短繊維と吸収体の完全性のパラドックス：神話か現実か？
私はおむつ業界で34年間働いてきました。1984年におむつの吸収体コアについて尋ねたところ、それはセルロース繊維で作られており、繊維が長ければ長いほど性能が良いと教えられました。定期的に、ハンマーミルが適切に稼働し続けていることを確認するためだけに、フラッフのサンプルを供給業者へ送る必要がありました。繊維の平均長が1.8mmを下回り始めると（理想は使用するパルプにもよりますが2.3～2.6mm）、ミルのディスクをより鋭い刃に交換し、再度テストする必要がありました。実際には、価格が同じであれば、より長い繊維を供給してくれる業者を好んで選んでいました。
その数年後、1980年代後半になると、おむつには高吸収性ポリマー（SAP）が組み込まれるようになりました。これにより、棚での製品容量を増やし体積を減らすため、コア内のフラッフ量は減少しました。しかし、SAP比率の増加は新たな問題をもたらしました。液体がコアへ浸透するまでに時間がかかり、早期漏れが発生するようになったのです。この問題を解決するため、新しい構成要素――取得・分配層（ADL）が導入されました。すぐに、SAP比率が高くなるほど、吸収時間の増加を防ぐためにADLの坪量を高くする必要があることが分かりました。
長年にわたり、私たちは製品をより薄くしようと努めてきましたが、それはしばしばコアの完全性を損なう結果となりました。おむつが完全に飽和すると、パネルが崩れてしまうことがありました。繊維長やパネル密度は常に原因として指摘され、消費者からのクレームに対する定型的な説明として用いられてきました。また、密度を高めることも容易ではなく、過度に高密度な製品は「段ボール」のように硬くなってしまいました。さらに、使用前に測定された密度は、身体に接触して数分後の実際の挙動を反映していませんでした。
機械の高速化に伴い、新たな課題も生じました。自動裁断時の破れを防ぐため、コアの包材を従来の織物から軽量の不織布へ置き換える必要がありました。この変更は表面への液戻りを減らしましたが、構造的完全性の問題をさらに悪化させました。状況は深刻化し、サプライヤーは「コア完全性」専用のホットメルト接着剤を開発するに至りました。ユーザーテストでは、この特別な接着剤の使用が、完全に飽和した状態でもパネルを intact に保つうえで非常に効果的であることが示されました。
SAP比率が70％を超えるにつれ、新しいタイプのSAPや新しいADLが開発されました。しかし、80～100GSMを超えるような非常に厚いADLは、新たな問題を引き起こしました。微小な液滴が内部に閉じ込められ、吸収時間は非常に良好である一方、特に最初の吸収時に液戻りが悪化しました。より効率的なADLは、トップシート層とADL自体で異なるデニールを組み合わせ、複数の機能層を形成するものとなりました。この設計は液体移送を改善し、滞留を減らし、より乾いた製品を実現すると同時に、より低い坪量でも良好に機能しました。
現代のおむつは、トップシートとADLにおけるこれらの密度勾配を活用し、さらに異なる特性を持つSAPをコア内の異なる層に配置しています。しかし、セルロースの種類、とりわけ繊維デニールの違いについては、まだ十分に活用されていません。現在では、水素結合の強さが繊維の種類によって異なることが分かっています。特定の樹種由来の短繊維は、パインの長繊維よりも強い結合を持つ場合があります。
成人用おむつでは、典型的な構成として二つのフォーミングホイールが用いられ、小さなパネルが大きなパネルの上に配置されます。ほぼ50年にわたり、構造的完全性の問題が解決された後であっても、コアには長繊維を使用すべきだと考えられてきました。また、密度勾配が液体を表面から遠ざけ、逆止弁のように機能するという確かな証拠もあります。今こそ、この慣習を見直し、これらのパラダイムを再評価すべき時かもしれません。
短繊維がコアの毛細管性を大きく高めることは明らかです。短繊維で作られたパネルは、より柔らかく、より高い密度にも耐えられます。そのため、短繊維の比率が高いおむつは、パインのような長繊維で作られたものと比べて、より高い保持容量とより薄い厚みを提供できると期待されます。また、コアの排液性が向上することで、液戻りが少なく、より乾いた製品になることも期待できます。これらの差は、従来の実験室試験では必ずしも明確に現れませんが、使用者が動的な圧力を加える実使用テストでは明確に観察されます。一方で、短繊維で作られた高密度コアは、吸収時間の増加を防ぐために、より高性能なADLを必要とする可能性があります。
二つのフォーミングホイールで作られるコアは、各パネルに異なるセルロースを使用することで、完全性を損なうことなく短繊維の利点を最大限に引き出し、両方の長所を組み合わせることができます。短繊維の使用が全体性能を向上させる用途は数多く存在します。一方で、短繊維が有利でない製品を想定することも容易です。例えば、単一コアでサイドバリアのない成人用おむつでは、吸収が遅くなることで漏れが発生する可能性があり、特に高性能なADLとの適切なバランスが取れていない場合に顕著です。
結論として、コストを増やすことなく、おむつの性能を向上させる新しいコア構成を作ることは十分に可能です。短繊維の使用を配合に取り入れることに前向きであれば、より柔らかく、より薄く、より高い容量と毛細管性を備えたおむつを開発できます。理想的な吸収体コアの設計に到達した企業は、重要な競争優位性を手にすることになるでしょう。