(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の表面に多数の凹部を有する液体不透過性シート材料と、前記の凹部内に収容、固定された、高吸水性樹脂を含む吸水性材料とを備え、防漏機能と吸水機能を兼ね備えており、
前記液体不透過性シートの前記凹部が、上部が広く、下部に向かうにしたがって狭くなるような漏斗状のテーパーを持っている吸水性構造体。
【請求項２】
前記液体不透過性シート材料が厚さ５μｍ〜５０μｍの熱可塑性フィルムである請求項１に記載の吸水性構造体。
【請求項３】
前記液体不透過性シート材料が厚さ５μｍ〜５０μｍの熱可塑性フィルムと不織布との接合体である請求項１に記載の吸水性構造体。
【請求項４】
前記液体不透過性シート材料の前記凹部の底部あるいはその一部に、そのままでは通液するような開孔部分または多孔質部分が存在し、その開孔または多孔質部分が、前記吸水性材料で閉じられており、それによって防漏性が付与されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸水性構造体。
【請求項５】
前記液体不透過性シート材料の前記開孔部分が開孔を持つフィルム、前記多孔質部分が前記開孔を塞ぐように前記フィルムに接合された耐水性不織布である請求項４に記載の吸水性構造体。
【請求項６】
前記吸水性材料が高吸水性樹脂を５０％以上含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の吸水性構造体。
【請求項７】
前記吸水性材料が、平均粒径０．４ｍｍ以下の粒子状高吸水性樹脂と、それを結合するミクロフィブリル状微細繊維とからなっている請求項１〜６のいずれか１項に記載の吸水性構造体。
【請求項８】
前記吸水性材料で充填された部分が通気性を有している請求項４〜７のいずれか１項に記載の吸水性構造体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の吸水性構造体で構成された吸収体製品。
【請求項１０】
底部に開孔が形成された多数の凹部を有する液体透過性シート材料の上から、粒子状高吸水性樹脂を含有するスラリーを連続的に供給することによって、前記凹部内に、前記スラリーを充填させるとともに、前記スラリー中の溶媒を前記開孔を通じてシート材料を透過して分離することにより、固形分のみを凹部内に残存させ、ついで脱溶媒、乾燥を行うことを特徴とする吸水性構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防漏機能と吸水機能を兼ね備えているシート状の吸水性構造体に関し、とくに使い捨てオムツのような吸収体製品において、そのバックシートもしくは外側シートに使用した場合、単独でも十分な吸水能力をもつ吸収体としても機能するような吸水性構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オムツ、ナプキン等の吸収体製品は、その殆どが、透水性を持つトップシートと、液体不透過性シートバックシートと、その間に存在する吸収体とから構成されている。最近の開発の傾向としては、超薄型の製品の普及とあいまって、トップシートと吸収体を結合一体化する方向、吸収体と液体不透過性シートバックシートを一体化する方向に移行しつつあり、すでにいくつかの提案がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸収体の吸水能力を維持しながらその厚さを低下させることには自ずから限度がある。また吸収体は、吸収性を有していても液体の透過を防止する機能はないので、液体不透過性シート材料と組み合わせて使用することが不可欠であり、したがって吸収体をどれほど薄くしたとしても、液体不透過性シートとの間の挙動のずれに起因する違和感をなくすことはできず、これが吸収体製品の使用感の低下を招く最大の原因の一つとなっている。
【０００４】
本発明の目的は、吸水性と液体不透過性との、両立できない２つの性質を兼ね備えた、多機能な吸水材料を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、一方の表面に多数の凹部を有する液体不透過性シート材料と、前記の凹部内に収容、固定された吸水性材料とを備え、防漏機能と吸水機能を兼ね備えている吸水性構造体が提供される。
【０００６】
液体不透過性シート材料は、たとえば厚さ５μｍ〜５０μｍの熱可塑性フィルム、あるいは厚さ５μｍ〜５０μｍの熱可塑性フィルムと不織布との接合体であり、このシート材料に形成された凹部は、他の部分と同一の液体不透過性であてもよく、あるいは凹部の底部あるいはその一部に、そのままでは通液するような開孔部分または多孔質部分が存在し、その開孔または多孔質部分が、前記吸水性材料で閉じられていてもよい。
【０００７】
このような構成の吸水性構造体は、全体として液体不透過性であるとともに、凹部に収容、固定された吸水性材料により、大きい液体吸収能力を示し、したがって液体不透過性シートと吸収体の２つの機能を兼ね備える。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記のような本発明の目的を達成するためには、次のような要件をクリヤーすることが必要である。
(1) 凹凸構造を持った液体不透過性シート材料、さらに望ましくは防水性とともに通気性を有する材料を使用する。
(2) 吸水能力のできるだけ大きい吸水性材料を使用する。
(3) 凹部に吸水性材料を充填し、しかもその凹部に固定する。
【０００９】
まず、凹部を持った液体不透過性シート材料、望ましくは防水性とともに通気性を有する材料について説明する。
【００１０】
本発明に使用される凹凸構造を有する材料としては、厚さ５μｍ〜５０μｍ程度のＰＥ、ＰＰ、ＥＶＡ等のフレキシブルな熱可塑性フィルムに、機械的穿孔、熱成形、真空成形等の手段で任意の形状で多数の孔または凹部を形成したものが最も一般的であるが、液体不透過性シート材料の一部に開孔が形成され、この開孔部分を、後述する吸水性材料で塞ぐことにより、防水防漏性を与えたものも有利に使用できる。
【００１１】
また凹部を充填する吸水性材料には、その比較的狭い空間に充填させるために、細かいサイズであることが要求され、一方その狭い空間に充填させる量である所定量の吸水量を確保するためには、単位容積当りの吸水能力が高いことが要求される。
【００１２】
このような要求は、木材パルプや吸水性繊維だけでは満足させることができない。したがって本発明では、粒子状あるいは繊維状等の任意の形態の高吸水性樹脂（以下「ＳＡＰ」と記す）が使用される。ＳＡＰとして、例えばアクリル酸塩重合体架橋物、澱粉ーアクリル酸グラフト共重合体、澱粉ーアクリロニトリルグラフト共重合体の加水分解物、ポリオキシエチレン架橋物、カルボキシメチルセルロース架橋物などが一般的に知られている。ＳＡＰを製造するプロセスは、以下の工程を含む：一般に、逆相懸濁重合、逆相乳化重合、水溶液重合などの方法によって重合体が合成される；この重合体を乾燥することにより、あるいは乾燥したのち粉砕することによりベースポリマー粒子が得られる；次に、粒子表面の架橋密度を高めるために後処理が施され、同時に製品粉体の吸湿によるブロッキング性を抑制するためにブロッキング防止剤が添加される。
【００１３】
ＳＡＰは、一般的には粉末、フレーク状の粒子の形態を呈しているが、場合によっては、繊維状、フィルム状のものも製品化されており、本発明ではいずれの形態のＳＡＰも使用可能である。狭い空間内に安定に保持されることにより達成される本発明の目的のためには、粒子状、でき得ればより細かいものが望ましく、粒経で表示すれば、０．４ｍｍ以下、さらに望ましくは０．３ｍｍ〜０．１ｍｍ程度のものが適している。また０．１ｍｍ程度の極細粒子と０．４ｍｍ以上の粗粒子を共存させてもよい。木材パルプ等の繊維材料にＳＡＰを共存させる場合には、ＳＡＰ含有量が多いほどよく、少なくともＳＡＰを５０％以上含有させることが望ましい。
【００１４】
液体不透過性シート材料に設けたられ凹部に、ＳＡＰもしくはＳＡＰを含む吸水性材料を充填固定するための方法としては、原則的には通常のオムツ、ナプキン等の吸収体製造プロセスで行われているものと同じ方法を適用することができ、一つの好ましい方法は、たとえば気流中にＳＡＰと木材パルプとを分散させる工程と、この分散物を凹部に充填する工程と、ついでその場所にホットメルトで固定する工程とを含む。
【００１５】
不均一性、粉塵の発生等の問題が生じないという点でより好ましい他の方法は、スラリー状にしたＳＡＰを用いる方法である。たとえば、本発明者らが先に特願平８−３３３５２０号において提案した、ＳＡＰとミクロフィブリル状微細繊維の混合スラリーを利用する方法がある。ミクロフィブリル状微細繊維は、親水性有機溶媒と水との混合溶媒中で、ＳＡＰと高濃度で安定なスラリーを形成する。このスラリーを脱溶媒、乾燥することにより、ミクロフィブリル状微細繊維はＳＡＰ粒子相互とシート材料とを結合する結合剤としても有効に働く。したがってこのスラリーをコーターあるいはスプレーによるコーティング等の手段によって、液体不透過性シート材料の凹部に充填し、ついで脱溶媒することによって、防漏機能と吸水性機能とを兼ね備えた吸水性構造体が得られる。
【００１６】
もし液体不透過性シート材料の凹部がその一部に開孔、もしくは液体透過性の構造を有しているならば、真空脱水装置を備えたコンベア上に上記液体不透過性シート材料を供給し、この液体不透過性シート材料の上から上記スラリーを連続的に供給することによって、スラリー中の溶媒が開孔あるい通液部を通じてシート材料を透過して分離され、固形分のみが凹部に残される。ついで、更なる脱溶媒、乾燥を行うことによって、ＳＡＰ粒子相互間、およびＳＡＰ粒子とシート材料とがミクロフィブリル状微細繊維により結合され、その位置に安定に固定され、同時に防水性も付与されることになる。またＳＡＰの量と、ミクロフィブリル状微細繊維の性状および量との比率を適切に選択することによって、望ましい防漏性を維持しながら、ある程度の通気性をも示すという、吸収体製品の素材として好ましい特性を与えることも可能である。
【００１７】
つぎに、本発明の吸水性構造体の構造の例を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、フレキシブルな熱可塑性フィルムからなる液体不透過性シート材料１１に、底部に開孔１２を有する多数の凹部１３を形成したシート材料を示している。この凹部１３内に、吸水性材料を充填した吸水性構造体が図２および図３に示される。吸水性材料は、ＳＡＰ粒子１４を、ミクロフィブリル状微細繊維１５により液体不透過性シート材料１１の凹部１３内壁に固定したものである。
【００１９】
一般的に、より微細な粒子が狭い部分に充填し、大きな部分が比較的広い部分に充填している構造が望ましい。
【００２０】
また図４は、本発明の他の吸水性構造体を製造する過程を示している。図４のステップＡにおいて、液体不透過性シート材料２１および横伸展性を有する液体透過性不織布２２が、ホットメルト接着剤層（図示せず）を介して重ね合わされ、ステップＢにおいて、加熱されたグリッドロールによる処理によって、相互に平行に延びる多数溝部２３が形成され、同時にシート材料２１とホットメルトを介して各凹部の位置で結合される。この複合シートは、ステップＣにおいて、溝部２３の長さ方向と直交する方向に延伸され、これによって液体透過性シート材料２１は各溝部２３の位置で切り離され、凹部２４を形成する。２４の部分は液体透過性の不織布のみから構成されている。
【００２１】
つぎに、ステップＤにおいて、上に述べた、親水性有機溶媒と水との混合溶媒中にＳＡＰとミクロフィブリル状微細繊維を均一に分散させたスラリーを、液体透過性シート材料２４上に塗布し、ついで脱溶媒、乾燥することにより、凹部２４は、ＳＡＰとミクロフィブリル状微細繊維とからなる吸水性材料２５で充填される。最後に、ステップＥにおいて、液体不透過性シート材料２１および各吸水性材料２５上に、不織布のようなトップシート２６が配置され、吸収体の存在しない２１の部分でトップシートと接合される。
【００２２】
図５は、ステップＢにおいて形成される多数の凹部２４が円形である液体不透過性シート材料を示し、図６は、ステップＤにおいて凹部２４が吸水性材料２５で充填されたシート材料を示している。
【００２３】
図４に示した吸水性構造体において、液体不透過性シート材料２１とともに複合シートを構成する不織布２２は、ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴ等の耐水性のある合繊不織布、あるいは合成繊維にレーヨン、リヨセル、コットン等のセルローズ系繊維を混合した材料から得られる、目付１０ｇ／ｍ2〜５０ｇ／ｍ2の不織布が望ましい。
【００２４】
図７および図８は、液体不透過性シート材料２１を波板状に成形し、相互に平行に延びる谷状の凹部２４の底部に、細い帯状もしくは棒状に吸水性材料２５を配置し、その位置に固定した構成を示している。
【００２５】
また図９は、図７および図８で用いられた帯状もしくは棒状に吸水性材料２５に代えて、吸水性材料２５がドット状に設けられた例を示している。
【００２６】
図７〜図９に示した構成において、液体不透過性シート材料２１は、その凹部２４の底部に開孔を有していても、あるいは有さなくてもよい。
【００２７】
いかなる場合にも、液体不透過性シート材料に形成される凹部２４は、シート材料の表面に対してほぼ垂直に延びる内壁面を持っていてもよいが、好ましくは、吸水性材料の充填のし易さから、上部から下部に向かうにしたがって狭くなるような漏斗状のテーパーを持つ。
【００２８】
凹部のサイズは、吸水性材料の大きさ、形状にも依存するが、円形であればその直径で、楕円形、長方形あるいは溝のような細長いものであればその短い方向の巾で、少なくとも０．３ｍｍ、望ましくは０．５ｍｍ以上であることが望ましい。なぜならば、直径もしくは幅が小さすぎると、凹部の中に充分な量の吸水性材料を安定に保持することが難しくなるからである。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例によって説明する。
【００３０】
（実施例１）
＜凹凸部を持った液体不透過性シート材料の用意＞
全面にテーパー状の、図１のような開孔を持つ約３０μｍのポリエチレンフィルム（トレドガー社製、商品名「VISPORE X-6170」）を用意した。
【００３１】
＜吸水性材料のスラリーの用意＞
別に、ＭＦＣゲル（大セル化学工業製、商品名「セリッシュ KY-100G」）をエタノール／水＝７０／３０の混合溶媒に分散させて、ＭＦＣの０．５％分散液を１リットル調製した。この分散液中に、平均粒径０．３ｍｍの粒子状ＳＡＰ（三菱化学製、商品名「US40」）２００ｇを加えて、ＳＡＰとＭＦＣの共分散スラリーを用意した。
【００３２】
＜吸水性構造体の調製＞
上記開孔ポリエチレンフィルムを、開孔の大きい側の表面を上にして、サクションゾーンを備えた８０ｍｅｓｈのプラスチックベルトからなるベルトコンベア上に供給して搬送しながら、開孔ポリエチレンシート上に、ＳＡＰ／ＭＦＣの共分散スラリーを塗布した。
【００３３】
サクションゾーンにおいて、開孔ポリエチレンシート上のＳＡＰ／ＭＦＣの共分散スラリーから開孔部を通して脱液し、開孔部内にスラリー固形物を充填させた。ついで、この固形物に８０℃の温風を吹き付けて乾燥させた。
【００３４】
得られた吸水性構造体の開孔部分は、顕微鏡で観察すると、図２に示したような構造を有していた。
【００３５】
＜通気性の評価＞
得られた吸水性構造体について、通気性のテストをＪＩＳ  Ｐ８１１７のガーレ式テストにもとづいて行い、透気度（ｓｅｃ／１００ｃｃ）＝１００の結果が得られた。
【００３６】
＜耐水性の測定＞
吸水性構造体の下に、１０層の市販ティシュペーパーを敷き、高吸水性材料で充填された開孔部を覆うようにして２０ｍｍ径のガラスチューブを利用して生理食塩水からなる水柱をたて、耐水圧を測定した。高吸水性材料で充填された部分において、ＳＡＰは膨潤による盛り上がりが認められたが、８００ｍｍＨ2Ｏまで水柱を高めても、液が漏れることはなく、ティッシュも濡れることがなかった。
【００３７】
（実施例２）
＜液体不透過性シート材料となる基材の用意＞
ＬＬＤＰＥ製のマッティング加工した厚さ２５μｍのポリエチレンシートの表面に、ホットメルト型接着剤をスプレー塗布し、この塗布面に、ＰＰ繊維ステープル（１．５ｄ×３５ｍｍ）から構成された３０ｇ／ｍ2の横伸展性の大きいスパンレース不織布を重ね、加熱下で加圧することにより張り合わせて、図４Ａに示す構造の、不織布とフィルムの複合体を用意した。
【００３８】
この複合体を、図４に示す工程にしたがって処理した。まず、１００℃の表面温度を有するステンレス製のグリッドロール（山のピッチ１０ｍｍ，頂上の幅０．５ｍｍ，深さ２ｍｍ）上を通過させ、フィルムにライン状に溝部を生じさせたのち（図４のステップＢ）、よこ方向に１．５倍に拡巾して、フィルム部分と不織布が帯状に露出する不織布・フィルム複合体を得た（図４のステップＣ）。
【００３９】
＜吸水性材料のスラリーの用意＞
ＢＣゲル（味の素製、商品名「バイオセルローズ」の５％水分散液）に、エタノール、水を加えてエタノール／水＝６０／４０の０．４％分散液を１リットル調製し、その中に、平均粒径０．３ｍｍの粒子状ＳＡＰ（三菱化学製、商品名「ＵＳ４０」）３００ｇを加えて、ＳＡＰとＢＣの共分散スラリーを用意した。
【００４０】
＜吸水性構造体の調製＞
不織布・フィルム複合体の不織布部分（約５ｍｍ）をカバーするように、前記の共分散スラリーを厚さ２００ｇ／ｍ2、幅約１０ｍｍでコーティングした（図４のステップＤ）。
【００４１】
＜凹凸状の吸水性構造物の調製＞
上記吸水性構造体を、溝付ガイドにより波板状に成形して、親水処理化ＰＥ／ＰＥＴスパンボンド２０ｇ／ｍ2（ユニチカ社製、商品名「エルベス」）と張り合わせて、トップシート付吸収体とした（図４のステップＥ）。
【００４２】
＜通気性の評価＞
上記吸水性構造体ついて、ＪＩＳ  Ｐ８１１７のガーレ式による透気度テストを行ったところ、透気度（ｓｅｃ／１００ｃｃ）は８０であり、良好な透気性を示した。
【００４３】
＜吸水体製品としての着用テスト＞
上記凹凸状の吸水性構造体に、ギャザーと結束テープをつけて幼児用オムツを１０枚を試作し、着用テストを行ったところ、サイド部からの漏れは２枚発生したが、バックサイドからの漏れは１枚も発生しなかった。
【００４４】
（実施例３）
＜防水性の凹凸材料の用意＞
ＰＰのメルトブローン（５ｇ／ｍ2）とＰＰスパンボンド（１３ｇ／ｍ2）の組合せからなるメルトブローン、スパンボンド（ＭＳ）複合不織布（１８ｇ／ｍ2）を用意した。一方、ＬＬＤＰＥを主成分とする厚さ３０μｍのＰＥフィルムに直径２ｍｍの開孔を施した孔あきフィルムを用意した。この孔あきフィルムのスパンボンド面に微量のホットメルト型接着剤をスプレーし、この面にＭＳ不織布を貼合して、図５に示す複合体シートを得た。
【００４５】
この複合体シートの耐水圧を実施例１と同じ条件で水柱テストし、約２００ｍｍＨ2Ｏの値を得た。
【００４６】
＜吸水体のスラリーの用意＞
実施例１と同じ条件で吸収体のスラリーを用意した。
【００４７】
＜吸水構造体の調製＞
上記ＭＳ不織布と開孔フィルムとの複合体を、実施例１と同様、サクションゾーンを備えたベルトコンベア上に、開孔フィルムを上にして供給し、その上に吸水体スラリーを供給した。サクションゾーンで脱溶媒し、ＭＳ不織布の露出面に吸水性材料としてＳＡＰ粒子をＭＦＣによって結合、充填して、図６に示すような吸水性構造体が得られた。
【００４８】
＜吸水性構造体の通気性＞
得られた吸水性構造体について、ＪＩＳ  Ｐ８１１７のガーレ式テストに基づいて通気性テストを行ったところ、透気度（ｓｅｃ／１００ｃｃ）＝１６０の値を得た。
【００４９】
＜吸水性構造体の防水性評価＞
上記吸水性構造体の下に、１０層の市販ティッシュペーパーを敷き、ＳＡＰ粒子で充填された開孔部を覆うようにして直径２０ｍｍのガラスチューブを使用し、生理食塩水の柱をたて、耐水性を測定した。生理食塩水に接触した部分のＳＡＰは膨潤して盛り上がり、８００ｍｍＨ2Ｏまで水柱を高めたが、液は漏れることもなく、ティッシュも濡れることがなかった。
【００５０】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明の吸水性構造体は、全体として液体不透過性であるとともに、凹部に収容、固定された吸水性材料により、大きい液体吸収能力を示し、したがって液体不透過性シートと吸収体の２つの機能を兼ね備える。このため、吸収体と液体不透過性シートとの間の挙動のずれに起因する違和感がなくなり、吸収体製品の使用感を格段に向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸水性構造体を構成する孔あき液体不透過性シートの部分斜視図。
【図２】本発明の吸水性構造体の表面の一部を示す平面図。
【図３】図２の吸水性構造体の縦断面図。
【図４】本発明の吸水性構造体を製造する工程を示す説明図。
【図５】本発明の吸水性構造体に使用される液体不透過性シート材料の平面図。
【図６】図５の液体不透過性シート材料の凹部に吸水性材料を充填した状態を示す平面図。
【図７】本発明の他の吸水性構造体を示す部分平面図。
【図８】図７の部分縦断面図。
【図９】本発明のさらに他の吸水性構造体を示す部分平面図。
【符号の説明】
１１    液体不透過性シート材料
１２    開孔
１３    凹部
１４    ＳＡＰ粒子
１５    ミクロフィブリル状微細繊維
２１    液体不透過性シート材料
２２    液体透過性不織布
２３    溝部
２４    凹部
２５    吸水性材料
【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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