JP2005508223A

JP2005508223A - 含浸された熱可塑性部材を含む物品及びその製造方法

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Publication number: JP2005508223A
Application number: JP2003541521A
Authority: JP
Inventors: ジョン、キャロル、モランダー; デービッド、アラン、ワラック; ジョセフ、ハング、ラム; フレッド、ナバル、デサイ; アーミッシュ、ポパトラル、ダラル; マーク、ジェイムズ、クライン
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2005-03-31
Also published as: CA2464755C; EP1448145A2; MXPA04004111A; ZA200402977B; AU2002350126B2; CN1578651A; US20030088220A1; US20080275412A1; US20130079739A1; WO2003039426A3; WO2003039426A2; HUP0401933A2; BR0213892A; US9050216B2; KR100701711B1; CN100566689C; KR20050043747A; EP1448145B1; CA2464755A1

Abstract

使い捨て物品及び耐久性物品を含めた物品には、１以上の成形熱可塑性部材が含まれており、この熱可塑性部材を１以上の繊維性基質に少なくとも部分的に含浸させて、通気性、弾性、及び／又は剛性をもった領域を有する物品の複合材料を形成し、物品の所望の機能を提供することができる。成形熱可塑性部材は、材料特性に変化をもたらす厚さプロファイル及び／又は坪量プロファイルを有する。熱可塑性部材の厚さプロファイルの変化量百分率は、約５％から約９５％まで変化し得る。本発明の複合材料を製造するプロセスについても開示する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の特性を提供するために繊維性基質に含浸されたポリマー材料の１以上の熱可塑性部材を含む、使い捨ておむつ、プルオンおむつ、失禁用パンツ、婦人衛生用品、乳児のよだれかけ等のような使い捨て及び耐久性物品、並びに運動着及び上着などを含む耐久性物品と、それらの製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
使い捨て及び耐久性物品は、所望の性能的機能を提供するのに必要な多くの特殊な材料特性を必要とするが、これらは従来の製造方法を用いて提供するのが困難であることが多い。例えば、乳児用おむつのような使い捨て吸収性物品には、おむつ外部への漏れなしに尿及び排便（ＢＭ：bowel movement）を回収及び保持する際の所望の製品性能を提供する多くの設計がある。これらの機能は、おむつの適用時、着用時、及び処分時におむつの着用者又はユーザに、ある程度の快適性を提供する他の機能と併せて果たされる必要がある。快適性には、着用者に装着したおむつの良好な初期適合性を提供し、使用時の適合性を維持して、滲出物を取り込み始めた時におむつが垂れ下がらず漏れないようにすることによって、着用者の皮膚から滲出物を回収して引き離す効果的な機能による影響を及ぼすことができる。
【０００３】
着用者の身体の周りにおける良好な適合性は、一般に、おむつの特定の場所に伸縮性のある領域を形成することによって提供される。このような伸縮性のある領域の例には、弾性レッグカフ、弾性ウエストバンド、弾性サイドパネル、及びその他のものが含まれる。このような領域における所望の弾性的な特性は、普通、一般に弾性材に不織布基質を積層化することによって複合材料を形成することを含めた様々な技術によって提供される。弾性材には、通常、弾性フィルム、単一又は多数の弾性ストランド、弾性スクリム等が含まれる。弾性材は、通常、接着剤、熱接着、超音波接着、圧着などによって不織布基質に結合される。しかしこれは、一般に多量の弾性材を必要とし、弾性材が一般に不織布材よりもかなり高価であるので、費用のかかる措置になる。弾性材は、通常、不織布材と結合されるので、コストには接着剤のコストと接着操作のコストの両方が含まれる。さらに、弾性材を不織布基質に結合させる前に、弾性材には、通常、弾性材を所望のサイズ及び形状に成形するプロセス操作が必要である。このような操作は、二次操作と呼ぶことができ、巻き戻し、送り、切断、スリッティング、糊付け等が含まれることが多い。その物理特性のために、弾性材は、取扱い困難なことが多く、しばしば、特定の弾性材をプロセスし易いものにする、すなわち取扱いを容易にする特殊な改変が必要になることが多い。さらに、これらの二次操作は、トリム及び／又はスクラップの形態で弾性材の無駄をまねくことが多い。
【０００４】
さらに、おむつの伸縮性のある領域に関して、これらの領域は、弾性プロファイル（多様な弾性）を必要とすることが多く、その提供が困難であることが多い。快適性と持続的な適合性の両方を提供する、弾性プロファイルをもった領域の例には、サイドパネル、弾性ウエスト部、弾性レッグカフを含めることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、含まれる弾性材の量が少ない、伸縮性のある材料を提供することが有益である。さらに、その生産に二次操作を使用する必要がない、伸縮性のある材料を提供することが有益である。さらに、製品の所望の領域における多様な弾性度を有する、伸縮性のある材料を提供することが有益である。
【０００６】
おむつ着用時及び使用時の良好な快適性は、一般に、おむつを構成する通気性材料の使用によって提供することができる。例えば、おむつの外側カバーは、蒸気浸透性にすることができる。さらに、おむつは、通気性で液体不透性の伸縮性のある脚周りのカフ；通気性で伸縮性のあるウエスト部；通気性で伸縮性のあるサイドパネル；及び通気性で液体不透性の裏材層を備えるように設計することができる。これは一般に、多孔質又は多孔性でないフィルム、スクリム、又はストランドのような熱可塑性材料を不織布基質に結合させることによって達成される。やはりこの手法にも、熱可塑性材料及び二次操作のためのさらなるコストが発生する。さらに、通気性の重要な特質の１つは、物品の所望の領域における多様な程度の通気性を提供することである。積層化技術を用いてこれを達成するのは、困難且つ高価である。したがって、多様な程度の通気性を有し、含まれる熱可塑性材料の量が少なく、前述の二次操作を使用する必要がない通気性材料を提供することが有益である。
【０００７】
さらに、おむつ外部への漏れなしに尿及びＢＭを回収及び保持する機能を提供する使い捨ておむつには、着用者の胴体周りにおける物品の所望の密閉性を可能にする締着装置が必要である。締着装置の例には、フック・ループ式ファスナ装置及び接着テープ式締着装置が含まれ、これらには、強度及び剛性のような所望の材料物理特性を提供するための多量の熱可塑性材料が必要である。締着装置の他の例には、特殊な形状又は構成を必要とするスロット・タブ式ファスナが含まれ、積層化技術を用いてこれを提供するのは困難である。したがって、少量の熱可塑性材料を含み、前述の二次操作が必要ない、所望の形状の材料を提供することが有益である。
【０００８】
さらに、締着装置には、機能及び快適性の両方の目的で、多様な程度の剛性及び強度が必要である。これには、前述のようにより多くの熱可塑性材料及び二次操作が必要であるので、積層化技術を用いてこれを達成するのは困難である。したがって、少量の熱可塑性材料を含み、前述のような二次操作を必要としない、特定の領域における剛性及び強度が可変の材料を提供することが有益である。
【０００９】
さらに、着用者の快適性は、着用者及び／又は介護人の皮膚に接触する材料の表面の質感、並びに材料自体の見た目の影響を受ける。積層化技術を用いてこれを達成するのは困難である。それに加え、材料表面の望ましくない特徴を隠すために追加的な熱可塑性材料及び二次操作が必要である。例えば、熱可塑性フィルムの外表面に積層化された不織布ウェブを含む外側カバーは、クロス様の外観を呈する。もう１つの例には、クロス様の外観を呈するように熱可塑性フィルムの外表面に積層化された不織布ウェブを含むテープが含まれる。したがって、少量の熱可塑性材料を含み、前述のような二次操作を必要としない、所望の表面の質感及び優れた外観を有する材料を提供することが有益である。
【００１０】
耐久性物品に関しては、弾性、通気性、剛性、強度などのような所望の材料特性を、所望の特性を有する高価な布帛の、縫製、超音波溶接などを含む従来の製造技術を用いて提供するのは困難である。上記で開示したように、これらの技術は、より多くの材料（熱可塑性樹脂及びその他のもの）、並びに切断、縫製、及び組み立てに随伴した二次操作を必要とする。したがって、高価な材料を、所望の特性を有する含浸熱可塑性部材を含むあまり高価でない材料に置き換え、耐久性物品の切断、取扱い、縫製、及び結合に随伴した二次操作を削減することが有益である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の難点及び問題を踏まえて、新規物品及びその生産プロセスが見出された。
【００１２】
１つの態様では、本発明は、複合材料を形成する１以上の繊維性基質に少なくとも部分的に含浸された１以上の成形熱可塑性部材を含む物品に関し、該成形熱可塑性部材は、材料特性に変化をもたらす厚さプロファイルを有しており、該熱可塑性部材の厚さプロファイルの変化量百分率は、約５％から約９５％まで変化し得る。
【００１３】
もう１つの態様では、本発明は、少なくとも１つの繊維性基質に含浸された少なくとも１つの成形熱可塑性部材を含む複合材料の製造方法に関し、該方法は、
ａ）第１繊維性基質を提供する工程と；
ｂ）該第１繊維性基質上に第１熱可塑性材料を堆積させて、材料特性に変化をもたらす厚さプロファイルを有する少なくとも１つの成形熱可塑性部材を形成する堆積工程であって、該熱可塑性部材の厚さプロファイルの変化量百分率は、約５％から約９５％まで変化し得る値であり、該堆積工程は、凹版印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、及びフレキソ印刷から成る群から選択される工程と；
ｃ）第２基質を提供する工程と；
ｄ）該第１基質と該第２基質を組み合わせて複合材料を形成する工程であって、該熱可塑性部材は、該第１基質に少なくとも部分的に含浸される工程とを含む。
【００１４】
さらにもう１つの態様では、本発明は、複合材料を形成する１以上の繊維性基質に少なくとも部分的に含浸された１以上の成形熱可塑性部材を含む複合材料に関し、該成形熱可塑性部材は、材料特性に変化をもたらす厚さプロファイルを有しており、該熱可塑性部材の厚さプロファイルの変化量百分率は、約５％から約９５％まで変化し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の物品及び製造方法は、熱可塑性材料の必要性、並びに所望の製品を形成するためにこれらの材料を切断、成形、及び結合することに随伴した二次プロセス操作の必要性を削減することによって、コストの点で驚くべき改善を提供することができる。この物品には、物品の１以上の繊維性基質に少なくとも部分的に含浸された少なくとも１つの熱可塑性部材を含む、新規複合材料が含まれる。
【００１６】
含浸された熱可塑性部材は、様々な坪量並びに三次元的な形状及び輪郭を有することができ、これが複合材料の物理特性における所望の変化をもたらすことができる。含浸熱可塑性部材のｘ−ｙ方向における平面形状は、直線的な輪郭、曲線的な輪郭、三角形、台形、四角形、平行四辺形、多角形、楕円形、円形、及びこれらのいずれかの組み合わせを含む、複合材料の平面寸法を画定するいずれか好適な幾何学形状にすることができる。部材のｚ方向における断面形状は、直線的及び非直線的輪郭を含むいずれか好適な幾何学形状にすることができる。ｚ方向における含浸熱可塑性部材の変化は、約５％から約９５％まで、好ましくは約２０％から約８０％までにすることができる。変化は、ｘ−ｙ平面のいずれの方向にも及ぶことができ、次式によって計算することができる：
変化量百分率＝１００×（最大の厚さ−最小の厚さ）／最大の厚さ
本発明の新規複合材料は、複合材料の平面寸法内の様々な材料特性を有することができ、これは、一般に含浸ポリマー部材の厚さの変化に応じて変化させることができる。この新規複合材料には、弾性係数と密度との比較的高い比率、引張強度と密度との比較的高い比率、並びに第１材料（基質である繊維性材料）と第１材料の繊維内に含浸された第２材料（熱可塑性部材）との独特の組み合わせによって与えられる他の比率を含む、独特の材料特性を含めることができる。この独特の材料特性の比率が、新規複合材料のコスト面における利点をもたらす。軽量性、柔軟性、引張強度、弾性、多孔性、及びその他本発明者らによって企図される特性は、複合材料の第１材料によって提供することができる。第２材料を第１材料の繊維内に含浸させて、複合材料を形成することができる。第２材料には、ポリマー領域内の様々な材料特性を与えることができる。例えば、所望の引張強度、弾性係数、弾性、電気及び／又は熱伝導率、空気通気性、液体不透性、磁性、並びに他の特性が、本発明者らによって企図されている。本発明者らが、熱可塑性部材及び得られる複合材料の他の多くの活用例を企図していることに留意すべきである。例えば、熱可塑性部材の前述の特性の具体的な企図される活用例の１つは、温度、皮膚の状態、皮膚と物品との間の相対湿度、体外排出物の存在、及び吸収性物品の吸収力の状態を含む着用者の身体機能を検出する、様々な想定される所望の機能を提供することができる。
【００１７】
さらに、新規複合材料の物理特性間の独特の相互関係を、例えば、弾性率と密度との比較的高い比率、引張強度と密度との比較的高い比率に形成して、新規複合材料のコスト面における利点を提供することができる。
【００１８】
前述の厚さプロファイルと同様に、複合材料の坪量も望ましいプロファイルを有することができる。同様に、坪量プロファイルは、直線的及び非直線的な輪郭を含むいずれか好適な幾何学形状にすることができる。ｘ−ｙ平面に広がる本発明の複合材料の坪量の変化量は、約５％から約９５％まで、好ましくは約２０％から約８０％までにすることができ、この変化量は、次式によって計算することができる：
変化量百分率＝１００×（最大の坪量−最小の坪量）／最大の坪量
（専門用語）
本明細書では、用語「物品」には、使い捨て物品及び耐久性物品の両方が含まれる。
【００１９】
本明細書では、用語「使い捨て」は、一般に洗濯を意図されていない製品、又は元通りに復元される若しくは元来の機能で広く再利用されることが意図されていない製品を記述するために使用されており、すなわち、好ましくはそれらの製品は、約１０回使用後若しくは約５回使用後に、又は約１回使用後に廃棄することが意図されている。そのような使い捨て物品は、リサイクルされ、堆肥化され、又は環境に適合した方式で処分されることが好ましい。
【００２０】
本明細書では、用語「耐久性」は、一般に洗濯を意図されている製品、又は元通りに復元される若しくは元来の機能で広く再利用されることが意図されている製品を記述するために使用されており、すなわち、好ましくはそれらの製品は、約１０回以上使用されることが意図されている。
【００２１】
本明細書では、「使い捨て吸収性物品」は、通常、流体を吸収し保持するデバイスを指す。この言葉は、ある場合には、身体から排出された排泄物及び／又は滲出物を吸収し封じ込めるために着用者の身体に当てて又は身体の近傍に置かれるデバイスを指しており、これには、乳児用おむつ、乳児用トレーニングパンツ、成人失禁用品、女性衛生用品、乳児水泳用おむつ、創傷用包帯などのようなパーソナルケア物品が含まれる。他の場合には、この語句は、保護物品、例えば食品を吸収して着用者の衣類に染みが付くのを防ぐ能力を有する食事用ナプキンなどを指す。
【００２２】
用語「おむつ」は、乳児用おむつ、乳児用トレーニングパンツ、乳児プール用おむつ、又は成人失禁用品を含み、一般に、乳児及び他の失禁患者によって胴体下部の周りに着用される使い捨て流体取扱い物品を指す。
【００２３】
本明細書では、用語「女性衛生用品」は、経血及び他の膣滲出物を吸収し封じ込めるために女性が着用する、あらゆる吸収性物品を指す。
【００２４】
本明細書では、「身体覆着品」は、通常は何らかの治療的効果、例えば鎮痛、創傷の被覆などを提供するために、又は別のデバイス若しくは物品を身体の付近で保持するために、身体の周りに着用される物品又は衣類を指す。
【００２５】
本明細書では、用語「通気性」は、蒸気に対して浸透性及び透過性の材料を記述するために使用され、蒸気透過速度を、グラム／２４時間で測定する。
【００２６】
本明細書では、用語「材料」は、あらゆるウェブ、基質、繊維性材料、織布、不織布、編地、フィルム、衣類又は吸収性物品の構成要素を指す。
【００２７】
本明細書では、用語「ウェブ」は、単層又は多層を有する、フィルム、不織布、織布、発泡体若しくはこれらの組み合わせ、又は木材パルプなどを含めたドライラップ材料を含む、あらゆる連続材料を意味する。
【００２８】
本明細書では、用語「基質」は、単層又は多層を有し、「基質」の少なくとも１つの表面上にポリマー材料を印刷するのに好適な、フィルム、不織布、織布、発泡体若しくはこれらの組み合わせ、又は木材パルプ等を含めたドライラップ材料を含む、あらゆる材料を意味する。
【００２９】
本明細書では、「繊維性基質」は、天然若しくは合成材料、又はそれらのいずれかの組み合わせにすることのできる、多数の繊維で構成される材料を意味する。例えば、不織布材料、織布材料、編地材料、セルロイド材料、及びこれらのいずれかの組み合わせがある。
【００３０】
本明細書では、用語「不織布」は、スパンボンド及びメルトブローンのようなプロセスによって、織らずに又は編まずに、連続フィラメント及び／又は不連続繊維から作製される布帛を指す。不織布は、１以上の不織布層を含むことができ、各層には、連続フィラメント又は不連続繊維を含めることができる。
【００３１】
本明細書では、「エラストマー」は、弾性的な特性を示すポリマーを指す。
【００３２】
本明細書では、用語「弾性」「弾性的な特性」又は「伸縮性のある」は、弛緩した状態の初期の長さに力を加えると、破裂及び破断せずに伸長された長さへと伸張又は伸長することができ、加えられた力が解放されると初期の長さにほぼ回復することのできる、あらゆる材料を指す。
【００３３】
本明細書では、「天然材料」は、植物、動物、昆虫由来の材料、又は植物、動物、昆虫の副産物由来の材料を指す。使い捨て物品において有用な天然材料の非限定例には、セルロイド繊維、綿繊維、ケラチン繊維、絹繊維などが含まれる。セルロイド繊維の非限定例には、木材パルプ繊維、麻繊維、黄麻繊維などが含まれる。ケラチン繊維の非限定例には、羊毛繊維、ラクダの毛の繊維などが含まれる。
【００３４】
本明細書では、用語「補剛領域」は、材料の隣接した領域よりも弾性係数の大きい材料の領域を指す。
【００３５】
本明細書では、用語「弾性領域」は、材料の隣接した領域よりも弾性的な特性の大きい材料の領域を指す。
【００３６】
本明細書では、用語「通気性領域」は、材料の隣接した領域よりも通気性（水蒸気透過速度ＭＶＴＲ：グラム／メートル^２／２４時間で測定される）の大きい材料の領域を指す。
【００３７】
本明細書は、本発明と見なされる主題を特に指摘し明確に請求する特許請求の範囲をもって結論とするが、本発明は、添付の図面と関連させた次の説明からさらによく理解されると考えられる。
【００３８】
本発明の物品は、本発明の吸収性物品、具体的には使い捨ておむつ１０の１つの実施形態を示す図１を参照することで、最も良く理解することができる。理解し易くするために、以下の説明の大半は、使い捨ておむつ１０によって説明する。おむつ１０は、おむつ１０に特殊な材料特性及び／又は特殊な機能を提供する、おむつ１０の不織布基質に含浸された多数の熱可塑性部材を含むことができ、例えば、脚部弾性体１２で表される物品の弾性領域１１によって提供される着用者の脚周りのガスケット機能；ウエスト部弾性体１４で表される物品のもう１つの弾性領域１３によって提供される着用者のウエスト周りのもう１つのガスケット機能；伸縮性のあるサイドパネル１６で表されるもう１つの弾性領域１５によって提供される胴体周りの適合機能；それぞれスロット部材２０及びタブ部材２２として表され、所望の密閉性を達成するように係合可能な補剛領域２１及び補剛領域２３によって提供されるおむつ１０のための密閉性を提供する締着機能；及び、外側カバー２４で表され、外側カバー２４を通る蒸気透過性並びに体外滲出物を含む液体に対するバリアを提供する、通気性領域２５によって提供されるおむつ１０の通気性機能がある。
【００３９】
製品に前述の機能を提供するには、熱可塑性部材を繊維性基質に含浸させ、その結果として、新規複合材料の構成要素によってもたらされる様々な独特の特性を有する新規複合材料を得るが、この新規複合材料は、従来の積層化技術に必要なよりもポリマー材料が少ないので、より低コストで所望の物理特性を提供することができる。繊維性構造であるので、得られる複合材料は、ポリマー樹脂よりも軽量で、機械的特性が大きい。繊維性基質は、所望の引張特性及び剛性を有する、一般に相互結合した繊維の所望の繊維性網状構造を提供する。それに加え、複合材料の繊維体積百分率によって、複合材料の機械的特性に影響を及ぼすことができる。繊維体積百分率は、含浸部材の内部の繊維の体積を含浸部材の全体積で割ったものとして定義される。
【００４０】
図２は、締着装置１８（図１）のスロット部材２０によって画定される空隙１９を形成する、本発明の含浸熱可塑性部材３０の１つの実施形態の拡大平面図を示す。空隙１９は、長方形によって画定されているが、直線的な輪郭、曲線的な輪郭、三角形、台形、四角形、平行四辺形、多角形、楕円形、円形、及びこれらのいずれかの組み合わせを含む、あらゆる好適な幾何学形状によって画定することもできる。含浸熱可塑性部材３０は、スロットの開口部３２の周りの所望の堅さ及び強度を提供する。含浸熱可塑性部材３０のサイズは、ｘ−ｙ−ｚ方向で変化させることができ、好ましくはｘ−ｙ方向で数ミリメートル〜数メートル、ｚ方向で数ミクロン〜数ミリメートルで変化させることができる。１つの実施形態では、ｙ方向寸法は８０ｍｍ、ｘ方向寸法は２５ｍｍであり、ｚ方向寸法は、ｙ軸に沿って、ｚ方向寸法の厚さ変化７０％をもたらす所望のプロファイルにおいて約０．３ｍｍ〜約１．０ｍｍで変化させることができる。別の実施形態では、ｙ方向寸法は８０ｍｍ、ｘ方向寸法は２５ｍｍであり、ｙ軸に沿ったｚ方向寸法は、ｚ方向寸法の厚さ変化９５％をもたらす所望のプロファイルにおいて０．０５ｍｍ〜約１．０ｍｍで変化させることができる。さらに別の実施形態では、ｙ方向寸法は８０ｍｍ、ｘ方向寸法は２５ｍｍであり、ｙ軸に沿ったｚ方向寸法は、ｚ方向寸法の厚さ変化５％をもたらす所望のプロファイルにおいて０．９５ｍｍ〜約１．０ｍｍで変化させることができる。前述の実施形態から、当業者には、本発明によって広範囲の厚さプロファイル変化が可能になり、この約５％から約９５％までの範囲内の中間値すべても企図されることが理解される。
【００４１】
複合材料の特性は、ポリマー部材（樹脂）の個々の特性、繊維性基質の個々の特性、及びポリマー部材に含浸される繊維の体積によって決まる。本発明の１つの実施形態では、補剛領域２１及び２３を含むスロット・タブ式ファスナ装置１８（図１）の複合材料は、オランダのバーゼル・ポリオレフィン社（Basell Polyolefins Company N.V.）製のＢＡＳＥＬＬ９１７のようなポリプロピレン樹脂及びデラウェア州のデュポン社（DuPont）製の商品名ＳＯＮＴＡＲＡのようなポリエステル不織布基質から製作される、ポリプロピレン熱可塑性部材３０（図２）を含む。ＢＡＳＥＬＬ９１７ポリプロピレン樹脂は、約１２００ＭＰａ（１０^６パスカル）の弾性係数を有し、ＳＯＮＴＡＲＡポリエステル不織布繊維は、約８９００ＭＰａの弾性係数を有する。約１０％から約９０％までの範囲の繊維体積のＳＯＮＴＡＲＡを含む、得られる複合材料はそれぞれ約１７００ＭＰａ〜約８０００ＭＰａの弾性係数を有することができ、これは熱可塑性ポリプロピレン樹脂の弾性係数よりもかなり大きい。本発明の別の実施形態では、スロット・タブ式ファスナ装置１８の複合材料は、オランダのバーゼル・ポリオレフィン社（Basell Polyolefins Company N.V.）製のＢＡＳＥＬＬルポレン（BASELL Lupolen）３０２０のようなポリエチレン樹脂、及びデラウェア州のデュポン社（DuPont）製の商品名ＳＯＮＴＡＲＡのようなポリエステル不織布基質から製作される、ポリエチレン熱可塑性部材を含む。ＢＡＳＥＬＬルポレン（BASELL Lupolen）３０２０ポリエチレン樹脂は、約３００ＭＰａ（１０^６パスカル）の弾性係数を有し、ＳＯＮＴＡＲＡポリエステル不織布繊維は、約８９００ＭＰａの弾性係数を有する。約１０％から約９０％までの範囲の繊維体積のＳＯＮＴＡＲＡを含む、得られる複合材料は、約３５０ＭＰａ〜約６０００ＭＰａの範囲の弾性係数を有することができ、これは、熱可塑性ポリエチレン樹脂の弾性係数よりもかなり大きい。
【００４２】
前述の実施形態から、当業者には、本発明によって広範囲の弾性係数変化が可能になり、約３５０ＭＰａ〜約８０００ＭＰａの全範囲内の中間値すべても企図されることが理解される。
【００４３】
さらに、ファスナ装置１８の引張強度に関しては、ＢＡＳＥＬＬ９１７ポリプロピレン樹脂は、約３００ＭＰａの引張強度を有し、ＳＯＮＴＡＲＡポリエステル不織布基質繊維は、約１８００ＭＰａの引張強度を有する。約１０％から約９０％までの繊維体積を含む、得られる複合材料は、約４００ＭＰａ〜約１６００ＭＰａの引張強度範囲を有しており、これは熱可塑性ポリプロピレン樹脂の引張強度よりもかなり大きい。
【００４４】
本発明の別の実施形態では、スロット・タブ式ファスナ装置１８の複合材料は、オランダのバーゼル・ポリオレフィン社（Basell Polyolefins Company N.V.）製のＢＡＳＥＬＬルポレン（BASELL Lupolen）３０２０のようなポリエチレン樹脂、及びデラウェア州のデュポン社（DuPont）製の商品名ＳＯＮＴＡＲＡのようなポリエステル不織布基質から製作される、ポリエチレン熱可塑性部材を含む。ＢＡＳＥＬＬルポレン（BASELL Lupolen）３０２０ポリエチレン樹脂は、約１５ＭＰａ（１０^６パスカル）の引張強度を有し、ＳＯＮＴＡＲＡポリエステル不織布繊維は、約１８００ＭＰａの引張強度を有する。約１０％から約９０％までの範囲の繊維体積のＳＯＮＴＡＲＡを含む、得られる複合材料は、約２５ＭＰａ〜約１６００ＭＰａの引張強度を有することができ、これは熱可塑性ポリエチレン樹脂の引張強度よりもかなり大きい。
【００４５】
前述の実施形態から、当業者には本発明によって広範囲の引張変化が可能になり、約２５ＭＰａ〜約１６００ＭＰａの全範囲内の中間値すべても企図されることが理解される。
【００４６】
含浸熱可塑性部材３０（図１）の輪郭は、直線的又は非直線的な輪郭を有するいずれか好適な幾何学形状にすることができる。図３は、図２に示される含浸熱可塑性部材３０の、交差線３−３に沿った断面図を示す。熱可塑性部材３０は、好ましくは、基質３４及び３６の両方に少なくとも部分的に含浸されており、これらを１つに組み合わせると新規複合材料３８が形成される。１つの実施形態では、含浸部材３０の外縁部に薄くなった部分３９を設けて、部材３０の断面をｚ方向に概ね均一な厚さを有することができる。この薄くなった部分は、縁部に柔軟性を与えて、着用者に堅い縁部による不快感を与えるのを防ぐのに望ましい。
【００４７】
同様に、図４は、厚さプロファイル３１を有する、交差線４−４に沿った含浸熱可塑性部材３０の断面図を示す。厚さプロファイル３１の形状は、複合材料３８の所望の強度プロファイルを提供するように選択することができ、具体的には、厚さプロファイルの形状は、含浸熱可塑性部材３０の端部３５に剛性を追加し、含浸熱可塑性部材３０の中央部３７をより柔軟にするように変化する。
【００４８】
図１に示されるおむつ１０の外側カバー２４には、外側カバー２４の液体不透性を維持しながら外側カバー２４の所望の通気性を提供する熱可塑性部材２６が含まれる。熱可塑性部材２６は、ｚ方向の蒸気透過性及び液体不透性を提供する様々なポリマー樹脂から作られることができる。そのような材料の例には、デラウェア州のデュポン社（DuPont）製のＨＹＴＲＥＬのようなモノリシックポリエステル、炭酸カルシウムのような微粒子を含めるポリオレフィン材料、及びその他のものを含めることができる。外側カバー２４を通過する通気性及び液体不透性のレベルは、ｚ方向の含浸熱可塑性部材２６の厚さを変えることによって変化させることができる。
【００４９】
不透性に関して、本発明の１つの実施形態では、熱可塑性部材２６は、約２２グラム／メートル^２の坪量を有する、サウスカロライナ州のＢＢＡノンウブンズ社（BBA Nonwovens Inc.）製の高伸長カード処理ポリプロピレン不織布に少なくとも部分的に含浸されたＨＹＴＲＥＬから製造することができる。得られる複合材料は、静水頭約５０ｍｍ〜約７００ｍｍの液体不透性を提供することができる。熱可塑性部材２６の厚さは、７１％の厚さ変化では約１０ミクロン〜約３５ミクロンで変化させることができ、より厚さの大きい領域において、より程度の高い不透性を提供することができる。例えば、より大きい液体不透性が望まれるおむつ１０のクロッチ領域では、熱可塑性部材２６の厚さを外側カバー２４の他の領域よりも大きくすることができる。前述の実施形態から、当業者には、本発明によって広範囲の液体不透性変化が可能になり、この静水頭約５０ｍｍ〜約７００ｍｍの範囲内の中間値すべても企図されることが理解される。
【００５０】
不透性に関して、本発明の別の実施形態では、熱可塑性部材２６は、約２２グラム／メートル^２の坪量を有する、サウスカロライナ州のＢＢＡノンウブンズ社（BBA Nonwovens Inc.）製の高伸長カード処理ポリプロピレン不織布に少なくとも部分的に含浸されたＨＹＴＲＥＬから製造することができる。得られる複合材料は、約１０００ジュール／メートル^２の衝撃エネルギーにおける動的流体透過度が約０グラム／メートル^２〜約５グラム／メートル^２であるような液体不透性を提供することができる。熱可塑性部材２６の厚さは、７１％の厚さ変化では約１０ミクロン〜約３５ミクロンで変化させることができ、より厚さの大きい領域において、より程度の高い不透性を提供することができる。例えば、より大きい液体不透性が望まれるおむつ１０のクロッチ領域では、熱可塑性部材２６の厚さを外側カバー２４の他の領域よりも大きくすることができる。前述の実施形態から、当業者には、本発明によって広範囲の液体不透性変化が可能になり、この約１０００ジュール／メートル^２の衝撃エネルギーにおける動的流体透過度約０グラム／メートル^２〜約５グラム／メートル^２の範囲内の中間値すべても企図されることが理解される。
【００５１】
通気性に関して、本発明の１つの実施形態では、熱可塑性部材２６は、約２２グラム／メートル^２の坪量を有する、サウスカロライナ州のＢＢＡノンウブンズ社（BBA Nonwovens Inc.）製の高伸長カード処理ポリプロピレン不織布に少なくとも部分的に含浸されたＨＹＴＲＥＬから製造することができる。得られる複合材料は、水蒸気透過速度（ＭＶＴＲ）が約２，０００グラム／メートル^２／２４時間〜約１０，０００グラム／メートル^２／２４時間であるような通気性を提供することができる。熱可塑性部材２６の厚さは、７１％の厚さ変化では約１０ミクロン〜約３５ミクロンで変化させることができ、より厚さの小さい領域において、より程度の高い通気性を提供することができる。例えば、より大きい通気性が望まれるおむつ１０のウエスト領域では、熱可塑性部材２６の厚さを外側カバー２４の他の領域よりも小さくすることができる。前述の実施形態から、当業者には、本発明によって広範囲のＭＶＴＲ変化が可能になり、約２，０００グラム／メートル^２／２４時間〜約１０，０００グラム／メートル^２／２４時間の全範囲内の中間値すべても企図されることが理解される。
【００５２】
上記で開示したように、新規複合材料は、所望の弾性的な特性を提供することができる。例えば、図１に示されるおむつ１０のウエスト部弾性体１４には、ウエスト部１４の所望の弾性を提供する熱可塑性部材２８が含まれており、所望の快適性、ガスケット性、及び持続的な適合性を提供する。ウエスト部弾性体１４の弾性的な特性は、熱可塑性部材２８を横切る弾性的な特性を与える様々な熱可塑性エラストマー樹脂によって提供することができる。本発明の１つの実施形態では、熱可塑性部材２８は、約２２グラム／メートル^２の坪量を有する、サウスカロライナ州のＢＢＡノンウブンズ社（BBA Nonwovens Inc.）製の高伸長カード処理ポリプロピレン不織布に少なくとも部分的に含浸された、シェル社（Shell Corporation）から入手可能なスチレン系ブロックコポリマーであるＫＲＡＴＯＮから製造することができる。得られる複合材料は、２００％伸張時に、約４００グラム／２５．４ｍｍ幅〜約１０００グラム／２５．４ｍｍ幅の弾性力を提供することができる。伸張力の方向に概ね垂直な熱可塑性部材２８の幅４６は、約２ｍｍ〜約２００ｍｍで変化させることができ、熱可塑性部材２８の厚さは、８０％の厚さ変化では約３０ミクロン〜約１５０ミクロンで変化させることができ、厚さ及び／又は面積のより大きい領域において、より程度の大きい弾性力を提供することができる。例えば、より大きい弾性力が望まれることのある、おむつ１０の背側ウエスト部領域４０では、熱可塑性部材２８の厚さ及び／又は幅をウエスト部１４の他の領域よりも大きくすることができる。
【００５３】
弾性的な特性を利用する別の実施例では、図１に示されるおむつ１０の弾性レッグカフ１２には、弾性レッグカフ１２の所望の弾性を提供する熱可塑性部材４２が含まれており、所望の快適性及びガスケット性を提供する。弾性レッグカフ１２の弾性的な特性は、熱可塑性部材を横切る弾性的な特性を与える様々な熱可塑性エラストマー樹脂によって提供することができる。本発明の１つの実施形態では、熱可塑性部材４２は、約２２グラム／メートル^２の坪量を有する、サウスカロライナ州のＢＢＡノンウブンズ社（BBA Nonwovens Inc.）製の高伸長カード処理ポリプロピレン不織布に少なくとも部分的に含浸された、シェル社（Shell Corporation）から入手可能なスチレン系ブロックコポリマーであるＫＲＡＴＯＮから製造することができる。得られる複合材料は、２００％伸張時に、約５０グラム／２５．４ｍｍ幅〜約１００グラム／２５．４ｍｍ幅の弾性力を提供することができる。伸張力の方向に垂直な熱可塑性部材４２の幅は、約２ｍｍ〜約２０ｍｍで変化させることができ、熱可塑性部材４２の厚さは、８０％の厚さ変化では約３０ミクロン〜約１５０ミクロンで変化させることができ、幅及び／又は厚さのより大きい領域において、より程度の大きい弾性力を提供することができる。例えば、より大きい弾性力が望まれることのある、おむつ１０の背側脚部領域４４では、熱可塑性部材４２の厚さ及び／又は幅を弾性レッグカフ１２の他の領域よりも大きくすることができる。
【００５４】
弾性的な特性を利用するさらに別の実施例では、図１に示されるおむつ１０の弾性サイドパネル１６には、弾性サイドパネル１６の所望の弾性を提供する熱可塑性部材４８が含まれており、所望の快適性及び持続的な適合性を提供する。弾性サイドパネル１６の弾性的な特性は、熱可塑性部材を横切る弾性的な特性を与える様々な熱可塑性エラストマー樹脂によって提供することができる。本発明の１つの実施形態では、熱可塑性部材４８は、約２２グラム／メートル^２の坪量を有する、サウスカロライナ州のＢＢＡノンウブンズ社（BBA Nonwovens Inc.）製の高伸長カード処理ポリプロピレン不織布に少なくとも部分的に含浸された、シェル社（Shell Corporation）から入手可能なスチレン系ブロックコポリマーであるＫＲＡＴＯＮから製造することができる。得られる複合材料は、２００％伸張時に、約１００グラム／２５．４ｍｍ幅〜約５００グラム／２５．４ｍｍ幅の弾性力を提供することができる。伸張力の方向に垂直な熱可塑性部材４８の幅は、約２ｍｍ〜約２００ｍｍで変化させることができ、熱可塑性部材４８の厚さは、８０％の厚さ変化では約３０ミクロン〜約１５０ミクロンで変化させることができ、幅及び／又は厚さのより大きい領域において、より程度の大きい弾性力を提供することができる。
【００５５】
前述の複合材料は、本発明のプロセス５０によって製造することができ、その１つの実施形態を図５に概略的に示す。プロセス５０は、熱可塑性部材を１以上の繊維性基質に少なくとも部分的に含浸させることができる。熱可塑性部材は、溶融熱可塑性樹脂を供給及び堆積させるのに好適な様々な手段を通じて、繊維性基質に含浸させることができる。この手段には、インクジェット、スプレー、コーティング、スクリーン印刷、凹版印刷、フレキソ印刷などを含むことができる。本発明の好ましい実施形態では、溶融熱可塑性樹脂を供給及び堆積させる手段は、熱可塑性部材の所望のｘ−ｙ−ｚ寸法における柔軟性及び溶融熱可塑性樹脂の所望の堆積量を提供することから、輪転グラビア印刷プロセスによって提供することができる。
【００５６】
図５は、供給ロール５２によって提供できる繊維性基質３６が、繊維性基質３６上に溶融熱可塑性部材６０を堆積させて繊維性基質３６を少なくとも部分的に含浸させる輪転グラビア印刷デバイス５４を通って移動する様子を示している。その後、必要であれば、供給ロール５６によって提供できる繊維性基質３４を基質３６と組み合わせて、溶融熱可塑性部材６０を被覆し、溶融部材６０を少なくとも部分的に基質３４に含浸させて、複合材料３８を形成することができる。
【００５７】
溶融熱可塑性部材６０による基質３４及び３６の両方の含浸度は、複合材料３８に所望の圧力をかけて含浸を達成することによって制御することができる。前述のように、基質３４及び３６は、いずれか好適な組み合わせのいずれか好適な繊維性基質にすることができる。（あるいは、本発明の複合材料には、少なくとも１つの基質が繊維性である材料を含めることができる。非繊維性基質には、フィルム、箔、発泡体などを含めることができる。）圧力源は、接触手段又は非接触手段を含めたいずれか好適な手段にすることができる。図５は、１対のニップロール５８によって提供される接触手段の一例を示しており、これらのニップロールは、加熱又は冷却することができる。さらに、含浸度は、溶融熱可塑性部材６０の粘度、繊維性基質３４及び３６の多孔性、並びに溶融熱可塑性部材６０と繊維性基質３４及び３６の両方の表面張力によってもたらすことができる。輪転グラビア印刷デバイス５４は、いずれか好適な従来の感熱式輪転グラビアデバイスにすることができる。１つの好適な輪転グラビア印刷デバイスは、カリフォルニア州のロート・サーム社（Roto-Therm Inc.）から入手可能である。
【００５８】
図６は、溶融熱可塑性部材６０を堆積させる輪転グラビアパターン７０の拡大図を示す。図のように、セル７２は、好ましくは互いに交り合って、輪転グラビアパターン７０に沿った溶融熱可塑性部材６０の連続的な分布を提供しており、これが熱可塑性部材６０における溶融熱可塑性樹脂の連続した分布をもたらす。
【００５９】
例えば、スロット・タブ式締着装置１８（図１）の複合材料３８（図２〜４）は、前述のプロセス５０（図５）で、２つの基質３４及び３６、並びに溶融熱可塑性部材６０を利用し、その後複合材料３８を圧縮することによって製造することができる。さらに、外側カバー２４の通気性領域２５（図１）は、前述のプロセスで、好ましくは単一の繊維性基質３６と、所望の形状（通気性領域２５の形態）の輪転グラビアパターンとを利用することによって製造することができる。さらに、弾性ウエスト部１４及び弾性レッグカフ１２の複合材料は、前述のプロセスで、１以上の繊維性基質とそれぞれの輪転グラビアパターン形状とを利用することによって製造することができる。同様に、弾性サイドパネル１６の複合材料は、前述のプロセスで、１以上の繊維性基質とそれぞれの輪転グラビアパターン形状とを使用することによって製造することができる。
【００６０】
それに加え、脚部弾性体１２、ウエスト部弾性体１４、及びサイドパネル弾性体１６の弾性的な特性は、様々な二次操作によって提供することができ、これには複合材料を徐々に伸張させて繊維性基質を永久的に伸長させ、熱可塑性部材を基質の与えられた伸長範囲内で伸張できるようにすることが含まれる。あるいは、溶融熱可塑性部材の堆積前に、繊維性基質に張力をかけて繊維性基質を横断方向に固定し、それを溶融熱可塑性部材の堆積後に横断方向に力を加えて拡張させて、基質の与えられた拡張範囲内で熱可塑性部材を伸張できるようにすることもできる。
【００６１】
図７は、本発明の別のプロセス実施形態を示しており、複数の堆積デバイス５４及び５５を使用して基質３６上に１以上の熱可塑性材料を多重堆積させ、次いで基質３４と組み合わせ、及び／又はその後同１基質上に何回か堆積させる様子が示されている。
【００６２】
図８は、本発明のさらに別のプロセス実施形態を示しており、複数の堆積デバイス５４及び５７を使用して１以上の基質３６及び３４上に１以上の熱可塑性材料を多重堆積させる様子が示されており、これには２以上の基質上に別個に堆積させてからそれらを組み合わせることが含まれる。さらに、複数の堆積デバイスを使用すると、溶融熱可塑性材料のより大きい堆積重量、ｚ方向寸法のより大きいプロファイル変化、異なる熱可塑性材料を堆積させる能力、及び異なる色の熱可塑性材料を堆積させる能力、並びにこれらのいずれかの組み合わせを提供することができる。
【００６３】
（試験手順）
（液体不透性（水頭試験））
本発明者らが用いる試験方法は、「水の直立カラムによる圧力付加（Pressure Application by a Rising Column of Water）」手順Ｂ１という題名の項の「コーティングされた布帛のための標準試験方法（Standard Test Method for Coated Fabrics）」という題名のＡＳＴＭＤ７５１に準じた以下の方法である。
【００６４】
この試験の原理は、フィルム又は他の多孔質材料のような、約６４ｃｍ^２の試験片の上面側に加わる調節可能な蒸留水の水頭を増加させるものである。
【００６５】
試験片は、直径約８ｃｍの中心に置いたＯ−リングシールを設けて、約１０ｃｍ×１０ｃｍに切断する。試料プレートは、試験中に試験片の底面側を観察できる直径約７．６ｃｍの中心に置いた開口部を有する。試料を載せた試料プレートを、ネジを用いて下部に好都合に締め付けることのできる取り付けフランジによって、試料プレートを高さ約１ｍの内径７．６ｃｍパースペックス（Perspex）カラムの下方に慎重に位置決めする。任意選択的に、観察を容易にするために、試料プレート内の開口部の下方に鏡を位置決めすることができる。
【００６６】
パースペックス・カラムは、取り付けた時に試料の約１ｃｍ上方にくる、ポンプへの連結を可能にする直径約１ｃｍの側方を向いた開口部を有する。任意選択的に、試験後にカラム内を容易に空にできるように、この連結部に三方弁を取り付けることができる。
【００６７】
パースペックス・カラム内の液体の水頭が６０±２秒以内に２５．４ｃｍに上昇するように、ポンプを設定する。ポンプが始動したら、試験片の底面を観察する。試験片から最初の水滴が落下したら、直ちにポンプを停止させてパースペックス・カラム内の高さをｍｍ単位で記録する。
各材料について、５つの試料に試験を繰り返し、その結果を平均すべきである。
【００６８】
（引張特性）
ポリマー材料の厚さ及び選択に応じて、好適な試験方法には、「薄いプラスチックシートの引張特性に関する標準試験方法（Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting）」という題名のＡＳＴＭＤ８８２；「プラスチックの引張特性に関する標準試験方法（Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics）」という題名のＡＳＴＭＤ６３８；「ポリマーマトリックス複合材料の引張特性に関する標準試験方法（Standard test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix composite Materials）」という題名のＡＳＴＭＤ３０３９／Ｄ３０３９Ｍ；及び「織物用の引張試験機械に関する標準仕様（Standard Specification for Tensile Testing Machines for Textiles）」という題名のＡＳＴＭＤ７６を含めることができる。引張破壊データは、単位断面積当たりの応力、ＭＰａ（１０^６パスカル）で報告される。断面積は、応力の方向に垂直である。
各材料について、５つの試料に試験を繰り返し、その結果を平均すべきである。
【００６９】
（曲げ弾性率）
本発明者らが使用する試験方法は、「非強化及び強化プラスチック並びに電気絶縁材料の曲げ特性に関する標準試験方法（Standard Test Method for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials）」という題名のＡＳＴＭＤ７９０に準じた以下の方法である。この試験方法は、単純支持梁に適用される三点負荷システムを利用する。１つの好適な試験機械は、ニュージャージー州のレオメトリック・サイエンティフィック社（Rheometric Scientific Inc.）から入手可能なＤＭＴＡＭｋＩＶである。試料の調製、製法、及び運転範囲は、１９９７年１月付けのＤＭＴＡハードウェアマニュアル９０２−５０００１、ＲｅｖＡ．１に見出すことができる。曲げ弾性率データは、ＭＰａの単位で報告される。断面積は、曲げ平面に垂直である。
各材料について、５つの試料に試験を繰り返し、その結果を平均すべきである。
【００７０】
（水蒸気透過速度（ＭＶＴＲ））
本発明者らが用いる試験方法は、「標準乾燥剤試験方法（Standard Desiccant test method）」という題名の項の「材料の水蒸気透過に関する標準試験方法（Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials）」という題名のＡＳＴＭＥ９０に準じた以下の方法である。
【００７１】
既知量のＣａＣｌ_２をフランジ付きカップに入れる。試料材料をカップの上部に置き、保持リングとガスケットによってしっかり保持する。組み立て体の重量を測定し、初期重量として記録する。組み立て体を、一定温度（４０℃）・一定湿度（７５％ＲＨ）内に５時間置く。組み立て体を恒温恒湿槽から取り出し、天秤が置かれている部屋の温度に少なくとも３０分間置いて平衡状態にする。その後、組み立て体の重量を測定し、最終重量として記録する。水蒸気透過速度を計算し、ｇ／ｍ^２／２４時間で表す。
ＭＶＴＲ＝（最終重量−初期重量）×２４．０）／試料面積（ｍ^２）×５．０（恒温恒湿槽内に置いた時間）
各材料について、５つの試料に試験を繰り返し、その結果を平均すべきである。
【００７２】
（弾性的な特性）
本発明者らが使用する試験方法は、「硫化ゴム、熱可塑性ゴム、及び熱可塑性エラストマーの引張に関する標準試験方法（Standard Test Method for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Rubbers and Thermoplastic Elastomers-Tension）」という題名のＡＳＴＭＤ４１２−９８ａ；「ゴムに関する標準専門用語（Standard Terminology Relating to Rubber）」という名称のＡＳＴＭＤ１５６６；及び「織物用の引張試験機械に関する標準仕様（Standard Specification for Tensile Testing Machines for Textiles）」という題名のＡＳＴＭＤ７６に準じた以下の方法である。
【００７３】
複合材の弾性領域から１インチ×３インチ（２５．４ｍｍ×７６．２ｍｍ）のサイズの試料を得る。弾性複合材には、試料内の弾性部材の配向に対する試料の配向に左右される指向性があるので、４つの異なる配向をもった試料を調製する。すなわち、伸縮性のある領域から、機械方向（ＭＤ）、横機械方向（ＣＤ）、及び機械方向に対して±４５度に位置合わせされた長手軸をもった試料が取得され、ここで機械方向とは、弾性部材を基質に適用するプロセス中に基質が移動する方向である。各配向に沿って少なくとも３つの試料を準備する。１インチ×３インチ（２５．４ｍｍ×７６．２ｍｍ）の伸縮性のある領域が入手可能でなければ、可能な最大試料サイズを試験に使用し、それに応じて試験方法を調整する。試料の全表面には、目で見えるひび、傷、又は欠陥がないようにすべきである。
【００７４】
この試験には、マサチューセッツ州キャントンのインストロン・エンジニアリング社（Instron Engineering Corp.）又はミネソタ州エデンプレーリーのシンテック−エムティーエス・システムズ社（SINTECH-MTS Systems Corporation）から市販されている引張試験機を使用してよい。機器は、試験速度及び他の試験パラメータを制御し、データを収集、計算及び報告するためにコンピュータにつながれる。引張特性を、通常の実験室条件下（すなわち、約２０℃、相対湿度約５０％）で測定される。その手順は、次の通りである。
【００７５】
（１）試験用の適切なジョー（jaw）及びロードセルを選定し；ジョーは、試料に十分に適合する幅にすべきであり、通常は２．５ｃｍ（１インチ）幅のジョーが使用され；ロードセルは、被試験試料からの張力応答がロードセルの容量又は使用される荷重範囲の２５％〜７５％になるように選定され、通常は２０ｋｇ（５０ポンド）ロードセルが使用される。
（２）製造業者の説明書にしたがって機器を較正する。
（３）ゲージ長を１インチ（２５．４ｍｍ）に設定する。
（４）試料の長手軸がゲージ長の方向にほぼ平行になるように、試料をジョーの平らな表面に置く。
（５）クロスヘッドの速度を一定速度１０インチ／分（０．２５４ｍ／分）に設定して１１２％歪みに到達させ、その後１０インチ／分（０．２５４ｍ／分）で元のゲージ長に戻し、この予備張力付加サイクル後に、ストップウォッチを使用して実験時間の計測を開始する。
（６）予備張力付加を行った試料をクランプ固定し直してたるみを除去し、やはりゲージ長１インチ（２５．４ｍｍ）に維持する。
（７）ストップウォッチで３分が経過したら、一定速度１０インチ／分（０．２５４ｍ／分）で試料の伸張を開始し、機器によってこのサイクル中の荷重対歪み値を記録する。
（８）２００％歪み時の荷重を計算し、グラム／２５．４ｍｍ幅で報告する。
【００７６】
弾性部材については、３つの試料の平均結果を報告する。弾性複合材については、所与の配向を有する３つの試料から得られた結果を平均し、それらの平均値のうちの最大値を２００％歪み時の指向性荷重として報告する。
【００７７】
（含浸部材の厚さ（拡大法））
本発明者らが用いる試験方法は、「走査型電子顕微鏡を用いた断面測定による金属コーティングの厚さ測定に関する標準試験方法（Standard Test Method for Measurement of Thickness of Metallic Coatings by Measurement of Cross Section with a Scanning Electron Microscope）」という題名のＡＳＴＭＢ７４８、及び「走査型電子顕微鏡の倍率の較正手順（Practice for Calibrating the Magnification of a Scanning Electron Microscope）」という題名のＡＳＴＭＥ７６６に準じた以下の方法である。試験原理は、試料の断面を拡大して調査し、含浸ポリマー部材（基質の含浸されていない部分は除く）の厚さ、幅、又は断面積のような寸法を測定するものである。
【００７８】
含浸部材を含有する試料を液体窒素に３０秒間浸すことができ、その後、含浸部材上の所望の場所から所望の寸法平面内の断面を鋭利な剃刀で切断することができる。断面試料を、カリフォルニア州のテッド・ペラ社（Ted Pella Inc.）から得られる＃１６０８４−２のような導電テープ上に載置し、その後走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の載置ステージ上に置くことができる。次いで、ニュージャージー州のデントン社（Denton Inc.）から得られるデントンバキュームデスクＩＩ（Denton Vacuum DESK II）のような真空プラズマコーティングユニットを使用し、製造業者から提供される説明書を用いて断面試料に金メッキをすることができる。
【００７９】
試料は、ＳＥＭの製造業者の説明書を用いて観察及び記録することができる。好適なＳＥＭ試験装置Ｓ−３５００Ｎは日本の日立から入手可能である。試料は、約５０倍〜約３００倍の倍率で解析及び記録することができる。倍率は、対象寸法の長さ全体が視野に入るように調節される。各試料について記録された顕微鏡写真は、ＳＥＭの製造業者によって推奨される解像度で電子ファイルとして保管することができる。
【００８０】
各試料の顕微鏡写真の電子ファイルは、ブリティッシュコロンビア州バンクーバーのクオーツ・イメージング社（Quartz Imaging Corporation）から得られるクオーツＰＣＩ（Quartz PCI）バージョン４．２０のような、寸法測定用のソフトウェアアプリケーションにインポートすることができる。含浸部材と繊維性基質との間の界面には粗さがあるので、対象場所で複数の測定を実施し、それを平均して寸法を決定する。寸法は、１０ミクロン単位で記録することができる。
各断面試料について、対象寸法の５つの代表的な場所を測定し、その結果を平均すべきである。
【００８１】
（坪量）
本発明者らが用いる試験方法は、「紙及び板紙の坪量（単位面積当たり質量）に関する標準試験方法（Standard Test Method for Grammage of Paper and Paperboard（Mass Per Unit Area））」という題名のＡＳＴＭＤ６４６に準じた以下の方法である。
【００８２】
精密（±０．１ｍｍ）ダイ・ルール・プレス（die rule press）を用いて１０個の試験材料の試料を所望の寸法（１０ｃｍ×１０ｃｍ）に切断する。試料を、０．００１グラム単位で読み取れる較正済み重量測定天秤に載せる。１０個の試料の重量に１０を乗じて、坪量（グラム／メートル^２）として記録することができる。
【００８３】
（動的流体衝撃試験）
以下で述べる動的流体衝撃試験方法は、急激に立位から座位に移行した時に幼児からおむつのバックシートに加わる単位面積当たりのエネルギーを模倣するように設計されている。
【００８４】
動的流体衝撃試験方法は、図９に示される装置１００を利用する。０．０００１グラム単位で計量された吸収性材料１０２を、エネルギー吸収衝撃パッド１０３上に直接置く。この目的で、吸収性材料１０２は、オハイオ州のＶＷＲサイエンティフィック社（VWR Scientific）のワットマン研究部門（Whatman Laboratory Division）から入手可能な２番濾紙を含むことができる。吸収性材料は、被試験バックシート材料を通過する模擬尿を吸収及び保持できるものにすべきである。エネルギー吸収衝撃パッド１０３は、炭素ブラックが充填された架橋ゴムフォームである。約５インチ×約５インチ（１２５ｍｍ×１２５ｍｍ）の正方形の衝撃パッドは、密度約０．１１３２グラム／ｃｍ^３で、厚さ約０．３１２５インチ（７．９３７５ｍｍ）である。衝撃パッド１０３は、ＡＳＴＭ２２４０−９１による、ジュロ硬度値Ａ／３０／１５を有する。
【００８５】
直径の測定値が約２．５インチ（６３．５ｍｍ）である、円形の吸収性コア材料１０４の重量を測る。この目的で、吸収性コア材料には、１９９２年８月１１日にヘロン（Herron）他に発行された米国特許第５，１３７，５３７号に記載の個別に架橋された木材パルプセルロース繊維を含めることができる。吸収性コアは、坪量約２２８グラム／ｍ^２を有する。その後、吸収性コア材料に、その乾燥重量の約１０倍までの模擬尿を含ませる。これは、十分に尿を含んだ吸収性コアを表す。吸収性コア材料は、十分な量、例えばその乾燥重量の少なくとも約１０倍の模擬尿を保持できるようにすべきである。したがって、市販のおむつで現在使用されている他の吸収性コア材料も、吸収性コア材料として使用してよい。模擬尿は、蒸留水を含むことができる。
【００８６】
試験すべきバックシート材料１０５の断面を、清浄で乾燥したテーブル表面上に外表面を下に向けて置く。負荷がかけられたコア材料１０４を、バックシート材料１０５の中心に直接置く。次いで、バックシート／コアの配置を、ゴムバンド１０９によって衝撃アーム１０８の衝撃部分１０７にしっかりと固定する。バックシート／コアの配置は、コア１０４が衝撃部分１０７の底面１１０に隣接するように位置決めする。衝撃アーム１０８を、所望の衝撃エネルギーを提供する所望の衝撃角度に持ち上げる。次いで、衝撃アーム１０８を落下させ、衝撃と同時にストップウォッチを作動させる。その後アームを濾紙１０２上に１０秒間静置する。次いで、衝撃アーム１０８を持ち上げて、濾紙１０２を取り外し、デジタル天秤上に置く。濡れた濾紙の質量を、３分経過後に記録する。動的流体透過値（ＤＦＴＶ）は、次式を用いて計算され、ジュール／ｍ^２で表される特定の衝撃エネルギーにおけるグラム／ｍ^２として表される。
ＤＦＴＶ＝（濡れた濾紙の質量−乾燥濾紙の質量）／衝撃面積
ｍ^２で表される衝撃面積は、衝撃部分１０７の底面１１０の面積である。衝撃面積は、０．００３１７ｍ^２である。吸収性コア材料１０４は、表面１１０の衝撃面積よりもわずかに大きい面積を有するべきである。
【００８７】
本発明の特定の実施形態及び／又は個々の特徴について図示し説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、他の様々な変更及び修正を実施できることは当業者には自明である。さらに、このような実施形態及び特徴の全ての組み合わせが可能であり、またこれにより本発明を好ましく実施できることも明らかである。したがって、添付の請求項は、本発明の範囲内にあるこのような全ての変更及び修正を含むことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の使い捨て吸収性物品の１つの実施形態の斜視図である。
【図２】本発明の含浸熱可塑性部材の１つの実施形態の拡大図である。
【図３】図２に示される含浸熱可塑性部材の、線３−３に沿った断面図である。
【図４】図２に示される含浸熱可塑性部材の、線４−４に沿った断面図である。
【図５】本発明の複合材料の製作のための、本発明のプロセスの１つの実施形態の略図である。
【図６】図５に示されるプロセスの印刷シリンダパターンの拡大図である。
【図７】本発明の複合材料の製作のための、本発明のプロセスの別の実施形態の略図である。
【図８】本発明の複合材料の製作のための、本発明のプロセスのさらに別の実施形態の略図である。
【図９】動的流体透過値を測定するために使用される装置の略図である。

Claims

複合材料を形成する１以上の繊維性基質に少なくとも部分的に含浸された１以上の成形熱可塑性部材を含む物品において、該成形熱可塑性部材が、材料特性に変化をもたらす厚さプロファイルを有しており、該熱可塑性部材の厚さプロファイルの変化量百分率が、約５％から約９５％まで変化し得る物品。
該複合材料が、約３５０ＭＰａ〜約８０００ＭＰａの弾性係数を有する該物品の補剛領域を形成する、請求項１に記載の物品。
該複合材料が、約２，０００グラム／ｍ^２／２４時間〜約１０，０００グラム／ｍ^２／２４時間（ＭＶＴＲ）の水蒸気透過速度を有する該物品の通気性領域を形成する、請求項１に記載の物品。
該複合材料が、２００％伸張時に約５０グラム／２５．４ｍｍ幅〜約１０００グラム／２５．４ｍｍ幅の弾性力を有する該物品の弾性領域を形成する、請求項１に記載の物品。
該成形熱可塑性部材が、直線的な輪郭を有する領域、曲線的な輪郭を有する領域、三角形、四角形、台形、平行四辺形、多角形、円形、楕円形、及びこれらのいずれかの組み合わせから成る群から選択される形状を有する、請求項１に記載の物品。
該成形熱可塑性部材が、直線的な輪郭を有する領域、曲線的な輪郭を有する領域、三角形、四角形、台形、平行四辺形、多角形、円形、楕円形、及びこれらのいずれかの組み合わせから成る群から選択される形状によって画定される少なくとも１つの空隙を有する、請求項１に記載の物品。
該成形熱可塑性部材が、熱可塑性ポリマー、熱可塑性エラストマー、超吸収性ポリマー、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ホットメルト接着剤、及びこれらのいずれかの混合物又は組み合わせから成る群から選択される材料を含む、請求項１に記載の物品。
該繊維性基質が、ポリマー材料、天然材料、織布、不織布、編地、セルロース材料、及びこれらのいずれかの組み合わせから成る群から選択される、請求項１に記載の物品。
該物品が、乳児用おむつ、成人失禁用品、婦人衛生用品、乳児水泳用おむつ、食事用ナプキン、創傷用包帯、運動着、下着、上着、レインコート、病院用衣類、及び洗浄拭き取り用品から成る群から選択される、請求項１に記載の物品。
複合材料を形成する１以上の繊維性基質に少なくとも部分的に含浸された１以上の成形熱可塑性部材を含む物品において、該成形熱可塑性部材が、材料特性に変化をもたらす坪量プロファイルを有しており、該熱可塑性部材の坪量プロファイルの変化量百分率が、約５％から約９５％まで変化し得る物品。
少なくとも１つの繊維性基質に含浸された少なくとも１つの成形熱可塑性部材を含む複合材料の製造方法において、該方法は：
ａ）第１繊維性基質を提供する工程と；
ｂ）該第１繊維性基質上に第１熱可塑性材料を堆積させて、材料特性に変化をもたらす厚さプロファイルを有する少なくとも１つの成形熱可塑性部材を形成する堆積工程であって、該熱可塑性部材の厚さプロファイルの変化量百分率が、約５％から約９５％まで変化し得る値であり、該堆積工程が、凹版印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、及びフレキソ印刷から成る群から選択される工程と；
ｃ）第２基質を提供する工程と；
ｄ）該第１基質と該第２基質とを組み合わせて複合材料を形成する工程であって、該熱可塑性部材が、該第１基質に少なくとも部分的に含浸される工程とを含む。
該第２繊維性基質上に第２熱可塑性材料を堆積させて第２成形熱可塑性部材を形成する堆積工程をさらに含んでおり、該堆積工程が、凹版印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、及びフレキソ印刷から成る群から選択される、請求項１１に記載の方法。
該第１成形熱可塑性部材の上で、該第１繊維性基質上に第２熱可塑性材料を堆積させる堆積工程をさらに含んでおり、該堆積工程が、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、及びフレキソ印刷から成る群から選択される、請求項１１に記載の方法。
複合材料を形成する１以上の繊維性基質に少なくとも部分的に含浸された１以上の成形熱可塑性部材を含む複合材料において、該成形熱可塑性部材が、材料特性に変化をもたらす厚さプロファイルを有しており、該熱可塑性部材の厚さプロファイルの変化量百分率が、約５％から約９５％まで変化し得る複合材料。
該変化量百分率が、約２０％から約８０％まで変化する、請求項１４に記載の複合材料。
該成形熱可塑性部材が、直線的な輪郭を有する領域、曲線的な輪郭を有する領域、三角形、四角形、台形、平行四辺形、多角形、円形、楕円形、及びこれらのいずれかの組み合わせから成る群から選択される形状を有する、請求項１４に記載の複合材料。
該成形熱可塑性部材が、直線的な輪郭を有する領域、曲線的な輪郭を有する領域、三角形、四角形、台形、平行四辺形、多角形、円形、楕円形、及びこれらのいずれかの組み合わせから成る群から選択される形状によって画定される少なくとも１つの空隙を有する、請求項１４に記載の複合材料。
該成形熱可塑性部材が、熱可塑性ポリマー、熱可塑性エラストマー、超吸収性ポリマー、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ホットメルト接着剤、及びこれらのいずれかの混合物又は組み合わせから成る群から選択される材料を含む、請求項１４に記載の複合材料。
該繊維性基質が、ポリマー材料、天然材料、織布、不織布、編地、セルロース材料、及びこれらのいずれかの組み合わせから成る群から選択される、請求項１４に記載の複合材料。
約３５０ＭＰａ〜約８０００ＭＰａの弾性係数を有する補剛領域、約２０００グラム／ｍ^２／２４時間〜約１００００グラム／ｍ^２／２４時間の水蒸気透過速度を有する通気性領域、約５０ｍｍＨ_２Ｏ〜約７００ｍｍＨ_２Ｏの液体バリア静水頭を有する通気性領域、約０グラム〜約５グラムの動的液体衝撃力を有する通気性領域、約２００％伸張時に約５０グラム／２５．４ｍｍ〜約１０００グラム／２５．４ｍｍの弾性力を有する弾性領域、及び約３５０ＭＰａ〜約６０００ＭＰａの引張強度を有する補剛領域から成る群から選択される少なくとも１つの領域を含む、請求項１４に記載の複合材料。