JP2003502190A - 吸収性および切断抵抗性多目的シート材 - Google Patents

吸収性および切断抵抗性多目的シート材

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JP2003502190A JP2001504566A JP2001504566A JP2003502190A JP 2003502190 A JP2003502190 A JP 2003502190A JP 2001504566 A JP2001504566 A JP 2001504566A JP 2001504566 A JP2001504566 A JP 2001504566A JP 2003502190 A JP2003502190 A JP 2003502190A
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Abstract

(57)【要約】 吸収層(2)および吸収層(2)に接触する切断抵抗性材料を含む多目的シート材(10)。切断抵抗性材料は例えば吸収層に形成された切断抵抗性サポート要素(1)のような切断抵抗性サポートシステムを含むことができる。切断抵抗性材料は別法として例えば平均サイズが少なくとも約100マイクロメートルの高分子粒子のような切断抵抗性粒子を含むことができる。好ましくは、このシート材は少なくとも約0.2の吸収効率および少なくとも約30kgf/cmのスライス抵抗、またより好ましくは少なくとも約1.0の吸収効率および少なくとも約40kgf/cmのスライス抵抗を示す。シート材が少なくとも約30kgf/cmの切断抵抗、少なくとも約0.2の吸収効率、および100回転当たり約400mgより小さい湿性摩耗損失を示すこともまた好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、支持表面をその上に置かれた様々な物品および/または物質から保
護しまたその逆のことにも適するシート材に関する。本発明はさらに、これらの
物品および/または物質により運ばれるかまたはそこから染み出す様々な液体を
吸収および/または内に含むこともできそしてこれらの液体から支持表面を保護
することができるこのようなシート材に関する。
【0002】 (発明の背景) 支持表面から物体または物質を保護、および/または物体または物質から支持
表面を保護するのに使用されるシート状材料は当技術分野においてよく知られて
いる。このような材料は恒久的な形の保護を提供するのに利用することができる
が、急場しのぎまたは仕事の過程で用いられるのが最も普通でありまた限られた
期間必要とされ利用されるにすぎずそして次ぎに処分される。
【0003】 このようなシート材が用いられる1つのよくあるシナリオは、料理用の何らか
の肉製品の調理のような食べるための食品の調理である。このシナリオにおける
保護シート材は、調理台などの支持表面からの汚れおよび他の汚染から食品を保
護しまた食品の表面に存在する血、水、および他の液体と物質による汚れから調
理台を保護するという2重の保護機能をもっている。保護シート材はまた、この
ような食物調理に使用されるナイフまたは肉切り包丁などの鋭利な物体もしくは
切断具の衝撃などの物理的損傷から支持表面を保護することもできる。
【0004】 しかし、消費者は通常このような食物調理のシナリオにおいて使用する適切な
シート材を選択する際にパラドックスに直面する。紙ベースの材料など吸収性が
比較的大きいシート材は通常切断に対する抵抗(cut−resistance
)が比較的小さく、一方プラスチックシート材などの比較的切断に対する抵抗が
大きいシート材は吸収性が比較的小さい。
【0005】 したがって、吸収性が比較的大きくまた切断に対する抵抗も比較的大きく、な
おかつ簡単に処分できるように比較的薄く、軽く、さらにしなやかなシート材を
提供することが望ましい。また裁断に対する抵抗(shred resista
nce)も大きいこのような材料を提供することが望ましい。
【0006】 さらに、使用中は丈夫であるが、使用後廃棄処分してもかまわないようにたい
へん容易にまた経済的に製造できるようなシート材を提供することが望ましい。
【0007】 (発明の概要) 本発明の目的は前記の問題を取り除くことである。
【0008】 本発明の別の目的は使い捨てできまた保護にもなる切断シートを提供すること
である。
【0009】 本発明のさらなる目的は吸収性、切断抵抗性、裁断抵抗性のシート材を提供す
ることである。
【0010】 前記および他の目的を達成するために、吸収層および吸収層に接する切断抵抗
性材料を含む多目的シート材が提供される。切断抵抗性材料は、切断抵抗性サポ
ートシステム、例えば吸収層内に形成された離散する切断抵抗性サポート要素な
どを含むことができる。別法として、切断抵抗性材料は切断抵抗性粒子、例えば
吸収層全体に分散する少なくとも約100マイクロメートルの平均サイズをもつ
ポリマー粒子などを含んでいてもよい。このシート材は、好ましくは少なくとも
約0.2の吸収効率および少なくとも約30kgf/cmのスライス抵抗(sl
ice resistance)、より好ましくは少なくとも約1.0の吸収効
率および少なくとも約40kgf/cmのスライス抵抗を示す。シート材が少な
くとも30kgf/cmの切断抵抗、少なくとも0.2の吸収効率、および10
0回転当たり約400mgより小さい湿性磨耗損失(wet abrasion
loss)を示すということもまた好ましい。
【0011】 本発明のさらに別の目的は、以下の説明から当分野の技術者には明らかとなる
であろう。その説明には、単に例示のために本発明を実施するために現時点で考
えうる最善の形態を含む本発明の好ましい実施形態が示され記載されている。理
解されるであろうように、本発明の範囲から逸脱することなく本発明は別の異な
る態様および実施形態も可能である。したがって、図および説明は例示のための
ものであり限定するためのものではない。
【0012】 本明細書は、本発明を個々に指摘しまた明確に請求する特許請求の範囲で始ま
るが、本発明は添付図と関連する以下の説明からよりよく理解されるであろう。
添付図では類似の参照数字は類似の要素であることを示す。
【0013】 (好ましい実施形態の詳細な説明) 本明細書で用いられる場合、用語「吸収効率」は、シート材の特性を評価しそ
してそれらが食品調理状況で満足のいくように機能するかどうかを決めるのに有
用であることが見出されている1つの導出パラメータを意味するものとして使用
される。吸収効率は吸収速度および吸収容量の両方共考慮に入れている。
【0014】 使い捨ての食物調理マットで、十分な量の流体を妥当な時間内に吸収するマッ
トがあれば望ましいことである。そのマットが作業表面への優れた馴染み易さを
維持しまた使い捨てできるという印象を与えるように比較的薄い(最も好ましく
は0.076cm)こともまた望ましい。吸収効率は、次式で定義でき、
【0015】
【数1】
【0016】 上式で、吸収容量(capacity)の単位はgwater/cm2、速度(rat
e)の単位はgwater/(s・cm2)、厚さの単位はcmであり、また吸収効率
の単位は(gwater/cm2)(gwater/(s・cm2))(1/cm)である。
したがって、この吸収効率は吸収容量および速度を最大にしマットの厚さを最小
にすることによって最大になる。
【0017】 食物を調理する典型的実例は果物をスライスすることである。たいていの果物
がスライスされるとき、水分の多い果汁が染み出す。特に果汁の多い果物、例え
ばオレンジ、からは1個当たり10gまでの果汁が染み出す。食物調理マットは
、マットをきれいに処分するのが容易なように30秒以内にこの果汁10gのす
べてを完全に吸収することが望ましい。通常の食物調理マットの面積はほぼ65
0cm2でありまた厚さは最も好ましくは0.076cmである。したがって、
食物調理マットの前記で定義された吸収効率は少なくとも0.2、より好ましく
は少なくとも1.0より大きいことが好ましい。
【0018】 本明細書で用いられる場合、用語「スライス抵抗」はシート材の特性を評価し
そしてそれらが食品調理状況で満足のいくように機能するかどうかを決めるのに
有用であることが見出されている1つの導出パラメータを意味するものとして使
用される。
【0019】 広範な消費者試験に基づいて、平均的消費者がただ1回の使用の間に保護表面
を切り裂かないように、食物調理マットのスライス抵抗は以下に記載されるスラ
イス抵抗試験を用いて測定されたとき少なくとも2.27kgf(5lbf)で
なければならない。さらに台所用食物調理マットの厚さは、ごみを減らし、消費
者がシートを捨てる機会を増やし、またシートの保管を容易にするために最小化
されなければならない。したがって、食物調理シートの厚さは0.254cm(
0.100in)より小さく、より好ましくは0.127cm(0.050in
)より小さく、最も好ましくは0.076cm(0.030in)より小さくな
ければならない。ある構造が、最大の最も好ましい厚さである0.076cm(
0.030in)で少なくとも2.27kgf(5lbf)のスライス抵抗をも
つためには、その構造の最小の単位スライス抵抗は30kgf/cm(2.27
kgf/0.076cm=30kgf/cm)、またより好ましくは40kgf
/cmでなければならない。
【0020】 図1は本発明による多目的シート材10の一実施形態を描く。シート材10は
、流体溜めを形成する流体吸収層2、流体不透過性裏打ち層3、および裏打ち層
3から吸収層2を通して吸収層の表面まで連続的に延びる複数の個々の強化要素
1を含む切断抵抗強化システムを含む。シート材10は支持表面(図示せず)、
例えば調理台またはテーブル上に置くのに適する向きで示されており、裏打ち層
3が支持表面と接触しておりまた強化要素は支持表面から外方向に向かっている
。シート材10はまた、支持表面に接して置かれる遮断または裏打ち層3の外側
表面に任意選択で粘着システム(図示せず)を含むこともできる。
【0021】 シート材10は所望の平面寸法の通常は平面のシート状構造を含みまた同様に
実質的に平面である2つの対向する表面をもつ。このようなシート材の「層」は
また通常実質的に平面であり、また/または接触表面の平面を定める。裏打ち層
3は、吸収層に含まれるいかなる流体も裏打ち層3を通して、またその上にシー
ト材10が置かれる支持表面の上へと透過しないように、吸収層2の1つの表面
を完全に覆う。強化要素1は裏打ち層3の反対側の吸収層2の表面に交差するよ
うに延び、図の実施形態では要素が規則的な繰り返しパターンを形成する。
【0022】 吸収層は利得のあるいかなる流体も吸収し、また/または内に含むのに適する
いかなる1つの材料または複数の材料からでも形成することができる。適切な材
料には天然(セルロース、他)および/または合成由来の、中空繊維および毛細
導管(capillary channel)繊維を含む繊維から生成する材料
の繊維質ウェッブまたはシート、吸収性高分子発泡体、吸収性高分子ゲル化材料
、ヒドロゲル、天然デンプンおよびゴムその他またはそれらの組み合わせが含ま
れる。特に利得のある材料にはボール紙などのセルロース基材が含まれる。吸収
層は材料が一体となった1つの層を含むこともできるしあるいは同一または種々
の組成の多層ラミネート構造を含むこともできる。さらに、吸収層は、それ自身
は吸収性であってもなくてもよいが吸収性材料を担うことができる担体ウェッブ
を含むことができる。本発明のシート材における吸収層の役割は、流体を吸収す
ることおよび閉じ込めることである。
【0023】 裏打ち層は、利得のある流体を通さない連続層またはコーティングを吸収層の
表面に形成するのに適するいかなる1つの材料または複数の材料からでも形成す
ることができる。適切な材料には、吸収層に結合またはラミネートされる高分子
フィルム、吸収層に直接キャストまたは押出される熱可塑性樹脂、金属箔、また
はプリントされるか、スプレされるかまたは別の仕方で局所的に塗布などされる
他の不透過性のコーティング剤が含まれる。裏打ち層は材料が一体となった1つ
の層を含むこともできるしあるいは同一または種々の組成の多層ラミネート構造
を含むこともできる。
【0024】 任意選択の粘着システムは、シート材10および支持表面の間に粘着力を与え
ることが当技術分野で知られている感圧粘着剤またはどのような他の粘着システ
ムによる帯状、パターン状、不連続、または連続コーティングまたは層でも含む
ことができる。この任意選択の特徴は、裏打ち層および支持表面の間の摩擦に加
えてさらに横方向の安定性を与える。剥離ライナまたは他の配置が粘着剤のタッ
クおよび/またはシート材の構造に応じて望まれる。他の配置では、非付着性で
あるがたいていの通常の支持表面上で滑りにくく比較的摩擦係数の大きい材料を
利用することができる。
【0025】 強化システムは、連続ネットワークまたは所望のサイズ、形状、および間隔を
もつ分離した要素の不連続配列を形成するのに適するどのような1つの材料また
は複数の材料からでも作製することができる。本発明においては、強化システム
は好ましくは実質的に非吸収性でありまた実質的に利得のある(複数の)流体に
対して不透過性である。好ましい実施形態において、強化システムは利得のある
流体により湿らされるよりむしろそれをはじく傾向のある材料、例えば疎水性、
撥油性、または他のタイプの材料で形成され、また/または処理される。別の応
用では、強化システムは利得のある流体が表面を「完全に湿らす」傾向のある材
料、例えば親水性、親油性、または他のタイプの材料で形成され、また/または
処理される。適切な強化材料には、吸収層に結合またはラミネートされる高分子
フィルム、吸水層に直接キャスト、プリント、または押出される熱可塑性、熱硬
化性、または架橋樹脂あるいは熱硬化性発泡体、接着剤またはその類似物で吸収
層に結合されたコート紙または板紙(cardboard)、その他が含まれる
。強化システムは材料が一体となった1つの層を含むこともできるしあるいは同
一または種々の組成の多層ラミネート構造を含むこともできる。強化システムの
厚さは特定の応用に適したいかなるものでもよい。
【0026】 使用に際して、シート材は調理台、テーブル上面、または床表面などの支持表
面上に置かれ、物体または物質がその上に置かれる。物体または物質は、何らか
の作業の過程で操作されるかまたは別な仕方で扱われ処理されようとしている食
品または他の何らかの利得のある品目である。シート材を、冷凍食品を解凍する
場合などのように残留する流体を溜めるために物体の保存に利用することもでき
る。使用後あるいは吸収層が汚れてしまったかまたは流体をさらに吸えなくなっ
た場合には、シート材を責任のもてる仕方で廃棄することができる。
【0027】 シート材は、好ましくはある程度不規則であるかまたは凹凸のある支持表面に
沿うように十分にしなやかでまた順応性がある。ある分配または梱包の形態では
、シート材をよりコンパクトな形態にするためにそれ自体巻くことができるよう
に、シート材に1つまたは複数の方向に十分順応性があることが望ましい。シー
ト材の個々の要素の材料選択は、比較的小さな曲げモデュラスを適当な構造設計
により維持すること(小さい横断面、シート材の面に垂直な最小の厚さ、不連続
パターン、その他)と同様に、所望の程度のしなやかさを得る助けとなる。望ま
しい場合さらなるしなやかさを加え、また/またはある方向にまたはある帯域を
折り畳むかまたは折り曲げ易くするために、曲がりやすい帯域または線、例えば
刻み目線(score line)を用いることができる。
【0028】 さらなる吸収容量および下にあり回りにある表面の保護を、シート材の周囲の
非常に吸収性の縁、端周辺のリップ、または他の適切な技法の方式で与えること
もできる。
【0029】 特定の応用に対して望ましければ、吸収層または本発明のシート材の他のどの
要素も、シート材の上に置かれた物体あるいは物質、および/または物体あるい
は物質により運ばれるかもしくはそこから染み出した流体に作用する何らかの活
性材料を含むかまたは組み込むことができる。このような活性剤は、中和、封鎖
、殺菌、脱臭、または他の仕方で固体または液体材料の性質または使用中のシー
ト材の回りの大気環境を変えることを目的とする薬剤を含むことができる。利得
のある特定の薬剤は、水性流体、血液系流体、オイル、その他などの流体の挙動
を変える薬剤である。特定の応用に望ましい通常の性質は脱臭性、抗菌性、凝固
性、その他である。典型的な材料には、重曹、フィブリノーゲン、および含める
のに適切な形の他の材料が含まれる。
【0030】 ある応用では使用中に起こるシートの状態の変化を示すために、保護シートに
変色特性ももたせることが望ましい。例えば、吸収層が流体を吸収した場合それ
により吸収層が変色する変色組成物をシートに含めることが望ましいことがある
。さらに、吸収層が対照的な色、例えば赤に変化するまでは、離散システムおよ
び吸収層は最初は同じ色、例えば白であるように、個々のシート要素の色を選択
することができる。このような変色を実施する1つの方法は、吸収層内またはそ
の下のいずれかに食品用添加剤または他の着色粉体を組み入れることである。着
色粉体が流体に接触するとそれは流体に溶解し吸収層に「血を流し」吸収層の見
かけの色を変える。変色は、吸収層内における機能の他の物理的変化、例えば抗
菌剤の枯渇、またはバクテリアの存在の発現により引き起こすことができる。こ
れを実施するのに適切と考えられる1つの方法が、1982年1月19日にFe
nn他に発行された米国特許第4311479号に開示されており、その開示を
ここで本明細書に参照によって組みこむ。
【0031】 切断抵抗性強化システムは、好ましくは物質または物体およびその下にある吸
収層の分離が維持されているような通常のそのような力のもとでは実質的に変形
しない。強化システムを形成するのに利用される材料はさらに、多少の僅かな程
度の変形を使用中に受けるかもしれないがその変形は一時的な性質のもので強化
システムは外部から加えられる物質または物体からの力が取り除かれると実質的
に変形していない状態に戻るような弾力をもつこともできる。
【0032】 長く実質的に直線的なエッジをもつナイフなどの鋭利な物体または切断道具か
ら衝撃を受ける場合、図1のシート材10は、衝撃を与えるエッジが少なくとも
1個、また好ましくは複数の強化システムの要素に接触して、衝撃力を分散しま
た衝撃エッジが要素の下および/または間にある比較的弱い吸収層およびバリア
層に接触しないということを確実にするように配置されている。
【0033】 切断抵抗強化システムは、好ましくは耐久性があり、弾力があり、切断抵抗性
で、また/または損傷/磨耗を受けにくい材料で形成される。このような性質を
示すとして当技術分野で知られる通常の材料を利用することができ、高度の靭性
、比較的高分子量の材料の絡み合った構造、および比較的大きな滑り摩擦を通常
示す材料が含まれる。適切な材料には、例えばEVA、高密度ポリエチレン(H
DPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLD
PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、プラスチゾル,ポリプロピレン(PP)、
ポリエチレンテレフタラート(PET)、結晶化PET、PBT、PEN、およ
びポリウレタンなどの高分子材料、高密度化紙材料、エポキシ、熱硬化性樹脂、
無機フィラーまたは繊維、鉱物繊維、その他が含まれる。
【0034】 図2は本発明によるシート材10の別の実施形態を描く。図2の実施形態にお
いてサポート要素1は吸収層2の上側表面を越えて上方に延びて、シート材の上
に置かれる材料が吸収層に直接接触するのを防ぐ。図2の実施形態はまた、図1
の実施形態と同様、サポート要素1が裏打ち層3から吸収層2の外側表面を越え
て吸収層2の厚み全体を横切るように描かれている。
【0035】 図3は別のこのような実施形態を描くが、図3ではサポート要素1は吸収層2
から上向きに延びるが吸収層2に入り込まず、またそのため裏打ち層3とは接触
しない。
【0036】 図1〜3の実施形態は、切断抵抗性サポートシステムが複数の個々のサポート
要素を含むシート材10を描くが、材料の連続ウェッブを含む切断抵抗性サポー
トシステムを提供することもまた本発明の範囲内にある。図4にはこのような実
施形態が描かれており、そこではサポートシステムは、吸収層2との流体伝達の
ための開口部4を含む谷によって囲まれる複数の高くなった切断抵抗部位1をも
つ成形されたフィルム材料を含む。前記の実施形態におけるように裏打ち層3が
下にある表面を汚染から防ぐ。部位1を形成する成形されたフィルム材料と裏打
ち層3の間に囲まれる内部容積により、吸収層2を省くことができ、内部容積が
流体の保持および貯蔵のために流体溜めを形成することを期待できる。
【0037】 図5〜7は本発明によるシート材のさらなる実施形態を描き、これらの実施形
態では連続的強化システム1がありそれはシート材の作業表面に広がるネットワ
ークを形成する。構造要素により、図5〜7は前記の図1、3、および2にそれ
ぞれ関連する。
【0038】 ある応用に対して、区画化された吸収材料分布が望ましいが、現在たいていの
応用に対して最大の吸収レベルに備えるために連続吸収層を利用することが好ま
しい。
【0039】 図1〜7では離散要素の秩序ある配列が描かれているが、図8に例示されるよ
うな強化要素のアモルファス(無秩序)パターンは、個々の離散要素をもつしな
やかな構造を維持しながら刃またはエッジが吸収層に接触する可能性を最小にす
る。このようなアモルファスパターンはより詳細に、「Three−Dimen
sional,Nesting−Resistant Sheet Mater
ials and Method and Apparatus for Ma
king Same」の名称でMcGuire,Tweddell,およびHa
miltonの出願人名で1996年11月8日に出願されて本発明の譲渡人に
譲渡され同時係属の(許可された)米国特許出願第08/745339号に記載
されており、ナイフまたは鋭利な物体などの衝撃を与えるエッジからの全方向に
渡る保護を提供する。その開示をここで本明細書に参照によって組み込む。した
がって、シート材は衝撃を与えるエッジに関してどのような所望の方向にでも向
けることができ、またなおこのようなエッジとの直接接触から吸収層およびバリ
ア層を保護する。
【0040】 本発明によるシート材は多様なシナリオにおいて用いることができ、また多様
な機能で利用することができる。このシート材から製造される代表的製品および
対応する用途には、これらに制限されるわけではないが、プレースマット、食物
調理マット、洗浄されたかまたは調理された食品の水切りマット、床マット、引
出しおよび棚ライナ、その他が含まれる。利得のある物体には肉片、自然の産物
、焼いたもの、果物および野菜など農産物、その他が含まれる。利得のある物質
には離散システムに跨る十分な纏まりのある物質、例えばクッキー生地、その他
が含まれる。
【0041】 本発明により、前記の図に描かれるようなシート材は比較的高レベルの吸収性
および切断抵抗、より詳細には吸収因子およびスライス抵抗の両方をもつ。
【0042】 試験法 以下の試験法は本発明によるシート材の特性評価のために開発され利用されて
きた。
【0043】 吸収速度 1)36in2(6in×6in)(232.26cm2)の試料を秤量しビュ
レットの真下に置く。 2)10ccの蒸留水をビュレットから試料に滴下する。 3)水を30秒間吸収させる。(水がすべて30秒以内に吸収される場合、後
の計算のために吸収時間を記録する。) 4)30秒経ったら、試料の側面を10回軽くたたき、吸収されていない水を
すべて取り除く。 5)試料を秤量しそして重量を記録する。 6)吸収速度を、(最終重量−初期重量)/時間で計算する。単位はgwater
/sである。 7)単位吸収速度を、((最終重量−初期重量)/時間)/試料面積で計算す
る。単位はgwater/(s・cm2)である。 8)前記について3〜5個の試料を試験する。 9)試料の値の平均を報告する。
【0044】 吸収容量 1)16in2(4in×4in)(103.22cm2)の試料を秤量し蒸留
水の容器に入れ、完全に沈める。 2)試料を120秒間完全に沈めたままにする。 3)120秒で、試料を水から取り出し30秒間吊るして乾かす。 4)30秒吊るして乾かした後、残余の水を取り除くために試料を1度振る。 5)試料を秤量し重量を記録する。 6)容量を、(最終重量−初期重量)/試料面積で計算する。単位はgwater
/cm2である。 7)前記について3〜5個の試料を試験する。 8)試料の値の平均を報告する。
【0045】 吸収効率 1)吸収効率を、
【0046】
【数2】
【0047】 で計算する。
【0048】 スライス試験装置 記載される試験装置では、試料の切断抵抗を測定するためにナイフの刃に既知
の力をz(垂直)方向に加える。ナイフの刃はナイフホールダに取付けられる。
すべての試験で使用されるナイフの刃は、Personna製のPoultry
Blades Code # 88−0337であった。試験試料を試料台に
取付ける。次にナイフの刃を試料と接触させる。既知の荷重を垂直方向にナイフ
の刃に加える。次に試料台を、ナイフの刃にスライスを引き起こす荷重を加えた
ままで1秒当たり20.3cm(8インチ)の速度で10.2cm(4インチ)
だけ動かす。ナイフの刃が試料を切り離すまで荷重を増やしながら次々にスライ
スする。試料を完全に貫通するのに必要な力を記録する。スライス抵抗を、スラ
イス力/試料厚さで計算する。3〜5個の別の試料で試験を繰り返し平均値を報
告する。
【0049】 本発明によるシート材は、従来達成されていないレベルの吸収性およびスライ
ス抵抗の両方を示す。添付のダータ表およびグラフにより例示されるように、本
発明のシート材は、少なくとも約0.2の吸収効率および少なくとも約30kg
f/cmのスライス抵抗、より好ましくは少なくとも約1.0の吸収効率および
少なくとも約40kgf/cmのスライス抵抗を示す。
【0050】 実施例 以下の番号の付いた実施例は、表1に纏められまた図9に提示されるデータを
得るために製造され本明細書の試験プロトコルにより試験された材料を記載する
【0051】
【表1】
【0052】
【表2】
【0053】
【表3】
【0054】
【表4】
【0055】
【表5】
【0056】
【表6】
【0057】 実施例1〜11は裁断に対して抵抗性があり、したがって切断作業の間にこれ
らの材料からは破片が発生しにくく、また調理されている食品を汚しにくい。特
に、実施例1〜11の切断抵抗性表面(すなわち切断のおこなわれる表面)の湿
性磨耗損失(以下に記載される試験による)は100回転当たり約400mgよ
り小さく、また乾性磨耗損失(以下に記載される試験による)は100回転当た
り約300mgより小さい。
【0058】 図10は本発明の原則により製造される例示的なシート材20の平面図である
。この実施形態においては、シート材20は吸収性基材22および基材22の全
体に渡ってランダムに分散する複数の切断抵抗粒子24を含む。図11の横断面
図に最もよく示されるように、このシート20は、厚さtが実質的に均一で、ま
た切断がおこなわれる表面26および2番目の表面28を含む。好ましくは、表
面26および28は実質的に平坦である。
【0059】 この連続的な吸収性基材22は、利得のある液体を吸収し、また/または内に
含むのに適するどのような1つの材料または複数の材料からでも成形することが
できる。例えば、適切な材料にはセルロース繊維または精製されたセルロース繊
維などの天然繊維、および/または中空繊維および毛細導管繊維を含む合成繊維
で形成される材料が含まれる。このような繊維の代替またはそれらと組み合わせ
て、吸収性基材22は、例えば吸収性高分子発泡体材料、吸水性高分子ゲル化材
料、ヒドロゲル材料、および/または天然デンプンとゴムを含むことができる。
特に利得のある材料には、紙製品製造業者により通常使用されるようなボール紙
(paperboard)などのセルロース基材が含まれる。以下により詳細に
記載されるように、SSK(南部軟材クラフト紙)、NSK(北部軟材クラフト
紙)、またはユーカリ樹セルロース繊維フラフを、基材22を形成するのに用い
ることができる。別法として基材22は、例えば合成繊維を絡ませることにより
製造できるような不織布基材を含むこともできる。
【0060】 図10の実施形態において、吸収性基材22は材料の連続層を含む。しかし、
基材22は同一または異なる組成の複数の層をもつラミネート構造を含むことが
できる。さらに、吸収層22は吸収性材料を含むことができる吸収性または非吸
収性の担体ウェッブを含むことができる。
【0061】 切断抵抗性粒子24は、食物調理に使用される切断用具、例えば包丁などによ
る切断、磨耗、および裁断を実質的に受けない耐久性のあるどのような1つの材
料または複数の材料からでも製造できる。このような性質を示す通常の材料を用
いることができ、高度の靭性および結晶性分子構造を示す材料を含む。好ましい
実施形態において、切断抵抗性粒子24は高分子材料、例えばエチレン酢酸ビニ
ル(EVA)、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDP
E)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、プ
ラスチゾル、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタラートグリコール
変性体(PETG)、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、ポリスチレン
、および/またはポリウレタンから製造される。他の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹
脂、ポリオレフィン、高分子および/またはガラス複合材料をまた用いることも
できる。さらに、粒子24は、メラミンホルムアルデヒド高分子あるいはフィラ
ーおよび/または添加剤、例えばタルク、マイカ、炭酸カルシウム、および/ま
たは他の無機フィラーなどをコンパウンド化した高分子材料を含むこともできる
【0062】 好ましくは、切断抵抗粒子24に利用される材料の融点Tmは、加熱の間に基
材22が焦げるかまたは燃えるようなことが起こらない温度で軟化するように、
十分に低いことが望ましい。このような材料は、この性質により好ましくは最初
のシート製造プロセスで製造されたシート材を高密度化する次のプロセスで熱お
よび/または圧力を加えることにより基材22に部分的に結合させることができ
る。このプロセスはまたシート材の切断抵抗および裁断に対する抵抗を増すこと
ができる。粒子の融点は約華氏450度(232℃)以下であることが好ましい
。粒子24に使用される材料のビカット軟化点(ASTM試験D1525を用い
て)は、比較的低いまたは穏やかな温度でそれが基材22により容易に固着また
は結合できるように約華氏185度(85℃)より低いことが好ましい。粒子2
4に使用される好ましい材料の1つは、例えば、華氏185度(85℃)近くの
ビカット軟化点をもち、EASTMAN CHEMICAL COによりEAS
TAR PETG COPOLYESTER 6763の商品名で市販されるよ
うな高分子「PETG」である。このような材料の切断および裁断に対する抵抗
は優れておりまたビカット軟化点はそれほど高くはなく基材を焦がすかまたは燃
やすことなくそれをより容易に熱および/または圧力によって基材22に固着で
きる。さらに、PETGは多くの他の熱可塑性樹脂ほど疎水性でなく、そしてそ
のためにシート22は全体としての優れた吸収性を保つ。粒子24に使用される
別の好ましい材料はポリスチレンである。
【0063】 前記のように、粒子24はまたコンパウンド化した高分子材料を含むことがで
きる。例えば、粒子24のコストを下げ、また/または粒子の靭性、密度、切断
抵抗、色、または他の性質を変えるために、強靭な無機フィラーを1種または複
数の高分子と組み合わせて粒子24を製造するために用いることもできる。適切
なフィラーには、例えばCaCO3、タルク、およびマイカが含まれる。しかし
、微粒子およびフィラーを粒子24を製造するために用いることはできるが、吸
収性基材22には実質的に自由無機フィラー微粒子がないほうが好ましい。本明
細書で用いられる場合、用語「自由フィラー微粒子」は吸収性基材22に結合し
ておらずまた吸収性基材内に束縛無しに単に存在している無機粒子を意味する。
このような材料は切断作業中にシート20から脱離し調理されている食品に混ざ
り、食物の外観を好ましくないものにし、また/または食用に適さないものにす
る可能性がある。吸収性基材22には、食品と接触するのは適切でない自由有機
フィラー微粒子も実質的にないことがまた好ましい。自由有機フィラー微粒子は
、本明細書で記載されたようなセルロース繊維およびその類似物のような吸水性
基材材料を意味しない。「実質的にない」によって、食物調理で吸水性基材を使
用しても安全である量より大きくないか、または食物調理の間に脱離するフィラ
ー微粒子が吸収性基材または食品、またはこれらの両方を見てまたは触って検査
することによって気づくような量より少ない量であることを意味する。触って検
査することが意味するものは手または食品については口を用いた触覚感覚である
。好ましくは、このような自由フィラー微粒子の基材への添加は0%である。し
かし、自由フィラー微粒子が含まれる場合、そのレベルは、好ましくは乾燥シー
トの約10重量%以下、より好ましくは約5重量%以下、より好ましくは約2重
量%以下、より好ましくは約1重量%以下、より好ましくは約0.5重量%以下
、そして最も好ましくは約0.1重量%以下であるべきである。前記のことにも
かかわらず、シートが非結合微粒子材料を含んではいるが、吸収性シートが意図
されたように用いられるとき(すなわち、切断に用いようとするシートの脇に食
品を置き、食品をシートのこちら側に置いて食品を切断することにより)微粒子
材料は全く脱離しない場合、そのシートには自由フィラー微粒子が実質的にない
ということがありうる。したがって、シートは、切断の間にほとんどまたは全く
切断面から脱離しないような位置にあるかまたは配置された非結合微粒子材料を
含む場合、フィラー微粒子は実質的にないということがありうる。特にシート材
の少なくとも切断に用いられる表面が裁断しにくく、また100回転当たり約4
00mgより小さく、またより好ましくは100回転当たり約300mgより小
さい湿性摩耗損失(以下に記載される試験法による)を示すことが好ましい。さ
らに、シート材の切断表面が、100回転当たり約300mgより小さく、また
より好ましくは100回転当たり約200mgより小さい乾性摩耗損失(以下に
記載される試験法による)を示すこともまた好ましい。
【0064】 基材22に使用される1つまたは複数の吸収性材料により、シート材20は表
面26および28の上に流れ出た流体を吸収または閉じ込めることができる。さ
らに、最終のシートを成形する間に基材22の材料を覆うことがあるより小さい
高分子繊維よりむしろ比較的大きな高分子粒子24が好んで用いられるため、基
材22の吸収性の多くは維持される。別の言い方をすれば、高分子粒子24は基
材22の材料を完全に覆うまたは取り囲まず、またしたがってそれらの吸収性を
大して遮断するわけではない。したがって、シートの吸収性に大した悪影響を与
えることなくシート20により多くの高分子24を入れることができる。対照的
に、同量の小さな高分子繊維は構造体全体に完全に分散し基材20の材料を取り
囲みその吸収性の多くを遮蔽してしまうことが見出された。
【0065】 この点を考慮して、高分子粒子24はシート20の約50重量パーセントまで
の量で入れることが好ましい。より好ましくは、粒子24は約10重量パーセン
トと約40重量パーセントの間の量で、また最も好ましくはほぼ30重量パーセ
ントの量で入れられる。またシート20内の吸収性材料は、優れた吸収性を提供
するために少なくとも50重量パーセントの量で入れられることが好ましい。粒
子24は、好ましくは繊維でなくまた用いられる粒子の平均サイズは好ましくは
少なくとも約100マイクロメートルである。ある粒子のサイズは100マイク
ロメートルより小さいかもしれないが、用いられる全ての粒子の平均は好ましく
は少なくとも約100マイクロメートルであるということに注意すべきである。
より好ましくは粒子の平均サイズは約100および1000マイクロメートルの
間であり、また最も好ましくは200マイクロメートルおよび500マイクロメ
ートルの間である。
【0066】 さらに、高分子粒子24は、優れた切断抵抗および裁断に対する抵抗をシート
に与えるために、好ましくはシート20全体に渡りランダムにまた広範に分布す
る。このような分散によって、表面26または28の1つに接触する切断道具が
1個または複数の強靭な粒子24に接触するということが非常に確かになり、こ
のため吸収性基材22が切断道具の力に応答して切れるまたはちぎれる危険性が
減る。切断に用いられる表面26または28のすぐ下の粒子24はまた、吸収性
基材22の切断および/または裁断を最小にするのを助けることができる。高分
子粒子24は好ましくは構造体のかなり飛び飛びの領域に位置し、それにより吸
収性基材20の広い領域が流体を吸収するために表面26および28の上で流体
と接触可能な状態であることができる。
【0067】 シート材20の基礎重量は好ましくは比較的大きい。例えば、3000ft2
(278m2)当たり少なくとも45.4kg(100ポンド)の基礎重量が適
切な切断抵抗および吸収性をもたせるために好ましい。より好ましくは、シート
材20の基礎重量は3000ft2(278m2)当たり少なくとも74.8kg
(165ポンド)、また最も好ましくはシート材の基礎重量は3000ft2
278m2)当たり少なくとも136kg(300ポンド)である。また、シー
ト材20の厚さtは適切な切断抵抗および吸収性をもたせるために、好ましくは
約250ミクロン(0.01インチ)および約1270ミクロン(0.05イン
チ)の間であることが好ましい。紙製造プロセスおよび機械類がシート材20を
製造するのに用いられる場合、材料供給速度、ワイヤ速度、加える圧力の大きさ
および継続時間、その他のような製造パラメータを、得られるシート20の基礎
重量および厚さを操作するために調節することができる。
【0068】 高密度化されたシート材20を1種または複数の類似のまたは異なる層と合わ
せて、様々な層の利点をもつ層構造21を製造することができる。例えば、図1
2の実施形態に示されるように、シート材20を多層シート21を創るために裏
打ち層30に付けることができる。裏打ち層30はシート20に付けるかまたは
コーティングするのに適するどのような1つの材料または複数の材料からでも形
成することができる。適切な材料には高分子フィルム、熱可塑性樹脂、クレーコ
ーティング、ボール紙または金属箔が含まれる。裏打ち層30は材料の一体とな
った1つの層、あるいは同一または異なる組成の多層ラミネート構造を含むこと
ができる。裏打ち層30の摩擦係数はまた、シート構造体21を滑りにくいかま
たは全く滑らない表面をもたせるために高くてもよい。滑りにくくするために、
支持表面(例えば、調理台)に対する裏打ち層30の静摩擦係数は、好ましくは
少なくとも約0.4、またより好ましくは対応するほぼ45度の滑り角をもたせ
るために少なくとも1である。さらに、裏打ち層30は、シート20から流体を
逃れにくくし、そうすることで使用中に調理台を汚染しないように好ましくは流
体を通さない。
【0069】 層30は、シート材20に結合(bond)またはラミネート、シート20に
押出しまたは熱成形、またはシート20にプリント、スプレ、付着(adher
e)、コート、熱プレス、または他の仕方で付けることができる。例えば、裏打
ち層30などの1つの層を切断抵抗性および吸収性シート20に付けるために、
熱バンド(hot band)プレスシステムを用いることができる。シート2
0に追加の層30を付けるのに有用であるだけでなく、このような熱バンドプレ
スシステムはまたシート20の高密度化に用い、その切断抵抗および裁断抵抗を
増し、また/またはシート材20内の高分子粒子をシートの吸収性材料に結合さ
せ、また/またはその回りに部分的に閉じ込めるために用いることができる。
【0070】 熱バンドプレスシステム91の実施形態の一例が、図16に例示されている。
この図に示されるように、高密度化されてないシート20をスプールまたはロー
ル72Aから供給し、また裏打ち層30をスプール72Bから供給できる。離型
紙90をスプール72Cおよび72Dから供給しシート20および層30の外向
き表面を覆ってシートおよび層がホットプレス91に付着するのを防ぐことがで
きる。4つの層(90、20、30および90)を一緒にホットプレス91を通
して供給してシート20を裏打ち層30に結合またはラミネートし、またシート
20を高密度化し、シートに高分子粒子を閉じ込める。ホットプレス91はスチ
ールベルト94Aを動かしそこに熱を伝える1組の加熱ローラ92Aおよび92
Bを含む。同様に加熱ローラ92Cおよび92Dは熱スチールベルト94Bを動
かす。4つの層は2つのベルト94Aおよび94Bの間で加熱されプレスされ、
またその間で移動し層のある材料21を形成し、それはスプール72Eに引取ら
れる。離型紙90は巻戻しローラ93Aおよび93Bに再び巻取られる。
【0071】 裏打ち層30が図12に示される例示的実施に用いられているが、裏打ち層を
含むことは必須ではないということが理解されるべきである。特に、シート材2
0を図16のシステムを用いて単独で高密度化し、次に裏打ち層のない高密度化
シートとして用いることができる。逆に、本明細書において記載される他の実施
形態が流体不透過性裏打ち層30なしで示されているとき、これらのいずれの実
施形態でも滑りにくくし、また/またはシート材20から流体が逃れにくくする
ためのこのような層を付けることができるということが理解されるべきである。
【0072】 図13は本発明の原則によるシート20を製造するための例示的装置およびプ
ロセスを示す。図13の例では、高密度化されてないシート材20が紙製造装置
51を用いて製造され、そして引き続いて高密度化プロセスが行なわれてよりよ
く高分子粒子をシート材に閉じ込めまた切断および裁断に対する抵抗が大きくな
った高密度化シート材20′が製造される。図13において、特に液分散セルロ
ース繊維が容器(chest)50から供給され、また液分散高分子粒子が容器
52から供給される。これらの材料はシュート54および56を通して混合室5
8へと流れそこで材料はさらに水と混合され水性分散体が生成する。混合室58
は混合プロセスを助けるための攪拌機60を含む。
【0073】 次にスラリは、混合室からヘッドボックス62を通して供給され、そこからそ
れはワイヤベルト64またはスクリーン上に供給されそこでそれは湿ったシート
20を形成する。高分子粒子は十分に大きくそのワイヤベルト64を通して落下
しない。しかし、シートからの水は、それが乾き始めるときワイヤベルト64を
通して落下できる。さらなる乾燥を、機械的にシートの水を取り除くプレスロー
ル66を通してまたはシートから水を吸引する減圧下を通してシートを供給する
ことによって達成できる。シート20は、プレスロール66を通過したときウー
ルフェルトで支えることができる。次に乾燥ロール68で、蒸発によるさらなる
乾燥を成し遂げるために高密度化されてないシート20に熱を供給することがで
きる。続いての高密度化プロセスでは、高分子粒子を流動させそうすることでさ
らにシート内に閉じ込められるように、ロール70によりさらに熱および/また
は圧力を加えることが好ましい。例えば、ロール70は、粒子をシートに閉じ込
めるためにカレンダスタックのような一連のロールを含むことができる。図16
に関する前記のように、加熱バンドプレスもまた高密度化プロセスに利用するこ
とができる。得られる乾燥および高密度化シート20′はスプール72に巻くこ
とができる。
【0074】 図14は本発明の原則により製造されたもう1つの別の、層をもつシート21
を例示する。この実施形態において、層をもつシート21は上層36、下層37
、および吸収性で切断抵抗性の材料20を含む。前記のように、このシート材2
0は吸収性基材22および切断抵抗性高分子粒子24を含む。基材22および粒
子24は1種または複数の前記の例示的材料から製造することができる。例えば
、基材22は好ましくはセルロース材料を含みまた粒子24は好ましくは高分子
材料を含む。また、前記のように、粒子の平均サイズは少なくとも約100マイ
クロメートルであり、また吸収性基材22にはどのような無機フィラーも実質的
にはなくまたシート20の少なくとも50重量%の量がある。シート20の基礎
重量は、好ましくは3000ft2(278m2)当たり少なくとも45.4kg
(100ポンド)、また最も好ましくは3000ft2(278m2)当たりほぼ
113kg(250ポンド)である。
【0075】 上層36および下層37は好ましくは高分子粒子を含んでおらず、シート20
の表面26および28を実質的に覆いそのため製造中に粒子24がシート20か
ら脱落することを防ぐことができるどのような材料からでも製造することができ
る。例えば上層36および下層37は紙、ボール紙、紙類似材料、または不織布
材料から製造することができる。粒子24がシート20の製造中にはずれるまた
は脱落する場合、それらは製造装置の様々な部分に付着するかまたはその上で溶
融することが見出された。したがって、粒子24を保持する助けとなる1つまた
は複数の成分を備えることが望ましい。図14の層のある構造体21は、シート
20内に粒子24を保持する1つの好ましい配置である。他の方法および/また
は成分を層36および37を用いることに加えてまたは別法として利用すること
ができる。例えば、層36および37を備えることに加えてまたは別法として、
保持剤または助剤を、シート20内に粒子24を閉じ込めることをさらに助ける
ためにシート20内に含めることができる。シート20の製造中に保持機能を与
えることに加えて、層36および37は、例えば外観および性能特性のような製
造後におけるシートの他の特性をよくすることができる。
【0076】 層36および37は、シート材20に結合またはラミネート、シート20に押
出しまたは熱成形、またはシート20にプリント、スプレ、付着、コート、プレ
ス、または他の仕方で付けることができる。さらに、層36および37は各々材
料が一体となった1つの層、あるいは同一または種々の組成の多層ラミネート構
造を含むこともできる。
【0077】 図15は、例えば紙またはボール紙を製造する装置のような通常の紙製造装置
51を用いて図14の層構造体21を製造するための1つの可能な方法を例示す
る。この例では、液分散セルロース繊維が、下層37を形成するためにヘッドボ
ックス162を通してワイヤスクリーンまたはメッシュ64に上に連続的に供給
される。次に、層37がワイヤ64と共に移動中に、層20を形成するためにセ
ルロースおよび高分子粒子スラリが連続的にヘッドボックス164を通して層3
7の上に供給される。最後に、層37および20がワイヤ64と共にさらに移動
中に、上層36を形成するために液分散セルロース繊維が連続的に層20の上に
供給される。高密度化されてない層構造体21は、構造体の乾燥を完了するため
に1個または複数の乾燥ロール68を通して供給することができる。
【0078】 続いての高密度化プロセスで、構造体21を作り上げる3つの層36、20、
および37を、高密度化層構造体21′を形成するために共に結合するか、プレ
スするかまたはラミネートすることができる。例えば、カレンダスタックで利用
されるような複数の加熱ロール66および66′を用いることができる。構造体
21をロール66および66′の間でプレスしまた加熱して、高分子粒子が構造
体に閉じ込められるようにし、そして高密度化構造体21′を形成でき、次にそ
れをスプール72に集めることができる。
【0079】 好ましくは、上および下層36および37は各々シート20よりかなり薄く、
シート20よりかなり小さい基礎重量をもつ。例えば、層36および37にそれ
ぞれ3000ft2(278m2)当たり約15.9kg(約35ポンド)の基礎
重量をもたせ、またシート20に3000ft2(278m2)当たり約113k
g(約250ポンド)の基礎重量をもたせることができる。好ましくは、層36
および37の各々は得られる層構造体の基礎重量の約10から25パーセントを
占め、中間層は基礎重量の約50から80パーセントを占める。
【0080】 シート20内に粒子24を保持するために層36および37を用いる替りに、
製造装置に付着する粒子に適応するように装置を選ぶことができる。例えば、周
期的にロールまたは他の構成要素から材料を掻き落とすために、装置にドクター
ブレードのようなブレードを備えることができる。また、例えば乾燥ロールのよ
うな構成要素を、材料が堆積するのを防ぐために例えばテフロン(登録商標)の
ような非付着性の仕上げ材でコートすることもできる。もう1つの代替として、
装置は、シート材20が構成要素に接触するのを防ぐためにエアフローテーショ
ン(air floatation)技法を用いることができる。少ない熱でシ
ート材20を加工することもまた高分子粒子24が溶融し装置に付着することを
防ぐことができる。
【0081】 さらなる実施例 以下の番号をもつ試料は例示的なシート材を記載する。特に試料1〜3および
5〜6は切断抵抗性粒子をもつ本発明の吸収性シート材を記載する。全ての例で
、Hercules,Incにより製造される湿潤強度向上剤(wet str
ength agent)であるKymene 557LXを乾燥紙重量に対し
て0.75%用いる。
【0082】 試料1 南部軟材クラフト(SSK)およびユーカリ樹(Euc)ドライラップ(dr
ylap)を水中で解繊しスラリを製造する。この紙繊維はSSK約75%、E
uc25%の割合で混合される。約300ミクロンの平均粒子サイズに剪断(a
ttrition)ミルで低温粉砕されたPETG 6763(Eastman
Chemical製)粒子をスラリに加える。全量(紙+粒子)に対して粒子
は約30重量%加えられる。次に混合物をFourdrinierタイプのライ
ナボード製造機にかけ約320lb/3000ft2(521g/m2)の基礎重
量をもつ高密度化されていない紙のロールを製造する。続いてこの紙をシートに
切断し、そして高密度化プロセスをおこないベースとなる紙の切断および裁断に
対する抵抗を改善する。この高密度化プロセスの間、シートは加熱テーブルプレ
スで華氏380度(193℃)および440psi(3Mpa)で25秒間プレ
スされる。
【0083】 試料2 SSKドライラップを水中で解繊してスラリAを製造する。SSKおよびユー
カリ樹ドライラップを水中で解繊してスラリBを製造する。スラリBの紙繊維は
SSK約75%、Euc25%の割合で混合される。約300ミクロンの平均粒
子サイズに剪断ミルで低温粉砕されたPETG 6763(Eastman C
hemical製)粒子をスラリBに加える。スラリB中の(紙+微粒子)の全
量に対してこの微粒子材料は約38重量%加えられる。スラリAで製造される上
および下層と微粒子添加スラリBから製造される中間層をもつ3層生成物が製造
される。約320lb/3000ft2(521g/m2)の全基礎重量をもつ高
密度化されていない3層紙ロールが製造され、上および下層はそれぞれ約35l
b/3000ft2(57g/m2)の基礎重量をもつ。このシートの全体として
の高分子の濃度は約30%(重量で)である。続いてこの紙をシートにカットし
高密度化プロセスにかけこのベース紙の切断および裁断抵抗を改善する。シート
は加熱テーブルプレスで華氏380度(193℃)および440psi(3Mp
a)で25秒間プレスされる。
【0084】 試料3 SSKおよびユーカリ樹ドライラップを水中で解繊しスラリを製造する。この
紙繊維はSSK約75%、Euc25%の割合で混合される。約220ミクロン
の平均粒子サイズに剪断ミルで低温粉砕されたPETG 6763(Eastm
an Chemical製)粒子をスラリに加える。全量(紙+微粒子)に対し
てこの微粒子材料は約30重量%加えられる。次に混合物をFourdrini
erタイプのライナボード製造機にかけ約320lb/3000ft2(521
g/m2)の基礎重量をもつ高密度化されていない紙のロールを製造する。引き
続いての高密度化プロセスの間、シートは加熱テーブルプレスで華氏380度(
193℃)および440psi(3Mpa)で25秒間プレスされる。
【0085】 試料4(対照試料) 南部軟材クラフト(SSK)およびユーカリ樹ドライラップを水中で解繊しス
ラリを製造する。紙繊維はSSK約75%、Euc25%の割合で混合される。
次に混合物をFourdrinierタイプのライナボード製造機にかけ約32
0lb/3000ft2(521g/m2)の基礎重量をもつ高密度化されていな
い紙ロールを製造する。続いてこの紙をシートに切断し、そして高密度化プロセ
スをおこなう。この間、シートは加熱テーブルプレスで華氏380度(193℃
)および440psi(3Mpa)で25秒間プレスされる。
【0086】 試料5 南部軟材クラフト(SSK)およびユーカリ樹ドライラップを水中で解繊しス
ラリを製造する。紙繊維はSSK約75%、Euc25%の割合で混合される。
約300ミクロンの平均粒子サイズに剪断ミルで低温粉砕されたPETG 67
63(Eastman Chemical製)粒子をスラリに加える。全量(紙
+微粒子)に対してこの微粒子は約30重量%加えられる。次に混合物をFou
rdrinierタイプのライナボード製造機にかけ約200lb/3000f
2(326g/m2)の基礎重量をもつ高密度化されていない紙のロールを製造
する。続いてこの紙をシートに切断し、そして高密度化プロセスをおこないベー
ス紙の切断および裁断抵抗を改善する。シートは加熱テーブルプレスで華氏38
0度(193℃)および440psi(3Mpa)で25秒間プレスされる。
【0087】 試料6 SSKおよびユーカリ樹ドライラップを水中で解繊しスラリを製造する。紙繊
維はSSK約75%、Euc25%の割合で混合される。約200ミクロンの平
均粒子サイズに剪断ミルで低温粉砕されたPETG 6763(Eastman
Chemical製)粒子をスラリに加える。全量(紙+微粒子)に対してこ
の微粒子は約30重量%加えられる。次に混合物をFourdrinierタイ
プのライナボード製造機にかけ約165lb/3000ft2(269g/m2
の基礎重量をもつ高密度化されていない紙ロールを製造する。次にこの高密度化
されていない紙をシートに切断し、そして高密度化プロセスをおこないベース紙
の切断および裁断抵抗を改善する。シートは加熱テーブルプレスで華氏約380
度(193℃)および220psi(3Mpa)で25秒間プレスされる。
【0088】 試験法 以下の試験法が試料1〜6の特性評価のために用いられる。
【0089】 吸収速度: 前記の吸収速度法が用いられる。
【0090】 吸収容量: 前記の吸収容量法が用いられる。
【0091】 吸収効率: 吸収効率は前記のようにして計算される。
【0092】 スライス試験(スライスまたは切断抵抗): 前記のスライス試験法が用いられる。
【0093】 裁断試験(摩耗損失) 前記の試料1〜6の裁断に対する抵抗を評価するために、以下の摩耗損失試験
法がTAPPI標準T476om−97から適合され利用される。
【0094】 Taber摩耗損失試験(乾性) 1.中央に0.64cm(1/4インチ)の穴をもつ10.2cm(4インチ
)×10.2cm(4インチ)四方の試料を切り取る。 2.カタログNo.H−18 TABER(登録商標)摩耗輪をTABER(
登録商標)摩耗試験機に取り付ける。1000gの荷重をTABER(登録商標
)試験機の平行アームに取り付ける。 3.試料を秤量し小数点以下3桁まで読み取る。 4.試料をTABER(登録商標)試験機の試料ホールダに取り付ける。アー
ムを下げ回転テーブルをスタートさせる。ほぼ70〜75RPMの回転速度で1
00回転させる。 5.試料を取り外す。試料の側面を軽く叩いて表面のちぎれた繊維をすべて取
り除く。試料を秤量し小数点以下3桁まで読み取る。 6.(所期重量−最終重量)で単位摩耗損失を計算する。単位はmgmaterial lost/100回転である。 7.3〜5個の試料を前記により試験する。 8.試料の値の平均値を報告する。
【0095】 Taber摩耗損失試験(湿性) 1.中央に0.64cm(1/4インチ)の穴をもつ10.2cm(4インチ
)×10.2cm(4インチ)四方の試料を切り取る。 2.カタログNo.H−18 TABER(登録商標)摩耗輪をTABER(
登録商標)摩耗試験機に取り付ける。1000gの荷重をTABER試験機の平
行アームに取り付ける。 3.試料を秤量し小数点以下3桁まで読み取る。 4.30秒間試料を蒸留水に漬ける。 5.30秒で試料を水から取り出しそしてあらゆる非吸収水を取り除くため側
面を10回軽く叩く。 6.試料をTABER(登録商標)試験機に取り付ける。アームを下げ回転テ
ーブルをスタートさせる。100回転させる。 7.試料を取り外す。試料を華氏140度(106℃)のオーブンに入れ一夜
乾燥する。この試料を翌日取り出しそして少なくとも4時間元の雰囲気になじま
せる。 8.なじんだ試料を秤量し小数点以下3桁まで読み取る。 9.(所期重量−最終重量)で単位摩耗損失を計算する。単位はmgmaterial lost/100回転である。 10.3〜5個の試料を前記により試験する。 11.試料の値の平均値を報告する。
【0096】 切断抵抗性粒子をもちまた本発明に従って製造されたシート材は大きな吸収性
、大きな切断抵抗、および小さい摩耗損失をしめす。試料1〜6の吸収効率、ス
ライス抵抗、および摩耗損失は、図17の表に示されている。図17に例示され
るように、本発明の原則により製造されるシート材は好ましくは、少なくとも約
0.2の吸収効率および少なくとも約30kgf/cmのスライス抵抗、またよ
り好ましくは少なくとも約1.0の吸収効率および少なくとも約40kgf/c
mのスライス抵抗を示す。本発明のシート材は、少なくとも約0.2の吸収効率
を示し、また本シート材(の少なくとも切断用表面)は100回転当たり約40
0mgより小さい湿性摩耗損失を示す。本発明のシート材が少なくとも約0.2
の吸収効率、少なくとも約30kgf/cmのスライス抵抗、および約400m
g/100回転より小さい湿性摩耗損失を示すこともまた好ましい。さらにいっ
そう好ましくは、本発明のシート材は少なくとも1.0の吸収効率、少なくとも
40kgf/cmのスライス抵抗、および100回転当たり約400mgより小
さい湿性摩耗損失を示す。このような材料の切断用表面はまた、好ましくは10
0回転当たり約300mgより小さく、またより好ましくは100回転当たり約
200mgより小さい乾性摩耗損失を示す。
【0097】 図17の例にまた示されるように、シート内の吸収性材料は優れた吸収性をも
たせるために少なくとも50重量パーセントの量を提供し、また切断抵抗性粒子
はシートの約10重量パーセントおよび約50重量パーセントの間の量で提供す
ることが好ましい。シート材の基礎重量はまた比較的大きいことが好ましい。例
えば、3000ft2当たり少なくとも0.016g/cm2(100ポンド)の
重さが適切な切断抵抗および吸収性をもたせるために好ましい。より好ましくは
、シート材の基礎重量は3000ft2当たり少なくとも0.027g/cm2
165ポンド)であり、また最も好ましくはシート材の基礎重量は3000ft 2 当たり少なくとも0.049g/cm2(300ポンド)である。また、シート
材の厚さtは、適切な切断抵抗および吸収性をもたせるために約250ミクロン
(0.01インチ)および約1250ミクロン(0.05インチ)の間であるこ
とが好ましい。本発明のシート材の粒子は好ましくは高分子材料を含み、好まし
くは少なくとも約100マイクロメートル(ミクロン)、最も好ましくは200
マイクロメートルおよび500マイクロメートルの間の平均サイズをもつ。
【0098】 本発明の好ましい実施形態の前記の例および説明は例示および説明のために提
示したものにすぎない。それらは網羅的なものではなく、また開示された形だけ
に本発明を限定しようとするものでもなく、修正および変形形態が可能であり前
記の教示に照らして予想される。いくつかの好ましく既存のものに替わる実施形
態、システム、配置、方法、および可能な応用が記載されてきたが、多くの変形
形態および代替が本発明の範囲から逸脱することなく利用できることを理解すべ
きである。例えば、前記の高分子粒子およびサポートシステムの代わりに例えば
化学的添加剤のような他の添加剤を切断および/または裁断抵抗をもたせるため
に利用することができる。
【0099】 したがって、実施形態および実施例は、本発明の原則およびその具体的応用を
最もよく例示してそれにより当分野の技術者が様々な実施形態において予想され
る特定の用途に適するような様々な修正を加えて本発明を最もよく利用できるよ
うに選択され記載されていることを理解すべきである。したがって、このような
修正は、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲内に含まれるものとす
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による吸収性および切断抵抗性多目的シート材の一実施形態の部分分割
斜視図である。
【図2】 本発明による吸収性および切断抵抗性多目的シート材の別の実施形態の部分分
割斜視図である。
【図3】 本発明による吸収性および切断抵抗性多目的シート材の別の実施形態の部分分
割斜視図である。
【図4】 本発明による吸収性および切断抵抗性多目的シート材の別の実施形態の部分分
割斜視図である。
【図5】 本発明による吸収性および切断抵抗性多目的シート材の別の実施形態の部分分
割斜視図である。
【図6】 本発明による吸収性および切断抵抗性多目的シート材の別の実施形態の部分分
割斜視図である。
【図7】 本発明による吸収性および切断抵抗性多目的シート材の別の実施形態の部分分
割斜視図である。
【図8】 本発明によるシート材の製作に使用するのに適するアモルファスパターンの平
面図である。
【図9】 表1に与えられる表形式データのグラフである。
【図10】 本発明の原則によって製造された例示的シート状材料の平面図である。
【図11】 図10の例示的シート材の横断面図である。
【図12】 本発明の原則により製造された、層をもつシート材の一実施形態の横断面図で
ある。
【図13】 本発明の原則による図10のシート材を製造するのに適するシート加工システ
ムの一般的概略図である。
【図14】 本発明の原則により製造された、層をもつシート材の別の実施形態の横断面図
である。
【図15】 図14の層をもつシート材の製造に用いることができるプロセスおよび関連装
置を示す概略図である。
【図16】 図10〜12、および14のシート材などのシート材を高密度化するのに使用
できる例示的装置およびプロセスを示す概略図である。
【図17】 本発明の原則により製造されたシート材の好ましい性質を示すデータ表である
───────────────────────────────────────────────────── 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 T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES ,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU, ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,K R,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV ,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO, NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,S I,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA ,UG,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 スティーブン マイケル スケッナム アメリカ合衆国 45069 オハイオ州 ウ ェスト チェスター ケーシーズ クロッ シング 9583 (72)発明者 ジョン デービッド ノーコム アメリカ合衆国 45069 オハイオ州 ウ ェスト チェスター ディアウォーク コ ート 9426 (72)発明者 リチャード トゥエッデル ザ サード アメリカ合衆国 45229 オハイオ州 シ ンシナティ バートン ウッズ レーン 2 (72)発明者 ピーター ワーシントン ハミルトン アメリカ合衆国 45233 オハイオ州 シ ンシナティ デヴィルズ バックボーン ロード 1107 (72)発明者 リチャード エミール ヒルデブランド ザ フォース アメリカ合衆国 45069 オハイオ州 ウ ェスト チェスター スウィッチバック レーン 659 (72)発明者 ケネス スティーブン マクガイア アメリカ合衆国 45215 オハイオ州 ワ イオミング リンデン ドライブ 15 Fターム(参考) 4F100 AK01A AK42 AK53 AK53A AR00A AR00B BA01 BA02 BA03 BA07 BA44 DC11A DD01 DE01 DE01A DG01A DG10 DG15 GB71 GB90 JD05B JD14A JK01A JK09A YY00A

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多目的シート材であって、 (a)対向する第1および第2の表面を有する吸収層と、 (b)吸収層に接触する切断抵抗性材料と を含み、前記のシート材が少なくとも約1.0の吸収効率および少なくとも約4
    0kgf/cmのスライス抵抗を示すことを特徴とするシート材。
  2. 【請求項2】 前記のシート材が実質的に連続的に前記の第2の表面を覆う
    実質的に流体不透過性バリア層をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の
    シート材。
  3. 【請求項3】 前記の切断抵抗性材料が切断抵抗性サポートシステムを含む
    ことを特徴とする請求項1に記載のシート材。
  4. 【請求項4】 前記のサポートシステムが吸収層内に形成された離散要素の
    不連続配列を含むことを特徴とする請求項3に記載のシート材。
  5. 【請求項5】 前記の切断抵抗性材料が穴を有する実質的に非吸収性の層を
    含むことを特徴とする請求項1に記載のシート材。
  6. 【請求項6】 前記の吸収層が繊維材料を含むことを特徴とする請求項1に
    記載のシート材。
  7. 【請求項7】 多目的シート材であって、 (a)対向する第1および第2の表面を有する吸収層と、 (b)吸収層に接触する切断抵抗性サポートシステムと を含み、前記のシート材が少なくとも約0.2の吸収効率および少なくとも30
    kgf/cmのスライス抵抗を示すことを特徴とするシート材。
  8. 【請求項8】 前記のシート材が少なくとも約1.0の吸収効率および少な
    くとも約40kgf/cmのスライス抵抗を示すことを特徴とする請求項7に記
    載のシート材。
  9. 【請求項9】 前記のシート材が実質的に連続的に前記の第2の表面を覆う
    実質的に流体不透過性バリア層をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の
    シート材。
  10. 【請求項10】 前記のサポートシステムが連続ネットワークを形成するこ
    とを特徴とする請求項7に記載のシート材。
  11. 【請求項11】 前記のサポートシステムが吸収層内に形成された離散要素
    の不連続配列を含むことを特徴とする請求項7に記載のシート材。
  12. 【請求項12】 前記のサポートシステムがアモルファスパターンを形成す
    ることを特徴とする請求項7に記載のシート材。
  13. 【請求項13】 前記のサポートシステムが秩序パターンを形成することを
    特徴とする請求項7に記載のシート材。
  14. 【請求項14】 前記の吸収層が液溜め(reservoir)を形成する
    ことを特徴とする請求項7に記載のシート材。
  15. 【請求項15】 前記の吸収層が繊維材料を含むことを特徴とする請求項7
    に記載のシート材。
  16. 【請求項16】 前記のサポートシステムが合成材料を含むことを特徴とす
    る請求項7に記載のシート材。
  17. 【請求項17】 吸収性、切断抵抗性、および裁断抵抗性物品であって、シ
    ート材を含み、このシート材が少なくとも約30kgf/cmの切断抵抗、少な
    くとも約0.2の吸収効率、および100回転当たり約400mgより小さい湿
    性摩耗損失を示すことを特徴とする物品。
  18. 【請求項18】 シート材が吸収性基材、吸収性基材と合わせられた切断抵
    抗性付加物、および吸収性基材に合わせられた裁断抵抗性付加物を含むことを特
    徴とする請求項17に記載の物品。
  19. 【請求項19】 切断抵抗性付加物および裁断抵抗性付加物が穴を有する実
    質的に非吸収性の層を含むことを特徴とする請求項18に記載の物品。
  20. 【請求項20】 実質的に非吸収性の層が穴を有する高分子層を含むことを
    特徴とする請求項19に記載の物品。
  21. 【請求項21】 切断抵抗性付加物および裁断抵抗性付加物が切断抵抗性お
    よび裁断抵抗性材料の離散領域を含むことを特徴とする請求項18に記載の物品
  22. 【請求項22】 離散領域がエポキシ材料を含むことを特徴とする請求項2
    1に記載の物品。
  23. 【請求項23】 シート材が100回転当たり約300mgより小さい乾性
    摩耗損失を示すことを特徴とする請求項17に記載の物品。
  24. 【請求項24】 シート材が100回転当たり約200mgより小さい乾性
    摩耗損失を示すことを特徴とする請求項17に記載の物品。
  25. 【請求項25】 シート材が3000ft2当たり少なくとも100ポンド
    (0.016g/cm2)の基礎重量をもつことを特徴とする請求項17に記載
    の物品。
  26. 【請求項26】 シート材に付けられた薄い吸収層をさらに含むことを特徴
    とする請求項17に記載の物品。
  27. 【請求項27】 切断抵抗性付加物および裁断抵抗性付加物が別々の材料で
    あることを特徴とする請求項18に記載の物品
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