JP2006089907A - 低コスト弾性ウェブの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不織ウェブ、その積層体、または複合体を製造する方法を提供する。
【解決手段】不織ウェブ、その積層体または複合体前駆物質を第１に延伸して第１の延伸された材料を用意し、第１の延伸された材料を引続き第２に第１延伸と実質的に同じ方向におよび実質的に同じ程度に延伸することにより、不織ウェブ、その積層体、または複合体を活性化することからなる。
【選択図】なし

Description

本発明は一般的に不織ウェブ、その積層体および複合体を活性化する方法に関する。より詳しくは本発明は、例えばおむつ、失禁作用を抑える物品、包帯および他の衛生用品に使用するための不織ウェブ、その積層体および複合体の活性化に関する。

不織布、特に安価なポリマーベース不織布は織物市場で使用が増加している。不織布は典型的に繊維ネットワークのウェブ、バット、マット、シートまたはフィルムである。これらは一般に不織ウェブまたはウェブと簡単に呼ばれる。不織ウェブを製造するために多くの異なる天然、合成および半合成ポリマー繊維が使用される。不織ウェブは１種類の繊維から、数種の異なる種類の繊維から、異なる繊維の積層体から、および複合体からなっていてもよい。繊維はステープル（短繊維）またはフィラメント（長繊維）からなっていてもよい。不織ウェブはしばしば積層体または複合体を形成するために他の材料と結合する。所望の場合は不織ウェブを形成する繊維を、例えば化学的結合剤を使用して互いに結合することができる。その他の場合は不織ウェブを一般に繊維の絡み合いにより機械的に結合する。

不織布の使用の１つの障害は、一部の不織ウェブのかなりの非弾性的性質であった。非弾性的織物はしばしばざらざらで、不快であり、従って織物としての使用が制限される。しかし不織ウェブはより弾性にすることができ、従って活性化として知られた方法により柔らかな感触にすることができる。不織ウェブの活性化はウェブの弾性限界をこえて１つまたは複数の方向にウェブを延伸または伸ばすことからなる。不織ウェブを弾性限界をこえて伸ばした場合に、一部の繊維、繊維間結合、および繊維内部の結合が破断することが予想される。不織ウェブの繊維および結合の破断がウェブの弾性率および柔らかさ、少なくとも伸びの程度の増加を生じることが予想される。

不織ウェブの活性化は典型的に２つの方法の１つにより行われる。米国特許第３８４９５２６号はその内容が引用により全部本明細書に含まれるが、フィルター材料のウェブを製造する方法に関する１つの方法を開示する。ウェブを回転軸に対して平行に配置されたローラーの長さを横断する横方向リブを有する一組のローラーにより延伸する。ローラーの横方向リブはギアーの２つの歯車と同様にかみ合うが、互いに接触しない。ウェブは移動方向、ほかの場合はローラー対の間のニップを通過するように、機械方向と呼ばれる方向に延伸する。

米国特許第５１６７８９７号はその内容が引用により全部本明細書に含まれるが、弾性を付与するために貼り合わせウェブを増加して延伸する方法に関する１つの選択的延伸法を記載する。前記方法は回転軸に実質的に垂直なリブを有する組み合わせた、波形のまたは溝のついたローラーのニップを通過することにより不織ウェブを延伸することにより横方向に延伸することからなる。波形ローラー上の反対向きのリブの重なりの程度を調節してウェブの延伸または伸びの程度を調節することができる。この方法で、ローラーの間のニップを通過するように不織ウェブを横方向、すなわち移動方向に垂直に延伸する。

米国特許第４２２３０５９号はその内容が引用により全部本明細書に含まれるが、配向可能なポリマー繊維からなる不織ウェブを延伸する方法を記載する。繊維を選択的に分量を増加して延伸し、第１および第２ステーションで二軸方向に延伸されたウェブを形成し、その際第１および第２ステーションはローラーのそれぞれローラーの組の軸に対して平行なおよび垂直な溝を有するローラーの組が用意されている。

米国特許第５１４３６７９号はその内容が引用により全部本明細書に含まれるが、弾性を付与するために歪ゼロの延伸貼り合わせウェブを増加して延伸する方法および装置を記載する。かみ合う波形ローラーの複数の対の間に貼り合わせウェブを通過させることにより機械的延伸作業を実施し、ウェブを複数の工程で逐次的に延伸するために、ローラーのそれぞれの対が先行する対より大きいかみ合いの程度を示す。この明細書はウェブのよりなだらかな延伸がウェブへの損傷を最小にすることを予想すると記載する。

不織ウェブがしばしば積層体または複合体を形成するために材料と結合するので、活性化工程も同様に不織ウェブそれ自体よりむしろ不織ウェブを含有する積層体または複合体上で実施することができる。例えば米国特許第５８６１０７４号はその内容が引用により全部本明細書に含まれるが、積層体を延伸するために、斜めにかみ合う延伸機、横方向にかみ合う延伸機、機械方向にかみ合う延伸機、または増加的に延伸する技術を使用することを記載する。
米国特許第３８４９５２６号 米国特許第５１６７８９７号 米国特許第４２２３０５９号 米国特許第５１４３６７９号 米国特許第５８６１０７４号

不織ウェブおよびその積層体または複合体の活性化の１つの欠点は、前記方法が不織ウェブの構造を破壊することである。これは活性化された製品に実行可能な構造を維持するために、高い品質で高価な前駆物質不織ウェブの使用を必要とする。例えば２５ｇ／ｍ^２以上の典型的な基本質量（織物の単位面積の質量）が商業的に使用される。

公知の装置、方法および設備の問題および欠点の説明はこれらの公知のものを排除するように本発明を限定することを目的としていない。そうではなく本発明はここに記載される欠点および問題で煩わされることなく、公知の装置、方法および設備の１種以上を含む。

本発明において、不織ウェブ、その積層体、複合体を活性化する方法が記載され、その際不織ウェブ、その積層体または複合体前駆物質を第１延伸手段により延伸して第１の延伸された材料を用意する。第１の延伸された材料を引続き第２延伸手段により第１延伸手段と実質的に同じ方向におよび実質的に同じ伸びの程度に延伸する。

本発明において、不織ウェブ、その積層体または複合体を活性化する方法が記載され、不織ウェブ、その積層体または複合体前駆物質を延伸して第１の延伸された材料を用意する第１手段および第１の延伸された材料を第１延伸手段と実質的に同じ方向におよび実質的に同じ伸びの程度に延伸する第２手段を含む。第１および第２延伸手段は例えばギアーローラーの回転軸に平行または垂直なリブ、溝、または歯を有する、かみ合うギアーローラーの組であってもよい。

他の構成において、活性化された不織ウェブ、その積層体または複合体が提供され、これにより不織ウェブ、その積層体または複合体前駆物質を第１に延伸して第１の延伸された材料を用意し、引続き第１の延伸された材料を第２に第１と実質的に同じ方向におよび実質的に同じ程度で延伸することにより材料を製造する。不織ウェブ、その積層体または複合体は他の方法により活性化されたウェブに比べて優れた機械的特性を有することができる。

他の構成において、不織ウェブ、その積層体または複合体前駆物質を第１に延伸して第１の延伸された材料を用意し、引続き第１の延伸された材料を第２に第１と実質的に同じ方向におよび同じ程度に延伸することにより製造される活性化された不織ウェブ、その積層体または複合体を有する吸収剤が提供される。

他の構成は引き続く説明で、以下に示される図面により明らかにされる。

発明の詳細な説明
ここに使用される用語は具体的な構成を説明するためのみであり、請求の範囲を限定することを目的としていない。この明細書で全体に使用されるように単数形の冠詞はほかに明らかに記載されない限り複数形の冠詞を含む。

他に記載されない限り、ここに使用されるすべての技術的および科学的用語は本発明が属する当該技術で一般に理解されているものと同じ意味を有する。本明細書に記載されるのと同様のまたは相応する方法および材料を実際にまたは実施例の試験に使用できるにもかかわらず、有利な方法、装置および材料を記載する。ここに記載されるすべての刊行物は刊行物に報告され、これに関して使用することができる種々のウェブ、フィルム、積層体、処理方法および物品を記載および説明する目的で引用する。ここにはこれらの開示内容が技術水準であることを認めると説明されるものは存在しない。

本発明は２つの工程で活性化を行い、２つの活性化を実質的に同じ方向で実質的に同じ程度の活性化で行うことにより安価な前駆物質不織ウェブを使用し、許容される最終使用特性を有する活性化された不織ウェブ、その積層体または複合体を製造する可能性を有する。仕上げ製品の引っ張り特性および弾性は、ウェブに適用される延伸の程度に関してより過酷な１つの活性化工程または二重の活性化工程を行う、かまたは第２活性化工程が第１工程より材料に高い程度の延伸を適用する、より高価な不織ウェブ、その積層体または複合体と同じほど良好であるかまたは優れている。

“実質的に”の用語は与えられた特性またはパラメーター（方向のような）が記載された値から約１０％だけ変動してもよいことを意味する。有利に前記特性またはパラメーターは記載された値の５％未満だけ、より有利に３％未満だけ変動する。

“浸透性”の用語は浸透して基板を通過する蒸気または液体の能力を示す。

“ウェブの伸張性”の用語は繊維、繊維の間の結合の破断、またはウェブ構造の過度の歪みなしに、張力によりウェブに負荷することができる歪みの量（歪みゼロ状態に関する％）のことである。与えられた任意の方向に伸張可能である不織ウェブは、その方向にウェブに張力を適用した場合に、繊維または繊維の間の結合が破断せずに、ウェブがその方向に膨張し、ウェブに歪みが生じることを意味する。

変形したウェブの伸張性は２つの成分を有する。１つはウェブの内在的伸張性であり、本来の変形しない状態のウェブの伸張性に関する。第２成分は変形で生じた伸張性であり、変形した構造のために与えられた方向にウェブを伸張するために適用することができる歪みに関する。例えば変形したウェブを変形で生じた伸張性の位置まで延伸した後にウェブが主に変形しない状態にあることが理解できる。

ここで使用されるように、“吸収剤製品”の表現は体液または他の身体の浸出物を吸収し、含有する製品を意味する。より具体的に吸収剤製品は身体から排出される種々の浸出物を吸収し、含有するために着用者の身体に対してまたは近くに配置される衣類を含む。

“屈折点伸び”の表現は材料をその現在の張力の位置をこえて増加して延伸するために必要な応力の適用の速度を著しく増加した場合に生じる材料の応力／歪み引っ張り曲線での変曲点である。この開示の目的のために、屈折点伸びは、伸びを有する引っ張り力の増加速度に到達し、その後１インチ（２５.４ｍｍ）の幅を有する試料で測定して０.１Ｎ／％の伸びを上回る材料の応力／歪み曲線での位置に関する。屈折点伸びの重要性はウェブを延伸するために適用される応力に関してますます困難になる位置を規定することである。従って柔らかい構造に関して屈折点伸びができるだけ高く、ウェブが主観的に延伸性を感じることが好ましい。

“ピーク力”の表現は、試料幅１インチ当たりのニュートン（Ｎ／ｉｎ）で表される材料の引っ張り曲線で認識される最大の力に関する。使用の際に材料が十分な強度を有することを保証するために、８.０Ｎ／ｉｎの最低ピーク力が望ましい。

１つの実施例において、不織ウェブ、その積層体または複合体を活性化する方法が提供される。前記方法は不織ウェブ、その積層体または複合体を第1に延伸し、第1延伸材料を用意し、引き続き第1延伸材料を第２に第１の延伸と実質的に同じ方向におよび実質的に同じ程度に延伸することからなる。

不織ウェブ、その積層体または複合体は任意の適当な繊維からなっていてもよい。例えばポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリエステル、レーヨン、セルロース、ナイロン、およびこれらの繊維の組み合わせが不織ウェブに使用するためにすべて適している。前記構成の不織ウェブは不織ウェブを形成する任意の方法の生成物であってもよい。例えば不織ウェブをカーディング、紡糸結合、湿式堆積、空気堆積、および溶融吹き込みすることができ、これらの方法は当該技術で周知である。当該技術での１つの知見は製造した不織ウェブをその成分の繊維から製造する多くの方法を認識し、ここに提供されるガイドラインを使用して利用できる多くの異なる種類の繊維を認識する。１つの実施例において、ウェブはポリプロピレン繊維から製造された紡糸結合材料である。

必要な場合は不織ウェブを別のフィルムと一緒に積層するかまたはその他の場合は複合体構造を形成することができる。例えば不織ウェブの少なくとも１つの層を使用してフィルムが１つの表面から第２の表面に延びる複数の孔を有する開口のあるフィルムを形成することができる。開口のあるフィルムは二次元のフィルムであってもよく、この場合にフィルムの第１表面とフィルムの第２表面を結合する孔に三次元構造が存在せず、または三次元フィルムであってもよく、この場合にフィルムの表面に突起が見出される。突起は有利に多角形、例えば正方形、六角形、五角形、楕円形、円形、卵形、細長い溝等の形状で、規則的なまたは不規則な形で存在する。

フィルムは単層フィルム、同時押し出しフィルム、被覆フィルムまたは複合フィルムであってもよい。被覆フィルムは分離せずに結合した同じかまたは異なる材料の薄い層で引き続き被覆された（例えば押し出し被覆、接触圧被覆、または印刷）単層または同時押し出しフィルムからなるフィルムである。複合フィルムは少なくとも２個のフィルムが接合法で結合している１つより多いフィルムからなるフィルムである。接合法はフィルム層の間に付着層を配合できる。

積層体に使用されるフィルムは任意の適当な材料からなっていてよい。例えばフィルムは弾性ポリマーから形成されていてもよい。弾性フィルムは不織ウェブ上に溶融押し出しすることにより直接的貼り合わせ用のフィルムに処理できるポリオレフィンタイプからなっていてもよい。適当な弾性ポリマーは生分解可能または環境分解可能であってもよい。フィルムに適した弾性ポリマーは、限定するものでないが、ポリ（エチレン−ブテン）、ポリ（エチレン−ヘキセン）、ポリ（エチレン−オクテン）、ポリ（エチレン−プロピレン）、ポリ（スチレン−ブタジエン−スチレン）、ポリ（スチレン−イソプレン−スチレン）、ポリ（スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン）、ポリ（エーテル−エステル）、ポリ（エーテル−アミド）、ポリ（エチレン−ビニルアセテート）、ポリ（エチレン−メチルアクリレート）、ポリ（エチレン−アクリル酸）、ポリ（エチレン−ブチルアクリレート）、ポリウレタン、ポリ（エチレン−プロピレン−ジエン）、エチレン−プロピレンゴム、ポリイソプレン、およびブタジエン−スチレンコポリマーが含まれる。シングルサイト触媒から製造されるポリオレフィンと一般に呼ばれる新しい種類のゴム様ポリマーも使用できる。最も有利な触媒はメタロセン触媒であり、これによりエチレン、プロピレン、スチレン、および他のオレフィンをブテン、ヘキセン、オクテン等と重合して本発明の原則により使用に適するエラストマー、例えばポリ（エチレン−ブテン）、ポリ（エチレン−ヘキセン）、ポリ（エチレン−オクテン）、ポリ（エチレン−プロピレン）および／またはこれらのポリオレフィンターポリマーを生じることができる。一部の有利な実施態様において、前記エラストマー材料は弾性ブロックコポリマーのような高い性能の弾性材料を含有することができる。適当な弾性ブロックコポリマーはＫＲＡＴＯＮ（登録商標）（ＫｒａｔｏｎＰｏｌｙｍｅｒ Ｈｏｕｓｔｏｎ、Ｔｅｘａｓから販売されている）である。

ポリエチレンはフィルムを製造するための有利な材料である。例えば低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、またはＬＤＰＥおよびＬＬＤＰＥの配合物、ポリプロピレン、およびこれらの組み合わせが有用である。１つの実施態様においてフィルムを中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）少なくとも約１０質量％、または約１０質量％〜約５０質量％および残りがＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥまたはＬＤＰＥおよびＬＬＤＰＥの配合物からの混合物から製造する。フィルムは高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）少なくとも１０質量％または約１０〜約５０質量％および残りがＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、またはＬＤＰＥおよびＬＬＤＰＥの配合物からの混合物から製造することができる。特に有利なフィルム材料はＬＤＰＥが配合されたメタロセンＬＬＤＰＥからなる皮膜層を有する同時押し出しフィルムであり、コア材料はスチレンポリマー、有利にスチレンブタジエンゴム配合物である。それぞれの材料組成物は一般にポリマーに対して少ない％で付加的な材料、例えば加工助剤、着色剤（例えば白色体質顔料）および界面活性剤を含むことができる。ここでＬＬＤＰＥの使用はメタロセン触媒を使用して製造され、一般にｍＬＬＤＰＥと呼ばれるＬＬＤＰＥを含む。

フィルムは注型またはインフレート法を含み、これに限定されない任意の適当な方法により製造することができる。押し出し法は当業者に周知であり、ここで用意されるガイドラインを使用して任意の適当な押し出し法を使用してポリマーの溶融シートを製造することができる。これらの押し出し法は一般に押し出し機に材料を供給するメカニズム、材料を溶融し、混合するメカニズム、溶融した材料を成形ダイに移送するメカニズム、およびポリマーの溶融シートを冷却してポリマーフィルムを形成するメカニズムを有する。第２フィルムまたは不織ウェブを溶融シートに貼り合わせる場合に、第２フィルムまたはウェブを冷却工程に関係することができる。

原料を押し出し機に供給するために適した方法および装置は周知である。１つの有利な供給メカニズムは真空パイプに接続された真空ポンプのような搬送メカニズムからなり、パイプがポリマー材料の容器に浸漬している。調節したやり方でポンプはパイプに真空を形成し、パイプが容器からポリマーを吸入し、供給ホッパーにポリマーを堆積する。供給ホッパーは典型的に供給装置を有し、該装置は正確に調節された量のポリマーを押し出し機の受け取り空隙に堆積する。多くの空隙および供給ホッパーは１つの押し出し機に存在することができ、これにより多数の成分を供給することができる。付加的に帯電防止装置および振動装置を供給ホッパーにまたは近くに配置することができ、ポリマーの正確な供給を助ける。当業者に知られたまたは後で発見された他の供給メカニズムは本発明に使用するために考慮される。

１つの有利な溶融成形ダイは注型ダイであるが、インフレーションダイのような他のタイプのダイが可能である。ダイは溶融ポリマーシートを形成し、これを引き続き冷却してフィルムまたは積層構造を形成する。

１つの選択的な実施態様において、溶融ポリマーがペレット化ダイを介して押し出し機に存在する（多くの小さい開口を有する平坦な、シリンダープレート）。ポリマーがダイを通過するとポリマーの糸が形成される。糸を引き続き冷却し、回転ナイフにより切断する。切断した糸は配合ペレットと呼ばれる。配合ペレットを引き続き第２押し出し機に搬送することができ、ここで再び溶融し、ダイに搬送し、シートを形成し、シートを引き続き冷却してフィルムまたは積層構造を形成する。若干の実施態様において配合ペレットを第２押し出し機で他のポリマーペレットと結合する。

冷却メカニズムは当該技術で知られており、現在知られているかまたは後で発見される冷却メカニズムを使用することができる。一次冷却メカニズムは互いに反対に加圧される２つの冷却ローラーを有するエンボスステーションを含むことができる。溶融ポリマーをエンボスローラー（それぞれ彫刻ローラーおよびアンビルローラーと呼ばれる）の間を通過させ、ここで冷却剤ローラーと接触することにより冷却する。選択的にローラーは両方とも彫刻ローラーまたはエンボスローラーを有しない平滑なチルローラーであることができる。他の周知の冷却装置は１つのローラーの上をポリマーシートを通過させ、溶融ポリマーに空気または冷却水カーテンを適用し、１つの冷却ローラーを接触させることからなる。空気または水のカーテンロールとの接触が冷却に寄与する。

他の周知の冷却メカニズムは真空の存在で孔のあいたスクリーンの上をポリマーシートを通過することからなる。真空はポリマーシートをスクリーンに密に接触させ、ポリマーを冷却する。１つの実施態様において、真空とスクリーンの組み合わせは孔のあいたスクリーン表面の形状にポリマーシートを一致させ、フィルムに突出部を形成する。スクリーンが接触するフィルムの側面は形成されたフィルム内部表面と呼ばれ、内部表面の反対側のフィルムの側面は形成されたフィルム外部表面と呼ばれる。突出部は孔があいていてもよく、または孔があいていなくてもよい。この方法での孔のあいたフィルムの形成は当該技術で知られており、米国特許第３０４５１４８号、第４１５５６９３号、４２５２５１６号、第４５０８２５６号、および第４５０９９０７号に例示され、これらの開示内容は引用により全部本発明に含まれる。

他の穿孔手段はフィルムに導入し、フィルムがロールを通過する際に孔を形成する突出ピンまたはブレードを有する穿孔ロール上をフィルムを通過することを含む。これらの方法において、穿孔ロールの半体の位置にフィルムを保持するベーキングロールを一般に使用する。穿孔ロールとベーキングロールの間のニップで引き続き該当する穿孔を行う。

一部の実施態様を使用する腐食ウェブ、その積層体または複合体の活性化は活性化された不織ウェブの強度、弾性および他の重要な特性を犠牲にせずにかなり低い品質の繊維の使用を可能にする。従って１つの実施態様において不織ウェブ前駆物質は２５ｇ／ｍ^２以下の基本質量を有する。他の実施態様において不織ウェブ前駆物質は２０ｇ／ｍ^２以下の基本質量を有する。

他の実施態様は不織ウェブ、その積層体または複合体を活性化する方法を提供する。前記方法は不織ウェブ、その積層体または複合体を延伸し、第１延伸材料を生じる第１手段を有する。前記方法は更に第１延伸材料を第１手段と実質的に同じ方向におよび実質的に同じ程度に延伸する第２手段を有する。

不織ウェブ、その積層体または複合体を延伸する第１手段および第２手段は、例えば図１に例示される、ギアー状ローラー対を通過してフィルムを延伸することにより延伸を実施するかみ合いギアー（ＩＭＧ）機器であってもよい。機械方向での不織ウェブの延伸を達成するために、ローラー１はローラーの回転軸に平行に延びるリブ、溝または歯２を有する。図１に示される実施態様が１つの概略図にすぎず、ローラーの配置が多くの選択的構成を有することは当業者が認識している。

横方向の不織ウェブの延伸を達成するために、ローラーは図２に示されるローラーの回転軸に垂直に延びるリブ、溝または歯を有する。かみ合いギアー１０は２つの異なる直径の円板１１および１２の交互のスタックとして記載することができる。直径が長い円板１１は直径が短い円板１２とローラー上に交互に配置される。２つのローラーは一方のローラーの長い直径の円板１１が他方のローラーの短い直径の円板１２に向かい合うように配列している。このようにしてローラーの回転軸に垂直に延びるリブ、溝または歯がかみ合う。

ローラーを配置することができる軸は２つの機器の側面プレートの間に配置することができ、第１の軸が固定したベアリングに配置され、第２の軸がベアリングに、滑走する部品に配置される。滑走する部品の位置はスクリューまたは他の装置を調節することにより運転可能なくさび形部品を使用して調節できる。くさびを外または中に回転させると、垂直に滑走する部品がそれぞれ下または上に移動し、第２のかみ合いロールのギアー状の歯が第１のかみ合いロールと更にかみ合うかまたは離れる。側面フレームに取り付けたマイクロメーターがかみ合いロールの歯のかみ合い深さを表示する。

空気シリンダーを使用して滑走する部品をそのかみ合わせた位置に、延伸する材料により生じる反対の力に対抗するために調節するくさびに対して強固に保持することができる。これらのシリンダーはかみ合わせ装置に材料を通過するためにまたは活性化した場合にすべての機械のニップ位置を開放する安全循環路と組み合わせて上側および下側のかみ合わせローラーを互いに離すために引き離すことができる。

駆動手段は典型的に固定したかみ合わせロールを駆動するために利用する。かみ合わせローラーが一定のかみ合わせで存続する場合は、駆動されるローラーから不織ウェブ、その積層体または複合体を介して第２ローラーにトルクが移動するので、第２のかみ合わせローラーを典型的に駆動する必要がない。歯は有利に回転トルクを移送することを目的としてなく、通常のかみ合わせ延伸作業で金属から金属に接触しない。

ローラーの回転軸に平行なリブ、溝または歯を有するローラーの場合は、駆動ローラーから第２かみ合わせローラーの取り外しを容易にするために、バックラッシのない歯車装置を取り付けることが有利である。バックラッシのない歯車装置は再かみ合わせの際に一方のかみ合わせローラーの歯が常に他方のかみ合わせローラーの歯の間に入ることを保証する。この特徴はかみ合う歯の付加物の間の物理的接触を潜在的に損傷することを回避する。かみ合うローラーが一定のかみ合わせで維持される場合は、第２のかみ合わせローラーは典型的に駆動する必要がない。第２ロールの駆動は延伸される材料を通過する駆動されるかみ合わせロールにより達成される。歯は回転トルクを伝えることを目的とせず、通常のかみ合う延伸作業で金属から金属に接触しない。

ローラーの回転軸に垂直なリブ、溝または歯を有するローラーの場合は、移動可能な第２の軸が上がるかまたは下がる場合に２つのかみ合うローラーの軸を平行に維持する手段を取り付けることが有利である。これはかみ合う歯の間の物理的接触を潜在的に損傷することを回避するために、一方のかみ合わせローラーの歯が他方のかみ合わせローラーの歯の間に入ることを必然的に保証する。この平行な動きは例えば垂直に滑走する部品に並列してそれぞれの側面フレームに固定したギアーラックを取り付けたラックピニオン装置により保証される。ギアーはこの軸のそれぞれの端部に存在し、所望の平行な動きを生じるためにラックを有するかみ合わせで運転する。

特に有効な構成の１つの例は約５０°Ｆ〜約２１０°Ｆ、より有利に約７０°Ｆ〜約１９０°Ｆの範囲に温度調節できるＩＭＧローラーを使用する。ロール温度は加熱または冷却した液体の内部流、電気装置、加熱／冷却の外部供給源、これらの組み合わせおよび当業者に明らかである他の温度調節および維持法により維持できる。有利な温度調節法は加熱または冷却した液体のローラーを通過する内部流である。

ローラー歯車のかみ合い深さはウェブが処理される伸びの程度を決定する。ローラー歯車のかみ合わせ深さと前駆物質ウェブ組成物の間に一般に平衡が生じ、これらはウェブの多くの重要な物理的特性に影響する。ピッチの選択、歯の深さおよびかみ合わせ深さに影響する一部の要因はウェブの組成、所望の最終特性（通気性、吸収性、強度、布の感触）およびＩＭＧローラーの幅および直径が含まれる。不織ウェブ、その積層体または複合体の最終的適用は所望の最終的特性を決定するので、これらの選択に影響する。

ＩＭＧローラーの幅は経済的および技術的限界を示し、幅が増加するとローラーの質量が増加し、ローラーにより経験される歪みの量が増加する。歪みは延伸法だけでなく、ローラーの製造法においても変形を生じ、特にピッチおよび歯の深さが増加する。当業者はここに用意されたガイドラインを使用して前記の多くの要因に依存して横方向に延伸する適当な手段を形成することができる。

他の実施態様はＩＭＧローラーを使用せずにウェブを増加して延伸することを含む。この実施態様において、図３に示されるように、不織ウェブ、その積層体または複合体を延伸する第１手段、および不織ウェブ、積層体または複合体を延伸する第２手段が存在する。当業者は図３に示された実施態様が概略図にすぎず、第１手段および第２手段がここに用意されるガイドラインに従って多くの選択的構成を有することを認識している。

図３は一般に異なる周速度で回転する一列のローラー（ローラー３３、３４の第１組および第２組およびローラー３５，３６の第１組および第２組）を示す。不織ウェブ、その積層体または複合体を延伸する第１手段３０はローラーの第１組３３およびローラーの第２組３４からなる。不織ウェブ、その積層体または複合体を延伸する第２手段３１はローラーの第１組３５およびローラーの第２組３６からなる。ローラーのそれぞれの組３３、３４，３５および３６上のローラーは不織ウェブ、その積層体または複合体を摩擦によりかみ合うための摩擦によりかみ合う手段３２を有することができる。摩擦によるかみ合い手段はここのガイドラインを使用して当該技術の１つにより認識されるように、紙やすりまたは他の手段に類似していてよい。

不織ウェブ、その積層体または複合体を延伸する第１手段３０の駆動ローラー３４の第２組は第１手段３０の駆動ローラー３３の第１組より速い線周速度で運転する。不織ウェブ、その積層体または複合体と摩擦によるかみ合わせ手段３２の間の摩擦係数が十分に高い場合は、駆動ローラーの第１組３３および第２組３４の間の間隙でウェブを延伸させ、機械方向の伸びを生じる。不織ウェブ、その積層体または複合体を延伸する第２手段３１の駆動ローラー３６の第２組は同様に第２手段３１の駆動ローラー３５の第１組より速い線周速度で運転する。不織ウェブ、その積層体または複合体と摩擦によるかみ合わせ手段３２の間の摩擦係数が十分に高い場合は、不織ウェブ、その積層体または複合体を駆動ローラーの第１組３５および第２組３６の間の間隙で再び延伸して機械方向の伸びを生じる。伸びの第１手段３０での不織ウェブ、その積層体または複合体の伸びの程度は伸びの第２手段３１での伸びの程度と実質的に同じである。

他の実施態様は、前駆物質不織ウェブ、その積層体または複合体を第１に延伸して第１の延伸材料を生じることにより製造される活性化された不織ウェブ、その積層体または複合体を用意する。前記方法は更に第１延伸材料を第２に第１延伸と実質的に同じ方向でおよび実質的に同じ程度に延伸して活性化された不織ウェブ、その積層体または複合体を生じることからなる。

一部の実施態様において、活性化された不織ウェブ、その積層体または複合体は２５ｇ／ｍ^２以下の基本質量を有する不織前駆物質から製造する。この低い基本質量の前駆物質の使用は活性化された不織ウェブ、その積層体または複合体の製造を公知方法により製造されたものより安価にすることができる。それにもかかわらず活性化された不織ウェブ、その積層体または複合体は優れた強度および弾性特性を有する。

例えばそれぞれ０.２インチの深さに２回活性化した不織ウェブ／弾性積層体前駆物質の試料（不織布基本質量２５ｇｓｍ）は試料幅１インチ当たり１０.５２Ｎのピーク力を有した。比較して１回目に０.１７５インチでおよび２回目に０.２インチで増加して活性化した同じ前駆物質は試料幅１インチ当たり８.５４Ｎのピーク力を有した。更にそれぞれ０.２インチの深さに２回活性化した同じ前駆物質は０.１Ｎ／１０２.８７％の伸び％の屈折点伸び値を有した。比較して０.２インチで１回活性化した同じ前駆物質試料は０.１Ｎ／６３.８％の伸び％の屈折点伸びを有した。

他の実施態様において、活性化された不織ウェブ、その積層体または複合体は２０ｇ／ｍ^２以下の基本質量を有する不織前駆物質から製造する。再び低い品質の前駆物質ウェブの使用は活性化された生成物の製造を強度および弾性特性を過度に犠牲にすることなく安価にすることができる。例えばそれぞれ０.２インチの深さに２回活性化した不織ウェブ／弾性積層体前駆物質の試料（不織布基本質量２０ｇｓｍ）は試料の幅１インチ当たり８.７７Ｎのピーク力を有した。比較して１回目に０.１７５インチでおよび２回目に０.２インチで増加して活性化した同じ前駆物質は試料幅１インチ当たり７.４３Ｎのピーク力を有した。更にそれぞれ０.２インチの深さで２回活性化した同じ前駆物質は０.１Ｎ／１０９.２９％の伸び％の屈折点伸びを有した。比較して０.２インチで１回活性化した同じ前駆物質試料は０.１Ｎ／６５.４２％の伸び％の屈折点伸びを有した。

他の実施態様は、本発明の方法により製造された活性化された不織ウェブ、その積層体または複合体を含む吸収剤製品を提供する。一部の有利な実施態様において、吸収剤製品は不織ウェブおよび弾性フィルムの活性化された積層体から製造される。不織ウェブおよび弾性フィルムはここに記載される任意のポリマーまたはここのガイドラインを使用して当業者に認識される他のポリマーから製造される。活性化された材料が表面シート、裏面シート、締結部品、側面パネルの部品として、および他の吸収剤製品の延伸可能な部品として含まれることが有利である。不織ウェブ、その積層体または複合体を延伸するために利用される延伸手段はここに記載された任意の手段またはここのガイドラインを使用して当業者により認識される他の適用可能な手段であってもよい。

不織布（Ｓｏｆｓｐａｎ（登録商標）２００、ＢＢＡ Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ、Ｏｎｅ Ｌａｋｅｖｉｅｗ Ｐｌａｃｅ−Ｓｕｉｔｅ２０４、Ｎａｓｈｖｉｌｌｅ、ＴＮ３７１２４ ＵＳＡ）およびエラストマー形成フィルム（Ｆｌｅｘａｉｒｅ（登録商標）、４０ｇｓｍ Ｔｒｅｄｅｇａｒ Ｆｉｌｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、１１００ Ｂｏｕｌｄｅｒｓ Ｐａｒｋｗａｙ、Ｒｉｃｈｍｏｎｄ、ＶＡ２３２２５ ＵＳＡ）の試料を真空結合し、ひれ付きローラーの組、ＢＩＡＸ Ｆｉｂｅｒｆｉｌｍ（ＢＩＡＸ Ｆｉｂｅｒｆｉｌｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｎ９９２ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｄｒｉｖｅ、Ｓｕｉｔｅ Ｂ、Ｇｒｅｅｎｖｉｌｌｅ、ＷＩ５４９４２ ＵＳＡ）の間で活性化した。表に示された活性化パターンはギアーローラーの歯のかみ合い深さに関する。これは１つの活性化ローラーのリブ、溝または歯が反対側の活性化ローラーのリブ、溝または歯の間に浸透する最大深さである。例えば活性化深さ２００は積層体が一度活性化され、２００ミル（１インチの１０００分の１）の深さであることを示す。２００／２００パターンは積層体が２回活性化され、それぞれ２００ミルの深さであることを示す。

ゲージ長さ２インチ（５０.８ｍｍ）の試料をＳｙｎｅｒｇｉｅ（登録商標）２００引っ張り試験器（ＭＴＳ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｒｐ、１４０００ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｒｉｖｅ、Ｅｄｅｎ Ｐｒａｉｒｉｅ、ＭＮ５５３４４ ＵＳＡ）で５００ｍｍ／分の速度で延伸した。示された数値は４回の試行の平均である。

表１は積層体のピーク力および屈折点伸びに対する不織布基本質量および活性化パターンの作用を示す。二重の活性化は優れた屈折点伸びを生じるが、ピーク力のある程度の損失を犠牲にしている。

表２は第２の活性化が第１の活性化より大きい程度である方法の使用に関する本発明の利点を示す

第２活性化に２００ミルのかみ合い深さを使用するすべての試料は同様の屈折点伸びを有する。これらの試料の中で、２００ミルでのより少ないかみ合い深さおよび引き続きより大きいかみ合い深さを使用する二重の活性化の試料は、２つの同じかみ合い深さを使用する試料に比較して劣ったピーク力値を生じる。２０ｇｓｍ不織布を使用する２つの活性化に関する２００ミルでの試料の二重の活性化は許容できる生成物を生じる。

特に有利な構成は基本質量２０および１７５／１７５の活性化深さにより示された実施例により示される。

本発明の実施例は２つの活性化法により処理されるウェブに限定されない。しかし本発明は２つの活性化法に限定されず、例えば３個または４個の他の活性化により特徴付けられる方法が請求の範囲の範囲に該当することは当業者に理解される。

前記の説明は特に有利な実施態様に関して説明したが、他の実施態様により同様の利点が得られることが理解できる。本発明の思想および範囲から逸脱することなく種々の変更および変形がなされることは当業者に明らかである。これらのすべての変形は請求の範囲の中に含まれることを意図している。

本発明による例示的機械方向の延伸手段の図である。 本発明による例示的横方向の延伸手段の図である。 本発明による他の例示的機械方向の延伸手段の図である。

Claims (28)

1. 不織ウェブ、その積層体、または複合体を活性化する方法であり、不織ウェブ、その積層体または複合体前駆物質を第１に延伸して第１の延伸された材料を用意し、第１の延伸された材料を引続き第２に第１延伸と実質的に同じ方向におよび実質的に同じ程度に延伸することからなる、不織ウェブ、その積層体、または複合体を活性化する方法。
2. 不織ウェブ、その積層体または複合体が、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリエステル、レーヨン、セルロース、ナイロン繊維、およびこれらの組み合わせおよび複合体からなる群から選択される繊維を含有する請求項１記載の方法。
3. 不織ウェブ、その積層体または複合体前駆物質が２０ｇ／ｍ^２以下の基本質量を有する請求項１記載の方法。
4. 不織ウェブ、その積層体または複合体前駆物質が２５ｇ／ｍ^２以下の基本質量を有する請求項１記載の方法。
5. 積層体が少なくとも１つの弾性フィルムまたはシートおよび少なくとも１つの不織ウェブを含有する請求項１記載の方法。
6. 不織ウェブ、その積層体、または複合体前駆物質を活性化する方法であり、不織ウェブ、その積層体または複合体前駆物質を第1に、第１延伸手段により延伸して第１の延伸された材料を用意し、かつ第１の延伸された材料を第2に第２延伸手段により延伸し、第2延伸手段は第１延伸手段と実質的に同じ方向におよび実質的に同じ程度である、不織ウェブ、その積層体、または複合体前駆物質を活性化する方法。
7. 第1延伸手段および第2延伸手段がかみ合うギアーローラーの回転軸に対して平行なリブ、溝または歯を有するかみ合うギアーローラーの組からなる請求項６記載の方法。
8. 前記第1延伸手段および第2延伸手段がかみ合うギアーローラーの回転軸に対して垂直なリブ、溝または歯を有するかみ合うギアーローラーの組からなる請求項６記載の方法。
9. 前記第1延伸手段および第2延伸手段が、それぞれ不織ウェブ、その積層体、または複合体を摩擦によりかみ合う手段を有する被動ローラーの第1の組および第２の組を有し、被動ローラーの第２の組が被動ローラーの第１の組より速い線周速度で運転される請求項６記載の方法。
10. 請求項１記載の方法により製造される活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体。
11. 不織ウェブ、その積層体、または複合体前駆物質中の不織ウェブが２０ｇ／ｍ^２以下の基本質量を有する請求項１０記載の活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体。
12. 第１延伸および第２延伸がそれぞれ約０.２インチの活性化深さに延伸することからなる請求項１１記載の活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体。
13. 試料幅１インチ当たり少なくとも８.００Ｎのピーク力を有する請求項１２記載の活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体。
14. 伸びを有する引っ張り力の増加率が伸び１％当たり０.１Ｎに達する応力／歪み曲線中の位置で測定した、少なくとも１０９％の屈折点伸びを有する請求項１２記載の活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体。
15. 第１延伸および第２延伸がそれぞれ約０.１７５インチの活性化深さに延伸することからなる請求項１１記載の活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体。
16. 試料幅１インチ当たり少なくとも１１.００Ｎのピーク力を有する請求項１５記載の活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体。
17. 伸びを有する引っ張り力の増加率が伸び１％当たり０.１Ｎに達する応力／歪み曲線中の位置で測定した、少なくとも９３％の屈折点伸びを有する請求項１５記載の活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体。
18. 不織ウェブ、その積層体または複合体前駆物質中の不織ウェブが２５ｇ／ｍ^２以下の基本質量を有する請求項１０記載の活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体。
19. 第１延伸および第２延伸がそれぞれ約０.２インチの活性化深さに延伸することからなる請求項１８記載の活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体。
20. 試料幅１インチ当たり少なくとも１０Ｎのピーク力を有する請求項１９記載の活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体。
21. 伸びを有する引っ張り力の増加率が伸び１％当たり０.１Ｎに達する応力／歪み曲線中の位置で測定した、少なくとも１０２％の屈折点伸びを有する請求項１９記載の活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体。
22. 第１延伸および第２延伸がそれぞれ約０.１７５インチの活性化深さに延伸することからなる請求項１８記載の活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体。
23. 試料幅１インチ当たり少なくとも１５Ｎのピーク力を有する請求項２２記載の活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体。
24. 伸びを有する引っ張り力の増加率が伸び１％当たり０.１Ｎに達する応力／歪み曲線中の位置で測定した、少なくとも８６％の屈折点伸びを有する請求項２２記載の活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体。
25. 請求項１０記載の活性化された不織ウェブ、その積層体、または複合体を含有する吸収剤製品。
26. 不織ウェブ、その積層体または複合体前駆物質中の不織ウェブが２０ｇ／ｍ^２以下の基本質量を有する請求項２５記載の吸収剤製品。
27. 不織ウェブ、その積層体または複合体前駆物質中の不織ウェブが２５ｇ／ｍ^２以下の基本質量を有する請求項２５記載の吸収剤製品。
28. 積層体が少なくとも１つの弾性フィルムおよび不織ウェブを含有する請求項２５記載の吸収剤製品。

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