JP2002501130A - 嵩高ウエブの製造方法。 - Google Patents
嵩高ウエブの製造方法。Info
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- B32B2305/20—Fibres of continuous length in the form of a non-woven mat
Abstract
Description
な材料は、おむつ、失禁者用ブリーフ、トレーニングパンツ、女性用衛生下着な
どのような使い捨て吸収製品に使用するのに特に適している。その理由は、これ
らが製品の挙動を改良する態様で液体を処理することができるからである。
極めて廉価なので、その製品は一回または数回使用されただけで廃棄されるもの
という見方をすることが可能である。そのような製品の代表例には、おむつ、ト
レーニングパンツ、紙ハンカチ、下着、失禁者用ブリーフ、女性用衛生下着など
が含まれる。
ができる。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、不織ウエブが高温で加熱され、1軸方向に
延伸されて硬化し不織ウエブとして、安定化する不織ウエブの処理方法を開示す
る。そのような不織ウエブは、加工後に弾力性を増大することで知られる。その
ような弾力性の増大は、不織ウエブの加熱によって組み込まれたあらたな「記憶
」に起因するものとして認識される。弾力性よりもむしろ増大する伸長性の付与
を望む場合は、そのような加熱はしたがって好ましくない。更には、高温加熱に
よって不織ウエブをそのように延伸し、セットすることは、構成ファイバーに脆
化を起こし、不織ウエブはぎらつきを示す。例えば、おむつカバーのような皮膚
接触を含む多くの応用例においては、そのような性質は、望まれる布質のソフト
な特性と非プラスチックの(ぎらつきの少ない)外観とは反対である。最後に、
ウエブを硬化し安定化するために不織ウエブを加熱する要件は複雑であり、加工
コストを付加する。
、「逆のネックを形成した」材料を開示する。不安定なネックを形成した材料は
、更なるヒートセットが施されて材料が安定化するまでの間は、高テンションの
下において繰り出しロールに保持されなければならないことを教える。そのよう
な材料は、好ましい皮膚接触の応用に関しては、再度上記の欠点に悩むこととな
り、材料の伸長挙動よりは弾性力という性質を向上する。
は、弾性ネック部が接着された複合材料の製造方法を開示する。材料にネックを
形成したり、材料を硬化させるために、ネック形成が可能な不織ウエブのような
少なくとも一方のネック形成可能な材料に緊張力が付与される。この特許は、硬
化状態の不織ウエブを加熱する代わりに、緊張された硬化状態の不織ウエブを弾
性材料に積層し、緊張された硬化状態の不織ウエブが緊張状態にある間に、前記
の緊張された硬化状態の不織ウエブを、弾性材料に接合することを教示する。緊
張された硬化状態の不織ウエブを、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、ネックが形成された寸法に強制される。そ
のような過程は、不織ウエブを別の弾性層に取りつけることなしには、安定した
伸長性ウエブを製造する手段を提供しない。
目的の1つである。
こともこの発明の目的の1つである。
いて安定した状態で貯蔵することができるこの発明の材料について参照される。
そのような貯蔵手段は、低張力のロール状貯蔵物或いはボックス内のループ状貯
蔵物を含む。
れているが、決して規則的に反復することがない構造を備える「不織ウエブ」を
意味する。不織ウエブは過去において、およびこれまで、例えばメルトブロー法
、スパンボンド法、梳面化接着ウエブ法(bonded carded web processes)の
ような多様な方法によって形成されている。
ト、ランダムのようなホモポリマー、コポリマーおよびこれらに代わるコポリマ
ー、ターポリマー等、および、これらのブレンドおよび改変を含むが、これらの
みに限られることはない。更に、別途特定して限定しない限り、用語「ポリマー
」は、材料の想像し得るすべての幾何学的分子構造を含むものとする。これらの
構造は、アイソタクチック構造、シンジオタクチック構造、および、ランダムシ
ンメトリー構造を含むが、これらに限定されることはない。
の方向における問題の材料のトポグラフィックな表面の測定値を意味する。
レッチを付与すること、および、 安定した嵩高ウエブを調製するために嵩高質のウエブを安定化すること。
を付与された後に、嵩高質のウエブにギャザを形成する追加ステップを備えるこ
とができる。嵩高質のウエブにギャザを形成するステップは、ウエブを、その横
断方向に拡げるデバイスを通して供給することを含む。
いてループ状に収納することを含む。
求する複数のクレームを以って結論付けるが、この発明は、添付図面に関連する
下記の説明からよりよく理解されると考えられる。添付図面においては、同一の
参照符号は同一の部材を示す。
0で概略的に示される。
回転するに連れて、供給ロール13から繰り出され、関連する矢印によって示さ
れる方向、すなわち、機械の方向すなわちMD方向すなわち第1の方向に移送さ
れる。ウエブ12は、供給ロール13から、機械横断方向のウエブ増大装置17
の増し分型ストレッチローラー15、16によって形成されるニップ点14を通
過する。
のような公知の押し出しプロセスによって形成され、供給ロールに先ず蓄えられ
ることなく直接ニップ点を通過してもよい。
部材を採用する機械横断方向のウエブ増大装置17の好ましい具体例の拡大斜視
図である。図2に示す機械横断方向のウエブ増大装置17は、差分型ストレッチ
ローラー15、16を備える。差分型ストレッチローラーは、関連する矢印によ
って示される方向に回転するので、差分型ストレッチローラー15、16によっ
て形成されるニップ点14を通過する。上側の増し分型ローラー15は、ローラ
ー15の周面全体に延出する複数の歯18と対応する溝19を備える。下側の増
し分型ローラー16は、ローラー16の周面全体に延出する複数の歯20と対応
する溝21を備える。 ローラー15の面の歯18は、ローラー16の面の溝21と噛合または係合し、
ローラー16の面の歯20はローラー15の面の溝19と噛合または係合する。
移送方向と実質的に平行に延出するか、または、不織ウエブ12の幅と実質的に
直交して延出する。すなわち、歯18と20は、機械のMDまたは第1の方向に
平行に延出する。増し分型ストレッチローラー15、16は、不織ウエブを第1
の方向すなわち機械方向と大体直角な方向に少しずつストレッチし、それによっ
て、不織ウエブの個々のファイバーを、機械の横断方向すなわちCD方向すなわ
ち第1の方向に直角をなす方向に少なくともある程度の配向を引き起こす。不織
ウエブの個々のファイバーをCD方向に配向を起こすことに加えて、CD方向す
なわち第1の方向に直角をなす方向に測定した不織ウエブの表面路の長さが増大
する。不織ウエブ12は機械横断方向のウエブ増大装置17を出るので、不織ウ
エブは、複数の畝サイト22を含む。この畝サイト22は、不織ウエブに12に
、機械横断方向のウエブ増大装置17に進入する前の実質的にフラットな不織ウ
エブ12の表面路の長さに比較して増大した表面路の長さを付与する。この畝サ
イト22は、ウエブ12に増大した表面路を付与するけれども、ウエブの幅全体
は増大しないので、ウエブ12は増大した嵩高性を備える。
される。ウエブ12は、機械横断方向のウエブ増大装置17に進入する前には嵩
高寸法Bと幅寸法Wを有する。図4には、機械横断方向のウエブ増大装置17の
作用を受けたウエブ12を示す。機械横断方向のウエブ増大装置17の作用を受
けた後、ウエブ12は、新たな嵩高寸法B1と幅寸法W1を有する。嵩高寸法B
1は、嵩高寸法Bよりも大きいが、幅寸法WとW1は、大体においてそのままで
ある。嵩高寸法B1は、嵩高寸法Bよりも10%大きいことが好ましく、Bより
も20%大きければ更に好ましく、Bよりも30%大きければ最も好ましい。嵩
高寸法B1は、寸法Bよりも200%大きくとも差し支えない。
進入する前は、不織ウエブ12は、CD方向の表面路の長さの寸法Zを有する。
差分型ストレッチローラー15、16の作用を受けた後は、不織ウエブは、不織
ウエブ12にCD方向の新たな表面路寸法Z´を付与する複数の畝サイト22を
備える。この寸法Z´は、寸法Zよりも大きい。ウエブ12は、機械横断方向の
ウエブ増大装置17に進入する前の幅Wと、離脱時の幅W1がほぼ等しい。ウエ
ブ12の幅が不変であるにもかかわらず、機械横断方向のウエブ増大装置17を
離脱する時は、ウエブ12は、畝サイト22の存在に起因して図4に示すように
増大した嵩高寸法B1を備える。
も10%大きいことが好ましく、CD方向の表面路の長さの寸法Zよりも20%
大きいことがより好ましく、CD方向の表面路の長さの寸法Zよりも30%大き
いことが最も好ましい。CD方向の表面路の長さの寸法Z´は、寸法Zよりも2
00%大き区とも差し支えなく、不織ウエブが壊滅的な破壊を伴うことがなけれ
ば、更に大きくとも良い。例えば、CD方向の表面路の長さCD方向の表面路の
長さ10インチの不織ウエブ12は、CD方向の表面路の長さZ´15インチを
備えるように、50%膨隆させることができる。
れる試験方法の欄に見出すことができる。
ことができる。更には、歯と溝とは直線的である必要はなく、例えば、湾曲した
り、サインカーブであったり、ジグザグその他であったりすることができる。差
分型ストレッチローラー15、16の歯と溝の係合数と大きさは任意であって差
し支えない。
すなわち、固定される。嵩高質の不織ウエブ12は、機械的、化学的、熱的また
は当業界の他の公知の技術によって安定化することができる。図1の方法は、嵩
高質の不織ウエブが、機械的安定化装置38を経て機械的安定化作用を受ける場
合を示す。化学的安定化をもたらすために、機械的安定化装置38は、化学的処
理剤を不織ウエブ12に付与するためのスプレーヘッドのような装置と置き換え
られる。移動しつつあるウエブに化学的処理剤を付与するための公知の任意の設
備を使用することができる。熱的安定化をもたらすために、機械的安定化装置3
8は、不織ウエブ12を加熱するオーブンのような装置と置換される。移動しつ
つあるウエブを加熱するための公知の任意の設備を使用することができる。
ることができる。不織ウエブ12は、スパンボンドウエブ、メルトブローウエブ
、梳面化接着ウエブ(bonded carded web)であることができる。不織ウエブ がメルトブローファイバーであるならば、このウエブはミクロなファイバーを含
むことができる。不織ウエブ12は、例えばポリオレフィンのようなファイバー
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、1または
それ以上のポリプロピレン、ポリエチレン、エチレンコポリマー、プロピレンコ
ポリマー、およびブテンコポリマーを含む。
のメルトブローウエブ、梳面化接着ウエブ、またはその他の適当な材料の単層に
接合された少なくとも1つの層を備える多層構造であることができる。その代わ
りに、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、梳面化接着ウエブの単層であって差し支えない。
ファイバーと粒子の混合体から製造される複合物であることができる。そのよう
な混合体は、ファイバーおよび/または粒子をガスの流れに加えることによって
形成することができ、この場合、メルトブローファイバーと、他の材料、例えば
、木材パルプ、ステープルファイバー、および、超吸収性材料として普通に参照
される水性コロイド(ヒドロゲル)の粒子の親和性のある混合が、収容装置にメ
ルトブローファイバーが集積する前に起こり、ランダムに分散されたメルトファ
イバーと他の材料とが密着したウエブが形成されるように、メルトブローファイ
バーが運ばれる。
密着したウエブ構造を形成しなければならない。適切な接着技術は、点接カレン
ダー加工、水溶性交絡加工、および、ニードリングのような化学的接着、熱接着
を含むがこれらに限定されることはない。
える対向する圧力付与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。図5に示されるこの機械的安定化装置38は、差分型ストレ
ッチローラー34、36を有する。これらの差分型ストレッチローラーが関連す
る矢印によって示される方向に回転するので、不織ウエブ12は、差分型ストレ
ッチローラー34、36によって形成されるニップ点32を通過する。上部の差
分型ストレッチローラー34は、複数の歯40と、ローラー34の表面のほぼ全
体に延出する対応する溝41を有する。下部の差分型ストレッチローラー36は
、複数の歯42と、ローラー36の表面のほぼ全体に延出する対応する溝43を
有する。ローラー34の歯40は、ローラー36の溝43と噛合または係合し、
他方、ローラー36の歯42は、ローラー34の溝41と噛合または係合する。
向に対してほぼ直角に、すなわち、不織ウエブ12の幅方向にほぼ平行に延出す
る。つまり、歯40、42は、機械の横断方向すなわちCD方向に延出する。こ
れらの差分型ストレッチローラー34、36は、ウエブを少しずつネック形成方
向すなわち第1の方向に平行にストレッチし、それによって、差分型ストレッチ
ローラー34,36を通過した後にも嵩高状態が残留するように不織ウエブ12
を安定化する。嵩高質の不織ウエブを安定化することによって、不織ウエブは実
質的にその嵩高状態を維持する。
、安定化された不織ウエブ12は、複数の安定化用エンボス模様44を有する。
安定化用エンボス模様44は、安定化した不織ウエブ12の幅全体を横断する方
向に互いに平行に実質的に直線状に延出する。安定化用エンボス模様44は、C
D方向すなわち機械横断方向に実質的に平行に延出して示される。図5に示すよ
うに、各安定化エンボス模様は、安定化された不織ウエブ12をその一方の縁部
から他方の縁部に向かって横断して延出する。これは、ファイバーをウエブの幅
全体を横断して固定し、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。
すために任意数の歯と溝を含むことができる。更に、歯と溝は、例えば、湾曲、
サインカーブまたはジグザグ等のように非直線であることができる。差分型スト
レッチローラー34、36における歯と溝の大きさと係合総数は所望のディメン
ジョンであって良い。更に、歯と溝はウエブ移送方向に直角をなす方向以外の方
向に延出しても差し支えない。例えば歯と溝は、CD方向と或る角度をなして延
出しても差し支えないが、MD方向すなわち機械方向に平行でないことが好まし
い。その理由は、差分型ストレッチのこのタイプは、ウエブを広げ、嵩高性付与
作用という目的を損ねる傾向があるからである。
織ウエブは、巻き取りロール70に巻き取られる。不織ウエブを安定化すること
によって、これが巻き取りロールに巻き取られ、その後で、所望の最終目的に使
用することが可能となる。不織ウエブが一旦安定化、すなわちセットされると、
これらを特殊な処理設備を必要とすることなく、従来の高速おむつ製造設備にお
いて処理するのに適切である。その代わりに、不織ウエブ12は従来のループ形
成(festooning)設備を用いてボックス内にループ形態で収容することができる
。
れており、説明を明快にするために概略図1には示されない。
概略的に示される。
、供給ロール103から繰り出されて、関連する矢印によって示される方向、す
なわち、機械の方向すなわち第1の方向に移送される。不織ウエブ102は、供
給ロール103から、機械横断方向のウエブ増大装置107の差分型ストレッチ
ローラー105、106によって形成されるニップ点104を通過する。機械横
断方向のウエブ増大装置107は、少なくとも或る程度までは互いに補完関係に
ある三次元表面を備える対向する圧力付与部材を採用する。機械横断方向のウエ
ブ増大装置107は、差分型ストレッチローラー105、106を有する。機械
横断方向のウエブ増大装置の一層詳細な説明は、上に記載されており、図2に示
されている。
方向のウエブ拡大デバイス130を通過する。機械横断方向のウエブ拡大デバイ
ス130は、ウエブ102にギャザを寄せる。
械横断方向のウエブ拡大デバイス130に進入する前のウエブ102が示される
。機械横断方向のウエブ拡大デバイス130に進入する前のウエブ102は、嵩
高寸法B1と幅W1を備える。図9には、機械横断方向のウエブ拡大デバイス1
30の作用を受けたウエブ102を示す。機械横断方向のウエブ拡大デバイス1
30の作用を受けたウエブ102は、嵩高寸法B2と幅W2を有する。嵩高寸法
B2は、大体嵩高寸法B1と同じであるが、幅寸法W2は、幅寸法W1よりも小
さい。幅寸法W2は、幅寸法W1よりも少なくとも10%小さいことが好ましく
、幅寸法W1よりも少なくとも20%小さければ一層好ましく、幅寸法W1より
も少なくとも30%小さければ最も好ましい。幅寸法W2は、寸法W1よりも約
50%小さいか、もっと小さくとも良い。
嵩高寸法が変化せずに残るように、ウエブ102にギャザを寄せるか、圧迫する
ならばどのようなデバイスであっても良い。例えば図10に示すように、機械横
断方向のウエブ拡大デバイス130は、ウエブ102にギャザが寄るように、機
械方向に対して角度が付与される一組のバーまたはアーム132を備えることが
できる。機械横断方向のウエブ拡大デバイス130のためのその他の潜在的なデ
バイスは、管、プレート、壁、リング等を含むがこれに限定されることはない。
安定化される、すなわちセットされる。嵩高質のウエブ102は、機械的に、化
学的に、熱的に、または当業界に知られたたの技術手段によって安定化される。
図6に示すプロセスは、機械的安定化装置152を介して機械的に安定化を受け
た嵩高不織ウエブを示す。機械的安定化装置のもっと詳細な説明は、上に記載さ
れ、図5に示される。
022[化学的処理剤を付与するスプレーヘッドのような装置と置換される。移
動するウエブに化学的処理剤を付与する業界に知られた任意の従来設備を利用す
ることができる。熱的安定化をもたらすためには、機械的安定化装置152が、
不織ウエブ102に熱を付与するオーブンのような装置と置換される。移動する
ウエブを加熱する業界に知られた任意の従来設備を利用することができる。
巻き取りロール160に巻き取られる。これに代えて、安定化された不織ウエブ
102は、従来設備を用いてボックス内でループを形成することができる。
説明を簡明にするため、概略図5には示さない。
ブを解析することによって決定される。
/2の緊張を伴わないサンプルの長さが、ウエブに繋がっている「測定縁部」に
直角に「ゲージ表示」され、次いで、正確に切断されてウエブから切り離される
。
「測定用縁部」は、僅かに(およそ1mm)だけスライドの縁部から外に向かって 伸ばされる。感圧性接着剤の薄層がガラス面の縁部に付与されて、適当なサンプ
ル支持手段を提供する。複数の深い畝を有するサンプルについては、サンプルを
更緯度の縁部に取りつける便宜上、サンプルを(有意の力を加えずに)穏やかに
引き伸ばすことが必要である。このことによって、画像解析中における縁部の同
定を改善することができ、さらなる解釈的解析を必要とする「皺の寄った」縁部
を避けることを可能にする。
エッジオン」した支持スライドで測定された「測定縁部」として得られる。デー
タは、次の装備、すなわちSony Video printer Mavigraph unitでなされた ビデオ画像プリントを有するKeyence VH-6100(20x Lens)を使用して得られる
。ビデオプリントは、Hewlett Packerd ScanJet IIP スキャナーでイメージ
スキャンされる。画像解析は、ソフトウエアNIH MAC Image version 1.45を
利用したMacIntosh IICi コンピュータにかけられる。
チのグリッドスケールの目盛画像が、コンピュータ画像解析プログラムの目盛設
定の使用対象となる。測定対象であるすべてのサンプルは、次いでビデオイメー
ジ処理されビデオイメージプリント処理される。次に、ビデオプリントのすべて
は、100 dpi(256‐level gray scale)でイメージスキャンされて適当なMac
image‐file format となる。最後に、(目盛ファイルを含む)各イメージ ファイルは、Mac Image 1.45 コンピュータプログラムを利用して解析される
。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具で測定される。
サンプルは、両縁部において測定され、長さが記録される。薄いサンプルは、一
方の縁部だけを測定する必要がある。厚いサンプルは、両縁部において測定され
る。長さの測定トレースは、カットサンプルのゲージ長さの全体に沿って行うべ
きである。カットサンプル全体を包括するために(部分的に重なる)複層イメー
ジが必要になる場合もある。これらの場合は、選択された重なるイメージの両方
に共通の特徴的様相を選択し、イメージ長の読みと隣接することを許容するが重
ならないマーカーを利用する。
ルの長さを平均することによって得られる。各ゲージサンプルの「表面路長」は
、両縁部の表面路長の平均の値となる筈である。
においては、ある種のウエブを取りこむために試験方法が変更されなければなら
ないこともわかっている。
を逸脱することなく、これらに改変を加えることが可能であることが自明である
。 したがって、発明の範囲内にあるそのようなあらゆる変形と改変は添付したクレ
ームに含まれることを意図するものである。
図。
入する前のウエブを示す。
Claims (16)
- 【請求項1】 下記の各ステップからなる嵩高ウエブの製造方法。 (a)ウエブを調製すること、 (b)ウエブを第1の方向に供給すること、 (c)嵩高質ウエブを調製するために、第1の方向と直角をなす方向に僅かずつ
ストレッチを付与すること、および、 (d)安定した嵩高ウエブを調製するために嵩高質のウエブを安定化すること、 - 【請求項2】 ステップ(c)の後、嵩高質ウエブにギャザを寄せる追加ス
テップを更に備える請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 嵩高質ウエブの前記ギャザ寄せは、ウエブを横断方向のウエ
ブ拡大デバイスに供給することからなる請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 前記ステップ(d)は、ウエブが前記第1の方向と平行な方
向に僅かずつストレッチを受けることからなる請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 前記の僅かずつのストレッチを受けることが、ネック部が形
成された不織ウエブを一組の差分型ストレッチローラーによって形成されるニッ
プ点に供給することからなる請求項4記載の方法。 - 【請求項6】 前記差分型ストレッチローラーの各々は、複数の歯と複数の
溝を備える請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 前記安定化は、ネック部が形成された不織ウエブを、パター
ン化された模様を有する一組の圧縮ローラーによって形成されるニップ点に供給
することである請求項1記載の方法。 - 【請求項8】 前記のパターン化された模様を有する圧縮ローラーは、不織
ウエブの幅全体を横断する連続した圧縮安定化用エンボス模様を提供する請求項
7記載の方法。 - 【請求項9】 前記安定化は、ウエブが高温の熱固定を受けることである請
求項1記載の方法。 - 【請求項10】 前記安定化は、ウエブに化学物質を付与してウエブを化学
的に固定することである請求項1記載の方法。 - 【請求項11】 前記ウエブが、ファイバーの梳面化接着ウエブ、ファイバ
ーのスパンボンドウエブ、メルトブローファイバーのウエブ、および、前記ウエ
ブの少なくとも1つを含む複層材料からなるグループの中から選択された不織ウ エブである請求項1記載の方法。 - 【請求項12】 前記ファイバーは、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の中から選択されたポリマーからなる請求項11
記載の方法。 - 【請求項13】 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、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマー、およびブテンコポリ
マーの1または複数からなるグループの中から選択される請求項12記載の方法
。 - 【請求項14】 前記ウエブは、ファイバーと、 木材パルプ、ステープルファイバー、粒子、および超吸収性材料からなるグル
ープの中から選択された1つまたは複数の他の材料との混合体からなる複合材料
である請求項13記載の方法。 - 【請求項15】 追加ステップ(e)安定化された嵩高ウエブを巻き取りロ
ールに巻き取ること、を更に備える請求項1記載の方法。 - 【請求項16】 追加ステップ(f)安定化された嵩高ウエブをループ形態
でボックスに収容すること、を更に備える請求項1記載の方法。
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