JP2002542340A - 三次元的に形状付けられた穴明きプラスチック材料からなるフィルムおよびその実現のための関連マトリックス - Google Patents
三次元的に形状付けられた穴明きプラスチック材料からなるフィルムおよびその実現のための関連マトリックスInfo
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Abstract
Description
プラスチックで作られたフィルムおよびその実現のための関連マトリックスに関
する。この種のフィルムは、婦人の衛生ナプキン、小児用おむつおよび失禁保護
用パッドのような保健−衛生物品のフィルムのごとき異なるセクターにおけるろ
過層として使用することができる。それは、消費を目的とする肉類の包装のため
のろ過層(filtering layer)またはフィルムとして使用でき、それらのより良
好な保存とより長期の持ちを可能とする。このフィルムは、また、農業において
土壌上の穀物の根おおいまたは保護のために、または木になっている果物、例え
ばぶどうのための熟するまでの保護包みとしても使用することができる。
のパラメータの定義を掲げる。
液体が所定のろ過層またはフィルムを貫通するに要する時間を示し、該液体によ
り貫通されるその能力を決定する。その測定は、現行のエダナ(Edana)150
.3標準に従う手順にしたがって行われる。
がろ過層に染み込んで直ぐに皮膚の方向における既知の流体の逆流に抗するろ過
層またはフィルムの能力を測定するものであり、その測定は、現行のエダナ15
1.1標準に従う手順にしたがって行われる。
従って、フィルムの表面光沢を定義する際に、入射角に等しい角度で反射した光
のみが考慮され、他のすべての方向に反射した光は考慮されない。
以降、長年にわたって、繊維様要素が開口を規定し、その開口がより小さな開口
または多角形形状に分割され、かかる穴により撚られた繊維の外観を与えるよう
に、ティッシュ−にできるだけ類似する穴明きプラスチック材料を製造すること
に、または光沢を減少させるためにプラスチック材料のフィルムの表面に小さな
凸凹(asperities)を得ることに努力が主に集中している。
られた第1のフィルムの部分の拡大概略図である。このフィルム100は、ほぼ
垂直な側部ブランチ(branch)102と実質的に水平な上部ブランチ103を有
する断面プロファイルを有するセグメント101を備えて得られるメッシュ状ミ
クロ構造として成形されている。符号104は、フィルム100の下面を示す。
セグメント101は、ノード(node)105において結合し、五角形平面形状を
持つ截頭円錐(truncated cone)の形状を有する穴106を画定している。
バック」値、並びに当該材料すなわちプラスチックの性質を直ちに明らかにさせ
る高い「光沢」を有する。
またはティッシュ−の粗な外観を提供するために、セグメント101の頂部また
は穴106の内面の他の部分に、図1において107で示されるように規則的な
チェッカーボード状に配置された微小凹凸もしくは微小突起を呈する。しかしな
がら、それは、液体の流れを遅延させ、截頭円錐自体中の液体の通過中により大
きな摩擦をもたらすという欠点を有する。さらに、これらの可能的な表面突起は
、液体をその回りに残存させてしまう。上記欠点は、上記高い「ウエットバック
」値とともに、幼児おむつあるいは失禁パッドもしくは夫人用衛生ナプキンの上
部ろ過層が、液体が皮膚と接触して戻ることを阻止し得ないときに生じる不快な
湿潤感をもたらす。
ルム200の拡大概略図を示す。図1のマトリックスと異なり、フィルム200
は、上面において上部203で終わる斜めの側部ブランチ202を有する断面プ
ロファイルを有するセグメント201を備える。このテーパー形状では、「光沢
」は実際に減少している。
用されるとき特に重要性を示す特徴であるできるだけティッシューに類似するそ
のようなフィルムを製造する最終目標は、それにも拘わらず、これらフィルムの
主たる目的、すなわち保健−衛生分野の特定の場合における、尿や月経液体のよ
うな身体流体を皮膚表面から迅速に吸収させるという目的を満たし得ていない。
これらの液体は、吸収パッドの方向に流すべきであり、それらの反対方向の逆流
を防止すべきであり、それによりおむつまたは衛生ナプキンの着用者に対して不
快な湿潤感を避けるべきである。
する、セグメント210の断面プロファイルにおける直線状セグメントの存在が
、上記突起に明らかな円錐性を与えること可能とすることを示した。しかしなが
ら、この規則的な円錐形状の断面は、「ウエットバック」もしくは「貫通」値を
、またはその両者を妥協させ得る。該直線状セグメントが穴の截頭円錐の上部内
に位置するか、フィルムの上面の水平面に対してわずかな傾斜を有するならば、
それらは、下部において過剰に閉鎖した1つの截頭円錐もしくは穴を規定する。
このようにして、「貫通」値は妥協され、それは、穴の截頭円錐の終端部または
底の通過領域が非常に小さいので、非常に高いものとなる。図2に示すように、
上記直線状セグメントが、截頭円錐の下降する下部に位置するかまたはフィルム
の上面の水平面に対して過剰に傾斜している場合には、それらは、不充分に収斂
する壁を持つ截頭円錐を規定する。このようにして、截頭円錐の最も緩和な円錐
性が、高い「ウエットバック」値を生じさせ、ちょうど通過した液体を反対方向
に逆流させる。
逆流を防止する、問題としているタイプのフィルムを提供することである。
明きプラスチックで作られたフィルムであって、該フィルムの下面の方向に貫通
穴の形態で延びる複数の開口を呈する上面を有し、相隣る貫通穴は、該上面に向
って収斂(converge)する対称側面を有するプロファイルを有する該フィルムの
セグメントにより分離されており、該フィルムセグメントのプロファイルは、断
面として円錐曲線(conic section)を有することを特徴とする三次元的に形状
付けられた穴明きプラスチックで作られたフィルムにより達成される。
元形状をもたらし、本発明によるフィルムに、表面液体を誘引し、それらを下方
にのみ迅速に通過させ、それらが反対方向に逆流することを防止する性質を付与
する。
ライプと異なり、本発明によるフィルムは、非常に低い「ウエットバック」値、
低い「貫通」値、低い「光沢」値、および減少した使用者との接触表面積を有す
る。
および有機および/もしくは無機添加剤で、またはポリオレフィンと有機および
/もしくは無機添加剤とのいずれもの混合物で形成された熱可塑性フィルムを穴
明けされまたはほぼ溶融状態で押し出されたフォーミングマトリックス上にラッ
プし、さもなければ該マトリックス上で、該フィルムに、例えば高圧の冷もしく
は熱空気のジェットにより、高圧の冷もしくは熱水のジェットにより、パンチま
たは該マトリックスの穴内に部分的にまたは完全に貫通し、フィルムが該フォー
ミングマトリックスの形状を取るようにさせるいずれかの材料の機械的コンシス
テンシーの物体の機械的作用により、穴を明けるという先行技術で知られている
いずれかの技術を用いて得ることができる。
における金属被着(堆積)により得られる、円錐断面を有する、互いに接続した
要素の厚いメッシュの形態に作られたマトリックスが提供される。
された好ましい態様についての以下の詳細な記述からより容易に明らかになるで
あろう。
ックス3についての態様が示されている。
電気めっきにより得ることができる。これは、五角形平面形状を有するメッシュ
状に相互に接続した要素30の厚いメッシュにより規定される。各要素30は、
円錐曲線の、特には底についての短径がx−軸に従い、高さについての半楕円の
長半径がy−軸に従う半楕円のプロファイルを有する湾曲した断面を有する。
材料のフィルム300が示されている。これに対応して、本発明によるフィルム
300は、302として示されるノード(node)において接続し、総括的に30
3で示される微小穴を規定する総括的に符号310で示されるセグメントにより
形成されるミクロ構造を有する。各フィルムセグメント301は、断面において
、その縦の半軸として楕円の長半径を有し、その水平軸として楕円自体の短径を
有する半楕円形状のプロファイルを示す。各フィルムセグメントのプロファイル
において、側部ブランチ304、305および頂点306が認められる。
おり、その要素30は、電気めっきプロセスの相の等しい数に対応する種々の層
を備えて、断面で概略的に表されている。個々の金属電気めっき技術に従い、金
属が堆積されるにつれて、要素のほぼ垂直な成長がある高さまで得られ、ついで
徐々に狭くなる成長が、非常に狭い湾曲した上面を持つ頂部に至るまで得られる
。特に、かつ図5を参照すると、この技術は、支持ベース4を形成するための第
1の堆積を行うものであり、第2の堆積により、マトリックスに強度や靭性のよ
うな適切な機械特性を与える第2の層5が得られる。最後に、第3の堆積により
、他の層よりもより多孔質の表面を生じさせ、穴あけ相後のフィルムの剥離を容
易にし得、これに0.1から6.3μまで(好ましくは0.8〜3.2μ)の適
切な程度の表面粗さ与える外側表面層6が得られる。
する3つを超える相で、またはより簡単で経済的な適用のために3未満の相でも
、単一金属を用いてさえも、形成することができる。
トリックスを得るためには、この目的にはより一層コスト高であるが、放電加工
、光彫刻またはいずれかのレーザー技術、打ち抜きおよびエッチングのような機
械的加工方法による材料の除去、または該技術のいずれか1つにより前もって穴
明けされた同心チューブ状シートの重ね合わせのような他の製造技術を使用する
こともできる。
った截頭円錐に類似する形状であるよりも、図6に示す漏斗に類似の形状を有す
る三次元開口をマトリックス内に描くことができる。再び図6を参照すると、漏
斗形状は、截頭円錐形状と異なり、二重の円錐性、すなわち高さH1により規定
されるセグメントにおける穴にD1より広い口部D2を与え、高さH1により規
定されるセグメントにおける穴により高い高さではあるが円錐性がそれほど明白
でない下部截頭円錐を与えるような2つの上下に置かれた截頭円錐を有すること
が可能となる。底が短径に等しく、高さが半楕円の長径の半分に等しい半楕円の
形状の断面を有するこのマトリックス要素の特別の形状は、より多くの液体を取
り込む広い開口D3を有する図5に示すようなプロファイルを有するセグメント
または突起をフィルム300に与える。
により規定されるセグメントの間に鋭い縁部を持たないより良好に丸みをつけら
れた壁を呈し、それにより、最小限に影響を受けることなく、突起の全区域に沿
った液体の流出を容易にし、さらに下部截頭円錐は、反対方向に、すなわちフィ
ルムの下面から上面に向けて、逆流しようとする液体を阻止することができる。
し、穴403を規定する一般的に401で示されているフィルムセグメントが、
扇状である。
同じである。本発明のこのプロファイルは、より幅の広い開口を規定するために
フィルムの上面に一致して狭くなる頂上(半楕円の頂点304、406)と、上
方に逆流しようとする液体に対してより高い抵抗を与えることを目的として、フ
ィルムの下面から出発して上面の方向に、より高い截頭円錐を有するセグメント
または突起を規定する底とを規定する。さらに、フィルムセグメントにより規定
されるフィルムの上部における接触表面は減少し、理論的には点に近くなる。こ
の特徴は、かくして、セグメント301、401の上面と液体が吸収されるべき
表面との間における液体の残存沈積を回避することを可能とし、不快な湿潤感を
防止する。本発明のフィルムの上面にちょうど沈積した液体は、セグメント30
1、401の湾曲した頂上のために容易に下方に流れ、該セグメントの一方また
は他方の側部にスライドする。光沢を減少させおよび/または繊維様外観を与え
るために先行技術のフィルムに一般に存在する表面微小突起が全くないので、こ
の下降流は容易となる。
その断面に、特にフィルム自体の上面に直線状ブランチを持たないフィルムセグ
メントが、理論的には入射光に対して点状に過ぎない表面を与えている。これは
、フィルムをエンボスのような追加の加工に供することなく「光沢」の低い値を
得ることを可能とする。既知の距離で配置された既知の光源から発生し、例えば
45°の入射角でセグメントに達する光線を考えると、フィルムの上面に対応す
る状面Aに到達する全光線はセグメントにおいてほぼフラットであることに気付
くことができる。半楕円形状の断面を有する本発明によるフィルムの場合におい
て、最少部分のみが受光レンズの方向に反射されることに気付くことができる。
フィルムセグメントは半楕円の湾曲形状を有するので、入射光線は、該曲線の各
点の接線に従って反射されて、図8において、中心の光線のみがフィルムの上面
Aに対応するブリッジの頂上上の点に対する接線方向に従って反射されることが
観察され得る。他の光線は、接線の点と異なる入射角例えば66°の入射角を有
する接線Bを有するので、異なる反射を有し、同じ角度で反射されると、受光レ
ンズにより認識されない。異なる入射角例えば角度9°の接線Cを有し、同じ9
°の角度で反射される光線も、また受光レンズにより認識されない。
ける、「ウエットバック」と通過領域(passage area)との間、および「貫通」
と通過領域との間に存在する関係を示す。「ウエットバック」の値は通過領域が
増加するにつれてほぼ規則的に増大するが、「貫通」の値は、突起またはフィル
ムセグメントの底で測定して約27%の値に達するまでは通過領域が増加するに
つれてほぼ規則的に減少する。図9のグラフは、「貫通」の値はほぼ一定のまま
であるので、この値はさらに増加させる必要がないことを示している。このこと
は、上記値までは突起を通る液体の流れはそれ自体の表面張力および粘度により
影響を受けるが、上記値を超えると表面張力および粘度はもはや何の影響を持た
ず、またはいずれの場合でも、そのそれらの影響は認知し得る様態で該流れを遅
延させないことを説明している。約27%に等しい通過領域の値を、それを超え
ると上記理由により有利ではない限界と仮定すると、それは約1.5秒の「貫通
」値に対応することが観察され得る。
ットバック」値が対応する。従って、通過領域についての27%の値には、「ウ
エットバック」値と「貫通」値との間の最良のトレードオフ(trade-off)が対
応する。上に報告した値は、いずれの場合でも、先行技術のフィルムよりも優れ
ており、20〜33%の通過領域わたって「ウエットバック」と「貫通」との間
のすべてのトレードオフは、いずれの場合にも、優れている。このことは、半楕
円形状の断面を有するフィルムセグメントの特定の漏斗状形状により可能である
。この形状は、上向逆流を防止し、克服すべきより長いチャンネル(流路)を有
する液体に対向する。これに対して、穴明きプラスチック材料で作られた先行技
術のフィルムの場合には、フィルムセグメントの底で穴を超えて液体が流れると
、それが上に向って流れるにつれ抵抗がより一層少なくなり、一旦流通すると、
液体は下方よりも上方に動くほうが容易となる。
クスを用いて製造された本発明の穴明きプラスチック材料のフィルムの利点は以
下のようにまとめることができる。
いてまたは商業的に存在するものよりも優れた性能を有する穴明きプラスチック
材料フィルムを得ることを可能とする。
立証するために、いくつかの実験室試験を簡単に説明する。
も24時間貯蔵した、ホリングスワース&ボース社(Hollingsworth & Vose Com
pany Ltd.)による、3.3のローディングファクター(loading factor)を有
する5つの重ね合わされたERT.FF3.W/S吸収紙を秤量することからな
る。この試験に用いた紙は、ウエットバック試験にも使用した。試験するろ過フ
ィルム(この場合、本発明によるフィルムまたはそれと同様の他のフィルム)の
四角の片を辺が125mmで切断し、秤量したばかりの5つの重ね合わせ吸収紙
の上面に置く(この場合、穴明きフィルムは、突起もしくはセグメントが吸収紙
に向きそれと接触しなければならない)。こうして得られる5つの吸収紙とろ過
フィルムからなるパケットを既知量(5ml)の既知液体を計量し、液体が調べ
ようとするろ過フィルムを流通するに要する時間を測定し得る「リスター(list
er)」と称される器具のベースに置く。本試験に使用する器具は、レンジング社
(Lenzing AG)により製造された「リスター」である。
を行う。先に秤量して5つの吸収紙の重量の値にローディングファクターを乗ず
る。この積の結果は、飽和に達するために前記5つの吸収紙により吸収され得る
液体の最大量を与える。「液体貫通時間」試験に用いた「リスター」により、前
記積の結果と該試験で先に計量した液体の量(5ml)との差に等しい同じ液体
の量を上記5つの吸収紙とろ過フィルムの片からなるパケットについて計量する
。この追加の計量を行った後に、「リスター」に含まれているベースを、吸収紙
とろ過フィルムからなる前記パケットとともに、近くにあるウエットバック試験
のための器具に移動する。この試験は、前記ろ過層の上面を均一に湿潤させる目
的で、3分間の既知時間にわたって既知の4kgの重りを該パケットのろ過層の
上面に置くことからなる。この時間の間に、湿度65%±2および温度20℃±
2℃で少なくとも24時間貯蔵したホリングスワース&ボース社による2つのE
RT.FF3.W/S吸収紙を秤量する。この期間が終了したら、重りを自動的
に引き上げ、秤量したばかりの2つの紙を同じろ過フィルムの上面に置く。つい
で、同じ重りを再び2分の期間下ろす。この期間が終了したら、2つの紙を再度
秤量する。試験後のこの値と試験前の値との差は、ろ過層から出てきた液体の量
を与える。この試験に使用した器具は、レンジング社により製造された「ウエッ
トバック」である。これら試験に用いた液体は2種類、すなわち、 実験室において、エダナ150.3に従って18gの塩化ナトリウムを2リッ
トルの蒸留水に希釈することにより調製された擬似尿。70±2nM/mの表面
張力と20℃で1.0cPsの粘度を有する; 1997年の4月にベロン(Bellon)により製造され、2000年の4月に満
了(expire)するプラスミオン(plasmion)溶液。バッチNo.2018−3。
63±2nM/mの表面張力と20℃で1.6cPsの粘度を有する である。
ガードナー社(BYK-Gardner GmbH)により製造された微小光沢反射率計(micro-
gloss reflectometer)を用いて行った。
の拡大斜視図。
図。
図。
ファイルを示す図。
ータのプロファイルを示す図。
Claims (6)
- 【請求項1】 三次元的に形状付けられた穴明きプラスチックで作られたフ
ィルムであって、該フィルムの下面の方向に貫通穴の形態で延びる複数の開口を
呈する上面を有し、相隣る貫通穴は、該上面に向って収斂する対称側面を有する
プロファイルを有する該フィルムのセグメントにより分離されており、該フィル
ムセグメントのプロファイルは、断面として円錐曲線を有することを特徴とする
三次元的に形状付けられた穴明きプラスチックで作られたフィルム。 - 【請求項2】 該フィルムセグメントのプロファイルが、断面として、短軸
が短径に等しくて該フィルム自体の下面上に存在し、長軸に関する頂点が該フィ
ルム自体の上面に存在する半楕円を有することを特徴とする請求項1に記載の穴
明きプラスチック材料で作られたフィルム。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載のフィルムの実現のためのマトリッ
クスであって、連続相における金属の被着により得られた、円錐断面を有する相
互に接続された要素の厚いメッシュの形態で達成されていることを特徴とするマ
トリックス。 - 【請求項4】 各マトリックス要素が、等しい数の相に対応する3つの層で
達成されていることを特徴とする請求項3に記載のフィルムの実現のためのマト
リックス。 - 【請求項5】 マトリックス要素の該3つの層が、異なる金属で形成されて
いることを特徴とする請求項4に記載のフィルムの実現のためのマトリックス。 - 【請求項6】 マトリックス要素の該3つの層が、同じ金属で形成されてい
ることを特徴とする請求項4に記載のフィルムの実現のためのマトリックス。
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