JP2000513054A - 伸長性が向上した安定ウエブとその製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
この発明は、強化された伸長性を備える安定化された不織ウエブとその製造方法を提供する。ネック部形成可能な不織ウエブは、第1の方向に供給される。ネック部形成可能な不織ウエブは、前記第1の方向と直角をなす方向にインクレメント型ストレッチを受ける。ネック部形成可能な不織ウエブには、緊張力が付与されて不織ウエブにネック部が形成される。ネック部が形成された不織ウエブは、次に、機械的安定化加工を受けて、安定化され、伸長性を備えネック部が形成された不織ウエブとなる。この安定化され、伸長性を備えネック部が形成された不織ウエブは、ネック部の方向に平行な方向に容易に伸長される。
Description
【発明の詳細な説明】
伸長性が向上した安定ウエブとその製造方法
技術分野
この発明は、伸長性が向上した安定材料およびこれを製造するための機械的ポ
スト加工方法に関する。不織ウエブおよび不織フィルムウエブは、おむつ、トレ
ーニングパンツ、下着、失禁者用ブリーフ、女性用衛生下着等のような使い捨て
吸収性製品に使用するのに特に適切である。なぜならば、このような材料は、前
記製品の一部に用いた場合に、高度の伸長性によって身体にフィットすることを
助けるからである。
技術的背景
不織ウエブは、製品および製品の一構成部品に安価に製造されるので、これら
の製品は、1回または数回使用された後廃棄されると考えられる。
不織ウエブは、或る特性を備える不織ウエブを提供するために加工される。例
えば1993年9月14日、Hassenboehler,Jr等に付与されたUS特許第5,
244、482号は、不織ウエブを高温で加熱して、これを単軸方向に延伸、強
化して安定させる加工方法を開示する。そのような不織ウエブは、加工後に増大
された弾性を示す点が知られる。そのような弾性の増大は、不織ウエブの加熱に
よって教え込まれた新たな「記憶」に原因するものとして認識される。従って、
弾性よりもむしろ増大した伸張性を望んで応用するには、そのような加熱は望ま
しくない。更に、高温で加熱することによる不織ウエブのそのような延伸とセッ
トは、しばしば、繊維の脆化の原因をなし、不織ウエブの光沢の増大を示す。例
えば、おむつのカバーストック(coverstock)のような皮膚との接触を含む多数
の使用例にあっては、そのような特性は、柔軟な非プラスチックの(低光沢の)
外観の布様の望ましい性質とは正反対のものである。最後に、ウエブを強化し安
定化するために不織ウエブを加熱するための条件はプロセスの複雑性とコスト増
を付加する。
1991年1月1日Mormanに付与されたUS特許第4,981,747号は、
「可逆性のネック生成部を備える」(reversibly necked)材料を開示する。安定
化されないネック生成部を有する材料は、別の加熱セットのステップが施されて
材料が安定化されるまでは、巻き戻しロールに高張力の下に保持されなければな
らないことが教示される。そのような材料は、皮膚と好ましく接触する使用例に
関して上に記した欠点を帯び、材料の伸張性挙動よりもむしろ増大した弾性的性
質を示す。
1993年7月13日Mormanに付与されたUS特許第5,226,992号は
、接着された弾性ネック生成部を備える複合材料の製造方法を開示する。ネック
部を形成することが可能な不織ウエブのような少なくとも1つのネック部の形成
が可能な材料に、材料にネック部を形成するか、または、材料を強化するために
張力が付与される。強化された不織ウエブを加熱する代わりに、この特許は、張
力を付与した強化不織ウエブを弾性材料上に載置し、張力を付与して強化された
不織ウエブを、これが緊張状態にある間に前記弾性材料に接合することを教示す
る。張力を付与した強化不織ウエブを弾性材料を、これがまだ緊張状態にある間
に弾性材料に接合することによって、不織ウエブは、そのネックが形成された寸
法に強制的に変形される。そのような方法は、不織ウエブを別の弾性材層に取り
付けることなしには強化された伸長性に富むウエブを製造する手段を提供するこ
とはない。
付随的な改装または接続作用に適当な安定したロール貯蔵物またはループ(fes
toon)の形態で貯蔵することができる安定した伸長性に富むネック部を形成した
不織ウエブを提供することがこの発明の目的の1つである。
機械的な緊張手段を介して極めて高速の伸長能力を持つ事ができる安定したネ
ック部を形成した伸長可能な不織ウエブを提供することもこの発明の目的の1つ
である。
安定した伸長性に富むネック部を形成した不織ウエブを製造するポスト加工方
法を提供することもこの発明の目的の1つである。
弾性に関する諸性質よりはむしろ伸長性を向上させるために、そして、ネック
部形成することが可能な本来的な特性を実質的に保存するために、ネック部形成
可能な材料昇温するための加熱を必要としない安定した伸長性に富むネック部を
形成した不織ウエブを製造するポスト加工方法を提供することもこの発明の目的
の1つである。
ここで用いるように、ターム「弾性的(elastic)」とは、偏向した力を付与さ
れた場合に、伸長する、すなわち、少なくとも約60パーセント引き伸ばされる
ことができ(すなわち、その弛緩した放置長の少なくとも約160パーセントの
長さに伸長される)、そして、偏向した力を付与された場合に、伸長する、すな
わち、少なくとも約60パーセント引き伸ばされることができ(すなわち、その
弛緩した放置長の少なくとも約160パーセントの長さに伸長される)、緊張、
伸長力を緩めた場合にその伸長した長さの少なくとも約55パーセントを回復す
る材料を意味する。
ここで用いるように、ターム「伸長可能(extensible)」とは、偏向した力を付
与された場合に、伸長する、すなわち、壊滅的な機能破壊を蒙ることなく、少な
くとも約60パーセント引き伸ばされることができるが(すなわち、その弛緩し
た放置長の少なくとも約160パーセントの長さに伸長される)、しかし、緊張
、伸長力を緩めた場合にその伸長した長さの少なくとも約55パーセントより大
きく回復するすることはない材料を意味する。
ここで用いるように、ターム「高度に伸長可能」とは、偏向した力を付与され
た場合に、伸長する、すなわち、壊滅的な機能破壊を蒙ることなく、少なくとも
約100パーセント引き伸ばされることができるが(すなわち、その弛緩した放
置長の少なくとも約200パーセントの長さに伸長される)、しかし、緊張、伸
長力を緩めた場合にその伸長した長さの少なくとも約55パーセントより大きく
回復するすることはない材料を意味する。
ここに用いるように、ターム「安定化される」とは、材料を安定化するために
、これ以上加熱したり、他のウエブとの接合剤を要することなく、平凡な或いは
従来通りの貯蔵態様における安定した状態の下で貯蔵することが可能なこの発明
の材料を意味する。
ここに用いるように、ターム「不織ウエブ」とは、個々の繊維または糸が互い
に包絡した構造体であるが、規則的な反復性を持たないウエブを意味する。過去
において、不織ウエブは、例えば、メルトブロー法、スパンボンド法、接着カー
ドウエブ法(bonded carded web processes)のような様々な方法で形成され
た。
ここに用いるように、ターム「ネックを形成した材料」とは、所望のネックダ
ウン方向に直角な方向に張力を付与することによって、少なくとも1つの寸法が
縮んだ任意の材料を意味する。
個々に用いるように、ターム「ネック形成可能な材料」とは、ネックを形成す
ることができる任意の材料を意味する。
ここに用いるように、ターム「ネックダウン率」とは、ネック未形成の寸法と
、ネック形成可能な材料にネック形成方向に安定的に形成したネック部の寸法と
の差を測定し、この差をネック形成可能材料のネック未形成の寸法で除し、これ
に100を乗じた比率を意味する。
ここに用いるように、ターム「複合弾性材料」とは、安定的に伸張されたネッ
ク形成材料に接合された弾性部材を意味する。この弾性部材は、安定的に伸張さ
れたネック形成材料に、この材料の間歇的な諸点において、または、連続的に接
合することができる。この接合は、弾性部材と、安定的に伸張されたネック形成
材料とが隣り合って配置される間に達成される。この複合弾性材料は、安定的に
伸張されたネック形成材料のネックダウン方向とほぼ平行な方向に弾性を備え、
前記材料の破断点の向きに伸張することができる。複合弾性材料は2以上の層を
含むことができる。
ここに用いるように、ターム「ポリマー」とは、一般に、例えば、ブロック、
グラフト、ランダム、交替ポリマー、三元共重合体(terpolimer)のようなホモ
ポリマー、コポリマー、およびそれらの混合体および改質体を含むが、これらの
みに限定されることはない。更には、他に特別に限定されない限り、ターム「ポ
リマー」は、可能なすべての材料の分子幾何学的構造を含むものとする。これら
の構造には、アイソタクチック、シンジオタクティックおよびランダム、対称型
を含む。
ここに用いるように、ターム「表面通過長(surface‐pathlength)」とは、問
題となる材料の特定方向の地形面に沿う測定値を意味する。
発明の概要
この発明にしたがって、次の各ステップを備える安定的に伸張されたネック形
成材料の製造方法が提供される。すなわち、
ネック部形成可能な不織ウエブを準備すること、
前記ネック部形成可能な不織ウエブを一つの方向に供給すること、
前記ネック部形成可能な不織ウエブに、前記第一の方向に対し直角をなす方向
にインクレメント型のストレッチを施すこと、
ネック部形成可能な不織ウエブに、前記第一の方向と平行な方向に張力を付与
して、不織ウエブに、前記第一の方向に対して直角をなす方向にネック部を形成
すること、
ネック部が形成された不織ウエブに、機械的な安定化処理を施して安定的に伸
張されたネックを形成した不織ウエブを提供すること、
この機械的な安定化処理を施して安定的に伸張されたネックを形成した不織ウ
エブは、前記第一の方向に直角をなす方向、すなわち、ネック部の方向と平行な
方向に容易に伸張することができる。ネック部を形成した不織ウエブを機械的に
安定化するための好ましい方法は、ネック部を形成した不織ウエブに、第一の方
向と平行な方向にインクレメンタルなストレッチを施すことである。
この方法は、安定化処理を施して安定的に伸張されたネックを形成した不織ウ
エブを巻き取りロールに巻着するか、あるいは、上記不織ウエブをループ状にボ
ックス内に収容する(be festooned lnto a box)追加的なステップを含む
こともできる。
この方法は、安定化処理を施して安定的に伸張されたネックを形成した不織ウ
エブを弾性部材に接合して複合弾性材料を形成する追加的ステップを含むことも
できる。
材料が、ストレッチ可能な場合は、所望のネックダウン方向とほぼ直交する方
向にストレッチすることによってネック部が形成される。ネック部形成可能な材
料は、室温で充分にネックを形成できる材料であれば何でもよい。そのようなネ
ック部形成可能な材料は、編布、低密度の織布、結合梳綿不織ウエブ、スパンボ
ンド不織ウエブ、またはメルトブロー不織ウエブを含む。ネック部形成可能な材
料は、例えば、多スパンボンド層および/または多メルトブロー層またはフィル
ム層のような多層を備えることができる。このネック部形成可能な材料は、例え
ば、ポリオレフィンのようなポリマーから製造することができる。模範的なポリ
オレフィンは、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン共重合体、プロピレン
共重合体、およびこれらの混合物を含む。ネック部形成可能な不織ウエブは、例
えば、非弾性的な不織材料のような非弾性的な不織ウエブであることができる。
図面の簡単な説明
本件の明細書は、この発明を構成するとみなされる主題事項を特に指摘し明確
にクレームするが、添付図面を参照しつつ行なわれる下記の説明によってもより
良く理解されるものと信じられる。添付図面中、同一の符号は同一の部材を指示
するために使用される。
第1図は、ネック部が形成されたこの発明の不織ウエブを形成する1つの模範
的な方法の略図である。
第2図は、ウエブを機械横断方向に強める装置の拡大斜視図である。
第3図は、安定化を施すローラー装置の拡大斜視図である。
第4図は、張力を付与してネックを形成する前の模範的なネック部形成可能な
不織ウエブの平面図である。
第5図は、ネック部が形成された模範的不織ウエブの平面図である。
第6図は、一部がストレッチされている模範的な複合弾性材料の平面図である
。
第7図は、ネック部が形成されたこの発明の不織ウエブを形成する別の模範的
な方法の略図である。
第8図は、ネック部が形成された不織ウエブを固定するために不適当なエンボ
ス模様の離間配置パターンの平面図である。
第9図は、ネック部が形成された不織ウエブを固定するために適当なエンボス
摸様パターンの平面図である。
第10図は、ネック部が形成された不織ウエブを固定するために適当な別のエ
ンボス模様パターンの平面図である。
発明の詳細な説明
第1図を参照すれば、この発明の安定化された伸長性を備えるネック部が形成
された不織ウエブを形成するための方法が符号10で概略的に示される。
この発明によれば、ネック部形成可能な不織ウエブ12が供給ロール13から
巻き戻されて関連する矢印によって示される方向、すなわち、機械方向MDまた
は関連する矢印によって示される供給ロール13が回転する第1の方向に移送さ
れる。ネック部形成可能な不織ウエブ12は、供給ロール13から、機械を横断
する方向にあるウエブ強化装置17のインクレメントを施したストレッチロール
15、16によって形成されるニップ点14を通過する。
ネック部形成可能不織ウエブ12は、例えば、公知のメルトブロー法、または
、公知のスパンボンド法のような公知の不織押し出し法によって形成されること
ができ、供給ロールに先ず貯蔵されることなく直接ニップ点14を通過する。
第2図は、機械を横断する方向にウエブを強化する装置17の好ましい具体例
を示す拡大斜視図であり、この装置17は、少なくとも或る程度までは互いに補
完し合う三次元構造の表面を備える対向する加圧部材を採用する。第2図に示す
機械を横断する方向にウエブを強化する装置17は、インクレメントを施したス
トレッチロール15、16を備える。ネック部形成可能不織ウエブ12は、イン
クレメントを施した両ロールが関連する矢印によって示される向きに回転される
ので、インクレメントを施したストレッチロール15、16によって形成される
ニップ点14を通過する。上位のインクレメントを施したストレッチロール15
は、複数個の歯18とロール15の周面全体に亘り延出する対応する複数の溝1
9を備える。下位のインクレメントを施したロール16は、複数個の歯20とロ
ール16の周面全体に亘り延出する対応する複数の溝21を備える。ロール15
のは18はロール16の溝21と噛合または係合しており、ロールの歯20はロ
ール15の溝19と噛合または係合する。
ロール15、16の歯18、20はそれぞれ、ネック部形成可能不織ウエブ1
2の移送方向にほぼ平行に、すなわち、ネック部形成可能不織ウエブ12の幅に
ほぼ直角な方向に延出する。言い換えれば、歯18と溝20は、機械方向MDす
なわち第1の方向に平行な方向に延出する。インクレメントを施したロール15
、16は、不織ウエブを、第1の方向に直角な方向すなわち機械方向に直角な方
向に差分的にストレッチを行ない、それによって、不織ウエブの繊維が、少なく
とも或る程度は、機械横断方向CD(Cross Machine Direction)すなわち第1
の方向に直角な方向に配向されるようになる。不織ウエブの個々の繊維がCD方
向
に配向するばかりでなく、CD方向、すなわち、第1の方向に直角な方向に測定
した不織ウエブの表面の通過長も増大する。不織ウエブ12が機械を横断する方
向にウエブを強化する装置17を離脱するので、不織ウエブ12は複数の畝(う
ね)(rugosities)を含む。これらの畝22は、不織ウエブ12に、機械を横断す
る方向にウエブを強化する装置17に進入する前の実質的にフラットな不織ウエ
ブ12の表面通過長と比較して増加した表面通過長を具備せしめる。
第2図から明らかなように、不織ウエブ12は、機械を横断する方向にウエブ
を強化する装置17のニップ点に進入する前には、CD方向の表面通過長の大き
さZを有する。インクレメントを施したストレッチロール15、16の処理を受
けた後は、この不織ウエブは、複数の畝22を備え、これらが不織ウエブ12に
CD方向の表面通過長Zよりも大きい新たなCD方向の表面通過長Z’を与える
。CD方向の表面通過長Z’は、好ましくは、CD方向の表面通過長Zよりも少
なくとも約10%大きく、より好ましくは約20%大きく、最も好ましくは、約
30%大きい。CD方向の表面通過長Z’の大きさは、不織ウエブが安定化され
たネック部形成不織ウエブは、壊滅的な機能破壊を蒙ることなく、大きさZより
も200%、あるいは、不織ウエブがそれ以上に大きくすることができる。例え
ば、10インチのCD方向の表面通過長Zを有する不織ウエブ12は、15イン
チのCD方向の表面通過長Z’を有するように50%伸長することができる。
不織ウエブの表面通過長を決定する方法は、本件明細書の付随部分に開示され
るテスト方法中に見出すことができる。
インクレメントを施したロール15、16は、所望によって任意の数の歯と溝
を含むことができる。更に、これらの歯と溝は、曲がったり、サインカーブであ
ったり、ジグザグのように非直線的であってもよい。インクレメントを施したス
トレッチロール15、16面における歯と溝の大きさと係合総数は所望に従う任
意の大きさであってよい。
ネック部形成可能な不織ウエブ12は、機械を横断する方向にウエブを強化す
る装置17からスタックロール28、30によって形成されるS字状ロール装置
26のニップ点25を通過する。ネック部形成可能な不織ウエブ12は、スタッ
クロール28、30に関連する回転方向矢印によって示される逆S字状経路をな
してS字状ロール装置26のニップ点25を通過する。ネック部形成可能な不織
ウエブ12は、機械的安定化装置38のインクレメントを施したストレッチロー
ル34、36によって形成されるニップ点32を通過する。S字状ロール装置2
6の両ロールの外周線速度が機械的安定化装置38のインクレメントを施した両
ロールの外周線速度よりも小さく制御することができるので、ネック部形成可能
な不織ウエブ12は、S字状ロール装置26と機械的安定化装置38のインクレ
メントを施したロール34,36のニップ点32の間で緊張される。ロール間の
速度の差を調節することによって、ネック部形成可能な不織ウエブ12は、それ
が所望量のネック部を形成し、そのような緊張したネック部形成状態を維持する
ように緊張される。この機械的安定化装置38は、他の材料に接合されることが
できる安定化されたネック部を備える不織ウエブをもたらす。
不織ウエブ12は、S字状ロール装置26とインクレメントを施したストレッ
チロール34、36の間で緊張されるので、張力は、第1の方向すなわちMD方
向と平行な方向に付与される。第1の方向に平行な不織ウエブ12の張力は、不
織ウエブに、第1の方向に直角な方向、すなわち、CD方向平行な方向、すなわ
ち機械横断方向にネック部を生じる原因となる。
S字状ロール装置26に進入する際、不織ウエブ12は、CD方向の表面通過
長Z’を有する。S字状ロール装置26と機械的安定化装置38のインクレメン
トを施したストレッチロール34、36のニップ点32の間で緊張されると、不
織ウエブは、その新たなCD方向の表面通過長Z’’が、表面通過長Z’よりも
小さく、好ましくは、CD方向の表面通過長の大きさZよりも小さくなるように
ネック部が形成される。CD方向の表面通過長Z’’は、好ましくは、CD方向
の表面通過長Zの75%よりも小さく、より好ましくは、表面通過長Zの50%
より小さく、最も好ましくは、表面通過長Zの30%よりも小さい。例えば、C
D方向の表面通過長Zが10インチの不織ウエブ12は、CD方向の表面通過長
Z’が15インチになるように伸長することができ、次いで、表面通過長Z’’
が5インチになるようにネック部が形成される。前記表面通過長Z’’は、CD
方向の表面通過長Zの50%である。
ネック部形成可能な不織ウエブ12を緊張させる他の方法は、例えば、テンタ
ーフレームのような装置が利用される。
ネック部形成可能な不織ウエブ12は、伸長可能な、または、弾性のある、或
いは弾性のない不織ウエブであることができる。ネック部形成可能な不織ウエブ
12は、スパンボンド法によって製造されたウエブでもよく、メルトブロー法に
よって製造されたウエブでもよく、或いは、結合梳綿ウエブでもよい。ネック部
形成可能な不織ウエブがメルトブロー法によって製造される繊維の不織ウエブで
あるならば、これはメルトブロー法で形成された微細な繊維を含む。ネック部形
成可能な不織ウエブは、例えば、ポリオレフィンのような繊維形成ポリマーから
製造することができる。模範的なポリオレフィンは、ポリプロピレン、ポリエチ
レン、エチレン共重合体、プロピレン共重合体、ブテン(butene)共重合体の1
つまたは複数を含む。
この発明の1具体例においては、ネック部形成可能な不織ウエブ12は、例え
ば、少なくともメルトブローウエブ、結合梳綿ウエブ、或いはその他の適当な素
材に結合された少なくとも1つの層を備える複層材料であることができる。その
代わりに、ネック部形成可能な不織ウエブ12は、例えば、スパンボンドウエブ
、メルトブローウエブまたは結合梳綿ウエブの単層材料であってもよい。
ネック部形成可能な不織ウエブ12は、2またはそれ以上の異種の繊維または
繊維と粒子との混合物であってもよい。そのような混合物は、繊維および/また
は粒子を気体流中に付加することによって形成され、この気体流中では、メルト
ブロー繊維が、メルトブロー繊維と他の材料、例えば、木材パルプのステープル
ファイバーと、例えば、超吸収性素材として普通に知られる親水性コロイド粒子
(ヒドロゲル)との緊密に包絡した混合物が、メルトブロー繊維が収集装置に収
集されてランダムに分散したメルトブロー繊維と他の材料とのコヒーレントなウ
エブを形成するのに先立って発生するように移送される。
繊維の不織ウエブは、接着によって、ネック部の形成に耐えることができるコ
ヒーレントなウエブ構造体を形成すべきである。適当な接着技術は、化学的接着
、点接カレンダー加工、親水性包絡、および、ニードリングのような熱接着を含
むが、これらに限定されることはない。
第3図は、少なくともある程度までは相互に補完する関係にある三次元表面を
備える対向加圧部材を採用する機械的安定化装置38の好ましい具体例の拡大斜
視図である。第3図に示されるこの機械的安定化装置38は、インクレメントを
施したストレッチロール34、36を備える。ネック部形成可能な不織ウエブ1
2は、関連する矢印によって示される方向に回転するインクレメントを施したス
トレッチロールとして、インクレメントを施したストレッチロール34、36に
よって形成されるニップ点32を通過する。上位のインクレメントロール34は
、複数の歯40と、ロール34の周囲全体に亘って延出する対応する溝41とを
備える。下位のインクレメントロール36は、複数の歯42と、ロール36の周
囲全体に亘って延出する対応する溝43とを備える。ロール34の歯40はロー
ル36の溝43と噛合または係合し、他方ロール36の歯42は、ロール34の
溝41と噛合または係合する。
ロール34、36の歯40、42はそれぞれ、ネック部形成可能な不織ウエブ
12の第1の方向に実質的に直角な方向、または、ネック部形成可能な不織ウエ
ブ12の幅の方向に実質的に平行な方向に延出する。すなわち、歯40、42は
、機械横断方向、つまりCD方向に平行に延出する。インクレメントを施したス
トレッチロール34、36は、ネックが形成されたウエブを、ネック形成部に対
してほぼ直角な方向に、すなわち、第1の方向に平行に差分的にストレッチし、
それによって、ネック形成不織ウエブ12を、それがインクレメントを施したス
トレッチロール34、36を通過し、ネック形成不織ウエブに掛かる張力が弛緩
した後でも、ネック形成状態を維持するように安定化する。ネック部を形成した
不織ウエブを安定化することによって、ネック部が形成された不織ウエブは、そ
の先行寸法に復帰することなく、そのネック部形成状態を実質的に維持する。
インクレメントを施したストレッチロール34、36を通過することによって
安定化された後、安定化されたネック部形成不織ウエブ12は、複数の安定化エ
ンボス模様44を含む。安定化エンボス模様44は、安定化されたネック部形成
不織ウエブ12の幅全体を横断して互いに平行にほぼ直線的に延出する。この安
定化エンボス模様44は、CD方向すなわち機械横断方向にほぼ平行な方向に実
質的に延出して示される。第3図に示すように、各安定化エンボス模様は、安定
化ネック部を形成された不織ウエブ12を横断してその一方の縁部から他方の縁
部へと延出する。このことは、繊維をウエブの幅全体を横断してセットし、それ
によってウエブを安定化するので極めて重要である。もし、安定化エンボス模様
44がネック部形成可能な不織ウエブ12を完全に横断して延出しなければ、エ
ンボス加工を施されないネック部形成可能な不織ウエブの部分は元の幅に戻って
しまうであろう。例えば、第8図に示すような離間したエンボス模様は、不織ウ
エブを有効にセットすることはないであろう。個々のエンボス模様の間の不織ウ
エブの部分はせっとされないであろう。したがって、この部分が元の寸法に戻る
余地を生じるであろう。
インクレメントを施したストレッチロール34、36は、不織ウエブに所望の
安定化をもたらす任意の数の歯と溝を含むことができる。更には、この歯と溝は
、例えば、曲がったり、サインカーブであったり、ジグザグのような非直線的な
形態であってもよい。インクレメントを施したストレッチロール34、36の面
における歯と溝のサイズと係合数は、所望に従う任意のものでよい。更には、歯
と溝は、ネック部形成可能ウエブの移送方向に直角な方向以外の方向に延出する
ことができる。例えば、歯と溝は、CD方向と或る角度をなして延出することが
できるが、MD方向すなわち機械方向とは平行でないことが好ましい。何故なら
ば、差分ストレッチのこのタイプは、ウエブの幅を広げる傾向があるので、ネッ
ク部形成作用を無駄にするからである。
第1図を参照すれば、ネック部形成可能な不織ウエブ12が機械的安定化装置
38を通過した後、巻き取りロール50に巻き取られる。ネック部形成可能な不
織ウエブをネック部形成状態で安定化することは、ウエブをネック部形成状態の
まま巻き取りロールに巻き取り、その後で所望の最終目的に使用することを可能
とする。ネック部形成可能な不織ウエブが一度機械的に安定化されるかセットさ
れると、特別な取り扱い設備を要することなく、高速で従来のオムツ加工設備上
で適切に取り扱うことができる。その代わりに、在来型のループ形成設備を用い
てループ上でボックス内に収容することができる。
安定化されたネック部形成不織ウエブは、ネック部方向と平行な方向に容易に
伸長されることができる。すなわち、安定化されたネック部形成不織ウエブは、
機械横断方向に容易に伸長されることができる。安定化された伸長可能なネック
部形成不織ウエブは、バイアス方向の力が付与されると、壊滅的な機能破壊を蒙
ることなく少なくとも60%は伸ばされる(すなわち、その弛緩したバイアス力
を受けない長さの160%である伸ばされバイアス力を受けた長さ)。好ましく
は、安定化された伸長可能なネック部形成不織ウエブは、バイアス方向の力が付
与されると、壊滅的な機能破壊を蒙ることなく少なくとも100%は伸ばされる
(すなわち、その弛緩したバイアス力を受けない長さの200%である伸ばされ
バイアス力を受けた長さ)。安定化された伸長可能なネック部形成不織ウエブは
、伸長性を備えるが弾性は備えていないので、安定化された伸長可能なネック部
形成不織ウエブは、ストレッチ力、伸び力が弛緩したときは伸び量の55%以上
には回復しない。ストレッチ力、伸び力が弛緩したときは伸び量の25%以上に
は回復しないことが好ましい。
安定化された伸長可能なネック部形成不織ウエブは、比較的小さいバイアス力
を付与した場合には、壊滅的な機能破壊を蒙ることなく、好ましくは、少なくと
も約60%伸びることが好ましく、少なくとも約100%以上伸びることがより
好ましい。比較的小さいバイアス力を付与した場合には少なくとも約60%伸び
ること、より好ましくは、少なくとも約100%以上伸びることは、安定化され
た伸長可能なネック部形成不織ウエブが、おむつ、失禁者用ブリーフ、トレーニ
ングパンツ、女性用衛生下着等のような使い捨て吸収製品に使用するために特に
好都合ならしめる。
何故ならば、前記ウエブはこれらの製品の部分に使用することができ、高い伸長
性がこれらの製品の人体フィット性を助けるからである。
安定化された伸長可能なネック部形成不織ウエブは、約300グラムよりも小
さいバイアス力を付与された場合には、壊滅的な機能破壊を蒙ることなく、少な
くとも約60%伸びることが好ましく、約200グラムよりも小さいバイアス力
を付与された場合も約60%のびることがより好ましく、約100グラムよりも
小さいバイアス力が付与された場合も約60%伸びることが最も好ましい。
第1図の装置に関連して利用される従来型の駆動手段、その他の設備は、周知
のものであり、説明を単純化するために第1図の概略図には示されない。
インクレメントによるストレッチングに加えて、ネック部が形成された不織ウ
エブを機械的に安定化させる他の適当な方法が存在する。これらの方法は、クリ
ンプロールおよび/またはクレープロールを含む。別の適当な方法は、ネック部
が形成された不織ウエブを一組の平滑ロールのニップ点を通すことを含む。この
ニップ圧および/またはそのような安定化ロールのロール係合は、ネック形成ウ
エブに所望の安定度をもたらすために設定される。
第9図は、ネック部形成可能不織ウエブを安定化させるための別の適当なエン
ボス模様の平面図である。この模様は、機械横断方向にほぼ平行な方向に、ウエ
ブ205のはば全体を横切って連続して延出する複数の直線エンボス模様210
を含む。この模様はまた、機械横断方向と或る角度をなすとともにエンボス模様
210と或る角度をなしてウエブ205の幅全体を横切って連続して延出する複
数の直線エンボス模様212を含む。このウエブ205はまた、機械横断方向と
或る角度をなすとともにエンボス模様210および212と或る角度をなしてウ
エブ205の幅全体を横切って連続して延出する複数の直線エンボス模様214
を含む。エンボス模様212と214は、互いに或る角度をなすとともにエンボ
ス模様210とも或る角度をなして延出する。
第10図は、ネック部形成可能ウエブを安定化させるための別のエンボス模様
の平面図である。この模様は、機械横断方向と或る角度をなしウエブ220の幅
全体を横切って連続して延出する複数の直線エンボス模様224を含む。このウ
エブ220はまた、機械横断方向と或る角度をなすとともにエンボス模様222
と或る角度をなしてウエブ220の幅全体を横切って連続して延出する複数の直
線エンボス模様224を含む。エンボス模様222と224は、互いに直角をな
して整合することが好ましい。しかしながら、直線エンボス模様222と224
の間の他の角度が採用されても差支えない。
第9図および第10図のエンボス模様は、ネック部形成不織ウエブを、模様を
備える一組の加圧ロールによって形成されるニップ点を通過させて供給すること
によって提供される。各ロールは、ロール34、36の歯40、42とそれぞれ
類似した一連の起立表面を備える。各ロールの起立表面は相互補完的で、互いに
係合してネック部形成ウエブを圧迫し、第9図、第10図に示すエンボス模様を
発生する。模様を備える加圧ロールによって行なわれる圧迫は、ウエブがそのネ
ック形成状態に安定化させるために個別の繊維をセットする。
それに代えて、模様を備える複数の加圧ロールは、起立表面を備える1つの模
様ロールと、平滑表面を備える1つのアンビルロールを有してもよい。模様ロー
ルの起立表面は、アンビルロールに対向してネック部形成不織ウエブを圧迫して
第9図、第10図に示すエンボス模様を提供する。
安定化され伸長性を備えるネック部形成不織ウエブは、後に弾性部材と接合さ
れて複合弾性材を形成する。安定化され伸長性を備えるネック部形成不織ウエブ
は、弾性部材が実質的に無緊張状態にあるときに弾性部材に接合されることが好
ましい。安定化され伸長性を備えるネック部形成不織ウエブと弾性部材は、弾性
部材が緊張或いは無緊張な状態にある場合に、少なくとも、それらが表面の重な
りを共有する部分に沿って間歇的に、または、実質的に連続して接合される。安
定化され伸長性を備えるネック部形成不織ウエブは、巻き取りロール50のよう
なロールから巻き戻された後に、または、機械的安定化加工を受けた直後に弾性
部材に接合される。
この弾性部材は、適当な任意の弾性材料から製造される。一般的には、適当な
エラストマー繊維形成樹脂または同樹脂を含む混合物が弾性繊維の不織ウエブに
利用されることができ、そして、適当なエラストマーフィルム形成樹脂または同
樹脂を含む混合物がこの発明に用いるエラストマーフィルムに利用されることが
できる。例えば、この弾性部材は、一般式A‐B‐A’を有するブロック共重合
体から製造され、この場合、AおよびA’はそれぞれ、ポリ(ビニルarene)の
ようなスチレン成分(moiety)を含む熱可塑性ポリマーのエンドブロックであり、
Bは共役ジエンまたは低アルケン重合体のようなエラストマーポリマーのミドブ
ロックである。弾性シートを形成するのに使用される他の模範的なエラストマー
フィルムは、例えば、商標名ESTANEとしてB.F.Goodrich & Co
panyから入手できるポリウレタンエラストマー材料、商標名PEBAXとしてR
ilsan Companyから入手できるポリアミドエラストマー材料、およ
び、商標名HYTRELとしてE.I.DuPont De Nemours & C
ompanyから入手できる、ポリエステルエラストマー材料を含む。
ポリオレフィンは、エラストマー重合体と混合されて組成物の加工性を改善す
る。ポリオレフィンは、混合され適当な高圧、高温で結合されると、エラストマ
一重合体と混合された形態で押し出しが可能なものの1つである。有用な混合ポ
リオレフィン材料は、例えばエチレン共重合体、ポリプロピレン共重合体および
ブテン共重合体を含むポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンを含む。
エラストマー材料は、感圧性エラストマー接着性シートであってもよい。例え
ば、弾性材料それ自体は粘性のものであってよく、あるいはその代わりに上に説
明した押し出し可能なエラストマー組成物に同様な粘性樹脂を加えて、例えば、
エラストマーシートを緊張されたネック部を形成した非弾性ウエブに接着するた
めの感圧性接着剤として機能するエラストマーシートを提供する。この弾性シー
トは、2またはそれ以上の個々のコヒーレントなウエブまたはフィルムを含む複
層材料であってもよい。更には、エラストマーシートは、1または複数の層が弾
性または非弾性繊維または粒子の混合物を含む複層材料であっても差し支えない
。
弾性部材としての使用に適した他のエラストマー材料は、熱収縮性エラストマ
ーフィルム、形成されたエラストマースクリム、エラストマーフォーム等を含む
「活性(live)」を備える合成または天然ゴムを含む。特に、好ましい具体例にお
いては、弾性部材がConwed Plasticsから入手できるエラストマ
ースクリムを有する。
ネック部形成可能な不織ウエブ12の原寸法と、その緊張後またはネック部形
成後の寸法の間の関係は、複合弾性材料のストレッチ性のおよその限界を決定す
る。ネック部形成可能な不織ウエブは、例えば、機械方向または機械横断方向に
ストレッチ性を備えるとともにそのネック部形成寸法に回復することができるの
で、複合弾性材料は一般に、ネック部形成可能な不織ウエブ12と同じ方向にス
トレッチ性を有する。
例えば、第4、5、6図を参照すると、もしも150%の長さにストレッチで
きる複合弾性材料を製造することを望むならば、必ずしも縮尺ではなく概略的に
第4図に示される、例えば、250cmである幅「X」を持つネック部形成可能な
材料の幅が、約100cmの幅「Y」にネックダウンするように緊張される。第4
図に示すネック部が形成された不織ウエブは、機械的に安定化されて、安定化さ
れ伸長性のあるネック部を有する不織ウエブとなる。安定化され伸長性のあるネ
ック部を有する不織ウエブは次に、ほぼ100cmの幅を備え、少なくとも250
cmの幅に伸長することができる弾性部材に接合される。その結果として生じる、
必ずしも縮尺ではなく概略的に第6図に示される複合弾性材料は、約100cmの
幅「Y」を有し、少なくとも、約150%伸長させるためのネック部形成可能材
料の250cmである原幅「X」にまでストレッチすることが可能である。実例か
らわかるように、弾性部材の弾性限界は、複合弾性材料の最小の所望弾性限界と
同じ大きさであることが必要なだけである。
第7図を参照すれば、この発明のネック部が形成された不織ウエブを形成する
ための別の方法100が概略的に示される。
ネック部形成可能な不織ウエブ102は、供給ロール103から巻き戻され、
供給ロール103が関連する矢印によって示される方向に回転するのに伴って、
関連する矢印によって示される方向、すなわち、機械方向すなわち第1の方向に
進行する。ネック部形成可能な不織ウエブ102は、供給ロール103から、機
械を横断する方向にあるウエブ強化装置107のインクレメントを施したストレ
ッチロール105、106によって形成されるニップ点104を通過する。この
機械を横断する方向にあるウエブ強化装置107は、少なくとも或る程度までは
相互に補完的である三次元の表面を備える対向加圧部材を採用する。機械を横断
する方向にあるウエブ強化装置107は、インクレメントを施したストレッチロ
ール105、106を備える。インクレメントを施したストレッチロールを有す
る機械を横断する方向にあるウエブ強化装置のさらに細部の説明は第2図に示さ
れる。
ネック部形成可能な不織ウエブ102は、例えば、公知のメルトブロー法、ま
たは、公知のスパンボンド法などの公知の押出し方法によって形成されることが
でき、先ず供給ロール蓄えられることなく直接ニップ点104を通過する。
ネック部形成可能な不織ウエブ102は、スタックロール128、130に関
連する回転方向矢印によって示される逆S字状経路にあるS字状ロール装置12
6のニップ点125を通過する。ネック部形成可能な不織ウエブ102は、S字
状ロール装置126から、加圧ロール142、144を備える加圧ロール装置1
40によって形成される加圧ニップ点145を通過する。S字状ロール装置12
6のロールの外周面の線速度は加圧ロール装置140の外周面線速度よりも小さ
くなるように制御されるので、ネック部形成可能な不織ウエブ102は、S字状
ロール装置126と加圧ロール装置140の間で緊張される。ロール間の速度差
を調節することによって、ネック部形成可能な不織ウエブ102は、所望量だけ
のネック部を形成し緊張されたネック形成状態が維持されるように緊張される。
ネック部形成可能な不織ウエブ102は、加圧ロール装置140からインクレメ
ントを施したストレッチロール153、154からなる機械的安定化装置152
によって形成されるニップ点151を通過する。加圧ロール装置140のロール
の外周面線速度は、機械的安定化装置152の外周面線速度よりも小さいか、等
しいように制御されるので、不織ウエブは、加圧ロール装置140と機械的安定
化装置152の間において緊張および/またはネック部形成状態が維持される。
安定化されたネック部形成不織ウエブ102は、機械的安定化装置152を離脱
した後、巻き取りロール160に巻き取られる。それに代えて、ネック部形成不
織ウエブ102は、従来設備を利用してループ状にボックス内に収容される。
第7図の装置に関連して利用される従来型の駆動手段およびその他の従来型の
駆動手段は周知であるので、説明を単純化するために第7図の概略図には示され
ない。
試験方法
不織ウエブの表面通過長測定装置は、不織ウエブを顕微鏡的な分析方法によっ
て分析することによって決定されるのが当然である。
測定対象であるサンプルは、不織ウエブから切断、分離される。ウエブに「測
定用縁部」が付与されると同時に、これに直角に「ゲージマーク」が長さ1/2
インチの無緊張サンプルに付与され、ウエブから正確に切断されて分離される。
測定用サンプルは、顕微鏡スライドの長縁面に載置される。「測定された縁部
」は、スライド縁部から僅かに(約1mm)外側に引き伸ばされる。感圧接着剤
の薄層が前記スライドのガラス縁部に付与されて、適当なサンプル保持手段とな
る。深い畝のあるサンプルにあっては、サンプルをスライド縁部に好都合に接触
させ取り付けるために(有意な力を付与することなく)穏やかに伸長することが
必要である。このことによってイメージ分析の過程において縁部の同定を改善し
、追
加的な解明分析を要する「皺が発生した」縁部を避けることができる。
各サンプルのイメージは充分な精度と倍率を有する適当な顕微鏡測定手段を用
いて、保持スライドの「縁部に接する」「測定縁部」画像として得られる。データ
は、下記の設備を用いて得られる。
SonyビデオプリンターMavigraphユニット付きKeyence VH‐6100(20
x Lens)ビデオユニット
ビデオプリントは、Hewlette Packard ScanJet IIPスキャナーでイメージ
スキャンされる。イメージ分析は、ソフトウエアNIH MACイメージバージョン1
.45を利用するMAcIn tosh IICi上で行なわれる。
この設備を用いて、コンピュータイメージ分析プログラムの目盛り設定に使用
される長さ0.500’’幅0.005’’のインクレメントマークのグリッド
スケールで最初に撮像された目盛りイメージがコンピューターイメージ分析プロ
グラムの目盛り設定に用いられる。測定対象であるすべてのサンプルは、次にビ
デオイメージ処理され、ビデオイメージプリントに付される。次には、すべての
ビデオプリントが100dpi(256‐水準のグレイスケール)で、適当なマッ
クイメージファイルフォーマットにイメージスキャンされる。最後に、(目盛り
ファイルを含む)各イメージファイルがマックイメージ1.45コンピューター
プログラムを用いて分析される。すべてのサンプルは、選択されたフリーハンド
のライン測定ツールで測定される。サンプルは、両側縁部が測定され長さが記録
される。薄いサンプルは一方の側縁部だけが測定されればよい。厚いサンプルは
、両側縁部が測定される。長さ測定トレースはサンプル片のゲージ長さに沿って
行なわれる。或る場合は、サンプル片全体をカバーするには、複数(部分的には
重なり)イメージが必要である。これらの場合には、両重なりイメージにに共通
の特徴を選択して、イメージ長の示度を重ならないように結び付けるための「マ
ーカー」として利用する。
表面通過長の最終決定は、各領域のfive(5)separate1/2’’のゲージサ
ンプル平均することによって得られる。各ゲージサンプルの「表面通過長」は、
両側縁部の表面通過長の平均値である。
上記の試験法はこの発明のウエブの多くに有用であるが、この試験方法は、少
数のウエブに適合するために改変を施す必要がある。
この発明の特別な具体例が図示され説明されたが、当業者にとっては、この発
明の精神と範囲から逸脱することなく様々な改変を施すことが可能であることが
明らかである。したがって、この発明の範囲内にあるそのようなすべての改変は
付属のクレームによってカバーされる。
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フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
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,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,
NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L
S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ
,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL
,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,
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,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR,
KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M
D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL
,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,
SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,V
N,YU,ZW
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 下記の(a)(b)(c)(d)(e)のステップに特徴を有する、安定化された伸長 可能な不織ウエブの製造方法。 (a)ネック部形成可能な不織ウエブ、好ましくは、繊維と1または複数の他の吸 収性材料の混合体の複合材料を準備する、 (b)前記ネック部形成可能な不織ウエブを第1の方向に供給する、 (c)ネック部形成可能な不織ウエブを、好ましくは、複数の歯と複数の溝を備え る一組のインクルメントを施したストレッチロールによって形成されるニップ点 を通過させて供給することによって、前記ネック部形成可能な不織ウエブに、前 記第1の方向と直角を成す方向にインクレメント型ストレッチを施す、 (d)前記ネック部形成可能な不織ウエブに緊張力を付与して、前記不織ウエブに ネック部を形成する、 (e)ネック部が形成された不織ウエブを、好ましくは、賦形模様を有する一組の 加圧ロールによって形成されるニップ点を通過させて供給することによって、前 記ネック部が形成された不織ウエブに機械的安定化を施し、この場合、前記賦形 模様を有する加圧ロールは、好ましくは、不織ウエブの幅全体を横断する連続し た加圧安定化エンボス加工を行なう、 2. 前記ステップ(e)が、前記ネック部が形成された不織ウエブに、前記 第1の方向に平行な方向にインクレメント型ストレッチを施す点によって更に特 徴づけられる請求項1記載の方法。 3. 前記ネック部形成可能な不織ウエブは、繊維の結合梳綿ウエブ、繊維の スパンボンドウエブ、繊維のメルトブローウエブ、および、前記ウエブの少なく とも1つを含む複合材料からなるグループから選択されたウエブである点によっ て更に特徴づけられる請求項1記載の方法。 4. 前記繊維は、ポリオレフィン、ポリエステルおよびポリアミドからなる グループから選択された重合体である点に更に特徴を有する請求項3記載の方法 。 5. 前記ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、 エチレン共重合体、プロピレン共重合体およびブテン共重合体の1または複数か らなるグループから選択される点に更に特徴を有する請求項4記載の方法。 6. 前記ネック部形成可能な不織ウエブは、繊維の混合物、および、木材パ ルプ、ステープルファイバー、微粒子、および、超吸収性ポリマーからなるグル ープから選択される1または複数の他の材料を有する複合材料である点に更に特 徴を有する請求項1記載の方法。 7. 下記の追加ステップ(f)によって更に特徴付けられる請求項1記載の 方法。 (f)前記安定化され伸長性を備えネック部が形成された不織ウエブを、好ましく は、弾性ポリエステル、弾性ポリウレタン、弾性ポリアミド、および、A、A’ が同種または異種の熱可塑性プラスチック重合体であり、Bが1つのエラストマ ー重合体ブロックであるエラストマー重合体ブロックである弾性A‐B‐A’ブ ロック共重合体からなるグループから選択されたエラストマー重合体である弾性 部材に接合する、 8. 前記弾性部材は、エラストマーフィルムを備える請求項7記載の方法。 9. 前記弾性材料は、エラストマースクリムを備える請求項7記載の方法。 10. 下記の(a)(b)(c)(d)(e)のステップに特徴を有する、安定化された伸長 可能な不織ウエブの製造方法。 (a)ネック部形成可能な不織ウエブ、好ましくは、繊維と1または複数の他の吸 収性材料の混合体の複合材料を準備する、 (b)前記ネック部形成可能な不織ウエブを第1の方向に供給する、 (c)ネック部形成可能な不織ウエブを、好ましくは、複数の歯と複数の溝を備え る一組のインクルメントを施したストレッチロールによって形成されるニップ点 を通過させて供給することによって、前記ネック部形成可能な不織ウエブに、前 記第1の方向と直角をなす方向にインクレメント型ストレッチを施す、 (d)前記ネック部形成可能な不織ウエブに、前記第1の方向に平行な方向に緊張 力を付与して、前記不織ウエブに、前記第1の方向と直角をなす方向にネック部 を形成する、 (e)ネック部が形成された不織ウエブに前記第1の方向に平行な方向にインクレ メント型ストレッチを施す、
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