JP2006511374A - 延伸特性が改善された伸張可能積層体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 改善された延伸特性を有する伸張可能積層体、及び伸張可能積層体を製造する方法を提供する。
【解決手段】 改善された硬化度及びヒステリシスを有する伸張可能積層体。伸張可能積層体は、エラストマー性シートに積層された伸張可能不織ウェブで積層後に横断方向に機械的に延伸されたものを含む。伸張可能積層体を製造する方法は、積層体を形成するためにエラストマー性シートに伸張可能不織ウェブを積層する段階、及び積層体を少なくとも約５０％だけ横断方向に機械的に延伸する段階を含む。

Description

本発明は、改善された延伸特性を有する伸張可能積層体、及び伸張可能積層体を製造する方法に関する。改善された延伸特性は、伸張可能不織ウェブ及び弾性フィルムの積層体を横断方向に機械的に延伸することにより達成される。

弾性及び非弾性材料の複合体は、複合体全体を延伸又は伸長させる方法で弾性材料を非弾性材料に結合することで製造されている。これらの複合体は、衣類材料、パッド、おむつ、大人用失禁用製品、及び女性用衛生製品などに用いられることが多い。このような複合体又は積層体の１つは、エラストマー性シートに結合された伸張可能不織材料を含む。
しかし、このような積層体は、エラストマー性シートに含まれる弾性樹脂を十分に利用していない。一般的に、ヒステリシス及び弾性は逆比例する。すなわち、材料のヒステリシス値が高いと弾性が低減し、材料のヒステリシス値が低いと弾性が増加する。これらの積層体に用いるために通常選択される樹脂及び複合体から製造されたフィルムは、１００％サイクル試験を用いて測定すると約２５％と約５０％の間のヒステリシス値を有する。対照的に、これらと同じフィルムで製造された積層体は、典型的に、１００％サイクル試験を用いて測定すると約５０％と約７５％の間のヒステリシス値を有する。これは、伸張可能不織材料及びエラストマー性シート間の相互作用による可能性が大きく、それは、積層体の層の間の付着レベルに依存する。

一般的に、結合数及び／又は結合の強度又は強さに関して、伸張可能不織材料とエラストマー性シートの間の付着が大きいほど積層体の弾性特性は悪くなる。理想的には、伸張可能不織材料とエラストマー性シートの間の付着は、積層体の層を一緒に保つのに十分であるべきであるが、積層体の弾性特性に必要以上に影響すべきではない。
伸張可能不織ウェブがエラストマー性シートに積層されると、一般的に、一次結合と二次結合という少なくとも２つの種類の結合がウェブ間に形成される。一次結合は意図的に形成され、積層体が延伸又は伸長される時に層が互いに分離しないように、より強力で積層体の内部凝集を維持するように働くものである。一方、二次結合は弱く、第１の伸張／弛緩サイクル中にかなりの程度が破損される可能性がある。これらの二次結合の形成の結果、積層体の弾性は低減し、特に積層体が初めて延伸される場合には、延伸するのが困難である。一般的に、積層体の最初の延伸は、二次結合内の伸張可能不織材料のフィラメントをエラストマー性シートに亘って切断し及び／又は分離させると考えられている。これらの結合を切断及び／又は分離させるのに必要なエネルギは、一般的に回復不能である。回復不能なエネルギは、エネルギ損失、すなわち、ヒステリシスの増加を引き起こすものである。

更に、非延伸エラストマー性シートは、一般的に、シートを構成する分子がシート内で比較的不均一又は不規則に配向されているので、第１の伸長／収縮サイクル中の延伸特性が乏しい。分子を配向するのに必要なエネルギは、二次結合を分離するのに必要なエネルギのように一般的に回復不能であり、ヒステリシスの増加に寄与することもできる。
殆どの場合、これらの積層体は、予め延伸されることなく消費者製品に含まれる。従って、このような積層体を含む製品を消費者が使用する時には、消費者は、適正なフィット性及び快適性を達成するために、積層体を伸張又は伸長するのにより大きな力を作用させる必要がある。また、積層体は予め延伸されてないので、特に不均一な力が加えられた場合には、積層体は、不均一又は不連続に延伸することがある。これは、着用者に不快感をもたらし、製品のフィット性が乏しく、並びに使用中の積層体のその後の延伸性も乏しい結果となる。

以上を鑑みると、弾性フィルム構成要素の延伸特性を効率的に利用する伸張可能積層体に対する必要性又は要望が存在する。また、伸張可能積層体を含む消費者製品のフィット性と快適性の向上をもたらすように消費者が容易かつ均一に延伸することができる伸張可能積層体に対する必要性又は要望も存在する。
フィット性と快適性の向上をもたらすために消費者製品に利用することができる伸張可能積層体を提供することは、本発明の特徴及び利点である。また、改善された延伸特性を有する伸張可能積層体を製造する方法を提供することも本発明の特徴及び利点である。

米国特許第５，１１４，７８１号 米国特許第５，１１６，６６２号 米国特許第４，３４０，５６３号 米国特許第３，６９２，６１８号 米国特許第３，８０２，８１７号 米国特許第３，３３８，９９２号 米国特許第３，３４１，３９４号 米国特許第３，５０２，７６３号 米国特許第３，５０２，５３８号 米国特許第３，５４２，６１５号 米国特許第３，８４９，２４１号 米国特許第４，９６５，１２２号 米国特許第４，６６３，２２０号 米国特許第５，９５５，１８７号 米国特許第５，３３６，５４５号 米国特許第５，４１８，０４５号 米国特許第４，１００，３２４号 米国特許第４，７４１，９４９号 米国特許第５，３７４，６９６号 米国特許第５，０６４，８０２号 米国特許第４，２０９，５６３号 Ａｎｎ Ｍ．Ｔｈａｙｅｒ著「メタロセン触媒がポリマー合成に新時代を開始する」、「Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｎｅｗｓ」、１９９５年９月１１日号、１５ページ

本発明は、硬化度及びヒステリシスの低減のような改善された延伸特性を有する伸張可能積層体に関する。伸張可能積層体の製造方法もまた開示される。
一実施形態では、伸張可能積層体は、エラストマー性シートに積層された伸張可能不織ウェブを含み、積層後に、伸張可能不織ウェブ及びエラストマー性シートは、少なくとも約５０％だけ横断方向に機械的に延伸されている。伸張可能積層体は、同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１５％低い、第１の１００％伸長／収縮サイクル中に測定されたヒステリシス値を有する。別の態様においては、伸張可能積層体は、同等の非延伸伸張可能積層体よりも低い、第１の１００％伸長／収縮サイクル中に測定された硬化度を有する。更に別の態様においては、伸張可能積層体は、同等の非延伸伸張可能積層体よりも低い伸長／収縮比を有する。

伸張可能積層体の製造方法は、積層体を形成するために伸張可能不織ウェブをエラストマー性シートに積層する段階、及び積層体を少なくとも約５０％だけ横断方向に機械的に延伸する段階を含む。得られる伸張可能積層体は、横断方向に機械的に延伸されなかった同等の積層体よりも低いヒステリシス値、硬化度、及び伸長／収縮比を有する。
本発明の上記及び他の目的及び特徴は、図面と共に検討される以下の詳細説明からより良く理解されるであろう。

定義
「伸張可能」という用語は、少なくとも１つの方向に少なくとも５０％だけ（元の非延伸長さの少なくとも１５０％まで）、適切には少なくとも１００％だけ（元の非延伸長さの少なくとも２００％まで）、破損せずに延伸することができる材料を意味する。例えば、元の非延伸長さが３インチ（７．６センチメートル）である伸張可能材料は、少なくとも１つの方向に少なくとも４．５インチ（１１．４センチメートル）の延伸長さまで破損せずに延伸することができる。この用語は、弾性材料、並びに、例えばネック付け不織材料のような延伸するが大きく収縮しない材料及びボンデッド・カーデッド・ウェブのように本質的に伸張可能な不織材料を含む。

「エラストマー性」又は「弾性」という用語は、少なくとも１つの方向に少なくとも５０％だけ（元の非延伸長さの少なくとも１５０％まで）破損せずに延伸することができ、延伸付勢力から解放されると、約１分以内にその伸長の少なくとも３０％だけ回復することになる材料を意味する。
「２軸伸張可能」という用語は、互いに垂直な２方向に少なくとも約５０％だけ延伸することができる（例えば、機械方向と横断方向、又は、前から後ろの縦方向と側面から側面の横方向に延伸可能な）材料を意味する。この用語は、引用により組み込まれている、例えば、Ｍｏｒｍａｎに付与された米国特許第５，１１４，７８１号及び第５，１１６，６６２号に開示されたような２軸伸張可能積層体を含む。

「非弾性」という用語は、５０％又はそれ以上延伸しない材料、及び５０％又はそれ以上延伸するが３０％よりも多く収縮しない材料の両方を意味する。非弾性材料はまた、伸張しない材料、例えば、延伸力を受けると裂ける材料も含む。
不織ウェブ、フィルム、又は積層体における「機械方向」という用語は、それが製造された方向を意味する。不織ウェブ、フィルム、又は積層体における「横断方向」という用語は、機械方向に対して垂直な方向を意味する。横断方向に測定された寸法を「幅」寸法と呼び、機械方向に測定された寸法を「長さ」寸法と呼ぶ。

「サイクル試験」又は「１００％サイクル試験」という用語は、伸張可能積層体の弾性特性を判断する方法を意味する。サイクル試験に関する更なる詳細は、「ヒステリシス、硬化度、及び伸長／収縮比を判断する試験」という名称の節で以下に明らかにされる。
「ヒステリシス」又は「ヒステリシス値」という用語は、以下に明らかにされるサイクル試験を用いて判断される材料の弾性特性を意味する。ヒステリシスは、伸長した材料の収縮時に回復されるエネルギの百分率で表される。

「硬化度」という用語は、以下に明らかにされるサイクル試験を用いて判断される材料の弾性特性を意味する。硬化度は、最大伸張点から収縮力が１０グラム又はそれ以下を初めて測定する点までの材料の収縮量を最大伸張長さで割算した百分率で表される。
「伸長／収縮比」又は「Ｅ／Ｒ比」という用語は、以下に明らかにされるサイクル試験を用いて判断される材料の弾性特性を意味する。Ｅ／Ｒ比は、収縮力あたりの伸張力の比で表される。

「ポリマー」という用語は、以下に限定はしないが、ホモポリマー、例えば、ブロック、グラフト、ランダム、及び交互コポリマーのようなコポリマー、ターポリマーなど、及びそれらの配合物及び変成物を含む。更に、特に限定されない限り、「ポリマー」という用語は、材料の可能な全ての幾何学配置を含むものとする。これらの配置は、以下に限定はしないが、アイソタクチック、シンジオタクチック、及びアタクチック対称を含む。

本明細書で用いられる場合、「シングルサイト触媒」という用語は、メタロセン触媒重合反応及び／又は拘束幾何触媒重合反応によって製造されたポリオレフィンを意味する。このような触媒は、「Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｎｅｗｓ」の１９９５年９月１１日号１５ページに掲載のＡｎｎ Ｍ．Ｔｈａｙｅｒ著「メタロセン触媒がポリマー合成に新時代を開始する」に報告されている。
本明細書で用いられる「シート」という用語は、一般的に平坦な構造体を意味し、不織材料又はウェブ、織り構造、スクリム、フィルム、又は発泡材で構成することができる。シートは、エラストマー性材料を含むことができる。

「不織布又はウェブ」という用語は、交錯しているが編まれた布のような規則的又は識別できる方法によらない個別の繊維又は糸の構造を有するウェブを意味する。不織布又はウェブは、例えば、メルトブロー工程、スパンボンド工程、空気堆積工程、コフォーム工程、及びボンデッド・カーデッド・ウェブ工程のような多くの工程から形成されている。不織布又はウェブの秤量は、通常は、材料のオンス／平方ヤード（ｏｓｙ）又はグラム／平方メートル（ｇｓｍ）で表され、用いられる繊維直径は、通常はミクロンで表される。（尚、ｏｓｙからｇｓｍに換算するには、ｏｓｙに３３．９１を掛ける。）

「ミクロ繊維」という用語は、通常、約０．００５から５０の平均繊維デニールを有する小直径の繊維を意味する。繊維デニールは、繊維のグラム数／９０００メートルで定められる。円形の断面を有する繊維については、デニールは、ミクロンの繊維直径を２乗し、グラム／立法センチメートル（ｇ／ｃｃ）の密度を掛け、０．００７０７を掛けることで計算することができる。同じポリマーから作られた繊維において、低いデニールは細い繊維を示し、高いデニールは、太い又は重い繊維を示す。例えば、１５ミクロンとして与えられたポリプロピレン繊維の直径を２乗し、この結果に０．８９ｇ／ｃｃを掛け、更に０．００７０７を掛けることにより、デニールに換算することができる。従って、１５ミクロンのポリプロピレン繊維は、（１５²×０．８９×０．００７０７＝１．４１５）として計算された約１．４２デニールを有する。米国以外では、この測定単位は、繊維のグラム数／キロメートルとして定められる「テックス」で表されることが多い。テックスは、デニール／９として計算することができる。

本明細書で用いられる場合、「繊維間結合」という用語は、凝集ウェブ構造を形成するように個々の不織繊維間で熱結合又は交絡によって生成された結合を意味する。繊維交絡は、メルトブロー工程に固有であるが、例えば、水圧交絡又はニードルパンチのような工程により生成又は増強することができる。１つ又はそれ以上の熱結合段階は、スパンボンドウェブを形成する殆どの工程に使用される。代替的に及び／又はそれに加えて、望ましい結合を増強させてウェブの構造的凝集性を維持するために、結合剤を使用することができる。例えば、粉末結合剤及び化学溶剤結合を用いることができる。

「スパンボンド繊維」という用語は、溶融した熱可塑性材料を円形又は他の形状を有する紡糸口金の複数の微細な毛細管からフィラメントとして押し出し、次に、押し出されたフィラメントの直径を、例えば、本明細書においてそれぞれの全内容が引用により組み込まれる、Ａｐｐｅｌ他に付与された米国特許第４，３４０，５６３号、Ｄｏｒｓｃｈｎｅｒ他に付与された米国特許第３，６９２，６１８号、Ｍａｔｓｕｋｉ他に付与された米国特許第３，８０２，８１７号、Ｋｉｎｎｅｙに付与された米国特許第３，３３８，９９２号及び第３，３４１，３９４号、Ｈａｒｔｍａｎｎに付与された米国特許第３，５０２，７６３号、Ｐｅｔｅｒｓｅｎに付与された米国特許第３，５０２，５３８号、及びＤｏｂｏ他に付与された米国特許第３，５４２，６１５号におけるように急速に縮小することにより形成される小直径の繊維を意味する。スパンボンド繊維は、収集面に堆積される際に急冷され、通常は粘着性がない。スパンボンド繊維は、ほぼ連続しており、約０．３よりも大きい平均繊維デニールを有することが多く、より具体的には、約０．６から１０の間の平均繊維デニールを有する。

「メルトブローン繊維」という用語は、溶融した熱可塑性材料を、複数の微細な通常は円形のダイ毛細管を通じて、収束する高速高温ガス（例えば、空気）流の中へ溶融糸又はフィラメントとして押し出し、熱可塑性材料のフィラメントがガス流によって細められ、直径がミクロ繊維の直径にまで縮小されることにより形成される繊維を意味する。その後、メルトブローン繊維は、高速ガス流により運ばれて収集面に堆積され、不規則に分散されたメルトブローン繊維のウェブを形成する。このような工程は、例えば、Ｂｕｔｉｎ他に付与された米国特許第３，８４９，２４１号に開示されている。メルトブローン繊維は、連続的なミクロ繊維であり、一般的に約１．０デニールよりも小さく、収集面の上に堆積した時には、ほぼ自己結合している。６０デニールを超える可能性があるメルトブローンマクロ繊維もまた製造することができる。

「ボンデッド・カーデッド・ウェブ」は、コーミング又はカーディングユニットを通して送られたステープル長繊維で形成されたウェブを意味し、このユニットでは、ステープル長繊維は、機械方向に分離又は分裂されて整列し、ほぼ機械方向に配向された繊維不織ウェブが形成される。通常、このような繊維は、ベール梱包の形で購入し、カーディングユニットの前に繊維を分離するオープナー／ミキサー又はピッカーに置かれる。ウェブが形成された状態で、それは、次に１つ又はそれ以上のいくつかの公知の結合方法により結合される。このような結合方法の１つは、粉末結合であり、本方法では、粉末状の接着剤をウェブ全体に分配し、次に、通常はウェブ及び接着剤を高温の空気で加熱することにより接着剤を活性化する。別の適切な結合方法は、パターン結合方法であり、本方法では、過熱したカレンダーロール又は超音波結合装置が用いられ、通常は局所結合パターンで繊維を一緒に結合するが、必要に応じて、ウェブの全表面に亘って結合することができる。別の適切な公知の結合方法は、特に二成分ステープル長繊維を用いる場合は、通気結合である。

本明細書で用いる場合、「本質的に伸張可能な不織材料」という用語は、ネック付け又はクレープ加工のような更なる工程なしに、少なくとも１つの方向に少なくとも５０％だけ容易に延伸することができる不織ウェブを意味する。
「ネック」又は「ネック延伸」という用語は、互換的に、布の不織ウェブ又は積層体が、長さ方向すなわち布の長さが増加する方向に延伸することにより布の幅すなわちその横断方向寸法が減少する状態で伸張されるように引っ張られることを意味する。制御された引っ張りは、低温、室温、又はより高い温度で行うことができ、引っ張られる方向における全体的な寸法の増加は、布の不織ウェブ又は積層体が破れるのに要する伸長までに制限され、これは、殆どの場合に約１．２から約１．６倍までである。弛緩された時に、布の不織ウェブ又は積層体は、元の寸法まで完全には戻らない。ネッキング工程は、通常、供給ロールからシートを繰り出し、シートを所定の線速度で駆動されたブレーキニップロールアセンブリに通すことを含む。ブレーキニップロールよりも高い線速度で作動する巻取ロールすなわちニップが布を引っ張り、布を伸長及びネック付けするのに必要な張力を生成する。

「ネック可能な材料」又は「ネック可能な層」という用語は、不織材料、織り材料、又は編み材料、又はこれらの１つを含む積層体のようなネック可能な任意の材料又は層を意味する。本明細書で用いられる「ネック付け材料」という用語は、横断方向の寸法（例えば、幅）が減少するように少なくとも一方向（例えば、長さ方向）に引っ張られ、引っ張る力が除去された時に元の幅まで引き戻されるような任意の材料を意味する。ネック付け材料は、一般的に、ネック付けされていない材料よりも単位面積あたりの高い秤量を有する。ネック付け材料が元の幅まで引き戻されると、ネック付けされていない材料とほぼ同じ秤量を有するべきである。これは、フィルムが薄くされて秤量が減少するフィルム層の延伸／配向処理とは異なる。本発明に使用するのに適する不織ウェブは、非弾性ポリマーから作られる。

本明細書で用いられる場合、「可逆的ネック付け材料」という用語は、材料にメモリを付与するようにネック付けされる間に処理されたネック付け材料を意味し、従って、ネック付け前の寸法まで材料を伸張するように力が加えられると、ネック付けされて処理された部分は、力がなくなるとネック付け寸法までほぼ回復することになる。処理の１つの形態は、熱の印加である。一般的に、可逆的ネック付け材料の伸張は、ネック付け前の寸法までの伸張に実質的に制限される。従って、材料が弾性でなければ、ネック付け前の寸法を遥かに超える伸張は材料の破損をもたらす。可逆的ネック付け材料は、引用により組み込まれているＭｏｒｍａｎに付与された米国特許第４，９６５，１２２号に示すように、例えば、スパンボンドウェブの多重層、メルトブローンウェブの多重層、ボンデッド・カーデッド・ウェブの多重層、又はこれらの他の任意の適切な組合せ又は混合物のような１つよりも多い層を含むことができる。

「パーセントネックダウン」という用語は、ネック可能な材料のネック付けされていない時の寸法（幅）とネック付けされた時の寸法（幅）との差を測定し、この差をネック可能な材料のネック付けされていない時の寸法で割算することによって求められた比を意味する。
本明細書で用いられる場合、「エラストマー性シート」及び「エラストマー性ウェブ」は、押出し、成形、又は当業技術で公知の他の方法によって形成されたエラストマー性フィルムを意味し、例えば、引用により組み込まれているＷｉｓｎｅｓｋｉ他に付与された米国特許第４，６６３，２２０号に開示されたようなメルトブローンエラストマー性ウェブなどのエラストマー性不織布、エラストマー性発泡材、エラストマー性スクリムウェブ、及びエラストマー性フィラメントウェブを意味する。

「フィルム」という用語は、キャストフィルム又はブローンフィルム押出し工程のようなフィルム押出し工程を用いて作成された熱可塑性フィルムを意味する。この用語は、ポリマーと充填剤を混合し、その混合物からフィルムを形成し、そのフィルムを延伸することにより微孔性にされたフィルムを含む。
「通気性」という用語は、少なくとも約３００ｇ／ｍ²／２４ｈｒｓの透湿率（ＷＶＴＲ）を有し、透湿率試験で測定された時に水蒸気に対して浸透可能な材料を意味する。透湿率試験は、本明細書と矛盾しない方法で本明細書において引用により組み込まれている、ＭｃＣｏｒｍａｃｋ他に付与された米国特許第５，９５５，１８７号に開示されている。

「共押出し」又は「共押出しされた」という用語は、層を互いに結合する更なる付着又は積層工程の必要なく、フィルムの単一で一体的なシートを形成するように同時に押し出される２つ又はそれ以上の熱可塑性材料の層を含むフィルムを意味する。
本明細書で用いられる場合、「伸張可能積層体」という用語は、少なくとも２箇所で伸張可能材料に結合されたエラストマー性シートを有する材料（例えば、単一面伸張可能積層体）を意味する。エラストマー性シートは、伸張可能材料に間欠的な点で接合することができ、又はそれに完全に結合することができる。この接合は、エラストマー性シートと伸張可能材料とが並列構成にある間に達成される。伸張可能積層体は、２つよりも多い層を含むことができる。例えば、エラストマー性シートは、伸張可能材料／エラストマー性シート／伸張可能材料の構造を有する３層伸張可能積層体（例えば、２面伸張可能積層体）が形成されるように、その両側面に接合された伸張可能材料を有することができる。付加的な弾性又はエラストマー性シート、ネック付け材料の層、及び／又はボンデッド・カーデッド・ウェブのような本質的に伸張可能な材料を追加することができる。エラストマー性シート及び伸張可能材料の他の組合せは、例えば、本明細書において引用により組み込まれている、本出願人に譲渡された、Ｍｏｒｍａｎに付与された米国特許第５，１１４，７８１号及び第５，１１６，６６２号、及びＭｏｒｍａｎ他に付与された米国特許第５，３３６，５４５号に示すように用いることができる。

「同等の非延伸伸張可能積層体」という用語は、本発明の伸張可能積層体と少なくともほぼ同じ量だけは横断方向に機械的に延伸されなかった同じ工程により形成された同じ１つ又は複数の伸張可能不織材料と同じ１つ又は複数のエラストマー性シートとを含む伸張可能積層体を意味する。
「衣類」という用語は、パンツ状の吸収性衣類と、医療用及び産業用保護衣類とを含む。「パンツ状吸収性衣類」という用語は、以下に限定はしないが、おむつ、トレーニングパンツ、水着、吸収性下着、乳児用ワイプ、大人用失禁用製品、及び女性用衛生製品を含む。
「医療用保護衣類」という用語は、以下に限定はしないが、外科用の衣類、ガウン、エプロン、フェースマスク、及びドレープを含む。「産業用保護衣類」という用語は、以下に限定はしないが、保護用の制服及び作業服を含む。

本明細書で用いられる場合、「テンター・フレーム」という用語は、材料を特定の幅まで延伸するために用いられる機械又は装置を意味する。典型的な機械は、水平軌道上の一対の無限チェーンを含む。材料は、前進する時に分岐する２つのチェーン上にピン又はクリップにより縁部で確実に保持され、これによって材料を望ましい幅に調節する。
本明細書に用いられる場合、「含む」という用語は、列挙したもの以外の追加の材料又は方法段階を含めるように特許請求の範囲を広げるものである。
これらの用語は、本明細書の残りの部分で追加の言語を用いて定義される場合がある。

本発明は、改善された延伸特性を有する伸張可能積層体を提供する。改善された延伸特性は、積層体を形成するように通常用いられる原材料の変更なしに達成される。伸張可能不織ウェブとエラストマー性シートの積層体は、少なくとも約５０％、適切には少なくとも約６５％、望ましくは少なくとも約７５％、一実施形態では少なくとも約１００％だけ横断方向に機械的に延伸される。得られる伸張可能積層体は、横断方向に機械的に延伸されなかった同等の積層体のヒステリシス値及び硬化度よりも低いヒステリシス値及び硬化度を有する。得られる積層体はまた、同等の非延伸積層体よりも低い伸長／収縮比を有する。また、伸張可能積層体の製造方法も提供される。

一般的に、伸張可能積層体は、第１の１００％伸長／収縮サイクル中に測定されるヒステリシス値が、同等の非延伸伸張可能積層体より少なくとも約１５％低く、望ましくは少なくとも約２０％低く、一実施形態では、約２５％低くあるべきである。適切な態様においては、伸張可能積層体は、第１の１００％伸長／収縮サイクル中に測定される硬化度が、同等の非延伸伸張可能積層体より少なくとも約１０％低く、より適切には少なくとも約２０％低く、一実施形態では、少なくとも約３０％低くあるべきである。それに加えて、伸張可能積層体は、伸長／収縮比（Ｅ／Ｒ比）が、同等の非延伸伸張可能積層体より少なくとも約１５％低く、望ましくは少なくとも約２０％低く、一実施形態では、少なくとも約２５％低くあるべきである。低減されたヒステリシス値、硬化度、及びＥ／Ｒ比は、比較的不変でなければならない。「比較的不変である」ことは、横断方向に延伸した７日後に試験された伸張可能積層体が、同等の非延伸伸張可能積層体より少なくとも約１５％低い、望ましくは少なくとも約２０％低い、第１の１００％伸長／収縮サイクル中に測定されたヒステリシス値と、同等の非延伸伸張可能積層体より少なくとも約１０％低い、適切には少なくとも約２０％低い、第１の１００％伸長／収縮サイクル中に測定された硬化度と、同等の非延伸伸張可能積層体より少なくとも約１５％低い、適切には少なくとも約２０％低いＥ／Ｒ比とを有するべきであることを意味する。更に、横断方向に延伸した３０日後に試験された伸張可能積層体は、同等の非延伸伸張可能積層体より少なくとも約１５％低い、望ましくは少なくとも約２０％低い、第１の１００％伸長／収縮サイクル中に測定されたヒステリシス値と、同等の非延伸伸張可能積層体より少なくとも約１０％低い、適切には少なくとも約２０％低い、第１の１００％伸長／収縮サイクル中に測定された硬化度と、同等の非延伸伸張可能積層体より少なくとも約１５％低い、適切には少なくとも約２０％低いＥ／Ｒ比とを有するべきである。伸張可能積層体は、以下に限定はしないが、吸収性衣類、おむつ、トレーニングパンツ、水着、大人用失禁用製品、女性用衛生製品、及び医療用又は産業用保護衣類を含む様々な消費者製品の使用に適する。

図１に示すように、伸張可能積層体１０は、エラストマー性シート１４に積層された伸張可能不織ウェブ１２を含む。伸張可能積層体１０は、伸張可能不織ウェブ１２の影響により横断方向１６に伸張可能である。横断方向の伸張力が除去されると、積層体１０は、エラストマー性シート１４の影響により、製造された構造までほぼ回復する。
任意的に、伸張可能積層体１０は、不織材料及び／又はエラストマー性材料の付加的な層を含むことができる。例えば、伸張可能積層体は、エラストマー性シートの両側に積層された第１及び第２の伸張可能不織ウェブを含むことができる。代替的に、伸張可能積層体１０は、互いに積層された及び／又は伸張可能不織ウェブに積層された第１及び第２のエラストマー性シートを含むことができる。
一般的に、積層工程中に、伸張可能不織ウェブ１２とエラストマー性シート１４の間に２種類の結合が形成される。図２ａ及び図２ｂを参照すると、積層体５０は、伸張可能不織ウェブ１２をエラストマー性シート１４に付着させる一次結合２０及び二次結合２２を含む。

１つの態様においては、図２ａを参照すると、一次結合２０は、伸張可能不織ウェブ１２とエラストマー性シート１４の間の界面２４に亘る結合を伴う場合があり、２つの材料の一部分は、点結合積層化手法の間に発生するように互いに交絡し、及び／又は互いの中に封入される。その結果、一次結合２０は、積層体５０の伸長又は伸張中の破損に対する耐性があり、これによって積層体５０に内部凝集を付与する。従って、伸張可能不織ウェブ１２は、伸張又は伸長中にエラストマー性シート１４から容易に分離しない。

別の態様においては、図２ｂを参照すると、一次結合２０は、界面２４に沿った結合を伴う場合があり、結合強度又は結合の強さは、熱カレンダー積層化手法の間に発生し得るものよりも大きい。その結果、一次結合２０は、図の５０の伸長又は伸張中の破損に対する耐性があり、これによって積層体５０に内部凝集を付与する。従って、伸張可能不織ウェブ１２は、伸張又は伸長中にエラストマー性シート１４から容易に分離しない。

伸張可能積層体１０に対する最良の弾性特性は、エラストマー性シート１４と伸張可能不織ウェブ１２が互いに完全に独立して延伸する時（例えば、エラストマー性シート１４及び伸張可能不織ウェブ１２の間に物理的付着がない時）に得られる。しかし、何らかの物理的付着は、積層体の形成に明らかに必要なものである。適度な付着が意図的に形成され（一次結合）、積層体が適度な内部凝集を有することを確実にするが、何らかの不必要な付着（二次結合）も発生することが多い。満足される積層体形成に必要でないこれら二次結合は、積層体の弾性特性に悪影響を及ぼすものである。

界面２４で通常形成される二次結合２２は、一般的に、伸張可能不織ウェブ１２とエラストマー性シート１４の顕著な交絡又は封入を伴わない。それに加えて、このような二次結合は、典型的に結合の強さ又は強度が低い。その結果、二次結合２２は、一般的に一次結合２０よりも弱い。しかし、二次結合２２は、積層体５０の弾性特性に悪影響をもたらすと考えられる。二次結合２２は、積層体に顕著な内部凝集を付与するほど強くはないが、積層体をより堅くして弾性を失わせる。一般的に、このような積層体は、第１の１００％伸長／収縮サイクル中に測定されるヒステリシス値が約４５％より大きく、約５０％から約７５％の間であることも多い。それに加えて、このような積層体は、通常は第１の１００％伸長／収縮サイクル中に測定される硬化度が９％又はそれ以上である。その結果、積層体５０が横断方向に初めて延伸される時に、最大延伸を達成し、かつ積層体５０が消費者製品に用いられる時の適正なフィット性を達成するのに、より大きな力を用いなければならない。それに加えて、硬化度が高いと製品がたるみ、フィット性が悪くなる場合がある。

適切な態様においては、伸張可能不織ウェブ１２は、例えば、本明細書において引用により組み込まれている、Ｐｉｋｅ他に付与されて本出願人に譲渡された米国特許第５，４１８，０４５号に開示されたしわ寄せ二成分スパンボンド材料のような本質的に伸張可能な不織材料、又は配向ボンデッド・カーデッド・ウェブとすることができる。
他の適切な伸張可能不織材料は、ネック延伸／クレープ加工されたスパンボンドのような２軸伸張可能不織材料を含む。機械方向及び横断方向に伸張可能な不織材料は、繊維不織ウェブを機械方向に延伸して横断方向にネッキング（及び伸張性）を引き起こすことにより準備することができる。代替的に、不織材料は、材料が横断方向に延伸することができるように横断方向に断続的に結合された繊維の非常に緩い集合とすることができる。付与された横断方向伸張性を有する同じ材料は、機械方向にしわ寄せ又はクレープ加工して機械方向伸張性をもたらすことができる。

伸張可能不織材料１２はまた、例えば、ネック付けスパンボンドウェブ、ネック付けメルトブローンウェブ、又はネック付けボンデッド・カーデッド・ウェブのようなネック付け不織材料とすることができる。適切な態様においては、ネック付け不織材料は、約２０％から約７５％のパーセントネックダウンを有することができる。望ましくは、ネック付け不織ウェブは、約３０％から約７０％のパーセントネックダウンを有することができる。

ネック付け不織材料がメルトブローン繊維のウェブである場合、ネック付け不織材料は、メルトブローンミクロ繊維を含むことができる。ネック付け不織材料は、張力によりネック付けされ、かつネック付け材料を伸張する力を付与する際にネック付け前の寸法まで伸張することができる任意の材料から作ることができる。例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、及びポリアミドのような特定のポリマーは、このようなメモリを付与するように適切な条件の下で熱処理することができる。例示的なポリオレフィンは、１つ又はそれ以上のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマー、及びブテンコポリマーを含む。有用であることが見出されたポリプロピレンは、例えば、米国デラウェア州ウィルミントン所在の「Ｈｉｍｏｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」から入手可能な商品名「ＰＦ−３０４」のポリプロピレン、米国テキサス州ベイタウン所在の「Ｅｘｘｏｎ−Ｍｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ」から入手可能な「ＥＳＣＯＲＥＮＥ ＰＤ−３４４５（登録商標）」のポリプロピレン、及び米国テキサス州ヒューストン所在の「Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ」から入手可能な商品名「ＤＸ ５Ａ０９」のポリプロピレンを含む。ポリエチレンもまた用いることができ、米国ミシガン州ミッドランド所在の「Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ」から入手可能な「ＡＳＰＵＮ ６８１１Ａ」及び「２５５３」線状低密度ポリエチレン、並びに様々な高密度ポリエチレンも含まれる。これらの材料の化学的特徴は、それぞれの製造業者から得ることができる。

本発明の一実施形態では、伸張可能不織ウェブ１２は、例えば、メルトブローンウェブ、ボンデッド・カーデッド・ウェブ、又は他の適切な材料の少なくとも１つの層に結合されたスパンボンドウェブの少なくとも１つの層を有する多層材料とすることができる。例えば、伸張可能不織ウェブ１２は、約０．２から約８オンス／平方ヤード（ｏｓｙ）（約６．８から約２７１．３グラム／平方メートル（ｇｓｍ））の秤量を有するスパンボンド・ポリオレフィンの第１の層、約０．１から約４ｏｓｙ（約３．４から約１１３．４ｇｓｍ）の秤量を有するメルトブローン・ポリオレフィン、及び約０．２から約８ｏｓｙ（約６．８から約２７１．３ｇｓｍ）の秤量を有するスパンボンド・ポリオレフィンの第２の層を有する多層材料とすることができる。
代替的に、伸張可能不織ウェブ１２は、例えば、約０．２から約１０ｏｓｙ（約６．８から約３３９．１ｇｓｍ）の秤量を有するスパンボンドウェブ、又は約０．２から約８ｏｓｙ（約６．８から約２７１．３ｇｓｍ）の秤量を有するメルトブローンウェブのような単層材料とすることができる。

伸張可能不織ウェブ１２はまた、２つ又はそれ以上の異なる繊維の混合物、又は繊維と微粒子の混合物から製造された複合材料を含むことができる。このような混合物は、繊維及び／又は微粒子をメルトブローン繊維が送られる気流に加えることにより形成することができ、従って、メルトブローン繊維及び他の材料（例えば、木質パルプ、ステープル長繊維、又は、例えば超吸収性材料のような微粒子）の密接に絡められた混合は、収集装置上に繊維を収集する前に発生し、引用により組み込まれるＡｎｄｅｒｓｏｎ他に付与された米国特許第４，１００，３２４号に開示されたような不規則に分散されたメルトブローン繊維及び他の材料の凝集ウェブを形成する。

伸張可能不織ウェブ１２の繊維は、上述の繊維間結合の「定義」で説明した１つ又はそれ以上の結合工程を用いる繊維間結合によって結合されるべきである。
エラストマー性シート１４は、シート形態で製造することができる任意の材料から形成することができる。例えば、エラストマー性シート１４は、エラストマー性不織ウェブ、エラストマー性発泡材、エラストマー性スクリムウェブ、又はエラストマー性フィラメントウェブとすることができる。エラストマー性不織ウェブは、適切な樹脂又は同じ樹脂を含有してエラストマー性不織ウェブをもたらす配合物をメルトブロー処理することで形成することができる。エラストマー性不織ウェブの特定的な例は、本明細書に引用により組み込まれるＷｉｓｎｅｓｋｉ他に付与された米国特許第４，６６３，２２０号に開示されている。

代替的に、エラストマー性シート１４は、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレン、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレン、及びこれらの組合せから選択されたポリマーのようなスチレンコポリマーから製造されたエラストマー性フィルムとすることができる。このようなスチレンコポリマーは、一般的に弾性が高く、共押出しされたエラストマー性フィルムの全体的な弾性を実質的に制御する。本発明の使用に適するスチレンコポリマーとしては、米国テキサス州ヒューストン所在の「Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ」の「ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）」が入手可能である。このようなコポリマーの１つは、例えば、「ＫＲＡＴＯＮ Ｇ−１６５７」とすることができる。「ＫＲＡＴＯＮ」コポリマーを含有する適切なエラストマー性配合物には、例えば、「ＫＲＡＴＯＮ Ｇ−２７５５」及び「ＫＲＡＴＯＮ Ｇ−２７６０」が含まれる。

用いることができる他の例示的な材料は、例えば、米国オハイオ州クリーブランド所在の「Ｎｏｖｅｏｎ、Ｉｎｃ．」から「ＥＳＴＡＮＥ（登録商標）」で入手可能なものなどのポリウレタン・エラストマー性材料、例えば、米国ペンシルバニア州フィラデルフィア所在の「Ａｔｏｆｉｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ」から「ＰＥＢＡＸ（登録商標）」で入手可能なものなどの）ポリアミド・エラストマー性材料、及び、例えば、米国デラウェア州ウィルミントン所在の「Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙ」から「ＨＹＴＲＥＬ（登録商標）」で入手可能なものなどのポリエステル・エラストマー性材料を含む。ポリエステル弾性材料からのエラストマー性シートの形成は、例えば、本明細書において引用により組み込まれているＭｏｒｍａｎ他に付与された米国特許第４，７４１，９４９号に開示されている。

エラストマー性フィルムは、メタロセン工程によって生成された「メタロセン」ポリマーのようなシングルサイト触媒反応生成コポリマーを含むことができる。本明細書で用いられる「シングルサイト触媒反応」という用語は、メタロセン又は拘束幾何触媒や有機金属錯体の類を触媒として用いる少なくともエチレンの重合によって形成されたポリマー材料を含む。例えば、一般的なメタロセンは、２つのシクロペンタジエニル（Ｃｐ）配位子間の金属錯体であるフェロセンである。メタロセン工程触媒は、なかでも、ビス（ｎ−ブチルシクロペンタジエニル）二塩化チタン、ビス（ｎ−ブチルシクロペンタジエニル）二塩化ジルコニウム、ビス（シクロペンタジエニル）塩化スカンジウム、ビス（インデニル）二塩化ジルコニウム、ビス（メチルシクロペンタジエニル）二塩化チタン、ビス（メチルシクロペンタジエニル）二塩化ジルコニウム、コバルトセン、三塩化シクロペンタジエニルチタン、フェロセン、二塩化ハフノセン、イソプロピル（シクロペンタジエニル−１−フルオレニル）二塩化ジルコニウム、二塩化モリブドセン、ニッケロセン、二塩化ニオボセン、ルテノセン、二塩化チタノセン、塩化水素化ジルコノセン、二塩化ジルコノセンを含む。このような複合体のより包括的なリストは、Ｒｏｓｅｎ他に付与され、米国ミシガン州ミッドランド所在の「Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ」に譲渡された米国特許第５，３７４，６９６号に含まれている。このような複合体はまた、Ｓｔｅｖｅｎｓ他に付与され、同じくＤｏｗに譲渡された米国特許第５，０６４，８０２号でも説明されている。

望ましくは、シングルサイト触媒反応生成エチレン−アルファ・オレフィンコポリマーは、約０．８６０から約０．９００グラム／立法センチメートルの密度であり、エチレンと１−ブテンのコポリマー、エチレンと１−ヘキセンのコポリマー、エチレンと１−オクテン、及びこれらの組合せから選択される。このようなシングルサイト触媒反応生成エチレン−アルファ・オレフィンコポリマーは、ポリマーを基礎とするポリプロピレンである「ＥＸＸＰＯＬ（登録商標）」、及びポリマーを基礎とするポリエチレンである「ＥＸＡＣＴ」であり、米国テキサス州ベイタウン所在の「Ｅｘｘｏｎ−Ｍｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ」から入手可能である。米国デラウェア州ウィルミントン所在の「ｄｕＰｏｎｔ Ｄｏｗ Ｅｌａｓｔｍｅｒｓ、Ｌ．Ｌ．Ｃ．」は、「ＥＮＧＡＧＥ（登録商標）」で商業的に入手可能なポリマーを扱っている。シングルサイト触媒反応生成エチレン−アルファ・オレフィンコポリマーはまた、米国ミシガン州ミッドランド所在の「Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ」から「ＡＦＦＩＮＩＴＹ（登録商標）」で入手可能である。本発明の使用に適するシングルサイト触媒反応生成エチレン−アルファ・オレフィンコポリマーは、例えば、「ＥＮＧＡＧＥ ＥＧ８２００」及び「ＡＦＦＩＮＩＴＹ ＸＵＳ５８３８０．０１Ｌ」を含む。

単独で又は他のエラストマー性ポリマー又は弾性の少ない材料と組み合わせたポリプロピレンを含むエラストマー性ポリマーはまた、エラストマー性フィルムの形成に適する。例えば、エラストマー性フィルムは、ポリプロピレンのエラストマー性ホモポリマー、ポリプロピレンのエラストマー性コポリマー、又はこれらの組合せから形成することができる。
ポリオレフィンは、伸張可能フィルムを形成するように単独で用いることができ、又はフィルム組成物の加工性を改善するようにエラストマー性ポリマーに配合することができる。ポリオレフィンは、適切な組み合わせた高温及び高圧条件下にされた時に、単独又は配合された形態で押出し可能であるものとすることができる。有用なポリオレフィン材料は、例えば、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマー、及びブテンコポリマーを含む、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリブテンを含む。特に有用なポリエチレンは、「ＰＥＴＲＯＴＨＥＮＥ ＮＡ６０１（登録商標）」として「Ｕ．Ｓ．Ｉ．Ｃｈｅｍｉａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ」から入手可能である。２つ又はそれ以上のポリオレフィンを使用することもできる。エラストマー性ポリマー及びポリオレフィンの押出し可能な配合物は、例えば、本明細書において引用により組み込まれているＷｉｓｎｅｓｋｉ他に付与された米国特許第４，６６３，２２０号に開示されている。

エラストマー性フィルムはまた、２つ又はそれ以上の凝集ウェブ又はシートを含むことができる多層材料とすることができる。それに加えて、エラストマー性シート１４は、１つ又はそれ以上の層が弾性及び伸張可能繊維又は微粒子の混合物を含有する多層材料とすることができる。弾性ウェブの後者の種類の例は、本明細書において引用により組み込まれているＳｉｓｓｏｎに付与された米国特許第４，２０９，５６３号に開示されており、この中でエラストマー性繊維及び伸張可能繊維は、混合されて不規則に分散された繊維の単一凝集ウェブを形成している。

本発明に用いられる例示的なエラストマー性フィルムは、（ポリ／ポリ（エチレンブチレン）／ポリスチレン）ブロックコポリマー、メタロセン派生ポリマー及びポリオレフィンの配合物を含む。例えば、エラストマー性フィルムは、約１５％から約７５％のメタロセン派生ポリオレフィン、約１０％から約６０％の（ポリスチレン／ポリ（エチレンブチレン）／ポリスチレン）ブロックコポリマー、及び０から約１５％の低密度ポリエチレンの配合物から形成することができる。
別の態様においては、エラストマー性シート１４は、エラストマー性発泡材料とすることができる。１つの適切なエラストマー性発泡材料は、エラストマー性ポリウレタン発泡材である。

エラストマー性シート１４は、充填エラストマー性フィルムを含むことができる。充填エラストマー性フィルムは、１つ又はそれ以上のポリオレフィン及び／又はエラストマー性樹脂を粒子状充填剤と配合することで形成することができる。充填剤粒子は、任意の適切な有機又は無機材料を含むことができる。一般的に、充填剤粒子は、約０．１から約８．０ミクロン、望ましくは約０．５から約５．０ミクロン、より望ましくは約０．８から約２．０ミクロンの平均粒径を有するべきである。適切な無機充填剤粒子は、以下に限定されるものではないが、炭酸カルシウム、非膨張性粘土、珪素、アルミナ、硫酸バリウム、炭酸ナトリウム、タルク、硫酸マグネシウム、二酸化チタン、ゼオライト、硫酸アルミニウム、珪藻土、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、カオリン、雲母、炭素、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、及び水酸化アルミニウムを含む。適切な有機充填剤粒子は、ポリマー粒子又はビーズを含む。炭酸カルシウムは、現時点で望ましい充填剤粒子である。充填エラストマー性シート１４は、延伸して薄くすることができ、充填剤粒子の周囲の空隙形成をもたらし、これによってフィルムの通気性が作られる。

エラストマー性シート１４は、以下に限定はしないが、平坦ダイ押出し、ブローンフィルム（管状）工程、成形、及び共押出しなどを含む任意の数の従来から公知の工程によって形成することができる。適切な態様においては、エラストマー性シート１４は、約５から約１００グラム／平方メートル、望ましくは約２５から約６０グラム／平方メートルの秤量を有することができる。
以下のことに捕われるわけではないが、エラストマー性シート１４の分子は、主に機械方向に配向され、従って、エラストマー性シートは、機械方向に最良の弾性特性を有すると考えられる。本発明の一度だけの横断方向の機械的延伸は、分子のいくつかを横断方向に配向し、従って、その後の延伸におけるエラストマー性シートの横断方向弾性特性が改善される。伸張可能不織ウェブ１２とエラストマー性シート１４の積層化の間の横断方向の機械的延伸は、エラストマー性樹脂内の微視的領域の破壊を助け、その後の伸長／収縮サイクルにおいて改善された延伸特性を有する伸張可能積層体１０をもたらすと理論付けられる。

図３は、伸張可能不織ウェブ１２とエラストマー性シート１４を含む本発明の伸張可能積層体１０の製造方法を概略的に示すものである。この方法において、伸張可能不織ウェブ１２とエラストマー性シート１４の積層体５０は、少なくとも約５０％、適切には少なくとも約６５％、望ましくは少なくとも約７５％、有利な態様においては、少なくとも約１００％だけ横断方向に機械的に延伸される。機械的な延伸は、一定量の時間に積層体に亘って均一な力を加えることを確実にするために好ましいものである。積層体５０を横断方向に機械的に延伸することは、特にその後の伸長／収縮サイクルにおいて、低ヒステリシス及び硬化度のような改善されたより一定の延伸特性を有する伸張可能積層体をもたらすと考えられている。

図３を参照すると、伸張可能積層体１０の製造方法は、供給ロール２８上に不織材料ウェブ２６を準備する段階を含む。不織材料ウェブ２６は、ニップロール３２及び３４を含んで第１の表面速度で回転する第１のニップ３０を通り、ニップロール３８及び４０を含んで第１の表面速度よりも速い第２の表面速度で回転する第２のニップ３６を通り、これによって伸張可能不織ウェブ１２を形成する。第１のニップ３０及び第２のニップ３６間の機械方向１８の不織材料ウェブ２６のネッキングは、ニップロールの異なる表面速度により影響を受ける。適切な態様においては、得られるネック付け不織ウェブ１２は、約２０から約７５％、望ましくは約３０から約７０％のパーセントネックダウンを有する。

代替的に、供給ロール２８上の不織材料ウェブ２６は、事前インライン加工のいずれもなしにエラストマー性シート１４に直接積層することができる事前ネック付け不織材料又は本質的に伸張可能な不織材料とすることができる。
エラストマー性シート１４は、供給ロール４２から巻き出される。エラストマー性シート１４及び伸張可能不織ウェブ１２は、ニップロール４６及び４８を含む第３のニップ４４を通って積層体５０を形成する。

代替的に、図４に示すように、エラストマー性シート１４は、伸張可能不織ウェブ１２への積層直前の押出し工程によって形成されたエラストマー性フィルムとすることができる。溶融エラストマー５２が、ダイ・チップ５４を通って押し出され、押出しエラストマー性シート１４を形成する。押出しエラストマー性シート１４は、伸張可能不織ウェブ１２上に直接堆積され、２つの層は、第３のニップ４４において互いに積層される。押出しエラストマー性シート１４は、フィルムがダイ・チップ５４を離れて約０．１から約１．０秒後以内、適切には約０．２５から約０．５秒後以内、望ましくは約０．３から０．４５秒後以内に伸張可能不織ウェブ材料１２と接触することができる。エラストマー性シート１４は、約１８０℃から約３００℃、適切には約２００℃から約２５０℃の温度で押し出すことができる。軽い圧力が第３のニップ４４に印加され、エラストマー性シート１４（比較的張力をかけていない状態）を、張力をかけたネック付け不織ウェブ１２に熱結合する。ニップロール４６及び４８は、パターン付けしてもしなくてもよく、加熱される必要はなく、エラストマー性シート１４を伸張可能不織ウェブ１２まで急冷するために冷却することができる（例えば、約１０℃から約３０℃の温度まで）。

積層体５０は、伸張可能不織ウェブ１２の伸張性により横断方向１６に延伸することができる。弛緩の際に、積層体５０は、エラストマー性シート１４の収縮力及びエラストマーの収縮性の程度に依存して、元の製造された構成まで実質的に回復することができる。一般的に、積層体５０は、約４５％よりも大きい、通常は約５０％よりも大きいヒステリシス値を有することができる。積層体５０は、積層中の二次結合形成の程度及びフィルムを形成する１つ又は複数のエラストマー性樹脂内に存在する微視的領域の数に依存して、約７５％の高さまでのヒステリシス値を有することができる。一般的に、積層体５０は、９％又はそれ以上の硬化度を有することができる。
伸張可能不織ウェブ１２は、以下に限定はしないが、接着剤結合、熱結合、点結合、超音波溶着、及びこれらの組合せを含む様々な工程により、エラストマー性シート１４に積層することができる。例えば、ニップロール４６及び４８は、約９３℃から約１３５℃の温度まで加熱することができ、これによって伸張可能不織ウェブ１２は、エラストマー性シート１４に熱結合される。

再び図３を参照すると、積層体５０は、積層体５０が横断方向１６に機械的に（増分的に）延伸されて改善された延伸特性を有する伸張可能積層体１０をもたらすように、溝付きロール５８及び６０を含む第４のニップ５６を通る。図３ａに示すように、溝付きロール５８及び６０は、溝付きロール５８及び６０を横切って横断方向１６に位置決めされた複数の溝６４を形成する複数の隆起部６２を含む。一般的に、溝６４は、材料の延伸方向に垂直に配向されるべきである。すなわち、溝６４は、積層体５０を横断方向に延伸するために機械方向に配向されるべきである。図３ｂを参照すると、第４のニップ５６において、積層体５０が横断方向１６に機械的に延伸されるように、溝付きロール５８の隆起部６２は、溝付きロール６０の溝６４と互いに噛合い、溝付きロール５８の溝６４は、溝付きロール６０の隆起部６２と交互に噛合っている。適切な態様においては、積層体５０は、少なくとも約５０％、望ましくは少なくとも約６５％、より望ましくは少なくとも約７５％、最も望ましくは約１００％だけ横断方向１６に機械的に延伸される。機械的に延伸された積層体５０が第４のニップ５６を出ると、実質的にネック付け前の寸法に弛緩することができ、これによって本発明の伸張可能積層体１０を形成する。伸張可能積層体１０は、オフライン工程におけるその後の使用のために巻取ロール（図示せず）に巻くことができ、又は消費者製品への組込みのためにインライン工程へ運ぶことができる。

代替的に、図４に示すように、積層体５０は、テンター・フレーム６６に通すことができ、これによって積層体５０は、少なくとも約５０％、望ましくは少なくとも約６５％、より望ましくは少なくとも約７５％、最も望ましくは約１００％だけ横断方向１６に機械的に延伸される。図４ａを参照すると、テンター・フレーム６６は、一対の分岐ベルト又はチェーン６８を含む。積層体５０の横縁部７０は、積層体５０を定位置に保つ一連のクリップ７２によって分岐ベルト６８に装着される。積層体５０がテンター・フレーム６６を通って引っ張られると、分岐ベルト６８は、所望の量、適切には少なくとも約５０％だけ横断方向１６に積層体５０を機械的に延伸する。機械的に延伸された積層体がテンター・フレーム６６を出ると、横縁部７０は解放され、積層体は、その延伸前の寸法に弛緩して戻ることができ、これによって本発明の伸張可能積層体１０を形成する。当業技術で公知の他の手段を用いて、少なくとも約５０％だけ横断方向に積層体５０を機械的に延伸することもできる。

伸張可能不織ウェブの層と弾性フィルムを含む積層体は、以下のように調製された。
サンプル１
伸張可能積層体は、０．７５ｏｓｙ（約２５．４ｇｓｍ）のスパンボンドウェブを３５ｇｓｍエラストマー性シートの両面に熱的に積層することにより調製された。「Ｋｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」で製造されたスパンボンドウェブは、約５６％のパーセントネックダウンをもたらすようにネック付けされた。エラストマー性シートは、米国テキサス州ヒューストン所在の「Ｋｒａｔｏｎ Ｐｌｏｙｍｅｒｓ」から入手した「ＭＤ−６６５９」フィルムであった。
積層体は、本発明の伸張可能積層体を生成するために、約１００％だけ横断方向に機械的に延伸された。伸張可能積層体はサイクル試験され、伸張可能積層体の伸長／収縮比、ヒステリシス値、及び硬化度が、延伸の直後、１日後、７日後、及び１９日後に測定された。非延伸の対照積層体もまた試験された。結果は表１に含まれている。

表１

Ｅ／Ｒ比、ヒステリシス値、及び硬化度の％減少は、以下のように計算することができる。
％減少＝［（延伸なし−延伸）／（延伸なし）］×１００
例えば、１日目のＥ／Ｒ比の減少は、［（３．２６−２．３６）／３．２６］×１００＝２７．３％として計算されるであろう。

サンプル２
伸張可能積層体は、０．５ｏｓｙ（約１７ｇｓｍ）のスパンボンドウェブを４２ｇｓｍのエラストマー性シートの両面に熱的に積層して調製した。「Ｋｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」で製造されたスパンボンドウェブは、約１２６インチ（約３２０センチメートル）の幅から約４５インチ（約１１４．３センチメートル）の幅にネック付けされ、約６４％のパーセントネックダウンをもたらした。エラストマー性シートは、米国テキサス州ヒューストン所在の「Ｋｒａｔｏｎ Ｐｌｏｙｍｅｒｓ」から入手した「ＫＲＡＴＯＮ Ｇ−２７５５」であった。
積層体は、本発明の伸張可能積層体を生成するために、約１００％だけ横断方向に機械的に延伸された。伸張可能積層体はサイクル試験され、伸張可能積層体の伸長／収縮比、ヒステリシス値、及び硬化度が、延伸の直後、７日後、１９日後、及び２６日後に測定された。非延伸の対照積層体もまた試験された。結果は表２に示されている。

表２

ヒステリシス、硬化度、及び伸長／収縮比を判断するための試験
サイクル試験は、例えば、米国ノースカロライナ州ケアリー所在の「Ｓｉｎｔｅｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」から入手可能な「Ｓｉｎｔｅｃｈ ２」型番３３９７−１３９のような定率伸張型引張試験機を用いて伸張可能積層体の弾性特性を判断する方法である。具体的には、伸張可能積層体のサンプルを、４．５インチを横断方向にして４．５×３インチの寸法に裁断する。３インチ長のサンプルは、ゲージ長（ジョー間隔）が２インチ、引きの方向が横断方向になるように、２つの空気圧ジョーの間に固定される。引っ張り速度は２０インチ／分とする。伸張／収縮の２サイクル中に試験は実行される。サンプルは、最初に１００％の伸長（４インチのジョー間隔）まで引っ張られ、すぐに開始ゲージ長に回復（収縮）される。伸張／収縮サイクルが次に繰り返される。最後に、サンプルは破損する伸張まで引っ張られ、この時点で試験は終了する。力及び伸張は、適切なロードセル及び他のセンサで測定される。データは、コンピュータプログラムにより記録されて解析される。

ヒステリシスは、第１のサイクルの収縮中に回復されたエネルギを第１のサイクルの伸張中に材料を伸張するために供給されたエネルギから減算し、その値を第１のサイクルの伸張中に材料を伸張するために供給されたエネルギで割算し、この値を１００倍して計算された。供給したエネルギ及び回復したエネルギは、コンピュータにより判断され、応力歪み曲線下の面積として測定された。
パーセント硬化度は、収縮サイクル中に力の測定値が最初に１０グラム又はそれ以下になった時のサンプルの伸張を測定することにより判断される。パーセント硬化度は、サンプルが取る最大伸張長さから上述の１０グラム収縮測定で判断された長さを減算し、この量を最大伸張長さで割算し、その量を１００倍したものとして定義される。
伸張可能積層体の伸長／収縮比（Ｅ／Ｒ比）は、第１のサイクル伸張（引っ張り）サイクル中の３０％伸長で測定された負荷（力）、及び第２のサイクル収縮モードの間の３０％伸長の負荷によって特徴付けられる。Ｅ／Ｒ比の測定値は、伸張力あたりの収縮力の比の１００倍で記録される。

以上の明細書において、本発明は、いくつかのその好ましい実施形態に関して説明され、多くの詳細が例示の目的で示されたが、本発明は、追加の実施形態を受け入れる余地があり、本明細書で説明した詳細のあるものは、本発明の基本的原理から逸脱することなく相当に変更することができることは、当業者には明らかであろう。

伸張可能積層体の平面図である。 積層体の断面図である。 積層体の断面図である。 積層体を横断方向に機械的に延伸するために溝付きロールを使用して伸張可能積層体を製造する工程の概略図である。 図３に示す工程に使用された溝付きロールの拡大図である。 図３に示す工程に使用された溝付きロールの拡大図である。 積層体を横断方向に機械的に延伸するためにテンター・フレームを使用して伸張可能積層体を製造する工程の概略図である。 図４に示す工程に使用されたテンター・フレームの上面図である。

符号の説明

１０ 伸張可能積層体
１２ 伸張可能不織ウェブ
１４ エラストマー性シート

Claims (50)

1. 伸張可能不織ウェブと、
   エラストマー性シートと、
   を含み、
   積層後の前記伸張可能不織ウェブ及び前記エラストマー性シートは、同等の非延伸の伸張可能積層体より少なくとも約１５％低い、第１の１００％伸長／収縮サイクル中に測定されたヒステリシス値を有する伸張可能積層体をもたらすように横断方向に機械的に延伸されたものである、
   ことを特徴とする伸張可能積層体。
2. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約２０％低いヒステリシス値を有することを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
3. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１５％低い７日目ヒステリシス値を有することを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
4. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１５％低い３０日目ヒステリシス値を有することを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
5. 同等の非延伸積層体よりも低い硬化度を有することを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
6. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１０％低い硬化度を有することを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
7. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約２０％低い硬化度を有することを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
8. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約３０％低い硬化度を有することを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
9. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも低い伸長／収縮比を有することを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
10. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１５％低い伸長／収縮比を有することを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
11. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約２０％低い伸長／収縮比を有することを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
12. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約２５％低い伸長／収縮比を有することを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
13. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１５％低い７日目伸長／収縮比を有することを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
14. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約２０％低い３０日目伸長／収縮比を有することを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
15. 前記伸張可能不織ウェブは、可逆的にネック付けされた不織ウェブを含むことを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
16. 前記エラストマー性フィルムは、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレン、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレン、及びこれらの組合せから選択されたスチレンコポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
17. 前記エラストマー性フィルムは、密度が約０．８６０から約０．９００グラム／立法センチメートルのシングルサイト触媒反応エチレン−アルファ・オレフィンコポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
18. 前記エラストマー性フィルムは、通気性のエラストマー性フィルムを含むことを特徴とする請求項１に記載の伸張可能積層体。
19. 伸張可能不織ウェブと、
    エラストマー性シートと、
    を含み、
    積層後の前記伸張可能不織ウェブ及び前記エラストマー性シートは、同等の非延伸の伸張可能積層体より少なくとも約１０％低い、第１の１００％伸長／収縮サイクル中に測定された硬化度を有する伸張可能積層体をもたらすように横断方向に機械的に延伸されたものである、
    ことを特徴とする伸張可能積層体。
20. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約２０％低い硬化度を有することを特徴とする請求項１９に記載の伸張可能積層体。
21. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約３０％低い硬化度を有することを特徴とする請求項１９に記載の伸張可能積層体。
22. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１０％低い７日目硬化度を有することを特徴とする請求項１９に記載の伸張可能積層体。
23. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１０％低い３０日目硬化度を有することを特徴とする請求項１９に記載の伸張可能積層体。
24. 同等の非延伸積層体よりも低いヒステリシス値を有することを特徴とする請求項１９に記載の伸張可能積層体。
25. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも低い伸長／収縮比を有することを特徴とする請求項１９に記載の伸張可能積層体。
26. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約２０％低い伸長／収縮比を有することを特徴とする請求項１９に記載の伸張可能積層体。
27. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１５％低い７日目伸長／収縮比を有することを特徴とする請求項１９に記載の伸張可能積層体。
28. 同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１５％低い３０日目伸長／収縮比を有することを特徴とする請求項１９に記載の伸張可能積層体。
29. 前記伸張可能不織ウェブは、可逆的にネック付けされた不織ウェブを含むことを特徴とする請求項１９に記載の伸張可能積層体。
30. 前記エラストマー性フィルムは、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレン、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレン、及びこれらの組合せから選択されたスチレンコポリマーを含むことを特徴とする請求項１９に記載の伸張可能積層体。
31. 前記エラストマー性フィルムは、密度が約０．８６０から約０．９００グラム／立法センチメートルのシングルサイト触媒反応エチレン−アルファ・オレフィンコポリマーを含むことを特徴とする請求項１９に記載の伸張可能積層体。
32. 前記エラストマー性フィルムは、通気性の弾性フィルムを含むことを特徴とする請求項１９に記載の伸張可能積層体。
33. 積層体を形成するために少なくとも１つの伸張可能不織ウェブをエラストマー性シートに積層する段階と、
    前記積層体を少なくとも約５０％だけ横断方向に機械的に延伸する段階と、
    を含むことを特徴とする、伸張可能積層体を製造する方法。
34. 前記積層体は、少なくとも約６５％だけ横断方向に機械的に延伸されたことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
35. 前記積層体は、少なくとも約７５％だけ横断方向に機械的に延伸されたことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
36. 前記積層体は、約１００％だけ横断方向に機械的に延伸されたことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
37. 前記積層体は、テンター・フレームを用いて横断方向に機械的に延伸されたことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
38. 前記積層体は、一対の溝付きロールを用いて横断方向に機械的に延伸されたことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
39. 前記伸張可能積層体は、同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１５％低いヒステリシス値を有することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
40. 前記伸張可能積層体は、同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１５％低い３０日目ヒステリシスを有することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
41. 前記伸張可能積層体は、同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１０％低い硬化度を有することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
42. 前記伸張可能積層体は、同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約２０％低い硬化度を有することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
43. 前記伸張可能積層体は、同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約３０％低い硬化度を有することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
44. 前記伸張可能積層体は、同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１０％低い７日目硬化度を有することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
45. 前記伸張可能積層体は、同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１０％低い３０日目硬化度を有することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
46. 前記伸張可能積層体は、同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約２０％低い伸長／収縮比を有することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
47. 前記伸張可能積層体は、同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１５％低い７日目伸長／収縮比を有することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
48. 前記伸張可能積層体は、同等の非延伸伸張可能積層体よりも少なくとも約１５％低い３０日目伸長／収縮比を有することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
49. 前記エラストマー性シートは、充填エラストマー性シートを含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
50. 前記伸張可能積層体は、通気性であることを特徴とする請求項４９に記載の方法。

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