JP2015524682A - 向上した機械的特性を提供する、多成分繊維不織布である最も外側の層を有した、着用可能な物品 - Google Patents
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Abstract
Description
「吸収性物品」とは、身体排泄物を吸収し収容する装置、より具体的には、身体より排泄される様々な排泄物を吸収及び収容するため、着用者の身体に接して又は近接して配置された装置を指す。吸収性物品には、おむつ、トレーニングパンツ、成人用失禁下着及びパッド、女性用衛生用品、胸パッド、介護用マット、涎掛け、創傷包帯用品などが挙げられ得る。本明細書で使用するとき、用語「排出物」には、尿、血液、膣排泄物、母乳、汗、及び糞便が挙げられるが、これらに限定されない。
ランディングゾーン644は、不織布ウェブのセクションを備え得る。本明細書で企図されるランディングゾーンの構成要素として使用するのに好適であり得る不織布ウェブは、けん縮複合繊維(以降、多成分繊維と呼ぶ)から作られた不織布ウェブを備え得る。けん縮多成分繊維は、第1のポリマーの第1のセクションと、第2のポリマーの第2のセクションとを備え得る。第1及び第2のセクションは、多成分繊維の断面の実質的に別個の区域を占有するよう配置され、繊維長さに沿って連続的に延びることができる。いくつかの例では、第1及び第2のセクションのそれぞれは、多成分繊維の長さに沿って外側面の少なくとも一部を形成する。いくつかの例では、図13Aに示すように、多成分繊維1500は、第1及び第2のポリマーセクション1502及び1510がそれぞれ、多成分繊維1500の外側面1520の約50%を形成するように、第1のポリマーセクション1502と第2のポリマーセクション1510が、多成分繊維の長さに沿って並んで延びている並列式多成分繊維であってもよい。
第1のポリマーセクション1502と第2のポリマーセクション1510は、紡糸後に繊維1500におけるクリンピングに影響を及ぼす任意の好適な構成で配置され得る。いくつかの例では、図13Bに示すように、第2のポリマーセクション1510は、第1のポリマーセクション1502の内部で十字形パターンを形成してもよく、十字形パターンは、第1のポリマーセクションの内部で非対称的に分布している。いくつかの例では、図13Cに示すように、第2のポリマーセクション1510は、例えば、シース−コア配列で、第1のポリマーセクション1502によって完全に包囲されてもよく、これによって、第1のポリマーセクション1502は、多成分繊維1500の外側面1520の約100%を含む。第2のポリマーセクション1510は、けん縮を結果として生じる繊維1500にもたらすように、第1のポリマーセクション1502の内部に非対称的又は偏心的に配置されてもよい。別の様式で表すと、図13A〜Dで示唆するように、繊維1500を通して断面が取られる場合、断面の総面積を等しく分ける、断面の平面内に位置する軸が存在し、それに対して第1のポリマーセクション1502と第2のポリマーセクション1510の少なくとも1つによって占有される区域が、不同に分布していることが望ましい場合もある。図13A〜Dに示した断面の例は、かかる条件を満たし、それぞれの図において、第1のポリマーセクション1502と第2のポリマーセクション1510の少なくとも1つによって占有される区域が、軸Aの周りで不同に分布している。理論に拘束されることを意図するものではないが、図13A(第1及び第2のポリマー構成要素が並列式配列にある)及び図13C(第1及び第2のポリマー構成要素が偏心シース−コア配列にある)の例が、紡糸を容易にし、繊維の最適なクリンピングをもたらすと考えられる。代替例では、図13Dに示すように、第1のポリマーセクション1502及び第2のポリマーセクション1510は、第1のポリマーセクション1502と第2のポリマーセクション1510との間に開口部又は空洞1530を画定する並列式配向にあってもよい。別の例では、開口部又は空洞1530は、1つ以上の追加のポリマー構成要素により占有されてもよい。しかしながら、概して、繊維が紡糸口金を出る際に繊維がけん縮し、冷却する任意の配列が企図される。
以下に記載されるように、第1のポリマーがポリオレフィンであり、第2のポリマーが非ポリオレフィンであり、非ポリオレフィンが、ポリオレフィンよりも大きな引張り強度又は大きな剛性のいずれか又は双方を有する場合、多成分繊維不織布ウェブを形成する多成分繊維内の第2のポリマーに対する第1のポリマーの重量比は、いくつかの例では、約10:90〜約90:10の範囲であり得る。しかしながら、多成分繊維不織布ウェブを形成する多成分繊維内の第2のポリマーに対する第1のポリマーの重量比は、約50:50〜90:10、又は60:40〜80:20であることがより好ましく、この比は、約65:35〜75:25の範囲であることが更により好ましい場合がある。これら範囲は、より大きな強度を有するポリマーの使用(本明細書に記載される分離抵抗を付与することに役立ち得る)、及びより大きな強度の材料がより高価である費用有効性との間のバランスをとることが望ましい場合がある。更に、本明細書に記載されている使用に企図される分離抵抗を達成するために、不織布基材内の第2のポリマーの坪量は、1gsmを超えてもよい。
いくつかの例では、第1のポリマーセクション1502を形成する第1のポリマーの融点は、第2のポリマーセクション1510形成する第2のポリマーの融点よりも少なくとも40℃低い場合がある。いくつかの例では、第1のポリマーセクション1502を形成する第1のポリマーと第2のポリマーセクション1510を形成する第2のポリマーのそれぞれの融点の間の差は、40℃〜120℃であってもよい。
第1又は第2のポリマーのうちの1つが、多成分繊維の非ポリアミド構成要素である場合、プロピレンホモポリマー及びプロピレンと、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン及び4−メチル−1−ペンテンなどの2〜20個の炭素原子、好ましくは2〜8個の炭素原子を有する1つ以上の異なるタイプのα−オレフィンとのコポリマーで、主要構造単位としてプロピレンを有するものが、第1又は第2のポリマーの1つについてのいくつかの例で利用され得る。上記で列挙されたものの中で、プロピレンホモポリマー、若しくは、約0〜約10モル%の範囲のエチレン単位含量及び約20〜約200g/10分の範囲のメルトフローレートを有するプロピレン−エチレンランダムコポリマーが望ましい。
前述の特に好ましい例との組み合わせにおいて、又は別の例において、第2のポリマーは、PA6、PA6−6、PA6とPA6−6のコポリマー、PA6とPA10のコポリマー又はPA6とPA12のコポリマーなどのポリアミド(PA)であり得る。最も好ましいものは、PA6(ナイロン6としても知られる)であり得る。ポリアミド構成要素の好ましい密度は、約1.11〜1.15g/cm3であり得る。好ましい密度は、120cm3/g〜230cm3/gであってもよい。好ましい融点は、210℃〜230℃であり得る。
いくつかの実施形態では、第1のポリマーは、以下の特性を有する非ポリアミド(ポリオレフィンなど)である:
密度:0.7g/cm3〜1.0g/cm3
メルトフローレート:20.0g/10分〜100g/10分
分子量多分散性:1.5〜4.0(ポリスチレンの狭い分子量分布標準)
融点:110℃〜180℃
密度:1.11g/cm3〜1.15g/cm3
粘度数:120cm3/g〜230cm3/g
融点:215℃〜225℃
上述した例に従って、連続する多成分繊維が形成される場合、繊維は、その長さに沿ってけん縮を付与され得る。けん縮繊維の長さの部分を係合されるために遊離して残すパターンで繊維をウェブ構造に結合する熱接着と組み合わされた、本明細書に記載される不織布ウェブを形成するために使用される繊維におけるけん縮は、フック式及びループ式締着装置のループ式構成要素としての使用に好適であると考えられ得る接着ウェブをもたらし得る。ウェブ内の繊維に付与されるけん縮の数及び頻度は、約5個のけん縮〜約50個のけん縮/15mmの範囲であるか、又はこの範囲内の任意の個々の数値であることが望ましい場合がある。
上記で特定されたポリマーに加えて、適切な量の他の構成成分が、多成分繊維内に含まれてもよい。好適な他の構成成分のいくつかの例としては、熱安定化剤、耐候安定剤、種々の安定化剤、抗静電気剤、スリップ剤、粘着防止剤、カブリ防止剤、滑沢剤、染料、顔料、天然油、合成油、ワックス等を挙げることができる。安定化剤のいくつかの好適な例としては、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)などの酸化防止剤;テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)アルキルエステルプロピオネート、及び2,2’−オキサミドビス[エチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートなどのフェノール系酸化防止剤;ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、及びカルシウム,2−ヒドロキシステアレートなどの脂肪酸金属塩;グリシジルモノステアレート、グリシジルジステアレート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート及びペンタエリスリトールトリステアレートなどの多価アルコール脂肪酸エステル等が挙げられる。更に、同様に、1つ以上の異なるタイプの構成要素が、混合され、組み合わせて使用されてもよい。好適な滑沢剤のいくつかの例としては、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ステアリン酸アミド等が挙げられる。
上記記載の多成分繊維から形成される、以下に記載するようなパターンを有する熱接着されたセクションを提供する不織布ウェブは、比較的高い分離抵抗のフック及びループ式締着装置を供与する。更に、前述の不織布ウェブは、高い嵩高性及び優れた柔軟性を呈し得る。また、多成分繊維構成は、優れた紡糸性及び優れた抗フロック特性を呈し得る。したがって、高生産性を達成することが可能であり、特に、フロック加工が熱接着仕上げの際に制御され得、高速処理が容易になり得る。
「線分」パターン
熱接着仕上げは、標準熱接着ロールを使用して達成することができる。例えば、接着パターンに対応する彫刻ロールが、一対の接着ロールの少なくとも1つに使用されてもよい。不織布ウェブは、ロールの間のニップを通過させることができるロールの一方又は双方が加熱され得、圧縮及び加熱エネルギーの組み合わせがニップで印加され得る。製造される不織布ウェブに必要とされる、上述の特性等に従って、ロールの温度、接触圧等が、圧縮及び加熱の程度について調整されてもよい。
図11Bは、不織布ランディングゾーンについての接着パターン970の別の例の一部の平面図を示す。接着パターン970は、長手方向996及び横方向998を含む。接着パターン970は、長手方向996がランディングゾーンの不織布材料の機械方向と一致し、かつ横方向998が不織布材料の横断方向と一致するように不織布ランディングゾーンに適用することができる。代替例では、接着パターン970は、長手方向996がランディングゾーンの不織布材料の縦方向に対して角度をなすように角度をなすことができる。当業者には理解されるように、例えば、接着パターンは、接着プロセス中に装置と材料との間の特定の接触条件を提供するためにランディングゾーンの不織布材料の縦方向に対して0.26度の角度をなすことができる。
個別の閉じた形状から形成されるパターンを含める他の接着パターンが、いくつかの状況で同様に望ましい場合があることを理解されたい。しかしながら、多成分繊維が機械方向バイアスを有する場合、任意のかかるパターンは、非接着材料の連続線を機械方向に沿って開いたままにしないことが望ましい場合がある。むしろ、パターンは、不織布の機械方向に沿って延ばされた任意の線が、機械方向に沿って1cm当たり少なくとも0.5個の接着、より好ましくは、縦方向に沿って1cm当たり少なくとも1個の接着、更により好ましくは縦方向に沿って1cm当たり少なくとも1.5個という接着の平均頻度で、接着に必然的に遭遇するように、構成されかつ配置されることが望ましい場合がある。この属性は、繊維の過度に長い非接着部分(これは、フック及びループ式締着装置内に分離抵抗を付与するために有用ではない)をそのまま残さないように、不織布を形成する各繊維が、好適な周期性で不織布構造に接着される可能性を高めるであろう。
上記説明によるけん縮多成分繊維の不織布ウェブは、いくつかの例では、多層体ウェブの1つの層を形成することができる。例えば、多成分繊維の不織布ウェブは、最上層として使用されてもよく、積層されないしは別の方法で固定され、接着され、若しくは下の異なる組成及び/又は構造の1つ以上の他の層と関連付けられてもよい。この1つ以上の他の層は、例えば、単一成分繊維不織布ウェブ、編まれた又は織られた布、紙又はセルロースウェブ材料、若しくはポリマーフィルム材、これらの組み合わせ、及び更にこれらのサブ多層体の組み合わせであり得る。
単一成分繊維層の単一成分繊維を形成するために使用され得るポリマーは、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン等であり得る。ポリオレフィンの好適な例として、プロピレン、ポリエチレン、及びこれらの混合物が挙げられる。紡糸性、熱抵抗性、及び熱融合特性の観点から、特に単一成分繊維層が多成分繊維層と熱接着されようとする場合には、プロピレン/ポリプロピレンが好ましいことがあり、この多成分繊維は、プロピレン/ポリプロピレン構成要素を有する。上記記載の多成分繊維の構成要素部分のうちの1つを形成するために使用される他のポリマーが、単一成分繊維不織布バット/ウェブ層の繊維を形成するために同様に使用されてもよい。
本明細書に企図される多成分繊維を含んでいる不織布ウェブ材料から形成されるランディングゾーンを含有する締着装置は、種々の消費者向け及び市販の製品に組み込まれることが可能であり、その結果、これら製品に利点が提供され得る。本明細書に記載されている例のいずれかにおいて、ランディングゾーンは、製品に付加される、別々の材料のパッチから形成され得る。例えば、ランディングゾーンは、吸収性物品の任意の構成要素(例えば、トップシート、吸収性コア、バックシート、締着装置、締着部材、カフ等)又は他の市販品(例えば、ラップ、医療用製品等)に結合した別個の構造であり得る。あるいは、ランディングゾーンは、市販品又は締結具の任意の要素の部品又は全体として構成されてもよい。例えば、ランディングゾーンは、吸収性物品の任意の構成要素(例えば、トップシート、吸収性コア、締着部材、バックシート、締着装置、カフ等)又は他の市販品(例えば、ラップ、医療用製品等)の部品又は全体として構成されてもよい。更に、ランディングゾーンは、市販品又は締結具上又はそれらの内部の任意の好適な場所で配置されてもよい。例えば、ランディングゾーンは、市販品又は締結具の外側表面、着用者に面する表面上に配置されてもよく、又は市販品又は締結具の内部に収納されてもよい。別の例としては、着用者に面する表面及び外側表面を有する物品が、本明細書に企図される締着装置を備えてもよい。締着装置は、物品の着用者に面する表面上又は外側表面上に配置され得る。いくつかの実施形態では、物品は、吸収性物品、おむつ、パンツ、成人失禁物品、婦人衛生物品、ボディラップ、よだれかけ、及び消費者向け製品から成る群から選択されることができる。説明のために、本明細書で企図されるランディングゾーンは、使い捨ておむつに関してある程度まで説明されるが、かかる説明は、特許請求の範囲の解釈を限定することを意図するものではない。
フック式パッチ642を形成するために使用され得る任意の好適なフック式構成要素が、本明細書に企図される締着装置に使用されてもよい。フック式パッチ642は、確実な閉鎖をもたらすように、ランディングゾーン644の繊維状要素に機械的に係合することができる。フック式パッチは、広範囲に及ぶ材料から製造されてもよい。適当な材料としては、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、又はこれらの材料の任意の組み合わせ、又は当該技術分野では周知の他の材料が挙げられる。
締着装置640は、第1の腰部区域636及び第2の腰部区域638を接合するための主締着装置であってよい。しかしながら、締着装置640は、単独で、あるいは他の締着手段、例えばタブ及びスロット締着具、テープ締着具、スナップ、ボタンなどと共に使用されて、様々な締着特性を提供してもよい。例えば、締着装置640は、廃棄に便利な構成で使い捨て吸収性物品600を締着するための廃棄手段を、使い捨て吸収性物品600に提供してもよい。更に、二次的定着手段を、係合いを調整するための手段と共に、使い捨て吸収性物品600に提供してもよく、又は二次的定着手段が、第1の腰部区域636と第2の腰部区域638との間の接続の強度を増加させてもよい。
使い捨て吸収性物品は、多くの構成要素、要素、部材等を備えてもよく、種々の方法で構築されてもよい。例えば、トップシート622(図1Bに図示)及びバックシート624(図1Bに図示)は、吸収性コア626(図1Bに図示)のそれらよりも概ね大きい長さ及び幅寸法を有してもよい。トップシート622(図1Bに図示)及びバックシート624(図1Bに図示)は、吸収性コア(図1Bに図示)の縁部を超えて延びることができるために、これによって、使い捨て吸収性物品600の周辺部を形成することができる(図1Bに図示)。トップシート622(図1Bに図示)、バックシート624(図1Bに図示)、及び吸収性コア626(図1Bに図示)は、異なる材料を含んでもよく、種々の周知の構成で組み立てられてもよく、例示のおむつ材料及び構成は、米国特許第3,860,003合、米国特許第5,151,092号、及び米国特許第5,221,274号に概ね記載されている。
分離抵抗
本試験用に適切なロードセルを装着した、コンピュータインタフェースを有する一定速度の伸展引張試験機(例えばTestWorks 4ソフトウェアで制御された、MTS Systems Corp.(Eden Prairie,Minnesota)から入手可能な、MTS SYNERGIE 200引張試験機)を本試験に使用する。ロードセルは、表記されている最大負荷の10%〜90%内で動作させるように選択されるべきである。
1.100g、400g、700gの剪断力重で0.100Nの作動力
2.100g、400g、700gの剪断力重りで0.550Nの作動力
3.100g、400g、700gの剪断力重りで1.00Nの作動力
ポリマーについての融点が、本明細書で説明され、特定され又は参照される場合、融点は、ISO 3146に従って決定される。
ポリマーの密度が、本明細書で説明され、特定され又は参照される場合、密度は、ISO 1183に従って決定される。
ポリマーのメルトフローレートが、本明細書で説明され、特定され又は参照される場合、メルトフローレートは、ISO 1133に従って決定される。特記されない限り、分析は、2160gの負荷で、230℃のポリマー温度にて実施される。
ポリマーの分子量多分散性が、本明細書で説明され、特定され又は参照される場合、分子量多分散性は、ASTM D6474に従って決定される。
ポリマーの粘度数が、本明細書で説明され、特定され又は参照される場合、粘度数は、ISO 307に従って決定される。
第1のポリマー:MOLPEN HP462Rポリプロピレン(LyindellBasell社、ロッテルダム、オランダの製品)、70重量%
第2のポリマー:ULTRAMID B27Eポリアミド(BASF、ルートビッヒスハーフェン、ドイツの製品)、30重量%
Claims (15)
- 外側バックシートを含む着用可能な物品であって、
前記バックシートが少なくとも2つの層から形成され、
外向きの層が少なくとも部分的に多成分繊維で形成された不織布ウェブから形成され、
前記多成分繊維が、ポリオレフィン繊維構成要素とポリアミド繊維構成要素とを有することを特徴とする、物品。 - 前記不織布ウェブは、機械方向を有し、
前記多成分繊維は、機械方向バイアスを有し、
前記不織布ウェブは、熱接着の型押しされたパターンを担持する、請求項1に記載の着用可能な物品。 - 前記熱接着のパターンは、少なくとも0.5接着/cmという、前記機械方向で特定され得る任意の線に沿う平均頻度を有する、請求項2に記載の着用可能な物品。
- 前記不織布ウェブは、下層及び外層を含む少なくとも2つの繊維層内に形成され、
少なくとも前記外層は、前記多成分繊維を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の着用可能な物品。 - 前記多成分繊維は、10〜50重量%のポリアミド繊維構成要素を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の着用可能な物品。
- 前記非ポリオレフィン構成要素は、ポリアミド6、ポリアミド6−6、ポリアミド6及びポリアミド6−6のコポリマー、ポリアミド6−10、ポリアミド6−12、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の着用可能な物品。
- 前記ポリオレフィンは、ポリプロピレンである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の着用可能な物品。
- 前記ポリオレフィン繊維構成要素及び前記非ポリオレフィン繊維構成要素の融点が、互いの40℃〜120℃以内である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の着用可能な物品。
- 前記ポリオレフィン繊維構成要素及び前記非ポリオレフィン繊維構成要素のそれぞれの密度が、互いの0.11g/cm3〜0.45g/cm3以内である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の着用可能な物品。
- 当該物品の第1部品を当該物品の第2部品に締着するよう動作可能であるフック及びループ式締着装置を更に含み、
当該フック及びループ式締結装置は、前記不織布ウェブに締着可能に係合するよう動作可能なフック式のパッチを含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の着用可能な物品。 - 外側バックシートを含む着用可能な物品であって、
前記バックシートがウェブ材料の少なくとも2つの層から形成され、
外向きの層が少なくとも部分的に多成分繊維で形成された不織布ウェブから形成され、
前記多成分繊維は、ポリオレフィン繊維構成要素と非ポリオレフィン繊維構成要素とを有し、
前記不織布ウェブは、機械方向を有し、
前記多成分繊維は、機械方向バイアスを有し、
前記不織布ウェブは、熱接着の型押しされたパターンを坦持することを特徴とする、物品。 - 前記熱接着のパターンは、少なくとも0.5接着/cmという、前記機械方向で特定され得る任意の線に沿う平均頻度を有する、請求項11に記載の着用可能な物品。
- 前記非ポリオレフィン繊維構成要素は、ポリエステル又はポリアミドである、請求項11又は12のいずれか一項に記載の着用可能な物品。
- 前記不織布ウェブは、下層及び外層を含む少なくとも2つの繊維層内に形成され、
少なくとも前記外層は、前記多成分繊維を含む、請求項11〜13のいずれか一項に記載の着用可能な物品。 - 当該物品は、前方腰部区域を有するおむつであり、
前記不織布ウェブは、前記前方腰部区域内に配置されている、請求項11〜14のいずれか一項に記載の着用可能な物品。
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