JP2011517989A - 積層構造体を製造するための方法および装置 - Google Patents

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    • A61F13/53—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium
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    • A61F2013/530905—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium characterized by the liquid distribution or transport means other than wicking layer having capillary means, e.g. pore or fibre size gradient being hydrophilic
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
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Abstract

本発明は、おむつ、生理用ナプキン、パンティライナ、失禁パッドなどの吸収用品に使用する積層構造体２２を製造する方法に関するものであり、積層構造体２２は、液体透過性の第１の層６と吸収コア７を構成する第２の層７と第３の層８とを少なくとも具備してなる複数の材料層６，７，８によって規定されており、層６，７，８のそれぞれは、所定の孔半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を有する材料から形成されており、この方法は、少なくとも二つの超音波溶着ステップ４；１２によって材料層６，７，８を互いに結合すること、および、溶着ステップのそれぞれのために、複数の結合部位によって規定される溶着パターン１５；１７を提供することとを備える。本発明に基づく方法は、吸収用品全体をおおまかに形成するために溶着ステップ４；１１を提供することと、少なくとも積層構造体２２全体が多数の孔半径を有する様式で溶着パターン１５；１７を選択することとを含む。

Description

本発明は、おむつ、生理用ナプキン、パンティライナ、失禁用パッドなどの吸収用品に使用され、液体透過性の第１の層と吸収コアを構成する第２の層と第３の層とを少なくとも備える複数の材料層によって規定され、これら層のそれぞれが所定の孔半径を有する材料から形成されている積層構造体を製造するための方法に関するものである。この方法は、少なくとも二つの超音波溶着ステップによって上記材料層を互いに結合すること、および、溶着ステップのそれぞれにおいて、超音波溶着パターン(超音波パターンのそれぞれが複数の結合部位によって規定される)を提供することを含む。
また本発明は、おむつ、生理用ナプキン、パンティライナ、失禁用パッドなどの吸収用品に使用され、液体透過性の第１の層と吸収コアを構成する第２の層と第３の層とを少なくとも備える複数の材料層によって規定され、これら層のそれぞれが所定の孔半径を有する材料から形成されている積層構造体を製造するための装置に関するものである。この装置は、上記材料層を互いに結合するための少なくとも二つの超音波溶着デバイスを備えて、超音波溶着デバイスのそれぞれは、複数の結合部位によって規定される超音波溶着パターンをもたらすよう構成されている。
さらに本発明は、おむつ、生理用ナプキン、パンティライナ、失禁用パッドなどの吸収用品に使用され、液体透過性の第１の層と吸収コアを構成する第２の層と第３の層とを少なくとも備える複数の材料層によって規定され、これら層のそれぞれが所定の孔半径を有する材料から形成されている積層構造体に関するものである。この積層構造体は、少なくとも二つの超音波溶着ステップによって上記材料層が互いに結合されることによって形成され、溶着ステップのそれぞれにより超音波溶着パターンが形成され、その超音波パターンのそれぞれが複数の結合部位によって規定されるようになっている。
おむつ、生理用ナプキン、失禁用パッド、トレーニングパンツなどの今日の吸収用品は、通常、さまざまなタイプの材料層と吸収体とを組み合わせる方法およびシステムによって製造される。
従来の吸収用品は、一般に、着用者の体に面する液体透過性トップシート(例えば合成または天然繊維由来の不織布材料)、吸収構造体(例えば液体拡散または液体移送層および吸収コアとして機能する繊維材料層)と、着用者の衣類に面する液体不透過性下層(例えば熱可塑性バックシート)とを備える層状製品として構成されている。これら種々の層は単一の材料シートまたは積層構造体の形態のものとすることができる。
上記タイプの吸収用品として使用されるさまざまな材料層、例えば種々の繊維層からなる積層体の多様な製造タイプが知られている。そうした用品を製造する工程は、通常、積層構造体内の層を例えば接着剤、熱溶着または超音波溶着などのさまざまなタイプの技術によって互いに結合させる種々の工程ステップを含む。
接着剤による工程は、あらかじめ決められた接着パターンに基づいて材料層状に接着剤を塗布し、続いてその材料層をさらなる材料層上に結合させることを基本とする。さらに熱溶着工程において、積層体における二つ以上の層が、熱溶融可能な繊維を有する層における熱溶着繊維によって結合される。このため、それら層は、特定の結合パターンが形成された二つのロールによって規定されるニップを有する装置を経て供給される。最終的に、超音波溶着工程は、超音波ホーンとさらなるロール(一般にいわゆるパターンロール)との間の二つ以上の材料層を結合させるステップを含み、それによって層は所定の結合パターンで互いに結合されるようになる。上述した技術は当業者にはすべて公知となっており、吸収用品の積層構造体の製造のために使用される。
今日の技術に関して、吸収用品のある特性を改良することに関して絶え間ない要求が存在する。例えば、そうした用品は、液体の高度の捕捉が得られるように最高の液体吸収特性を有するようにすることが重要とされている。また、用品は再湿潤しにくくなるよう構成されなければならず、さらに使用中に着用者にドライな感触を与えるようなものでなければならない。これは、用品が、使用者により良い快適性を提供するために改良された液体拡散特性を有する必要があることを意味している。
従来技術に関連して、特許文献１には、前進材料ウェブにおいて超音波溶着片材料によって材料積層体を製造するためのシステムおよび方法が開示されている。引用文献１に開示されたシステムは、材料片を第１の超音波ホーンによって結合する第１の超音波溶着ステーションと、引き続いて材料片を第２の超音波溶着ホーンによって材料ウェブに固定する第２の超音波溶着ステーションとを備える。
さらに、特許文献２には、超音波溶着を使用して材料層を互いに結合することによって繊維材料層の積層体を製造する方法が開示されている。特に引用文献２には、二つのステップ、すなわち、二つの層を第１の結合パターンで互いに超音波によって結合する第１のステップと、その後に二つの相互連結された層を第３の層へ超音波によって結合するステップと、が開示されている。第２の結合パターンは、結合パターン領域を有するように、第１のパターンとは異なっている。
また引用文献２には、ベルト付きおむつおよび失禁保護用品におけるベルトの剛性および安定性に関して結合パターンがどのように積層体の特性に影響するかが開示されている。
国際公開第00/02727号パンフレット 欧州特許出願公開第1216679号明細書(EP 1216679)
本発明の目的は、吸収用品のための材料積層体を製造するための方法および装置を提供することであり、特に、従来のものと比べて改良され、かつ最高の液体吸収能力および相対的に低い再湿潤度を有し、さらに使用中に使用者にドライな感触を与える吸収用品を提供することである。
この目的は、冒頭で述べた種類の方法によって達成され、その方法は、吸収用品全体をおおむね形成する溶着ステップを提供し；かつ、少なくとも積層構造体全体が複数の孔半径を有するような様式で溶着パターンを選択することを含んでいる。
本発明の目的は、また、冒頭で述べた種類の装置によって達成され、この装置において、超音波溶着デバイスが吸収用品全体を形成するための溶着ステップを提供するために構成され、上記溶着パターンは積層構造体全体が複数の孔半径を有する様式で選択されている。
本発明の目的は、さらに、上述した種類の積層構造体によって達成され、この積層構造体は吸収用品全体をおおむね形成する溶着ステップを経て形成され、かつ上記溶着パターンは積層構造体全体が少なくとも複数の孔半径を有する様式で選択されている。
本発明によればある利点が得られる。まず、いくつかのステップで層を互いに溶着することによって、層同士の間に異なる結合パターンを有する製品を得ることができることに留意されたい。そうした構造体を有する製品は、より良好な水はけ性をもたらし、かつ複数の孔半径によって拡散能力を提供する。
本発明によって、材料同士の接触がより良好となり、同時に用品のより滑らかな構造体が提供され、これは、用品の使用者に改良された快適性をもたらすことができる。
従来のものと比べると本発明は上記超音波溶着ステップが吸収製品の流体の水はけ性および吸収性などの特性に影響を及ぼすので、上述した問題を解消することができる。
一実施形態によれば、本発明は、好ましくは、おおむね用品全体が、第３の層と第２の層とを互いに結合する第１の溶着ステップと、結合された第３の層と第２の層とを第１の層と結合する第２の溶着ステップとを含む材料層の結合によって形成されるよう構成されている。
また一実施形態によれば、本発明は、好ましくは、第１の層が第２の層および第３の層の孔半径以上の孔半径を有する材料から形成され、また、第２の層が第３の層の孔半径以上の孔半径を有する材料から形成されるよう構成されている。これは、流体吸収能力、再湿潤、および乾燥度合いが−従来のものに比べて−改良された特性を有する吸収用品を提供することに寄与する。
以下、好ましい実施形態および図面を参照して本発明について説明する。
本発明の原理に基づく吸収体を製造するための装置の概略図である。 本発明による第１の結合ステップの概略斜視図である。 本発明による第２の結合ステップの概略斜視図である。 吸収体の孔半径の原理の概略図である。 本発明の原理に基づいて形成された積層構造体の孔変化度の原理の概略図である。 積層構造体の複数の孔半径の原理の概略図である。 本発明に基づく積層構造体を溶着するための工程に関する原理をさらに示す概略図である。 本発明の原理を示すダイアグラムである。
本発明の原理について本発明の実施形態を参照しながら説明する。さらに正確には、本発明は例えば薄手の生理用ナプキンの形態の吸収用品に関連して適切に使用されるものである。ただし、本発明はそうした吸収用品のみに限定されるものではなく、原理上、おむつ、パンティライナ、失禁パッド、トレーニングパンツなどの用品のために使用することもできる。
本発明は、吸収用品の製造中に使用されることを意図したものである。さらに正確には、本発明は、通常、完成された吸収用品の一部を形成する一般には繊維層である二つ以上の材料層を結合するために使用されるものである。
図１には、複数の材料層からなるそうした積層体を製造するための装置１を示す。この装置は、第１のロール２と超音波ホーン４を有する超音波溶着デバイス３とを備える。ホーン４は、ロール２から所定のかなり小さな距離をおいて配置されており、それによって、所定の材料層が供給される間隙５が規定される。適切な実施形態によれば、本発明は、第１の層６、第２の層７、第３の層８を互いに結合するために構成されている。また、第２の層７は吸収体であり、第３の層８は液体不透過性バックシートである、ただし以下に説明するように本発明はそうした構成のみに限定されず、従属請求項の記載のように変更可能である。
図１に示されるように、第２の材料層７は第２のロール９に沿って適切にガイドされる。一実施形態によれば、本発明は、一連のプロセスステップにて実施されるように構成されている。そうしたプロセスステップの始まりは第３の層８と第２の層７とを結合することである。その後、第３の層８と第２の層７によって形成された積層体は第１の層６と結合される。
すでにその原理が公知であるように第１のロール２はその外面において特定の表面構造の形態のパターン(図示せず)が形成されている。このパターンの目的は、超音波ホーン４の作動中に第３の層８と第２の層７を結合する際の補助となることである。このパターンのデザイン、寸法および深さなどの特性は、最終的な積層体の所望のデザインおよび外観に関する要求に基づいて規定される。第１のロール２のパターンは、陥没部および隆起部を適切に備えていてもよく、この隆起部は、第３の層８と第２の層７とが互いに固定されるときに、結合ポイントすなわち結合部位を構成する。パターンの深さは約０.３〜２ｍｍの大きさが好ましい。
超音波溶着デバイス３は公知のものとして使用されており、それゆえ詳細には説明しない。ただし、超音波溶着デバイスが、一般に、溶着、切断、穿孔または他のタイプの材料処理のために使用できることに留意されたい。本発明に関して、吸収製品の水はけ性および拡散特性を改良するために吸収製品の二つ以上の材料層を互いに結合するために、当該処理は超音波溶着とされている。本発明は特に、製品の一部を形成する層６，７，８の孔構造を変更するかあるいは適応させるために、超音波溶着を使用するよう構成されている。とりわけ本発明は孔構造を変化させるために吸収用品全体をおおむね結合するために構成されている。
図１に示された第２および第３の層７，８は、上述したように第１のロール２に設けられた所定の結合パターンによって互いに結合されるように間隙５を介して供給される。結合パターンは、視覚的な外観、すなわち完成された製品のデザインに関する要求、さらには二つの材料層７，８の間の結合強度ならびに完成された用品の他の要求に応じて選択される。
積層体を形成するように第２および第３の層７，８が結合されるとき、第２および第３の層７，８は、第３のロール１０および、超音波ホーン１２を有する第２の超音波溶着デバイス１１の方へとさらに供給される。第１のギャップ５と対応する様式で第２のギャップ１３が、第３のロール９と第２の超音波溶着装置１１との間に規定される。第２および第３の層７，８は、第２のギャップ１３を介して供給される第１の層６に対して積層される。このようにするため、第１の層６は第４のロール１４に沿って適切にガイドされる。材料層６，７，８は図１において矢印で示される方向に供給される。
第２の超音波溶着デバイス１１での結合処理は、さらなる結合パターンを用いて実施され、さらなる結合パターンは第１の超音波溶着デバイス３によってもたらされる第１の結合パターンと同じであっても、異なっていてもよい。第１の超音波溶着デバイス３に関して説明した、そのデザインおよび可能な寸法に関する原理が第２の超音波溶着デバイス１１に適用される。
三つの材料層を結合するための上記二つの溶着ステップは、所望のデザインおよび特定の強度を完成した吸収用品に付与するように構成されてもよい。用品の強度は主に、構造体が溶着ステップによりさらに安定したものとなること、ならびに溶着ステップが向上された快適性を与える相対的に嵩張った構造体をもたらすことによって与えられることに留意されたい。そうした流体捕捉、乾燥度、および流体の水はけの程度などの他の特性は、上述した二つの溶着ステップによって少なくとも部分的には規定される。
三つの材料層６，７，８を備える組み合わせられた積層体は、吸収用品の製造のために適切に使用される。例示としてだが、第１の層６は、適切には合成または天然繊維不織材料の液体透過性トップシートであり、それは使用中には、完成された用品の着用者の体に近接して配置される。一例によれば、第１の層６は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、またはナイロンなどの合繊繊維によって構成された不織材料から形成される。例えば結合繊維、コポリマー繊維、スプリットファイバ、ナノファイバなどの他の繊維を使用することもできる。このために異なる繊維の混合物も使用することができる。あるいは、第１の層６は熱可塑性フィルムまたはポリエステルフィルム、もしくは積層体、あるいは異なる積層体の組み合わせから形成できる。それは、所定パターンにおいて穿孔されていても、または孔のないものであってもよい。
第１の材料層６に関して、第１の材料６が積層体におけるさまざまな層６，７，８のうちで最も大きな孔を有する種類のものとなるような様式で本発明が適切に実施されることにさらに留意されたい。最も大きな孔は相対的に容易に液体を排出する。これは、第１の材料層６の孔構造内に保持された液体が、隣接する材料層(すなわち材料層７)へと相対的に容易に排出されるようになることを意味する。この特徴は、相対的に大きな孔は容易に空くという観察に基づいている。このように、本発明の目的は一般的に流体を第１の材料の孔から抜くことである。
言い換えると、第１の材料層６は、第１の材料層６が流体の効果的な水はけ性を提供できるように残りの層７，８よりも大きな孔を有するよう選択されることが好ましい。また、第１の層６の孔の大きさの制限および寸法は主に下方の層７，８に関連する。これら原理については以下に図３〜５を参照して説明する。
さらに、第１の層６は、その最大厚さが好ましくは５ｍｍの大きさとなり、その最大秤量が好ましくは約１００ｇ/ｍ２となり、最も好ましくは５０ｇ/ｍ２となるように選択される寸法を備えるよう設計されることが好ましい。そして、第１の層６はそれ自身が異なるタイプの繊維構造を有する積層体の形態のものであってもよい。ただし総秤量は好ましくは１００ｇ/ｍ２を超えるべきではない。
加えて、図１に示される実施形態によれば、第２の層７は、吸収構造体または層、もしくは吸収コアの形態のものとすることができ、適切には繊維材料を含んでおり、適切な程度の流体の捕捉性、拡散性および吸収性を有するよう構成される。このため、第２の層７は、有孔の、弾性を有し、かつ相対的に薄手の材料層、例えば繊維ワディング材料または高度の液体保持能力および高度の液体吸収能力を有する同様の材料であってもよい。
第２の層７は、天然または合成繊維、もしくはそうした繊維の混合物を備えることができる。さらに第２の層７は適切な量の超吸収材料を備えていてもよい。そうした構成は完全な吸収用品の非常に高度な吸収率に貢献する。さらに、第２の層７は単一の材料層であっても積層体であってもよい。積層体である場合、第２の層７はワディング材料と吸収コアとを備える積層体によって構成できる。
また、第２の層７は、従来の様式での超音波溶着工程を可能とするために、適量の熱可塑性繊維を備えていてもよい。
さらに、本発明の原理に関係して、第２の層７は、第１の層６の孔構造より細かい孔構造を備える、つまり第１の層６の孔半径よりも小さな孔半径を有するよう構成されることが好ましい。また第２の層７の孔半径は第３の層８の孔半径よりも小さな孔半径を有する、つまり第２の層７は第３の層８(およびさらなる下層)の孔構造より粗い孔構造を備えるよう構成されるべきである。
最終的に、この実施形態によれば、第３の層８は、好ましくは液体不透過性である(あるいは、少なくとも液体の透過に対して非常に高い抵抗性を有する)バックシートとすることができ、したがって完成された用品から液体が漏出することを防ぐために提供される。このため、第３の層８は、薄手でありかつ密封性のあるプラスチックフィルムなどの液体不透過性材料から適切に製造される。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエステルから形成されるプラスチックフィルムは、こうした目的のために使用できる。
大体実施形態において、第３の材料層８は、例えばさらなる吸収層などの、上記バックシートとは異なるタイプのものであってもよい。
さらに図２ａには、本発明の適切な実施形態に基づく第３の材料層８および第２の層７のための結合工程の概略斜視図を示す。図面には第１の結合パターン１５を示すが、第１の結合パターン１５は、第２および第３の層７，８が第１の超音波溶着デバイス４を通過しかつ互いに結合された結果として生じたものである。第１の結合パターン１５の実際のデザインは、例えば用品の視覚的な外観、完成された用品の強度および流体捕捉特性に関連して選択される。結合パターン１５の実際のデザインは変更可能である。例えば結合パターン１５は、結合部位同士の間に１〜３ｃｍの距離を有する四角形または矩形パターンの形態のものとすることができる。好ましくは、結合パターン１の結合部位同士の間の距離は、用品の効果的な水はけ性を提供するためには約３ｃｍを超えるべきではない。
図２ａでは、材料層８，７による座標系が本発明に基づいて配置されている。より具体的には、材料層８，７に沿って延在する長手方向がｘ方向とされている。ｘ方向に直交する方向がｙ方向であり、材料層８，７の表面によってほぼ規定される平面に直行する方向がｚ方向とされる。
第３および第２の層８，７が互いに結合された後、第３および第２の層８，７はさらに第２の超音波ホーン１１によって同様の様式で第１の層と結合される。これを図２ｂに概略的に示す。この様式において、第２の結合パターン１７が規定され、また複数の結合部位１８を備えるようになる。この実施形態によれば、第１の結合パターン１５および第２の結合パターン１７は互いに異なるものであっても、あるいは同じものであっても良い。
したがって図２ａおよび図２ｂに層６，７，８の溶着結合の順番が示されている。本発明の重要な特徴は溶着が特定の順番で、すなわち、まず第３の材料層８(適切にはバックシート)および第２の材料層７(適切には吸収層)について行われることである。これら二つの層７，８が結合されると、第１の層６(適切にはトップシート)がさらなる結合によって他の層に適切に付与される。
したがって、本発明の原理に基づく積層体を提供するために、第２および第３の層７，８(吸収製品の使用中に体から最も離れるようになる、これらの層)を溶着することによってこの工程をスタートさせることが好ましい。なぜなら、(上側の、第１の層６をスタートとすると)孔は非常に小さくなってしまい、その結果、第１の層６は密度が高くかつ液不透過性のものとなってしまう恐れがある。これは本発明の意図とは正反対のものとなる。それゆえ、残りの層との溶着時に細かい繊維構造(すなわち、より小さな孔を有する)が形成できないようになる。そうした場合においては効果的な流出が不可能となる。
さらに重要な原理として、溶着が、完成された製品を形成するすべての材料層６，７，８の間で適切に実施されることが挙げられる(この場合、製品は第２の層７を吸収層として含む)。
本発明の原理および特徴をさらに説明するために、以下、いくつかの基本的なコンセプトについて説明する。まず「孔半径」について、メッシュ２０を備えるまたは繊維材料を形成するマトリックス吸収層１９の断面図である図３を参照しながら説明する。繊維メッシュ２０は複数の孔を規定し、そのそれぞれが特定のサイズおよび空間を有する。説明するように、特定の孔は図３において参照番号２１によって概略的に示されている。この孔２１(およびメッシュ２０における他の孔)に関して、その「孔半径」の測定によって特定可能となっている。繊維メッシュ２０の不規則な形態が原因となって、これら孔は完全な円形には見えない。代わりに、孔の「有効な」孔半径Ｒの測定はラプラスの方程式によって実行できる。これは公知の事項であるため詳しく説明しない。有効孔半径Ｒは以下の式による近似値によって言及され得る。
Figure 2011517989
ここでγＬは液体の表面張力であり、Θａ，ｒは構造体に対する液体の侵入または退出接触角であり、Δｐは空気へ向く液体の表面を規定する半月形状部(meniscus)をわたる圧力差である。
本発明の原理についてさらに図４を参照して説明すると、図４には、本発明の三つの材料層６，７，８に対応する三つの異なる繊維層からなる積層構造体(積層体としても参照される)２２が示されている。三つの異なる層２３，２４，２５の例として図面における層６，７，８のそれぞれが挙げられる。上述したように、本発明は、第１の層６がその対応する孔２３が孔半径Ｒ１を有数する材料から形成され、孔２３が孔半径Ｒ１が第２の層７の孔半径２４および第３の層８の孔２５の孔半径以上とるように、構成されている。また、第２の層７は、第３の層８の孔半径Ｒ３以上の孔半径Ｒ２を有する材料からなる。これは、積層体が、第１の層６から第３の層８へ向かって孔半径のサイズが小さくなるような、Ｚ方向において変化する孔変化度(pore gradient)を有することを意味している。
例えば、積層体(図示せず)が、Ｒ１＜Ｒ２＞Ｒ３が本発明によって規定される様式では機能しなくなるであろう所定の大きさの孔半径を規定する各材料層を有する。特に、そうした解決法は意図された排水効果を提供し得ないだろう。なぜなら、流体は、上側層から中間層へと効果的な様式で排水されないからだ。
一実施形態によれば、積層体は、積層体が、完成され多積層体を貫通する方向(つまり「ｚ方向」)において孔変化度を有するような様式で最終的に製造される。つまり、それによって、完成された用品の上側は相対的に「緩く」かつ「開放された」孔構造体を有し、かつ用品の下側はより「密であり」かつ閉鎖された孔構造を有するようになる。
上述した実施形態の代替例において、第１の材料層６は第２の材料層７および第３の材料層８により大きな、孔の他の寸法を有している。なお、本発明は、材料層６，７，８のすべてがほぼ同じ寸法の孔を備える様式で実施できることに留意されたい。最初に述べた場合は、複数の孔変化度が、異なる孔寸法を有する層６，７，８を用いるが上述した二つの溶着ステップにおいてほぼ同じ溶着パターンを使用する本発明によって得られる原理に基づいている。一方で、第２の場合は、複数の孔変化度が、二つの異なる溶着パターンを用いるが上述したほぼ同じ孔寸法を有する材料層を使用する本発明によって得られる原理に基づいている。代替的な解決法のいずれも本発明の特許請求の範囲に記載された範囲内で実施可能である。
さらに図５には本発明のさらなる実施形態に基づく積層体２２’の概略断面図を示す。積層体２２’は、所定の孔半径をそれぞれ有する三つの材料層６’，７’，８’を備えており、少なくとも第１の層６’の孔半径はｘ方向およびｙ方向に変化している。これは、この第１の層６’がその長手方向(つまりｘ方向)に沿って異なる繊維構造を有する材料で形成されることを意味している。これは図５に概略的に示されており、第１の層６’は異なる孔半径を備える三つの異なる孔２６，２７，２８を有する。
溶着処置の結果、図５に示される材料層６’，７’，８’は、結合部位１６の周囲においてより小さくかつより密度が高くなっている。また、ｘ方向およびｙ方向における孔変化度が、溶着の結果そうした結合部位１６の周囲で得られることに留意されたい。
したがって、本発明は、好ましくは、積層構造体をｚ方向のみならずｘ方向およびｙ方向においても孔変化度を付与されたものとなるように構成される。
実際の超音波溶着工程は、第２および第３の層７，８が第１の結合パターン１５を介して互いに結合される原理に基づいており、第１の結合パターン１５は複数の結合部位１６を備えており、結合部位１６は、これら材料層７，８の(間隙５の通過時の)圧縮によって、かつ超音波ホーン４を用いて適切な量のエネルギーを付与することによって形成されている。これは、層７，８の材料を互いに結合されるようにするために結合部位１６で規定されたポジションで柔らかくしかつ溶融させるようにする。
各結合ステップで使用される結合パターン１５，１７は、より良好な水はけ性および拡散特性が得られるように選択される。本発明によれば、完成された用品に関して改善された水はけ性および拡散特性および、材料層同士の間の改良された接触性は、特に、完成された用品が複数の孔半径を備える様式で結合パターン１５，１７が選択されることによって得られる。これはまた、用品のより乾燥された表面、ならびに向上された快適性という利点を有する。
これは、本発明によれば、例えば、第１の結合パターン１５の結合部位１６が第１のあらかじめ決められた孔半径を備えるよう選択されかつ第２の結合パターン１７の結合部位１８が第１の結合パターン１５の孔半径とは異なる第２のあらかじめ決められた孔半径を備えるよう、孔半径が制御可能であることを意味している。
吸収用品の孔変化度は、下方に位置する層へ移動させられる液体の導出に影響を及ぼす。一実施形態によれば、孔変化度は、異なる層の孔が各層に関してあるいは溶着処理ステップに関してよりいっそう「密度の高い」ものとなるように構成されることによって制御されることが好ましい。本発明は、すべての材料層６，７，８が超音波溶着を用いて結合され、結合パターン１５，１７が、穴変化度が各結合処理に関して最適化されるように、選択される原理に基づいている。
図６には本発明の積層構造体２２を溶着するための原理をさらに示す断面図である。この図面はおおむね図４に対応しているが、特に三つの材料層６，７，８に特定の溶着パターンが設けられた様式で示されている。より詳細には、第２の材料層７および第３の材料層８は、複数の結合部位１６’として図６に示される第１の溶着パターンによって結合されている。さらに、第２および第３の層７，８が結合され積層体を形成するとき、第１の材料層６は、複数の結合部位１６”として図６に示される第２の溶着パターンによってこの積層体に結合されている。
図６に示される溶着処理によって、完全な溶着パターンが第２および第３の層７，８を接続する結合部位１６’ならびに層６，７，８のすべてを接続する、さらなる結合部位１６”が生じるようになっている。これは、第２および第３の層７，８の間の結合部位が第１および第２の層６，７の間の結合部位よりも多いことを意味している。この様式において、積層構造体２２の孔変化度は溶着処理によって制御することもできる。
本発明に関連して、孔変化度を最適化することは、改良された様式における完成された製品の水はけ性、拡散性、および乾燥性に影響を及ぼすことを意味する。
例えば、本発明は、材料が、液体拡散性を高められた用品を得るために、用品の表面部に比べて後部(底部)の方へ向かってより開放され、それによって流体が用品の表面から迅速に移動させられるようになる様式で実施できる。なお材料層６，７，８同士の間の密な接触を得ることが重要となることに留意してくれ。これは上述したように超音波溶着ステップによって可能となる。
また、本発明は、上記溶着ステップがある程度「嵩張った」構造体を形成するため、改良され、かつより柔らかくなった材料構造を提供する。これは、使用者の体と上部層の表面との間に増大された空間を形成する傾向のある「山部」または「谷部」が上部層に形成されることを意味している。したがって、空気の列またはスリットが使用者と用品との間に形成され、それは、流体の流入の有効性に貢献する。これは、流体が製品により迅速に引き込まれるために、かつ液体のフィルムおよびコーティングが使用者の体と吸収用品との間に形成されることが避けられるために、快適性の向上に寄与する。
本発明は、さまざまな結合パターンの使用が複数の孔半径を有する製品を提供するという原理に基づいている。図７は、この原理に基づく本発明の目的および機能を表す二つのグラフを示すダイアグラムである。
連続線の形態で示された第１のグラフ２９は、孔半径が変化する吸収用品に関して、どのようにして、従来の積層構造体(つまり本発明によって特定される様式で溶着されていない積層構造体)の孔空間分配がされていたのかを示す。破線で示された第２のグラフ３０も対応する条件で示されているが、積層構造体は本発明によって溶着されるか構成されたものとなっている。
グラフによって、本発明の積層体が公知の材料と比べて(所与の孔半径に関して)より小さな孔空間拡散性(pore volume distribution ： PVD)を有していることが分かるであろう。これは、本発明の材料が、従来の用品に比べて非常に高度の水はけ性を有していることを意味しており、それは使用者に乾燥状態に関して向上された知覚作用を提供するため利点となる。
さらに、第１のグラフ２９は、従来の発明が、孔半径にはほぼ依存していない、積層構造体の孔空間拡散性を提供することを示している。これに対して、第２のグラフ３０で示される本発明に基づく積層構造体は、孔半径に非常に左右される孔空間拡散性を有している。特に、第２のグラフ３０はあらかじめ決められた大きさの孔半径に対応する「ピーク」を有しており、これは、そうした孔半径が、用品の表面部に集められた相対的に多量の液体に対応することを意味している。
本発明によれば、用品の向上された水はけ性は、図を参照して左側の方へ向かう第２のグラフ３０の「ピーク」の移動によって得られる。さらに詳しくは、本発明は、実施される各溶着ステップに関して左側の方へ向かってこのグラフ３０を移動するように構成されている。これは、孔半径Ｒを小さくすることによって、より高い圧力が孔に生じることによって説明され得る。これは、さらなる流体が構造体から除去されるようになる、ということを意味している。左側へ向かう第２のグラフ３０のこの「移動」は、図７における矢印によって概略的な様式で示されている。
さらに、使用者の体に最も近接する第１の層６は、第２の層７および第３の層８の孔半径に以上の孔半径を有しており、かつ第２の層７が第３の層８以上の孔半径を有しているため、本発明によって向上された水はけ性が得られるようになる。
本発明は上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲内で変更可能である。例えば、本発明は特定のタイプの吸収用品に限定されず、おむつ、パンティライナ、失禁パッド、トレーニングパンツおよび一般的な他のタイプの吸収用品の製造のために使用できる。さらには、本発明は多くのタイプの材料や材料の組み合わせを使用して実施することもできる。
本発明の基本的なコンセプトについて三つの異なる層を用いて実施形態を参照して説明した。しかしながら、本発明は代替的に複数の異なる層および複数の異なる超音波溶着ステップ、あるいは上述した異なるタイプの層を用いて実施することもできる。一例として、本発明は、二つの不織布層と二つの吸収コアとを有する構造体に実施することもできる。あるいは、本発明は、一つの不織布層、二つの吸収コアおよびバックシートを有する構造体に使用することもできる。通常、本発明は、複数の層が積層構造体を形成しかつ複数の溶着パターンが選択され、積層構造体全体に複数の孔半径が付与されるような様式で実施される。
または、さまざまな層の超音波溶着は、同じステップあるいは複数の連続ステップでなされてもよい。
１ 装置
２ 第１のロール
３ 超音波溶着デバイス
４ 超音波ホーン
５ 間隙
６，６’ 第１の層
７，７’ 第２の層
８，８’ 第３の層
９ 第２のロール
１０ 第３のロール
１１ 第２の超音波溶着デバイス
１２ 超音波ホーン
１３ 第２のギャップ
１４ 第４のロール
１５ 第１の結合パターン
１６，１６’，１６” 結合部位
１７ 第２の結合パターン
１８ 結合部位
１９ マトリックス吸収層
２０ メッシュ
２１ 孔
２２ 積層構造体
２３，２４，２５ 層
２６，２７，２８ 孔
２９ 第１のグラフ
３０ 第２のグラフ

Claims (12)

  1. おむつ、生理用ナプキン、パンティライナ、失禁パッドなどの吸収用品に使用するための積層構造体(２２)を製造するための方法であって、
    前記積層構造体(２２)は、液体透過性の第１の層(６)と吸収コア(７)を構成する第２の層(７)と第３の層(８)とを少なくとも具備してなる複数の材料層(６，７，８)によって規定されており、前記層(６，７，８)のそれぞれは、所定の孔半径(Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３)を有する材料から形成されており、
    前記方法は、
    少なくとも二つの超音波溶着ステップ(４；１２)によって前記材料層(６，７，８)を互いに結合すること、
    前記溶着ステップのそれぞれに関連して、それぞれが複数の結合部位(１６；１８)によって規定される超音波溶着パターン(１５；１７)を提供することと、
    を具備し、
    前記方法は、
    前記吸収用品全体をおおむね形成するために前記溶着ステップ(４；１１)を提供することと、
    少なくとも前記積層構造体(２２)全体が複数の孔半径を有する様式で前記溶着パターン(１５；１７)を選択することと、
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記溶着ステップ(４；１１)は、少なくとも以下のシーケンス、
    前記第３の層(８)および前記第２の層(７)を互いに結合する、第１の溶着ステップと、
    結合された前記第３および第２の層(８，７)を前記第１の層(６)と結合する、第２の溶着ステップと、
    を具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記溶着ステップは、前記第２の層(７)および前記第３の層(８)の孔半径以上の孔半径を有する材料から形成される第１の層(６)を使用し、かつまた、前記第３の層(８)の孔半径以上の孔半径を有する材料から形成される第２の層(７)を使用して、実施されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
  4. 前記第３の層(８)は液体不透過性バックシートであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の方法。
  5. おむつ、生理用ナプキン、パンティライナ、失禁パッドなどの吸収用品に使用するための積層構造体(２２)を製造するための装置(１)であって、
    前記積層構造体(２２)は、液体透過性の第１の層(６)と吸収コア(７)を構成する第２の層(７)と第３の層(８)とを少なくとも具備してなる複数の材料層(６，７，８)によって規定されており、前記層(６，７，８)のそれぞれは、所定の孔半径(Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３)を有する材料から形成されており、
    前記装置は、前記材料層(６，７，８)を互いに結合するための少なくとも二つの超音波溶着デバイス(３，４；１１,１２)を具備してなり、
    前記超音波溶着デバイス(３，４；１１，１２)のそれぞれは、複数の結合部位(１６；１８)によって規定される超音波溶着パターン(１５；１７)を提供するために構成されており、
    前記超音波溶着デバイス(３，４；１１，１２)は、前記吸収用品全体を形成するために前記溶着ステップ(４；１１)を提供するために構成されており、
    前記溶着パターン(１５；１７)は、少なくとも前記積層構造体(２２)全体が複数の孔半径を有する様式で選択されたものであることを特徴とする装置(１)。
  6. おむつ、生理用ナプキン、パンティライナ、失禁パッドなどの吸収用品に使用するための積層構造体(２２)であって、
    前記積層構造体(２２)は、液体透過性の第１の層(６)と吸収コア(７)を構成する第２の層(７)と第３の層(８)とを少なくとも具備してなる複数の材料層(６，７，８)によって規定されており、前記層(６，７，８)のそれぞれは、所定の孔半径(Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３)を有する材料から形成されており、
    前記積層構造体(２２)は、少なくとも二つの超音波溶着ステップ(４，１２)によって前記材料層(６，７，８)を互いに結合することによって形成されており、前記超音波溶着ステップ(４，１２)は、前記溶着ステップのそれぞれに関連して超音波溶着パターン(１５；１７)を提供し、前記溶着パターン(１５；１７)のそれぞれは複数の結合部位(１６；１８)によって規定されており、
    前記積層構造体(２２)は、前記吸収用品の全体がおおむね形成される前記溶着ステップ(４；１１)を経て形成され；かつ、前記溶着パターン(１５；１７)は、少なくとも前記積層構造体(２２)全体が複数の孔半径を有する様式で選択されたものであることを特徴とする積層構造体(２２)。
  7. 前記第３の層(８)が液体不透過性バックシートであることを特徴とする請求項６に記載の積層構造体(２２)。
  8. 前記第３の層(８)と前記第２の層(７)とを互いに結合する、第１の溶着ステップと、
    結合された前記第３および第２の層(８，７)を前記第１の層(６)と結合する、第２の溶着ステップと、
    を少なくとも含むシーケンスを備える前記溶着ステップ(４；１１)によって形成されたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の積層構造体(２２)。
  9. 前記溶着ステップは、前記第２の層(７)および前記第３の層(８)の孔半径以上の孔半径を有する材料から形成される第１の層(６)を使用し、かつまた、前記第３の層(８)の孔半径以上の孔半径を有する材料から形成される第２の層(７)を使用して、実施されることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか一項に記載の積層構造体(２２)。
  10. 二つの不織布層と二つの吸収コアとを具備してなることを特徴とする請求項６に記載の積層構造体(２２)。
  11. 一つの不織布層と、二つの吸収コアと、一つのバックシートと、を具備してなることを特徴とする請求項６に記載の積層構造体(２２)。
  12. 請求項６ないし請求項９のいずれか一項に記載の積層構造体(２２)を具備してなることを特徴とする吸収製品。
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