JPH0779965B2 - 吸収体 - Google Patents

吸収体

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JPH0779965B2
JPH0779965B2 JP61086964A JP8696486A JPH0779965B2 JP H0779965 B2 JPH0779965 B2 JP H0779965B2 JP 61086964 A JP61086964 A JP 61086964A JP 8696486 A JP8696486 A JP 8696486A JP H0779965 B2 JPH0779965 B2 JP H0779965B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は液体、特に体液および排泄物の吸収に使用され
る吸収体に関する。本発明の吸収体は、幼児用おむつ、
成人用失禁用品、包帯、生理用品、ベッドパッド等の製
品中において液体吸収剤として用いられる。
発明の背景 吸収体に使用するものとして水不溶性ヒドロゲルがこれ
までに提供されてきている。このヒドロゲル材の第一の
欠点は、木綿および木材パルプ繊維等の従来の吸収体に
比べてコストが高いことである。第二の欠点は、ゲルブ
ロッキングと呼ばれる現象である。すなわち、液体に浸
された際、ヒドロゲル粒子の外層が膨潤することによ
り、比較的おそい拡散進行と相まって、液体が粒子内層
に到達するのが妨げられる現象である。このゲルブロッ
キングにより、ヒドロゲル材は吸収機構的に比較的劣っ
たものとなっている。
この問題の一般的な解決法の一つは、１またはそれ以上
のヒドロゲル含有層と、１またはそれ以上のウイッキン
グ層から成る多層構造を与えることである。
上記方法は例えば米国特許第4,364,992号明細書、およ
び欧州特許公開第83306764.8号（公告第0108637号）明
細書に開示されている。
この方法の欠点の一つはウイッキング層がヒドロゲル材
のような優れた再湿潤（rewet）特性を持っていないと
いうことである。更に別の欠点は、多層構造の製造コス
トが比較的高いということである。
欧州特許公開第84301578.5号（公告第0122042号）明細
書には、水不溶性ヒドロゲル材粒子を内に散在させた親
水性繊維基質より成る吸収体が開示されている。吸収体
は比較的高密度に圧縮され、良好なウイッキング性（wi
cking）を保証する。
この後者の方法は湿潤、吸収能力の点で優れた性能を有
する吸収体を提供するが、改良の余地は残されている。
すなわち、ヒドロゲル材は高コストであるため、材１グ
ラム当たりの吸収能力を増大させることが非常に望まれ
るのである。
従って、本発明の目的の１つは、使用ヒドロゲル材1g当
たりの吸収能力を向上させたヒドロゲル含有吸収体を提
供することにある。
発明の概要 本発明は、表面と裏面を有し、内に水不溶性ヒドロゲル
粒子を散在させた親水性繊維の連続基質より成り、裏面
側半分（バックフェースハーフ）が少なくとも60％の水
不溶性ヒドロゲル材を含むことを特徴とする吸収体に関
するものである。
発明の具体的な説明 本発明は、親水性繊維の連続基質中にヒドロゲル粒子を
散在させた吸収体に関する。本発明の基礎は、かかる吸
収体の吸収能力が、液体排泄点を避けた吸収体面付近に
ヒドロゲル粒子を優先的に配置することにより増大し得
るという発見にある。
例えば、おむつや生理用品に使用するための吸収体は、
典型的には多少なりとも平坦な形状を有する。便宜上、
人体の最も近くに位置させるべき吸収体面を、本明細書
において「表面（トップフェース）」とし、その反対面
を「裏面（バックフェース）」ということとする。本発
明の吸収体は、内部に水不溶性ヒドロゲルを散在させた
親水性繊維の連続基質より成る。該ヒドロゲル粒子の分
布は、吸収体の裏面側にかたよっている。もし仮に本発
明の吸収体を表面と裏面に平行な面に沿って二分割した
場合、裏面側半分はヒドロゲル材全量の少なくとも60％
を含み、一方、表面側半分（トップフェースハーフ）は
全量の40％以下を含むであろう。裏面側半分が全量の少
なくとも70％のヒドロゲルを含むことが好ましく、75％
〜100％のヒドロゲルを含むことが最も好ましい。表面
と裏面に平行な任意の所定面におけるヒドロゲルの分布
は、均一でもよい。
ヒドロゲルの60％以上が吸収体の裏面側半分に分散して
いるならば、その分布状態がどのようなものであろうと
本発明の目的に適うものである。そのようなヒドロゲル
分布の例としては、Ｚ軸方向（表面から裏面まで）にお
いて、例えば１〜3mmの低ヒドロゲル濃度領域とそれに
続くヒドロゲル濃度漸増領域より成る吸収体が含まれ
る。ヒドロゲル濃度が漸増するのではなくて、急増する
場合も考えられる。
裏面のすぐ近隣に、低い（例えば10％以下、好ましくは
５％以下）ヒドロゲル濃度の薄い（例えば0.5〜2mm）領
域を持つ吸収体が非常に好ましい。このタイプの吸収体
は、それらが使用されている製品（おむつ、生理用品
等）の裏シート材をヒドロゲル粒子が貫通する危険性を
最小限に低減する。更に、この低ヒドロゲル濃度領域は
ウイッキング層として機能する。
本明細書において、「ヒドロゲル」という用語は、水性
液体を吸収し、温和な圧力下でそれを保持することがで
きる無機もしくは有機化合物を意味する。良好な結果を
得るためには、ヒドロゲルは水不溶性でなければならな
い。例としては、シリカゲル等の無機物質や架橋ポリマ
ーなどの有機物質が挙げられる。架橋は、共有結合、イ
オン結合、ファンデルワールス結合および水素結合のい
ずれによるものであっても良い。ポリマーの例として
は、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、エチ
レン／無水マレイン酸コポリマー、ポリビニルエーテ
ル、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチル
セルロース、ポリビニルモルフォリノン、ビニルスルホ
ン酸のポリマーおよびコポリマー、ポリアクリレート、
ポリアクリルアミド、ポリビニルピリジン等がある。他
の適当なヒドロゲルとしては、米国特許第3,901,236号
明細書に開示されているものが挙げられ、それらは参考
例として本発明に包含される。本発明に使用されるとく
に好ましいポリマーは、加水分解アクリロニトリルによ
りグラフトされた殿粉、アクリル酸によりグラフトされ
た殿粉、イソブチレン／無水マレイン酸コポリマー、も
しくはこれらの混合物である。
ヒドロゲルの調整法は、米国特許第4,076,663号明細
書、同第4,286,082号明細書、更には同第3,734,876号、
第3,661,815号、第3.670,731号、第3,664,343号、第3,7
83,871号明細書およびベルギー国特許第785,858号明細
書に開示されており、これらの開示はすべて本発明にお
いて参考として包含される。
本明細書で用いる「粒子」には、任意の形状、例えば球
状または擬球状、立方体状、棒状、多面体状等の粒子が
含まれるが、その他針、薄片、および繊維等の高い長径
／短径比を有する形状の粒子も含まれる。また「粒径」
という用語は、個々の粒子の短径の重量平均を意味す
る。ヒドロゲル粒子の集塊もまた、その重量平均粒径が
以下に述べる限界の範囲内であるならば使用され得る。
本発明の吸収体は、広範囲にわたる粒径のヒドロゲルに
ついて十分に機能するものとみなされるが、別の観点か
らの考慮により、非常に小さいかまたは大きい粒子の使
用が妨げられる。工業衛生上、約30ミクロン以下の（重
量）平均粒径は好ましくない。約4mm以上の短径を持つ
粒子は吸収体にじゃりじゃりとした感触を与えるので、
消費者の立場から好ましくない。本発明において好まし
く使用される（重量）平均粒径が約50ミクロンから約1m
mのものである。
親水性繊維のタイプは本発明での使用において特定され
ない。従来の吸収剤製品用に適したタイプの親水性繊維
は、いずれも本発明の吸収体での使用に適している。特
定の例としてセルロース繊維、レーヨン、ポリエステル
繊維が含まれる。他の適当な親水性繊維の例としては、
界面活性剤もしくはシリカで処理された熱可塑性繊維の
如き親水性化された疎水性繊維がある。更に、従来の吸
収体においては有効な十分な吸収能力を持つ織布を与え
ないが、良好な灯芯特性を与えるような繊維もまた本発
明の吸収体での使用に適している。というのも、本発明
の目的のためには、繊維の灯芯特性の方がその吸収能力
よりもはるかに重要だからである。入手容易なことおよ
びコストの点で、セルロース繊維、特に木材パルプ繊維
が好ましい。
ヒドロゲル材を、吸収体の乾燥全重量に対し３％から40
％含有する吸収体が好ましい。ヒドロゲル材を８％から
20％含有する吸収体が更に好ましい。
繊維性基質とヒドロゲル粒子とは化学的に違なるので、
ヒドロゲル分布について、十分に確立された化学的手法
を用いた化学分析により確認することができる。
典型的な手法においては、まず吸収体の表面側半分およ
び裏面側半分からそれぞれ代表的なサンプルを採取す
る。次に、そのサンプルにつきヒドロゲル含量を分析す
る。裏面側半分のサンプルのヒドロゲル含量は、表面側
半分から取ったサンプルヒドロゲル含量の少なくとも1.
5倍であるべきである。
一例として、ヒドロゲル材含量が15％（吸収体の乾燥全
重量に対して）であり、その80％が裏面側半分に配置し
ている吸収体のヒドロゲル含有率は次の様になる。
この場合、裏面側半分は表面側半分の４倍のヒドロゲル
を含む。
商業的に入手可能なヒドロゲル材の多くは酸基（カルボ
キシル基、スルフォン基等）を含有するので、酸塩基指
示薬がヒドロゲル分布の準定量用に使用され得る。
例えば、架橋ポリアクリレートヒドロゲルは、官能基と
してカルボキシル基を持つ。このカルボキシル基は塩形
態（例えば塩化物）において支配的である。酸塩基指示
薬であるブロモクレゾールパープル（５′,5″−ジブロ
モ−ｏ−クレゾールスルフォンフタレイン：黄色−PH5.
2〜6.8−紫色）は、ポリアクリレートヒドロゲルと接触
するとアルカリ（紫）色に変わる。
吸収体におけるポリカルボキシレートヒドロゲルの分布
は以下の様に視覚で捉えることができる。まずブロモク
レゾールパープル50mgを蒸溜水１リットル中に溶液のPH
をHClを用いて５に調整する。この黄色溶液400mlを被験
吸収体上に均等に注ぐ。
溶液を約２分間浸透させる。紫色の強度が存在するヒド
ロゲルの量の尺度である。吸収体のトップフェースとバ
ックフェースの色強度を比較することによってヒドロゲ
ルの分散を調べることができる。
他の方法においては、吸収体をまだ乾燥状態にあるとき
Ｚ方向（トップフェースからバックフェース）に截断す
る。指示薬溶液を加えた後、Ｚ方向のヒドロゲル分布を
見積ることができる。
上述の吸収体を用いた幼児おむつ、生理用品等の組立体
は種々の液体浸透性トップシート材料、液体不浸透性バ
ックシート材料、脚バンド、テープ固定具等を用いてお
り、これらはすべて特許文献に記載されている。おむ
つ、生理用品等の組立体に関する完全な指示としては、
米国特許第3,848,594号（テープ固定具）：同第3,860,0
03号（おむつの構造）：同第4,081,301号（脚弾性具の
取付け法）：同第3,929,135号、第4,041,951号および第
4,342,314号（トップシートの改良）各明細書参照。
吸収体マット、特に「エアフェルト」の製造法はよく知
られており、繊維性の材料（例えばセルロース）を所望
深さおよび形状のくぼんだ型板に導くのに空気の気流を
用いることを含む。型板の深さは生成するマットの厚さ
を決める。マットの形状を保つのに水分または尿不浸透
性の樹脂を用いることができ、このマットは圧縮して所
望のテーバーこわさとすることができる。前記の米国特
許第3,860,003号明細書参照。
工業的応用 次の例は本発明によりつくられる好ましいおむつを説明
するものである。この例の寸法は６〜10Kgの範囲の幼児
用に意図されたおむつのためのものである。これらの寸
法は異なる大きさの幼児、或は成人失禁者のブリーフの
ためには、標準的な企業上の実際によってそれに比例し
て変えることができる。周知のようにこのようなおむつ
はバックシート（皮膚から最も離れて用いられるシー
ト、一般にプラスチックパンツの含有効果を与えるため
に尿不浸透性のプラスチック材料からつくられる）；尿
及び／又は排泄物を吸収し含有するのを助ける吸収体と
一般に尿浸透性であるトップシート（皮膚に最も密接し
たシート）を有している。
使い捨ておむつ等に用いられる物質は周知であるが、た
だ例示として次に説明しておこう。
バックシート：バックシートは尿不浸透性重合体シー
ト、例えばポリエチレン又はポリプロピレンからなりう
る。これは可撓性とするに十分薄い。0.01〜2mmの厚さ
のポリエチレンシートが代表的なものである。
トップシート：トップシートはゆるく織られた又は織ら
れていない布又はスクリム型の物質であり尿多孔性で皮
膚に快適な物質からなりうる。代表的なものはポリプロ
ピレン繊維からなる不織シートである。
弾性部材：おむつに脚ギャザーを与えるに用いられる弾
性部材は弾性体バンド又は糸（thread）又はバンド又は
リボンとして用いられる弾性接着剤からなる。弾性体を
一つ又は数ケ、おむつの両側に沿って長方向に適用する
ことができ更にトップシート上、バックシート上、又は
それらシートの間にサンドウイッチ状のいずれかに敷い
ておく（lay−down）ことができる。代表的なやり方と
しては、弾性体は予め引き伸ばしておきついで弾性接着
剤を用いておむつに接着（glue）する。これらはすべて
よく知られたやり方である。（米国特許第4,081,301号
参照） 固定具：おむつは任意の手段、例えばピン、スナップ等
によって固定される。代表的な固定具は接着テープ、特
に特許文献に記載されている“Y"配置（configuratio
n）のテープを含む。
組立て手段：このおむつは任意の結合手段例えばヒート
シール、超音波シール等によって組立てることができ
る。代表的には使い捨ておむつを組立てるのに尿安定性
の接着剤が用いられる。
組立て方法及び装置：このおむつを形成するのに用いら
れる装置は本発明の一部を構成するものではない。実際
各部品は手によって組立てることができる。
例１ 通常の空気流方法において、乾燥木材パルプ繊維を回転
するワイヤーメッシュドラムに空気で搬送することによ
って吸収体を形成する。毛羽を適当に堆積させるために
ワイヤーメッシュに圧力勾配を維持させる。
本発明の吸収体は木材パルプ繊維の流れにヒドロゲル粒
子をメータリング（metering）することによってつくら
れる。メータリングは例えば計量ベルト又はスクリュー
ポンプによって行なわれる。
ヒドロゲル粒子をレイダウンドラムへ供給するには重力
によって又は強制空気供給法によってなされる。
いずれの場合もヒドロゲル粒子を吸収体のまた（crotc
h）幅上に散布するのにノズルが用いられる。
レイダウンドラムは木材パルプ繊維がそこに堆積されつ
つある間は回転しているので、ドラムに対するヒドロゲ
ル供給ノズルの位置と木材パルプ供給量（infeed）は吸
収体へのヒドロゲル粒子の分布を大いに決定づけるもの
である。
ドラムと接触する吸収体の面はバック面となろう。ドラ
ムが時計方向回転を有すると思われる有利な場所（vant
age point）からみると木材パルプの流れの左手部分が
まずドラムに達する。主にこの左手部分の木材パルプ流
れと確実に混合するようにヒドロゲルをおくことによっ
て、所望のヒドロゲル分布が得られる。
木材パルプ繊維（“エアフェルト”）と粒状の架橋ポリ
アクリレートヒドロゲルから吸収体がつくられた。この
吸収体は目標重量43.58gを有しており、その14％がヒド
ロゲル、85.1％がエアフェルトであった。この吸収体を
カレンダーして約76.5mmの厚さとした。
上述のブロモクレゾール紫指示薬法を用いてヒドロゲル
の分布を測定した。
ヒドロゲルの重力供給方式で作られた吸収体は次の如き
分布（トップフェースからバックフェースに向かってＺ
方向）を有していた。
トップ１〜2mm: ヒドロゲル／エアフェルト比 0/100−10/90 次の４〜5mm: ヒドロゲル／エアフェルト比 20/80−50/50 バックフェース0.5mm: ヒドロゲル／エアフェルト比 0/100−10/90 上記見積りに基づいて吸収体のバックフェースを計算す
ると、ヒドロゲル全量の67％を含有していた。低いヒド
ロゲル濃度の薄い区域をバックフェースにすぐ隣接させ
たものがこの吸収体の非常に好ましいものの例である。
強制空気吸収方式でつくられた吸収体は次の如きヒドロ
ゲル分布（トップフェースからバックフェースへＺ方
向）を有していた。
トップ４〜5mm: ヒドロゲル／エアフェルト比 0/100−5/95 バックフェース1.5〜2.5mm ヒドロゲル／エアフェルト比 50/50 これらの見積りに基づいて吸収体のバックフェースハー
フを計算するとヒドロゲル物質の全量の約85％を含んで
いた。
両方の吸収体ともこれ以外通常のおむつと組合せると、
同量のヒドロゲルとエアフェルトを含む均質ヒドロゲル
／エアフェルト混合吸収体に比べて改良された漏洩パフ
ォーマンスとウイッキングパフォーマンスを有してい
た。
例２ 次の材料からおむつを組立てる。
1.バックシート:0.025−0.070mm ポリエチレン：トップと底部との幅33cm:両側に内方に
刻み目あり、中央での幅28.5cm 2.トップシート：スパン結合ポリプロピレン、坪量21.5
〜24.5g/m2:トップと底の幅33cm、両側に内方に刻み目
あり、中央部の幅28.5cm、長さ50.2cm 3.吸収体：例１のように調製、テーバーレンジ７〜9.5:
8.4mm厚、カレンダ済、トップと底の幅28.6cm:両側に内
側に刻み目、中心の幅10.2cm、長さ44.5cm 4.弾性体：四つの個々のゴムストリップ（一側に２つ）
幅4.77mm:長さ370mm:厚さ0.178cm（すべての寸法は弛ん
だ状態のもの） 前記吸収体のトップフェースにトップシートを敷き、前
記吸収体のバックフェース上にバックシートを敷き、尿
安定接着剤とともに組立体を接着することによって例２
のおむつを組立てる。
（芯に最も密接したものと最も離れたものに応じて夫々
内側と外側と称す）弾性バンドを50.2cmにストレッチ
し、芯の各長方向側に沿ってトップシート：バックシー
ト間に位置せしめる（片側に２つ）、（弾性バンドの内
側縁から側って）芯の最も狭い幅から約55mmの所に各側
に沿って内側バンドを位置させる。このバンドを接着剤
で接着する。
テープの作用で組立ておむつにして、使用に供する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−135149（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−10334（ＪＰ，Ａ)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】トップフェースとバックフェース、トップ
    フェースハーフとバックフェースハーフを有し、前記ト
    ップフェースハーフと前記バックフェースハーフ中に水
    不溶性のヒドロゲルのばらばらの粒子を分散させた親水
    性繊維の連続的マトリックスを含有する吸収体におい
    て、その吸収体の前記バックフェースハーフのヒドロゲ
    ル含量は、その吸収体の前記トップフェースハーフのヒ
    ドロゲル含量の少くとも1.5倍であり、それで少なくと
    も60％の水不溶性ヒドロゲル物質を前記バックフェース
    ハーフ内に含有するようにすることを特徴とする吸収
    体。
  2. 【請求項２】吸収体の乾燥重量の３〜40％の水不溶性ヒ
    ドロゲルを含有する特許請求の範囲第１項記載の吸収
    体。
  3. 【請求項３】水不溶性ヒドロゲルは加水分解アクリルニ
    トリルグラフト殿粉、アクリル酸グラフト殿粉、ポリア
    クリルレート、イソブチレンと無水マレイン酸の共重合
    体とそれらの混合物からなる群から選ばれる特許請求の
    範囲第１項又は第２項記載の吸収体。
  4. 【請求項４】ヒドロゲル粒子は30μ乃至4mmの平均粒径
    を有する特許請求の範囲第１〜３項のいずれか記載の吸
    収体。
  5. 【請求項５】親水性繊維はセルロース繊維、好ましくは
    木材パルプ繊維である特許請求の範囲第１〜４項のいず
    れかに記載の吸収体。
  6. 【請求項６】バックフェースハーフは少なくとも70％の
    水不溶性ヒドロゲル物質を含有する特許請求の範囲第１
    〜５項のいずれか記載の吸収体。
  7. 【請求項７】吸収体の重量の８乃至20％の水不溶性ヒド
    ロゲルを含む特許請求の範囲第１〜６項いずれか記載の
    吸収体。
  8. 【請求項８】吸収体のバックフェースハーフはヒドロゲ
    ル全量の75乃至100％を含有する特許請求の範囲第１〜
    ７項のいずれか記載の吸収体。
  9. 【請求項９】バックフェースにすぐ隣接してヒドロゲル
    低濃度の薄い区域を有する特許請求の範囲第１〜８項い
    ずれか記載の吸収体。
  10. 【請求項１０】（ａ）液体不浸透性バッキングシート （ｂ）疎水性、液体浸透性トップシート （ｃ）特許請求の範囲第１〜９項いずれか記載の吸収体 を含有し、上記バッキングシートは吸収体のバックフェ
    ースに敷かれ、トップシートは吸収体のトップフェース
    に敷かれる使い捨ておむつ又は生理用製品。
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