JP2011042923A

JP2011042923A - 二次元のウェブ材料、および二次元のウェブ材料を製造する方法および装置、ならびにそれの使用

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Publication number: JP2011042923A
Application number: JP2010259601A
Authority: JP
Inventors: Manfred Wittner; ウィットネルマンフレッド
Original assignee: Fiberweb Corovin GmbH
Current assignee: Fiberweb Corovin GmbH
Priority date: 2005-03-21
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2011-03-03
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Abstract

【課題】好適な二次元のウェブ材料等を提供すること。
【解決手段】本発明は、層状材料から作られた二次元のウェブ材料に関し、かつ層状材料から作られた二次元のウェブ材料を製造するための方法および装置にも関し、該二次元のウェブ材料は、不織材料を含み、機械方向における伸張の間に０．２未満のピアソン比を有する。層状材料から作られた二次元のウェブ材料であって、該二次元のウェブ材料は、不織材料と第１の分離領域と第２の分離領域とを含み、それらが、反転した多辺形の形状のパターンを形成し、かつ、該二次元の層状材料が、機械方向への伸張の間に０．２未満のポアソン比を有するように互いに対して配列されている、二次元のウェブ材料。
【選択図】なし

Description

本発明は、層状材料から作られた二次元のウェブ材料、該ウェブ材料を製造するための方法および装置、ならびにその使用に関する。

不織材料を用いた二次元のポリマーベースのウェブ材料は、公知である。使用目的によって、それらは、単一層または多層の製品として様々な製造方法で生産され、分離領域において圧縮および／または強化および／または締着されることによって定義された使用特性を取得することができ、そして様々な結合パターンを含み得る。

これらのウェブ材料をさらに加工または使用するときには、引張荷重が、加工方向、すなわち巻取りおよび巻戻し加工の間のｘ方向においてウェブ材料に適用され、該引張荷重は、ｘ方向におけるウェブの伸張、および荷重方向に対する横方向、すなわちｙ方向にウェブが収縮する形で部分的に桁はずれで負の長さの変化をもたらし得る。

長手方向の拡張に対する横方向の収縮の割合は、ポアソン比、νとして公知であり、
ν＝−（Δｄ／ｄ）／（Δ１／１）＝−（Δｙ／ｙ）／（Δｘ／ｘ）である。

固体に対しては、０．２〜０．５の範囲におけるポワソン比が公知である。不織材料は、緻密な固体と比較すると、その繊維構造のために特別な特徴を示す。引張力が不織材料に適用された場合には、不織材料の中にランダムに分配された繊維は、ｙ方向における強固な負の長さの変化が起こり得るために、引張方向に整列する。

従来の不織材料は、０．５より大きなポアソン比を有し得る。

ウェブの収縮という形での、この負の長さの変化が引き起こし得るものは、ウェブのさらなる加工または使用の間での（１）ウェブの幅の使用量が減少すること、（２）基礎の重量の増加または幅の増加を伴い、ｙ方向、すなわち機械方向に対して横向きまたは直角に構造上の変位が起こることにより材料特性が変化すること、または（３）しわが寄ること、であり、それら全ては、ウェブをガイドするための高価な測定器具、例えば、追加的なローラーおよびスクロールロールユニットの設置を必要とする。

さらに、微孔性構造を有するポリマーベースの製品が公知であり、ポリマーの定義領域は、レーザー加工の手段によって除去され、その結果として、そのようにして製造された製品は、ｘ方向における縦の伸張の間に収縮されることもなく、ｙまたはｚ方向、すなわち伸張方向に対して横向きまたは直角な方向における長さが増加することもない。これらの材料が、ｙ方向および／またはｚ方向における長さの増加を示す場合、すなわち負のポアソン比を有する場合には、これらは、肥大（ａｕｘｅｔｉｃ）材料とも呼ばれる。例えば、肥大の振舞いを有する発泡材料および非多孔性ウェブ材料が公知であり、該発泡材料および非多孔性ウェブ材料は、工業地域において吸収材、濾過材、遮音材、および梱包材料として用いられる。従って、ポリウレタンコーエステル（ｃｏ−ｅｓｔｅｒ）またはシリコンから作られた、多孔性のバリヤ材を用いる濾過方法が、例えば特許文献１から公知である。バリヤ材の多孔性は、レーザー加工を用いて作成され、孔およびリガメントが形成され、これによって単一層または多層の形状となり、濾過材における二次元または三次元のバリヤとして効果的である。好適には、１μｍ〜５ｃｍの間の孔の大きさが、作成される。０．１未満ののポアソン比が、この材料については決定された。

さらに、０．７の負のポアソン比を有する材料構成が、特許文献２／特許文献３から公知であり、ここでは、オープンセル発泡構造が、作成され、該構造は、相互接続されたリブを備えている。実質的には、発泡構造には、該材料が、３方向において同時に圧縮されるように力が加えられ、該力は、互いに直交する関係であり、セルのリブが、それによって内方向に曲げられる。この状態において、材料は、軟化温度を僅かに超える程まで加熱され、軟化温度より下の温度に冷却された後に初めて、荷重が軽減され、ここで、内方向に曲げられたリブは、元来の状態に戻る。該材料は、例えば濾過技術において、遮音のために、または血管を安定させるためなどの医療技術において用いられ得る。

特許文献４において、血管の分野における医療的な適用のための管状ライナーが開示されており、該管状ライナーは、肥大材料から製造され、ライナーは、複数の隣接する放射状ループ（ｒａｄｉａｌｌｏｏｐ）から成り、各放射状ループは、複数の相互接続された、反転した六辺形を備えており、六辺形は、ストリップを用いて相互接続される。エキシマーレーザー加工が、これらの六辺形を作成するために用いられる。生分解性のポリマー、例えばカプロラクトンが、用いられるポリマーとして記述される。

小繊維（ｆｉｂｒｉｌ）または節（ｎｏｄｅ）から成り、押出しおよび接着によって互いとくっつきあい、肥大の振舞いを有する構造を形成する、同様の材料が公知である。

特許文献５は、フィラメント状または小繊維状の肥大ポリマー材料を記述し、該材料を形成する方法を、開示している。ここでは、熱形成が可能な粒状の重合材料は、粒子が完全に溶解しておらず、スピニング加工の間に押し出されかつ接合される。結果として生じる肥大微細構造は、小繊維および節から成り、該節は、不規則な構造および３００μｍまでの直径を有する。該材料は、防護服および包帯を製造するために用いられる。不肥大材料とともに、それは、濾過技術の分野で用いられ得る。

特許文献６から、小繊維および節から作られた微細構造を有する重合材料もまた、公知であり、最初の加工のステップにおいて、特定のポリマーの押出しまたは圧縮によって生成される。押出し加工の下流は、延伸加工であり、ここでは、１００℃より上の温度および材料の延伸方向に直角な１〜１００Ｍｐａの間の圧力で、材料は、引張応力およびせん断応力を受ける。肥大微細構造は、−０．２５〜−１２のポアソン比を示す。コーポリマーおよびホモポリマー、フィラーを含む重合材料および高粒子ポリエチレン含有フィラーが、ポリマーとして用いられ、１５０ｋｇ／ｍ^３の密度が開示される。そのような材料は、サンドイッチパネルの構成部品、衝撃および振動吸収のために、および医療用として用いられ得る。

さらに、肥大の振舞いを有し、ｘおよびｙ方向に伸張可能な紙基板が、特許文献７に記載されている。第１の厚さを有する紙基板は、可塑的伸張の形の応力を加えた後には、第２の厚さも有し、第２の厚さの第１の厚さに対する割合は、４より大きく、厚さ指数と呼ばれる。紙基板は、差し向かい配列の少なくとも２つの接続された層から成り、ｘ方向またはｙ方向における可塑的な伸張は、ｚ方向におけるより強力な長さの変化をもたらす。紙基板は、セルロース繊維スラリーを濾過帯に適用し、次いで乾燥させることによって製造され、回転刃を有する一連のローラーを用いて、定義された配列においてｚ方向に、穿孔が紙基板に挿入され、次いで、ｘおよびｙ方向への紙基板の引き伸ばしが行われる。この紙基板に対する適用の範囲は、衛生タオル、おむつおよび拭き用具を含む。

国際公開第９９／２２８３８号パンフレット欧州特許第０３２８５１８号明細書米国特許第４６６８５５７号明細書国際公開第０４／０１２７８５号パンフレット国際公開第００／５３８３０号パンフレット国際公開第９１／０１２１０号パンフレット国際公開第０２／３６０８４号パンフレット

繊維状材料を用いて二次元のポリマーベースのウェブ材料を提供することが意図され、該ウェブ材料は、ｘ方向への引張荷重の間の負の長さの変化を最小にし、または、加えてｙ方向への正の長さの変化をも最小にするように設計されている。

本発明は、この点について始められる。

非常に小さなポアソン比、または負のポアソン比さえも有する材料の適用および技術の範囲を拡張することが、本発明の目的である。

この目的は、請求項１の特徴を有する層状材料から作られた二次元のウェブ材料によって達成される。追加的な好ましい実施形態、プロセス、装置および適用は、それに続く請求項に特定される。
（項目１）
層状材料から作られた二次元のウェブ材料であって、
該二次元のウェブ材料は、不織材料と第１の分離領域と第２の分離領域とを含み、それらが、反転した多辺形の形状のパターンを形成し、かつ、該二次元の層状材料が、機械方向への伸張の間に０．２未満のポアソン比を有するように互いに配列されている、二次元のウェブ材料。
（項目２）
前記第１の分離領域における前記二次元のウェブ材料は、圧縮および／または強化および／または締着されることによって、該第１の分離領域は、反転した多辺形の辺の側を形成するリガメントの形状で組み入れられ、該二次元のウェブ材料は、機械方向への伸張の間に０．２未満のポアソン比を有する、項目１に記載の層状材料から作られた二次元のウェブ材料。
（項目３）
前記第１の分離領域における前記二次元のウェブ材料は、反転した多辺形の辺の側を形成するリガメントを含み、該側は、２より大きく２０未満の間のその長さ対幅の縦横比を有し、好ましくは４〜１０の間の縦横比であり、互いに０度より大きく１８０度未満の角度で配列され、該二次元のウェブ材料は、機械方向への伸張の間に０．２未満のピアソン比を有する、項目１および２に記載の二次元のウェブ材料。
（項目４）
前記二次元のウェブ材料は、第２の分離領域を含み、圧縮はされておらず、反転した多辺形として組み入れられ、該二次元のウェブ材料は、機械方向への伸張の間に０．２未満のピアソン比を有することを特徴とする、項目１に記載の二次元のウェブ材料。
（項目５）
前記二次元のウェブ材料は、第２の分離領域を含み、該第２の分離領域は、穿孔され、反転した多辺形として組み入れられ、該二次元のウェブ材料は、機械方向への伸張の間に０．２未満のピアソン比を有することを特徴とする、項目１に記載の二次元のウェブ材料。
（項目６）
前記多辺形は、二等辺三角形を含む反転した六辺形であることを特徴とする、項目１または２に記載の二次元のウェブ材料。
（項目７）
前記多辺形は、非二等辺三角形を含む反転した六辺形であることを特徴とする、項目１または２に記載の二次元のウェブ材料。
（項目８）
前記第１の分離領域における前記二次元のウェブ材料は、反転した六辺形の辺の側を形成するリガメントを含み、該側は、２より大きく２０未満の間のその長さ対幅の縦横比を有し、好ましくは４〜１０の縦横比であり、互いに０度より大きく９０度未満の間の角度で互いに配列され、該二次元のウェブ材料は、機械方向への伸張の間に０．２未満のピアソン比を有する、項目１〜７のうちの１つ以上の項目に記載の二次元のウェブ材料。
（項目９）
前記二次元のウェブ材料は、第２の分離領域を含み、該第２の分離領域は、圧縮されておらず、三角形から形成されており、該二等辺三角形は、互いの一対が鋭角の領域で相互接続され、反転した六辺形を形成するように互いに配列され、該二次元のウェブ材料は、機械方向への伸張の間に０．２未満のピアソン比を有するように配列されることを特徴とする、項目１〜８のうちの１つ以上の項目に記載の二次元のウェブ材料。
（項目１０）
前記二次元のウェブ材料は、第２の分離領域において穿孔を含み、該穿孔は、三角形から形成されており、該三角形は、互いの一対が鋭角の領域で相互接続され、反転した六辺形を形成するように互いに配列され、該二次元のウェブ材料は、機械方向への伸張の間に０．２未満のピアソン比を有するように配列されることを特徴とする、項目１〜９のうちの１つ以上の項目に記載の二次元のウェブ材料。
（項目１１）
層状材料から二次元のウェブ材料を製造する方法であって、
該ウェブ材料は、不織材料を含み、第１および第２の分離領域が、反転した多辺形の形状のパターンを形成し、該二次元のウェブ材料は、機械方向への伸張の間に０．２未満のピアソン比を有するように互いに配列される、方法。
（項目１２）
前記第１および第２の分離領域は、反転した六辺形の形状のパターンを形成し、前記二次元のウェブ材料が、機械方向への伸張の間に０．２未満のピアソン比を有するように該二次元のウェブ材料において互いに配列される、項目１３に記載の層状材料から二次元のウェブ材料を製造する方法。
（項目１３）
前記層状材料が提供され、第１の分離領域において圧縮および／または強化および／または締着され、該第１の分離領域は、互いに反転した多辺形の形状のパターンを形成するように配列される、項目１３に記載の層状材料から二次元のウェブ材料を製造する方法。
（項目１４）
前記層状材料が、提供され、第２の分離領域において穿孔され、該第２の分離領域は、互いに反転した多辺形の形状のパターンを形成するように配列される、項目１３に記載の層状材料から二次元のウェブ材料を製造する方法。
（項目１５）
前記層状材料が、提供され、ホットメルト接着が、該層状材料の表面の第１の分離領域に適用され、その結果として、第１の分離領域において該ホットメルト接着が固まった後に、反転した多辺形の辺の側を形成するリガメントの形状のパターンが、具体化される、項目１〜１４のうちの１つ以上の項目に記載の二次元のウェブ材料を製造する方法。
（項目１６）
前記第１の分離領域は、熱接続によって作成される、項目１〜１５のうちの１つ以上の項目に記載の二次元のウェブ材料を製造する方法。
（項目１７）
前記第１の分離領域は、スパンレーシングによって作成される、項目１〜１６のうちの１つ以上の項目に記載の二次元のウェブ材料を製造する方法。
（項目１８）
前記第１の分離領域は、エアレーシングによって作成される、項目１〜１７のうちの１つ以上の項目に記載の二次元のウェブ材料を製造する方法。
（項目１９）
前記第１の分離領域は、超音波工程によって作成される、項目１〜１８のうちの１つ以上の項目に記載の二次元のウェブ材料を製造する方法。
（項目２０）
前記層状材料の前記第２の分離領域において、エンボシング地点は、熱接着によって作成される、項目１〜１９のうちの１つ以上の項目に記載の二次元のウェブ材料を製造する方法。
（項目２１）
層状材料から二次元のウェブ材料を製造する装置であって、
該装置は、少なくとも１つのエンボシングローラーを備え、
該エンボシングローラーは、リガメントの形状の長方形の隆起部を備え、該リガメントは、互いに反転した多辺形の辺の側を形成するように配列され、その結果として、該側は、２より大きく２０未満の間のその長さ対幅の縦横比を有し、好ましくは４〜２０の間であり、０．２ｍｍ〜２ｍｍの間の高さを有し、互いに０度より大きく１８０度未満の角度で配列される、装置。
（項目２２）
前記反転した多辺形は、反転した六辺形として組み入れられ、その結果として、該反転した六辺形の前記辺の前記側は、２より大きく２０未満の間のその長さ対幅に対する縦横比を有し、好ましくは４〜１０の間であり、０．２ｍｍ〜２ｍｍの間の高さを有し、互いに０度より大きく９０度未満の間の角度で配列される、項目２３に記載の層状材料から作られた二次元のウェブ材料を製造する装置。
（項目２３）
層状材料から二次元のウェブ材料を製造する装置であって、
該装置は、回転スクリーニングドラムを備え、該スクリーニングドラムは、表面上に長方形の開口部を備え、該開口部は、互いに反転した多辺形の辺の側を形成するように配列され、その結果として、該側は、２より大きく２０未満の間のその長さ対幅に対する縦横比を有し、好ましくは４〜１０の間であり、互いに０度より大きく１８０度未満の間の角度で配列される、装置。
（項目２４）
層状材料から二次元のウェブ材料を製造する装置であって、
該装置は、ホットメルト接着の適用のためのデバイスを備え、該デバイスは、ボアホールおよび／またはノズルを備え、それらは、互いに反転した多辺形の辺の側を形成するように配列され、その結果として、該側は、２より大きく２０未満の間のその長さ対幅に対する縦横比を有し、好ましくは４〜１０の間であり、互いに０度より大きく１８０度未満の間の角度で配列される、装置。
（項目２５）
衛生製品における、項目１〜２４のうちの１つ以上の項目に従った前記二次元のウェブ材料の使用。
（項目２６）
濾過材料における、項目１〜２５のうちの１つ以上の項目に従った前記二次元のウェブ材料の使用。
（項目２７）
包装材料における、項目１〜２６のうちの１つ以上の項目に従った前記二次元のウェブ材料の使用。
（項目２８）
ジオテキスタイルにおける、項目１〜２７のうちの１つ以上の項目に従った前記二次元のウェブ材料の使用。

本発明は、層状材料から作られた、二次元のウェブ材料を提供し、該二次元のウェブ材料は、不織材料と第１の分離領域と第２の分離領域を含み、それらが、反転した多辺形の形状のパターンを形成し、かつ、該二次元の層状材料が、機械方向への伸張の間に０．２未満のポアソン比を有するように互いに配列される。二次元のウェブ材料は、好ましくは−２〜０．２の間のポアソン比を有する。

本発明の改良された構成において、二次元のウェブ材料は、第１の分離領域において圧縮および／または強化および／または締着されることによって、第１の分離領域は、リガメントの形状で具体化され、反転した多辺形の辺の側を形成し、二次元のウェブ材料は、機械方向への伸張の間に０．２未満のポアソン比を有する。

「反転した多辺形」という表現は、本明細書中で、二次元の多辺形の形を記述するために用いられ、該多辺形は、内方向に見える角度を有する。

「圧縮された」という語は、本明細書中で、層状材料の内側の状態を記述するために用いられ、通常は、不織材料または繊維状材料が、強く圧縮されている。

「強化された」という表現は、不織材料または繊維状材料が、強く圧縮され、かつ追加的に、部分的に溶解され、独立した締着接合部を示す場合に、本明細書中に用いられる。

「締着」という表現は、分離領域内の不織材料または繊維状材料が、ほとんど完全または完全に溶解され、これら分離領域における層状材料の個別の層が、互いとくっつきあっている層状材料を指す。

「第１の分離領域」という語は、ウェブ材料の中または上、または層状材料の中の領域を記述するために本明細書中に用いられ、該第１の分離領域は、反転した多辺形または六辺形または三角形の辺を形成する。

「第２の分離領域」という語は、ここでウェブ材料または層状材料の中または上の領域を記述するために用いられ、該領域は、反転した多辺形または六辺形または三角形の辺の内部に位置する。別の実施形態によれば、第１の分離領域における二次元のウェブ材料は、リガメントを含み、反転した多辺形の辺の側を形成する。該側は、２より大きく２０未満の間の、その長さ対幅の縦横比を有し、好ましくは４〜１０の縦横比であり、互いに０度より大きく１８０度未満の角度で配列されることによって、二次元のウェブ材料は、機械方向への伸張の間に０．２未満のピアソン比を有する。

本発明の改良された構成において、二次元のウェブ材料は、第２の分離領域を含み、該第２の分離領域は、圧縮はされておらず、反転した多辺形として具体化され、該二次元のウェブ材料は、機械方向への伸張の間に、０．２未満のピアソン比を有する。

別の実施形態において、二次元のウェブ材料は、第２の分離領域を含み、該第２の分離領域は、穿孔され、反転した多辺形として具体化される。

追加的な実施形態において、二次元のウェブ材料は、反転した六辺形の形状での多辺形を含み、該多辺形は、二等辺または非二等辺三角形から形成される。第１の分離領域は、リガメントを含み、該リガメントは、反転した多辺形の辺の側を形成し、該側は、２より大きく２０未満の、その長さ対幅の縦横比を有し、好ましくは４〜１０の縦横比であり、互いに０度より大きく、９０度未満の間の角度で配列される。

別の実施形態において、二次元のウェブ材料は、第２の分離領域を含み、該分離領域は、圧縮はされておらず、二等辺三角形で形成されており、該二等辺三角形は、互いの一対が鋭角の領域で相互接続され、反転した六辺形を形成するように、互いに配列される。

本発明の設計形状によれば、二次元のウェブ材料は、第２の分離領域に穿孔を含み、該穿孔は、二等辺三角形から形成され、該二等辺三角形は、互いの一対が鋭角の領域で相互接続され、反転した六辺形を形成するように、互いに配列される。

このソリューションの利点は、二次元のウェブ材料が、不織材料、一般的な繊維状材料または膜から、それらの間において単独または組み合わせて公知である特性を有することである。第２に、このウェブ材料は、第１および第２の分離領域を含み、該分離領域は、ｘ方向における引張荷重の間に、ｙ方向の長さの変化をもたらすが、合成繊維を用いた従来知られた二次元のウェブ材料が、示さない特性である。反転した多辺形は、ウェブ材料における第１および第２の領域の設計によって具体化されており、それによって、統一した大きさまたは様々な大きさに設計され得る。

二次元のウェブ材料の伸張および横方向の収縮の程度は、引張荷重の間に、以下によって調整可能である。すなわち、（１）リガメントの側の形、すなわち側の長さ、側の幅、および側の高さ、（２）側の配列、すなわち、側の互いに対する方向および角度、および（３）二次元のウェブにおける締着および／または強化および／または圧縮および／または穿孔された領域の特性、である。

この特性の組み合わせは、本発明に従った二次元のウェブ材料に、従来の公知のウェブ材料と比較して、取り扱いに関していくつかの利点をもたらす。例えば、巻取り加工、変形、スタイリングまたは適用の間に従来のウェブ材料に起こる「ネックダウン効果」と呼ばれるものが、この材料では、低減した程度のみ観察され得るか、または全く観察され得ない。

その全体の幅に対するウェブ材料の高さまたは基準重量の関連した不変性に依存して、本発明に従ったウェブ材料を用いた製品が提供され、該製品は、その全体的な幅に対する向上した特性の不変性を備え、製造および適用の工程の間に、織物をガイドするために何らの高価な計測器も必要としない。

層状材料から二次元のウェブ材料を製造するために、工程が提供され、ここでは、二次元のウェブ材料は、不織材料を含み、第１および第２の分離領域は、反転した多辺形の形状のパターンを形成し、二次元のウェブ材料が、機械方向への伸張の間に０．２より小さなピアソン比を有するように互いと配列される。

層状材料から二次元のウェブ材料を製造するための工程の別の実施形態において、第１および第２の領域は、反転した六辺形の形状を形成し、二次元の層状材料が、機械方向への伸張の間に、０．２より小さなのピアソン比を有するように互いに二次元のウェブ材料において配列される。

以下の事柄が、ウェブ材料の製造のために用いられ得る。すなわち、（１）強化された、部分的に強化された、および強化されていない層状材料、（２）伸張可能な、弾性のある、および弾性のない層状材料、（３）膜、（４）例えば溶解ブローされた不織材料およびスピンして広げられた織物などであり、溶解スピニング工程、電気スピニング工程、または分解スピニング工程において生成されるか、またはけば立たせた不織材料、ウェットレイド（ｗｅｔｌａｉｄｓ）またはエアレイド（ａｉｒｌａｉｄｓ）で製造される不織材料、（５）膜および／または不織材料から作られたラミネート、である。

設計形状によれば、多層ウェブ材料が、層状材料を提供することによって生成される。この層状材料は、例えば１つ以上のビームを有するスピン締着機器を用いて生成された、１つ以上の層の不織材料から作られた製品であり得、不織材料は、強化されないか、前もって強化されるか、圧縮のみされ得る。実質的には、層状材料は、分離領域において圧縮および／または強化および／または締着され、第１の分離領域は、反転した多辺形の形状のパターンを形成するように、互いに配列される。該パターンは、従ってリガメントとして具体化され得、これらのリガメントは、反転した多辺形の辺を形成するように配列される。

さらに、第２の層が、予め製作された材料上に適用され、不織材料または膜またはそれらの組み合わせとして具体化され得、その後は、リガメントの実施形態が、発生する。第１および第２の層を並んで製造し、リガメントの実施形態を別個の工程のステップにおいて実行することも、可能である。

同様に、膜および不織織物の組み合わせが製造され得、すなわち、例えば膜が、けば立たされた不織材料上に押し出され、次いでリガメントの実施形態が、発生する。

あるいは、層状材料もまた、膜、不織材料またはラミネートの形状で提供され得、これらは次いで、例えば接着によって不織材料、膜またはラミネートと接触され、別の工程のステップにおいて、層状材料の中または上にリガメントが発生し、該リガメントは、反転した多辺形を形成するように配列される。

工程の向上した構成において、二次元の層状材料が、提供され、第２の分離領域において提供および穿孔され、該第２の分離領域は、反転した多辺形の形状を形成するパターンを形成するように互いに配列される。

穿孔は、反転された六辺形として具体化され得、すなわち、二等辺または非二等辺三角形が、互いと組み合わせて配列され、その結果として、反転した六辺形を形成し、そのようにして生成された二次元のウェブ材料は、機械方向への伸張の間に０．２未満のピアソン比を有する。

例えば、ウェブ材料は、穿孔工程の後に、統一されたネットまたは変化が可能な大きな穿孔として具体化され得る。加えて、本発明の別の構成における穿孔は、引張荷重によって伸張され得る。

さらに、工程の向上した構成において、層状材料が提供され、該層状材料の表面の第１の分離領域にホットメルト接着が適用され、その結果として、ホットメルト接着が固まった後に、反転した多辺形の辺の側を形成するリガメントの形状のパターンが、第１の分離領域に具体化される。

工程の向上した構成において、二次元のウェブ材料における第１の分離領域は、熱締着または、例えばスパンレーシング（ｓｐｕｎｌａｃｉｎｇ）またはエアレーシング（ａｉｒｌａｃｉｎｇ）または超音波またはこれらの工程の組み合わせによって提供される。

工程の向上した構成によれば、エンボシングの地点が、層状材料の第２の分離領域において、熱締着によって作成され得る。

本発明の追加的な概念によれば、層状材料から二次元のウェブ材料を生成するために、少なくとも１つのエンボシングローラーを備えている装置が、示唆され、該エンボシングローラーは、リガメントの形状で長方形の隆起部を備え、該リガメントは、反転した多辺形の辺の側を形成するように互いに形成され、その結果として、該側は、２より大きく２０未満の間の、その長さ対幅の縦横比を有し、好ましくは４〜１０の縦横比であり、０．２ｍｍ〜２ｍｍの間の高さを有し、互いに０度より大きく１８０度未満の角度で配列される。

反転した多辺形はまた、装置の向上した構成において、反転した六辺形として具体化され得、その結果として、反転した六辺形の辺の側は、２より大きく２０未満の間の、その長さ対幅の縦横比を有し、好ましくは４〜１０の縦横比であり、０．２ｍｍ〜２ｍｍの間の高さを有し、互いに０度より大きく９０度未満の角度で配列される。

層状材料から二次元のウェブ材料を生成するための装置は、従って、エンボシングローラーとスムージングローラーとを有するローラーの対を備えている。

あるいは、二次元のウェブ材料を生成する装置は、ローラーの対を備え得、ローラーのクリアランスは、同一のエンボシングパターンを有する２つのエンボシングローラーによって形成される。エンボシングローラーは、従って、円周の速度に関して、互いに配列および統合され、その結果として、エンボシングパターンを形成するリガメントは、互いの上面が正確に投合し、ポイントツーポイントの締着を可能にする。

エンボシングローラーの中心の直接の近接に位置する長方形の隆起部よりも、基本的な高さに関して、後者の境界区域に位置するエンボシングローラーの長方形の隆起部をより強く具体化することにより利点があることが証明された。

長方形の隆起部は、エンボシングローラーの表面に一様に分配され得、またはエンボシングローラーの境界区域のみに組み入れられ得る。エンボシングローラー上の長方形の隆起部は、その縦横比に関して均一に組み入れられ得る。加えて、エンボシングローラーの縦の境界に向かってより強力に組み入れられた隆起部はまた、有利であることが証明され得る。

本発明の別の概念は、層状材料から二次元のウェブ材料を製造するための装置を提供し、該装置は、回転スクリーニングドラムを含み、該スクリーニングドラムは、その表面に、長方形の開口部を備え、該開口部は、反転した多辺形の辺の側を形成するように互いに形成され、その結果として、該側は、２より大きく２０未満の間の、その長さ対幅の縦横比を有し、好ましくは４〜１０の縦横比であり、互いに０度より大きく１８０度未満の角度で配列される。

本発明の追加的な概念によれば、二次元のウェブ材料を製造するための装置が提案され、該装置は、第１の分離領域にホットメルト接着を適用するためのデバイスを含み、該デバイスは、ボアホールおよび／またはノズルを有し、該ボアホールおよび／またはノズルは、反転した多辺形の辺の側を形成し、該側は、２より大きく２０未満の、その長さ対幅の縦横比を有し、２より大きく２０未満の間の、その長さ対幅の縦横比を有し、好ましくは４〜１０の縦横比であり、互いに０度より大きく１８０度未満の角度で配列される。

二次元のウェブ材料は、単一層または２つ以上の層であり得る。ラミネートの個別の層は、同様または異なる方法で、互いの間で相互接続され得る。例えば、層は、第１の分離領域において、圧縮および／または強化および／または締着され得、反転した多辺形または六辺形の辺の側の形状で形成されたリガメントは、熱接着によって、または接着剤によって作成され得、または例えばスパンレーシングまたはエアレーシングまたは超音波工程またはそれらの組み合わせを用いて作成され得る。

反転した多辺形または六辺形の辺の側を形成する第１の分離領域および／または穿孔の形状の第２の分離領域は、異なる大きさを有し得る。特に、ｘおよびｙ方向への二次元の伸張をしている二次元のウェブ材料の境界領域における第１および／または第２の分離領域が、ウェブ材料の中心の直接の近接における分離領域よりも小さく設計することに、利点があることが証明された。

第１および第２の分離領域は、分配された二次元のウェブ材料の表面に一様に分配され得、またはウェブ材料の境界領域にのみ、組み入れられ得る。

さらに、ウェブ材料上の第１および第２の分離領域は、その縦横比および二次元の伸張に関して均一に設計され得る。加えて、ウェブ材料の縦の境界に向かってより強力に組み入れられた第１および第２の分離領域もまた、有利であることが証明され得る。

ホットメルト接着剤の形状のポリマーは、好ましい接着剤として用いられ得、該ホットメルト接着剤は、加熱され、冷却工程の間に、層と層との間を結合させる。接着剤の適用は、好ましくは層状材料の第１の分離領域上に加熱されたポリマーをスプレーすることによって行われ、または泡の適用の形においても行われている。ウェブ材料の全区域に対して１０％〜６０％の間で第１の分離領域に組み入れられているウェブ材料は、有利であることが証明された。

二次元のウェブ材料の製造のために、合成材料、例えばホモポリマーおよびコーポリマーなど、好ましくはポリオレフィンが、用いられ得る。ポリマーは、添加物を含み得、ウェブ材料の特別な表面特性をもたらす。さらに、ポリマーは、フィラーおよび補強材を備え付け得る。加えて、合成材料および天然材料の組み合わせが用いられ得る。

該して繊維状材料または不織材料の形状におけるウェブ材料の繊維状の構成要素を組み入れるために、公知のスピニング工程に従って製造された、単一の構成要素および複数の構成要素の両方のフィラメントが、適切である。フィラメントの断面は、従って円形、平ら、三裂、または複数に裂けた形状であり得る。同様に、フィラメントは、中空の空間を有し得、または中空の繊維として具体化され得る。フィラメントの表面は、滑らかであり得、または切り込みが入り得る。このように生成された二次元のウェブ材料は、非常に異なる特徴のイメージを示し得る。例えば、ウェブ材料は、親水性、疎水性、帯電防止型、静電的、耐アルコール性、または不燃性として備え付けられ得る。

本発明に従った二次元のウェブ材料は、衛生製品または使い捨て品の構成要素として用いられ得る。後者は、おむつ、衛生タオル、失禁予防製品などであり得る。

衛生製品の構成要素として、例えばおむつの形状で、二次元のウェブ材料は、穿孔した上面シートとして用いられ得る。引張荷重の間に、気孔は伸張され、液体がそこに吸収されるために、液体が素早くおむつの内部に到着し得る。

これらの二次元のウェブ材料はまた、医療用製品の分野にも、例えばカバーリングまたは防護服または包帯として用いられ得る。さらなる適用として、濾過技術の分野または衛生用具または拭き用具などの家庭用品の方面を含む。同様に、二次元のウェブ材料を包装材料の構成要素またはジオテキスタイルとして用いることが、可能である。

例えば、そのような材料は、第１および第２の分離領域を有する二次元のウェブ材料を含み得、該ウェブ材料は、従来の不織材料または膜、または１つ以上の不織材料または膜から作られたラミネート、またはそれらの組み合わせと接触するようになされる。これらの材料の組み合わせによって、多層のウェブ材料が生成され、該ウェブ材料は、不織材料を用いた従来に公知のウェブ材料と比較すると、より高い剛性を示す。

追加的な有利な設計の形状および向上した構成は、添付の図面に基づいているが、本発明をその実施形態に限定することを意図しない。図面に例示された特徴および向上した構成はまた、上述および詳細に特定されていないの本発明の実施形態と結合され得る。

図１ａおよび図１ｂは、公知の接着パターン２を有するウェブ材料１と反転した多辺形と第１の分離領域４と第２の分離領域５とを有する、本発明に従ったウェブ材料３とを模式的に例示する。内側に見える隅７を有する反転した六辺形６が、実施例として例示される。荷重方向に垂直な伸張と比較して、従来の接着パターン２を有するウェブ材料１は、ｘ方向への伸張の間に、ｙ方向への一般的なネックダウン効果を示す。本発明に従ったウェブ材料３において、１つの角度で適用され、内側に見える隅７を形成するリガメント８は、引張方向に整列されており、直交して隣接するリガメント９を外側に押圧することにより、荷重方向に直交の引っ張られた材料の負の長さの変化が避けられる。

ウェブ材料３が、図２ａに見られ得、リガメント８および９から成る強化されたリガメントが、二等辺三角形の辺を形成するようにウェブ材料３に組み入れられる。該三角形は、従って、対になって相互接続され、反転した六辺形６を形成するように配列される。さらに、ウェブ材料３は、第２の分離領域５に穿孔を備え、該穿孔は、これらの辺の内側にある。ウェブ材料におけるそのような穿孔の配列は、例えば引張荷重の間に、強化されたリガメント８および９に沿った荷重移動を可能にする。

図２ｂは、引張荷重の間のウェブ材料を例示し、該ウェブ材料は、ｘ方向に伸張を受ける。荷重方向に対する横方向には、ネックダウン効果は、認められず、すなわち、ウェブ材料は、引張荷重の間に、元来のウェブの幅を維持する。

図３において、二次元のウェブ材料３の生成のための装置が例示され、該装置は、エンボシングパターン１１を有する加熱可能なエンボシングローラー１０とカウンターローラーとしてのスムージングローラー１２とを備える。エンボシングローラー１０のエンボシングパターン１１は、リガメント８の形状の隆起部としてエンボシングローラーから突出しており、該リガメント８は、反転した六辺形を形成し、次いで直交するように隣接するリガメント９によって接続される。リガメントは、縦横比を有し、すなわち、２より大きく２０未満の、その長さ対幅の割合を有し、好ましくは４〜１０の間であり、０度より大きく９０度未満の間の角度で互いに配列される。

圧縮および／または強化および／または締着される層状材料３ａを形成する層は、押出機１４ａを有する紡糸口金（ｓｐｉｎｎｅｒｅｔ）１４を用いて不織材料１３の形状で、および巻戻しデバイス１７および偏向ローラー１８およびガイドローラー１９を用い、ローラークリアランス２０に供給され、スムージングローラー１２およびエンボシングローラー１０によって形成される膜１５および／またはラミネート１６の形状で、別個に提供される。カウンターローラーとエンボシングローラーとの相互作用によって、ローラークリアランス２０にある分離領域におけるウェブ材料は、軟化温度を超えた温度まで上昇され、圧縮および／または強化および／または締着され、続いて巻取りデバイス２１に供給される。圧縮および／または強化および／または締着された領域８および９は、反転した六辺形６を表す堅固なリガメントとしてウェブ材料３上に組み入れられる。

図４は、従来分野で公知のウェブ材料の伸張と本発明に従ったウェブ材料の伸張との比較を例示する。ここでは、図１ａに類似した標準的な接着パターンを有する従来のウェブ材料、穿孔を有する従来のウェブ材料、図１ｂに従った接着パターンを有する本発明に従ったウェブ材料、および図２ａに従った穿孔を有する本発明に従ったウェブ材料において発生したネックダウン効果が、例示される。例えば、２％の伸張の場合において、従来のウェブ材料は、２．５％〜５％の間のネックダウン値を示すが、一方で、１％未満のネックダウン値が、本発明に従ったウェブ材料において観察され、０．１８〜−１．８３の間のピアソン比νが、決定された。驚くべきことに、穿孔を有する本発明に従ったウェブ材料は、２％の伸張の場合において、２％より大きな程度のｙ方向への長さの増加を示す。

図１ａおよび図１ｂは、従来のウェブ材料と本発明に従ったウェブ材料との比較である。

図２ａおよび図２ｂは、引張荷重の（ａ）前および（ｂ）その間の穿孔を有するウェブ材料である。

図３は、スムージングローラーおよびエンボシングローラーを有するウェブ材料の生成のための装置である。

図４は、伸張およびネックダウン効果を示す。

Claims

本明細書に記載の発明。