(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体側ライナーと、
外側カバーと、
前記身体側ライナーと前記外側カバーとの間において前記身体側ライナーに隣接して配置され、前記身体側ライナーを通る身体排出液を下側の層に向けて通すサージ層と、
前記サージ層の下側に、該サージ層と液体伝達関係に配置された多機能材料と、
前記多機能材料の下側に、該多機能材料と液体伝達関係に配置された分配層と、
前記分配層に隣接して設けられた液体保持材料と、
を含み、
前記多機能材料は、超吸収材料とパルプ材料と結合構成要素とを含み、その有効寿命にわたって２５０〜１００００ダルシーの透過率を有し、
前記多機能材料は、毛管張力が前記サージ層より高く、前記分配層よりも低く、前記サージ層が身体排出液の放出を受けたとき、該サージ層から該身体排出液を離脱させ、前記分配層に伝達し、該身体排出液の一部を前記超吸収材料により吸収保持するように働き、
前記分配層は前記多機能材料から受け取った身体排出液を該液体保持材料に伝達するように構成された、
ことを特徴とするパーソナル・ケア製品。
【請求項２】
前記多機能材料の毛管張力は、２〜１５ｃｍであることを特徴とする請求項１に記載のパーソナル・ケア製品。
【請求項３】
前記保持材料は、パーソナル・ケア製品の前部分及び後部分の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパーソナル・ケア製品。
【請求項４】
前記多機能材料の前記超吸収材料が低速超吸収材料であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のパーソナル・ケア製品。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、おむつ、トレーニング・パンツ、老人失禁用品、または生理用ナプキンのようなパーソナル・ケア製品用の吸収材料の構造に関するものである。
背景技術
パーソナル・ケア製品用の伝統的な吸収システムは、実質上すべての液体排泄物（insult）を股領域に貯蔵する。この結果、股領域に最初の排泄物による液体が大量に入るため、第２、第３の排泄物、すなわち、より後での排泄物を収容する能力が不十分になることがある。この股領域内貯蔵は、製品が垂れ下げったり、着用者に不快感を与えたり、また排泄物が洩れ出る可能性が生じる。さらに、股領域内貯蔵は、排泄物を別の場所に貯蔵するシステムの場合より股領域を広くする必要がある。より広い股領域は着用者により大きな不快感を与える。そのほか、股領域内貯蔵は製品の全領域を排泄物の貯蔵に使用していないので、通例は製品の全領域にわたって広がっている吸収材料が無駄になる。したがって、股領域を主とする貯蔵は、材料の使用効率の悪さが製品コストを上昇させるであろう。排泄物をパーソナル・ケア製品が受け取り、排泄物を股領域から遠い領域へ分配することによって、股領域がさらに排泄物を自由に受け取ることができるようにするシステムは、股領域貯蔵方式より好ましいであろう。そのようなシステムは、製品の領域の使用を最大限にし、垂れ下がりを少なくし、より狭い、より心地よい股領域をもつパーソナル・ケア製品の製造を可能にする。また、製品材料のより効率的な使用は、商品コストをより下げることができる。
以上により、本発明の目的は、尿管理に利用するため、分配材料と液体伝達状態で使用できる多機能複合材料を提供することである。この複合材料は着用者からの液体排泄物を吸い込み、その一部を一定時間の間貯蔵し、大部分の排泄物を調整されたやり方で分配材料へ解放する。その分配材料は液体を遠い貯蔵場所へ移動させるあろう。本発明のもう１つの目的は、狭い股幅のデザインをもつパーソナル・ケア製品を提供することである。
発明の開示
本発明は、パーソナル・ケア製品に使用する多機能材料を提供する。多機能材料は約１００〜１００００ダルシーの透過率と、約２〜１５ｃｍの毛管張力を有する。この多機能材料を含む構造はその有効寿命を通じて排泄物１００ｍｌ当り２５ｍｌ未満の液体流出率を持つことができる。多機能材料は、約３０〜７５重量％の超吸収材と、約２５〜７０重量％のパルプ、識別可能な量から最大約１０％の結合構成要素を有していなければならない。材料は約０．０５〜０．５ｇ／ｃｃの濃度をもつことが好ましい。材料は、排泄の間に液体を受け取り、使用者の状態に見合った時間枠の中でサージ材料を脱離し、遠い貯蔵場所へ移動させるため液体を解放する。材料は、吸込み材料および分配材料と組み合わされると、パーソナル・ケア製品に使用できる複合構造を形成する。この材料を使用するパーソナル・ケア製品は、材料の優れた性能によって、従来の製品より股幅を狭くすることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の多機能材料を組み入れたおむつの横断面図である。
図２は、MIST評価テストに使用する架台の側面図である。
図３は、例１の材料と市販のHuggies(登録商標)Ultratrim(登録商標)おむつとを比較するAUTデータのグラフである。
図４は、例１において組み立てられたおむつの側面図である。
図５は、例１（実線）およびHuggies(登録商標)Supreme(登録商標)おむつ（点線）についての流出結果のグラフである。
図６は、最初の排泄後の例１の構造内の液体区分けを示すグラフである。ｙ軸に液体のグラム数、ｘ軸に時間を示す。３つのバーからなる各バー群の最初のバーはサージ材料内の液体を示す。第２のバーは多機能材料内の液体を示す。第３のバーは分配材料内の液体を示す。
図７は、図６と同じ表示を使用した、第２排泄後の例１の構造内の液体区分けを示すグラフである。
図８は、図６と同じ表示を使用した、第３排泄後の例１の構造内の液体区分けを示すグラフである。
図９は、１００ｍｌの排泄（点線）と１００ｍｌの３回の排泄について本発明の材料を使用したシステムの液体プロフィールの比較グラフである。排泄場所からの距離をｘ軸上に示す。
定義
「使い捨ての」は、使用後廃棄することを意味し、洗濯して再使用することを意図していない。
「前方」および「後方」は、この説明全体を通して、下着を着用者に付けたとき下着が占める位置を表すのでなく、下着自体に対する関係を示すために使用される。
「親水性の」は、繊維に接触した水性液で湿潤される繊維または繊維の表面を示す。材料の湿潤の度合いは接触角，液体の表面張力、および関係する材料によって表すことができる。ここの繊維材料の湿潤性を測定する適当な装置と技術はCahn SFA-222表面張力分析装置または同等な装置によって提供される。この装置を用いて測定したとき、90度未満の接触角をもつ繊維は「湿潤可能」すなわち親水性であると呼ばれるが、90度またはそれ以上の接触角をもつ繊維は「湿潤不可能」すなわち疎水性であると呼ばれる。
「内側」と「外側」は、吸収下着の中心に対する位置をいい、詳細には吸収下着の縦方向中心および横方向中心に対し横方向におよび／または縦方向に近いこと、または離れていることをいう。
「層」は、単数形で使用するとき、単一要素または複数の要素の2つの意味をもつことがある。
「液体」は、流動して、注入された容器の内部形状を占めることができる物質および／または物を意味する。
「液体伝達」は、尿などの液体がある層から別の層へ移動できることを意味する。
「縦の」および「横の」は、図ｘの横断面線ｘ−ｘによって示されるように、通常の意味を有する。縦軸線は、平らに横たえられ、完全に延びているときは物品の平面内にあり、物品を着用したとき直立した着用者を右半分と左半分の分割する垂直平面に対しほぼ平行である。横軸線は、縦軸線に対しほぼ垂直な物品の平面内にある。図示した物品は横方向よりも縦方向に長い。
「粒子」は、球形粒、円筒形繊維またはストランド、平らな部分表面または粗表面、シート、リボン、紐、ストランド、または同種のものなどの幾何学的な形をいうが、それらに限定されない。
「スプレー」およびその変形は、空気または他のガスの圧力によって、重力によって、あるいは遠心力によって、液体をオリフィス、ノズルまたは同種の物を通して、流れとして、またはスワール・フィラメントとして、または噴霧状粒子として、強制的に噴出させることを含む。スプレーは連続でもよいし、不連続でもよい。
「スパンボンド繊維」は、たとえば米国特許第４，３４０，５６３号、同第３，６９２，６１８号、同第３，８０２，８１７号、同第３，３３８，９９２号、同第３，３４１，３９４号、同第３，５０２，７６３号、同第３，５４２，６１２号に記載されているように、紡糸口金の複数の微細な通例は円形の毛管から溶融したプラスチック材料をフィラメントとして押し出すことによって作られる小さい直径の繊維をいい、押し出されたフィラメントの直径は急減に減少している。スパンボンド繊維は，集積面の上にデポジットされたとき一般に粘着性がない。スパンボンド繊維は一般に連続しており、７ミクロン以上（より詳しく述べると、約１０〜３０ミクロン）の平均直径を有する（少なくとも１０個の試料から）。繊維は、さらに、米国特許第５，２７７，９７６号、同第５，４６６，４１０号、同第５，０６９，９７０号、同第５，０５７，３６８号（これらの特許は独特な形状を持つ繊維を開示している）に記載されているような形状を持つこともできる。
「メルトブローン繊維」は、複数の微細な通例は円形のダイス毛管を通して，溶融したプラスチック材料を、溶融した糸またはフィラメントとして、繊維の横断面積を横切って一定間隔で配置された別個の区域の中に押し出すことによって作られた繊維を意味する。種々のポリマーは通例繊維の全長にわたって連続していなく、代わりに通常ランダムに始まり、そして終わるフィブリルまたはプロトフィブリルを作る。２成分繊維は時には多成分繊維と呼ばれる。この一般形式の繊維は、たとえば、米国特許第５，１０８，８２７号に記載されている。２構成要素繊維や２成分繊維は、そのほか、テキストブックPolymer Blends and Composites by John A. Manson and Leslie H. Sperling, copyright 1976 by Plenum Press, a division of plenum Publishing Corporation of New York, IBSN 0-306-30831-2, pp. 273〜277においても論じられている。
「ボンデッド・カーデッド・ウェブ(bonded carded web)」は、一般に機械方向に向けられた繊維質不織ウェブを作るため、ステープル繊維を分離し、すなわちばらばらにし、ステープル繊維を機械方向に整列させるコンバイン装置またはカーディング装置を通して送られたステープル繊維から作られたウェブを指す。そのような繊維は，通例、カーディング装置の前に、繊維を分離するオープナ／ブレンダまたはピッカーの中に置かれるベールで発注される。ウェブは、作られた後、幾つかの既知の接着方法によって接着される。そのような接着方法の１つは、ウェブ全体に粉末接着剤を分布させ、通例は高温空気でウェブと接着剤を加熱することによって活性化するパウダーボンディング(powder bonding)である。もう１つの適当な接着方法は、加熱したカレンダ・ロールまたは超音波接着装置を用いて、もし所望ならば全表面にわたってウェブを接着することができるが、通例は局部接着パターンで繊維を一緒に接着するパターン・ボンディング(pattern bonding)である。特に２構成要素ステープル繊維を使用する場合、別の適当な周知の接着方法は、スルーエア・ボンディング(through-air bonding)である。
「エアレイング(airlaying)」は、繊維質不織層を作ることができる周知のプロセスである。エアレイング・プロセスでは、一般に約３〜１９ｍｍの長さをもつ小繊維の束がばらばらにされ、空気供給装置の中に入れられ、そのあと、通例は真空供給装置の助けを借りて、形成スクリーンの上に堆積される。ランダムに堆積された繊維は、その後、たとえば高温空気またはスプレー接着剤を使用して相互に接着される。
「パーソナル・ケア製品」は、おむつ、トレーニング・パンツ、吸収アンダーパンツ、老人失禁用製品、および生理用製品を意味する。
試験方法
吸収時間指数(Absorption Time Index；ATI)：  この試験では、軽い圧力（たとえば約０．０１ｐｓｉ）の下で最大２００分の時間の間の超吸収性材料の吸収能力を求める。
０．１６±０．００５グラムの乾燥超吸収材を保持するため、一端に一体構造の１００メッシュのステンレス鋼スクリーンをもつ内径１インチ（２５ｍｍ）の円筒を使用した。超吸収材は円筒の内側にくっつかないように、注意深く円筒に入れなければならない。円筒を軽くたたいて超吸収材をスクリーンの上により均一に分布させなければならない。次に、４．４グラム、０．９９５インチ（２５２．７３ｍｍ）直径のプラスチック・ピストンを円筒の中に入れ、円筒とピストンと超吸収材の組立体の重さを量った。組立体を０．８７５重量％の食塩溶液が１ｃｍの深さまで入っている３インチ×３インチ（７６．４ｍｍ×７６．４ｍｍ）のたらいに入れた。円筒を軽くたたいてその下に捕らわれた空気を除去し、試験の間じょう食塩溶液の深さを１ｃｍに保った。
１秒間隔で２００分を読取りできるタイマーを使用する。タイマーをスタートし、溶液内に５分置いた後、組立体を取り出し、吸収紙の上にプロットする。好ましい紙はKimberly-clark Corp.から入手できるkleenex（登録商標）Premium Dinner Napkinsである。しかし，他の任意の有効な紙を使用することができる。ブロッティング中、紙を円筒にきつく押し付けて、確実に接触させる。円筒を乾燥紙に３回接触させる。３回目に除去される液体は非常にわずかでなければならない。組立体の重さを量り、組立体をたらいへ戻す。ブロッティングと重量計測は約５秒かかるであろう。タイマーは試験を通じて動作状態にしておかなければならない。５分、１０分、１５分、３０分、４５分、６０分、７５分、９０分、１２０分、１６０分、および２００分に示度を読み取る。各読取りごとに、新しい乾燥ナプキンを使用する。最後の読取り後、超吸収材の１グラム当りの吸収した液体のグラム数を計算する。個々の時間に吸収した液体の量を２００分で吸収した量で割り、時間に対してプロットし、材料の吸収率をグラフ表示すことができる。
ATIは以下のように計算した。
0004008500.tif 000002
tnは２００分の吸収能力のｎ％が使用された時間（分）である。たとえばt30は全能力の３０％が使用された時間である。
張力下吸収（AUT）試験：  この試験は、“sorptive rate and capacity of bibulous paper products using gravimetric priciples”の題名が付けられたTAPPI方法T561pm-96の修正版である。TAPPI方法T561pm-96のAppendix A２は規格外の変形版を記載している。
試験片の底面が試験プレートの上に載り，上面がテストウエイトで覆われるように、試料の試験片を水平な試験ブレート上に置いた。試料がある方向（ウエイトによって覆われる方向）に膨張だけすることができるように、試料は拘束されている。試験プレートはサイフォン管で液体リザーバに連結されている。試験片はサイフォン管の流出液(８．５ｇ／ｌ食塩溶液)と接触しており、試料と関係がある液体リザーバの上面は試験中に調整することができる。液体リザーバは適当な重量測定装置の上に置かれている。試験中、液体は試験片に吸収され、この吸収により，液体リザーバ内の液体が減少するが、それは重量測定装置によって測定される。液体リザーバ内の重量の減少は直接プロットすることもできるし、あるいは時間にわたる試料のグラム当りの吸収能力を得るため試料のグラム数で割ることもできる。
ここに使用した試験手順では、試料は直径6.25cm（2.75インチ）であった。試料の高さと重さは試料の密度によって決まる。水平方向の膨張を制限するため、試料を直径６．２５ｃｍの円形ガラスで取り囲んだ。試料上の約０．２５ｐｓｉの圧力を保つための試験ウエイトは６７４．１４グラムであった。全部で３回の排泄物を取り入れ、排泄間隔を３０分として１．５時間にわたって液体区分け(partitioning)を測定するため、各排泄ごとに新しい脱離パッドを使用してこの試験を繰り返した。各試料材料について５回の試験が推奨される。
X-ray像形成試験：  この方法は、吸収システムの５区域のそれぞれの液体の量を決定するため使用する１つの方法である。X-ray像形成法は、たとえば“Liquid Distribution: comparison of x-ray imaging Data”by david F.Ring, Oscar Lijap and Joseph Pascente in Nonwovens world magazine, summer 1995, at pages65-70に検討されているように、この分野では知られている。一般に、この方法は液体含有量を計算するため、ウェット試料とドライ試料のX-ray像を比較する。そのようなX-ray装置は、Tronix Inc. of 31 Business Park Drive, Branford, CT 06045 as model no. 10561 HF 100W/enclosureから入手することができる。この装置はOptumus Inc. of Ft. Collins, CO as Bio-scan Optimate(登録商標) S/N OpM4101105461 version 4.11から入手できるソフトウェアを使用する。
毛管張力：  液体のセンチメートル（ｃｍ）で表される毛管張力は、この分野で周知であり、多数の文献たとえばTextile Science and Technology, vol. 7, by Pronoy K. Chatterjee, published by Elsevier Science Publishers B>V> 1985, ISDN 0-444-42377-x(vol. 7), chapters 2,4,5に記載されている方法によって、材料が及ぼす毛管圧力と液柱が与える静圧を等しいとおくことによって、繊維特性とウェブ特性から計算される。これらの計算は６８ダイン／ｃｍの表面張力を仮定している。それは尿の模擬液として使用した８．５ｇ／ｌの食塩溶液から得たものである。
毛管張力は計算することもできるし、あるいはここに述べる垂直吸上げ高さ試験によって実験的に決定することもできる。試験液の存在状態では、特に超吸収材を含んでいる材料が食塩水にさらされるときは、計算が使用される。
0004008500.tif 000003
0004008500.tif 000004
毛管張力の計算例
５７％の南部軟材パルプ、４０％の超吸収材、および３％の結合繊維を有していて、６１７．５８ｇ／ｍ2の坪量と、０．０５ｐｓｉにおいて５．９７ｍｍのバルク厚さをもつ構造について、食塩水の毛管張力の計算例を以下に示す。
構成要素の性質は次の通りである。
0004008500.tif 000005
形状と接触角は近似したことを留意されたい
0004008500.tif 000006
透過率：  透過率（ｋ）は、Kozenny-Carman式から計算することができる。これは広く使われている方法である。参考文献としては、R.w. Hoyland and R. Field in the journal Paper Technology and Industry, December 1976, p. 291-299の論文と、Porous Media Liquid Transport and Pore Structure by J.A.L. Dullien, 1979, Academic Press, Inc. ISBN 0-12-223650-5の論文がある。
0004008500.tif 000007
透過率の計算例
５７％の南部軟材パルプ、４０％の超吸収材、および３％の結合繊維を含んでいて、６１７．５８ｇ／ｍ2の坪量と、０．０５ｐｓｉにおいて５．９７ｍｍのバルク厚さをもつ構造について、透過率の計算例を以下に示す。構成要素の性質は次の通りである（形状はだいたいであることに留意されたい）。
構成要素の性質は次の通りである（形状は近似であることに注意）
0004008500.tif 000008
0004008500.tif 000009
材料のキャリパー（厚さ）  材料のキャリパーは厚さの測度であり、Starret-type bulk testerを用いて０．０５ｐｓｉにおいてｍｍの単位で測定される。
密度  試料の単位面積当りの重量（ｇ／ｍｍ2）を６８．９パスカルにおける試料のバルク（ｍｍ）で割り、その結果に０．００１を掛けて、値を立方センチメートル当りのグラム数（ｇ／ｍｍ3）に換算することによって計算される。全部で３つの試料が評価され、平均されて、密度値が得られる。
吸収構造の吸上げ時間と垂直液体フラックス  試験の始めに試料片を液体リザーバの上に試料片を置いたとき、試料片の底辺が液面にちょうど触れるように、材料の約２インチ（5ｃｍ）×15インク（３８ｃｍ）の試料片を垂直に置いた。使用した液体は８．５ｇ／ｌの食塩溶液であった。評価中、相対湿度は約90〜98％に維持しなければならない。試料片を既知の重量および体積の液体の上に置き、試料片の底辺が液面に触れたら直ちに、ストップウォッチを押した。
試料片を上昇する液体前線の垂直距離と、試料片によって吸収された液体の重量を種々の時間に記録した。約5ｃｍと約１５ｃｍの所の吸上げ時間を求めるため、時間対液体前端の高さをプロットした。そのデータから、評価の開始から約5ｃｍおよび約１５ｃｍの高さまで試料片によって吸収された液体の重量を求めた。試料片によって吸収された液体のグラム数を試料片の坪量（ｇｓｍ）；液体が特定の高さに達する要する時間（分）；および試料片の幅（インチ）のそれぞれで割ることによって、特定の高さでの試料片の垂直液体フラックス値を計算した。超吸収材（たとえば、サージ材料）を含んでいない材料の場合の毛管張力は、30分後の８．５ｇ／ｌ食塩溶液の平衡垂直吸上げ高さで簡単に測定した。
発明を実施するための最良の形態
使い捨てのパーソナル・ケア製品の有効性を改善する従来の試みは、フラッフまたは超吸収性材料（ＳＡＭ）の粒子を物品の特定の領域に分布させること、あるいは吸収材コアによる吸収の前に排泄物(insult)を吸収する異なる形状の貯蔵領域すなわち保持領域を準備することを含む。そのような方法は，一般に製品の利用可能な内部表面の全部を利用していない、すなわち利用可能な内部表面を同じ度合いで使用していなく、したがって製品の本体を効率的に利用していない。
さらに、従来の試みは吸収される液体の多くが物品の股領域の中にとどまるような構造をもたらした。そのようにデザインされた構造は股幅をかなり広くしなければならなので、特に吸収コアが液体を吸収し、吸収材料が膨張すると、その後着用者は気持ちが悪い。さらに、股領域内貯蔵は製品が着用者の身体から垂れ下がる傾向を助長する。
以上のことから、物品の利用可能な領域の大きな部分が液体排泄物の吸収に用いられ、股領域内に多量の排泄物を保持しない使い捨てのパーソナル・ケア製品が要望されている。これは股幅がより狭く、身体により順応する製品を製造することを考えているので、着用者によりぴったり適合する、より心地よい製品が得られ、かつ材料がより効率的に利用される。おむつとトレーニング・パンツについて言えば、狭い股幅はせいぜい７．６ｃｍであり、より詳細にはせいぜい５ｃｍである。
パーソナル・ケア製品用の伝統的な吸収システムは、吸込み（サージコントロール）機能と封じ込め（保持）機能すなわちＳＣを有するとして一般化することができる。サージ調整材料（ＳＣの中の“Ｓ”）は、入ってくる排泄物が製品の外へ洩れ出ないように、排泄物を迅速に受け入れるために設けられている。サージ層はまた吸込み層、移送層、輸送層、等と呼ぶこともできる。サージ材料は、一般に、たとえば幼児の場合、約５〜２０ｃｃ／ｓｅｃの体積流量で入ってくる約６０〜１００ｃｃの排泄物を処理できなければならない。
封じ込めすなわち保持材料（ＳＣの中の“Ｃ”）は排泄物を迅速にかつ効率的に吸収しなければならない。これらのは材料は、顕著なゲルブロッキング(gel blocking)をしないで、すなわち吸収材の外側層の膨張による吸収材への液体の浸透をブロッキングしないで、液体を吸収することができなければならない。保持材料はポリアクリレート超吸収材とフラッフの混合物など、高速超吸収材料のことが多い。それらの材料は液体を迅速に吸収し、保持する。保持材料の例は米国特許第５，３５０，３７０号の中に見ることができる。
上に述べたように、吸込み機能と封じ込め機能を有する伝統的な吸収システムは、通例、かなり大量の排泄物を目標領域（通例は股領域）内に保持する。そのようなシステムの場合、液体は、股領域の容量が一杯になった後、股領域外へ移動するだけである。このため、パーソナル・ケア製品はなかり広い股幅を有する。さまざまな市販おむつの保持能力と封じ込めの場所の例が、米国特許出願第０８／７５５，１３６号（発明の名称“absorbent articles with controllable fill patterns”）の表３に記載されている。
伝統的な吸収システムと対照的に、この特許出願（発明の名称“absorbent articles with controllable fill patterns”）は、各排泄後一定の時間内に、液体が吸収システムの事前に指定された領域、すなわち目標領域から遠い領域に置かれるように、計画され、配置され、組立てられた構成要素を有する吸収システムを提供している。随意に5つの区域に分割された吸収システムを使用して、これらの吸収システムは、30分間の間をおいて１００ｍｌづつ３回の排泄後の2つの端区域と中央目標区域（通例は股）に置かれる液体のグラム数の“充填比”（５：１より小さい）をもつ。この充填比は３：１以下が好ましく、２．５：１以下が最も好ましい。多くの現在市販されているおむつは、２０：１、５０：１、またはさらに大きな充填比をもつ、すなわち股部に最も多く排泄液を保持する。
伝統的な吸収システムのサージ材料および封じ込め材料のほかに、最近の研究は、Ｓ層とＣ層の間にもう１つの構成要素を導入した。この新しい構成要素は分配材料であり、サージ調整、分配、および封じ込め（すなわち“ＳＤＣ”）の各機能をもつシステムを生み出す。
分配材料（ＳＤＣ内の“Ｄ”）は、最初に置かれた場所から望ましい貯蔵場所へ液体を移動させることができなければならない。目標排泄領域（一般に股領域）が次の排泄の準備ができるように、分配は容認できる速度で行われなければならない。「次の排泄の準備ができること」は、次の排泄物が容認できる容積の中で液体の吸収と流出が起きる十分な液体目標区域の外へ移動したことを意味する。排泄間の時間はほんの数分から数時間に及ぶことがあるが，一般には着用者の年齢で左右される。
図１は、パーソナル・ケア製品（この場合はおむつ）の断面図である。図1に示すように、本発明の多機能材料はサージ材料と分配材料の間に置かれる。おむつ１は、吸込み領域内にサージ材料２、サージ材料2の下の多機能材料３、多機能材料３の下の分配材料４、およびおむつ１の両側の保持／貯蔵材料５、６を有する。上記製品１は、さらに、通例ライナー材料とバックシート（図示せず）を有する。自明のことと思われるかもしれないが、有効に機能するため、本発明に使用した材料はそれらの間で液体が移動するよう十分に接触していなければならないことに留意すべきである。
ライナーは時には身体側ライナーまたはトップシートと呼ばれ、サージ材料に隣接している。ライナー材料は着用者の皮膚に当る層であるから、着用者からの液体またはその他の滲出物と接触する最初の層である。ライナーは、さらに、吸収構造内に保持された液体から着用者の皮膚を隔離する作用をし、しなやかであり、感触が柔らかく、皮膚を刺激するものであってはならない。
本発明の身体側ライナーを作る場合には、アパーチャ付きプラスチック・フィルム、織布、不織布、多孔質フォーム、網状フォーム、同種の物を含む、さまざまな材料を使用することができる。ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド（または他の同様な繊維形成ポリマー）フィラメントのスパンボンド・ウェブまたはメルトブローン・ウェブ、または天然ポリマー（たとえばレーヨンまたは綿繊維）および／または合成ポリマー（たとえばポリプロピレンまたはポリエステル）繊維のボンデッド・カーデッド・ウェブを含む不織材料は、身体側ライナーを作る場合に特に適していることが判った。たとえば、身体側ライナーは合成ポリプロピレン・フィラメントの不織スパンボンド・ウェブにすることができる。不織ウェブは、約１０．０〜６８．０ｇｓｍ、より詳細には約１４．０〜４２．０ｇｓｍの坪量、約０．１３〜１．０ｍｍ、より詳細には約０．１８〜０．５５ｍｍのバルクすなわち厚さ、約０．０２５〜０．１２ｇ／ｃｃ、より詳細には約０．０６８〜０．０８３ｇ／ｃｃの密度をもつことができる。さらに、上記の不織ウェブの浸透度は約１５０〜５０００ダルシーにすることができる。不織ウェブは、所望レベルの湿潤性と親水性を与えるために、選定した量の界面活性剤たとえば約０．２８％のTritonX-102界面活性剤で処理した表面または他のやり方で処理した表面にすることができる。界面活性剤を使用する場合には、どれか普通の手段たとえば噴霧、印刷、ブラシ・コーティング、等によってウェブに塗布することができる。
本発明の場合、サージ層は本発明の多機能材料と接触しているが、一般に身体側ライナーともう１つの層たとえば分配層または保持層の間に、それらと液体伝達接触の状態で置かれる。サージ層は、通例、身体側ライナーの内側（さらされない）表面の下にある。液体伝達をいっそう促進するため、サージ層の上表面または下表面または両表面をライナーと分配層に結合することが望ましい。上記または他の適当な結合方法のほかに、接着剤接着（水性型、溶剤型、および熱活性化型接着剤を使用する）、加熱接着、超音波接着、ニードリング、およびピン・アパーチャリングを含む、適当な通常の結合方法を使用してもよい。たとえばサージ層を接着剤で身体側ライナーに接着する場合には、添加する接着剤の量は、ライナーからサージ層への液体の流れを過度に制限せず、所望レベルの接着が得られる程度でなければならない。１つの典型的なサージ材料が、米国特許出願第08／755,514号（発明の名称“highly efficient surge material for absorbent articles”）に記載されており、直径が３０ミクロン程度で、ほぼ一様な湿潤可能繊維のウェブであるサージ材料を提供している。ウェブは約２５０〜１５００ダルシーの透過率と、１．５〜５ｃｍの毛管張力を有する。
さまざまな織布や不織ウェブを使用してサージ層を作ることができる。たとえば、サージ層はポリオレフィン・フィラメントのメルトブローンまたはスパンボンド・ウェブから成る不織布層であってもよい。そのような不織布層は、ステープルまたは他の長さの複合繊維、２成分繊維、およびホモポリマー繊維や、そのような繊維と別種の繊維との混合物を含むこともできる。サージ層はまたボンデッド・カーデッド・ウェブまたは天然繊維と合成繊維で構成されたエアレイド・ウェブであってもよい。ボンデッド・カーデッド・ウェブは、たとえばパウダー・ボンデッド・カーデッド・ウェブ、赤外線ボンデッド・カーデッド・ウェブ、または通気ボンデッド・カーデッド・ウェブであってもよい。ボンデッド・カーデッド・ウェブは、オプションとして、異なる繊維の混合物を含むことができる。選択したウェブ内の繊維の長さは約３ｍｍ〜６０ｍｍにすることができる。典型的なサージ層は少なくとも約０．５オンス／ヤード（約１７グラム／メートル）の坪量、６８．９パスカルの圧力の下で少なくも約０．０１０ｇ／ｍｍ3の密度、少なくとも約７５％のバルク復元、約５００〜５０００ダルシーの透過率、および少なくとも２０ｍｍ2／ｍｍ3の表面積／気孔体積をもつことができる。サージ層は実質上疎水性材料で作ることができる。その疎水性材料はオプションとして所望レベルの湿潤性と親水性を与えるために、界面活性剤で処理してもよいし、あるいは別のやり方で処理してもよい。サージ層はほぼ一様な厚さと断面積を持つことができる。
分配層は最初に置かれた場所から望んでいる貯蔵場所へ液体を移動させることができなければならない。目標排泄領域（一般に股領域）が次の排泄のための準備ができるように、分配は容認できる速度で行われなければならない。排泄間の時間はほんの数分間から数時間に及ぶことがあり、一般に着用者の年齢によって左右される。この移送機能を達成するために、分配層は高い毛管張力値を持たなければならない。超吸収材を含んでいない分配材料や他の材料の毛管張力は、超吸収材を含んでいる材料のための試験方法ではなく、vertical liquid flux rate試験に従って８．５ｇ／ｌ食塩溶液の平衡垂直吸上げ高さで簡単に測定される。うまく働く分配層はそこから液体を受け取る隣接の材料（着用者側の）より大きな毛管張力をもっていなければならない。少なくとも約１５ｃｍの毛管張力をもつことが好ましい。一般に毛管張力と透過率間の相反する関係のために、そのような高い毛管張力は、分布層が通例は低い透過率をもつことを示している。
適当な分配材料のもう１つの望ましい液体移送性質は、分配材料が、約１５ｃｍの高さにおいて、分配材料の断面幅の１インチ当り、分配材料の１ｍ2当り、１分当り、少なくとも約０．００２グラムの液体の垂直液体フラックス速度g(min★gsm★inch)、最大約0.1g/(min★gsm★inch)を示すことである。ここで使用するとき、分配材料の垂直液体フラックス速度値は、分配材料の正規化量当り、１分当り、中心に位置する液体排泄場所から指定した垂直距離だけ境界を横切って移送された液体の量を表していることを意味する。約１５ｃｍの高さにおける分配材料の垂直液体フラックス速度は、ここに述べた試験方法に従って測定することができる。
分配材料のもう１つの望ましい液体移送性質は、分配材料が、約５ｃｍの高さにおいて、少なくとも約０．０１g/(min★gsm★inch)、最大約０．５g/(min★gsm★inch)の垂直液体フラックス速度を示すことである。約５ｃｍの高さにおける吸収構造の垂直液体フラックス速度は、ここに述べた試験方法に従って測定することができる。
分配層を作ることができる材料としては、織布と不織ウェブ、フォーム、およびフィラメント状材料がある。たとえば、分配層は、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド（または他のウェブ構成利ポリマー）フイラメントノメルトブローンまたはスパンボンド・ウェブから成る不織布層であってもよい。そのような不織布層は、ステープルまたは他の長さの複合繊維、２成分繊維、およびホモポリマー繊維や、そのような繊維と別種の繊維の混合物を含むことができる。分配層はまたボンデッド・カーデッド・ウェブ、エアレイド・ウェブ、または天然繊維と合成繊維から成るウットレイド・パルプ構造、あるいはそれらの組合せにすることができる。分配層は、３５〜３００ｇｓｍ（８０〜２００ｇｓｍがより好ましい）の坪量、約０．０８〜０．５ｇ／ｃｃの密度、および約５０〜１０００ダルシーの透過率をもつことができる。
時には外側カバーと呼ばれるバックシートは着用者から最も遠い層である。外側カバーは一般に薄い熱可塑性フィルム、たとえばポリエチレン・フィルムで作られており、実質上液体を通さない。外側カバーは、吸収構造の中に入っている排泄物が着用者の衣服、ベッド、おむつに接触する物をぬらしたり、汚したりするのを防止する役目を果たす。外側カバーは、たとえば、約０．５ミル（０．０１２ｍｍ）〜５．０ミル（０．１２ｍｍ）の初期厚さをもつポリエチレン・フィルムであってもよい。ポリマーフィルムの外側カバーは良い美観を与えるためエンボスやマット仕上げをすることができる。外側カバーの他の代替構造としては、望ましいレベルの液非浸透性を与えるように作られた、または処理された織布または不織繊維ウェブ、または織布または不織布と熱可塑性フィルムで作られた積層材がある。外側カバーは、オプションとして、蒸気または気体を通すが液体を実質上通さない微気孔質の「通気性」材料で作ることができる。たとえば、フィルムポリマー組成内に充填剤を使用し、充填材／ポリマー組成を押し出してフィルムにし、そのフィルムを十分に引き伸ばして、充填剤粒子のまわりに空隙を生成して通気性フィルムを作ることにより、ポリマー・フィルムに通気性を付与するすることができる。一般に、使用する充填剤が多ければ多いほど、また引き伸ばしの度合いが大きければ大きいほど、通気性の度合いは大きい。
本発明の多機能材料は、サージ材料に隣接して、サージ材料と分配材料の間に位置しており、分配材料が液体を吸込み区域の外へ移動させることができるまで、排泄物から多量の液体を受け取り、保持する。本発明の多機能材料の基本的な構造は、超吸収材料（高いバルクをもつ低速超吸収材が好ましい）と、ウェット弾性パルプと、複合構造における構造安定化構成要素（たとえばポリオレフィン結合材繊維）の独特な組合せである。
「低速」超吸収材は、超吸収材が少なくとも５分（１０分以上が好ましい）の吸収時間指数（ATI）をもつ超吸収材を意味する。超吸収材の吸収の速度を調整することは、ポリマーの粒子サイズ、表面特性、および化学的特性を修正することによって達成できる。低速超吸収材は好ましいものであり、ここでは低速超吸収材のことを指すが、もし多機能材料の透過率と毛管張力がここに述べた要求範囲内にあれば、低速超吸収材と通常の超吸収材の配合物も同様に使用できることに留意されたい。
多機能材料は、１）強制流すなわち実際の排泄の間に排泄物の一部を受け取ることによって、２）排泄中およびその後、液体がサージ材料を離脱することによって、３）排泄中に排泄物の一部が多機能材料を通過して分配材料へ移動するのを許すことによって、４）液体排泄物の一部を永久に吸収することによって、サージ材料を支援するように設計されている。多機能材料は、実際の使用圧力にかかわらず、また着用者の動きによって生じる重力効果にかかわらず、それらの機能を果たさなければならない。
排泄中およびその後、ここに述べる多機能材料は、サージ材料の中に保持された過剰な液体を受け取り、最終貯蔵場所へ移動させるため液体の決められた部分を分配材料へ解放する。多機能材料は液体の一部を永久に貯蔵するが、目標排泄領域において多機能材料に最終的に貯蔵される液体がほんの少しの部分であれば、製品のフィット感とバルクの利点は達成されるであろう。もし目標排泄区域において多機能材料に貯蔵される液体が、多機能材料によって得られる他の３つの機能を損なわなければ，製品性能の改善は達成されるであろう。これらの機能のすべては複数回の排泄にわたって持続しなければならないし、また吸込み材料と分配材料との適切な相互作用を維持しながら、多機能材料内の内部気孔率を再生することが必要である。
本発明の多機能材料の吸収性を明らかにする１つの方法は、ATU試験に従って多機能材料を試験し、その吸収性と他の既知の吸収性とを比較することである。図３は、例１の材料と、市販のHuggies Ultratrim（登録商標）おむつから取った吸収材料をATU試験した結果を示す。Ultratrim（登録商標）おむつは３２％のStochhausen FAVOR 880超吸収材と６８％の南部軟材パルプを含んでおり、０．１８３ｇ／ｃｃの密度と８１４ｇｓｍの坪量を有する。図３は、例１の材料がUltratrim（登録商標）おむつほど迅速に排泄物を吸収しなかったので、液体をそのまま残り、どこか他の場所に貯蔵するため分配構成要素へ渡すことができることを示している。
多機能材料の全吸込み速度と、一定量の液体を直接分配構成要素へ通すことができる能力は、多機能材料の透過率と、多機能材料が液体接触状態にある材料と関係がある毛管張力とによって調整される。より詳細には、多機能材料の透過率は１００ダルシー以上（２５０ダルシー以上がより好ましい）にすべきである。多機能材料の透過率の上限はおそらく約１００００ダルシーである。多機能材料の毛管張力は、液体を多機能材料を通して移動させるために、サージ材料のそれよりも大きく、分配材料のそれよりも小さくしなければならない。サージ材料は一般に２ｃｍ未満の毛管張力を有し、分配材料は一般に１５ｃｍ以上の毛管張力を有するので、多機能材料は吸収システムの有効寿命にわたって約２〜１５ｃｍの毛管張力をもつことが好ましい。初期乾燥状態では、例１の多機能材料は、たとえば、４９０ダルシーの透過率と、５．７ｃｍの毛管張力を有する。超吸収材を含む材料に関する毛管張力は、平衡吸上げによってでなく、試験方法の節に記載した方法によって計算される。
透過率に関して、低速超吸収材が膨張するので、多機能材料の厚さが増加し、かつ超吸収材の粒子と繊維の幾何学的配置が適切な透過率を維持する構造を広げ、次の排泄物に対して吸込み／通過機能を行うと考えられる。いったん超吸収材粒子が膨張し、材料の厚さが増加すると、３０分の平衡時間後、膨張した超吸収材粒子の中に追加の液体が存在すると仮定し，厚さと湿潤下領域を測定することによって、試験方法に従って、構成要素の質量小部分、粒子直径と密度、ウェブの気孔率、透過率、および毛管張力力を、任意のウェブ飽和レベルについて、計算することができる。液体の迅速な吸込みのため十分な透過率を維持することのほかに、粒子と繊維の配置は、多数回の排泄を通じて適切な気孔容積を提供する。
一時的保持機能とサージ材料を脱離する能力は超吸収材を取り囲んでいる隙間毛管マトリックスによって調整されると考えられるので、毛管張力は重要である。パーソナル・ケア製品が突然に位置変化を受けたとき、液体を保持し、解放しないように、隙間マトリックスによって生じた毛管の中に、十分高い毛管張力で液体を保持しなければならない。さらに、サージ材料の脱離が生じるように、かつ残留液体が多機能材料からサージ材料を再湿潤させることがないように、多機能材料の毛管張力レベルは吸収システムすなわち製品の有効寿命を通じてサージ材料の毛管張力レベルより上になければならない。
サージ材料から液体を除去することに加えて、多機能材料は液体を分配材料へ解放しなければならない。どこか他の場所へ永久に貯蔵するために，多機能材料から分配材料への液体の解放は、超吸収材の液体吸収速度と、超吸収材粒子を取り囲んでいる繊維状マトリックスから液体を引っ張っている分配材料への毛管移送速度すなわち吸上げ速度との競争によって生じる。もしそれらの速度がほぼ一致すれば、分配材料へ解放される液体の量と多機能材料に貯蔵される量とはほぼ同じである。もし両速度が釣り合わなければ、液体区分けはシフトする。たとえば、もし分配材料が吸上げるよりも速く超吸収材が吸収すれば、より多くの液体が多機能材料の中に永久に貯蔵されるであろう。それらの競争する移送速度は、望ましい液体区分けを保証するために重要な毛管張力差を多機能材料と分配材料との間に作る。従って，多機能材料において十分に低い毛管張力を維持することが特に重要である。超吸収材の性質とそれらの間の繊維状マトリックスの性質は、共に多機能材料の毛管作用に影響を及ぼす。構造が湿潤したとき、マトリックスの繊維が互いに崩壊しないことが重要である。高いウェット・モジュラスをもつ繊維と／または結合構成要素を含んでいることは、上記の崩壊を防止するのを助けることによって、容認できる毛管作用を維持するのをサポートする。さらに、粒子の場合、たとえば大きな粒子は、それらが膨張するため、排泄後小さい粒子よりも大きな毛管作用の低下を引き起こすので、毛管作用は超吸収材のサイズおよび形状と関係がある。従って、多機能材料の機能性は超吸収材のサイズと形状，及び膨張速度と関係がある。その膨張速度は、超吸収材の組成と化学的性質、表面の性質たとえば表面処理の効果、および形状とサイズによって影響される。超吸収材はさまざまな形状で入手でき、ビーヅ、粒子、フォーム、フィルム、および繊維などを作る。したがって、多機能材料の超吸収材含有量の好ましい範囲はここでは与えられているので、もし毛管作用と透過率の要求がその有効寿命を通じて満たされるならば、それらの範囲より上の超吸収材含有量も同様にうまくいくであろう。
多機能材料が大きな影響を受けるもう１つの要因は、排泄物の流出率である。パーソナル・ケア製品によって吸収されない液体は製品から自由に流れ出て着用者の衣服やベッドを汚すので、その流出率はパーソナル・ケア製品では非常に重要である。低い毛管張力は液体をよりゆっくり多機能材料に浸入させるので、多機能材料からの流出率はとりわけ多機能材料の毛管作用による影響を受ける。本発明の多機能材料を含む構造の流出率は、諸例に記載した試料サイズを使用して３０分の間隔をおいた３回の各１００ｍｌの排泄については、２５ｍｌ未満である。
自明に思われるかもしれないが、有効に機能させるために、本発明に使用した材料は材料間で液体の移送が行われるよう十分に接触していなければならないことに留意すべきである。
多機能材料は、乾燥および湿潤使用状態に耐えるように機械的に安定でなければならない。超吸収材を多く含んでいる複合材の完全性は、たとえば少量の熱活性化共役結合繊維によって、あるいは２成分繊維、液体接着剤、または熱活性化フィルム接着剤など、多くの適当な手段によって得ることができる。典型的な結合繊維としては、ポリオレフィンおよび／またはポリアミドの共役繊維と、物理的に絡み合う、または粘着結合する，またはその両方をする他の原料に適合するメルトブローンポリプロピレンに類似したホモポリマーマイクロ繊維がある。
前に述べたように、本発明の多機能材料の基本的構造は、超吸収材料、高バルク湿潤弾性パルプ、およびポリオレフィン結合繊維などの構造安定化構成要素の独特な配合物である。多機能材料は、約１００〜１００００ダルシーの透過率、約２〜１５ｃｍの毛管張力を有する。本発明の多機能材料のほかに、サージ材料と分配材料を含む構造は、その有効寿命を通じて、１００ｍｌの排泄物当り２５ｍｌ未満の流出率を有する。多機能材料の有効寿命は、本発明の目的には、それぞれ３０分の間隔をおいた３回の１００ｍｌの排泄物に対するものでなければならないと考えられる。
必要な毛管張力と透過率を達成するために、本発明の多機能材料は、３０〜７５重量％の低速超吸収材、２５〜７０重量％のパルプ、および識別可能な量から最大約１０％の結合構成要素を有することが好ましい。より詳細には、本発明の多機能材料は、３５〜６０重量％の低速超吸収材、４０〜６５重量％のパルプ、および約１〜７％の結合構成要素を有していなければならない。さらに詳しく述べると、本発明の多機能材料は、４０〜５５重量％の低速超吸収材、４５〜６０重量量％のパルプ、および約２〜５％の結合構成要素を有していなければならない。必要ないが、高ウェット・モジュラス・パルプはとりわけ望ましい。多機能材料は約０．０５〜０．５ｇ／ｃｃの密度をもつべきである。多機能材料の坪量は製品の用途によって異なるが、一般に２００〜７００ｇｓｍにすべきである。
多機能材料は、一の側に隣接してサージ材料を、他の側に隣接して分配材料を追加することによって、パーソナル・ケア製品に使用される形式の複合構造にすることができる。多機能材料と共に用いたすべてのサージ材料が液体を多機能材料へ渡すことができること、および／または液体を多機能材料へ容易に解放することは、もちろん重要である。複合構造は、さらに、分配材料が液体を多機能材料から保持材料へ移動させるために、分配材料の隣りに保持材料を持つことができる。
以下に説明する例において、透過率と毛管張力の計算に使用した構成要素の性質は次の通りであった。
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形状と接触角はだいたいであることに留意されたい。
＊XL AFA-126-15ポリアクリレート・ビードはDow Chemical Company of Midland, Michigan, 48674から入手できる。
例１
この例の場合、多機能材料は、約４０重量％の低速超吸収材、約５７重量％のWeyerfaeuserの高バルク添加ホルムアルデヒド・フリー・パルプ(HBAFF)、および約３重量％のDanaklonショウトカット２デニールのポリエチレン／ポリプロピレン(PE/PP)シーズ／コア共役結合繊維から成っている。
使用した低速超吸収材は、Dow Chemical Company of Midland, MIから入手できる、XL AFA-126-15と呼ばれる８５０〜１４００ミクロンの
浮遊重合ポリアクリレート・ビーヅであった。低速は粒子サイズ、表面の性質、および化学的性質によって得られた。
使用した高バルク添加パルプは、名称HBAFFで、Weyerhaeuser Paper Companyから入手できる、高いウェット・モジュラスをもつ架橋パルプ繊維であった。パルプ繊維は、撚りとねじ曲げの性質を繊維に与えるために機械的に処理されている。さらに、追加した乾燥および湿潤剛性と弾力性を繊維に与えるほかに、化学的処理はこのカールと撚りを固定した。補剛されたパルプ繊維は結合繊維と組合せて繊維化可能なパルプ・シートにした。結合繊維はEngdraget 22, KD-6800 Varde, DenmarkにあるDanaklon a/sから入手した、６ｍｍの長さに切断した２デニールPE/PPシース／コア繊維であった。
実験室用ハンドシート・フォーマーを使用して多機能材料をエアフォームし、６２０ｇｓｍの坪量をもつ混合構造を得た。混合構造を約１５０℃で動作中の強制加熱プレスの中で１分間安定化し、結合繊維を活性化し、約０．１ｇ／ｃｃの目標密度を得た。多機能材料は、この分野の専門家に知られたその他の任意の満足のいく方法を使用して作ることができる。
多機能材料のほかに、完全な複合材性能を実証する機能試験には、２つの他の材料が含まれる。
最初の材料は、９０重量％３デニールのポリエチレン／ポリエチレン・テレフタレート・シーズ／コア共役ステープル繊維と１０重量％１．５デニールのレーヨン繊維から成る不織布のサージ層である。サージ層の繊維を約２７０°Ｆ（１３２℃）で加熱接合して、約０．０４５ｇ／ｃｃの密度と、１００ｇｓｍの坪量を得た。サージ材料は１６００ダルシーの透過率を有し、垂直吸上げによって測定した毛管張力は約１．５〜２ｃｍであった。
サージ構造は２インチ×６インチ(５ｃｍ×１５ｃｍ)の試料であり、１００ｍｌの接近可能空隙容積を与えるため層にした。試験試料は、長さ×幅×厚さで計算した約１５０ｃｃの全容積を含むことに留意されたい。しかし、試験試料の形態のせいで、排泄物に使用できる接近可能な全長は１０．２ｃｍ以下であり、その結果接近可能な空隙容積は約１００ｃｃになった。ＭＩＳＴ試験架台の中の試料は、試料の全長でなく、排泄場所の両側に約２インチの長さ、すなわち４インチ（１０．２ｃｍ）を使用している結果、計算した空隙容積は１００ｃｃであった。
第２の材料は、約０．１７ｇ／ｃｃの密度をもつ２００ｇｓｍのウェットレイド・パルプ構造である分配層である。分配材料の透過率は約５０〜１００ダルシーであり、垂直吸上げによって測定した毛管張力は１５ｃｍ以上であった。
３つの材料は、サージ材料、多機能材料、および分配材料の順で、機能試験用の２インチ（５ｃｍ）幅で一緒に積層し、狭股構造を模擬している。図４は、サージ層７、多機能材料８、および分配層９を示す側面図である。３つの構成要素は、幼児などの着用者の身体曲線を模擬しているアクリル製架台の中に置いて、ＭＩＳＴ評価試験に従って試験した。サージ層を一番上にした３つの構成要素に対し、サージ層の中心に垂直なノズルから、２０ｃｃ／ｓｅｃで割合で、１００ｍｌの８．５ｇ／ｌ食塩溶液を排泄した。流出液体の量を記録した。直ちに３つの構成要素を架台から取り外して、個別に重量を測り、それらの間の液体区分けを求めた。重量測定後、それらを再び組み立てて、４０／６０フラッフ／超吸収材のパッドの上に水平に置いた。０．０１ｐｓｉの圧力を加え、５分後，１５分後、および３０分後、この形態から材料を取り外し、分離し、各材料を個別に重量測定し、この時間枠にわたる液体区分けを求めた。それぞれの重量測定後、試料を同じ順序で再び組み立てて、架台の中に置き、再び身体曲線を模擬した。全部で３回の排泄を行い、１．５時間にわたって液体区分けを測定するため、この試験を繰り返した。表１は、その結果を示す。データは、各３回の排泄において各層についての５分、１５分、および３０分の各標点における排泄直後の材料内の液体のグラム数である。さらに、各排泄後の構造および多機能材料からの流出液体、毛管張力、および透過率も記載してある。
表１に示した量は、丸めのため、厳密に合計しても予想した総和または正しい総和にならないかもしれないことに留意されたい。
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図５は、表１からの流出結果を実線で示す。この試験データはサージ構成要素および分配構成要素と組み合わせた本発明の２インチ幅の材料構造については低い流出値を示している。ここで、ｘ軸は排泄の回数であり，ｙ軸は流出のグラム数である。比較のため、図５に、４インチ(１０ｃｍ)の股幅の、Kimberly-Clark Corporation Dallas, TXから市販されているHuggies Supreme（登録商標）おもつについての流出結果を点線で示した。これらのデータは３回の排泄のすべてにわたって狭い股幅の多機能複合材についてはすぐれた吸込み性能を示している。
図６、図７、および図８は、直後通過機能、サージ材料の脱離、および時間にわたる多機能複合材料から分配材料への液体の解放を含む、多機能複合材料の独特な液体移送特性を示す。図６、図７、および図８は、それぞれ初回の排泄、２回目の排泄、および３回目の排泄に関する表１のデータを示したもので、直後、５分、１５分、および３０分後の各層内の液体のグラム数（ｙ軸）を与える。図６、図７、および図８において、吸込み材料すなわちサージ材料は各バー群の最初のバーであり、多機能材料は２番目のバーであり、分配材料は３番目のバーである。
図６の第１バー群は、初回の排泄直後の３つの構成要素間の液体区分けを示す。これらのバーは、サージ材料が１００ｍｌの排泄量の約半分すなわち５０ｍｌを保持しており、本発明の多機能材料は約３０ｍｌを保持している。多機能材料の下の分配材料内に約１５ｍｌが保持されている。これは、多機能材料が十分に高い透過率を有し、一定量の液体が分配材料へ直通するのを許すことを示す。
５分間の脱離時間後、図６のグラフの第２バー群は、サージ材料が約５ｍｌのレベルまで脱離されたことを示す。全試験手順を通じてサージ材料は多機能材料の上に置かれているので、この脱離段階の間，液体は多機能材料を通過している。
図６のグラフの第２バー群は脱離段階の間に約２０ｍｌの液体を解放したことを示す。これは、液体の一部は多機能材料から引き出されるが、一部は永久的に貯蔵するため多機能材料の低速超吸収材へ移送されるという設計基準をサポートする。
図７のグラフは、２回目の１００ｍｌの排泄後の液体区分けを示す。第１バー群はサージ材料が同様に約５０ｍｌを吸い込むことを示す。第１バーは全部で約５５ｍｌを示しているが、サージ材料は初回の排泄後５ｍｌを保持し、初回排泄性能に一致する５０ｍｌの全吸込みを行っていることに留意されたい。第１バー群の第２バーは多機能材料が初回排泄性能と同様に約３０ｍｌ吸込むことを示している。このバーは４０ｍｌを示しているが、多機能材料は初回排泄サイクルの終りに１０ｍｌを保持しているので、２回目の排泄のとき吸込んだのは３０ｍｌだけであることに留意されたい。
分配材料は全脱離試験のを始めから終わりまで同様な飽和レベルを示す。脱離試験の間、分配材料は、この試験形態において使用した脱離保持パッドに接触している。いったん初回の排泄で分配材料が飽和すれば、その飽和レベルはほぼ一定のままである。その理由は、分配材料は多機能複合材料から解放された液体が供給され、そして分配材料は同じ割合で液体を保持材料へ解放しているからである。
図８のグラフは、３回目の排泄後の脱離段階の液体区分けを示し、図６と図７について説明したデータの結論をより堅固にする。
例２
この例の場合、例１と同様に、多機能材料は、約４０重量％の同じ低速超吸収材と、０．２重量％の液体結合剤で処理された約６０重量％のKimberly-ClarkのCR2054南部軟材フラッフから成っている。使用した液体結合剤はHercules Inc.から入手可能なKymene（登録商標）557LX結合剤である。液体結合剤は２０重量％の水を加え、約１０５℃で約１０分間加熱することによって活性化した。
４４０ｇｓｍの坪量をもつ混合構造を得るため、多機能材料を実験室用ハンドシート・フォーマを用いてエアフォームした。混合構造は約０．２２ｇ／ｃｃの目標密度を有していた。
この多機能材料を、例１と同じサージ層と分配層と共に、同じやり方で試験した。その結果を表２に示す。
0004008500.tif 000012
例３
この例の場合、多機能材料は、例１と同様に、約６０重量％の同じ低速超吸収材と、約３７重量％のKimberly-ClarkのCR1654フラッフと、約３重量％のDanaklon共役結合繊維から成っている。
６６０ｇｓｍの坪量をもつ混合構造を得るため、多機能材料を実験室用ハンドシート・フォーマを用いてエアフォームした。混合構造は約０．１２ｇ／ｃｃの目標密度を有していた。
この多機能材料を、例１と同じサージ層と分配層と共に、同じやり方で試験した。その結果を表３に示す。各排泄後の毛管張力と透過率は計算しなかったが、材料の組成が似ているので、それらは例１の値に似ていると予想される。
0004008500.tif 000013
例４
この例の場合、多機能材料は、例１と同様に、約６０重量％の低速超吸収材と、約３７重量％の同じパルプと、約３重量％のDanaklon共役結合繊維から成っている。
４４０ｇｓｍの坪量をもつ混合構造を得るため、多機能材料を実験室用ハンドシート・フォーマを用いてエアフォームした。混合構造は約０．０９ｇ／ｃｃの目標密度を有していた。
この多機能材料を、例１と同じサージ層と分配層と共に、同じやり方で試験した。その結果を表４に示す。
0004008500.tif 000014
例５
この例の場合、多機能材料は、例４と同様に約７０重量％の低速超吸収材と、例１と同様に約２７重量％の同じパルプと、約３重量％のDanaklon共役結合繊維から成っている。
５５０ｇｓｍの坪量をもつ混合構造を得るため、多機能材料を実験室用ハンドシート・フォーマを用いてエアフォームした。混合構造は約０．１２ｇ／ｃｃの目標密度を有していた。
この多機能材料を、例１と同じサージ層と分配層と共に、同じやり方で試験した。その結果を表５に示す。多機能材料の低い毛管張力はサージ層からの液体の脱離を妨げたことに留意されたい。この低い毛管張力は、所望の低速を得るため例５において使用した超吸収材粒子の大きな疎水性によって生じるものと考えられる。もし多機能材料の低速が粒子サイズや疎水性以外の方法によって達成されたのであれば、７０重量％の超吸収材をもつ多機能材料は発明の範囲内で受け入れられる程度にうまく機能するであろう。実際には、透過率と毛管張力を予測するのに必要な例５の２回目および３回目の排泄情報を用いて、かつ多機能材料が４５０ミクロンのサイズと３０度の接触角をもつ７０重量％の超吸収材を有すると仮定して、本発明に適合する毛管張力と透過率を計算した。以下に計算結果を示す（実際の材料は作られていないので、流出データはないことに留意されたい）。
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最後に、図９のグラフは、例１のサージ材料、多機能材料、および分配材料をもつ完全な吸収システムをおむつシャシーに入れ、赤ちゃんの上で試験して得た液体分配データを示す。この吸収システムは図１に示したものと同じであり、所定の場所に永久貯蔵保持複合材を有する。永久貯蔵保持用複合材は、６０重量％のStockhausen CompanyのFAVOR870高架橋表面超吸収材と、３８重量％のKimberly-Clark CorporationのCR2054パルプと、約２重量％のKymene（登録商標）液体結合剤から作った。おむつを２０人の赤ちゃんの上に置いて、８．５ｇ／ｌの食塩溶液１００ｍｌを３０分間隔で３回排泄した。３分および９０分の終りに赤ちゃんからおむつを取り外し、Ｘ線放射して液体の分布を調べた。図９のグラフは、１００ｍｌおよび３００ｍｌの排泄の両方について、液体が製品の端へ移動したことを示している。これは、多機能材料の液体区分け特性が全吸収システムにおいて機能し、そして模擬した実際の使用状態の下で液体の区分けが起きるのを可能にしていることを示している。
要約すると、例の多機能材料データは本発明の多機能材料および構造の独特な強制流液体の取扱いと毛管流液体区分けの特性を示している。データは狭い股幅の多機能複合構造について低い流出値を示している。さらに、例のベンチテストは、複合構造が液体透過機能を有すること、使用状態に見合う時間枠（たとえば、約９０分）にわたってサージ材料を脱離すること、そして大部分の排泄物を吸込み領域に保持する代わりに、隙間マトリックスから遠い場所へ分配するため液体を解放することを示している。この多機能材料の分配の利益は、実際の幼児用のおむつシャシーの中の全吸収システム試験において実証された。
以上、本発明の少ない数の実施例について詳細に説明したが、この分野の専門家は本発明の新規な原理および利点から実質的に逸脱せずに，典型的な実施例において多くの修正が可能なことを理解されるであろう。したがって、そのようなすべての修正は請求の範囲に記載した本発明の範囲に含まれるべきであると考える。請求の範囲において、手段および機能の請求項は、詳しく説明した機能を実行する構造や、構造的な同等物のほかに、同等な構造にも及ぶと考える。くぎは木製部品を一緒に固定するため円筒形の表面を使用しており、これに対してねじは木製部品を結合する環境においてらせん形の表面を使用している点で、くぎとねじは構造的な同等物でないかもしれないが、くぎとねじは同等な構造であるといえる。
【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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