JP2001505624A - 多機能吸収材料とそれから作られた製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 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１００〜１００００ダルシーの透過率と、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１００ｍｌ当り２５ｍｌ未満の流出率をもつことができる。多機能材料は、約３０〜７５重量％の低速超吸収材、約２５〜７０重量％のパルプ、および識別可能な量から最大約１０％の結合構成要素をもたなければならない。多機能材料は、約０．０５〜０．５ｇ／ｃｃの密度をもつことが好ましい。多機能材料は、使用者の状態に一致する４時間枠にわたってサージ材料を脱離し、遠い貯蔵場所へ分配するため液体を解放する液体透過機能を備えている。多機能材料は、吸込み材料と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。

Description

【発明の詳細な説明】 多機能吸収材料とそれから作られた製品技術分野 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べ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、 通常の意昧を有する。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３，５４２，６１ ２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 Compo sites by John A.Manson and Leslie H．Sperling，copyright 1976 by Plenum Press，adivision of plenum Publishing Corporation of New York，IBSN 0-30 6-30831-2,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(pat tern 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相を保持するため、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（２５ ２．７３ｍｍ）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 験の問じよ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、吸収紙の上にブロットする。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。 ATI=(t₁₀+t₂₀+t₃₀+t₄₀+t₅₀+t₆₀+t₇₀+t₈₀+t₉₀)/９ t_n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 bibul ous 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(par titioning)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 Li jap and Joseph Pascente in Nonwovens world magazine，summer 1995，at pag es65-70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、Tronixlnc．of 31 Business Park Drive，Branfor d，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 P ronoy K．Chatterjee，published by Elsevier Publishers B>V>1985，ISDN 0-4 44-42377-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 。 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。 形状と接触角は近似したことを留意されたい 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，lnc．ISBN 0-12-223650-5の論文がある。 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)。 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(ｇ ｓｍ)；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蕎吸収の前に排泄物(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５ｃ ｍである。 パーソナル・ケア製晶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０ ８／７５５，１３６号（発明の名称“absorbent articles with controllable f ill 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 art icles 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、ず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１０ ０ｍｌ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ふことがあるが，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、通例ライナ一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、多孔質フオーム、網状フオーム、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。ポリオレフイン、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１４．０〜４２．０ ｇｓｍの坪量、約０．１３〜１．０ｍｍ、より詳細には約０．１８〜０．５５ｍ ｍ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“hig hly 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、界面活性剤て処理してもよい 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、分配層は高い毛菅張力値を持たな 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 rat e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１５ｃ ｍ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ツクス速度g(mi n^★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^★gs m^★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ポリマー）フィラメントノメ 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（０．０ １２ｍｍ）〜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St ochhausen FAVOR 880超吸収材と６８％の南部軟材パルプを含んでおり、０．１ ８３ｇ／ｃｃの密度と８１４ｇｓｍの坪量を有する。図３は、例１の材料がUltr atrim（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 ユラスをもつ繊維と／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、一液体接着剤、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、ポリオレブィンおよび／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２５ ｍｌ末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。 必要な毛菅張力と透過率を達成するために、本発明の多機能材料は、３０〜７ ５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。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，Ml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 Var de,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分問安定化し、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（１ ３２℃）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、１００ｍ ｌ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１ ０．２ｃｍ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、試料の金長でなく、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、１００ ｍｌ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。 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 of 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、それそれ初回の排泄、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一群の最 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バ一群は、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バ一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℃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０．２ ２ｇ／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。 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Danakl on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。各排泄後の毛菅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。 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。 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子測す 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) 。 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Kimberl y-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人の赤ちやんの上に置いて、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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ３２Ｂ 5/00 Ｄ０４Ｈ 1/54 Ａ Ｃ０８Ｌ 101/14 Ａ４１Ｂ 13/02 Ｄ Ｄ０４Ｈ 1/04 Ａ６１Ｆ 13/18 ３０７Ｚ 1/54 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 バーンズ アンドリュー スコット アメリカ合衆国 ジョージア州 30245 ローレンスヴィル チャンティリー レー ン 121 (72)発明者 チャン クオ シュー エドワード アメリカ合衆国 ジョージア州 30076 ロズウェル アイヴィー オークス ウェ イ 200 (72)発明者 グリスキーウィクツ スタンリー マイケ ル アメリカ合衆国 ジョージア州 30189 ウッドストック ウェスト パトナム フ ェリー ロード 165 (72)発明者 ヘッツラー コニー リン アメリカ合衆国 ジョージア州 30201 アルファレッタ パワーズ コート アベ ニュー 440 (72)発明者 ラティマー マーガレット グヴィン アメリカ合衆国 ジョージア州 30202 アルファレッタ ジョーンズ ブリッジ ウッズ プレイス 115 (72)発明者 リー ヨン アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54915 アップルトン クレストウッド コート ダブリュー2807 (72)発明者 リトル シルヴィア バンディー アメリカ合衆国 ジョージア州 30064 マリエッタ ノールウッド ドライヴ 189 (72)発明者 マース タマラ リー アメリカ合衆国 ジョージア州 30340 ドラヴィル コルキット ドライヴ 3388 (72)発明者 マシューズ ビリー ジーン アメリカ合衆国 ジョージア州 30188 ウッドストック ジュリー アン ウェイ 444 (72)発明者 リッドル ジェームズ ブライアン アメリカ合衆国 テネシー州 37725 ダ ンドリッジ バトルフィールド ドライヴ 278 (72)発明者 ウィルヘルム ホア ラ アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54914 アップルトン ランプライター コート 22 (72)発明者 ソーヤ ローレンス ハウエル アメリカ合衆国 ジョージア州 30075 ロズウェル スピアフィールド トレース 245

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 超吸収剤、パルプ、および結合構成要素から成る多機能材料であって、前 記多機能材料がその有効寿命にわたって１００〜１００００ダルシーの透過率と 、約２〜１５ｃｍの毛管張力を有する多機能材料。 ２． ３０〜７５重量％の超吸収材、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請求の範囲１に記載の多機能材 料。 ３． 約０．０５〜０．５ｇ／ｃｃの密度を有する請求の範囲１に記載の多機能 材料。 ４． 約２００〜７００ｇｓｍの坪量を有する請求の範囲１に記載の多機能材料 。 ５． 前記超吸収材が５分以上の吸収時間指数を有する請求の範囲１に記載の多 機能材料。 ６． 前記超吸収材が１０分以上の吸収時間指数を有する請求の範囲１に記載の 多機能材料。 ７． 前記超吸収材が粒子、ビーヅ、および繊維から成るグループから選択され る請求の範囲１に記載の多機能材料。 ８． 前記結合構成要素が液体接着剤と繊維接着剤から成るグループから選択さ れる請求の範囲１に記載の多機能材料。 ９． 前記結合構成要素が熱活性化接着性繊維である請求の範囲８に記載の多機 能材料。 １０．前記繊維がポリエチレン／ポリエチレン・テレフタレート、ポリエステル ／ポリエチレン・テレフタレート、およびポリエチレン／ポリプロピレンから成 るグループから選択される請求の範囲９に記載の多機能材料。 １１．分配材料、前記分配材料に隣接した請求の範囲１に記載の多機能材料、お よび前記多機能材に隣接したサージ材料から成るパーソナル・ケア製品用の複合 構造。 １２．前記多機能材料は、前記サージ材料より大きく、前記分配材料より小さい 毛管張力を有する請求の範囲１１に記載の複合構造。 １３．さらに、前記分配材料が前記多機能材料から保持材料へ液体を分配するよ うに、前記分配材料に隣接した保持材料を含んでいる請求の範囲１１に記載の複 合構造。 １４．請求の範囲１の材料で構成されたおむつ、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、および生理用製品から成るグループから選択さ れたパーソナル・ケア製品。 １５．前記パーソナル・ケア製品が生理用製晶である請求の範囲１４に記載の製 品。 １６．前記パーソナル・ケア製品が老人失禁用製品である請求の範囲１４に記載 の製品。 １７．前記パーソナル・ケア製品がおむつである請求の範囲１４に記載の製品。 １８．多くて７．６ｃｍの股幅を有する請求の範囲１７に記載のおむつ。 １９．狭い股幅のおむつであって、 サージ材料、 前記サージ材料と液体伝達状態にあって、３５〜６０重量％の低速超吸収材、 ４０〜６５重量％のパルプ、および１〜７％の結合構成要素から成り、その有効 寿命にわたって２５０〜１００００ダルシーの透過率と約２〜１５ｃｍの毛管張 力を有する多機能材料、 分配層、 前記分配層と液体伝達状態にあって、液体を貯蔵する保持材料、 から成り、 多くて５ｃｍの股幅と、１００ｍｌ当り２５ｍｌ未満の流出率を有するおむつ 。 ２０． 狭い股幅のおむつであって、 約５〜２０ｃｃ／ｓｅｃの体積流量で、約６０〜１００ｃｃの入ってくる排泄 物を処理することができるサージ材料、 前記サージ材料と液体伝達状態にあって、使用者の状態に見合うう時間枠にわ たってサージ材料を脱離し、遠い貯蔵場所へ分配するため液体を解放する液体透 過機能を有する多機能材料、 前記多機能材料と液体伝達状態にあって、１５ｃｍ以上の毛管張力を有する前 記多機能材料から遠い貯蔵場所へ液体を移動させる分配層、および 前記分配層と液体伝達状態にあって、液体を貯蔵する保持材料、 から成り、 多くて５ｃｍの股幅をもつおむつ。