JP2002512565A - 変形自在の隔離部によって保護された物質を備えた材料及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本物質送出システムは、最外面特徴部及び物質を収容するための空間を持つ立体構造を有する。物質の表面高さは、最外面特徴部及よりも下であり、そのため、物質は、外部表面と誤って接触することがないように保護される。物質は、立体構造が十分に変形して実質的に平面構造になることによって物質が露呈されるまで外部表面を撓ませる必要なしに保護されたままである。変形は、好ましくは圧縮力によって行われ、この場合、立体構造の最外面特徴部が圧縮力の方向に変形する。立体材料の製造方法は、成形面上に物質をコーティングする工程と、物質のコーティングを成形面から材料部片に転移する工程と、物質が成形面と接触した状態で、材料部片を成形面上で立体構造に成形する工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】 変形自在の隔離部によって保護された物質を備えた材料及びその製造方法 発明の分野 本発明は、物質を収容するための空間が内部に設けられた立体的表面特徴部を 持つように成形されたシート状材料に関し、更に詳細には、表面特徴部に及ぼさ れた力により、これらの表面特徴部が変形するまで、表面特徴部により外部表面 が物質と接触しないようにされている材料に関する。 発明の背景 有用物質がコーティング又は含浸してあり、ターゲット表面との接触時に使用 されるようになった物品がある。このような物品の表面上に又は表面近くに物質 を置くことには利点があるが、有用物質が保護されておらず、使用しようとする 前に不注意で接触してしまうことがあるという欠点がある。このような物品の一 つの範疇には、テープ及びラベルの分野が含まれる。 テープ、ラベル、及び接着剤でコーティングした表面をターゲット表面に付着 するのに感圧接着剤を使用する他の物品の分野では、ターゲット表面への早期粘 着（premature sticking）の問題が認識されている。即ち、接着剤でコーティン グした表面をターゲット表面上に適正に位置決めできる前に接着剤がターゲット 表面と不注意で接触することによって、一つ又はそれ以上の箇所で早期粘着が起 こり、これによって、適正に位置決めすることができなくなるのである。更に、 早期粘着により、ターゲット表面に最終的に位置決めする前に接着剤が汚れたり 劣化したりしてしまう。 材料表面上に隔離部（standoff）を設け、これらの隔離部間に接着剤要素を配 置することによってこの問題点を解決しようという試みがなされてきた。隔離部 には、接着剤表面から外方に延び、接着剤表面が露呈されて接触する前に最初に 別の表面と接触する任意の手段が含まれる。別の表面による早期接触からの接着 剤の保護は、例えば、ポリマーフォーム製ストリップを加えて変形自在の隔離部 を接着剤表面上に形成することによって行われてきた。しかしながら、ポリマー フォームは、ばね作用で戻る傾向があり、ターゲット表面と結合した接着剤に引 き剥がし力を加える。かくして、この望ましからぬ引き剥がし力に打ち勝つため 、更に強力な接着剤が必要とされる。 カルホーン等に賦与された米国特許第５，１４１，７９０号には、接着剤でコ ーティングした表面を有し、シートがターゲット表面に押し付けられるまで接着 剤がターゲット表面と接触しないように粒子塊が接着剤上で外方に対して離間す る、再位置決めを一回行うことができる感圧テープが開示されている。粒子の厚 さは接着剤層よりも小さいため、表面に押し付けられると、粒子が接着剤の表面 の下に沈み、離間機能を失う。接着剤がテープの最も高価な成分であるため、及 び厚い接着剤層で表面全体がコーティングしてあるため、カルホーン等の特許は 、費用のかかる解決策を提供する。 マギド等に賦与された米国特許第４，０６１，８２０号には、気泡を含むフオ ームが開示されている。フォームを圧縮し、感圧接着剤を連続気泡に付けること ができるようにフォーム表面の気泡キャビティを開放する。フォームに加えられ た圧縮力を開放すると、気泡が閉鎖し、接着剤を隠す。フォームをプレスすると 、感圧接着剤が気泡の表面に現れ、フォームをターゲット表面に粘着する。これ もまた、費用のかかる問題解決策であると考えられ、連続した即ち相互連結され た接着剤パターンを形成できない。更に、ポリマーフォームは、ばね作用による 望ましからぬ戻り力を発生し、これは、ターゲット表面への接着剤の結合を弱め るように作用する。更に、場合によっては透明であることが、例えば正確に配置 する上で有利であるが、マギド等の特許のフォームは透明ではない。 ウッド等に賦与された米国特許第４，９５９，２６５号には、接着剤でコーテ ィングしてあり、先の丸いステムが感圧接着剤層を越えて突出した基材が開示さ れている。この基材の後側は衛生ナプキンに結合できる。プレス作用を加え、下 着の布が接着剤と接触する深さまでステムを布に強制的に貫入させることによっ て、ナプキンを下着の布上に設置できる。ステムは、布を貫通することによって 、ファスナの付着性を大幅に強化する。ステムは、圧縮及び曲げに対して抵抗性 であるにも拘わらず極めてしなやかでなければならない。ステムを備えた基材は 、好ましくは、強靭な熱可塑性樹脂から流し込成形又は押出し成形によって形成 される。ステムは、貫入されるべき布の目の粗さに応じて、接着剤の表面高さの 上方に２０μｍ乃至３μｍ突出している。接着剤の面積は、好ましくは、ステム が占有する面積の３倍乃至３０倍である。明らかに、ウッド等の特許は、剛性の ターゲット表面に対しては使用できない。 サンダースに賦与された米国特許第５，３４４，６９３号には、接着剤でコー ティングした表面を、別の表面から、これらの表面が互いに押し付けられるまで 互いに離間するため、接着剤でコーティングした表面から外方に延びる相互連結 されていない複数の離間手段を持つ基材が開示されている。サンダースの離間手 段は、変形不能である。これらの離間手段は、各スペーサの寸法の最大８０倍の 間隔が隔てられている。隔離部機能を提供する離間部材が少数であるため、サン ダースは、接着剤が誤って接触することがないようにするため、部材間に一つの 剛性ウェブ並びに剛性部材を必要とする。サンダースの形体における剛性は厚さ と対応し、及び従って高価な材料である。サンダースは、彼の発明が、再閉鎖可 能な袋で使用するためのものであると論じている。サンダースは、ウッド等と同 様に、ターゲット表面でなく部材が変形する剛性のターゲット表面で使用される ようになっていない。 １９９６年１０月１日に出願された、本発明と同じ発明者の、同時係属中の同 一人に譲渡された米国特許出願第０８／５８４，６３８号には、非常に接近した 変形可能な中空突出部及びこれらの突出部間に配置された連続した感圧接着剤層 を持つように成形されたフィルムが開示されている。この同時係属中の出願に触 れたことにより、その出願に開示されている内容は本明細書中に組入れたものと する。突出部が非常に接近しているため、ウェブ材料を非常に薄く且つ可撓性に することができ、それにも拘わらず、単位面積当りの隔離部の密度が高いため、 誤って変形されることに対する抵抗がある。しかしながら、この同時係属中の出 願は、感圧接着剤が突出部間に設けられた成形フィルムに関する出願である。同 じ発明者は、新たな材料についての更に広い構造並びにその変形例の製造方法を 発見した。 接着剤表面が隔離部によって保護された物品及び表面の製造方法が、例えば、 ローリッツェン等に賦与された米国特許第５，４５３，２９６号に開示されてい る。ローリッツェン等は、衛生ナプキンを使用者の下着に取り付けるための凹所 をなした接着剤パターンを持つ衛生ナプキンの製造方法を開示する。ローリッツ ェン等は、流体不透過性障壁フィルムに窪みを形成する。これらの窪みは、下着 に取り付けられるナプキンの側部にある障壁フィルムに盛り上がった領域を形成 する。接着剤は、盛り上がった領域を持つ障壁フィルム側に、盛り上がった領域 間に別個のパターンをなして配置される。変形例では、ローリッツェン等は、障 壁フィルムの盛り上がった領域の先端に接着剤を付け、次いで盛り上がった領域 を引き込んで窪みを形成する。これによって、接着剤は、窪みに有利に配置され る。しかしながら、ローリッツェン等の別個に配置された接着剤は、ターゲット 表面と気密接着剤シールを形成することができない。 更に、ローリッツェン等は、隔離部は、輸送中及び貯蔵中に接着剤が誤って接 触することがないように保護するのに十分に強いが、作動するために変形自在で あるように形成しなければならないともいっている。ローリッツェン等は、厚さ が０．０８cm（０．０３インチ）乃至０．１５cm（０．０６インチ）のフォーム によって十分な剛性が得られると述べている。一実施形態では、円錐形の窪みは 、開放端の直径が０．２５cm（０．１インチ）乃至１．２７cm（０．５インチ） で深さが０．２５cm（０．１インチ）乃至０．６４cm（０．２５インチ）である 。このような大きな窪み及び厚いフォームにより、消費者に送出するために小さ く丸まることができない。更に、大型の隔離部は、特に狭幅のターゲット表面を 取り扱う場合、連続シールでなく断続シールを形成し易い。同様に、隔離部を更 に接近して配置すると、接着剤がターゲット表面と接触する頻度が高くなり、連 続シールに近付く。 ローリッツェン等の更に別の実施形態では、接着剤をプリント装置でプリント ベルトに転移し、このベルトが接着剤を剥離ベルトに転移し、次いで障壁フォー ムウェブに転移する。このシステムは先ず最初に、接着剤パッチからなる別個の パターンを障壁フォームウェブにプリントするのに使用される。次いで、フォー ムウェブを真空プレートと位置合わせする各接着剤パッチを成形プレートの凹所 の上に配置し、接着剤を含む窪みを真空により形成する。この発明は、位置合わ せを必要とするため、比較的大型で大きく離間された隔離部に限定されるものと 考えられる。ローリッツェン等の方法を使用して比較的小さな隔離部をびっしり と並べたパターンを形成することは困難である。これは、成形を行う上での位置 合わせに高度の正確性が必要とされるためである。ローリッツェン等の方法は、 同時係属中の米国特許出願第０８／５８４，６３８号の高数密度の隔離部からな る微視的パターンと比較して、隔離部の数密度が低い巨視的パターンを持つ材料 構造に限定されるものと考えられる。 発明の目的 本発明の目的は、物質層を内部に収容するための立体構造を提供することであ る。物質は、立体構造が変形して実質的に平面構造になるまで、又は他の方法で 付勢されて物質を露呈し又は解放するまで、立体構造内にとどまる。 本発明の別の目的は、変形自在の突出部を含む立体的な表面を持ち、突出部間 で物質が突出部の最外端の内側に連続パターン又は不連続パターンをなして配置 され、突出部が物質の表面高さまで潰れた後にのみ、物質が外部表面と接触でき る変形自在のシート状材料を提供することである。 本発明の更に別の目的は、変形自在の突出部を持つ変形自在の材料を提供する ことである。この材料は、貯蔵のため及びパッケージングを便利にするため、丸 めて小さなロールにするのに十分薄い。更に、この材料は、材料をロールの形体 で貯蔵する場合、ウェブを丸めるための張力等による早期変形が起こらないよう にするため、突出部の変形に対する抵抗が十分に大きい。 本発明の他の目的は、接着剤を内部に又はその間に含む変形自在の突出部を持 つ変形自在の材料を提供することである。突出部が変形すると、ばね作用による 戻りを最少にして変形し、そのため、露呈されてターゲット表面と接触する接着 剤は、ターゲット表面に結合されたままにするために過度に強力である必要がな い。 本発明の更に他の目的は、凹所をなした物質層を持つ、非常に小さな微細なパ ターンをなした立体構造を含む材料を提供することである。材料は実質的に透明 であるか或いは半透明であり、そのため、構造を変形させて物質層を露呈する前 に正確に位置決めできる。 本発明の他の目的は、凹所をなした物質層を持つ、非常に小さな微細なパター ンをなした立体構造を含む材料を形成するための方法を提供することである。物 質層は変形自在の突出部と正確に位置合わせしてある。この方法は、自動的に連 続的に移動でき、又は連続ウェブフォーマットで割り送り移動できる。 発明の概要 本発明では、「物質」という用語は、ターゲット表面への送出前には実質的に 非流動性である流動性物質を意味する。「物質」という用語は、繊維又は他の相 互係止材料等の、流動性が全くない材料を意味する場合もある。「物質」という 用語は、流体又は固体を含む。本発明では、「物質」という用語は、立体構造の 開放した谷部及び／又は窪み内に保持できる任意の材料であると定義される。物 質は、例えば、接着剤、静電気（electrostatics）、機械的相互係止、毛管作用 、表面吸着、及び摩擦を使用して谷部及び／又は窪み内に保持できる。物質は、 谷部及び／又は窪み内に永久的に保持されていてもよいし、露呈されて外部表面 と接触したとき、又は変形、加熱、又は他の方法で立体構造に作用を加えたとき に解放されるようになっていてもよい。本発明で現在考えられている物質は、ゲ ル、ペースト、フォーム、粉体、凝集粒子、プリル小球、マイクロカプセルに封 入した液体、ワックス、懸濁液、液体、及びこれらの組み合わせである。 本発明の立体構造内の空間は、通常は開放しており、従って、物質は、所定の 場所にとどまり、何等かの付勢工程を加えなければ構造から出ないようにしてあ るのが望ましい。本発明の付勢工程は、好ましくは、圧縮により立体構造を変形 させることである。しかしながら、物質を流動化させる付勢工程は、材料を室温 以上に加熱する工程であってもよいし、室温以下に冷却する工程であってもよい 。或いは、重力よりも大きな力を加えることも含まれる。引張力等の他の変形力 、及びこれらの付勢現象の組み合わせもまた含まれる。 「変形自在の材料」という用語には、箔、ポリマーシート、クロス、織布又は 不織布、紙、セルロース繊維シート、同時押出し物、積層体、及びこれらの組み 合わせが含まれる。選択された変形自在の材料は、多孔質、無孔質、又は微孔質 であり、ガス又は液体に対して透過性又は不透過性であり、親水性、疎水性、ハ イドロスコピック（hydroscopic）、オレオフィリック（oleophilic）、オレオ フォビック（oleophobic）であり、臨界表面張力が高く又は低く、表面にテクス チャーが予め付けてあり、弾性変形可能、塑性変形可能、導電性、及び非導電性 であるといった性質を備えているが、材料に備えられる性質はこれらの性質及び これらの性質の組み合わせに限定されない。 本発明の一つの特徴では、物質送出システムは、最外面特徴部（outermost su rface feature）及び物質を収容するための相互連結された空間を持つ立体構造 を有する。物質の表面高さは最外面特徴部の内側にあり、そのため、物質は、誤 って外部表面と接触することがないように保護される。ターゲット表面に送出さ れる前に流動化に対する抵抗が大きい物質が立体構造の相互連結された空間に入 っている。物質は、立体構造が十分に変形して実質的に平面構造になり、これに よって物質が露呈されて外部表面を撓ませる必要なしに外部表面と接触するまで 、保護されたままである。最外面特徴部の数密度は、６．４５cm²（１平方イン チ）当り２００個の密度であり、即ち１cm²当り３１個の密度である。 立体構造は、圧縮力を立体構造の平面に対して実質的に垂直方向に加え、これ によって立体構造の最外面特徴部を圧縮力の方向に変形させることによって、変 形できる。別の態様では、立体構造は、引張力を立体構造の平面に対して実質的 に平行に加え、これによって立体構造の最外面特徴部を平面に対して実質的に垂 直方向に変形させることによって、変形できる。更に、立体構造は、立体構造の 平面と実質的に平行に加えられた引張力と平面に対して実質的に垂直方向に加え られた圧縮力とを組み合わせ、これによって立体構造の最外面特徴部を平面に対 して実質的に垂直方向に変形させることよって、変形できる。 本発明の別の特徴では、最外面特徴部と、物質が外部表面と誤って接触するこ とがないように保護されるように物質を最外面特徴部の内側に収容するための空 間を持つ立体材料とを有する立体材料製造方法は、成形面を物質でコーティング する工程と、物質コーティングを成形面から材料部片に転移する工程と、物質が 成形面と接触した状態で材料部片を成形面上で成形し、立体構造にする工程とを 有する。この方法は、立体構造の最外特徴部の内側の空間内に物質を配置できる ように立体構造と物質とを正確に位置合わせする。この方法の別の工程には、物 質が成形面よりも材料部片に容易に付着するように、成形面の臨界表面張力を低 下する工程が含まれる。 本発明の更に別の特徴では、材料が変形するまで、外部表面と誤って接触する ことがないように保護された物質を有する材料の製造方法は、フォーミングスク リーンに第１物質をコーティングする第１工程を含む。フォーミングスクリーン は、上面及び複数の凹所を有する。コーティング工程は、第１物質を凹所以外の 上面に塗布する。第２工程は、第１側部及び第２側部を持つ材料部片を、第１側 部がフォーミングスクリーンの上面上の第１物質と接触するようにフォーミング スクリーン上に導入する工程を含む。第１物質は、材料部片の第１側部に選択的 に付着する。第３工程は、材料部片を成形し、フォーミングスクリーンの凹所内 に第１側部から延びる複数の中空突出部を形成する工程である。複数の中空突出 部は、谷部によって離間されており、これらの谷部に第１物質がフォーミングス クリーンから転移される。共通の転移−成形面を使用することによって複数の中 空突出部を第１物質と正確に整合する。第１物質は、突出部間の谷部に相互連結 層を形成する。 材料部片は、複数の中空突出部と対応する複数の窪みを第２側部に有する。こ の方法は、材料部片の第２側部の複数の窪みに第２物質を注入する工程を更に有 する。別の態様では、複数の突出部の各々の最外端に開口部を形成する工程を更 に有する。材料をフォーミングスクリーン上に導入する工程は、ウェブをフォー ミングスクリーン上に計量分配するか或いは材料をフォーミングスクリーン上に 直接押出す工程を含む。この方法は、材料部片を、フォーミングスクリーンから 、好ましくは物質残滓をフォーミングスクリーン上に残さないで取り外す工程を 更 に有する。 本発明の更に別の特徴では、材料が変形するまで、外部表面と誤って接触する ことがないように保護された物質を有する材料の製造方法は、成形プレートから 延びるピンの頂面を第１物質でコーティングする第１工程を有する。ピンは互い からスペーサで離間されている。コーティング工程は、第１物質をピンの頂面に 付けるがスペーサに付けない。第２工程は、第１側部及び第２側部を持つ材料部 片を、第１側部がピンの頂面上の第１物質と接触するようにピン上に導入する。 第１物質は材料部片に選択的に付着する。第３工程は、成形プレートのピン上に 材料部片を成形し、第２側部から延びる複数の中空突出部を形成する。複数の中 空突出部の窪みは、第１物質の別個のスポットをピンと整合する。材料部片は、 ピン間の空間と一致する相互連結された谷部が第２側部上に形成されている。 材料をピン上に導入する工程には、ウェブをピン上に計量供給する工程又は材 料をピン上に直接押出す工程が含まれる。変形例として、方法は、複数の突出部 の各々の間の相互連結された谷部に開口部を形成する工程を更に有する。材料部 片をピンから、好ましくは物質残滓をピン上に残さないで、取り出す工程を更に 有する。 本発明の別の特徴では、材料部片は、材料が変形するまで、外部表面と誤って 接触することがないように保護された物質が設けられている。材料部片は、谷部 によって離間された複数の中空突出部を持つように成形された変形自在の材料部 片からなる。複数の中空突出部は、最外端を有する。材料部片は第２側部を有す る。第２側部には、第１側部の複数の中空突出部と対応する複数の窪みが設けら れている。物質は、複数の中空突出部間の谷部に付着しており且つこれらの谷部 を部分的に充填する。物質の表面は、複数の中空突出部の最外端の下にあり、そ のため、変形自在のフィルム片の第１側部の一部分をターゲット表面に対して置 いたとき、この部分がターゲット表面のところで変形するまで、複数の中空突出 部により、物質とターゲット表面との間が接触しないようにする。好ましくは、 複数の突出部は、入り込み（inverting）、潰れ、及び伸長からなる群から選択 された態様で変形する。好ましくは、入り込み態様及び潰れ態様では、複数の突 出部は、少なくとも０．６９kPa（１平方インチ当り０．１ポンド）の圧力に露 呈されるまで実質的に変形しない。 谷部の少なくとも一部には物質が入っている。好ましくは、谷部は相互連結さ れた物質層を有し、物質とターゲット表面との接触により連続したパターンが形 成される。物質は、材料部片の第１側部に選択的に付着する。第２側部に設けら れた複数の窪みにも物質が注入してある。この物質は、第１側部に転移された物 質と同じであってもよいし、異なっていてもよい。 図面の簡単な説明 本明細書は、本発明を特定的に指摘し且つ明瞭に特許請求する請求の範囲で終 わるけれども、本発明は、好ましい実施形態の以下の説明を、同じ参照番号が同 じ要素に附してある添付図面を参照して読むことによって更によく理解されるも のと考えられる。 第１図は、相互連結された物質パターンによって取り囲まれた截頭円錐形突出 部を持つ材料部片を開示する、本発明の好ましい実施形態の平面図であり、 第２図は、突出部の配列を示す拡大部分平面図であり、 第３図は、突出部の最外端と接触したターゲット表面が物質層と接触しないよ うにする突出部間の物質層用の隔離部として役立つ突出部を示す、第２図の３− ３線に沿った断面図であり、 第４図は、突出部が実質的に入り込むことによって及び／又は潰れることによ って変形し、突出部間の物質層をターゲット表面と接触させた、材料をターゲッ ト表面に押し付ける効果を示す第３図と同様の断面図であり、 第５図は、表面に物質が既に付けてある成形ドラム上に連続ウェブを送り込ん だ後、フィルムに成形突出部を付ける前に物質をウェブに転移する、本発明の材 料の製造方法の概略図であり、 第６図は、内部で突出部が形成される先細りした凹所を持つ、本発明の立体的 材料表面の製造に使用されるフォーミングスクリーンの断面図であり、 第７図は、フォーミングスクリーンの上面の凹所に物質が付かないように物質 をフォーミングスクリーンの上面にスプレーする工程を示す断面図であり、 第８図は、物質層の上に載せてあり、物質側の反対側が赤外線源からの熱に露 呈された、材料部片を示す断面図であり、 第９図は、凹所を通して真空を加え、加熱された材料を凹所に引込み、パター ンをなした物質間の材料に中空突出部を形成する方法を示す断面図であり、 第１０図は、フォーミングスクリーンが取り外してあり、突出部間の材料に物 質層を取り付けられた状態で残したところを示す断面図であり、 第１１図は、真空成形に代わる液体成形を示す、突出部の最外端に開口部が設 けられている、第９図と同様の断面図であり、 第１２図は、フィルムが成形ドラム上に直接的に押出され、インクジェット装 置が物質の別個の部分を中空突出部の窪みにドラムの外側から注入すること以外 は第５図に示す方法と同様の、本発明の材料の製造方法を示す概略図であり、 第１３図は、フォーミングスクリーンが取り外してあり、物質部分が成形済材 料の両側に取り付けられており、両物質が同じ隔離部突出部によって保護されて いる、第１２図の方法で得られた材料の断面図であり、 第１４図は、突出部が実質的に入り込むことによって及び／又は潰れることに よって変形し、突出部間の物質層及び突出部内の別個の物質部分をターゲット表 面と接触させる、第１３図の材料を二つの外部表面間でプレスした効果を示す第 ４図と同様の断面図であり、 第１５図は、スクリーンの開口部でなく円錐形のピンが第１０図の材料を引き 込むこと、即ち物質でコーティングしたピン上で材料を形成するとき、物質が突 出部間の谷部内でなく中空突出部内に転移されること以外は第８図及び第９図と 同様の、変形例の材料製造方法を示す断面図であり、 第１６図は、第１５図の方法で得られた材料の断面図であり、 第１７図は、突出部の好ましい寸法関係を示す、第８図及び第９図の方法によ って、又は第１５図の方法によって成形した材料の断面図であり、 第１８図は、開口部が突出部間の材料の谷部に設けられていること以外は第１ ６図に示す材料と同様の、第１５図の方法によって成形した変形例の材料の断面 図であり、 第１９図は、真空ドラム及び駆動プーリにベルト状に巻き付けてあるフォーミ ングスクリーンを示す、本発明の材料を製造するための別の方法の概略図である 。 発明の詳細な説明 次に、添付図面のうち特に第１図乃至第４図を参照すると、これらの図には、 全体に参照番号１０を附した立体的シート状構造を提供する本発明の好ましい実 施形態が示してある。材料１０は、中空突出部１４及びこれらの突出部間に配置 された物質層１６を持つ変形済材料１２を含む。突出部１４は、好ましくは、円 錐形形状であり、截頭してあるか或いはドーム状最外端１８を有する。突出部１ ４は、好ましくは、等辺三角形パターンをなして等間隔に間隔が隔てられており 、全ての突出部が材料の同じ側部から延びている。突出部１４の中心間距離は、 突出部間の谷部の容積を小さくし、及び従って突出部間に配置される物質の量を 小さくするため、好ましくは、突出部のベース直径の約二つ分であるか或いはそ れ以下である。突出部１４の高さは、好ましくは、その直径よりも小さく、その ため、突出部は、その変形時に、材料の平面に対して実質的に垂直な軸線に沿っ て大きく入り込むことによって及び／又は潰れることによって変形する。この突 出部形状及び変形の態様により、突出部１４が材料の平面と平行な方向に潰れな いようにする。その結果、突出部は、その間にある物質を覆った状態でターゲッ ト表面と接触することがない。 第３図は、滑らかであるが、或る程度の表面凹凸があるターゲット表面２０を 示す。ターゲット表面は、突出部１４の最外端１８によって物質１６の層から離 間されている。ターゲット表面は、剛性、半剛性、又は可撓性の任意の材料でで きた任意の物品表面であるのがよい。第４図は、物質が設けられている側部とは 反対側の材料の側部に加えられた力Ｆが示す圧力の作用で突出部１４を部分的に 変形させた後の、物質１６の層と接触したターゲット表面を示す。 特に好ましい実施形態では、円錐形突出部１４のベースの直径は、約０．０３ ８cm（０．０１５インチ）乃至約０．０７６cm（０．０３０インチ）であり、更 に好ましくは、約０．０６４cm（０．０２５インチ）である。これらの突出部の 中心間距離は、０．０８cm（０．０３インチ）乃至０．１５cm（０．０６インチ ）であり、更に好ましくは、約０．１３cm（０．０５インチ）である。この結果 、突出部は数密度が高い。単位面積当りの突出部の数が多くなればなる程、材料 部片及び突出部の壁が薄くなる。これは、所与の変形力に抵抗するために行われ る。好ましい実施形態では、６．４５cm²（１平方インチ）当りの突出部の数は ２００以上であり、これらの突出部は、材料部片の突出部側の約３０％乃至約７ ０％を占有する。突出部の高さは、約０．０１０cm（０．００４インチ）乃至０ ．０３０cm（０．０１２インチ）であり、更に好ましくは、約０．０１５cm（０ ．００６インチ）である。好ましい材料は、公称厚さが０．００７６mm（０．０ ００３インチ）の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）である。物質１６でできた好 ましい層は、好ましくは、厚さが約０．０２５mm（０．００１インチ）のラテッ クス感圧接着剤である。更に好ましくは、物質１６の層は、厚さが約０．０１３ mm（０．０００５インチ）乃至約０．０５１mm（０．００２インチ）のフューラ ーＨＬ−２１１５Ｘホットメルト接着剤層であるのがよい。この接着剤は、ミネ ソ タ州ヴァドナイスハイツのＨ．Ｂ．フューラー社が製造している。材料の用途の 必要に適した任意の接着剤を使用できる。接着剤は、再取り付け可能な接着剤、 取り外し自在の接着剤、永久的な接着剤、等である。突出部の大きさ及び間隔は 、好ましくは、ターゲット表面と気密シールを形成するように突出部を取り囲む 連続的な接着剤パターンを提供するように選択される。 フィルム材料は、均質な樹脂又はその混合物からつくることができる。フィル ム構造内の単一の層又は多数の層は、同時押出し、押出被覆、積層化、又は他の 周知の手段による組み合わせの何れかによって形成されたものであると考えられ る。フィルム材料の重要な属性は、突出部及び谷部を構成するように形成できる ということである。有用な樹脂には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＥＴ、 ＰＶＣ、ＰＶＤＣ、ラテックス構造、ナイロン等が含まれる。一般的には、ポリ オレフィンが好ましい。これは、低価格であり、形成が容易であるためである。 材料の好ましい厚さは、約０．００２５mm（０．０００１インチ）乃至約０．２ ５mm（０．０１０インチ）である。更に好ましい厚さは、約０．００５mm（０． ０００２インチ）乃至約０．０５１mm（０．００２インチ）である。これよりも 更に好ましい厚さは、約０．００７６mm（０．０００３インチ）乃至約０．０２ ５mm（０．００１インチ）である。 使用中のフィルムの延伸を最少にするのに十分大きなフィルムの弾性率は、材 料１０をターゲット表面にシールする上で有用である。フィルムを延伸すると、 接着剤の接触平面と平行に力が残留し、これによって、弱い接着剤結合が壊され る。突出部が大きければ大きい程、及び突出部が接近していれば接近している程 、所与のフィルムで延伸が起こり易くなる。材料１０の弾性は、容器に対してシ ールされる容器ラップとして使用する上で望ましくないと考えられているが、物 質を所定のパターンで付着させた弾性材料には、多くの他の潜在的用途が存在す る。突出部の間隔を製造できる最小可能な間隔にすると、材料の延伸が増大する が、 突出部間の物質の容積を減少する上で有利である。本発明の成形材料は、突出部 の理想的な大きさ及び密度、並びにこれで使用される材料の選択が用途によって 異なる。 第５図は、材料１０、好ましくは感圧接着剤を含む薄い熱可塑性フィルムを製 造するための、全体に参照番号３０を附した自動プロセスを示す。プロセス３０ は、湾曲してドラムを形成するフォーミングスクリーン３２を有する。物質源及 び物質塗布システム３４がインフィードアイドラーローラー３６の上流に配置さ れている。物質塗布システム３４は、フォーミングスクリーン３２の外面４０に 物質３８の薄いコーティングを付着する。外面４０は、冷却時又は乾燥時に物質 ３８が強固に付着しないように、低い臨界表面張力を持つように処理される。好 ましい実施形態では、外面４０は、テネシー州メンフィスのテネシープラズマコ ーティング社によって形成され且つ塗布された２１０００シリーズの所有剥離コ ーティングでコーティングしてある。このコーティングは、主として、有機珪素 エポキシであると考えられている。このコーティングは、本発明の方法で使用さ れるステンレス鋼製のフォーミングスクリーンに塗布すると、１８dynes/cmの臨 界表面張力を発生する。臨界表面張力を減少するのに適しているということがわ かっている他の材料には、パラフィン、シリコーン、ＰＴＦＥ類等が含まれる。 薄い物質コーティングは、厚さが約０．０２５mm（０．００１インチ）の感圧 接着剤のコーティングである。自動プロセス３０では、材料ウェブ４２をインフ ィードアイドラーローラー３６とフォーミングスクリーン３２との間に通す。プ ロセス３０では、材料ウェブ４２は、物質層３８の上に導入される。材料ウェブ ４２は、好ましくは、物質層３８に少なくとも十分に取り付けられる。材料ウェ ブ４２に対する物質の親和性は、フォーミングスクリーン３２に対する親和性よ りも大きい。例えば、材料ウェブ４２がポリオレフィンフィルムである場合には 、フィルムにコロナ処理を施すことによってフィルムが更に容易に湿潤できるよ う にすることによって接着性を改善する。別の態様では、第１２図に示すように、 材料をスクリーンの外面上で物質層３８の上で直接的に押出す。 フォーミングスクリーン３２が回転してアイドラーローラー３６を通過すると き、真空熱成形を行うために材料ウェブ４２を軟化するため、輻射熱源４４又は 他の熱源からの熱を使用できる。ポリマーフィルムは、最も熱成形が容易である が、これに対し、箔又は紙等の他の材料は、エンボス加工又は液圧成形に最も適 しており、この場合には、成形前に材料を加熱することに何の利点もない。 一方、物質層３８は、ドラムから材料ウェブに転移される。真空マニホールド ４６はフォーミングスクリーン３２とともに作動し、材料ウェブ４２を物質層３ ８の周りに及びフォーミングスクリーン３２の凹所内に引き込んで突出部１４と 同様の突出部を形成する。 材料ウェブに突出部を形成する上で、熱及び真空の代わりに従来技術で周知の 何等かの方法を使用できる。例えば、変形可能なフィルムでできたウェブの非物 質側に、この材料ウェブがフォーミングスクリーンに載止した状態で、加熱圧縮 ガスを吹き付けることによって突出部を形成できる。更に、材料ウェブをフォー ミングスクリーンに当ててエンボスを機械的に形成することによって、雌成形構 造を使用する更に別の成形方法を提供する。 フォーミングスクリーン３２の回転時に、真空熱成形、液圧成形、エンボス加 工、又はこれらの方法の組み合わせによる成形を完了し、その後、成形済の材料 ウェブを排出用アイドラーロール４８の周りに排出する。更に、自動プロセス３ ０は、物質塗布システムの上流に配置されたスプレー機５０を備えているのがよ い。スプレー機５０は、物質３８が材料ウェブ４２に選択的に取り付けられるよ うに、更新可能な剥離剤を外面４０に塗布するのに使用でる。別の態様では、永 久的剥離剤を外面４０に設けることによって、スプレー機５０を不要にする。 第６図乃至第１０図は、別個の材料部片の実験室での好ましい製造方法を示す 。 これらの材料部片は、好ましくは、感圧接着剤物質を含む薄い熱可塑性フィルム である。この方法には、全体に参照番号６０が附してある。第６図に示すように 、方法６０は、大径端の直径が約０．０６４cm（０．０２５インチ）の複数の円 錐形凹所６４を備えたフォーミングスクリーン６２を使用する。凹所６４は、好 ましくは、フォーミングスクリーン６２にフォトエッチングにより形成されてい る。フォーミングスクリーンは、好ましくは、厚さが約０．０１５cm（０．００ ６インチ）乃至０．０３０cm（０．０１２インチ）のステンレス鋼板である。フ ォーミングスクリーン６２の上面６６は、好ましくは、接着剤物質に対して剥離 性を持つようにコーティングが施してある。 円錐形凹所６４は、０°乃至６０°の円錐角度を持つ側壁を有する。即ち、こ れらの凹所は、直線状の又は円錐形の側壁を有する。直線状の側壁は、例えば、 パンチ穴を持つスクリーンで見つけられる。フォトエッチングによる金属スクリ ーンの製造方法は、同一特許権者の、ラデル及びトンプソンに賦与された米国特 許第４，３４２，３１４号、ラデル等に賦与された米国特許第４，５０８，２５ ６号、ミュランジュニアに賦与された米国特許第４，５０９，９０８号に更に詳 細に記載されている。これらの特許に触れたことにより、これらの特許に開示さ れている内容は本明細書中に組入れたものとする。 第７図は、スプレー機７０が上面６６上にスプレーした物質６８を示す。物質 ６８は、乾燥すると感圧接着剤になるラテックス乳濁液である。乾燥は、例えば 暖気又は輻射熱を加えることによって行われる。第５図に示すように、好ましい ホットメルト接着剤を転移コーティングによって頂面６６に付ける。粉体やマイ クロカプセルに封入した液体等の幾つかの物質は乾燥を必要としない。物質６８ は、好ましくは、凹所には付着しておらず、その代わりに、凹所間の頂面６６上 に残っている。物質を頂面６６上にスプレーする際に低レベルの真空を凹所６４ を通して加えることによって、物質が凹所６４に付かないようにするのを助ける 。 第８図は、乾燥させたラテックス乳濁液又はホットメルト接着剤コーティング 上に置いた公称厚さが０．００７６mm（０．０００３インチ）乃至０．０２５mm （０．００７６インチ）の高密度ポリエチレンでできた例示の材料部片７２を示 す。高密度ポリエチレンは、低密度ポリエチレンよりも好ましい。これは、高密 度ポリエチレンは、突出部の同じ変形強度を得る上で薄くできるためであり、高 密度ポリエチレン製の突出部は、ひとたび変形させると、低密度ポリエチレン製 の突出部のように未変形の初期形態に向かって戻ろうとしないためである。好ま しくは、材料部片７２の物質側７４は、物質６８に対する接着性が最大であるよ うに処理してある。材料部片７２は、外方に面した非物質側７６を更に有する。 高密度ポリエチレン材料製の部片の熱成形を開始するため、赤外線加熱ランプ７ ８によって、又は高温空気によってフィルムを非物質側から加熱する。加熱ラン プによる加熱は、高密度ポリエチレン製の材料部片が約９３℃（２００°Ｆ）乃 至１４９℃（３００°Ｆ）に加熱されるまで、約６０分に亘って行われる。 材料部片７２の加熱後直ちに、第９図に示すように、真空Ｖを真空源（図示せ ず）から凹所６４の開放端に加える。好ましくは、真空Ｖは、６８kPa（２０イ ンチ水銀柱）である。真空Ｖは、軟化させた材料７２の凹所６４上にある部分を 凹所６４に引込み、突出部７５を形成する。材料部片７２を冷却すると、材料部 片は、成形済材料に形成される。成形済材料７３を第１０図に示すようにフォー ミングスクリーン６２から取り外す。選択的付着により、物質６８は成形済材料 部片７３に取り付けられたままである。材料部片は、これによって、熱成形され 、截頭円錐形又はドーム状最外端を持つ円錐形突出部を形成する。最外端は、好 ましくは、物質６８の層の表面を越えて約０．０７６mm（０．００３インチ）乃 至０．２７９mm（０．０１１インチ）延びている。異なる形状のスクリーン凹所 によって円錐形以外の形状の突出部を形成できる。凹所は、例えば、角錐体形状 、半球形形状、円錐形形状、多角形形状、及び細長い形状であるのがよいが、円 錐 形形状の突出部は、入り込むことや潰れることに対する抵抗が実質的に一定して いると考えられている。凹所は、所与のパターン内で形状、大きさ、及び高さが 異なる突出部を提供するように形成できるが、この場合も、一般的には、変形力 が予測可能であり且つ一定しているように、突出部が均等であるのが望ましい。 突出部の形状は、材料シートを積み重ねることや材料ウェブを丸めてロールに することにも影響を及ぼすということもわかっている。例えば積み重ねの隣接し た材料シートで同じ突出部形状が同じ間隔で次々に重なり、ロールの隣接した層 が互いに入れ子になる場合には、隔離部の内側にある材料を保護する上での隔離 部の利点を打ち消す。入れ子が問題点になる状況では、形状又は大きさ又は間隔 が不均等な突出部の方が、円錐形突出部からなる規則的パターンよりも有利であ る。形状又は大きさ又は間隔が不均等な突出部は、１９９６年１１月８日付けで 本願と同時に出願された同時係属中の同一人に譲渡された米国特許出願に開示さ れている。この特許出願の代理人事件番号は、第６３５６号であり、ＵＳＰＴＯ 番号は、第 号である。 突出部の成形に使用するのと同じ共通のフォーミングスクリーンを使用して物 質を材料に転移するため、物質のパターンが突出部と都合よく位置合わせされる 。好ましい実施形態では、フォーミングスクリーン６２の上面６６は、凹所６４ 以外の場所が連続しており、かくして物質のパターンは全体としてこの形態で相 互連結されている。しかしながら、物質の不連続なパターンがフォーミングスク リーン上にコーティングされた場合には、物質の不連続なパターンが突出部間に 形成される。 突出部の強度は、突出部の大きさ、形状、及び間隔、及び曲げ弾性率、材料の 厚さ、硬度、撓み温度等のウェブ材料の性質、並びに成形プロセスによって決定 される。成形プロセスは、例えばポリマーフィルムで重要である。これは、「冷 間成形」即ちエンボス加工では残留応力が発生し、高温で熱成形を行った場合に 製造される場合とは壁厚の分布が異なるためである。用途によっては、物質が外 面と接触する場所に対して突出部が実質的に変形せずに、少なくとも０．６９kP a（１平方インチ当り０．１ポンド）の圧力に耐えるのに十分な剛性（変形に対 する抵抗）を提供するのが望ましい。この必要条件の一例は、輸送及び／又は分 配のためにウェブをロールに巻き付ける必要である。０．６９kPa（１平方イン チ当り０．１ポンド）の非常に低い巻付け圧力の場合には、ロール内部の残留巻 付け圧力によりウェブの突出部が変形する。この変形は、重なったウェブ層を物 質と接触させるのに十分である。巻付けによるこの損傷が起こらないようにする ためには、突出部の「閾値」剛性が必要とされる。同様に、ウェブの保管時又は ウェブを別個のシートとして分配する時、上側のシート層の重量、又は輸送時の 振動、取り扱いの誤り、落下、等によって生じる他の力で製品が早期付勢される ことがないようにする上で、この「閾値」剛性が必要とされる。 第１１図乃至第１６図は、上文中に説明した方法及び材料に対する変形例を示 す。第１１図には、全体に参照番号８０を附した材料成形方法が示してある。方 法８０では、変形可能な材料８２をフォーミングスクリーン８４上に配置する。 フォーミングスクリーン８４は、物質９０によってコーティングされた上面８６ と、物質が存在しない凹所８８とを有する。材料８２を第８図及び第９図に示す 実施形態におけるように物質９０の上に置く。しかしながら、第１１図は、スク リーンの下から真空力を加える代わりに、スクリーンの上方から材料に加えられ る正圧成形力Ｈを示す。成形力Ｈは、液圧成形で生じるような、材料８２に当て られる加圧液体により生じる。成形力Ｈは、恐らくは加熱されている加圧ガスを 加えることによっても発生できる。正圧成形の用途で使用するための好ましい流 体は加熱した水であり、その使用は、同一人に譲渡された、カルロ等に賦与され た米国特許第４，６９５，４２２号、カルロ等に賦与された米国特許第４，７７ ８，６４４号、及びカルロ等に賦与された米国特許第４，８３９，２１６号に詳 細に記載されている。これらの特許に触れたことにより、これらの特許に開示さ れている内容は本明細書中に組入れたものとする。 更に、第１１図は、突出部９２を形成するように変形させた材料８２を示す。 突出部９２は、最外端９４を有する。本発明の材料の多くの用途で必要とされて いないけれども、各最外端には開口部９６が設けられており、その結果、材料に は通気性があり、及び／又は物質透過性がある。理想的には、開口部９６は、直 径が０．０２５mm（０．００１インチ）乃至１．０００mm（０．０３９インチ） であるような大きさを備えている。 第１２図は、全体に参照番号１００を附した変形例のプロセスを開示する。プ ロセス１００は、第５図に示すプロセス３０と同様である。プロセス１００は、 湾曲してドラムを形成するフォーミングスクリーン１０２を有する。物質源及び 塗布システム１０４は、押出機１０６の上流に配置されている。物質塗布システ ム１０４が、物質１０８の薄いコーティングをフォーミングスクリーン１０２の 外面に付着する。外面１１０は、臨界表面張力が小さくなるように処理してあり 、そのため、物質１０８は、その乾燥時又は冷却時に、外面１１０でなく物質１ ０８上に導入された材料に選択的に付着する。プロセス１００は、予備成形した ウェブをフォーミングスクリーン上に計量分配する代わりに、材料１１２をフォ ーミングスクリーン上に直接的に押出すことによって材料１１２が形成されると いう点で、プロセス３０と異なっている。材料１１２が物質１０８の層上に置か れる。材料１１２は、物質１０８に対する親和性が外面１１０に対する親和性よ りも大きく、そのため、物質１０８と材料１１２とが接触したとき、物質１０８ が材料１１２に効果的に転移される。 フォーミングスクリーン１０２が回転して押出機１０６を通過するとき、材料 １１２は、好ましくは、開口部なしで、第１１図に示すように形成される。中空 突出部を形成するため、材料１１２を物質１０８の層の周りに及びフォーミング スクリーン１０２の凹所内に引き込む真空マニホールド１１６がフォーミングス クリーン１０２とともに示してある。中空突出部は、ひとたび形成されると、好 ましくは、「インクジェット」型物質噴射送出システム１２０の下を通過する。 この送出システムは、物質１２２のスポットをフォーミングスクリーン１０２の 外側から各中空突出部の窪みに付着し、成形済材料１２１を形成する。物質噴射 システム１２０と中空突出部とを位置合わせする必要があるけれども、システム １２０は、突出部の位置を決めるフォーミングスクリーン１０２の凹所から直接 的に位置合わせできる。これは、過渡的な、特定的には非常に薄い材料ウェブで 位置合わせを行う場合よりもはるかに容易である。その後、成形済材料１２１を 排出用アイドラーロール１１８の周りに排出する。 第１３図は、プロセス１００から取り出した後の成形済材料１２１を示す。成 形済材料１２１は、突出部１２４及びこれらの突出部１２４を取り囲む谷部１２ ６を有する。好ましくは、谷部１２６内には、物質１０８からなる相互連結され た連続した層が配置されている。しかしながら、上文中に説明したように、物質 をフォーミングスクリーンに不連続に塗布すると、材料１２１上に物質の不連続 なパターンが形成される。中空突出部１２４の内側窪みには、物質１２２の別個 のスポットがある。物質１０８及び物質１２２は、感圧接着剤等の同じものであ ってもよい。感圧接着剤である場合には、物質１０８及び物質１２２は成形済材 料１２１の両側にあり、材料１２１と隣接した表面と接触しないように保護され ている。この場合には、成形済材料１２１は、接着剤１０８及び１２２とともに 両面テープとして機能する。第１４図は、成形済材料１２１の両側が、外部表面 １２８及び１３０と力Ｆが作用した状態で接触した場合にどのような挙動を示す のかを示す図である。突出部１２４は、実質的に入り込み及び／又は潰れること によって変形し、これによって、物質１０８は表面１２８と接触した状態で位置 決めされ、物質１２２は表面１３０と接触した状態で位置決めされる。しか しながら、物質１０８及び１２２は互いに明らかに異なっており、異なる目的で 使用される。 本発明の立体構造を例えばテープや貯蔵用ラップとして使用する場合、外部接 触表面は、柔軟であってもよいし剛性であってもよく、平らであってもよいし平 らであってもよい。剛性のターゲット表面とともに使用するため、立体構造を変 形させるのが好ましい。物質が接着剤であり、構造を変形させた後にターゲット 表面に取り外し自在に接着するのが目的である場合には、接着の程度が重要であ る。接着後に剥離できることが必要な貯蔵用ラップについては、接着剤の引き剥 がし強度は、好ましくは、感圧テープ会議（Pressure Sensitive Tape Council ）法ＰＳＴＣ−１によって計測される。長さが３０．５cm（１２インチ）で幅が ２．５cm（１インチ）のフィルムストリップをステンレス鋼製の滑らかな表面に ２．０４kg（４．５ポンド）のローラーを使用して毎分３０．５cm（１２インチ ）の速度で巻き付けた後、ピーク接着値が、１インチ（２．５cm）のストリップ の幅当り約１オンス（０．４５３kg）乃至約５０オンス（２２．６８０kg）、更 に好ましくは０．０１２kg/cm乃至０．０２７kg/cm（１インチ（２．５cm）のス トリップの幅当り約１オンス乃至約２．５オンス）の範囲内にあるかどうかを試 験する。 貯蔵用ラップについては、ラップを剥がして貯蔵されている物品に近付くのを 容易にするため、シールを維持する最小接着値が望ましい。突出部、特に高密度 ポリエチレン製の突出部が入り込む場合、突出部がばねのように戻ることが少な く、そのため、比較的弱いシールが損なわれないようにするために高い接着値が 必要とされない。この実施形態では、入り込んだ即ち潰れた後、突出部が「デッ ド」状態のままである、即ち非弾性であるのが望ましいが、結合が永久的に行わ れ、強固な接着剤がばねのように戻ることを阻止する場合には、弾性の突出部を 使用できる。更に、材料を繰り返し使用したい場合には、弾性の突出部が望まし い。 第１５図及び第１６図は、本発明の材料を製造するための別の変形例のプロセ スを示す。このプロセスには、全体に参照番号１４０が附してある。プロセス１ ４０は、フォーミングスクリーンの代わりに、ピン１４４が外方に突出した成形 プレート１４２を有する。ピン１４４は、好ましくは円錐形であり、谷部１４６ によって離間されている。各谷部１４６のベースには、成形プレート１４２を通 して開口部１４８が設けられている。開口部１４８は、変形自在の材料部片をピ ン上で成形するため、ピン１４４間に真空Ｖを引くのに使用できる。液圧成形及 びエンボス加工が、材料の形態を雄成形構造の形態と一致するための変形例の成 形手段を提供する。 第１５図は、外端１５０を物質１５２でコーティングしたピン１４４を示す。 物質１５２の上に一片の変形自在の材料１５４を載せる。この材料は、ピン１４ ４の外端１５０よりも強く物質１５２を引付ける性質を備えている。材料１５４ の外側に熱発生ランプ１５６が示してある。このランプは、材料１５４が例えば ポリマーフィルムである場合に、真空成形を行うために材料の状態を整えるため 、材料１５４を加熱するのに使用できる。材料に真空成形を加えた結果を、成形 プレート１４２を取り外した状態で第１６図に示す。成形済材料１５５が得られ る。材料１５４が真空で谷部１４６に引き込まれたとき、複数の円錐形突出部１ ５８がピン１４４上で形成される。円錐形以外のピン形状は、対応する形状の突 出部を形成する。角錐体形状、半球形形状、円筒形形状、多角形形状、及び細長 い瘤の形状等のピン形状も可能であるが、円錐形形状は、突出部の入り込み抵抗 及び／又は圧潰抵抗を予想でき且つ実質的に一定にすると考えられている。ピン は、形状、大きさ、及び高さが所与のパターン内で異なっていてもよいが、この 場合も、一般的には、結果的に得られた突出部が均等であり、そのため変形力が 予想でき且つ一定であるのが望ましい。 物質１５２は、突出部１５８の形成時にこれらの突出部の内側に転移される。 材料を真空成形する場合にはいつでも、突出部１５８の側壁１６０は、ピン上に 置いた材料の元の厚さと比べて薄くなる。ピン１４４間の谷部１４６に引き込ま れた材料の部分１６２もまた薄くなるが、外端１５０のところで物質１５２と接 触したままの別の部分１６４は、代表的には、プロセス１４０によって薄くされ ることはない。これは、ピンの外端の縁部のところでの材料摩擦によるものであ ると考えられている。 プロセス１４０では、突出部間の材料の部分１６２が成形され、従って薄くな り、これに対してプロセス６０及び１００では、成形を受け、従って薄くなるの は、夫々の突出部７５及び９２である。 本発明を実施する場合、物質にホットメルト接着剤を使用すると、熱成形は、 他の物質を用いて加工を行う場合とは異なる挙動を示す。相違点は、ホットメル ト接着剤を成形表面に塗布した場合に形成される突出部の側壁が更に薄くなると いうことである。ホットメルト接着剤は、金属製成形表面と接触したときに冷却 し且つ固化し、これによって、接着剤と接触したウェブ材料が凹所に引き込まれ ないようにするものと考えられている。その結果、均等な厚さの谷部が得られる 。ラテックス接着剤等の他の物質については、突出部の側壁は薄くなり難い。こ れは、恐らくは、成形表面のランド又はピン頂部上の接着剤と接触したウェブ材 料が熱成形中に凹所に流入するためである。 第１７図は、本発明の突出部及び谷部の好ましい形状を示す。この形状により 、突出部は、変形モード時に大きく入り込むことができ、及び／又は潰れること ができる。この好ましい形状により、突出部が折れたり、突出部間の谷部、又は 中空突出部の内側、又はこの両方置いた物質と干渉したりすることがない。更に 、この好ましい形状は、変形に対する突出部の抵抗を再現性があり且つ予想可能 にするのを助ける。第１７図は、各突出部が高さ寸法Ａ及びベース直径寸法Ｂに よ って定義されるということを示す。突出部を大きく入りこませることができ及び ／又は折り曲げることなく潰すことができる、ベース直径Ｂの高さＡに対する好 ましい比は、少なくとも２：１である。 側壁の厚さ分布によって、変形モード及び変形力に影響を及ぼし、更に望まし い結果を得すことができる。突出部の側壁は、突出部の最外部分を突出部のベー ス周囲と隣接した未成形材料に連結する。かくして形成された側壁は、最外部分 の内部領域よりもかなり薄い最外部分内に周囲領域を含む。側壁の少なくとも一 部が、ベース周囲と隣接した未成形材料よりもかなり薄い突出部は、使用者が変 形させる上で好ましいと考えられている。少なくとも一部が突出部の最外部の材 料と比較してかなり薄い側壁もまた、主に側壁構造内で変形を有利に生ぜしめる 。 突出部の密度が高いパターンで見つけられるような比較的小さな突出部を持つ 構造では、このような薄い側壁厚さが特に有用である。 フォーミングスクリーンに穴を形成する本質的に直線状のスクリーン壁を持つ フォーミングスクリーンを使用する場合等では、製造方法は、側壁の厚さ分布に 影響を及ぼすことができる。このようなプロセスにより、壁厚をかなり薄くする ことができる。これは、突出部が、ベース周囲からフォーミングスクリーンの凹 所内に、内部バックアップスクリーンと接触する箇所まで自由に引き込まれるた めである。内部バックアップスクリーンの目的は、突出部が更に引き込まれるこ とを阻止することである。この方法により、側壁の厚さ分布を更に大きく変化さ せる。 第１８図は、第１６図の材料の変形例の材料を示す。この材料もまた、第１５ 図のプロセスによって製造される。材料１７０は、相互連結された谷部１７４に よって取り囲まれた中空突出部１７２を有する。中空突出部１７２の内側には、 物質１７６のスポットが設けられている。第１６図の材料と第１８図の材料との 相違は、第１８図に示すように、開口部１７８が谷部１７４に設けられているこ とである。開口部１７８は、例えば、加熱ランプ１５６及び真空力Ｖの代わりに 第１１図の成形力Ｈを第１５図に示す成形方法に加えることによって形成できる 。 第１９図は、本発明の材料１０と同様の材料の最も好ましい製造方法を示す。 この方法には、全体に参照番号１８０が附してある。成形済材料は、好ましくは 透明であるか或いは半透明であり、そのため、変形前に正確に位置決めできる。 しかしながら、透明であるということには、いずれの側をターゲット表面に当て るのかを知るため、物質が立体構造のいずれの側に配置されているのかを確認す る必要があるという新たな問題点がある。物質側の確認は、例えば、立体的構造 の表面上にしるしを配置することによって、立体構造と色合いが異なるように物 質を着色することによって、又は色合いが異なる積層材料構造を設けることによ って行うことができる。ラベルの場合、位置決めを適正に行うために材料縁部を 使用できるため、透明である必要はない。 材料の一方の側部を他方の側部から区別する上で、微小なテクスチャーを材料 に成形中に付けるのが有利である。本発明では、例えば、材料部片をフォーミン グスクリーンの凹所内に引込み、微小な開口部を備えた真空ドラム等の微小なテ クスチャーを備えた表面に押し付けることによって、立体構造の最外面特徴部に 微小なテクスチャーを付けることができる。 フォーミングスクリーン１８１をアイドラープーリ１８２及び被駆動真空ロー ル１８４に掛ける。フォーミングスクリーン１８１は、好ましくは、厚さが０． ０１３cm（０．００５インチ）で幅が１８３cm（６フィート）のステンレス鋼製 のベルトであり、ベルトに凹所として形成された所望の突出部パターンを有する 。真空ロール１８４の外面は、１９５メッシュの継ぎ目無しニッケルスクリーン で覆ってある。このスクリーンの直径は２１．９cm（８．６３インチ）であり、 フォーミングスクリーン１８１用の多孔質支持面として役立つ。 感圧接着剤を含む材料を製造するため、物質１８６、好ましくはホットメルト 接着剤を、物質アプリケータ１８８でフォーミングスクリーン１８１上にコーテ ィングする。コーティングは、フォーミングスクリーン１８１が毎分約６１０cm （２０フィート）で移動しているときに行われる。材料１９０、例えば、厚さが 約０．００１３cm（０．０００５インチ）の高密度ポリエチレン製のフィルムウ ェブを、物質でコーティングしたフォーミングスクリーンと、材料インフィード アイドラーロール１９２のところで接触させる。材料が真空ロール１８４上を通 過するとき、及びフォーミングスクリーン１８１に真空が固定真空マニホールド １９６を介して真空源から加えられるとき、毎分約０．３２m³（１１．２５ＳＣ ＦＭ）で流れる約３１６℃（６００°Ｆ）の高温空気を高温空気源１９４で材料 １９０に半径方向に差し向ける。材料を高温空気源１９４で加熱する際に約４０ ．６kPa（１２インチ水銀柱）の真空を加える。物質をコーティングした成形済 材料１９８は、フォーミングスクリーン１８１からストリッピングロール２００ のところで剥がされる。 ステンレス鋼製のフォーミングスクリーン１８１は継ぎベルトとして製造され る。これは、幾つかの工程で製造される。凹所パターンは、コンピュータープロ グラムによって開発され、第２原紙にプリントされ、フォトエッチング用のフォ トマスクを形成する。フォトマスクは、エッチング領域及び非エッチング領域を 形成するのに使用される。エッチングを受ける領域は、代表的には、ステンレス 鋼であるが、真鍮、アルミニウム、銅、マグネシウム、及び合金を含む他の材料 であってもよい。更に、金属の代わりに感光性ポリマーに凹所パターンをエッチ ングによって形成してもよい。例が、ポリマー製フォーミングスクリーンの製造 方法とともに、同一人に譲渡されたジョンソン等に賦与された米国特許第４，５ １４，３４５号、スマルコスキ等に賦与された米国特許第５，０９８，５２２号 、トローハンに賦与された米国特許第４，５２８，４３９号、及びトローハンに 賦与された米国特許第５，２４５，０２５号に説明されている。これらの特許に 触 れたことにより、これらの特許に開示されている内容は本明細書中に組入れたも のとする。 次に、レーザービーム溶接又は電子ビーム溶接を使用して端部を突き合わせ溶 接することによって、フォーミングスクリーンを連続したベルトにする。これに よって、ほぼ取り外し不能の継ぎ目を形成する。これは、凹所パターンの断続を 最少にするのに必要とされる。最終工程は、上文中に説明したテネシープラズマ コーティング社が提供するシリーズ２１０００材料等の臨界表面張力が低い（付 着性がない）コーティングを無端ベルトに付けることである。このコーティング により、成形済材料をベルトから、望ましからぬ延伸や裂けを伴わずに取り外す ことができる。 ベルト状フォーミングスクリーンは、平らなプレート状フォーミングスクリー ンやドラム状のフォーミングスクリーンよりも有利である。これは、ベルトが、 スクリーンパターンやパターン長さを更に容易に変えることができるためであり 、大質量の回転部材なしで更に大きなパターンを使用できるためである。 一般的には、本発明は、外面と誤って接触することがないように保護された物 質を保持するための立体構造である。この構造は、圧縮力を加えることによって 実質的に平面構造に変化させることができる。その結果、構造が潰れ、物質を放 出するか或いは露呈し、外面と接触させる。しかしながら、本発明の範囲は、物 質が誤って接触することがないように保持し、圧縮以外の手段で実質的に平面構 造に変えられる立体構造にも適用される。例えば、発明者は、同じ立体構造に引 張力を加えることによって、この立体構造を長さ方向に塑性変形し、これによっ てキャリパ即ち厚さを小さくすることによって、物質を同様に露呈し即ち解放す ることができるということを発見した。十分な張力が加わった状態では、突出部 間の材料が材料の平面内の力に応じて変形し、これによって突出部が同じ方向に 伸長されると考えられている。突出部は、伸長されると、高さが減少する。突出 部を十分に延ばすと、突出部間の物質、突出部上の物質、又はこれらの両方にあ る物質が露呈される高さにまで高さが減少する。 厚さが０．００７６mm（０．０００３インチ）の高密度ポリエチレンでできて おり、高さが０．１５２mm（０．００６インチ）で直径が０．７６２mm（０．０ ３０インチ）で１．１４３mm（０．０４５インチ）離間された突出部が設けられ ているように形成された、幅が２．５４cm（１インチ）の材料１０のストリップ について、突出部を変形させて、突出部間の谷部にある厚さが０．０２５mm（０ ．００１インチ）の接着剤コーティングを露呈するのに必要であることがわかっ ている引張力は、ストリップの幅２．５４cm（１インチ）当り約０．３６kg（０ ．８０ポンド）である。 物質を立体構造内から露呈するため、圧縮力及び引張力の組み合わせを本発明 の材料に加えることができる。本発明の好ましい実施形態では、物質を外部表面 に対して露呈するために前記立体構造を十分に変形させるのに必要な引張力は、 同じ結果を得るのに必要な圧縮力よりもかなり大きいが、特定の平面方向に加え られた引張力により更に容易に変形するように構造を設計することができる。例 えば、構造に突出部の代わりに平行な波形を設けることができる。これらの波形 は、構造を波形に対して垂直に波形の平面内で引っ張ることによって平らにする ことができる。他の適当な引張応答構造がチャペル等に賦与された米国特許第５ ，５１８，８０１号に開示されている。同特許に触れたことにより、その特許に 開示されている内容は本明細書中に組入れたものとする。 別の例では、加熱することによって、収縮性フィルム製の同じ構造の厚さを小 さくし、物質を同様に解放し又は露呈することができる。 本発明の立体構造の使用例には、テープ、ラベル、及び貯蔵用ラップの他に、 ローションを含浸したフェイシャルティッシュ、微小なカプセルに封入した香料 を含む香料入りストリップ、棚及び壁用の接着剤含浸紙、医療用パッチ、香辛料 が表面にパターンをなして付けられた部材、二成分接着剤、洗濯用予備処理剤、 研磨剤送出システム、及び基材内に保持された物質が何らかの行為が行われるま で接触しないようにするのが望ましい他の用途が含まれる。 下文に説明するように、様々な物質を成形済材料の両面に付着させることがで きる。材料の同じ面上に多数の物質を、互いに幾何学的に離間して又は交じり合 って配置できる。物質を部分的に層状にすることもできる。一例は、材料表面と 隣接した一層の接着剤層であり、固体粒子が接着剤層の露呈側に付着する。 突出部からなるパターンを、他の大きな突出部の頂部上に配置された単一の又 は多数の「微小突出部」パターン等の同じ寸法スケールで又は異なる寸法スケー ルで重ねることができる。 本発明の特定の実施形態を図示し且つ説明したが、本発明の精神及び範囲から 逸脱することなく、様々な変形及び変更を行うことができ、添付の請求の範囲は 、本発明の範疇のこれらの変更の全てをカバーしようとするものであるというこ とは当業者には明らかであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 最外面特徴部を有し、物質を前記最外面特徴部の内部に、前記物質が誤 って外部表面と接触することがないように保護されるように収容するための空間 を有する立体構造の製造方法において、成形面上に物質をコーティングする工程 と、前記物質を前記成形面から材料部片に転移する工程と、前記立体構造を前記 物質と正確に位置合わせするため、前記物質が前記成形面と接触した状態で、前 記材料部片を前記成形面上で立体構造に成形する工程とを有することを特徴とす る、方法。 ２． 材料が変形するまで、外部表面と誤って接触することがないように保護 された物質が設けられた材料の製造方法において、 ａ）成形面を第１物質でコーティングする工程と、 ｂ）第１側部及び第２側部を持つ材料部片を、前記第１側部が前記成形面上の前 記第１物質と接触するように前記成形面上に導入し、前記第１物質を前記材料部 片の前記第１側部に選択的に付着させる工程と、 ｃ）前記材料部片を成形し、谷部によって離間された複数の中空突出部を持つ立 体構造を形成する工程であって、前記第１物質は前記成形面から前記立体構造に 転移され、前記立体構造との正確な整合は、共通の転移−成形面を使用して行わ れ、前記材料部片は、前記複数の中空突出部と対応する複数の窪みを前記第２側 部に有する、工程とを有することを特徴とする、方法。 ３． 前記成形面は、上面及び複数の凹所を持つフォーミングスクリーンによ って形成され、前記複数の中空突出部は前記凹所内に形成される、請求項２に記 載の方法。 ４． 前記成形面は、成形プレートによって形成され、この成形プレートから はピンが延びており、これらのピンは、頂面を有し、それらの間に間隔を有し、 前記複数の中空突出部は、前記ピン上で成形される、請求項２に記載の方法。 ５． 前記成形面の臨界表面張力を低くする工程を有する、請求項１乃至４の うちのいずれか一項に記載の方法。 ６． 前記材料部片の前記第２側部に設けられた複数の窪みに第２物質を注入 する工程を有する、請求項２乃至５のうちのいずれか一項に記載の方法。 ７． 誤って付着することがないように保護された感圧接着剤が設けられてお り、押し付けた場合にだけターゲット表面に粘着できる可撓性フィルムの製造方 法において、 ａ）複数の凹所が設けられた上面を有するフォーミングスクリーンの上面の前記 凹所以外に感圧接着剤をコーティングする工程と、 ｂ）可撓性フィルム片を前記フォーミングスクリーンの前記上面上の前記感圧接 着剤と接触させ、前記感圧接着剤を前記可撓性フィルム片に選択的に付着する工 程と、 ｃ）前記可撓性フィルム片を成形し、前記フォーミングスクリーンの前記凹所内 に延びる複数の突出部を形成し、これらの複数の突出部は、前記感圧接着剤と位 置が合っている、工程と、 ｄ）前記可撓性フィルム片を前記感圧接着剤とともに前記フォーミングスクリー ンから取り外す工程とを有することを特徴とする、方法。 ８． 最外面特徴部、及びこれらの最外面特徴部間に物質を収容するための空 間を持つ立体構造を有し、前記物質は、ターゲット表面へ送出される前に流れる ことに対する抵抗が大きく、前記立体構造の前記空間を占有し、前記物質の表面 高さは、前記最外面特徴部よりも内側にあり、そのため前記物質は外部表面と誤 って接触しないように保護されている、物質送出システムにおいて、前記物質は 、前記立体構造が実質的に平面構造になるのに十分に変形し、これによって前記 物質が露呈されて外部表面と接触するまで保護された状態のままであり、前記外 部 表面のコンプライアンスが必要とされない、ことを特徴とする、物質送出システ ム。 ９． 前記立体構造は、前記立体構造の平面に対して実質的に垂直方向に加え られた圧縮力によって変形させることができ、前記立体構造の前記最外面特徴部 は、前記圧縮力の方向に変形する、ことを特徴とする請求項８に記載の物質送出 システム。 １０． 前記立体構造は、前記立体構造の平面と実質的に平行に加えられた引 張力によって変形させることができ、前記立体構造の前記最外面特徴部は、前記 平面に対して実質的に垂直な方向に変形する、ことを特徴とする請求項８又は９ に記載の物質送出システム。 １１． 前記空間は、前記物質が前記外部表面と接触することによって前記外 部表面上に前記物質からなる連続したパターンを形成するように、相互連結され た前記物質の層を有する、ことを特徴とする請求項８、９、又は１０に記載の物 質送出システム。 １２． 前記立体構造の前記最外面特徴部の数密度は、１cm²当り３１個（１ 平方インチ当り２００個）である、ことを特徴とする請求項８乃至１１のうちの いずれか一項に記載の物質送出システム。 １３． 前記最外面特徴部の各々は、所定の高さ寸法及び所定のベース直径を 持つ所定の形状を有し、この形状は、前記ベース直径の前記高さ寸法に対する比 が少なくとも２：１であるように定められている、ことを特徴とする請求項８乃 至１２のうちのいずれか一項に記載の物質送出システム。 １４． 材料部片であって、この材料が変形するまで、外部表面と誤って接触 しないように保護された物質が設けられており、谷部によって離間された複数の 中空突出部を持つように成形された第１側部を有し、前記複数の中空突出部は最 外端を有し、更に、前記第１側部に設けられた前記複数の中空突出部と対応する 複数の窪みを有する第２側部を有し、 前記複数の中空突出部間の谷部に付着しており且つこれらの谷部を部分的に充 填し、表面が前記複数の中空突出部の前記最外端の内部にある第１物質を有する 、材料部片において、 前記材料部片の前記第１側部の一部分をターゲット表面に対して配置したとき 、前記部分が前記ターゲット表面に押し付けられて前記部分の前記複数の突出部 を変形させるまで、前記複数の中空突出部により、前記第１物質が前記ターゲッ ト表面と接触しないようにする、ことを特徴とする材料部片。 １５． 第２物質が、前記材料部片の前記第２側部に設けられた前記複数の窪 み内に置かれる、ことを特徴とする請求項１４に記載の材料部片。