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特許7576986吸水性シートおよびそれを含む吸収性物品
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-24
(45)【発行日】2024-11-01
(54)【発明の名称】吸水性シートおよびそれを含む吸収性物品
(51)【国際特許分類】
   A61F 13/53 20060101AFI20241025BHJP
   A61F 13/534 20060101ALI20241025BHJP
   A61F 13/539 20060101ALI20241025BHJP
【FI】
A61F13/53 300
A61F13/534 110
A61F13/53 100
A61F13/539
【請求項の数】 8
(21)【出願番号】P 2021008743
(22)【出願日】2021-01-22
(65)【公開番号】P2021122734
(43)【公開日】2021-08-30
【審査請求日】2023-10-05
(31)【優先権主張番号】P 2020020058
(32)【優先日】2020-02-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000004628
【氏名又は名称】株式会社日本触媒
(74)【代理人】
【識別番号】110000671
【氏名又は名称】IBC一番町弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】平内 達史
(72)【発明者】
【氏名】▲より▼元 貞巖
(72)【発明者】
【氏名】北野 貴洋
【審査官】嘉村 泰光
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2019/198821(WO,A1)
【文献】特開2017-099860(JP,A)
【文献】特開2010-194254(JP,A)
【文献】国際公開第2011/043256(WO,A1)
【文献】特開2006-055833(JP,A)
【文献】国際公開第2016/204302(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61F 13/15-13/84
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の基材と、
第2の基材と、
前記第1の基材と、前記第2の基材との間に位置する吸水層と、
を有する、吸水性シートであって、
前記吸水層が、粒子状吸水剤を含み、
前記第1の基材が、水性液が導入される側に位置し、
初期吸収速度が、2.2秒~3.0秒に調整されており
前記粒子状吸水剤が、前記第1の基材の前記第2の基材に対向する面側に局在している第1の粒子状吸水剤と、前記第2の基材の前記第1の基材に対向する面側に局在している第2の粒子状吸水剤と、からなり、
前記第1の基材の前記第2の基材に対向する表面に第1の接着剤が配置され、前記第1の接着剤がホットメルト型であり、当該第1の接着剤の含有量(不揮発分)が、前記第1の粒子状吸水剤の質量に対して、0.005~0.05倍である、吸水性シート。
【請求項2】
前記第1の粒子状吸水剤のCRCが、30g/g以上である、請求項に記載の吸水性シート。
【請求項3】
前記第1の粒子状吸水剤のCRCが、35g/g以上である、請求項に記載の吸水性シート。
【請求項4】
前記第2の粒子状吸水剤の表面張力が、60mN/m以上である、請求項のいずれか1項に記載の吸水性シート。
【請求項5】
前記第1の接着剤の揮発性有機化合物が検出限界以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の吸水性シート。
【請求項6】
ラッピングシートを有する、請求項1~のいずれか1項に記載の吸水性シート。
【請求項7】
前記ラッピングシートが、前記第1の基材の、水性液が導入される側の表面に配置し、当該ラッピングシートと、当該第1の基材との間に、接着剤が実質的に存在しない、請求項に記載の吸水性シート。
【請求項8】
請求項1~のいずれか1項に記載の吸水性シートを液体透過性シートと、液体不透過性シートとで挟持することによりなり、前記液体透過性シートが、前記第1の基材側に位置し、前記液体不透過性シートが、前記第2の基材側に位置している、吸水性物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、吸水性シートおよびそれを含む吸収性物品に関する。
【背景技術】
【0002】
吸水性樹脂(SAP/Super Absorbent polymer)は、水膨潤性水不溶性の高分子ゲル化剤であり、紙オムツ、生理用ナプキンや成人向け失禁用製品等の衛生材料、農園芸用の土壌保水剤、工業用の止水剤等、様々な用途に利用されている。
【0003】
これら吸収性物品は一般に紙オムツ製造工場にて吸水性樹脂と繊維材料を混合して吸収性物品ごとに個々に型取りした吸収体として製造されており、目的に応じて種々の形状の吸収体(例えば、平面に見て砂時計型、キツネ型、楕円型等)に加工されている。これら吸収体の製造方法は個々に型取りするため任意の形に加工でき、吸収性物品ごとに繊維や吸水性樹脂の量も調整し易いため、現在の紙オムツの主流となっている。
【0004】
しかし、近年、紙オムツの製造で、2枚のシート間に吸水性樹脂を固定化した長尺の吸水性シートを衛生材料の製造工程で裁断した吸収体(吸水性シートと呼称、通常は幅10cm前後で長さ数10cmの長方形に裁断)を用いた紙オムツが製造されるようになってきた。紙オムツメーカーは、長尺の連続吸水性シートを購入または製造することで、紙オムツの製造工程を簡便化でき、さらにパルプを用いないことで紙オムツを薄型化することができる。吸水性シートは上下のシート(特に不織布シート)間に吸水性樹脂粒子をサンドイッチおよび固定化する構成をとり、通常長尺連続シートを製造した後に長尺連続シートを裁断して幅10cm前後で長さ数10cmの長方形とし、紙オムツに組み込む(例えば、特許文献1)。
【0005】
従来の衛生材料(紙オムツ)と違って、吸水性シートによる紙オムツはその歴史が浅いこともあり、吸水性シートに適した吸水性樹脂の開発やパラメーターの提案は殆ど行われていないのが実情であり、従来の紙オムツ向けの吸水性樹脂が吸水性シートにもそのまま使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】国際公開第2010/143635号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明者らは、薄型であることが主流の吸水性シートならではの構造上、吸収された液体が、吸水性シートに圧力が加わることにより吸収される液の導入方向に放出される、いわゆる「逆戻り」が生じやすいことを知見した。逆戻りはRe-wetとも呼ばれる。そして、逆戻りの発生は、断続的に複数回(特に、3回以上)の液の導入があって液の導入量が多くなると、その問題が顕著であることを見出した。逆戻りが生じた場合、吸水性シートと接している肌はその逆戻りした液と接するため、湿気の高い状態に晒される。そのため、使用者は不快感を生じるだけでなく、吸水性シートと接している肌にかぶれも生じやすくなる。
【0008】
本発明者らは、断続的に複数回(特に、3回以上)の液の導入がある場合の逆戻りの課題を解決しようと鋭意検討していた過程で、吸収された液が上方向(肌方向)に戻らないように吸水性シートを設計すべく研究開発を進めていたが、そうすると面方向の漏れ(横漏れ)が生じやすくなることを見出した。横漏れとは、例えば、吸水性シートを垂直に立てかけたり、傾斜したりすると、吸水層に到達後、瞬時に吸収しきれなかった液体が、吸水性シートから面方向に漏れ出る現象である。この横漏れの発生も、断続的に複数回(特に、3回以上)の液の導入があって液の導入量が多くなると、その問題が顕著であることを見出した。
【0009】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、断続的に複数回(特に、3回以上)の液の導入があっても、逆戻り、横漏れによる吸水性シートからの液放出を有意に低減することができる、新規な吸水性シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討を積み重ねた。その結果、第1の基材と、第2の基材と、前記第1の基材と、前記第2の基材との間に位置する吸水層と、を有する、吸水性シートであって、前記吸水層が、粒子状吸水剤を含み、前記第1の基材が、水性液が導入される側に位置し、初期吸収速度が、2.2秒~3.0秒に調整されている、吸水性シートによれば、上記の課題が解決できることを見出し、本発明の完成に至った。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、断続的に複数回(特に、3回以上)の液の導入があっても、逆戻り、横漏れによる吸水性シートからの液放出を有意に低減することができる、新規な吸水性シートが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】本発明の一実施形態に係る吸水性シートの断面を表す模式図である。
図2】本発明の一実施形態に係る吸水性シートの断面を表す模式図である。
図3】本発明の一実施形態に係る吸水性シートの断面を表す模式図である。
図4】本発明の一実施形態に係る吸水性シートの断面を表す模式図である。
図5】GPRを測定するための装置を示す模式図である。
図6】逆戻り量の評価に用いたサンプルを示した平面図および右側面図であり、実施例で作製した吸水性シートを液体不透過性シートで包む様子を示した図である。
図7】逆戻り量の評価に用いた液注入筒の平面図および正面図である。
図8】本願の実施例で用いた吸水性シートの上に液注入筒を置いた様子を示した正面図である。
図9】漏斗を使用して液注入筒から塩化ナトリウム水溶液を吸水性シートに投入している様子を示した正面図である。
図10】面方向の漏れ量の評価に用いた装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明を最良の形態を示しながら説明する。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。従って、単数形の冠詞(例えば、英語の場合は「a」、「an」、「the」等)は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての専門用語および科学技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書(定義を含めて)が優先する。本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々改変することができる。
【0014】
〔1.用語の定義または説明〕
[1-1.吸水性シート]
吸水性シートは、連続シート状、または、当該連続シートを巻き取ったロール状である。上記吸水性シートを使用する際には、連続シートを適当な形状(長方形など)に裁断した後に、吸収性物品(紙オムツ、生理用ナプキン、失禁者用パッドなど)に組み込んで使用する。紙オムツ(使い捨てオムツ)、生理用ナプキン、失禁者用パッドなどの吸収性物品は、身体から排泄される尿や経血などの体液を吸収・保持する吸収体と、身体に接する側に配された柔軟な液透過性の表面シートと、身体と接する側と反対側に配された液不透過性の裏面シートとを有している。吸水性シートは、前記の吸収体として使用できる。従来の紙オムツは、紙オムツ一枚ごとに、個々に型取りされた、おしりにフィットするような形状をした吸収性物品である。したがって、このような吸収体は、本発明の吸水性シートとは技術の性質を異にする。
【0015】
[1-2.吸水性樹脂]
本明細書において「吸水性樹脂」とは、ERT441.2-02により規定される水膨潤性(CRC)が5g/g以上であり、およびERT470.2-02により規定される水可溶成分(Ext)が50質量%以下である高分子架橋重合体(高分子ゲル)をいう。
【0016】
吸水性樹脂は、好ましくは、カルボキシル基を有する不飽和単量体を架橋重合させた、親水度架橋重合体である。上記吸水性樹脂の形状は、シート状、繊維状、フィルム状、粒子状、ゲル状などである。本発明の一実施形態に係る吸水性シートは、粒子状の吸水性樹脂を用いる。
【0017】
また、本明細書において「吸水性樹脂」とは、吸水性樹脂の製造工程における中間体をも包含する概念である。例えば、重合後の含水ゲル状架橋重合体、乾燥後の乾燥重合体、表面架橋前の吸水性樹脂粉末なども、「吸水性樹脂」と表記する場合がある。
【0018】
このように、本明細書においては、吸水性樹脂そのものに加えて、吸水性樹脂組成物および中間体をも総称して吸水性樹脂と表記する場合がある。
【0019】
[1-3.吸水剤、粒子状吸水剤]
本明細書において「吸水剤」とは、吸水性樹脂を主成分として含む、水性液(本明細書中、単に「液」と称する場合もある。)を吸収するための組成物(もしくは、吸収ゲル化剤)を意味する。ここで、上記水性液(液)とは水のみならず、水を含む液体であれば特に限定されない。本発明の一実施形態に係る吸水性シートが吸収する水性液は、尿、経血、汗、その他の体液である。
【0020】
本明細書において「粒子状吸水剤」とは、粒子状(粉末状)の吸水剤を意味する(吸水剤中に吸水性樹脂を主成分として含むため、粒子状の吸水性樹脂に相当する)。「粒子状吸水剤」の概念には、一粒の粒子状吸水剤と、複数個の粒子状吸水剤の集合体との、いずれもが包含される。本明細書において「粒子状」とは、粒子の形態を有することを意味する。ここで、「粒子」とは、物質の比較的小さな分割体を指し、数Å~数mmの大きさを有している(「粒子」、マグローヒル科学技術用語大辞典編集委員会 編『マグローヒル科学技術用語大辞典 第3版』、日刊工業新聞社、1996年、1929頁を参照)。なお、本明細書では、「粒子状吸水剤」を単に「吸水剤」と表記することがある。
【0021】
なお、本明細書中では、後述する、第1の粒子状吸水剤、第2の粒子状吸水剤を総称して(つまり、それらの混合物を)、あるいはそれらの一方を単に「粒子状吸水剤」と称する場合もある。
【0022】
粒子状吸水剤は、重合体としての吸水性樹脂を主成分として含む。本明細書において、粒子状吸水剤は、全量(100質量%)が当該吸水性樹脂のみである態様に限定されない。上述のCRCおよびExtを満足するならば、内添される添加剤などを含んでいる吸水性樹脂組成物であってもよい。上記粒子状吸水剤は、重合体としての吸水性樹脂を、60~100質量%、好ましくは70~100質量%、より好ましくは80~100質量%、さらに好ましくは90~100質量%、特に好ましくは95~100質量%含む。上記粒子状吸水剤の残部は、水、外添されうる添加剤(無機微粒子など)などを任意に含んでもよい。なお、本願の実施例で使用した粒子状吸水剤には、吸水性樹脂が80~100質量%含まれている。
【0023】
すなわち、粒子状吸水剤中の吸水性樹脂の上限は、例えば、100質量%、99質量%、97質量%、95質量%、90質量%である。そして、好ましくは、吸水性樹脂以外に0~10質量%の成分、特に、外添されうる添加剤(無機微粒子など)などをさらに含む。
【0024】
なお、粒子状吸水剤の好ましい含水率は、0.2~30質量%である。水が含有されている場合も粒子状吸水剤と称しうる。
【0025】
粒子状吸水剤の主成分となる吸水性樹脂の例としては、ポリアクリル酸(塩)系樹脂、ポリスルホン酸(塩)系樹脂、無水マレイン酸(塩)系樹脂、ポリアクリルアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリエチレンオキシド系樹脂、ポリアスパラギン酸(塩)系樹脂、ポリグルタミン酸(塩)系樹脂、ポリアルギン酸(塩)系樹脂、デンプン系樹脂、セルロース系樹脂が挙げられる。このうち、好ましくは、ポリアクリル酸(塩)系樹脂が吸水性樹脂として使用される。
【0026】
[1-4.ポリアクリル酸(塩)]
本明細書において「ポリアクリル酸(塩)」とは、ポリアクリル酸および/またはその塩を指す。上記ポリアクリル酸(塩)は、主成分として、アクリル酸および/またはその塩(以下、「アクリル酸(塩)」と称する)の繰り返し単位を含み、任意成分としてグラフト成分をさらに含む、重合体である。上記ポリアクリル酸(塩)は、アクリル酸(塩)の重合、ポリアクリルアミドやポリアクリニトリルなどの加水分解、などによって得られる。好ましくは、上記ポリアクリル酸(塩)は、アクリル酸(塩)の重合によって得られる。
【0027】
ここで、「主成分として含む」とは、ポリアクリル酸(塩)を重合する際のアクリル酸(塩)の使用量が、重合に用いられる単量体(ただし、内部架橋剤を除く)全体に対して、通常50~100モル%、好ましくは70~100モル%、より好ましくは90~100モル%、さらに好ましくは実質的に100モル%であることをいう。
【0028】
[1-5.EDANAおよびERT]
「EDANA」は、欧州不織布工業会(European Disposables and Nonwovens Associations)の略称である。「ERT」は、EDANAが制定している、欧州標準(実質的な世界標準)の吸水性樹脂の測定法(EDANA Recommended Test Methods)の略称である。本明細書では、特に断りのない限り、2002年版のERTに準拠して、吸水性樹脂の物性を測定する。
【0029】
[1-6.その他]
本明細書において、範囲を示す「X~Y」は「X以上、Y以下」を意味する。
【0030】
本明細書において、特に注釈のない限り、質量の単位である「t(トン)」は「メートルトン(Metric ton)」を意味する。「ppm」は、「質量ppm」を意味する。「質量」と「重量」、「質量部」と「重量部」、「質量%」と「重量%」、「質量ppm」と「重量ppm」は、それぞれ同じ意味として扱う。
【0031】
本明細書において、「~酸(塩)」は「~酸および/またはその塩」を意味する。「(メタ)アクリル」は「アクリルおよび/またはメタクリル」を意味する。
【0032】
本明細書においては、体積の単位「リットル」を「l」または「L」と表記する場合がある。「質量%」を「wt%」と表記することがある。微量成分の測定を行う場合において、検出限界以下をN.D.(Non Detected)と表記する場合がある。
【0033】
〔2.吸水性シート〕
本発明の吸水性シートは、第1の基材と、第2の基材と、前記第1の基材と、前記第2の基材との間に位置する吸水層と、を有する、吸水性シートであって、前記吸水層が、粒子状吸水剤を含み、前記第1の基材が、水性液が導入される側に位置し、初期吸収速度が、2.2秒~3.0秒に調整されている。かかる構成によって、断続的に複数回(特に、3回以上)の液の導入があっても、逆戻り、横漏れによる吸水性シートからの液放出を有意に低減することができる、新規な吸水性シートが提供される。
【0034】
上述のとおり、本発明者らは、断続的に複数回の液の導入がある場合において、逆戻りの課題を解決しようとすると、横漏れが生じやすくなることを見出した。すなわち、特定戻り量と、特定漏れ量とはトレードオフの関係にあることを見出した。ここで、特定戻り量と、特定漏れ量とは、それぞれ、本願の実施例に記載の方法で評価される戻り量、漏れ量をいう。
【0035】
このトレードオフの課題を解決しようと鋭意検討している過程で、現象論的に、吸水性シートによる液の初期吸収が早すぎると、横漏れは少ないが逆戻りが生じやすくなり、吸水性シートによる液の初期吸収が遅すぎると、逆戻りは少ないが横漏れしやすくなることを発見した。このトレードオフを解決するためには、後述するように、各基材の種類、基材の厚み、基材の目付量、吸水剤の種類、及び、接着剤の種類、接着剤の塗布量、塗布方式等の試行錯誤が必要であり複雑で過度な検討が必要となっていた。そこで、吸水性シートの特定の物性値として、水性液を導入した直後の吸収速度を「初期吸収速度」として規定した。本発明において「初期吸収速度」とは、吸収体に導入される水性液に対する第1の基材の液なじみ性の度合いを示す指標であり、紙オムツ等の吸収性物品における初期の液捕捉性に大きく影響する物性である。従来のパルプを含有する吸収体を使用した紙オムツは、本発明の第1の基材に相当する最上層基材の液なじみ性が多少悪くても、パルプ自体の液捕捉性が非常に高いため、紙オムツの液捕捉性が低下することは無かったが、吸水性シートはパルプを含まない吸収体であるため第1の基材の液なじみ性が紙オムツの液捕捉性に大きな影響を与える。基材の液なじみ性を評価する方法としては、水性液の液滴を基材に落とした瞬間の接触角を測定する方法などが挙げられるが、極端な親水性・疎水性の違いしか判断できず、本発明で求められるわずかな違いを評価することができなかった。そこで、本発明者らが評価方法を種々検討した結果、極少量の着色された水性液を一定速度で基材に滴下した時点から、基材表面で液が完全に吸収されて液の色が消失した時点までに要した時間を「初期吸水速度」と定義し、「初期吸収速度」を特定の範囲に収めることによって上記課題が解決できることを見出した。
【0036】
このように、本発明の吸水性シートは、初期吸収速度が、特定の範囲に調整されている。この初期吸収速度は、吸水性シートに、第1の基材側から最初の水性液(尿水等、尿水の代用として0.9%塩化ナトリウム水溶液)を導入した際、どのくらいの時間で液が吸水性シートに吸収されるかを評価する指標である。具体的には実施例に記載の方法による。初期吸収速度が、3.0秒を超えると、水性液が第1の基材に接触した瞬間に基材内部に浸透しきれない水性液が多くなるため、特定漏れ量の課題を解決することが困難となる。一方で、初期吸収速度が、2.2秒未満であると、水性液が第1の基材に接触した点の周辺近傍のみに瞬時に吸収され、吸水性シート全体に水性液が拡散できず液捕捉性が不十分となるため、特定戻り量の課題を解決することが困難となる。
【0037】
ここで、初期吸収速度を左右する因子には、第1の基材の種類、構造、物性;第1の基材に配置される接着剤の種類、物性、量、塗布方式;粒子状吸水剤の物性(第1の粒子吸水剤、第2の粒子状吸水剤の物性)等が含まれると考えられる。例えば、第1の基材の親水度が高ければ、初期吸収速度が速い方向に傾き、逆に、疎水度が高ければ、初期吸収速度が遅い方向に傾くものと考えられる。また、第1の基材に配置される接着剤の親水度が高い場合、初期吸収速度が速い方向に傾き、逆に、疎水度が高ければ、初期吸収速度が遅い方向に傾くものと考えられる。また、接着剤の液滴が大きいほど(つまり、第1の基材における接着剤の散在密度が疎であるほど)初期吸収速度が速い方向に傾き、逆に、接着剤の液滴が小さいほど(つまり、第1の基材における接着剤の散在密度が密であるほど)初期吸収速度が遅い方向に傾くと考えられる。また、第1の基材に配置される接着剤の含有量(使用量)が少ないと、初期吸収速度が速い方向に傾き、逆に、第1の基材に配置される接着剤の含有量(使用量)が多ければ、初期吸収速度が遅い方向に傾くものと考えられる。粒子状吸水剤(特に第1の粒子状吸水剤)のCRCが高いと初期吸収速度が速い方向に傾くと考えられる。粒子状吸水剤(特に第2の粒子状吸水剤)のCRCが高いと初期吸収速度が速い方向に傾くと考えられる。粒子状吸水剤(特に第2の粒子状吸水剤)の表面張力が高いと初期吸収速度が速い方向に傾くと考えられる。以上のように初期吸収速度の値はいくつかの因子によって左右するものと考えられるが、本発明を実施しようとする者は、上記の知見、後述の実施例を参考に、第1の基材の種類、構造、物性;第1の基材に配置される接着剤の種類、物性、量、塗布方式;粒子状吸水剤の物性(第1の粒子吸水剤、第2の粒子状吸水剤の物性)等を適宜調整することによって、初期吸収速度を、2.2秒~3.0秒に調整することができる。
【0038】
<具体的な調整方法>
本発明で使用する第1の基材の種類・構造は、エアスルー不織布等の繊維間の空隙が多い不織布よりも、エアレイド不織布等の繊維間の空隙が少ない不織布の方が初期吸収速度の調整が容易なため好ましい。また、本発明で使用する接着剤は疎水性であり、液なじみ性を悪化させるおそれがあるため、第1の基材は、親水性の基材を使用することが好ましい。
【0039】
本発明において、第1の接着剤の塗布量は、第1の粒子状吸収剤量に対して0.0005~0.3倍の範囲に調整すればよいが、第1の基材の種類が同じでも不織布の目付量や他の条件によって好ましい塗布量が変わる為、正確には選定した第1の基材で接着剤の塗布量を適宜調整する必要がある。
【0040】
本発明において、接着剤の塗布方式として、液体の溶液型接着剤を噴霧する「溶剤溶解噴霧」、または、固体のホットメルト接着剤を加熱溶融して噴霧する「加熱溶融噴霧」が適用できる。接着剤の塗布方式が溶剤溶解噴霧の場合、接着剤の種類や接着剤を噴霧するノズルの仕様などによって一概には言えないが、スプレーの液滴径が大きい噴霧の場合、具体的には、第1基材に対して第1の接着剤の吐出量が0.5g/秒以上の場合、第1の粒子状吸収剤量に対する好ましい第1の接着剤の塗布量は0.03~0.2倍である。一方、スプレーの液滴径が小さい噴霧の場合、具体的には、第1基材に対して第1の接着剤の吐出量が0.5g/秒未満の場合、第1の粒子状吸収剤量に対する好ましい第1の接着剤の塗布量は0.01~0.04倍である。
【0041】
本発明において、接着剤の塗布方式が加熱溶融噴霧の場合、接着剤を噴霧するノズルの仕様などにもよるが、溶剤溶解噴霧に比べて、接着強度が増す傾向にあるため、より少ない接着剤の塗布量で調整が可能である。具体的には、第1の粒子状吸収剤量に対する好ましい接着剤の塗布量は0.005~0.03倍である。
【0042】
なお、本願明細書に記載されているように、断続的に複数回の液の導入がある場合の逆戻り量を測定する「特定戻り量評価」と、一般条件で測定する「逆戻り量の評価」とは異なる指標であることを付言する。同様に、断続的に複数回の液の導入がある場合の横漏れ量を測定する「特定漏れ量評価」と、一般条件で測定する「横漏れの評価」とは異なる指標であることを付言する。一般条件で測定する「逆戻り量の評価」と一般条件で測定する「横漏れの評価」が良好である吸水性シートが必ずしも「特定戻り量評価」および「逆戻り量の評価」が良好とは限らない。
【0043】
このように、本発明の一実施形態に係る吸水性シートは、例えば、走ることを覚え始めの、膀胱がまだまだ小さな乳児が昼間等の活動的に動き回っている時間帯に使用する吸収性物品(例えば、オムツ)として好適であるし、寝返りをよくうつ寝相の悪い乳児が使用する吸収性物品(例えば、オムツ)として好適である。無論使用形態がこれに限定されるわけではない。また、本明細書中に記載したメカニズム等が本願の請求の範囲の技術的範囲を限定することはない。
【0044】
本発明の一実施形態に係る吸水性シートは、従来型の吸収性物品に用いられる吸収体よりも、薄型化が可能である。上記吸水性シートを、使い捨てオムツに使用する場合、その厚さは、例えば40%RH~50%RHにおいて、好ましくは15mm以下、より好ましくは10mm以下、さらにより好ましくは7mm以下、特に好ましくは5mm以下、最も好ましくは4mm以下である。一方、厚さの下限は、吸水性シートの強度および粒子状吸水剤の直径を鑑みると、0.2mm以上、好ましくは0.3mm以上、より好ましくは0.5mm以上である。本願の実施例で使用した吸水性シートの厚みは、上記の条件で、3mm~5mmであった。
【0045】
なお、吸水性シートの厚みは、ダイヤルシックネスゲージ 大型タイプ(厚み測定器)(株式会社 尾崎製作所製、型番:J-B、測定子:アンビル上下φ50mm)を用いて測定する。測定箇所は、長手方向に吸収体を3等分割し、それぞれの中央部(吸収体の端から対角線を引きその交点に位置する点)とした。例えば、長手方向が36cm、幅方向が10cmの吸水性シートの場合、測定位置は長手方向36cmの長さに対して、長手方向左端から6cmかつ幅方向が両端から5cmの点(左とする)、長手方向左端から18cmかつ幅方向が両端から5cmの点(中央とする)、長手方向左端から30cmかつ幅方向が両端から5cmの点(右とする)、の3点が測定箇所に該当する。測定点数は、各箇所について2回測定し、厚みの測定値は、合計6点の平均値とする。具体的な手順としては、吸水性シートの測定箇所に皺や歪みが生じないよう、厚みが一定の板の上に平らに貼り付け、その板を厚み測定器の下部測定子の上にセットする。次に、厚み測定器の上部測定子を吸水性シートから2~3mmの高さ位置まで近づけた後、ハンドルからゆっくりと手を離し、吸水性シートと板を合わせた厚みを測定する。吸水性シートの厚みは、式:T1=T2-T0(T0:板の厚み(mm)、T1:吸水性シートの厚み(mm)、T2:吸水性シートおよび板の厚み(mm))によって定まる。
【0046】
後述する、第1の基材、第2の基材、中間シート、ラッピングシートの厚みも同様に測定する。
【0047】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態をより具体的に説明する。吸水性シートの吸液側の基材が、尿水等の水性液に直接接触する構造の形態、または、吸水性シートの初期吸水速度を阻害しない程度で任意にシートを積層してもよい。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【0048】
図1は、本発明の一実施形態に係る吸水性シート40の、断面を表す模式図である。図1において、矢印は、吸収される水性液(液)が導入される方向を示している。第1の基材11は、吸収される液(吸液される液)が導入される側に位置する。すなわち、第1の基材は、液の排出側(例えば紙オムツでは肌側)に配置される。そうすることで、水性液が第1の基材11に直接接触する形態になっている。第1の基材11と第2の基材13との間に吸水層12が存在する。吸水層12は、第1の基材に接触している(もしくは、固着している)粒子状吸水剤14aと、第2の基材13に接触している(もしくは、固着している)粒子状吸水剤14bとを含む。よって、本発明の一実施形態に係る吸水性シートにおいて、粒子状吸水剤14(14a、14b)が、第1の基材11の第2の基材13に対向する面側に局在している第1の粒子状吸水剤14aと、第2の基材13の第1の基材11に対向する面側に局在している第2の粒子状吸水剤14bと、からなる。一部の粒子状吸水剤14a,14bは、各基材11,13に接触していなくてもよい(もしくは、固着していなくてもよい。各基材11,13から脱離していてもよい)。したがって、吸水「層」とは、シートのような連続体だけを指すのではなく、第1の基材11および第2の基材13間に一定の厚さをもって存在するものであればいずれの形態であってもよい。各基材11,13に粒子状吸水剤14a,14bを固着させる場合、例えば、図1に示されるように、接着剤17(第1の接着剤17a、第2の接着剤17b)を使用すればよい。第1の接着剤とは、第1の基材の第2の基材に対向する表面に配置される接着剤を称し、第2の接着剤とは、第2の基材13の第1の基材11に対向する表面に配置される接着剤を意味する。本明細書中では、第1の接着剤、第2の接着剤、また後述する第1’の接着剤、第2’の接着剤を総称して、あるいはそれらの一部を単に「接着剤」と称する場合もある。接着剤を用いて吸水性シートを製造する方法については、〔3.〕にて詳述する。また、吸水層12は、必要に応じ中間シート16を有していてもよい。図1の吸水性シート40では、第1の基材11の第2の基材13に対向する面側に局在している第1の粒子状吸水剤14aと、第2の基材13の第1の基材11に対向する面側に局在している第2の粒子状吸水剤14bと、が中間シート16を挟むように存在している。この中間シート16内には、例えば接着剤17(17a,17b)等により固着されていた吸水剤14が脱離して、中間シート16に捕捉された吸水剤14が存在していてもよい。
【0049】
上述のとおり、図1に示される吸水性シート40は、第1の基材11の種類、構造、物性;第1の基材に配置される第1の接着剤17aの種類、物性、量、塗布方式;粒子状吸水剤14の物性(第1の粒子吸水剤14a、第2の粒子状吸水剤14bの物性)等が適宜調整されることによって、初期吸収速度が2.2秒~3.0秒に調整されている。
【0050】
図2は、本発明の一実施形態に係る吸水性シート40の、断面を表す模式図である。本実施形態の吸水性シート40は、ラッピングシート18を有する。ラッピングシートを使用する目的は、第1の基材11と第2の基材13の間で粒子状吸水剤14が担持された構造物である吸水性シート40の形状を保持する目的、第1の基材11と第2の基材13との間で担持された粒子状吸水剤14が、吸水性シート40からこぼれ落ちない(脱落しない)ようにする目的、粒子状吸水剤14が第1の基材11を透過し、第1の基材11の外部表面(液が直接接触する面)に移行した場合、粒子状吸水剤14が皮膚に直接接触しないようにする目的等がある(左記以外の目的でラッピングシートが設けられてもよい)。よって、本発明の一実施形態において、吸水性シートは、水性液が、ラッピングシートを介して、第1の基材11に接触する形態になっている。なお、ラッピングシートは網目を有するものもあるが、本発明の実施形態のラッピングシートは、吸水性シート中の粒子状吸水剤が外部に移行しない大きさの網目となっている。図2における実施形態においては、ラッピングシート18は、第1の基材11の水性液が導入される側の表面に配置されている。そして、ラッピングシート18は、吸水層12と第2の基材13との全体を包み込むように折り重ねられている。よって、ラッピングシート18は、第1の基材11、吸水層12および第2の基材13の全体を覆っている。なお、ラッピングシート18は、第1の基材11、吸水層12および第2の基材13の全体を覆う必要はない。例えば、ラッピングシート18は、第1の基材11の上に配置され、吸水層12の側面と第2の基材13の側面とを包み込むように折り曲げられ、第2の基材13の吸液される面と反対側の面に折り重ねられていてもよい。この場合、ラッピングシート18は、第1の基材11と、吸水層12と、第2の基材13の側面とを覆い、第2の基材13の吸水層12が設けられた面と反対側の面の一部を覆っている(図示せず)。本発明の一実施形態において、ラッピングシート18を、各基材11,13に固着させる方法としては、例えば、図2に示されるように、接着剤17(17c,17d)を使用すればよい。図2では、ラッピングシート18と、当該第1の基材11との間に、第1’の接着剤17cが配置されている。また、ラッピングシート18と、当該第2の基材13との間に、第2’の接着剤17dが配置されている。なお、図2では、第1’の接着剤17c,第2’の接着剤17dが、ラッピングシート18と、各基材11,13との間の全面に配置されているが、例えば圧着等の方法によりラッピングシート18が吸水性シート40に固着さえされれば一部または全部に第1’の接着剤17c,第2’の接着剤17dを配置しない領域を設けてもよい。
【0051】
上述のとおり、図2に示される吸水性シート40は、第1の基材11の種類、構造、物性;第1の基材に配置される第1の接着剤17aの種類、物性、量、塗布方式;粒子状吸水剤14の物性(第1の粒子吸水剤14a、第2の粒子状吸水剤14bの物性);ラッピングシート18と当該第1の基材11との間に配置される第1’の接着剤17cの種類、物性、量、塗布方式等が適宜調整されることによって、初期吸収速度が2.2秒~3.0秒に調整されている。
【0052】
図3は、本発明の一実施形態に係る吸水性シート40の、断面を表す模式図である。図3に示される吸水性シート40は、図2に示される吸水性シート40の変形例であり、ラッピングシート18と、第2の基材13との間に、第2’の接着剤17dが、実質的に存在していない。本明細書中、接着剤が実質的に存在しないとは、接着剤が全く含まれないか、含まれたとしてもその量が、第1、及び、第2の粒子状吸水剤1gに対して0.001g以下である場合を意味する。かような構成であることによって本発明の所期の効果を奏しつつ、吸水性シートをラッピングシートによって効率的に包摂できる。
【0053】
上述のとおり、図3に示される吸水性シート40は、第1の基材11の種類、構造、物性;第1の基材に配置される第1の接着剤17aの種類、物性、量、塗布方式;粒子状吸水剤14の物性(第1の粒子吸水剤14a、第2の粒子状吸水剤14bの物性);ラッピングシート18と当該第1の基材11との間に配置される第1’の接着剤17cの種類、物性、量、塗布方式等が適宜調整されることによって、初期吸収速度が2.2秒~3.0秒に調整されている。
【0054】
図4は、本発明の一実施形態に係る吸水性シート40の、断面を表す模式図である。図4に示される吸水性シート40は、図2に示される吸水性シート40の変形例であり、ラッピングシート18と、第1の基材11との間に、接着剤(第1’の接着剤17c)が実質的に存在していない。かような構成であることによって吸水性シート40に液が導入されやすくなり初期吸収速度を早くせしめることができる。また、本実施形態の吸水性シート40において、ラッピングシート18と、第2の基材13との間に、接着剤(第2’の接着剤17d)が一部存在している。かような構成であることによって本発明の所期の効果を奏しつつ、吸水性シートをラッピングシートによって効率的に包摂できる。さらなる変形例では、図4に示される吸水性シート40は、図3で示した実施形態のように、ラッピングシート18と、第2の基材13との間に、第2’の接着剤17dが、実質的に存在しなくてもよい(図示せず)。
【0055】
上述のとおり、図4に示される吸水性シート40は、第1の基材11の種類、構造、物性;第1の基材に配置される第1の接着剤17aの種類、物性、量、塗布方式;粒子状吸水剤14の物性(第1の粒子吸水剤14a、第2の粒子状吸水剤14bの物性);ラッピングシート18と当該第1の基材11との間に配置される第1’の接着剤17cの量(つまり、実質的に0)等が適宜調整されることによって、初期吸収速度が2.2秒~3.0秒に調整されている。
【0056】
以下、吸水性シートを構成する各部材について詳細に説明する。
【0057】
[2-1.第1の基材、第2の基材および中間シート]
第1の基材は、吸液される水性液(液)が導入される側に位置する、透水性シートである。なお、吸液される液とは水に限らず、尿、血液、汗、糞、廃液、湿気、蒸気、氷、水と有機溶媒及び/又は無機溶媒との混合物、雨水、地下水等であってもよく、水を含んでいれば特に制限されるものではない。好ましくは、尿、経血、汗、その他の体液を挙げることができる。
【0058】
本発明の一実施形態に係る吸水性シートに用いられる第1の基材、第2の基材および中間シートの材質は、不織布が好ましい。不織布の素材は、特に限定されないが、液体浸透性、柔軟性、および吸水性シートの強度の観点からは、パルプ(セルロース)不織布、ポリオレフィン繊維(ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)など)、ポリエステル繊維(ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)など)、ポリアミド繊維(ナイロンなど)、レーヨン繊維、パルプ(セルロース)繊維などが、好ましい。また、その他の合成繊維の不織布、合成繊維と綿、絹、麻繊維などとを混合して製造した不織布も、同様に好ましい。上記に説明した不織布は、上述の繊維を1種類のみ含んでいる不織布でも、2種以上の繊維を組み合わせた不織布でもよい。第1の基材、第2の基材に用いられる不織布は、エアレイド法で作製されたものであることが好ましい。第1の基材、第2の基材に用いられる不織布は、パルプ(セルロース)繊維であることが好ましい。
【0059】
上述したように、本発明の一実施形態に係る吸水性シートに用いられる不織布は、透水性を高めるために親水性不織布であることが好ましいが、親水化剤(界面活性剤など)を用いて、不織布または不織布の材料である繊維を親水化してもよい。
【0060】
親水化剤の例としては、アニオン系界面活性剤(脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩など)、カチオン系界面活性剤(第4級アンモニウム塩など)、ノニオン系界面活性剤(ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルなど)、シリコーン系界面活性剤(ポリオキシアルキレン変性シリコーンなど)、ポリエステル系、ポリアミド系、アクリル系、ウレタン系の樹脂を含むステイン・リリース剤などが用いられる。親水化剤の例としては、アニオン系界面活性剤(脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩など)、カチオン系界面活性剤(第4級アンモニウム塩など)、ノニオン系界面活性剤(ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルなど)、シリコーン系界面活性剤(ポリオキシアルキレン変性シリコーンなど)、ポリエステル系、ポリアミド系、アクリル系、ウレタン系の樹脂を含むステイン・リリース剤などが用いられる。
【0061】
本発明の一実施形態に係る吸水性シートに使用される第1の基材は、吸液される液が導入される側に位置するため、透水性シートである。第2の基材および中間シートも、透水性を有する透水性シートであることが好ましく、それぞれ同じ種類でもよく、異なった種類でもよい。透水性シートにおける透水性は、透水係数(JIS A1218:2009)が1×10-5cm/sec以上であることが好ましい。該透水係数は、より好ましくは1×10-4cm/sec以上、さらに好ましくは1×10-3cm/sec以上、よりさらに好ましくは1×10-2cm/sec以上、よりさらに好ましくは1×10-1cm/sec以上である。本発明の一実施形態に係る吸水性シートは、親水性不織布であることが好ましい。親水性不織布であることによって、本発明の所期の効果を効率的に奏することができる。
【0062】
第1の基材および第2の基材の厚さは吸水性シートとして強度を有する範囲で薄いほどよく、基材1枚当たり、それぞれ独立して、0.01~2mm、さらには0.02~1mm、0.03~0.6mm、0.05~0.5mmの範囲で適宜選択される。その目付量は、基材1枚当たり好ましくは5~300g/m、より好ましくは8~200g/m、さらに好ましくは10~100g/m、よりさらに好ましくは11~50g/mである。
【0063】
本発明の一実施形態に係る吸水性シートにおいて、中間シート用に用いる不織布は、エアスルー不織布が好ましい。また、中間シート用に用いる不織布は、嵩高いものが好ましく、具体的には、0.5mm以上、0.5mm超、0.6mm以上、0.6mm超、1mm以上、あるいは、1mm超が好ましい。上記に説明した不織布は、吸水性シートの厚みを増大させない程度に、少量のパルプ繊維を含んでもよい。中間シート用に用いる不織布の厚みの上限も特に制限はないが、例えば、4.9mm以下、4.8mm以下、4.7mm以下、4.6mm以下、4.0mm以下、3.0mm以下、2.5mm以下、あるいは、2.0mm以下である。
【0064】
[2-2.吸水層]
本発明の一実施形態に係る吸水性シートにおける吸水層は、粒子状吸水剤を有する。
【0065】
(粒子状吸水剤)
「表面張力」
表面張力とは、固体や液体の表面積を増加させるのに必要な仕事(自由エネルギー)を単位面積当たりで表したものである。本願でいう表面張力は、粒子状吸水剤を0.90質量%塩化ナトリウム水溶液中に分散させた際の、水溶液の表面張力をいう。なお、吸水剤の表面張力は、以下の手順により測定する。即ち、十分に洗浄された100mlのビーカーに20℃に調整された生理食塩水50mlを入れ、まず、生理食塩水の表面張力を、表面張力計(KRUSS社製のK11自動表面張力計)を用いて測定する。次に、20℃に調整した表面張力測定後の生理食塩水を含んだビーカーに、十分に洗浄された25mm長のフッ素樹脂製回転子、および粒子状吸水剤0.5gを投入し、500rpmの条件で4分間攪拌する。4分後、攪拌を止め、含水した粒子状吸水剤が沈降した後に、上澄み液の表面張力を再度同様の操作を行い測定する。なお、本発明では白金プレートを用いるプレート法を採用し、プレートは各測定前に十分脱イオン水にて洗浄し、かつ、ガスバーナーで加熱洗浄して使用する。
【0066】
本発明の一実施形態に係る吸水性シートにおいて、粒子状吸水剤(ここでは第1の粒子状吸水剤および第2の粒子状吸水剤の混合物)、第1の粒子状吸水剤、および第2の粒子状吸水剤の少なくとも1種の表面張力が、以下好ましい順に、60mN/m以上、65mN/m以上、66mN/m以上、67mN/m以上、69mN/m以上、70mN/m以上、71mN/m以上が好ましく、最も好ましくは72mN/m以上である。特に第2の粒子状吸水剤の表面張力が60mN/N以上、あるいは、65mN/m以上であると、吸水性シートにおける特定戻り量、特定漏れ量の低減効果が顕著となる。本発明の一実施形態に係る吸水性シートにおいて、粒子状吸水剤(ここでは第1の粒子状吸水剤および第2の粒子状吸水剤の混合物)、第1の粒子状吸水剤、および第2の粒子状吸水剤の少なくとも1種の表面張力の上限には特に制限はないが、現実的には73mN/m以下である。
【0067】
本発明の一実施形態に係る吸水性シートにおいて、粒子状吸水剤(ここでは第1の粒子状吸水剤および第2の粒子状吸水剤の混合物)、第1の粒子状吸水剤、および第2の粒子状吸水剤の少なくとも1種のCRC(無加圧下吸水倍率)は、以下好ましい順に、30g/g以上、32g/g以上、33g/g以上、34g/g以上、35g/g以上、36g/g以上、37g/g以上、38g/g以上である。特に第1の粒子状吸水剤のCRCが30g/g以上、35g/g以上であると、吸水性シートにおける特定戻り量の低減効果が顕著となる。ここで、特に、前記第1の粒子状吸水剤のCRCが、30g/g以上であることが好ましく、35g/g以上であることがさらに好ましい。かような下限を有することで逆戻りの低減効果を顕著に得ることができる。また、特に、第2の粒子状吸水剤のCRCが35g/g未満であると、吸水性シートにおける逆戻りの低減効果が得られない虞がある。本発明の一実施形態に係る吸水性シートにおいて、粒子状吸水剤(ここでは第1の粒子状吸水剤および第2の粒子状吸水剤の混合物)、第1の粒子状吸水剤、および第2の粒子状吸水剤の少なくとも1種のCRCの上限には特に制限はないが、40g/g以下、39g/g以下が好ましい。
【0068】
本発明の一実施形態に係る吸水性シートにおいて、粒子状吸水剤(ここでは第1の粒子状吸水剤および第2の粒子状吸水剤の混合物)、第1の粒子状吸水剤、および第2の粒子状吸水剤の少なくとも1種のAAP(加圧下吸水倍率)は、吸水性シートの性能向上(戻り量が少なくなる)点から、以下好ましい順に、25g/g以上、28g/g以上、30g/g以上が好ましい。上限は特に制限はないが、例えば、37g/g以下、32g/g以下である。本発明の一実施形態に係る吸水性シートにおいて、特に第2の粒子状吸水剤のAAPが28g/g以上で、35g/g以下、あるいは、31g/g未満であると、吸水性シートにおける逆戻り、かつ面方向の漏れの低減効果が顕著となる。なお、粒子状吸水剤のAAPとは、ERT442.2-02により規定されるAbsorption Against Pressureの略称であり、粒子状吸水剤の加圧下吸水倍率を意味する。具体的には、粒子状吸水剤0.9gを大過剰の0.9質量%塩化ナトリウム水溶液に対して、1時間、2.06kPa(21g/cm、0.3psi)荷重下で膨潤させた後の吸水倍率(単位;g/g)のことをいう。また、ERT442.2-02には、Absorption Under Pressure(AUP)と表記されているが、実質的に同一内容である。
【0069】
「GPR」
ゲル透過速度(Gel Permeation Rate:GPR)
本明細書において、粒子状吸水剤の「通液性」とは、荷重下において膨潤ゲル粒子間を通過する液体の流れ性のことを言う。この指標として、ゲル透過速度(GPR)が用いられる。本発明の一実施形態に係る吸水性シートに含まれている粒子状吸水剤のゲル透過速度(GPR)は、米国特許第5849405号明細書記載の食塩水流れ誘導性(SFC)試験を参考に、測定条件を変更し、以下の手順で行う。
【0070】
測定のための装置として、図5に示す装置400を用いる。装置400は、大きく分けて、容器410とタンク420とから構成されている。容器410にはセル411(内径6cm)が設けられており、セル411の内部に膨潤ゲル414(粒子状吸水剤を吸水させたもの)を収納、および液体423を導入できる。また、セル411にピストン412を嵌合させることにより、膨潤ゲル414に対して圧力を負荷することができる。セル411の底面およびピストン412の底面には、金網413a、413b(No.400ステンレス製金網、目開き38μm)が張られており、膨潤ゲル414(および粒子状吸水剤)が通過できないようになっている。ここで、液体423は、0.90重量%塩化ナトリウム水溶液を用いる。タンク420は、内部に液体423を蓄えている。液体423は、コック付きL字管422を通じてセル411に導入される。また、タンク420にはガラス管421が挿入されており、ガラス管421の内部は空気で満たされている。これによって、ガラス管421の下端とセル411内の液面を同じとすることができる。すなわち、タンク420内の液体423の液面がガラス管421の下端よりも上部にある間は、セル411内の液面を一定に保持することが可能となる。今回の測定では、タンク420内の液体423の下部液面(すなわち、ガラス管421の下端)と、膨潤ゲル414の底面との高低差を、4cmとした。つまり、装置400によれば、セル411に一定の静水圧の液体423を導入することができる。ピストン412には孔415が空けられているので、液体423は孔415を流通し、さらに膨潤ゲル414層も流通して、セル411の外部へと流出する。容器410は、液体423の通過を妨げないステンレス製の金網431の上に載せられている。そのため、セル411から流出した液体423は、最終的に捕集容器432に集められる。そして、捕集容器432に集められた液体423の量は、上皿天秤433によって秤量できる。
【0071】
具体的なゲル通過速度(GPR)の測定方法は以下の通りである。なお、以下の操作は室温(20~25℃)にて行う。
【0072】
(1)セル411に、粒子状吸水剤(0.900g)を均一に入れる。
【0073】
(2)上記粒子状吸水剤を、無加圧下にて、0.90質量%の塩化ナトリウム水溶液を60分間吸水させ、膨潤ゲル414とする。
【0074】
(3)膨潤ゲル414の上にピストンを載置して、0.3psi(2.07kPa)の加圧状態にする。
【0075】
(4)静水圧を3923dyne/cm2の一定値に保ちながら、液体423をセル411に導入し、膨潤ゲル414層を通液させる。
【0076】
(5)膨潤ゲル414層を通液する液体423の量を、5秒間隔で3分間記録する。すなわち、膨潤ゲル414層を通過する液体423の流速を測定する。測定には、上皿天秤433およびコンピュータ(図示せず)を使用する。
【0077】
(6)液体423の流通を開始してから1分後~3分後の流速を平均し、ゲル透過速度(GPR)[g/min]を算出する。
【0078】
本発明の一実施形態に係る吸水性シートにおいて、前記第1の粒子状吸水剤のGPRが、5g/min以上であることが好ましく、35g/min以上であることがより好ましく、55g/min以上であっても、75g/min以上であっても、95g/min以上であっても、110g/min以上であってもよい。かような実施形態であることによって、吸液される液が第1の基材側より導入された後、第2の粒子状吸水剤へと送られ易くなり、第2の粒子状吸水剤を有効に利用させることができ、特定戻り量評価において優れた結果となる。本発明の一実施形態に係る吸水性シートにおいて、前記第1の粒子状吸水剤のGPRの上限にも特に制限はないが、横漏れ防止の観点から、500g/min以下、400g/min以下、または300g/min以下、200g/min以下、100g/min以下、または、50g/min以下が好ましい。
【0079】
本発明の一実施形態に係る吸水性シートにおいて、前記第2の粒子状吸水剤のGPRが、1g/min以上であることが好ましく、3g/min以上であることがより好ましく、5g/min以上であることがさらに好ましい。かような下限を有することによってゲルブロッキングを抑制し、拡散性を高め、液が吸収体に吸収されやすくなる。本発明の一実施形態に係る吸水性シートにおいて、前記第2の粒子状吸水剤のGPRの上限にも特に制限はないが、500g/min以下、400g/min以下、または300g/min以下、200g/min以下、100g/min以下、50g/min以下、30g/min以下、25g/min以下、20g/min以下、15g/min以下、あるいは、10g/min以下である。かような上限を有することによって横漏れ防止の効果を向上させる。
【0080】
「粒子形状」
本発明の一実施形態に係る吸水性シートにおいて粒子状吸水剤は、その粒子形状に制限はなく、例えば、球状の粒子状吸水剤(及びその造粒物)であってもよい。好ましい実施形態としては、粒子状吸水剤は、不定形破砕状であることが好ましい。ここで、不定形破砕状とは、形状が一定でない破砕状の粒子である。逆相懸濁重合や気相重合で得られた球状粒子に比べて不定形破砕状では基材へ固定を容易にすることができるからである。本発明の一実施形態に係る粒子状吸水剤は、好ましくは水溶液重合における粉砕物である。一方、粉砕工程を経ない場合、代表的には逆相懸濁重合や重合モノマーを噴霧し重合するような液滴重合等によって得られる球状の粒子または球状粒子の造粒物は、不定形破砕状ではない。本発明の実施形態において、粒子状吸水剤の形状が不定形破砕状であると、平均真円度の高いもの(例えば、球形のもの)と比べて吸水性シートの形状保持がなされやすい。本発明の実施形態において、粒子状吸水剤の平均真円度は、0.70以下であることが好ましく、0.60以下であることがより好ましく、0.55以下であることがさらに好ましい。
【0081】
平均真円度の算出方法は以下のとおりである。ランダムに100個以上の粒子状吸水剤を選択し、各粒子状吸水剤を電子顕微鏡(株式会社キーエンス社製 VE-9800)(倍率50倍)で撮影して粒子状吸水剤の画像を取得し、付属の画像解析ソフトを用いて粒子ごとに周囲長および面積を算出した。以下の式:
【0082】
【数1】
【0083】
で各粒子の真円度を求め、得られた値の平均値を平均真円度として算出する。
【0084】
「粒子径」
本発明の一実施形態に係る粒子状吸水剤(もしくは、粒子状の吸水性樹脂、吸水性樹脂粒子)の粒子径は、ERT420.2-02に規定される「PSD」の測定方法に従って得られた重量平均粒子径であり、150~600μmであってよい。
【0085】
粒子状吸水剤の製造方法は、所望の物性を有する吸水剤の製造方法であれば、特に限定されず、例えば、実施例に記載の公報等を参酌して適宜製造することができる。
【0086】
〔2-3.ラッピングシート〕
上述のとおり、本発明の一実施形態に係る吸水性シートにおいて、少なくとも、第1の基材の表面に配置させるラッピングシートを有することが好ましい。ラッピングシートは、第1の基材の表面に配置されていればよいが、ラッピングシートが、第1の基材の側面と、吸水層の側面とを覆うように配置されるのがより好ましく、第1の基材の側面と、吸水層の側面と、第2の基材の側面とを覆い、第2の基材の吸収される液が導入される側とは反対側の面の一部または全体を覆うのがさらに好ましい。
【0087】
本発明の一実施形態において、ラッピングシートの厚みは、例えば40%RH~50%RHにおいて、好ましくは0.001mm以上、より好ましくは0.005mm以上、さらにより好ましくは0.01mm以上、特に好ましくは0.1mm以上である。ラッピングシートの厚みは、例えば40%RH~50%RHにおいて、好ましくは0.9mm未満、0.8mm以下、0.7mm以下、0.6mm以下、0.5mm以下、0.4mm以下、0.3mm以下、あるいは、0.2mm以下である。本発明の一実施形態において、ラッピングシートの嵩密度は、1g/cm以下であるのが好ましく、0.5g/cm以下であるのがより好ましく、0.3g/cm以下であるのがさらに好ましい。ラッピングシートの嵩密度は、好ましくは0.1g/cm以上であり、より好ましくは0.12g/cm以上であり、さらに好ましくは0.13g/cm以上である。本発明の一実施形態において、ラッピングシートは、目付量が5~100g/mであるのが好ましく、5~70g/mであるのがより好ましく、10~65g/mであるのがさらに好ましい。
【0088】
ラッピングシートの厚み、嵩密度、目付量は、ラッピングシートを構成する材料、ラッピングシートの製法などによって制御することができ、これらのバランスでラッピングシートの厚みや嵩密度が定まる。
【0089】
「ラッピングシートを構成する材料」
ラッピングシートを構成する材料は、上述したラッピングシートを設ける目的を達成できるのであれば特に制限されないが、例えば、紙(衛生用紙、例えばティッシュペーパー、トイレットペーパーおよびタオル用紙)、ネット、不織布、織布、フィルム等が挙げられる。
【0090】
使用される不織布としては特に限定されないが、液体浸透性、柔軟性および吸水性シートとした際の強度の観点から、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン繊維、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル繊維、ナイロン等のポリアミド繊維、レーヨン繊維、その他の合成繊維からなる不織布や、綿、絹、麻、パルプ(セルロース)繊維等が混合されて製造された不織布等が挙げられる。ラッピングシートとして用いられうる不織布の材質としては、レーヨン繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、パルプ繊維およびこれらが混合された繊維などが好ましく、ポリオレフィン繊維であることがより好ましい。これらの繊維は親水化処理が施されていてもよい。
【0091】
ラッピングシートとして用いられうる不織布は、特に限定されるものではなく、エアスルー法;エアレイド法;スパンボンド法;スパンレース法など、いずれの方法により得られたものであってもよいが、スパンボンド法で得られたもの(スパンボンド不織布)であることが好ましい。紙オムツ等の吸収性物品を履いた幼児が座っている場面のように、吸水性シートに加重がかかっている状態でも(加圧している状態でも)、吸水性シートに吸収された尿水が、シートからにじみ出ないように(いわゆる逆戻りしないように)撥水性を有するラッピングシートが好ましく、例えば、スパンボンド不織布が好ましい。なお、スパンボンド不織布の製造法は、原料樹脂を溶融・紡糸させ得られる連続した長い繊維を直接集積してフリースを形成する方法である。原料樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ乳酸などが挙げられる。
【0092】
本発明の一形態によれば、第1の基材の製法および第2の基材の製法と;中間シートの製法と;ラッピングシートの製法と;が異なる。このように吸水性シートを構成する各部材の製法を適切に変更することによって、本発明の所期の効果を効率的に奏することができる。本発明の一形態によれば、第1の基材が、第2の基材が、エアレイド不織布であり、中間シートがエアスルー不織布であり、ラッピングシートが、スパンボンド不織布である。かかる形態によって、本発明の所期の効果を効率的に奏することができる。
【0093】
〔3.吸水性シートの製造方法〕
本発明の一実施形態に係る吸水性シートの製造方法は、(1)第1の基材に第1の粒子状吸水剤を散布する工程と、(2)第2の基材に第2の粒子状吸水剤を散布する工程と、および、(3)中間シートに、第1の粒子状吸水剤および/または第2の粒子状吸水剤を散布する工程と、(4)第1の基材に第1の接着剤を散布する工程と、(5)第2の基材に第2の接着剤を散布する工程と、(6)中間シートに第1の接着剤および第2の接着剤の少なくとも一方を散布する工程と、の少なくとも1つを含む。より具体的な製造方法の一例として、下記(a)~(e)の製造方法が挙げられる。
【0094】
(a)第1の基材の上に、第1の粒子状吸水剤(および、好ましくは接着剤)を均一に散布する。その上に中間シートを重ねて、圧着する。さらに、上記中間シートの第1の粒子状吸水剤に面していない側の表面に、第2の粒子状吸水剤(および、好ましくは接着剤)を均一に散布する。その上に中間シートを重ねて、(好ましくはホットメルト型接着剤が溶融する加熱条件下、またはホットメルト型接着剤が溶融している状態下で)圧着する。
【0095】
(b)中間シートの上に、第2の粒子状吸水剤を均一に散布する。また、第2の基材の上に接着剤を散布する。そして、上記中間シートの第2の粒子状吸水剤を散布した面と、上記第2の基材の接着剤を散布した面とを圧着する。次に、圧着後の中間シートにおいて、上記第2の粒子状吸水剤を散布した面と反対側の面に、第1の粒子状吸水剤を均一に散布する。また、第1の基材の上に接着剤を散布する。そして、上記中間シートの第1の粒子状吸水剤を散布した面と、上記第1の基材の接着剤を散布した面を圧着する。上記圧着は、ホットメルト型接着剤が溶融する加熱条件下、またはホットメルト型接着剤が溶融している状態下で行うことが好ましい。
【0096】
(c)第2の基材の上に接着剤を散布する。次に、その上に第2の粒子状吸水剤を均一に散布する。次に、その上に中間シートを載せて圧着する。次に、上記中間シートの第2の粒子状吸水剤と面していない方の面に、接着剤を散布する。次に、その上に第1の粒子状吸水剤を均一に散布する。次に、その上に第1の基材を載せて圧着する。上記圧着はホットメルト型接着剤が溶融する加熱条件下、またはホットメルト型接着剤が溶融している状態下で行うことが好ましい。
【0097】
(d)第2の基材の上に接着剤を散布する。次に、その上に第2の粒子状吸水剤を均一に散布する。次に、その上に中間シートを載せて圧着する。次に、上記中間シートの第2の粒子状吸水剤と面していない方の面に、第1の粒子状吸水剤を均一に散布する。また、第1の基材の上に接着剤を散布する。そして、上記中間シートの第1の粒子状吸水剤を散布した面と、上記第1の基材の接着剤を散布した面を圧着する。上記圧着はホットメルト型接着剤が溶融する加熱条件下、またはホットメルト型接着剤が溶融している状態下で行うことが好ましい。
【0098】
(e)第1の基材に中間シートを載せて、その中間シートの表面に第2の粒子状吸水剤を散布する。次に、第2の基材の表面に第2の接着剤を散布する。その後、中間シートの第2の粒子状吸水剤が散布された面に、第2の基材の第2の接着剤を散布した面が対合するように重ね、加圧圧着する。その後、中間シートから第1の基材を剥がす。次に、第2の粒子状吸水剤が配置されている面とは逆の中間シートの表面に、第1の粒子状吸水剤を散布する。次に、剥がした第1の基材の表面に第1の接着剤を散布する。その後、中間シートの第1の粒子状吸水剤が散布された面と、第1の接着剤が散布された面が対合するように第1の基材を、加圧圧着して、吸水性シートを得る。
【0099】
また、図2~4のように吸水性シートがラッピングシートを備えている形態においては、本発明の一実施形態において、吸水性シートの製造方法は、第1の基材と吸水層と第2の基材とを、ラッピングシートにより覆う工程を含む。例えば、前記第1の基材の、水性液が導入される側の表面に必要に応じて第1’の接着剤を散布し、ラッピングシートを、当該表面に配置の少なくとも一部に配置するようにし第1の基材と吸水層と第2の基材を覆う。
【0100】
なお、吸水性シートにおいて、基材同士、基材と粒子状吸水剤、基材とラッピングシートを固着させる方法として、水、水溶性高分子、溶媒に溶解または分散した各種バインダーにて固着する方法や、基材自体の材質の融点で基材同士をヒートシールさせる方法もあるが、上述のとおり、接着剤を使用し、必要に応じ圧着する方法が好適である。
【0101】
本発明の一実施形態において、接着剤が配置される箇所は、前記第1の基材の前記第2の基材に対向する表面、前記第2の基材の前記第1の基材に対向する表面、ラッピングシートと第1の基材との間、第2の基材とラッピングシートとの間の少なくとも1種が挙げられる。
【0102】
本発明の一実施形態において、前記第1の基材の前記第2の基材に対向する表面に配置される接着剤(溶液型)、すなわち第1の接着剤(溶液型)の含有量(不揮発分、使用量)は、好ましい順に、前記第1の粒子状吸水剤の質量に対して、0.0005~0.3倍、0.001~0.25倍、0.01~0.2倍、0.02~0.18倍、0.02~0.15倍、0.025~0.12倍である。かかる実施形態によって、初期吸収速度を所期の範囲に効率的に制御できる技術的効果がある。本発明の一実施形態において、第1の接着剤がスチレンブタジエンゴムである場合、その含有量(不揮発分、使用量)は、前記第1の粒子状吸水剤の質量に対して、0.02~0.18倍が好ましい。本発明の一実施形態において、第1の接着剤がスチレンブタジエンゴムであり、第1の基材の目付量が45g/m以上である場合、その含有量(不揮発分、使用量)は、前記第1の粒子状吸水剤の質量に対して、0.03倍以上、0.04倍以上、あるいは、0.05倍以上が好ましく、0.1倍以下、0.08倍以下、0.075倍以下、あるいは、0.07倍未満が好ましい。本発明の一実施形態において、第1の接着剤がスチレンブタジエンゴムであり、第1の基材の目付量が45g/m未満である場合、その含有量(不揮発分、使用量)は、前記第1の粒子状吸水剤の質量に対して、0.07倍以上、0.08倍以上、あるいは、0.09倍以上が好ましく、0.18倍以下、あるいは0.15倍以下が好ましい。本発明の一実施形態において、第1の接着剤がエチレン-酢酸ビニル共重合体であり、第1の基材の目付量が45g/m以上である場合、その含有量(不揮発分、使用量)は、前記第1の粒子状吸水剤の質量に対して、0.01倍以上、あるいは、0.015倍以上が好ましく、0.06倍以下、0.05倍以下、0.04倍以下、あるいは、0.03倍以下が好ましい。
【0103】
本発明の一実施形態において、前記第1の基材の前記第2の基材に対向する表面に配置される接着剤(ホットメルト型)、すなわち第1の接着剤(ホットメルト型)の含有量(不揮発分、使用量)は、好ましい順に、前記第1の粒子状吸水剤の質量に対して、0.0005~0.3倍、0.001~0.25倍、0.003~0.2倍、0.004~0.2倍、0.005~0.1倍、0.005~0.05倍、0.005~0.03倍、0.006~0.03倍、0.007~0.02倍、0.0075~0.015倍である。かかる実施形態によって、初期吸収速度を所期の範囲に効率的に制御できる技術的効果がある。
【0104】
接着剤の量の調整は、初期吸水速度を特定の範囲に調整するための重要な因子の一つとなりうるため、初期吸水速度を特定の範囲となるように決定することが大切である。
【0105】
本発明の一実施形態において、前記第2の基材の前記第1の基材に対向する表面に配置される接着剤(溶液型)、すなわち第2の接着剤(溶液型)の含有量(不揮発分)は、好ましい順に、前記第2の粒子状吸水剤の質量に対して、0.0005~0.3倍、0.001~0.25倍、0.01~0.2倍、0.02~0.18倍、0.02~0.15倍、0.025~0.12倍である。かかる実施形態によって、初期吸収速度を所期の範囲に効率的に制御できる技術的効果がある。
【0106】
本発明の一実施形態において、前記第2の基材の前記第1の基材に対向する表面に配置される接着剤(ホットメルト型)、すなわち第2の接着剤(ホットメルト型)の含有量(不揮発分、使用量)は、好ましい順に、前記第2の粒子状吸水剤の質量に対して、0.0005~0.3倍、0.001~0.25倍、0.003~0.2倍、0.005~0.1倍、0.006~0.05倍、0.007~0.02倍である。かかる実施形態によって、初期吸収速度を所期の範囲に効率的に制御できる技術的効果がある。
【0107】
本発明の一実施形態において、ラッピングシートと第1の基材との間に配置される接着剤、すなわち第1’の接着剤の含有量(不揮発分、使用量)は、第1の粒子状吸水剤の質量に対して、0~0.1倍であることが好ましく、0~0.05倍であることがより好ましく、0~0.03倍であることがさらに好ましい。かかる実施形態によって、初期吸収速度を所期の範囲に効率的に制御できる技術的効果がある。なお、本発明の所期の効果(特に戻り量低減の効果)をより効率的に奏するためには第1’の接着剤は配置されないことが好ましい。
【0108】
よって、本発明の一実施形態において、前記ラッピングシートが、前記第1の基材の、水性液が導入される側の表面に配置し、当該ラッピングシートと、当該第1の基材との間に、接着剤が実質的に存在しない。接着剤の量の調整は、初期吸水速度を特定の範囲に調整するための重要な因子の一つとなりうるため、初期吸水速度を特定の範囲となるように決定することが大切である。
【0109】
本発明の一実施形態において、ラッピングシートと第2の基材との間に配置される接着剤、すなわち第2’の接着剤は、本発明の目的を阻害しない程度に利用すればよい。好ましくは、接着剤を使用しないほうがよい。接着剤を使用する場合、接着剤の含有量(不揮発分、使用量)は、第2の粒子状吸水剤の質量に対して、0~0.01倍であることが好ましく、0~0.008倍であることがより好ましく、0~0.001倍であることがさらに好ましい。かかる実施形態によって、初期吸収速度を所期の範囲に効率的に制御できる技術的効果がある。
【0110】
本発明の一実施形態において、接着剤は、溶液型接着剤でもよい。溶液型接着剤とは、接着剤が溶剤により溶解または分散されている接着剤のことを指し、本発明の一実施形態において、溶液型接着剤の溶剤が、イソヘキサン、シクロヘキサンおよびノルマルヘキサンから選択される少なくとも1種のヘキサンと、ジメチルエーテル等のエーテルとの少なくとも一方を含む。溶液型接着剤の主成分の構造、組成は後述するホットメルト型接着剤と同じであり、異なるのはあらかじめ溶解された液体であるか、固体であるかの状態の違いである。
【0111】
溶液型接着剤は、噴霧後、溶剤を除去する必要があるため、沸点が低い揮発性有機化合物を溶剤として用いるのが好ましい。その溶剤除去の手間や残存する溶剤による臭気の問題、シートを製造する作業環境の改善から、実質的に、揮発性有機化合物を含有しないホットメルト型接着剤が好ましい。通常、溶液型で噴霧する場合は、溶剤濃度が加熱溶融型(ホットメルト型)に比べ、高い濃度となる。理由は、接着剤樹脂の粘度を下げ、噴霧可能な状態とするために使用する溶剤量が多いからである。それに比べ、加熱溶融型は、高温にて噴霧するため、高温による粘度低下が大きいことで、溶剤濃度が下がる。
【0112】
シートに含有する接着剤中の揮発性有機化合物が少ない方が好ましい。具体的には、揮発性有機化合物が、検出限界以下が最も好ましい。本発明の一実施形態において、接着剤に残留する揮発性有機化合物が検出限界以下である。揮発性有機化合物が検出限界以下である接着剤は、第1の接着剤、第2の接着剤、第1’の接着剤、第2’の接着剤の少なくとも一つであればよいが、第1の接着剤の揮発性有機化合物が検出限界以下であると本発明の所期の効果をより効率的に奏することができる。揮発性有機化合物が検出限界以下とは、接着剤に対して、1ppm以下である。残留する揮発性有機化合物の測定方法としては、ガスクロマトグラフィーなどを用いて測定する。
【0113】
ホットメルト型接着剤の形態や融点は適宜選択でき、粒子状でもよく、繊維状でよく、ネット状でもよく、フィルム状でもよく、また、加熱によって溶融させた液状でもよい。
【0114】
ホットメルト型接着剤の溶融温度または軟化点は50~200℃、60~180℃が好ましい。粒子状の接着剤を使用する場合、その粒子径は上記粒子状吸水剤の平均粒子径の0.01~2倍、0.02~1倍、0.05~0.5倍程度の粒子状接着剤が使用される。
【0115】
本発明に使用するホットメルト型接着剤としては、適宜選択できるが、好ましくは、エチレン-酢酸ビニル共重合体接着剤、スチレン系エラストマー接着剤、ポリオレフィン系接着剤及びポリエステル系接着剤等から選ばれる1種以上が適宜使用できる。具体的に、ポリオレフィン系接着剤として、ポリエチレン、ポリプロピレン、アタクチックポリプロピレン、共重合ポリオレフィンが挙げられ、スチレン系エラストマー接着剤として、スチレン-イソプレンブロック共重合体(SIS)、スチレン-ブタジエンブロック共重合体(SBS)、スチレン-イソブチレンブロック共重合体(SIBS)、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレンブタジエンゴム(SBR)等が挙げられ、ポリエステル系接着剤としてポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、共重合ポリエステル等が挙げられ、エチレン-酢酸ビニル共重合体接着剤として、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)接着剤;エチレン-アクリル酸エチル共重合体(EEA)、エチレン-アクリル酸ブチル共重合体(EBA)等が挙げられる。接着剤の選定は、初期吸水速度を特定の範囲に調整するための重要な因子の一つとなりうるため、初期吸水速度を特定の範囲となるように決定することが大切である。接着剤の選定において、粒子状吸水剤の質量に対する接着剤の含有割合が低くても(シート製造において、少量の使用でも)、得られたシートの漏れ量、及び、逆戻り量を改善できることから、溶液型接着剤よりもホットメルト型接着剤が好ましい。想定される作用機序として、基材の内部に浸透しにくいことから、基材の表面上に効果的にホットメルト型接着剤が付着(偏在)するためと思われる。
【0116】
本発明の一実施形態に係る吸水性シートの製造方法においては、添加剤(消臭剤、繊維、抗菌剤、ゲル安定剤など)を適宜配合してもよい。添加剤の配合量は、粒子状吸水剤の質量に対して好ましくは0~50質量%であり、より好ましくは0~10質量%である。上記製造方法においては、予め添加剤を混合した粒子状吸水剤を用いてもよいし、製造工程の途中で添加剤を添加してもよい。
【0117】
製造される吸水性シートの寸法は、適宜設計されうる。通常は、横幅が10cm~10m、長さが数10m~数1000m(連続シートまたはロールの状態において)である。製造された吸水性シートは、目的(使用される吸収体の大きさ)に応じて裁断して用いられる。
【0118】
上記に例示した以外にも、吸水性シートの製造方法は、例えば以下の特許文献に開示されている:国際公開第2012/174026号、国際公開第2013/078109号、国際公開第2015/041784号、国際公開第2011/117187号、国際公開第2012/001117号、国際公開第2012/024445号、国際公開第2010/004894号、国際公開第2010/004895号、国際公開第2010/076857号、国際公開第2010/082373号、国際公開第2010/113754号、国際公開第2010/143635号、国際公開第2011/043256号、国際公開第2011/086841号、国際公開第2011/086842号、国際公開第2011/086843号、国際公開第2011/086844号、国際公開第2011/117997号、国際公開第2011/118409号、国際公開第2011/136087号、国際公開第2012/043546号、国際公開第2013/099634号、国際公開第2013/099635号、特開2010-115406号、特開2002-345883号、特開平6-315501号、特開平6-190003号、特開平6-190002号、特開平6-190001号、特開平2-252558号、特開平2-252560号、特開平2-252561号。これらの文献に開示されている吸水性シートの製造方法も、適宜参照される。
【0119】
<吸水性シートの構成要件の特に好ましい組み合わせ>
本願明細書に開示される実施形態は全ての組み合わせが開示されている(つまり、各国で補正の適法性の根拠となる)とみなさなければならない、特に好ましい組み合わせの説明を行う。
【0120】
(特に好ましい実施形態)
第1の粒子状吸水剤のCRCは、30g/g以上あるいは35g/g以上であり;第2の粒子状吸水剤のCRCは、35g/g以上、36g/g以上、特に37g/g以上であり、40g/g以下、あるいは39g/g以下であり;粒子状吸水剤(特に、第2の粒子状吸水剤の)表面張力が、60mN/m以上、特に、65mN/m以上であり;第1の基材、第2の基材がいずれもパルプ繊維を主成分としたエアレイド法で作製されたものであり;接着剤の塗布方式が、加熱溶融噴霧(ホットメルト噴霧(散布))であり;第1’の接着剤が実質的に存在しない。
【0121】
第1の粒子状吸水剤のCRCは、30g/g以上あるいは35g/g以上であり;GPRは、35g/min以上であり、200g/min以下、100g/min以下、特に50g/min以下であり;第2の粒子状吸水剤のCRCは、35g/g以上、36g/g以上、特に37g/g以上であり、40g/g以下、あるいは39g/g以下であり;AAPが、25g/g以上、28g/g以上あるいは30g/g以上であり;37g/g以下あるいは32g/g以下であり;GPRは、5g/min以上であり、30g/min以下、25g/min以下、特に、10g/min以下であり;表面張力が、60mN/m以上、特に、65mN/m以上であり;第1の基材、第2の基材がいずれもパルプ繊維を主成分としたエアレイド法で作製されたものであり;接着剤の塗布方式が、加熱溶融噴霧(ホットメルト噴霧(散布))であり;第1’の接着剤が実質的に存在しない。
【0122】
上記特に好ましい実施形態のうち、粒子状吸水剤(特に、第2の粒子状吸水剤の)表面張力が、65mN/m以上である。
【0123】
上記特に好ましい実施形態のうち、第1の粒子状吸水剤のCRCが、35g/g以上である。
【0124】
上記特に好ましい実施形態のうち、第2の粒子状吸水剤のCRCが、36g/g以上であり39g/g以下である。
【0125】
上記特に好ましい実施形態において、ラッピングシートと、第1の基材との間に、接着剤が実質的に存在しない。
【0126】
上記特に好ましい実施形態において、前記第1の接着剤に残留する揮発性有機化合物が検出限界以下である。
【0127】
〔4.吸収性物品〕
本発明の一実施形態に係る吸収性物品は、〔2〕で説明されている吸水性シートを、液体透過性シートおよび液体不透過性シートによって挟持した構造を有している。ここで、液体透過性シートは、第1の基材側に位置し、液体不透過性シートが、第2の基材側に位置している。よって、本発明の一実施形態の吸収性物品は、液体透過性シートと、液体不透過性シートとで挟持することによりなり、前記液体透過性シートが、前記第1の基材側に位置し、前記液体不透過性シートが、前記第2の基材側に位置している、吸収性物品である。吸収性物品の具体例としては、紙オムツ、失禁パッド、生理用ナプキン、ペットシート、食品用ドリップシート、電力ケーブルの止水剤などが挙げられる。
【0128】
液体透過性シートおよび液体不透過性シートとしては、吸収性物品の技術分野で公知のものを、特に制限なく用いることができる。また、吸収性物品は、公知の方法によって製造することができる。
【実施例
【0129】
本発明を、以下の実施例および比較例を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。また、下記の製造例、測定条件、実施例および比較例において、特記しない限り、操作は室温(25℃)/相対湿度40~50%RHの条件下で行われた。
【0130】
<製造例>
以下の特許に記載の製造例、実施例、比較例を参考に、内部架橋剤量によって、CRCを適宜調整することで、ポリアクリル酸(塩)系樹脂の粒子状吸水剤(1)~(7)を得た。得られた粒子状吸水剤の物性を表1に示した。
【0131】
国際公開第2014/034897号
国際公開第2017/170605号
国際公開第2016/204302号
国際公開第2014/054656号
国際公開第2015/152299号
国際公開第2018/062539号
国際公開第2012/043821号。
【0132】
〔粒子状吸水剤の物性の測定方法〕
<重量平均粒子径>
本発明の一実施形態に係る粒子状吸水剤(もしくは、粒子状の吸水性樹脂、吸水性樹脂粒子)の粒子径は、ERT420.2-02に規定される「PSD」の測定方法に従って得られた重量平均粒子径である。ここで、本明細書中、重量平均粒子径の測定方法は、ERT420.2-02に規定される「PSD」の測定方法に従って得られたPSDに基づいて米国特許第7638570号に記載された「(3)Mass-Average Particle Diameter (D50) and Logarithmic Standard Deviation (σζ) of Particle Diameter Distribution」と同様の方法で算出する。
【0133】
各粒子状吸水剤の重量平均粒子径は表1に示す。
【0134】
<CRC(無加圧下吸水倍率)(ERT441.2-02)>
「CRC」は、Centrifuge Retention Capacity(遠心分離機保持容量)の略称であり、粒子状吸水剤の無加圧下吸水倍率(「吸水倍率」と称する場合もある)を意味する。具体的には、粒子状吸水剤0.2gを不織布製の袋に入れた後、大過剰の0.9質量%塩化ナトリウム水溶液中に30分間浸漬して自由膨潤させ、その後、遠心分離機(250G)で3分間水切りした後の吸水倍率(単位;g/g)のことをいう。
【0135】
<表面張力>
本発明において、表面張力は、粒子状吸水剤を0.90質量%塩化ナトリウム水溶液中に分散させた際の、水溶液の表面張力を意味する。
【0136】
十分に洗浄された100mlのビーカーに20℃に調整された生理食塩水50mlを入れ、まず、生理食塩水の表面張力を、表面張力計(KRUSS社製のK11自動表面張力計)を用いて測定する。なお、本発明では、白金プレートを用いるプレート法を採用し、プレートは各測定前に十分脱イオン水にて洗浄し、かつ、ガスバーナーで加熱洗浄して使用する。次に、20℃に調整した表面張力測定後の生理食塩水を含んだビーカーに、十分に洗浄された25mm長のフッ素樹脂製回転子、および粒子状吸水剤0.5gを投入し、500rpmの条件で4分間攪拌する。4分後、攪拌を止め、含水した粒子状吸水剤が沈降した後に、上澄み液の表面張力を再度同様の操作を行い測定する。ここで、粒子状吸水剤の表面張力(単位:mN/m)は、生理食塩水に粒子状吸水剤を分散させた際の上澄み液の表面張力により求められる。各粒子状吸水剤の表面張力は表1に示す。
【0137】
〔アクリル酸の製造例〕
市販のアクリル酸(アクリル酸ダイマー2000ppm、酢酸500ppm、プロピオン酸500ppm、p-メトキシフェノール200ppm)を、無堰多孔板50段を有する高沸点不純物分離塔の塔底に供給して、還流比を1として蒸留し、マレイン酸やアクリル酸からなる二量体(アクリル酸ダイマー)などの除去後、さらに晶析を行なうことで、アクリル酸(アクリル酸ダイマー20ppm、酢酸50ppm、プロピオン酸50ppm、フルフラール1ppm以下、プロトアネモニン1ppm以下)を得て、さらに蒸留後にp-メトキシフェノールを50ppm添加した。
【0138】
〔アクリル酸ナトリウム水溶液の製法〕
上記アクリル酸1390gを米国特許5210298号の実施例9に従い、48%苛性ソーダを用いて20~40℃で中和して、濃度37%で100%中和のアクリル酸ナトリウム水溶液を得た。
【0139】
<粒子状吸水剤(1)>
上記アクリル酸の製造例で得られたアクリル酸、該アクリル酸を用いて上記アクリル酸ナトリウム水溶液の製法で得られたアクリル酸ナトリウム水溶液、および脱イオン水を混合して得られた75モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウムの水溶液5500g(単量体濃度38.0質量%)に、ポリエチレングリコールジアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数9)5.03gを溶解し反応液とした。次いで、シグマ型羽根を2本有する内容積10Lのジャケット付きステンレス製双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器に、上記反応液を供給し、反応液を30℃に保ちながら系を窒素ガス置換し、反応液中の溶存酸素を除去した。続いて、反応液を撹拌しながら、過硫酸ナトリウムの10質量%水溶液30.68g及びL-アスコルビン酸の1質量%水溶液37.76gを添加したところ、およそ1分後に重合が開始した。重合を開始して40分後に含水ゲル状重合体を取り出した。得られた含水ゲル状重合体は約2~4mmの粒子に細分化されていた。この細分化された含水ゲル状重合体を50メッシュ(目の大きさ300μm)の金網上に広げ、175℃で65分間熱風乾燥した。次いで、乾燥物をロールミルを用いて粉砕し、さらに目開き600μmの金網で分級、調合することにより、平均粒子径380μmの不定形破砕状の吸水性樹脂(1-1)を得た。
【0140】
得られた吸水性樹脂(1-1)100質量部に、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.03質量部、1,4-ブタンジオール0.3質量部、プロピレングリコール0.5質量部、水3.0質量部からなる表面架橋剤水溶液3.83質量部を噴霧混合した。上記の混合物を、パドル型混合加熱処理機を用いて、熱媒温度210℃で45分間加熱処理して表面架橋された吸水性樹脂(1-2)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(1-2)100質量部に、水1.0質量部を噴霧混合して、密閉容器内で60℃で1時間硬化させた後、目開き710μmのふるいを通過させて吸水性樹脂(1-3)を得た。吸水性樹脂(1-3)にAerosil200(親水性アモルファスシリカ、日本アエロジル社製)を0.3質量部添加して混合することにより得た吸水性樹脂を粒子状吸水剤(1)とした。
【0141】
<粒子状吸水剤(2)>
上記アクリル酸の製造例で得られたアクリル酸、該アクリル酸を用いて上記アクリル酸ナトリウム水溶液の製法で得られたアクリル酸ナトリウム水溶液、および脱イオン水を混合して得られた75モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウムの水溶液5500g(単量体濃度36.0質量%)に、ポリエチレングリコールジアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数9)3.93gを溶解し反応液とした。次いで、シグマ型羽根を2本有する内容積10Lのジャケット付きステンレス製双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器に、上記反応液を供給し、反応液を30℃に保ちながら系を窒素ガス置換し、反応液中の溶存酸素を除去した。続いて、反応液を撹拌しながら、過硫酸ナトリウムの10質量%水溶液29.07g及びL-アスコルビン酸の1質量%水溶液35.78gを添加したところ、およそ1分後に重合が開始した。重合を開始して40分後に含水ゲル状重合体を取り出した。得られた含水ゲル状重合体は約2~4mmの粒子に細分化されていた。この細分化された含水ゲル状重合体を50メッシュ(目の大きさ300μm)の金網上に広げ、175℃で65分間熱風乾燥した。次いで、乾燥物をロールミルを用いて粉砕し、さらに目開き600μmの金網で分級、調合することにより、平均粒子径350μmの不定形破砕状の吸水性樹脂(2-1)を得た。
【0142】
得られた吸水性樹脂(2-1)100質量部に、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.03質量部、プロピレングリコール1.0質量部、水3.0質量部からなる表面架橋剤水溶液4.03質量部を噴霧混合した。上記の混合物を、パドル型混合加熱処理機を用いて、熱媒温度100℃で40分間加熱処理して表面架橋された吸水性樹脂(2-2)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(2-2)100質量部に、水3.0質量部を噴霧混合して、密閉容器内で60℃で1時間硬化させた後、目開き710μmのふるいを通過させて吸水性樹脂(2-3)を得た。吸水性樹脂(2-3)にAerosil90G(親水性アモルファスシリカ、日本アエロジル社製)を0.3質量部添加して混合することにより得た吸水性樹脂を粒子状吸水剤(2)とした。
【0143】
<粒子状吸水剤(3)>
上記アクリル酸の製造例で得られたアクリル酸、該アクリル酸を用いて上記アクリル酸ナトリウム水溶液の製法で得られたアクリル酸ナトリウム水溶液、および脱イオン水を混合して得られた75モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウムの水溶液5500g(単量体濃度33.0質量%)に、ポリエチレングリコールジアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数9)5.82gを溶解し反応液とした。次いで、シグマ型羽根を2本有する内容積10Lのジャケット付きステンレス製双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器に、上記反応液を供給し、反応液を30℃に保ちながら系を窒素ガス置換し、反応液中の溶存酸素を除去した。続いて、反応液を撹拌しながら、過硫酸ナトリウムの10質量%水溶液26.65g及びL-アスコルビン酸の1質量%水溶液32.79gを添加したところ、およそ1分後に重合が開始した。重合を開始して40分後、150μm以下の吸水性樹脂微粉末を181.5g添加したうえで、ニーダーのブレードを高速回転(130rpm)で10分間ゲル解砕してから含水ゲル状重合体を取り出した。得られた含水ゲル状重合体は約1~2mmの粒子に細分化されていた。この細分化された含水ゲル状重合体を50メッシュ(目の大きさ300μm)の金網上に広げ、175℃で65分間熱風乾燥した。次いで、乾燥物をロールミルを用いて粉砕し、さらに目開き600μmの金網で分級、調合することにより、平均粒子径350μmの不定形破砕状の吸水性樹脂(3-1)を得た。
【0144】
得られた吸水性樹脂(3-1)100質量部に、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.03質量部、1,4-ブタンジオール0.3質量部、プロピレングリコール0.5質量部、水3.0質量部からなる表面架橋剤水溶液3.83質量部を噴霧混合した。上記の混合物を、パドル型混合加熱処理機を用いて、熱媒温度210℃で40分間加熱処理して表面架橋された吸水性樹脂(3-2)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(3-2)100質量部に、水1.0質量部を噴霧混合して、密閉容器内で60℃で1時間硬化させた後、目開き710μmのふるいを通過させて吸水性樹脂(3-3)を得た。吸水性樹脂(3-3)にAerosil200(親水性アモルファスシリカ、日本アエロジル社製)を0.3質量部添加して混合することにより得た吸水性樹脂を粒子状吸水剤(3)とした。
【0145】
<粒子状吸水剤(4)>
上記アクリル酸の製造例で得られたアクリル酸、該アクリル酸を用いて上記アクリル酸ナトリウム水溶液の製法で得られたアクリル酸ナトリウム水溶液、および脱イオン水を混合して得られた75モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウムの水溶液5500g(単量体濃度33.0質量%)に、ポリエチレングリコールジアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数9)4.04gを溶解し反応液とした。次いで、シグマ型羽根を2本有する内容積10Lのジャケット付きステンレス製双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器に、上記反応液を供給し、反応液を30℃に保ちながら系を窒素ガス置換し、反応液中の溶存酸素を除去した。続いて、反応液を撹拌しながら、過硫酸ナトリウムの10質量%水溶液26.65g及びL-アスコルビン酸の1質量%水溶液32.79gを添加したところ、およそ1分後に重合が開始した。重合を開始して40分後、150μm以下の吸水性樹脂微粉末を181.5g添加したうえで、ニーダーのブレードを高速回転(130rpm)で10分間ゲル解砕してから含水ゲル状重合体を取り出した。得られた含水ゲル状重合体は約1~2mmの粒子に細分化されていた。この細分化された含水ゲル状重合体を50メッシュ(目の大きさ300μm)の金網上に広げ、175℃で65分間熱風乾燥した。次いで、乾燥物をロールミルを用いて粉砕し、さらに目開き600μmの金網で分級、調合することにより、平均粒子径350μmの不定形破砕状の吸水性樹脂(4-1)を得た。
【0146】
得られた吸水性樹脂(4-1)100質量部に、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.03質量部、1,4-ブタンジオール0.3質量部、プロピレングリコール0.5質量部、水3.0質量部からなる表面架橋剤水溶液3.83質量部を噴霧混合した。上記の混合物を、パドル型混合加熱処理機を用いて、熱媒温度195℃で40分間加熱処理して表面架橋された吸水性樹脂(4-2)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(4-2)100質量部に、水1.0質量部を噴霧混合して、密閉容器内で60℃で1時間硬化させた後、目開き710μmのふるいを通過させて吸水性樹脂(4-3)を得た。吸水性樹脂(9-3)にAerosil200(親水性アモルファスシリカ、日本アエロジル社製)を0.3質量部添加して混合することにより得た吸水性樹脂を粒子状吸水剤(4)とした。
【0147】
<粒子状吸水剤(5)>
上記アクリル酸の製造例で得られたアクリル酸、該アクリル酸を用いて上記アクリル酸ナトリウム水溶液の製法で得られたアクリル酸ナトリウム水溶液、および脱イオン水を混合して得られた75モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウムの水溶液5500g(単量体濃度35.5質量%)に、ポリエチレングリコールジアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数9)5.29gを溶解し反応液とした。次いで、シグマ型羽根を2本有する内容積10Lのジャケット付きステンレス製双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器に、上記反応液を供給し、反応液を30℃に保ちながら系を窒素ガス置換し、反応液中の溶存酸素を除去した。続いて、反応液を撹拌しながら、過硫酸ナトリウムの10質量%水溶液28.66g及びL-アスコルビン酸の1質量%水溶液35.28gを添加したところ、およそ1分後に重合が開始した。重合を開始して40分後に含水ゲル状重合体を取り出した。得られた含水ゲル状重合体は約2~4mmの粒子に細分化されていた。この細分化された含水ゲル状重合体を50メッシュ(目の大きさ300μm)の金網上に広げ、175℃で65分間熱風乾燥した。次いで、乾燥物をロールミルを用いて粉砕し、さらに目開き600μmの金網で分級、調合することにより、平均粒子径350μmの不定形破砕状の吸水性樹脂(5-1)を得た。
【0148】
得られた吸水性樹脂(5-1)100質量部に、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.03質量部、プロピレングリコール1.0質量部、水3.0質量部からなる表面架橋剤水溶液4.03質量部を噴霧混合した。上記の混合物を、パドル型混合加熱処理機を用いて、熱媒温度100℃で40分間加熱処理して表面架橋された吸水性樹脂(-2)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(5-2)100質量部に、水3.0質量部を噴霧混合して、密閉容器内で60℃で1時間硬化させた後、目開き710μmのふるいを通過させて吸水性樹脂(5-3)を得た。吸水性樹脂(5-3)にAerosil90G(親水性アモルファスシリカ、日本アエロジル社製)を0.3質量部添加して混合することにより得た吸水性樹脂を粒子状吸水剤(5)とした。
【0149】
<粒子状吸水剤(6)>
上記アクリル酸の製造例で得られたアクリル酸、該アクリル酸を用いて上記アクリル酸ナトリウム水溶液の製法で得られたアクリル酸ナトリウム水溶液、および脱イオン水を混合して得られた75モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウムの水溶液5500g(単量体濃度38.0質量%)に、ポリエチレングリコールジアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数9)3.27gを溶解し反応液とした。次いで、シグマ型羽根を2本有する内容積10Lのジャケット付きステンレス製双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器に、上記反応液を供給し、反応液を30℃に保ちながら系を窒素ガス置換し、反応液中の溶存酸素を除去した。続いて、反応液を撹拌しながら、過硫酸ナトリウムの10質量%水溶液30.68g及びL-アスコルビン酸の1質量%水溶液37.76gを添加したところ、およそ1分後に重合が開始した。重合を開始して40分後に含水ゲル状重合体を取り出した。得られた含水ゲル状重合体は約2~4mmの粒子に細分化されていた。この細分化された含水ゲル状重合体を50メッシュ(目の大きさ300μm)の金網上に広げ、175℃で65分間熱風乾燥した。次いで、乾燥物をロールミルを用いて粉砕し、さらに目開き600μmの金網で分級、調合することにより、平均粒子径350μmの不定形破砕状の吸水性樹脂(6-1)を得た。
【0150】
得られた吸水性樹脂(6-1)100質量部に、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.03質量部、1,4-ブタンジオール0.3質量部、プロピレングリコール0.5質量部、水3.0質量部からなる表面架橋剤水溶液3.83質量部を噴霧混合した。上記の混合物を、パドル型混合加熱処理機を用いて、熱媒温度195℃で45分間加熱処理して表面架橋された吸水性樹脂(6-2)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(6-2)100質量部に、水1.0質量部を噴霧混合して、密閉容器内で60℃で1時間硬化させた後、目開き710μmのふるいを通過させて吸水性樹脂(6-3)を得た。吸水性樹脂(6-3)にAerosil200(親水性アモルファスシリカ、日本アエロジル社製)を0.3質量部添加して混合することにより得た吸水性樹脂を粒子状吸水剤(6)とした。
【0151】
<粒子状吸水剤(7)>
[市販品使い捨てオムツからの吸水性樹脂の取出し]
調湿環境にて保管していた市販の使い捨てオムツ(NEW ドレミパンツ(Lサイズ、Lot No.8-1A042 1489)、OJI製、2001年に購入)から、吸水性樹脂を取り出した。取出しの際には、綿状パルプなどが混じらないように、吸水性樹脂のみを取り出した。取出された吸水性樹脂は、球状粒子を造粒した粒子形状であった。この吸水性樹脂を、粒子状吸水剤(7)とした。粒子状吸水剤(7)の物性を、表1に示した。
【0152】
〔実施例〕
下記実施例及び比較例において、特記しない限り、操作は室温(25℃)/相対湿度40~50%RHの条件下で行われた。
【0153】
[実施例1]
室温雰囲気下、縦10cm、横40cmに切断した不織布A(第1の基材に相当、パルプ繊維を主成分とする。厚み0.4mm。エアレイド法で作製されたもの。目付量:47g/m)の上に、オレフィンを主成分とする、厚み1.4mmのエアスルー不織布C(中間シートに相当)を載せ、不織布Cの表面に、粒子状吸水剤(2)(第2の粒子状吸水剤に相当)を、6g(散布量:150g/m)均一に散布した。不織布Aをエアスルー不織布Cの下に敷いた状態で当該不織布Cの表面に粒子状吸水剤(2)を散布したのは、不織布Cに捕捉されずに不織布Cを透過しうる粒子状吸水剤(2)を不織布Aで受けるためである。
【0154】
次に、縦10cm、横40cmに切断した(上記とは別の)不織布A(第2の基材に相当、パルプ繊維を主成分とする。厚み0.4mm。エアレイド法で作製されたもの。目付量:47g/m)の表面に、イソヘキサン、シクロヘキサン、ノルマルヘキサンの混合物を主成分とした溶剤、液化石油ガス、ジメチルエーテル等のガスとスチレンブタジエンゴムとを含む接着剤(溶液型接着剤)(第2の接着剤に相当)(スプレーのり77、スリーエムジャパン株式会社製)を、0.5g均一に散布した(散布量:12.5g/m)。
【0155】
その後、不織布Cの粒子状吸水剤を散布した面と不織布Aの接着剤を散布した面が対合するように(接触するように)重ね、加圧圧着した。その後、一番下に敷いてあった不織布A(第1の基材に相当)が一番上になるように、上下を逆にひっくり返し、圧着されていない上方の不織布A(第1の基材に相当)を剥がした。
【0156】
次に、粒子状吸水剤(2)と面していない側の不織布Cの表面に、粒子状吸水剤(1)(第1の粒子状吸水剤に相当)を6g(散布量:150g/m)均一に散布した。
【0157】
次に、先ほど剥がした不織布A(第1の基材に相当)の表面に、スチレンブタジエンゴムを含む接着剤(第1の接着剤に相当)(スプレーのり77、スリーエムジャパン株式会社製)を、0.5g均一に散布した(散布量:12.5g/m)。その後、不織布Cの粒子状吸水剤(1)を散布した面と不織布Aの接着剤を散布した面が対合するように(接触するように)重ね、加圧圧着して、吸水性シートZを得た。
【0158】
最後に、吸水性シートZの不織布A(不織布Aの表面であって、粒子状吸水剤(1)を散布した面とは反対側)に、スチレンブタジエンゴムを含む接着剤(第1’の接着剤に相当)(スプレーのり77、スリーエムジャパン株式会社製)を0.1g均一に散布(散布量:2.5g/m)した後、縦24cm、横40cmに切断した、オレフィンを主成分とする、厚み0.1mmのスパンボンド不織布(ラッピングシート)で包み、加圧圧着することで、吸水性シート(1)を得た。
【0159】
[実施例2~9、比較例1~10]
第1の粒子状吸水剤、第2の粒子状吸水剤、第1の基材、接着剤の種類、第1の接着剤の量、第2の接着剤の量、第1’の接着剤の量を表1に示されるように変更した以外は、実施例1と同様に、吸水性シートを作製した。
【0160】
[実施例10]
スプレーのり77の代わりに、140℃で加熱したホットメルト型接着剤(スチレンブタジエンゴムを含む接着剤)をグルーアプリケータ(Nordson社製、Alta Blue Touch)を用いて塗布した以外は、実施例1と同様にして、吸水性シート(10)を得た。
【0161】
[実施例11、12、比較例11]
第1の粒子状吸水剤、第2の粒子状吸水剤、第1の基材、接着剤の種類、第1の接着剤の量、第2の接着剤の量、第1’の接着剤の量を表1に示されるように変更した以外は、実施例10と同様に、吸水性シートを作製した。
【0162】
〔吸水性シートの評価方法〕
下記評価方法において、特記しない限り、操作は室温(25℃)/相対湿度40~50%RHの条件下で行われた。
【0163】
<初期吸収速度>
吸収体から高さ1.5cmのところに、漏斗(流速7ml/min)を設置し、この漏斗を用い、青色1号試薬を20ppm含む生理食塩水(0.9%塩化ナトリウム水溶液)1.00gを投入後、吸収体が液を吸収するまでの時間を測定した。すなわち、初期吸収速度(秒)とは、液投入直後にストップウォッチをスタートし、吸収体が液を吸いきったときにストップウォッチを止めて、表示された時間である。N数は5回としその相加平均を初期吸収速度とした。
【0164】
<逆戻り量(特定戻り量評価)>
図6に示されるように縦10cm、横40cmに作製した吸水性シート40を、縦14cm、横40cmの液体不透過性シート21で上部に開口部ができるように包んだ。液不透過性シート21で包んだ吸水性シート40を平面に置き、その上に液注入筒41(図7)を図8に示されるように吸水性シート40の中央に置いた。この状態で、流速7ml/秒で液投入が可能な漏斗42を使用して液注入筒41へ23℃の0.9重量%塩化ナトリウム水溶液80gを投入した(図9)。なお、この場合、液不透過性シート21から露出した吸水性シート40に対して、液が投入されている。液を投入してから10分後、予め重量を測定した濾紙43(型式No.2、ADVANTEC製;直径110mmの円形のもの)20枚を、吸水性シート40の中央に載せ、直径100mmの円形の錘44(1200g)をさらに載せて、1分間保持した。1分後、錘44を除去し、濾紙43の重量増分から逆戻り量1回目(g)を測定した。錘44を除去してから1分後、同様の操作(液を投入→投入10分後、濾紙43および錘44(1200g)を載せて、1分間保持→1分後保持→錘を除去、逆戻り量の測定)を繰り返し、逆戻り量2回目(g)、逆戻り量3回目(g)を測定した。測定した逆戻り量の1回目から3回目までの合計を表2に示した。
【0165】
<漏れ量(斜め評価)(特定漏れ量評価)>
漏れ量は、図10に示す装置を使用して測定した。
【0166】
概略としては、市販の実験設備用の架台60とパイプ61を用いて、アクリル板63を傾斜させて固定した後、板上に固定した吸水性シートに鉛直上方から漏斗で生理食塩水を投入し、漏れ量を計量する機構である。以下に詳細な仕様を示す。
【0167】
アクリル板63は傾斜面方向の長さが400mmで、架台60によって水平に対して成す角20°になるよう固定した。アクリル板63は幅200mm、厚さ3mmであった。アクリル板63の表面は滑らかなので、板に液体が滞留したり吸収されたりすることはなかった。架台60を用いて、漏斗64を傾斜アクリル板63の鉛直上方に固定した。漏斗64は7mL/秒で液が投入されるものを使用した。
【0168】
アクリル板63の下部には、金属製トレイ65を設置されており、漏れとして流れ落ちる試験液をすべて受けとめ、その質量を0.1gの精度で記録した。
【0169】
このような装置を用いた傾斜における漏れ試験は以下の手順で行った。図10に示すように、長さ100mm・幅100mmのサイズに切断した吸水性シート40の裏面をアクリル板63上に貼り付けた。
【0170】
吸水性シートの上端から1.5cm下方向の箇所に目印をつけ、漏斗の投入口を、目印から鉛直上方距離15±2mmになるように固定した。
【0171】
滴下漏斗64に生理食塩水20mLを一度に投入した。試験液が吸水性シート66に吸収されずに傾斜したアクリル板63を流れ、金属製トレイ65に入った液量を測定し、面方向の1回目漏れ量(mL)とし、10分後、同様に生理食塩水20mLを投入して、2回目漏れ量を計測した後、さらに10分後、同様に生理食塩水20mLを投入して、3回目の漏れ量を計測した。表の漏れ量は1回目から3回目の漏れ量を合計した値である。
【0172】
【表1-1】
【0173】
【表1-2】
【0174】
<塗布方式> 溶剤溶解噴霧:X、加熱溶融噴霧Y。
【0175】
<第1の基材> A:不織布A(パルプ繊維を主成分とする。厚み0.4mm。エアレイド法で作製されたもの。目付量:47g/m)、B:不織布B(パルプ繊維を主成分とする。厚み0.4mm。エアレイド法で作製されたもの。目付量:42g/m))。
【0176】
<接着剤> SBR:スチレンブタジエンゴム、EVA:エチレン-酢酸ビニル共重合体。
【0177】
〈溶液型接着剤の不揮発分の測定〉
溶液型接着剤を噴霧した直後(噴霧してから10秒以内)の不織布を重量測定し、噴霧前の不織布の重量の差を算出することで、溶液型接着剤の噴霧量を測定した。事前に測定した噴霧量に対する不揮発分の割合が81.16質量%であったため(90℃×1時間での残存量から不揮発分を測定)、噴霧した溶液型接着剤の不揮発分を、溶液型接着剤の噴霧重量×81.16質量%で算出した。
【0178】
〈ホットメルト型接着剤の不揮発分の測定〉
ホットメルト型接着剤を噴霧した直後(噴霧してから10秒以内)の不織布を重量測定し、噴霧前の不織布の重量の差を算出することで、ホットメルト型接着剤の噴霧量を測定した。噴霧量に対する不揮発分の割合が実質100質量%であるため(90℃×1時間での残存量から不揮発分を測定)、噴霧したホットメルト型接着剤の不揮発分を、測定したホットメルト型接着剤の噴霧量とした。
【0179】
なお、溶液型接着剤の残留溶媒(接着剤に残留する揮発性有機化合物)は、接着剤中、1ppm超であった。
【0180】
[評価ランク]
Aが最も良く、Eが最も悪い(実用不可)
(漏れ量)
A:2.5未満
B:2.5以上3未満
C:3以上4未満
D:4以上5未満
E:5以上。
【0181】
(戻り量)
A:4.5未満
B:4.5以上5未満
C:5以上5.5未満
D:5.5以上6未満
E:6以上。
【符号の説明】
【0182】
40 吸水性シート
11 第1の基材、
12 吸水層、
13 第2の基材、
14 粒子状吸水剤、
14a 第1の粒子状吸水剤、
14b 第2の粒子状吸水剤、
17 接着剤、
17a 第1の接着剤、
17b 第2の接着剤、
17c 第1’の接着剤、
17d 第2’の接着剤、
18 ラッピングシート、
21 液体不透過シート、
41 液注入筒、
42 漏斗、
60 架台、
61 パイプ、
63 アクリル板、
64 漏斗、
65 金属製トレイ、
400 装置、
410 容器、
411 セル、
412 ピストン、
413a、413b 金網、
414 膨潤ゲル(粒子状吸水剤を吸水させたもの)、
415 孔、
420 タンク、
421 ガラス管、
422 コックガラス管付きL字管、
423 液体、
431 ステンレス製の金網、
432 捕集容器、
433 上皿天秤。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10