のシート１８に塗布される接着剤とＳＡＰとの混合物５８の量を調整することによって調整される。接着剤は発泡接着剤又は固形接着剤であるものとすることができる。発泡接着剤の使用により、接着剤の量が約５０パーセントも低下するため、コスト全体が下がることになる。
【００２０】
図３は、本発明の一実施形態に従って構築された別の代替的なシステム７０を示す。このシステム７０は、第２の接着剤吐出ユニット７２が、粉末放出ユニット４０に隣接して、かつ、放出された粉末４４の流れ５６及びエリア３０の対向側に取り付けられていることを除けば、図１及び図２に示されているシステム１０と同様である。第１の吐出ユニット２２と同様に、この第２の吐出ユニット７２もまた、接着剤の第１の放出流２６と第２の放出流７６との間の合流角度を変えて、混ぜ合せが行われるエリア３０内で接着剤とＳＡＰ粉末との混和及び混合を最適にすることができるように、矢印７４によって示されるように調整可能であるものとすることができる。第２の接着剤吐出ユニット７２は、第１の接着剤吐出ユニット２２と同じ設計を有する。図３に示されているシステム７０の他の態様は全て、図１及び図２のシステム１０に関して図示されているとともに説明されている態様と同じであり、したがって、これらの図面における同様の部材に関して同様の参照符号が用いられており、更なる説明は必要としない。
【００２１】
図４は、接着剤フィラメント８２と混和又は混合されたＳＡＰ粒子８０の大幅に拡大された概略図である。この概略図は、混和された接着剤とＳＡＰ粒子との混合物５８（図１〜図３を参照のこと）を第１のシート１８に効果的に付着させることができるように、ＳＡＰ粒子８０を接着剤フィラメント８２と絡み合わせて接着剤フィラメント８２でＳＡＰ粒子８０を部分的にコーティングする好ましい１つのやり方を示す。さらに、ＳＡＰ粒子８０は、複合コア構造体１２中に液体を吸収させるのに効果的である。図４に示されているように、接着剤フィラメント８２は粒子８０に付着するが、粒子８０の表面エリア８４は露出したままであり、すなわち、接着剤フィラメント８２でコーティングされておらず、そのため、粒子８０の表面エリア８４は依然としてコア構造体１２の使用時に液体と直接接触することになる。このようにして、液体が粒子８０によって効果的に吸収され、ＳＡＰ粒子８０の膨張が良好に生じることができる。
【００２２】
本発明を種々の好適な実施形態の記載によって説明するとともに、これらの実施形態を幾分詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に限定すること又はいかようにも制限することは本出願人の意図ではない。更なる利点及び変更が当業者には容易に明らかであろう。本発明の種々の特徴は、使用者の必要性及び選好に応じて、単独で用いても任意の組み合わせで用いてもよい。本明細書は、現時点で知られているものとして本発明を実施する好ましい方法とともに本発明を説明するものである。しかしながら、本発明そのものは、添付の特許請求の範囲によってのみ規定されるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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